High-Accuracy Digital to Analog Converter Dedicated to Sine-Waveform Generator for Avionic Applications

De nos jours, malgré les avancées remarquables de la microélectronique, les systèmes avioniques emploient essentiellement des technologies vieillissantes afin de répondre aux normes de sécurité exigeantes des systèmes avioniques. La nouvelle génération d'avionique modulaire intégrée (AMI) des More Electric Aircrafts (MEA), nécessite des architectures de réseaux stables et fiables, employant des modules électroniques intégrables modernes qui restent à être conçus et développés. Suivant cette tendance, une interface générique intelligente pour capteurs (Smart Sensor Interface - SSI), dédiée aux capteurs de position avionique est proposée dans ce mémoire. Le circuit intégré SSI fera partie d'un réseau de capteurs AFDX amélioré et est composé de signaux d'excitation et de modules d'acquisition de données. Les efforts de conception sont concentrés sur l'unité de génération de signaux d'excitation (Excitation Signal Generation - ESG) de la SSI. En tant que lien entre le réseau AFDX et les capteurs de déplacement, l'unité ESG doit générer des signaux sinusoïdaux précis, d'une fréquence allant de 1.5 kHz à 10 kHz. En respectant la programmation de l'interface, nous démontrerons qu'une architecture de générateur de signaux basée sur la mémoire est la seule option qui réponde aux objectifs du design. Le design d'un convertisseur numérique-analogique (CNA) basé sur le principe du sur-échantillonnage et faisant partie du chemin ESG est également présenté dans ce travail. Ce CNA est le noyau d'un générateur de signaux sinusoïdaux versatile conçu pour le système SSI proposé. Un taux d'échantillonnage élevé est utilisé dans ce CNA, de façon à obtenir un rapport signal sur bruit (Signal to Noise Ratio - SNR) élevé. Une analyse de l'impact d'une implémentation carrée et non-carrée de la matrice de sources de courant (Current Source Array - CSA) sur la performance de la séquence de commutation est présentée. Il sera démontré que la considération de tels impacts conduit à la conception de CNA plus précis. Une séquence de commutation optimale pour la taille du CSA conçu, sera introduite. Afin de réduire la taille des plots d'entrées et de sorties de la puce, un convertisseur de données série à parallèle haute-vitesse est inclu dans le CNA. Ainsi, les données d'entrée peuvent être envoyées de façon sérielle à un registre à décalage et appliquées de façon interne au noyau du CNA.