Brevet FR2507413A1 — publié le 19821210

Convertisseur analogique-numérique ayant un circuit d'auto- polarisation. L'invention se rapporte aux convertisseurs analogiques- numériques servant à transformer des signaux analogiques, par exemple audibles, en signaux numériques, par exemple mo- dulés par codage d'impulsions (signaux PCM) Elle concerne plus particulièrement une technique de réduction des bruits qui tendent à intervenir dans la transformation analogique- numérique. Récemment, des enregistreurs PCM servant à enregistrer des signaux PCM au moyen d'un magnétoscope ou analogue et des lecteurs servant à la reproduction des disques PCM dans les- quels des signaux audibles ont été enregistrés sous la forme de signaux PCM sont apparus sur le marché Pour que les dis- positifs PCM puissent être destinés au grand public il est nécessaire de les fournir aux consommateurs à faible coût. Toutefois un grand nombre de problèmes doivent être résolus pour fournir des dispositifs PCM ayant une performance don- née en utilisant des éléments de circuits de faible coût. L'un des problèmes mentionnés ci-dessus est d'obtenir un convertisseur analogique-numérique ayant une performance donnée à faible coût. 2 - On connait de nombreux types de convertisseurs analogiques- numériques allant d'un type à intégration à un type paral- lèle à grande vitesse, dans lesquels un convertisseur ana- logique-numérique du type à comparaisons ou à approximations successives est habituellement utilisé pour la conversion analogique-numérique d'un signal accoustique (signal audi- ble), afin d'obtenir une grande précision et une grande vi- tesse à un coût acceptable En outre, du fait que le signal d'entrée à convertir est un signal alternatif ayant des po- larités positive et négative, un convertisseur analogique- numérique de type à décalage binaire, c'est-à-dire polarisé en continu en un point correspondant à la moitié de la gamme totale est généralement utilisé. Toutefois, dans un tel convertisseur analogique-numérique classique, une tension d'erreur est susceptible pour diver- ses raisons d'intervenir en ce qui concerne le bit le plus significatif appliqué à un convertisseur numérique-analo- gique utilisé dans le convertisseur analogique-numérique. Une telle tension d'erreur fait prendre au bit le plus si- gnificatif un état logique erroné, d'o résulte une sortie analogique fausse du convertisseur numérique-analogique. Cette sortie analogique erronée est comparée au signal ana- logique d'entrée, si bien que des bruits indésirables seront superposés sur le signal analogique d'entrée Plus particu- lièrement, quand l'amplitude du signal analogique d'entrée est faible, les bruits superposés détériorent la qualité du signal audible qui sera reproduit par décodage du signal nu- mérique de sortie émanant du convertisseur analogique-numé- rique. Bien que le problème, mentionné ci-dessus, de l'introduction de bruits puisse être évité si on utilise des composants coûteux de grande précision pour construire un convertisseur analogique-numérique, une telle technique accroît le coût de production et n'est donc pas appropriée pour les convertis- seurs "grand public". L'invention se propose de supprimer les inconvénients déc- rits ci-dessus propres aux convertisseurs analogiques-numé- riques traditionnels. -3- Elle concerne donc un convertisseur analogique-numérique ayant des caractéristiques satisfaisantes de façon à pouvoir effectivement supprimer les bruits dûs à une erreur sur le chiffre le plus significatif. Suivant une caractéristique de l'invention, un circuit d'au- to-polarisation est prévu, de manière que la tension de ré- férence d'un comparateur sensible à une tension en un point de sommation, o l'on additionne entre eux le signal analo- gique d'entrée, un signal analogique de sortie émanant d'un convertisseur numérique-analogique et une tension de pola- risation de décalage, soit transformée de façon telle que les bruits superposés sur le signal analogique d'entrée ne provoquent pas la production, par le comparateur, d'un si- gnal de sortie erroné quand l'amplitude du signal d'entrée est inférieure à un niveau prédéterminé La tension de réfé- rence varie quand l'amplitude du signal d'entrée croit, afin qu'on puisse assurer l'obtention d'une dynamique suffi- sante. Le convertisseur analogique-numérique suivant l'invention comprend: un comparateur servant à comparer un signal ana- logique d'entrée à un signal de référence pour produire un signal de sortie lorsque le signal analogique est supérieur au signal de référence, ce comparateur ayant deux bornes d'entrée recevant respectivement le signal analogique d'en- trée et le signal de référence; un registre d'approxima- tions successives sensible à des impulsions d'horloge et au signal de sortie du comparateur pour produire un signal nu- mérique ayant un nombre prédéterminé de bits; un convertis- seur numérique analogique