Définition du Système Numérique :
La technique numérique basée sur le principe d’utilisation des nombres. Le numérique décrit la technologie électronique qui génère, stocke et traite les données à travers de deux états : positif et non positif. Le positif est représenté par le chiffre 1 et non positif par le chiffre 0. Ainsi, les données stockées transmises ou avec la technologie numérique sont exprimées sous forme d’une série de 0 et de 1. Chacun de ces chiffres d’état est appelé bit (et une chaîne de bits représente un octet qu’un ordinateur peut adresser individuellement).
Le numérique est un langage, un code constitué de série de nombres représentés en système binaire par des groupes de 0 et de 1. Ce langage est utilisé par différents équipements conçus pour le comprendre, comme les ordinateurs, les téléphone, les appareils photo, les caméscopes, les écrans de télévision… Il produit également des informations comme des photographies, des films, de la musique…
Il permet aux machines de communiquer entre elle à travers les programmes informatiques que sont les logiciels. Anciennement la transmission électronique était directement liée à la technologie analogique, qui sert à transmettre les données qui sont des signaux électroniques de d’amplitude ou fréquence variables.
La diffusion et la transmission téléphonique utilisent principalement la technologie analogique. Principalement les nouveaux supports de communication physiques tels que la transmission par satellite et par fibre optique utilisent Les technologies numériques. Un modem est utilisé pour convertir les informations numériques de votre ordinateur en signaux analogiques pour votre ligne téléphonique, et l’inverse, pour convertir les signaux téléphoniques analogiques en informations numériques pour votre ordinateur.
Le principe d’un Système numérique :
Pourquoi on utilise un système numérique ? Quels sont les avantages de ce système par rapport à ceux classiques, analogiques ? Si on prend par exemple : Une carte de géographie qui donne une présentation proche de la réalité. A tout endroit, les distances reportées sont proportionnelles aux distances réelles. Cependant, les distances mesurées sur la carte sont fonction de la précision du tracé. Prenant en considération l’échelle, on multiplie l’erreur de mesure que l’on réalise sur la carte. On aura une représentation analogique. Par exemple, si nous mesurons en centimètres la distance Dijon – La Rochelle, à partir du nombre trouvé et du rapport de réduction ou échelle, on peut facilement retrouver la distance réelle. D’autre part, en suivant la route de Dijon à la Rochelle, il serait possible à chaque borne kilométrique franchie, de mesurer la distance parcourue. Alors, Une addition directe permettrait de retrouver simplement cette valeur. Dans cette méthode, le résultat obtenu, est lié à la précision de la carte et de la mesure. En revanche, en utilisant les bornes kilométriques, le résultat exact est obtenu avec une erreur infime qui, à n’importe quelle distance mesurée, ne peut différer que d’une borne en plus ou en moins. Les systèmes analogiques font appel à des signaux électriques, au cours de leur traitement et de leur transport, sur lesquels peuvent apparaître des déformations appelées distorsions qui seront nuisibles à la restitution fidèle par le transducteur final.Manipulation
Les systèmes numériques ne manipulent que des chiffres qui sont des constantes. Tant que ces nombres voient leur intégralité préservée, ils sont caractérisés par leur extrême précision qui est connue à 1 chiffre ou 1 digit près. Les montres à quartz, les calculatrices de poche, et autres ordinateurs ne sont-ils pas réputés pour leur précision, et n’ont-ils pas déjà envahis notre monde moderne ? Généralement, on peut dire que les circuits numériques, utilisés en électronique, présentent par rapport aux circuits analogiques de nombreux avantages :- Moins sensibles aux perturbations, car les variations parasites de leur amplitude est non significative.
- Ils ne demandent pas de longs et fastidieux ajustements, ce qui diminue leur prix de revient.
Analogique Vs Numérique :
Signal analogique : forme et représentation
Un signal continu est un signal qui évolue en fonction du temps. Les caractéristiques d’un signal d’un signal analogique sont : – Leur dynamique : caractérisant la variation de l’amplitude – Le temps caractéristique d’évolution temporelle mais aussi le spectre des fréquences à diffuser.
