Échantillonnage (signal)L'échantillonnage consiste à prélever les valeurs d'un signal à intervalles définis, généralement réguliers. Il produit une suite de valeurs discrètes nommées échantillons. L'application la plus courante de l'échantillonnage est aujourd'hui la numérisation d'un signal variant dans le temps, mais son principe est ancien. Depuis plusieurs siècles, on surveille les mouvements lents en inscrivant, périodiquement, les valeurs relevées dans un registre : ainsi des hauteurs d'eau des marées ou des rivières, de la quantité de pluie.
SuréchantillonnageLe suréchantillonnage ou sur-échantillonnage est une technique particulière d'échantillonnage. Elle consiste à échantillonner le signal à une fréquence très élevée, beaucoup plus que ne l'exigerait le théorème de Shannon. Le suréchantillonnage permet de : Faciliter la conception du filtre anticrènelage, (ou antirepliement, ou encore anti-aliasing) ; Diminuer le bruit présent dans la bande utile et d'augmenter le rapport signal sur bruit. Il est employé dans les convertisseurs sigma-delta.
Convertisseur analogique-numériquevignette|Symbole normé du convertisseur analogique numérique Un convertisseur analogique-numérique (CAN, parfois convertisseur A/N, ou en anglais ADC pour Analog to Digital Converter ou plus simplement A/D) est un dispositif électronique dont la fonction est de traduire une grandeur analogique en une valeur numérique codée sur plusieurs bits. Le signal converti est généralement une tension électrique. Le résultat de la conversion s'obtient par la formule : où Q est le résultat de Conversion, Ve, la tension à convertir, n le nombre de bits du convertisseur et Vref la tension de référence de la mesure.
Rapport signal sur bruitEn électronique, le rapport signal sur bruit (SNR, ) est le rapport des puissances entre la partie du signal qui représente une information et le reste, qui constitue un bruit de fond. Il est un indicateur de la qualité de la transmission d'une information. L'expression d'un rapport signal sur bruit se fonde implicitement sur le principe de superposition, qui pose que le signal total est la somme de ces composantes. Cette condition n'est vraie que si le phénomène concerné est linéaire.
Convertisseur numérique-analogiqueUn convertisseur numérique-analogique (CNA, de N/A pour numérique vers analogique ou, en anglais, DAC, de D/A pour Digital to Analog Converter) est un composant électronique dont la fonction est de transformer une valeur numérique (codée sur plusieurs bits) en une valeur analogique proportionnelle à la valeur numérique codée. Généralement la sortie du convertisseur est une tension électrique, mais certains convertisseurs ont une sortie en courant. N/A = Fréquence / Bits Il existe plusieurs solutions pour créer un signal analogique à partir d'un système numérique.
Quantification (signal)En traitement des signaux, la quantification est le procédé qui permet d'approcher un signal continu par les valeurs d'un ensemble discret d'assez petite taille. On parle aussi de quantification pour approcher un signal à valeurs dans un ensemble discret de grande taille par un ensemble plus restreint. L'application la plus courante de la quantification est la conversion analogique-numérique mais elle doit le développement de sa théorie aux problèmes de quantification pour la compression de signaux audio ou .
FréquenceEn physique, la fréquence est le nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Dans le Système international d'unités, la fréquence s'exprime en hertz (Hz). La notion de fréquence s'applique aux phénomènes périodiques ou non. L'analyse spectrale transforme la description d'un phénomène en fonction du temps en description en fonction de la fréquence. Dans plusieurs domaines technologiques, on parle de fréquence spatiale. Dans cet usage, une dimension de l'espace prend la place du temps.
Fréquence de NyquistLa fréquence de Nyquist, du nom de l'ingénieur électronicien Harry Nyquist, est la fréquence maximale que doit contenir un signal pour permettre sa description non ambiguë par un échantillonnage à intervalles réguliers. Elle est aussi connue sous le nom de fréquence limite de repliement. Elle est égale à la moitié de la fréquence d'échantillonnage. Le théorème d'échantillonnage procède de l'analyse spectrale, qui montre que tout signal peut se décomposer en une somme de sinusoïdes.
Noise (signal processing)In signal processing, noise is a general term for unwanted (and, in general, unknown) modifications that a signal may suffer during capture, storage, transmission, processing, or conversion. Sometimes the word is also used to mean signals that are random (unpredictable) and carry no useful information; even if they are not interfering with other signals or may have been introduced intentionally, as in comfort noise. Noise reduction, the recovery of the original signal from the noise-corrupted one, is a very common goal in the design of signal processing systems, especially filters.
Bruit de mesureEn métrologie, le bruit de mesure est l'ensemble des signaux parasites qui se superposent au signal que l'on cherche à obtenir au moyen d'une mesure d'un phénomène physique. Ces signaux sont une gêne pour la compréhension de l'information que le signal transporte. La métrologie vise donc notamment à connaître leurs origines et à les caractériser, afin de les éliminer et d'obtenir le signal d'origine aussi distinctement que possible. La source du bruit d'origine externe est externe au système physique générant le signal utile et agit par influence sur celui-ci.