sensible au signal numérique pour produire un signal analogique de sortie; un circuit de po- larisation de décalage produisant une tension de polarisa- tion de décalage prédéterminée; un circuit de sommation ap- pliquant au comparateur la somme du signal analogique d'en- trée, du signal analogique de sortie du convertisseur numé- rique analogique et la tension de polarisation de décalage et un circuit d'auto-polarisation-connecté aux deux bornes d'entrée du comparateur pour changer le signal de référence en fonction du résultat de la sommation. -4 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée ci-après, relative à un mode d'exécution préféré. Au dessin annexé: La figure 1 est un schéma de circuits représentant un exemple de convertisseur analogique-numérique clas- sique; Les figures 2 A à 2 F et les figures 3 A et 3 B représen- tent des formes d'ondes qui facilitent la compréhen- sion du convertisseur analogique-numérique classique de la figure 1; La figure 4 est un schéma de circuits représentant le principe du convertisseur analogique-numérique de l'invention; La figure 5 est un schéma de circuits d'un mode d'exé- cution particulier de ce convertisseur; La figure 6 représente des formes d'ondes servant à la compréhension du fonctionnement du convertisseur ana- logique-numérique de la figure 5; et, Les figures 7 et 8 représentent des formes d'ondes servant à comprendre la différence dans la production des bruits, entre le convertisseur analogique-numéri- que de la figure 1 et le convertisseur analogique-nu- mérique de la figure 5. Les mêmes éléments ou les éléments similaires sont désignés par les mêmes références dans toutes les figures. On décrira tout d'abord, pour faciliter la compréhension de l'invention, le convertisseur analogique-numérique classi- que dont la figure 1 représente un schéma de principe Dans - l'exemple, il s'agit d'un convertisseur du type binaire à décalage A la figure 1, le numéro de référence 1 désigne une borne d'entrée d'un signal analogique ayant des pola- rités positive et négative; COMP, un circuit de comparaison de tension (ou de courant); SAR, un registre d'approxima- tions successives; DAC, un convertisseur numérique-analo- gique; et 2 une borne de sortie du signal numérique A la figure 1, la référence 3 désigne une borne d'entrée d'un si- gnal de démarrage; la figure 4, une borne d'entrée d'un signal d'horloge; la figure 5, une borne de sortie d'un signal d'ETAT; SE, une source de polarisation de décalage (dans l'exemple illustré, celle-ci est intégrée au conver- tisseur numérique-analogique DAC); et CS, une source de courant de sortie du convertisseur numérique-analogique DAC. Dans le convertisseur analogique-numérique du type binaire à décalage classique de la figure 1, le signal analogique d'entrée appliqué à la-borne d'entrée 1 est appliqué a tra- vers une résistance Ri, à un point de sommation "a" relié à une borne de sortie "c" du convertisseur numérique-analogi- que DAC Il est également relié, à travers une résistance de polarisation Rb, à une borne de sortie "b" de la source de polarisation de décalage SE, et le point de sommation la" est relié à une borne d'entrée de signal de comparaison du comparateur COMP. Le comparateur COMP est agencé de manière que sa borne d'en- trée de signal de référence soit à la masse et sa borne de sortie reliée à une borne d'entrée en série du registre d'approximations successives SAR Le comparateur COMP donne un niveau logique 1 ou O à la borne d'entrée de série "d" du registre d'approximations successives SAR, suivant que le potentiel au point de sommation "a" est ou non au-dessus d'un seuil préétabli dans le comparateur COMP. Plus précisément, lorsque le potentiel au point de sommation est supérieur à la masse, un niveau logique 1 est appliqué à la borne d'entrée '"d" du registre d'approximations successi- ves SAR. Le registre d'approximations successives SAR effectue une 6- opération donnée en réponse au signal de démarrage (figure 2 A) appliqué à la borne d'entrée 3 et au signal d'horloge (Figure 2 C) appliqué à la borne d'entrée 4 de manière à pro- duire un signal numérique Plus précisément, le chiffre le plus significatif est établi au niveau logique 1 et la ten- sion analogique de sortie de la borne "cl du convertisseur DAC, qui est la moitié de la gamme d'entrée analogique to- tale, est comparée au signal analogique d'entrée Si elle est plus faible que le signal analogique d'entrée, le bit le plus significatif est conservé et le bit suivant est testé. Si au contraire la sortie analogique du convertisseur numé- rique-analogique est supérieure au signal analogique d'en- trée, le bit le plus significatif est éliminé alors que le bit le plus significatif suivant est établi. Ce processus de comparaison se poursuit sur chaque bit jus- qu'à, y compris, le bit le moins significatif. Par conséquent, le courant qui circule à travers la borne