Un signal analogique, pour être converti en signal numérique, doit être numérisé par un
Conversion analogique-numérique
Le rôle d'un capteur consiste à transformer le signal lumineux reçu (photons) en signal vidéo analogique mais électronique. Ce signal est ensuite converti en une série de valeurs binaires (0 ou 1) par un convertisseur analogique-numérique.
La numérisation consiste à transformer un signal analogique qui contient une quantité infinie d'amplitudes en un signal numérique contenant, lui, une quantité finie de valeurs. Le passage de l'analogique au numérique repose sur trois étapes successives : l'échantillonnage, la quantification, et le codage.
L'objectif de la numérisation est de transformer le signal analogique qui contient une quantité infinie d'amplitudes en un signal numérique contenant lui une quantité finie de valeurs.
Un convertisseur numérique-analogique (CNA, de N/A pour numérique vers analogique ou, en anglais, DAC, de D/A pour Digital to Analog Converter) est un composant électronique dont la fonction est de transformer une valeur numérique (codée sur plusieurs bits) en une valeur analogique proportionnelle à la valeur numérique ...
Conceptuellement, la conversion analogique – numérique peut être divisée en trois étapes : l'échantillonnage temporel, la quantification et le codage.
Le principe de fonctionnement est le suivant : la tension analogique à convertir entre sur un comparateur qui peut être un simple ampli-op alimenté en disymétrique et qui fonctionne en régime saturé. Le cycle de conversion commence par la remise à 0 du compteur qui entre sur le CNA.
Quantification. Le processus de conversion repose sur la quantification d'un signal c'est-à-dire par son appariement au niveau quantifié le plus proche (que l'on pourrait rapprocher du phénomène de l'arrondi pour les nombres à virgule).
Résolution (nombre maximal de bits)
Pour un type d'architecture donné, plus la résolution d'un convertisseur analogique-numérique est élevée, moins sa vitesse sera rapide (et inversement), car une résolution supérieure implique davantage de données à convertir.
C'est exactement la différence entre analogique et numérique : les formats audio analogiques enregistrent l'intégralité du signal audio, tandis que les formats numériques restituent le signal à partir d'une multitude de mesures de la valeur du signal dans le temps.
Numérisation des documents originaux
Il existe deux techniques principales d'acquisition de l'image, qui se déclinent sur des matériels prenant en compte les contraintes du document : numérisation par prise de vue photographique et numérisation par balayage.
C'est la fonction du convertisseur analogique/numérique. La précision globale du système est en grande partie conditionnée par cette conversion, et notamment le nombre de nuances par couleur que l'on va discriminer. Ce facteur est appelé « profondeur d'échantillonnage ».
Numériser des images revient à coder électroniquement une information contenue sur un support physique. Le document est analysé par un balayage, au cours duquel les capteurs CCD, intégrés sur la majorité des scanners actuels, transforment la lumière transmise ou réfléchie par le document en énergie électrique.
La conversion analogique-numérique ou numérique-analogique se fait dans des circuits électroniques appelés convertisseurs. Les convertisseurs sont chargés d'analyser le signal électrique analogique du son et de le convertir en données numériques pour chaque échantillon.
Pour numériser un son, on procède à la discrétisation du signal analogique sonore (échantillonnage et quantification). Plus la fréquence d'échantillonnage est élevée et la quantification est fine, plus la numérisation est fidèle, mais plus la taille du fichier audio est grande.
De manière générale, la valeur de sortie (par exemple dans le cas d'une tension) est VS = n.q ou n représente le nombre binaire. Un CNA est définit par sa résolution N (par exemple 12 bits); connaissant la sortie pleine échelle (10V par exemple) on peut alors calculer le quantum (q = 10/(2N-1) dans notre exemple).
L'intérêt particulier d'un DAC externe est qu'il prend la place de la carte son et assure une meilleure conversion pour un résultat final optimisé. De manière plus classique, un convertisseur DAC a pour but d'élever la qualité sonore d'un appareil en effectuant une transformation plus précise du flux numérique.
Un convertisseur (ou onduleur) permet de transformer le courant continu produit stocké dans une batterie ou produit par un générateur de courant (panneaux solaires photovoltaïques, éolienne, hydro-turbine), en courant alternatif qui peut ensuite être utilisé ou réinjecté sur le réseau de distribution électrique.
Le convertisseur se situe toujours entre la source numérique et la partie amplification, avant le préampli: il ne sert à rien d'amplifier des 0 et des 1, qui restent des 0 et des 1, mais il faut amplifier le signal analogique jusqu'à des niveaux qui lui permettent de faire fonctionner les moteurs des HP des enceintes.
Le codage du signal est utilisé pour représenter les 1 et les 0 d'un signal numérique sur le lien, ce processus est appelé codage en ligne. Après le codage en ligne, le signal peut être directement émis sur le canal de transmission, sous la forme de variations de la tension ou du courant.
Afin de respecter une qualité minimale, un DAC ne doit pas descendre sous 16 bits (résolution dans laquelle sont codés les CD), au risque de dégrader le signal. Les DAC proposant un débit natif de 192 kHz à 24 bits s'approchent fortement du débit des studios d'enregistrement.
Solution des caractéristiques du CAN
Le nombre affiché par la carte à microcontrôleur varie entre 0 et 1023, ce qui correspond à un nombre total de 1024 possibilités : la résolution est donc de 10 bits car 210 = 1024.
Un échantillonneur-bloqueur a pour rôle de prélever et de fixer régulièrement et pendant un court intervalle ∆Te la valeur du signal analogique à traiter. Un échantillonneur peut être schématisé par un simple commutateur commandé électroniquement suivi d'une capacité.
Locution nominale
(Électricité, Télécommunications) Signal tel que la caractéristique qui représente des informations peut à tout instant prendre toute valeur d'un intervalle continu, par exemple suivre de façon continue les valeurs d'une autre grandeur physique représentant des informations.