Signal Numérique : forme et représentation
Un signal évolue dans le temps n’est définit que par deux grandeurs, 0 ou 1 On dira que ce signal est discret.
Principe d’un signal Numérique:
Les signaux analogiques représentent des grandeurs physiques : – Le débit, la pression et la température. Les signaux numériques sont l’image des grandeurs :- Codées
- Discrètes
- Quantifiées
Différence entre analogique et numérique:
L’analogique et le numérique sont deux processus qui permettent de transmettre et de stocker des données. (Audio, photo, vidéo, etc.). L’analogique est né avec l’avènement de l’électricité et le numérique avec l’avènement de l’ère informatique. Le principe de l’analogique sert à créer un signal à enregistrer sous forme (vidéo, audio, etc.) et aussi une forme similaire sur un support (généralement magnétique). Par exemple, lors de l’enregistrement d’un signal audio sur un système analogique, le signal sur la bande suivra la même amplitude (« même courbe ») que l’onde sonore (plus ou moins fidèle) : les changements de pression caractéristiques de l’onde sonore seront convertis en changements électriques dans le signal. Ainsi, l’amplitude électrique du signal analogique sera plus ou moins une image fidèle du signal à enregistrer (audio, vidéo, etc.).En numérique, le signal analogique à enregistrer est converti en numérique par un convertisseur analogique>numérique.
Après cette conversion, le signal n’est plus qu’une série de « 0 » et de « 1 », c’est-à-dire un signal à deux amplitudes au lieu de l’infini analogique. Une fois sous cette forme, le signal peut être reproduit et transmis sans perte, car au lieu de transmettre un signal dont l’amplitude doit être fidèle à la variation d’origine, un signal ne contenant que deux amplitudes (par exemple 0 = 0 volts et 1 = 5 volts) est transmis .ainsi lorsqu’un parasite interfère sur un signal analogique, dans un signal numérique le parasite ne fonctionnera pas : par exemple, ajouter 0.2v d’un parasite pour interférer dégradera le signal analogique, alors que le même parasite sur un signal numérique n’aura pas effet, Parce que 0v+/-0.2 v sera toujours traité comme = »0″. Ainsi, un signal numérique est un signal analogique est composés de deux niveaux possibles (par exemple « 0 » = 0v et « 1 » = 5v), peu importe quand le signal analogique s’écarte de ces deux tensions, car tous les signaux proches de 0v seront tous être considéré = « 0 », tout ce qui est proche de 5v sera = « 1 », il y a un seuil de tension entre les deux, ce qui offre une excellente immunité aux interférences et facilite la réalisation de copies parfaites de tels signaux (clones). Après la transmission et le stockage numériques, tout signal (vidéo ou audio) doit retrouver sa forme analogique d’origine. Par exemple, On a la convertition d’un signal de type audio du numérique vers un signal de type analogique puis il va s’amplifier. En effet, nos oreilles ne savent pas entendre le numérique ! ! ! Il convient de rappeler que les numéros ne que pour transmettre et stocker des données (dans le cas de signaux audio ou vidéo).Conversion Analogique Numérique et Conversion Numérique Analogique
Convertir un signal analogique en un signal numérique revient à convertir les codes du signal, sans modifier les informations qu’ils contiennent. Autrement dit, bien sûr, un signal avec deux transitions inverses consécutives retrouvera exactement sa forme d’origine. On appel P CM (Pulses Codes Modulation) la conversion analogique / numérique (A / N) encore appelée ou en français M. I. C. (Modulation par Impulsions Codés). e, La fréquence d’échantillonnage (b) élevée par rapport au signal analogique (a) et surtout égale à la fréquence la plus élevée dans le cas des composites.
Les valeurs ainsi mesurées sont ensuite traduites en un nombre codé en binaire (c), qui se présente sous la forme d’une race d’impulsions (d). des systèmes numériques (ordinateurs, émetteurs radio, bandes, chaînes) peuvent ensuite utiliser les signaux numériques ainsi formés . En fin de chaîne, on a la détection et le renvoiement de train d’impulsions sous forme binaire (e). Au niveau d’un convertisseur numérique/ analogique (N/ A), on reconstitue l’onde analogique (f). Le signal anguleux Cut un filtre passe-bas (g) pour retrouver sa forme d’origine.