de sortie "c" du convertisseur DAC varie de façon que le poten- tiel au point de sommation "a" s'approche de 0 Plus préci- sément, le potentiel au point de sommation "a" sera égal au potentiel de la masse au bout d'un certain temps Le signal numérique comprenant un nombre prédéterminé de bits émanant du registre SAR est également appliqué à un jeu de bornes de sortie 2. La figure 2 B représente le signal d'ETAT développé à la borne 5 et qui servira à indiquer que le convertisseur ana- logique-numérique exécute une conversion analogique-numéri- que Les figures 2 D à 2 F sont des schémas explicatifs mon- trant des exemples du fait que la valeur logique de chaque emplacement du signal numérique appliqué à la borne d'entrée du convertiseur numérique-analogique DAC est déterminé, de- puis son bit le plus significatif jusqu'à son bit le moins significatif, en conformité avec le potentiel au point de sommation "a" dans une période d'échantillonnage donnée La portion hachurée dans la partie gauche de chacune des fi- gures 2 D à 2 F représente des régions d'information stockée dans les registres, du registre d'approximations succes- sives, à l'instant qui précède sa libération à la réception 7 - du signal de démarrage La figure 3 A représente un exemple de l'état de sortie de la borne de sortie "c" du convertis- seur DAC en supposant que tous les bits, depuis le plus si- gnificatif jusqu'au moins significatif# du signal numérique appliqué au convertisseur DAC sont de niveau logique 1 dans une période d'échantillonnage donnée. Dans le convertisseur analogique-numérique binaire à déca- lage classique de la figure 1 mentionné ci-dessus, lorsque le signal analogique d'entrée appliqué à la borne d'entrée 1 a une amplitude zéro, une tension de polarisation de déca- lage est appliquée, à travers la résistance de polarisation Rb, à partir de la source de polarisation de décalage SE, de façon que le potentiel au point de sommation "a' soit la moitié du signal analogique d'entrée de gamme totale si le point de sommation "a' ne reçoit pas le signal analogique de sortie du convertisseur numérique-analogique A cet ins- tant, toutefois, le convertisseur numérique-analogique ap- plique au point de sommation la' une tension correspondant à la moitié de la gamme du signal analogique d'entrée total, du fait que le bit le plus significatif se trouve au niveau logique 1, tandis que les autres bits sont au niveau zéro. Le registre d'approximations successives SAR est agencé pour produire un signal numérique de sortie dans le code binaire naturel Dans l'état cidessus, le potentiel au point de sommation 'a" est égal au potentiel de la masse, par suite de la tension de polarisation de décalage mentionnée ci-des- sus. Au cas o le signal d'entrée appliqué à partir de la borne d'entrée 1 à travers la résistance Ri jusqu'au point de som- mation "a" est un signal alternatif ayant à la fois des po- larités positives et négatives, si sa valeur de crête à crête est égale à la gamme totale du convertisseur analogi- que-numérique, par exemple, le signal numérique appliqué à partir du registre d'approximations successives SAR au con- vertisseur DAC et le signal numérique appliqué à la borne de sortie du convertisseur analogique-numérique se trouvent dans un-état o tous les bits allant du plus significatif au moins significatif sont au niveau 1 lorsque le signal d'en- 8 - trée prend sa valeur de crête positive et, au contraire, tous les bits allant du plus significatif au moins signifi- catif, du signal numérique mentionné ci-dessus sont au ni- veau logique zéro lorsque le signal d'entrée prend sa valeur de crête négative. Il est bien évident que la sortie de signal numérique du convertisseur analogique-numérique prend un état qui est compris entre les deux états mentionnés ci-dessus de ces bits en fonction de la variation de tension entre les crêtes positives et négatives. Le convertisseur analogique-numérique de type binaire à dé- calage décrit ci-dessus, aussi bien qu'un convertisseur ana- logique-numérique du type "complément à deux" ont été utili- sés jusqu'ici dans les appareils de mesure Toutefois, dans les appareils de mesure, du fait qu'il est nécessaire de mesurer avec précision une grandeur, un convertisseur analo- gique-numérique doit être suffisamment précis pour que la précision d'un réseau en échelle, par exemple, ou d'autres parties, soit inférieure à la moitié du bit le moins signi- ficatif d'un signal numérique dans lequel le nombre des bits est déterminé en vue d'une distorsion de quantification. Par conséquent, du fait de l'usage de composants coûteux, le co t de ces convertisseurs analogiques-numériques utilisés dans les appareils de mesure est élevé et ils ne peuvent, de ce fait être adoptés pour un usage 'grand public". Par conséquent, on a fortement cherché à développer un con- vertisseur analogique-numérique suffisamment bon marché pour qu'il puisse