I) Approche globale

        1. Les types de sons

    Un son analogique est en fait un signal continu. La valeur de celui-ci s’exprime en volts, mais cette valeur peut varier à chaque instant. En analogie, on retranscrit un son, une vidéo sur un support magnétique tel qu’une cassette audio par exemple. Par exemple, si on enregistre un son grâce à un système analogique, les variations de pressions qui sont caractéristiques de l’onde sonore seront retranscrites par des variations du signal électrique avec une exactitude plus ou moins élevée. A un signal analogique est associée sa fréquence exprimée en Hz. On distingue plusieurs sources sonores analogiques : les sons graves auront des fréquences basses et les sons aigus des fréquences élevées.

    On parle de signal analogique périodique quand il se revient de manière identique à intervalle de temps réguliers. De ce fait, il est périodique dès que sa fréquence d’origine est constante donc dès que ce son est constamment identique. La plupart des sons analogiques ne sont pas périodiques, leur fréquence varie à chaque instant. Par exemple, la voix humaine n’est pas périodique car notre voix varies entre le grave et l’aigu, ce qui fait varier sa fréquence. Pour nos expériences, nous avons choisi comme signal analogique périodique le son produit par un Générateur Basse Fréquence (GBF) donc de fréquence constante. La courbe représentative d’un signal analogique périodique est donc une sinusoïde. En abscisse est représentée la durée (t) exprimé le plus souvent en millisecondes et en ordonnée est représentée la tension (U) du signal en volts (V).

    Contrairement à un signal analogique, un signal numérique est en fait une suite de 0 et de 1 : il est codé en langage binaire. Le 0 représente un circuit ouvert (correspond à 0 volts) tandis que le 1 représente un circuit fermé (correspond à 5 volts). Donc le 0 et le 1 contiennent chacun une information sur le signal. Un signal numérique s’exprime en bits dont la valeur est une puissance de 2. Un signal numérique peut donc avoir une valeur de 2 bits, 4 bits, 8 bits, 16 bits, 32 bits, etc. Ce nombre de bits représente le nombre de 0 et de 1 qu’un signal peut avoir. Donc plus le nombre de bits est élevé, plus la suite de chiffre sera longue et donc plus d’informations seront contenues dans ce signal.  Tout signal proche d’une tension de 0 volts avec un écart de 0.2 volts sera considéré comme une tension nulle (0) lors de la conversion. Lorsqu’un parasite vient perturber un signal analogique, il détériore ce signal d’environ 0,1 volt. Lors de la conversion analogique/numérique, ce parasite sera donc considéré comme une valeur nulle (0) donc ce parasite ne sera pas répercuté sur le signal numérique.

    La représentation graphique d’un signal numérique est une suite de barres plus ou moins hautes suivant que le circuit est ouvert (0) ou fermé (1). Une barre représente une mesure. En ordonné sur l’axe (Oy) est représentée la valeur du signal 0 ou 1 avec plus ou moins de précision suivant que le signal soit convertit en 4 bits, 8 bits ou plus. La durée de ce signal, exprimée en millisecondes est exprimée sur l’axe (0x) en abscisse tout comme un signal analogique.

         2. La conversion

    La conversion d’un signal analogique se déroule principalement en deux temps : ce premier est appelé l’échantillonnage : c’est le fait de prendre une mesure du signal à intervalle régulier. Le deuxième temps appelé quantification est le fait d’attribuer une valeur numérique (0 ou 1) à cette mesure suivant le codage choisit.  Si le codage se fait en x bits, alors chaque mesure pourra prendre x² valeurs différentes. Donc si le codage se fait en 4 bits, alors chaque mesure pourra prendre 4²=16 valeurs différentes.

    Nous verrons plus en détails ces deux actions par la suite. Cette conversion analogique numérique est assurée par des convertisseurs analogiques numériques que l’on retrouve dans de nombreux périphériques tels que les cartes d’acquisition vidéo, les cartes sons, les lecteurs optiques (lecteur DVD) et magnétiques (disque dur) ou encore un écran. Ces convertisseurs sont des appareils qui transforment donc le signal analogique à l’entrée en signal numérique à la sortie. Ces données peuvent être ensuite stockées sut tout type de support tel qu’un CD-ROM, un disque-dur, une clé-USB, etc.

        3. Les avantages et inconvénients

    La conversion analogique/numérique a plusieurs buts : le premier d’entre eux est de stocker et transporter les données sans pertes et en sécurité : en effet, le signal numérique n’est juste qu’une suite de 0 et de 1 : ce sont des données numériques, appelées aussi "multimédia".  Une bande audio se détériore très rapidement tandis qu’un fichier numérique contenu sur un support de stockage numérique (disque dur par exemple) ne se détériore que très peu.  Le transport de données numériques est aussi très maniable : par exemple on transporte plusieurs signaux sur une même fréquence. Un autre but de la conversion est d’éliminer tout bruit de souffle et de parasite. Comme on vient de le voir, ces parasites ne sont pas converti et donc le signal numérique à la sortie est vierge de parasite, ce qui peut néanmoins déplaire aux mélomanes.  De ce fait, le numérique propose au grand public d’accéder à un son de qualité sans dépenser une fortune. Par contre, suivant les différents paramètres choisis pour l’échantillonnage et la quantification que nous verrons par la suite, le signal peut être dégradé ou alors prendre un espace élevé sur le support de stockage si l’on décide de reproduire le plus fidèlement possible le son d’origine.