Les filtres passe-bas sont des dispositifs importants en électronique analogique. Celui-ci, laisse passer les fréquences de type basse. Alors, Ce système a pour effet de supprimer les fronts raides du signal.Il est issu du convertisseur N/ A pour n’arborer que l’enveloppe du signal de fréquence plus basse, et reconstituer ainsi à l’aide de lissage la forme originelle du signal de type analogique.
Les utilisations du système numérique
À peu près tout Votre éclairage est un système numérique, il a un nombre discret d’états, allumé et éteint. Tous les systèmes qui fonctionnent dans un nombre discret d’états sont numériques. Ils aient 2 états en binaire (la plupart des traitements numériques), 10 comme dans le moteur d’analyse Babbage, ou un milliard. Si vous pouvez écrire toutes ses sorties et entrées sous forme de nombres entiers (nombres entiers), c’est numérique. Si on a l’irrationalité d’un nombre infini d’états et/ou des entrées ou des sorties (écrites x.xxxx etc si vous arrondissez, quel que soit le nombre de chiffres que vous utilisez), alors c’est analogique. En réalité ,il n’existe pas une signale purement analogique ou bien numérique. Cet interrupteur numérique permet à une onde sinusoïdale analogique de traverser la lumière. Dans cet ordinateur numérique, nous devons faire attendre à l’ordinateur que tous les signaux analogiques .Ils composent ses bus se stabilisent à un niveau qu’il reconnaît comme 1 ou 0 (et possède même un espace appelé « hystérésis » qu’il considère comme invalide). Pour s’assurer le non confondus des nombres avec les signaux analogiques, lorsqu’ils changent entre les niveaux de 1 à 0 ou vice versa). Partout pour à peu près tout on utilise un système numérique. Exemple d’application : téléphonie mobile (GSM) Exemple d’application : téléphonie mobile (GSM).
L’importance d’un système numérique
L’avènement du processeur
À mesure que l’importance des microprocesseurs augmente, l’importance des systèmes numériques augmente également.- 1971 : le premier microprocesseur 4004 à 92,5 kHz et 4 bits d’Intel se vend 200 $. Le succès est arrivé immédiatement.
- Motorola, Zilog, TI ont suivi…
- Loi de JOY : les performances du processeur MIPS doublent tous les deux ans.
- Loi de RUGE : Nécessite une bande passante de 0,3 à 1 Mb/s par MIPS. Ainsi, le marché des microprocesseurs a également tiré les marchés des télécoms et des systèmes embarqués. Grâce aux progrès de l’intégration du silicium, nous avons effectué une transition rapide des processeurs 4 bits aux 8 bits. Processeur 16 bits, Processeur 32 bits, Processeur 64 bits.
Microprocesseur ,microcontrôleur et DSP
Un microprocesseur est un processeur qui n’intègre pas de mémoire et de périphériques sur silicium. Par conséquent, vous devez insérer une « colle logique » et l’ajouter à l’extérieur du microprocesseur. L’une des conséquences est le coût final important, surtout pour les grosses productions. Il s’agit en fait d’un processeur de première génération (’70 et ’80).
Un microcontrôleur est un processeur qui intègre de la mémoire, des périphériques et de la colle logique sur silicium.
- SRAM, PROM, ROM (programming unique), EEPROM
- E/S, connexion RS.232, ADC, réseau de terrain, timer, PWM…
- Une ligne de sélection de puce qui définit le nombre d’états de veille. Cela limite le nombre de composants et limite le prix du système. C’est le concept d’une seule puce.
Système embarqué : Temps Réel
Les systèmes embarqués peuvent être définis comme des systèmes électroniques et informatiques autonomes qui ne disposent pas d’entrées/sorties standards telles que des claviers et des écrans d’ordinateur. Ces systèmes matériels et ces applications ne sont pas aussi faciles à comprendre qu’un environnement de travail. Voici un exemple de système embarqué.- Four micro-onde.
- Télécommande de la télé.
- Fusée.
- Fusée.
- Limite de temps forte (temps réel dur)
- Intégré un système d’exploitation ou un noyau temps réel (RTOS).
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