être adopté dans des dispositifs numéri- ques destinés au grand public, par exemple, des dispositifs audio PCM, tout en ayant la performance souhaitée. Dans un convertisseur analogique-numérique destiné à la con- version d'un signal audible, la production de bruits et de distorsions doit être évitée lorsqu'on traite le signal au- dible Dans un convertisseur analogique-numérique du type à approximations successives dans lequel la conversion s'effectue par les opérations décrites en se référant à la figure 1, du fait que la conversion analogique-numérique de -9- chaque portion du signal pendant chaque période d'échantil- lonnage s'effectue de telle sorte que la valeur logique du bit le plus significatif du signal numérique soit tout d'abord déterminée, puis que l'on détermine, l'une après l'autre, les valeurs logiques des bits les moins significa- tifs, si une erreur intervient dans la détermination de la valeur logique du bit le plus significatif pour une raison quelconque, le signal reproduit en subira une influence im- portante. Par ailleurs, les signaux audibles comprennent davantage d'information musicale, même si le signal est de faible ni- veau; par conséquent il est nécessaire de traiter avec une résolution donnée un tel signal de faible niveau En outre, du fait que l'effet de masquage ne peut être attendu en re- lation avec ces signaux de faible niveau, la production et l'introduction de bruits devra être évitée lorsqu'on les traite. Toutefois, dans un convertisseur analogique-numérique, il est inévitable qu'une tension d'erreur correspondant au bit le plus significatif se produise dans le convertisseur numé- rique-analogique que comporte le convertisseur analogique- numérique Le bruit de circuits logiques se produit dans les circuits logiques périphériques et une dérive continue se produit dans le convertisseur numérique-analogique, le com- parateur et dans d'autres circuits Par conséquent, lorsque le niveau d'un signal audible qui doit être converti d'ana- logique à numérique est faible, la conversion n'est pas effectuée correctement du fait des bruits introduits dans le signal audible qui en fait l'objet, ce qui a pour effet de détériorer la résolution de la conversion pour les signaux à faible niveau et ainsi, des bruits et des distorsions peu- vent se produire dans les signaux reproduits. Une technique connue pour empêcher la détérioration de la résolution par suite de l'influence de la tension d'erreur de bit le plus significatif consiste à utiliser un conver- tisseur numérique-analogique du type "grandeur et signe agencé de façon que le bruit ou la distorsion de pointe non - linéaire apparaissant à la sortie du convertisseur numéri- que-analogique par suite des variations dans la vitesse de réponse d'une pluralité de commutateurs électroniques uti- lisés dans le convertisseur numérique-analogique, présente une symétrie pour ses entrées positives et négatives Toute- fois, même si on adopte cette technique, il se présente de nombreux problèmes en relation avec la configuration des circuits, si bien qu'il subsiste un problème qui est que la continuité ne peut être assurée dans l'inversion positive- négative du fait de la dérive continue et les divers pro- blèmes mentionnés ci-dessus ne sont pas résolus par un con- vertisseur analogique-numérique utilisant un convertisseur numérique-analogique du type "grandeur et signe". Bien qu'il soit possible de résoudre ces divers problèmes en réalisant un convertisseur analogique-numérique utilisant des composants de grande précision, un tel convertisseur ne peut être utilisé dans des dispositifs numériques destinés au grand public, comme on l'a déjà indiqué. L'invention a rendu possible la réalisation d'un convertis- seur analogique-numérique ayant la performance nécessaire au traitement de signaux audibles à faible coût, en réali- sant un convertisseur tel que trois conditions sont satis- faites quand le signal à traiter est un signal audible, ces trois conditions étant: 1) même si on n'obtient pas une précision absolue, tout ce qui est requis est d'assurer une fonction croissant de façon monotone; 2) la dérive continue n'a pas besoin d'être convertie d'ana- logique à numérique du fait que les variations de la compo- sante continue dans le signal reproduit, correspondant à la dérive continue ayant subi la conversion analogique-numéri- que, ne peuvent être perçues par l'oreille humaine; et 3) il est nécessaire d'avoir une résolution suffisante vis à vis d'un signal à faible niveau. La figure 4 représente le schéma des circuits du convertis- seur analogique-numérique de l'invention et la figure 5 est il - un schéma de circuits d'un mode d'exécution plus particulier de ce convertisseur - Aux figures 4 et 5, les circuits et les éléments qui corres- pondent à ceux des convertisseurs analogiques-numériques représentés à la figure 1, sont désignés par les mêmes réfé- rences Tout