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L'analogique et le numérique

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Quelle est la différence entre analogique et numérique ?

Les phénomènes qui nous entourent sont quasiment tous continus, c'est-à-dire
que lorsque ces phénomènes sont quantifiables, ils passent d'une valeur à



une autre sans discontinuité.


Ainsi, lorsque l'on désire reproduire les valeurs du phénomène, il s'agit
de l'enregistrer sur un support, afin de pouvoir l'interpréter pour reproduire le
phénomène original de la façon la plus exacte possible.
Lorsque le support physique peut prendre des valeurs continues, on parle d'enregistrement analogique.
Par exemple une cassette vidéo, une cassette audio ou un disque vinyle sont des supports
analogiques.


Par contre, lorsque le signal ne peut prendre que des valeurs bien définies, en nombre
limité, on parle alors de signal numérique.


La représentation d'un signal analogique est donc une courbe, tandis qu'un signal
numérique pourra être visualisé par un histogramme.






De cette façon, il est évident qu'un signal numérique est beaucoup plus facile à reproduire
qu'un signal analogique (la copie d'une cassette audio provoque des pertes...).

Vidéo


Numérisation

La transformation d'un signal analogique en signal numérique est appelée numérisation.
La numérisation comporte deux activités parallèles : l'échantillonnage (en anglais sampling) et la quantification.
L'échantillonnage consiste à prélever périodiquement des échantillons d'un signal analogique.
La quantification consiste à affecter une valeur numérique à chaque échantillon prélevé.


La qualité du signal numérique dépendra de deux facteurs :

  • la fréquence d'échantillonnage (appelé taux d'échantillonnage) : plus celle-ci

est grande (c'est-à-dire que les échantillons sont relevés à de petits intervalles de
temps) plus le signal numérique sera fidèle à l'original ;
  • le nombre de bits sur lequel on code les valeurs (appelé résolution) : il s'agit en fait du nombre de valeurs

différentes qu'un échantillon peut prendre. Plus celui-ci est grand, meilleure est la qualité.

Ainsi, grâce à la numérisation on peut garantir la qualité d'un signal, ou bien la réduire
volontairement pour :
  • diminuer le coût de stockage
  • diminuer le coût de la numérisation
  • diminuer les temps de traitement
  • tenir compte du nombre de valeurs nécessaires selon l'application
  • tenir compte des limitations matérielles

Théorème de Shannon

Le théorème de Shannon stipule que pour pouvoir numériser
correctement un signal, il faut échantillonner à une fréquence
double (ou supérieure) à la fréquence du signal analogique
que l'on échantillonne.

Convertisseurs analogique numérique

Un convertisseur analogique numérique (CAN) est un appareil permettant de transformer
en valeurs numériques un phénomène variant dans le temps. Lorsque les
valeurs numériques peuvent être stockées sous forme binaire (donc par un
ordinateur), on parle de données multimédia.


Un ordinateur dit « multimédia » est une machine capable de numériser
des documents (papier, audio, vidéo...). Les principaux périphériques
comportant des convertisseurs analogique numérique sont :

  • les cartes d'acquisition vidéo
  • les scanners
  • les cartes de capture sonore (la quasi-totalité des cartes-sons)
  • la souris, l'écran et tout mécanisme de pointage
  • les lecteurs (optiques comme le lecteur de CD-ROM, magnétiques comme le disque dur)
  • les modems (à la réception)

Convertisseurs numérique analogique

Les convertisseurs numérique analogique permettent de restituer un signal numérique
en signal analogique. En effet, si une donnée numérique est plus facile à
stocker et à manipuler, il faut tout de même pouvoir l'exploiter. A quoi servirait
un son numérique si l'on ne pouvait pas l'entendre...


Ainsi, sur un ordinateur multimédia on trouve des convertisseurs numérique analogique
pour la plupart des sorties :

  • sorties audio des cartes-sons
  • synthétiseur musical
  • imprimante
  • modem (à l'émission)
Jean-François Pillou

Cet article est régulièrement mis à jour par des experts sous la direction de Jean-François Pillou, fondateur de CommentCaMarche et directeur délégué au développement numérique du groupe Figaro.

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