Sciences de l'ingénieur · Première · Transfert de l’information
Les signaux
Analogique, numérique ou logique.
En bref
Un signal est la grandeur physique qui porte une information : une tension, un courant, une onde lumineuse ou radio.
Trois natures de signal
| La nature | Ses valeurs | Un exemple |
|---|---|---|
| Analogique | Une infinité, variation continue | La tension d'un microphone |
| Numérique | Un nombre fini, codées en binaire | Un fichier audio |
| Logique | Deux seulement, 0 et 1 | Un interrupteur, un capteur de présence |
De l'analogique au numérique
| L'étape | Ce qu'elle fait | Sa contrainte |
|---|---|---|
| Échantillonnage | Prélever la valeur à intervalles réguliers | La fréquence doit être au moins double de la plus haute fréquence du signal |
| Quantification | Arrondir chaque échantillon à la valeur disponible la plus proche | La résolution : n bits donnent 2 puissance n niveaux |
| Codage | Écrire chaque niveau en binaire | — |
Si la fréquence d'échantillonnage est trop basse, l'information est irrémédiablement perdue.
| Ce qu'on augmente | Le gain | Le coût |
|---|---|---|
| Fréquence d'échantillonnage et résolution | Une copie plus fidèle | Un fichier plus lourd |
Tout le débat de la compression tient dans cet arbitrage.
Pourquoi le numérique s'est imposé
| Le signal | Ce qu'il devient après copies et transmissions |
|---|---|
| Analogique | Il se dégrade : le bruit accumulé ne s'enlève plus |
| Numérique | Il se régénère exactement, tant que le bruit ne dépasse pas le seuil de décision |
Il se corrige en outre par des codes détecteurs et correcteurs d'erreurs.
Caractériser un signal périodique
| La grandeur | Sa définition |
|---|---|
| Période T | La durée d'un motif |
| Fréquence f | f = 1 / T |
| Amplitude | L'écart entre les valeurs extrêmes |
| Rapport cyclique | La fraction de la période pendant laquelle un signal logique vaut 1 |
C'est le rapport cyclique que l'on fait varier en MLI — modulation de largeur d'impulsion — pour régler la puissance envoyée à un moteur ou l'intensité d'une LED.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
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1.Qu’est-ce qu’un signal logique ?
2.Quelles sont les trois étapes de la conversion analogique-numérique ?
3.Quelle doit être au minimum la fréquence d’échantillonnage ?
4.Combien de niveaux permet une quantification sur n bits ?
5.Un signal numérique se dégrade à chaque copie, comme un signal analogique.
6.Qu’est-ce que le rapport cyclique d’un signal logique ?
0 / 6 questions
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La fiche de révision, sur une page
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