d'abord la structure de principe et le fonc- tionnement du convertisseur analogique-numérique de l'in- vention seront décrits en se référant à la figure 4. * Ce convertisseur diffère du convertisseur classique de la figure 1 en ce qu'il comporte un circuit supplémentaire de polarisation AB; celui-ci fonctionne comme circuit d'auto- polarisation, comme on le décrira dans la suite et il com- prend une résistance R reliée entre une première et une seconde bornes d'entrée +, du comparateur COMP, et un con- densateur Cb (générateur de la polarisation) relié entre la seconde borne d'entrée (-) du comparateur COMP et la masse. La première entrée (+) du comparateur COMP est reliée au point de sommation "a" De cette façon, du fait que le cir- cuit de polarisation supplémentaire AB est prévu dans le convertisseur analogique-numérique de la figure 4, le con- densateur générateur de polarisation Cb sera chargé par un courant moyen provenant d'une différence de tension entre le signal analogique d'entrée appliqué par la résistance Ri au point de sommation "a" et la tension de sortie du convertis- seur numérique-analogique DAC. Par conséquent, la comparaison effectuée par le comparateur COMP s'effectue entre la tension-au point de sommation "a' et la tension qui existe du côté non mis à la masse du con- densateur de génération de polarisation Cb' Du fait que la tension aux bornes du condensateur Cb varie en fonction de la tension moyenne aupoint de sommation "a", le circuit série composé de la résistance Rs et du conden- sateur Cb fonctionne comme circuit d'auto-polarisation qui modifie la tension -de référence du comparateur COMP Par conséquent, la tension de référence est décalée en confor- mité avec le niveau du signal analogique d'entrée, si bien que les bruits superposés au signal analogique au point de sommation "a" ne provoquent pas la production, par le compa- 12 - rateur, d'une sortie erronnée, tant que l'amplitude du bruit excède une valeur prédéterminée Par conséquent, le chiffre le plus significatif du registre d'approximations succes- sives SAR est fixé au niveau logique 'O", quel que soit le bruit superposé, lorsque l'amplitude du signal analogique d'entrée est faible. Il en résulte que, même si la tension au point de sommation la' varie par suite de bruits introduits dans le signal d'entrée ou de bruits engendrés dans différentes parties du convertisseur analogique-numérique, la valeur logique du chiffre le plus significatif du signal numérique d'entrée appliqué au convertisseur numérique-analogique DAC ne change pas et ainsi, la conversion analogique-numérique d'un signal d'entrée de très faible niveau peut être effectuée avec une résolution suffisante, tandis qu'on empêche la pro- duction de bruit au cours de cette conversion. Au cas o l'amplitude du signal analogique d'entrée dépasse la gamme prédéterminée mentionnée ci-dessus, l'état fixe mentionné ci-dessus de la valeur logique du chiffre le plus significatif du signal numérique est supprimé Entre temps, la tension de polarisation du circuit d'autopolarisation mentionné ci-dessus varie de façon que la différence par rapport à la tension de polarisation de décalage originale du convertisseur analogique-numérique soit égale à la diffé- rence de tension entre le signal analogique émanant de la borne de sortie "c" du convertisseur DAC et le signal analo- gique d'entrée, et égale une tension prédéterminée Par conséquent, même si l'amplitude du signal analogique d'en- trée croit pour correspondre à la gamme totale, le conver- tisseur analogique-numérique est capable d'effectuer une conversion symétrique analogique-numérique à la fois pour les ondes positives et négatives du signal analogique d'en- trée. Dans le convertisseur analogique-numérique représenté à la figure 4, la résistance Rs et le condensateur Cb constituant le circuit de polarisation supplémentaire AB sont sélection- nés de façon que la constante de temps qu'ils définissent soit suffisamment plus grande que la période correspondant à 13 - la fréquence la plus basse du signal analogique d'entrée. Le potentiel au point de sommation "a" en l'absence du si- gnal analogique de sortie émanant du convertisseur DAC peut être établi à la moitié de la gamme totale lorsque le signal d'entrée analogique est nul, ou peut être établi à une valeur qui est légèrement déviée, soit dans le sens positif, soit dans le sens négatif, par rapport à la moitié de la gamme totale, lorsque le signal analogique d'entrée est zéro. On va maintenant décrire un mode d'exécution, représenté à la figure 5, du convertisseur analogique-numérique conforme à l'invention Il est réalisé de façon que l'introduction de bruits puisse être empêchée de manière satisfaisante, bien que l'introduction du bruit à partir des circuits numériques vers les circuits analogiques tende à se produire lorsque des circuits linéaires, tels que le comparateur COMP et la source