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Notions fondamentales
 Quantités numériques et analogiques
L’élève doit être capable de :
Définir les termes analogique et numérique
Expliquer la différence entre les quantités numériques et
analogiques
Décrire les avantages du numériques sur l’analogique
Citer des exemples d’utilisation de quantités numériques et
analogiques en électronique
 Chiffres binaires, niveaux logiques et formes d’onde numérique
- Expliquer les niveaux numériques
Définir les termes binaire et bit
Nommer les bits dans un système binaire
Expliquer comment utiliser des niveaux de tension pour
représenter des bits
Expliquer comment un circuit numérique interprète des niveaux
de tension
- Interpréter le comportement temporel de signaux numériques
Décrire les caractéristiques de base d’une impulsion
Déterminer l’amplitude, les temps de montée et de descente
d’une impulsion
Identifier et décrire les caractéristiques d’une forme d’onde
numérique
Déterminer l’amplitude, la période, la fréquence et le rapport de
forme d’une onde impulsionnelle
Définir le chronogramme et décrire son utilité
Décrire les transferts de données série et parallèle et identifier
leurs avantages et leurs désavantages
Nous utilisons de plus en plus la technologie numérique, en effet la maîtrise des grandeurs
1.
CONVERSION A/N ET SIGNAUX ÉLECTRIQUES
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numériques est bien plus facile que celle des grandeurs analogiques.
1.1. Le convertisseur Analogique/Numérique (CAN)
1.2. Classification morphologique des signaux
1.3.Remarque scientifique: electricité et physique
Ph. Georges
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1.1. Le convertisseur Analogique/Numérique (CAN)
* On dispose d'un signal analogique, dont on voudrait convertir la valeur en un mot
numérique, codé en binaire :
* Dans le cas d'un convertisseur dit ratiométrique, le mot binaire en sortie est proportionnel au
rapport de la tension d'entrée à une tension de référence :
Si le convertisseur n'est pas spécifié ratiométrique, la tension de référence doit être fixe.
1.2. Classification morphologique des signaux
Nous présentons ici une classification morphologique de signaux, selon qu'ils sont continus
ou discrets, dans un temps continu ou discret.
Classification morphologique des signaux :
- Le signal analogique peut typiquement sortir d'un amplificateur opérationnel : il évolue
dans sa gamme de tension et dans un temps continu.
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- Le signal numérique est typiquement ce qui se propage dans les systèmes informatiques, où
l'information est codée dans un temps discret.
- Un signal quantifié évolue dans un temps continu, mais ne peut prendre que des valeurs de
tension quantifiées.
Typiquement, c'est le signal qu'on trouve à la sortie d'un convertisseur numérique /
analogique.
- Un signal échantillonné correspond à la discrétisation du temps appliquée à un signal
analogique.
L'échantillonnage d'un signal analogique est souvent une étape de la conversion analogique /
numérique.
L'échantillonneur-bloqueur le plus simple est constitué d'un interrupteur de qualité et d'un
condensateur se chargeant à la tension voulue.
Ph. Georges
Maths
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1.3. Remarque scientifique : électricité et physique
Remarquons que les distinctions présentées précédemment concernant la nature des signaux
électroniques sont des outils techniques, permettant d'indiquer où se trouve l'information que
l'on véhicule. Du point de vue de la physique classique, tous ces signaux électriques sont
analogiques. Mais que sont ces signaux dans les cadres des autres physiques ? Ici, nous nous
contenterons d'une remarque générale sous forme d'un micro-panorama pouvant peut-être
servir à l'étudiant physicien à situer l'ingénierie électronique
* Nous avons dérivé le modèle de Kirchhoff de l'électromagnétisme. Ce modèle relève donc
de la physique classique, cet état de fait s'est illustré avec le bon fonctionnement de l'analogie
électromécanique. Le modèle de Kirchhoff se situe donc dans une approche classique
objectiviste, c'est à dire observant des faits, sans interaction avec un observateur :
* Or on le sait, en physique dite moderne, l'observateur interfère avec le système observé.
Les problèmes de semi-conducteurs et d'optique utilisent généralement la physique quantique.
Les relations d'incertitude, la non-commutativité des observables expriment un état de relation
entre observateur et observé :
* Dans la nouvelle physique, le paradigme de la thermodynamique est enrichi par l'intégration
de la notion d' information :
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On voit que, bien qu'amarrée à la physique classique par le modèle de Kirchhoff, l'ingénierie
électronique aborde ce qu'il y a de plus récent en physique : la théorie de l'information. Cette
information représente ce qu'on obtient d'un système en lui fournissant de l'énergie : de la
néguentropie pour l'observateur, de l'entropie pour l'observé. Cette question, de l'ordre du lien
entre physique et électricité actuelles est laissée à l'esprit de curiosité et de recherche du
lecteur. (Brillouin, Prigogine, ...)
Ph. Georges
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