Anti-aliasing filterAn anti-aliasing filter (AAF) is a filter used before a signal sampler to restrict the bandwidth of a signal to satisfy the Nyquist–Shannon sampling theorem over the band of interest. Since the theorem states that unambiguous reconstruction of the signal from its samples is possible when the power of frequencies above the Nyquist frequency is zero, a brick wall filter is an idealized but impractical AAF. A practical AAF makes a trade off between reduced bandwidth and increased aliasing.
Théorème d'échantillonnageLe théorème d'échantillonnage, dit aussi théorème de Shannon ou théorème de Nyquist-Shannon, établit les conditions qui permettent l'échantillonnage d'un signal de largeur spectrale et d'amplitude limitées. La connaissance de plus de caractéristiques du signal permet sa description par un nombre inférieur d'échantillons, par un processus d'acquisition comprimée. Dans le cas général, le théorème d'échantillonnage énonce que l’échantillonnage d'un signal exige un nombre d'échantillons par unité de temps supérieur au double de l'écart entre les fréquences minimale et maximale qu'il contient.
Capteur photographique CCDvignette|Capteur photographique CCD pour l'imagerie astronomique. Un capteur photographique CCD est un capteur photographique basé sur un dispositif à transfert de charges (charge coupled device, CCD). Dans les scanners de documents et beaucoup d'autres applications similaires, les dispositifs sont linéaires ; ils passent transversalement sur l'objet à explorer. Dans les appareils photographiques et les caméras vidéo numériques, les capteurs sont regroupés sur une surface rectangulaire, où chaque CCD forme une ligne, souvent dans la plus petite dimension de l'image.
Audio bit depthIn digital audio using pulse-code modulation (PCM), bit depth is the number of bits of information in each sample, and it directly corresponds to the resolution of each sample. Examples of bit depth include Compact Disc Digital Audio, which uses 16 bits per sample, and DVD-Audio and Blu-ray Disc which can support up to 24 bits per sample. In basic implementations, variations in bit depth primarily affect the noise level from quantization error—thus the signal-to-noise ratio (SNR) and dynamic range.
Comparison of analog and digital recordingSound can be recorded and stored and played using either digital or analog techniques. Both techniques introduce errors and distortions in the sound, and these methods can be systematically compared. Musicians and listeners have argued over the superiority of digital versus analog sound recordings. Arguments for analog systems include the absence of fundamental error mechanisms which are present in digital audio systems, including aliasing and associated anti-aliasing filter implementation, jitter and quantization noise.
Noise shapingNoise shaping is a technique typically used in digital audio, , and video processing, usually in combination with dithering, as part of the process of quantization or bit-depth reduction of a digital signal. Its purpose is to increase the apparent signal-to-noise ratio of the resultant signal. It does this by altering the spectral shape of the error that is introduced by dithering and quantization; such that the noise power is at a lower level in frequency bands at which noise is considered to be less desirable and at a correspondingly higher level in bands where it is considered to be more desirable.
Power managementPower management is a feature of some electrical appliances, especially copiers, computers, computer CPUs, computer GPUs and computer peripherals such as monitors and printers, that turns off the power or switches the system to a low-power state when inactive. In computing this is known as PC power management and is built around a standard called ACPI, this supersedes APM. All recent computers have ACPI support.
Normalized frequency (signal processing)In digital signal processing (DSP), a normalized frequency is a ratio of a variable frequency (f) and a constant frequency associated with a system (such as a sampling rate, fs). Some software applications require normalized inputs and produce normalized outputs, which can be re-scaled to physical units when necessary. Mathematical derivations are usually done in normalized units, relevant to a wide range of applications. A typical choice of characteristic frequency is the sampling rate (fs) that is used to create the digital signal from a continuous one.
Facteur de bruitLe facteur de bruit (noise figure ou noise factor en anglais) d'un dispositif électronique quelconque, actif ou passif, quantifie la dégradation relative du rapport signal sur bruit entre sa sortie et son entrée, et ce en prenant comme hypothèse que la température ambiante est de , donc que le bruit de fond en entrée est un bruit thermique correspondant à cette température de référence de . Autrement dit, le facteur de bruit est défini comme le quotient des rapports signal sur bruit en entrée et en sortie de ce même dispositif quand le bruit en entrée est un bruit thermique à la température normalisée To=.
Oscillateur commandé en tensionL’oscillateur commandé en tension ou VCO (pour Voltage Controlled Oscillator) est un oscillateur électronique qui émet un signal périodique dont la fréquence se stabilise en fonction de la tension d'entrée. C'est un montage typiquement utilisé dans les boucles à verrouillage de phase. Il permet ainsi de gérer la fréquence de sortie de la boucle de verrouillage, asservie avec la fréquence d'entrée. On retrouve également l'oscillateur commandé en tension en un ou plusieurs exemplaires dans les synthétiseurs analogiques.
