Analogique et numérique

2006/11/01 Lasa Oiarbide, Aitzol - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

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Le mot analogique vient de l'analogie et l'analogie est la relation de ressemblance entre des choses différentes. Dans le domaine scientifique, quelque chose est analogique si elle dépend des variations continues d'une grandeur physique. Par exemple, un signal est analogique si cela dépend de la différence de potentiel, fréquence, courant ou variation de la charge. De plus, ce signal doit être continu, c'est-à-dire sans coupures.

Imaginez un studio d'enregistrement. Là, les ondes sonores pressent sur le microphone. À leur tour, ces changements de pression entraînent un changement continu de la tension qui traverse l'intérieur du microphone. Enfin, l'enregistrement est effectué en fonction de ce signal analogique.

Au lieu d'enregistrer, le signal analogique créé dans le microphone peut être transmis à l'aide d'ondes radio. En bref, la longueur d'onde des ondes électromagnétiques est une grandeur physique qui subit un changement continu, ce qui répond à la définition ci-dessus. Les ondes radio sont également des ondes électromagnétiques et sont utilisées pour transporter des signaux radio et télévision. Dans ce cas, le signal provenant du microphone provoque un changement continu de l'onde radio, qui peut être balayée à grande distance.

Le signal analogique dépend d'une grandeur physique variable, de sorte que les interférences l'affectent directement. Par exemple, le signal radio émis à une longueur d'onde de 91,4 mégahertz recevra des interférences provenant d'un autre signal radio de la même longueur d'onde. C'est pourquoi les licences radio sont divisées, entre autres, pour éviter le chevauchement des signaux. Mais les interférences sont inévitables tant dans le cas des ondes radio que dans tout autre signal analogique.

Le rayonnement spatial pénètre constamment dans l'atmosphère terrestre et une partie de celle-ci est formée par des ondes radio. Par conséquent, la radio de la cuisine ne peut pas éviter les interférences, du moins celles provenant de l'espace. D'autre part, la musique est habituellement enregistrée la nuit. En fait, la nuit, le bruit est réduit dans les villes, diminuant ainsi l'interférence dans les microphones du studio. Souvent ces interférences ne sont pas écoutées par l'homme, mais elles sont enregistrées dans le signal analogique du microphone, au détriment de la qualité du son. Une autre raison pour faire des enregistrements nocturnes est que les chanteurs ont une voix plus fine de nuit que de jour. Mais c'est autre chose.

Le signal analogique peut être numérisé

Comme les ondes radio, la lumière visible est aussi une onde électromagnétique. Chaque longueur d'onde que forme la bande de lumière visible correspond à une couleur. Un appareil photo analogique enregistre les longueurs d'onde de la lumière visible dans un film photosensible. C'est un processus analogique parce que dans le film on écrit les informations des longueurs d'onde. Mais un appareil photo numérique traite cette information autrement.

La caméra numérique dispose de millions de capteurs, un par pixel, répartis en colonnes et en rangées de type réseau. Pendant l'exposition, chaque capteur reçoit les informations correspondant à son pixel. En fait, un capteur reçoit la lumière correspondant à une bande de spectre électromagnétique, c'est-à-dire qu'il reçoit plusieurs couleurs, comme les tonalités de la couleur orange. Il stocke une des longueurs d'onde recueillies dans le capteur et la convertit en charge électrique. Cette charge électrique est quantifiée et, une fois amplifiée, elle est convertie en nombre par le logiciel de la caméra. Autrement dit, la diversité de la lumière a été perdue et une seule couleur apparaîtra pour chaque pixel.

Ce processus n'est pas analogique. Il n'enregistre pas toutes les tonalités de la lumière. Au contraire, il enregistre une seule de ces tonalités pour chaque pixel et, en outre, il archive cette information comme un nombre sur un disque dur. Ce processus est numérique.