de polarisation de décalage SE et des circuits numé- riques, tels que le registre d'approximations successives SAR et les circuits d'entrée logiques non figurés et les registres de sortie du convertisseur numérique-analogique DAC sont mélangés dans le convertisseur analogique-numéri- que. Plus précisément, la configuration des circuits qui sert à travailler avec des sources de puissance positives et néga- tives est en général adoptée pour des circuits linéaires et ainsi, des sources de puissance positives et négatives sont utilisées comme sources d'alimentation, tandis que les cir- cuits numériques sont réalisés de façon à fonctionner seu- lement avec une source d'alimentation positive (ou néga- tive) Lorsque l'on mélange dans le même circuit des cir- cuits linéaires et des circuits numériques, il est néces- saire d'attacher une grande importance à la séparation de la masse de chacune des sources d'alimentation, en vue d'empê- cher l'introduction de bruits vers les circuits linéaires et des circuits numériques et à partir d'eux. Dans le convertisseur analogique-numérique de la figure 5, du fait que lasource d'alimentation des circuits numériques 14 - utilise seulement une puissance positive, le potentiel au point de sommation "a" est rendu légèrement négatif à partir de la moitié de la gamme totale, lorsque le signal d'entrée analogique est zéro, si bien que l'opération de comparaison dans le comparateur COMP ne peut fonctionner incorrectement par suite des bruits positifs engendrés dans les circuits numériques Ceci est obtenu par le circuit interposé entre la source de polarisation de décalage SE et le point de sommation la". La tension positive de la source de polarisation de décalage SE est transformée en une tension négative prédéterminée par un circuit amplificateur opérationnel FB ayant des résistan- ces R 1 et R 2 et un amplificateur opérationnel OA, et est appliquée par la résistance R à une seconde entrée ou une a entrée de signal de référence (-) du comparateur COMP. Par suite, le potentiel au point de sommation "a" est établi à une tension qui est légèrement déviée vers le côté négatif à partir de la tension correspondant à la moitié de la va- leur d'échelle totale, en l'absence du signal analogique de sortie du convertisseur numérique-analogique DAC Cette tension peut être rétablie à une valeur désirée en changeant les valeurs des résistances R 1 et R 2, comme cela est bien connu. Grâce au circuit mentionné ci-dessus, même si le potentiel de sommation "a" est décalé par suite de bruits superposés, la différence de tension relative entre la première borne d'entrée ou borne d'entrée de signal de comparaison (+) et la seconde borne d'entrée ou borne d'entrée de signal de référence (-) du comparateur COMP ne change pas, du fait que la tension à la seconde borne d'entrée (-) a été décalée d'une quantité aussi grande que le décalage de la tension au point de sommation "a" et, par conséquent l'opération essen- tielle de comparaison dans le comparateur COMP n'est pas affectée par le circuit mentionné ci-dessus. Le condensateur Cb représenté à la figure 5 est équivalent au condensateur Cb du convertisseur analogique-numérique de la figure 4, tandis qu'un réseau de résistances (Ro O Ra et Rc) fonctionnant sensiblement comme la combinaison de la - résistance Rb et d'une autre résistance Rs de la figure 4 est utilisé Plus précisément, la combinaison du réseau de résistance et de la capacité Cb fonctionne en circuit d'auto-polarisation dans le mode d'exécution de la figure 5. Bien que les résistances Ro, Ra, Rc soient connectées sous la forme d'une connexion en triangle, ces résistances R 0, Ra et Rc peuvent être reliées sous la forme d'une connexion en étoile ou d'autre manière Avec ce montage, la différence entre le signal de sortie analogique émanant du convertis- seur numérique-analogique DAC et le signal analogique d'en trée, qui est décalé par la polarisation de décalage, est comparée à la tension de référence d'auto-polarisation. La figure 6 représente des formes d'ondes destinées à illus- trer le fonctionnement du convertisseur analogique-numéri- que de la figure 5 Une ligne X-X de la figure 6 est le po- tentiel au point de sommation "a' lorsque le signal analo- gique d'entrée est de zéro volt, en l'absence du signal ana- logique de sortie du convertisseur numérique-analogique DAC Cette tension au point de sommation "a" a été décalée par le circuit amplificateur opérationnel FB d'une tension prédéterminée vers le côté négatif à partir de la moitié de la gamme totale, comme décrit ci-dessus. Quand on applique un signal analogique à la borne d'entrée 1 de la figure 5, dans le cas o le signal analogique d'entrée a une faible amplitude, une tension égale à la somme de la tension de sortie émanant du convertisseur numérique-analo- gique DAC, de la tension de polarisation de décalage appli- quée à travers la résistance R et