Conversion analogique-numérique et numérique-analogique expliquée
L'électronique moderne vit à la frontière entre la physique continue et le calcul discret. Deux ponts rendent cela possible.
CAN – Convertisseur Analogique-Numérique
Processus : Échantillonnage → Quantification → Codage.
- Échantillonnage : Capture de la tension à intervalles fixes (Nyquist : ≥ 2× la fréquence la plus élevée).
- Quantification : Assignation de chaque échantillon au niveau discret le plus proche (résolution = 2N niveaux pour N bits).
- Codage : Sortie en code binaire (PCM, delta-sigma, etc.).
Spécification clé : ENOB (Effective Number of Bits) — résolution réelle après bruit/jitter.
CNA – Convertisseur Numérique-Analogique
Processus : Décodage → Reconstruction → Filtrage.
- Maintien d'ordre zéro / échelle R-2R / pilotage de courant génère un signal analogique en escalier.
- Filtre de reconstruction (passe-bas) élimine les images au-dessus de Nyquist.
Applications omniprésentes
| Domaine | Rôle du CAN | Rôle du CNA |
|---|---|---|
| Audio | Mic/ligne → STAN | Flux → Casque/enceintes |
| Vidéo | Capteur → ISP → Encodeur | Décodeur → Panneau d'affichage |
| Instrumentation | Thermocouple, jauge de contrainte → MCU | Sortie PID → Actionneur vanne |
| Sans fil | Échantillonnage FI/RF (SDR) | Bande de base → Émetteur RF |
Une plus grande profondeur de bits et un taux d'échantillonnage plus élevé élargissent la dynamique et la bande passante — mais le coût, la consommation et la latence augmentent aussi.