Une numérisation est en cours dans tous les domaines de la technologie. Exemples sont les appareils photo numériques, mais il ya plus d'exemples. Par exemple, les chaînes de télévision et de radio ont commencé à diffuser le signal numérique.

La société de l'information est numérique

Comme il vient de l'analogie, le mot numérique vient du chiffre. Digit ou digitus, c'est le mot latin qui signifie doigt, ou encore avoir les doigts. Par conséquent, un système numérique le fait, en stockant ou en transmettant l'information par des nombres.

Les ordinateurs écrivent cette information en nombres binaires, c'est-à-dire en utilisant les chiffres 0 et 1, et ont généralement besoin de beaucoup de nombres impressionnants. Par exemple, une photo haute résolution peut couvrir 1,5 mégaoctets sur le disque dur. Cela représente un million cinq cent mille octets. Considérant qu'un octet est un nombre à 8 chiffres binaires, cela signifie que pour enregistrer la photo, un nombre de 12 millions de chiffres a été utilisé.

D'accord. Mais que peut-on faire pour transmettre une si longue séquence? Le système de transmission doit être rapide ou non efficace. Par exemple, si un simple modem d'ordinateur transmet 28 kilo-octets par seconde, soit 28.000 octets ou 224.000 chiffres, il faudra une minute pour déplacer la photo précédente d'un endroit à l'autre. Il ne semble pas très efficace pour la technologie actuelle. La transmission serait efficace, par exemple, en 5 secondes. Pour cela, le système devrait déplacer 300 kilooctets en une seconde, soit environ deux millions et demi de chiffres.

Si vous souhaitez transporter cette transmission sur une longue distance, des impulsions sont généralement utilisées, comme le pouls électrique. Le pouls indique 1 chiffre et l'absence d'impulsion 0 chiffre. Ce type de séquences sans fin est constamment transmis par les satellites.

Pour éviter les erreurs lors de la transmission, les logiciels ne codent pas les informations de toute façon. Si une erreur s'est produite dans une transmission, un 0 peut apparaître au lieu de 1. Le logiciel doit être en mesure de reconnaître l'erreur et doit corriger. Sinon, chaque fois que la transmission est effectuée, des informations seraient perdues.

Plus que des changements de format

D'une part, la technologie numérique ressemble à un changement de format; au lieu de stocker sur des systèmes analogiques, les informations sont stockées sur les ordinateurs par des nombres binaires. En sauvegardant le disque dur, un système numérique offre un moyen plus sûr de stocker les informations.

Par exemple, les négatifs des photos et des cassettes sont faits de matériel périssable. Au fil du temps, ce matériau sera inévitablement endommagé. Cependant, les informations stockées sur un disque dur seront toujours disponibles, car vous pouvez faire autant de copies que vous le souhaitez sans perdre l'information.

Mais d'autre part, la technologie numérique est plus que cela, car il a l'aide du logiciel pour traiter l'information. Se référant à nouveau aux photos, nous pouvons utiliser des applications informatiques sur une photo stockée numériquement pour améliorer la qualité de la photo, éclairer la photo sombre, concentrer la photo mal ciblée ou récupérer la photo ancienne.

Pour citer d'autres exemples, des moniteurs en médecine sont actuellement utilisés d'une manière beaucoup plus efficace qu'autrefois. En plus d'effectuer des radiographies en noir et blanc, la partie du corps du patient peut être surveillée en trois dimensions et l'image apparaît en couleur. Si le scanneur n'était pas traité numériquement, il ne serait pas possible d'obtenir ce type d'images.

Il est également possible que l'image capturée par une caméra ne soit pas pour les gens. Les robots utilisent des appareils photo numériques pour "voir". Dans ce cas, l'image va aussi directement au « cerveau » du robot, c'est-à-dire à un ordinateur. Là, le logiciel analysera l'image et indiquera au robot ce qu'il doit faire. Toutes ces choses seraient impensables dans un système analogique.