Le monde dans lequel nous vivons est essentiellement analogique et est perçu grâce à des signaux analogiques notamment le son, les ondes visuelles qui ne peuvent être traités que par des systèmes analogiques. Cependant, depuis les années 2000, le traitement numérique des données prend le pas sur les données analogiques. Le signal analogique présente des limites. Pour y remédier, il faut passer au numérique en optant pour un convertisseur analogique numérique. Dans la suite de cet article, vous aurez plus de détails sur le sujet.
Plan de l'article
Qu’est-ce que la conversion analogique-numérique (CAN) ?
La conversion analogique-numérique en abrégé anglais ADC est un processus électronique où un signal variable en continu ou analogique, est converti en un signal numérique à plusieurs niveaux sans pour autant modifier l’essentiel de son contenu.
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Un convertisseur analogique-numérique permet de transformer un signal analogique continu en termes de temps et d’amplitude en un signal numérique discret en termes de temps et d’amplitude. L’entrée analogique d’un convertisseur consiste en une tension variable au sein d’un nombre illimité de valeurs.
Pourquoi la numérisation est-elle capitale ?
Tout d’abord, les signaux numériques se diffusent plus rapidement que les signaux analogiques. La principale raison est que les impulsions numériques sont bien définies et disposées selon un ordre. De plus, les signaux numériques sont plus faciles à distinguer pour les circuits électroniques du bruit. C’est l’avantage numéro 1 des modes de communication numériques.
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Les ordinateurs « parlent » et « pensent » dans le langage de données numériques binaires. Pour qu’un microprocesseur puisse analyser des données analogiques, elles doivent être converties sous forme numérique pour permettre à l’ordinateur d’en avoir une compréhension.
Dans un système de traitement de signal numérique, un convertisseur analogique-numérique est d’une grande nécessité lorsque le signal entrant est analogique.
Qu’est-ce que le théorème de Nyquist ?
Encore appelé théorème d’échantillonnage, le théorème de Nyquist est un théorème qui décrit la conversion analogique-numérique. Grâce à lui, on peut reproduire une mesure d’onde sinusoïdale pure (ou une fréquence d’échantillonnage).
La manière dont les gens vivent dans le monde est essentiellement analogique. Les ondes sonores et lumineuses en sont une preuve palpable. Pour permettre l’utilisation de ces signaux en informatique, une conversion en signaux numériques s’impose. Néanmoins, il faut noter que l’électronique numérique fonctionne en nombres discrets. Pour la conversion d’un signal analogique en un signal numérique, il est requis que les mesures soient échantillonnées à une fréquence régulière. Le taux d’échantillonnage doit équivaloir au minimum au double de sa fréquence. Cette approche est utilisée dans l’audio et la vidéo numériques dans l’optique de réduire la production d’une fausse fréquence.
En fait, un taux d’échantillonnage trop bas ne favorisera pas une représentation précise du signal d’origine ; il sera déformé ou aura un crénelage au cours de sa reproduction. De même, un débit trop élevé utilisera plus de ressources de stockage et de traitement qu’il n’en faut.
Le théorème de Nyquist permet donc de détecter le point où la bonne quantité d’informations est collectée.
Quelle est l’importance de la conversion analogique-numérique ?
L’ADC a joué un grand rôle dans le développement de la technologie moderne. En effet, il a favorisé l’émergence des systèmes de communication vocale du traitement de signal analogique à l’ancienne vers les systèmes actuels de voix sur IP, ou VoIP. Des années 1950 aux années 1970, les systèmes téléphoniques n’avaient pas la possibilité d’échanger directement avec les ordinateurs.
Pour que les périphériques d’entrée informatiques, à savoir les téléimprimeurs communiquent avec les systèmes informatiques, il fallait qu’ils soient connectés à un modem lié à l’extrémité avant d’un système informatique notamment un ordinateur central. Les vitesses de transmission des modems étaient d’une lenteur hors norme comparativement aux réseaux à très haut débit dont on dispose aujourd’hui. Un modem rapide dans les années 1960 et 1970 procurait à peine 2 400 bits par seconde de débit aux ordinateurs. Par contre, les systèmes actuels fonctionnent à des vitesses de croisière.
Aujourd’hui, la technologie ADC est devenue un facteur clé du développement de systèmes d’autocommutateurs privés numériques, ou PBX et ceux des systèmes pour des applications de bureau plus réduites.
