Caractérisation de l’information analogique et numérique

Caractérisation de l’information
analogique et numérique
Définition des signaux
COURS
1. Définition
Un signal est porteur d’une grandeur physique variable contenant l’information à transmettre entre une
source et son récepteur
Cette grandeur peut être électrique, optique, acoustique, vibratoire…
2. Classification
L’information analogique
Elle se caractérise par les grandeurs physiques évoluant de manière continue en fonction du temps. La
grandeur physique peut prendre une infinité de valeur.
Cette information peut être périodique ou non périodique
L’information numérique
Elle se caractérise par une grandeur physique qui ne peut prendre qu’un nombre fini de valeurs.
Continu : Signal dont la variation est relativement
lente, l’information utile est l’évolution de la grandeur
dans le temps : Température, débit niveau…
Temporel : Signal caractérisé par sa forme, en général
cyclique (périodique) : Pression cardiaque, courant
alternatif…
Fréquentiel : Signal dont l’information utile est donné
par le spectre fréquentiel : Analyse vocal sonar…
TOR : Signal à deux états stables représentant l’état
d’un organe : Vanne ouverte ou fermée, fin de course
activée ou non…
Train d’impulsions : Signal a deux états stables dont les
changements d’état dans le temps constituent
l’information utile : Codeur incrémental…
Echantillonnage : Image numérique d’un signal
analogique, constitué d’échantillons prélevés à période
constante : Son digital
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3. Caractérisation d’un signal analogique périodique
3.1 Caractérisation temporelle.
Un signal analogique, courant ou tension, peut être caractérisé temporellement par :
Sa période T = 1 / F (en seconde, s) représentant la durée d’une variation ;
Sa fréquence F = 1 / T (en Hertz, Hz) correspondant au nombre d’oscillations d’un phénomène périodique
par unité de temps avec f=1/T ;
Son déphasage ∆tφ correspondant au décalage temporel entre deux signaux.
Son rapport cyclique α= TH/T (en %) correspondant au ratio entre la durée du phénomène sur une
période et la durée de cette même période.
3.2 Caractérisation dynamique.
La dynamique du signal est caractérisée par :
Sa forme :
- Sinusoïdale ;
- Rectangulaire ;
- Triangulaire ;
- Quelconque ;
Son amplitude ;
Sa valeur moyenne (notée V
MOY ou V )
On calcule la valeur moyenne d’un signal simple en faisant la somme sur une période des aires se trouvant
entre la courbe et l’axe des abscisses en comptant positives les aires situées au dessus de l’axe et négatives
celles situées au dessous et en divisant le tout par la période.
Sa valeur efficace (notée V EFF
ou V pour une tension simple).
On appelle valeur efficace, la valeur continue qui dissiperait la même énergie en joule pendant le même
temps. Elle traduit la quantité réellement utilisée de la grandeur considérée ;
Sa valeur maximum (notée
V
MAX
ou Vˆ ).
3.3. Mode de représentation
On représente les tensions et les courants dans un repère orthonormé. On indique sur l’axe des abscisses,
le temps et son unité. On indique sur l’axe des ordonnées la grandeur représentée ainsi que son unité
(multiple ou sous-multiple).
Lorsque la grandeur en ordonnée est une tension issue d’un circuit logique on parle de chronogrammes.
(Graphe en fonction du temps).
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Exemple : Signal sinusoïdale.
U
Max
( t)
U sin( t
)
= 0
Cas particulier d’un signal alternatif sinusoïdal : U efficace =Umax/ √2
4. Les signaux numériques
4.1 Caractérisation de la dynamique
On distingue deux niveaux :
- Niveau haut, H (High), NL1, ‘1’ ;
- Niveau bas, L (Low), NL0, ‘0’ .
Les niveaux logiques générés par les composants électroniques possèdent en réalité des valeurs de tension
définies par les paramètres VOH, High Output Voltage ou « Tension à l’état haut » et VOL, Low Output
Voltage ou « Tension à l’état bas ».
4.2 Transmission de l’information.
Il existe deux solutions pour véhiculer les Bits d’un code:
- soit on les transmet simultanément en parallèle et alors au moins huit fils
sont nécessaires pour transmettre un octet dans le cas d’un médium filaire
(plus un fil de masse)
Exemple :
Dans un ordinateur, il existe des bus allant de 8 à 64 bits permettant de connecter
les différentes parties fonctionnelles de cet ordinateur entre elles.
- Si l’information est transmise par l’intermédiaire d’un seul
câble, on dit qu’il s’agit d’une transmission série. Les
niveaux « 0 » et « 1 » sont envoyés successivement
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