de la tension du signal o analogique appliqué à travers la résistance-%Ri est dévelop- pée au point de sommation "a" Cette tension est appliquée, par le réseau de résistances composé des trois résistance R 0, Ra et R, au condensateur de polarisation Cb, de façon que ce dernier soit chargé par un courant moyen de la forme d'onde de comparaison X représentée à la figure 6, ce qui fait que la tension à la borne non mise à la masse du conden- sateur de polarisation Cb prend la valeur Z-Z de la figure La forme d'onde de comparaison X représente la variation de tension au point de sommation "a", o la forme d'onde est 16 - illustrée comme convergeant vers la tension négative faible mentionnée ci-dessus, du fait des approximations successi- ves. Lorsque l'amplitude du signal analogique d'entrée croît, du fait que le condensateur de polarisation Cb est chargé par une forme d'onde de comparaison Y dont le niveau est supé- rieur à celui de la forme d'onde X du fait du signal analo- gique d'entrée plus grand au point de sommation "a", la ten- sion de référence du comparateur COMP est décalée vers la ligne Y-Y Plus précisément, la ligne Y-Y représente la ten- sion de référence, c'est-à-dire la tension aux bornes du condensateur de polarisation Cb obtenue lorsque l'amplitude du signal analogique d'entrée est égale à la gamme complète. Une autre forme d'onde z représente la tension au point de sommation "a", qui converge vers une tension prédéterminée de la'même manière que la forme d'onde x, mais dans un sens différent, à savoir en allant d'une tension négative grande à une tension négative faible. D'après ce qui précède, il est clair que l'auto-polarisation est effectuée de manière à modifier ou à décaler la tension de référence du comparateur COMP en fonction du potentiel au point de sommation "a". Quand la polarité de la tension au point de sommation "a" passe d'une valeur positive à une valeur négative (ou vice- versa), par suite du changement de polarité du signal de sortie analogique émanant du convertisseur-numérique-analo- gique, la tension de polarisation aux bornes du condensateur Cb change également Toutefois, la variation de la tension de polarisation, c'est-à-dire la tension de référence appli- quée à la seconde borne d'entrée (-) du comparateur COMP, se produit progressivement, de la même manière qu'une dérive continue Par conséquent, la variation de tension de polari- sation du circuit d'auto-polarisation ne provoque aucun pro- blème, du fait qu'elle ne peut être détectée par l'oreille humaine lorsqu'elle est reproduite. Dans le convertisseur analogique-numérique de l'invention, avec le circuit d'auto-polarisation, lorsque l'amplitude du signal analogique d'entrée est comprise dans une faible 25074-13 17 - gamme prédéterminée, le signal analogique ayant une faible amplitude ne dépasse jamais le seuil fixé dans le compara- teur, du fait de l'auto-polarisation, qui est automatique- ment réglée par le circuit d'auto-polarisation et, par con- séquent, la valeur logique du bit le moins significatif du signal numérique est fixée continuellement à une valeur pré- déterminée, si bien que la génération de bruits qui tendent à poser un problème lorsqu'on reçoit un signal analogique d'entrée de faible niveau est empêchée de manière satisfai- sante D'autre part, lorsque l'amplitude du signal analogi- que d'entrée est supérieure à la gamme prédéterminée, l'état fixe de la valeur logique du bit le plus significatif du signal numérique est annulé, tandis que la tension de pola- risation produite par le circuit d'auto-polarisation varie de manière que la tension de polarisation de décalage ori- ginale du convertisseur analogique-numérique ait une diffé- rence de tension prédéterminée à la réception d'un signal analogique d'entrée d'amplitude zéro Par conséquent, au cas o un signal analogique de grande amplitude correspondant à la gamme totale est reçu, la conversion analogique-numérique s'effectue symétriquement pour les ondes positives et néga- tives du signal d'entrée, ce qui assure une dynamique suffi- sante et, par conséquent, aucune distorsion ne se produit. La figure 7 montre la forme d'onde d'un signal analogique A 1 obtenu en convertissant de numérique à analogique le signal de sortie d'un convertisseur analogique-numérique de type binaire à décalage classique, au moyen d'un convertisseur numérique-analogique ayant des caractéristiques satisfai- santes et la forme d'onde du bit le plus significatif du signal numérique D 1 appliqué au convertisseur DAC qui sort le signal analogique A La figure 8 montre la forme d'onde du signal analogique A 2 obtenu par conversion de numérique à analogique du signal de sortie du convertisseur analogique- numérique auquel s'applique l'invention, au moyen d'un con- vertisseur numérique-analogique ayant des caractéristiques satisfaisantes et la forme d'onde du bit le plus signifi- catif du signal numérique