Les signaux
Les hommes ont toujours eu besoin de communiquer à distance. Ils ont par les cris, les sons de cornes, les signaux lumineux ou de fumées transmis des signaux d'alerte. Ils ont parfois mis en place des réseaux de transmission comme les tours romaines.
Avec le télégraphe optique (Chappe 1794) et plus encore grâce à l'électricité et aux télégraphe à ondes électromagnétique (Morse 1840), il a été possible de transmettre des messages en utilisant des codes correspondant à un alphabet.
Compétences :
- CT 1.2 - MSOST.1.6 : Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte.
J’ai acquis la compétence si :
- Je sais reconnaitre un signal analogique et un signal numérique
- J'ai compris les avantages et inconvénients de ces 2 types de signaux.
Dans cette séance, nous allons découvrir les inconvénients et avantage des 2 types de signaux utilisés en électricité.
Les signaux analogiques
Depuis l’invention de l’électricité, on utilise des signaux analogiques.
- De nombreuses formes fonctions du type d’information à transmettre.
- Une infinité de valeurs sont possibles (ex. de -12.5 volts à +12.5 volts).
- Si l’information est déformée, il n’était pas possible de la corriger car rien ne différencie un parasite d’une information utile.
- Pas facile à stocker et de traiter.
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| Exemple de signaux analogiques vidéo et audio |
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| Exemple de signal analogique pour relever les températures de la journée |
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Un dispositif converti la température en une tension électrique (Volt)
En rouge, des zones déformées du signal (les parasites) qui empêchent de connaitre de façon précise la température réelle.
Existant depuis les débuts de l'électronique, les signaux analogiques :
- ont une forme qui varie en fonction du type d'information, ils peuvent prendre n'importe qu'elle valeur,
- sont complexes, les défauts sont difficiles à repérer et à corriger et ils sont difficiles à stocker et à traiter.
Les signaux numériques
Avec l’arrivée de l’ordinateur, les signaux ont été numérisés. Un signal numérique est une suite de présence ou absence d’impulsions de durée précises.
- Toujours les mêmes caractéristiques quelque soit le type d'information.
- Uniquement 2 valeurs (0 ou 1) l'information est codée en binaire.
- Les parasites sont repérables et faciles à éliminer.
- L'enregistrement et le traitement est facile grâce aux octets.
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| Exemple de signal numérique |
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Les signaux numériques sont apparus avec l'arrivée des ordinateurs.
- ils sont simples et se composent d'informations logiques suite d'état haut et bas, les défauts sont facilement repérés et supprimés. Le signal numérique est faciles à traiter et à stocker,
- ils ne peuvent pas transmettre toutes les informations mesurées.
Le signal peut être exprimé sous la forme d'une suite d'informations binaires (0 ou 1) pouvant être regroupés en octets.
Un octet comporte 8 informations binaires. Les multiples sont dans l'ordre : le ko (kilo = 1000 o), le Mo (méga 1000 ko), le Go (giga 1000 Mo) et le To (tera 1000 Go)
Correspondance
Chaque octet du signal numérique contient la valeur d'un point du signal analogique (voir le code binaire). On dit que l'on échantillonne (découpe en points) le signal analogique. Plus on transmet d'échantillon par seconde, meilleure est la qualité. En reliant les points on retrouve le signal.
- En basse définitions“, peu de points sont transmis et le signal manque de détail.
- En haute définition, plus de points sont transmis et le signal est plus précis.
Un signal numérique ne pourra donc pas transmettre autant d'information qu'un signal analogique.
Exemple : un disque vinyle transmettait tous les sons audibles d'une musique alors que son équivalent MP3 élimine les fréquences extrêmes ou de niveau faible si une autre existe en simultané.
La qualité des signaux numériques augmentent avec les progrès des télécommunications et les débits disponibles (SD, Full HD, 4K, 8K).
Un signal électrique analogique est échantillonné (découpé en points) pour être converti en signal analogique numérique.
La qualité d'un signal numérique dépend du nombre de points transmis par secondes (SD, HD, 4K …). Dans tous les cas, des informations sont perdues.
Un signal numérique analogique est reconstitué (les points sont reliés) pour être converti en signal analogique électrique.
Bilan, Synthèse
Fiche de synthèse*
Pour aller plus loin (source Wikipédia)