CONVERSION DE SIGNAUX ANALOGIQUES SOUS FORME NUMÉRIQUE ■745
logiciels complexes afin d’accomplir un grand nombre de tâches génériques, les
processeurs de signaux numériques servent dans des applications spécialisées. Les DSP
peuvent ainsi dévorer d’imposantes quantités de nombres beaucoup plus rapidement et
travailler en temps réel, en traitant les informations à mesure qu’elles se produisent grâce à
des algorithmes spéciaux. D’une part, le convertisseur analogique-numérique (CAN) d’un
système doit être en mesure d’échantillonner les données entrantes à une vitesse suffisante
pour calquer toutes les variations importantes de l’amplitude du signal. D’autre part, le DSP
doit être capable de suivre la vitesse d’échantillonnage du CAN et accomplir ses calculs à
une vitesse égale ou supérieure au flux de données échantillonnées qu’il reçoit. Une fois
traitées par le DSP, les données numériques sont dirigées vers un convertisseur numérique-
analogique (CNA) pour être reconverties sous forme analogique.
13–2CONVERSION DE SIGNAUX ANALOGIQUES SOUS FORME NUMÉRIQUE
Avant de traiter des signaux à l’aide de techniques numériques, il faut d’abord convertir
le signal analogique sous une forme numérique.
Après l’étude de cette section, vous pourrez
■Expliquer le processus de base de conversion d’un signal analogique sous forme
numérique ■Décrire l’utilité d’un circuit échantillonneur bloqueur ■Définir la fréquence
de Nyquist ■Expliquer les causes de la distorsion de repliement (aliasing) et comment
l’éliminer ■Décrire le rôle d’un convertisseur analogique-numérique (CAN)
Filtrage et échantillonnage
Les deux premiers blocs du schéma de principe de la figure 13–2 correspondent à un filtre
anti-repliement et à un circuit échantillonneur bloqueur. Ce dernier circuit joue deux rôles,
le premier étant l’échantillonnage. L’échantillonnage désigne le processus de capture d’un
nombre suffisant de valeurs discrètes en différents points d’une forme d’onde, afin de la
représenter numériquement. Plus le nombre d’échantillons est élevé, plus la forme d’onde
sera reproduite avec précision. L’échantillonnage convertit ainsi un signal analogique en
une suite d’impulsions, où chacune d’elles représente l’amplitude du signal à un moment
précis. La figure 13–3 illustre le principe de l’échantillonnage.
Avant d’échantillonner un signal analogique, il faut respecter certains critères afin d’obtenir
une représentation fidèle du signal d’origine. À l’exception des ondes sinusoïdales pures, tout
signal analogique se compose d’un spectre de fréquences composites appelées harmoniques.
Les harmoniques d’un signal analogique sont en fait des ondes sinusoïdales, chacune d’une
fréquence et d’une amplitude distincte. C’est ainsi qu’en combinant les harmoniques d’une
forme d’onde périodique donnée, on peut obtenir le signal original. Cependant, tout signal à
échantillonner doit d’abord traverser un filtre passe-bas anti-repliement pour éliminer les
harmoniques de fréquences supérieures à une certaine valeur nommée fréquence de Nyquist.
Théorème de l’échantillonnage Notez la présence de deux formes d’ondes d’entrée à la
figure 13–3, l’une représentant le signal analogique et l’autre la forme d’onde des
impulsions d’échantillonnage. L’une des règles de l’échantillonnage stipule que pour
reproduire adéquatement un signal analogique, la vitesse d’échantillonnage doit être
1. Qu’est-ce qu’un DSP?
2. Que signifie l’abréviation CAN?
3. Que désigne l’abréviation CNA?
4. Quel type de circuit peut transformer un signal analogique sous forme binaire?
5. Quel type de circuit peut transformer un signal numérique sous forme analogique?
SECTION 13–1
RÉVISION
Les réponses se retrouvent
à la fin du chapitre.