D 2 appliqué au convertisseur DAC 18 - qui sort le signal analogique A 2. Comme on le verra clairement en comparant la figure 7 et la figure 8, en contraste avec le fait que, dans le conver- tisseur analogique numérique du type binaire à décalage classique, des bruits sont introduits dans le signal analo- gique du fait du changement de valeur logique du bit le plus significatif au cours de la conversion analogique-numérique d'un signal de tension d'entrée à faible niveau, si bien que le bruit croit partiellement plus que les bruits de quanti- fication originaux, dans le convertisseur analogique-numé- rique suivant l'invention, du fait que la valeur logique des bits les plus significatifs est fixée, soit au niveau 1, soit au niveau zéro, par la polarisation engendrée par le circuit d'auto-polarisation à la réception de signaux à bas niveau, les bruits sont effectivement empêchés d'être super- posés sur le signal analogique d'entrée Par conséquent, la conversion analogique-numérique peut être effectuée avec une résolution satisfaisante. Comme on le décrit dans ce qui précède, suivant la technique de l'invention, il est possible de réaliser facilement un convertisseur analogique-numérique ayant une performance supérieure avec des composants à plus bas prix et des cir- cuits moins onéreux, du fait de l'existence du circuit d'autopolarisation. Il va de soi que diverses modifications pourront être appor- tées à l'invention sans s'écarter de son esprit. 19 - Revendications de brevet. 1 Convertisseur analogique-numérique comprenant: a) un comparateur (COMP) servant à comparer un signal analo- gique d'entrée à un signal de référence pour produire un si- gnal de sortie lorsque ledit signal analogique est supérieur audit signal de référence, ledit comparateur ayant deux bor- nes d'entrée recevant respectivement ledit signal d'entrée analogique et ledit signal de référence-; b) un registre d'approximations successives (SAR) répondant à des impulsions d'horloge ( 4) et audit signal de sortie (d) émanant du comparateur pour produire un signal numérique ayant un nombre de bits prédéterminé; c) un convertisseur numérique-analogique (DAC) répondant audit signal numérique pour produire un signal de sortie analogique; d) un circuit de polarisation de décalage (SE) produisant une tension de polarisation de tension prédéterminée; et e) un circuit de sommation (a) appliquant audit comparateur la somme du signal analogique d'entrée du signal analogique de sortie du convertisseur numérique-analogique et de la tension de polarisation de décalage, caractérisé en ce qu'il comprend en outre f) un circuit d'auto-polarisation (AB) relié aux deuxdites bornes d'entrée du comparateur (COMP) pour changer le signal de référence en conformité avec le résultat de la sommation. 2 Convertisseur analogique numérique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ledit circuit d'auto-polarisation (AB) comprend une résistance (Rs) intercalée entre les deux bor- nes d'entrée (+, -) du comparateur (COMP) et un condensateur (Cb) intercalé entre l'une (-) des deux bornes d'entrée et la masse. 3 Convertisseur analogique numérique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de polarisation de déca- _ 20 - lage comprend une source de tension (SE) et un circuit inverseur (FB) servant à inverser la polarité de la tension de ladite source. 4 Convertisseur analogique-numérique selon la reven- dication-3, caractérisé en ce que ledit circuit inverseur (FB) comprend un amplificateur opérationnel (OA) associé à une résistance d'entrée (R 1) et à une résistance de contre-réaction Convertisseur analogique-numérique selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que ladite résistance d'entrée (RI) et la- dite résistance de contre-réaction (R 2) sont sélectionnées de telle manière que la tension de référence appliquée audit comparateur (COMP) prenne une polarité soit positive, soit négative, quelle que soit l'amplitude dudit signal analogi- que d'entrée. 6 Convertisseur analogique-numérique selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de sommation a une pre- mière résistance (Ri) transmettant ledit signai analogique d'entrée et une seconde résistance (Ra) reliée au circuit de polarisation de décalage (SE); et que ledit circuit d'auto- polarisation (AB) a une troisième résistance (R c) intercalée entre la première et la seconde entrées du comparateur (COMP) et un condensateur (Cb) intercalé entre la seconde borne d'entrée et la masse, ladite seconde borne d'entrée du comparateur étant reliée par l'intermédiaire d'une qua- trième résistance (RO) audit circuit de polarisation de dé- calage (SE). 7 Convertisseur analogique-numérique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit circuit d'auto-polarisation (AB) a une constante de temps établie à une valeur très supé- rieure à la période de la fréquence la plus basse dudit signal analogique d'entrée.