Souvent, les gens penseront que tout signal qui bascule entre deux tensions est "numérique". Ce n'est pas correct.

"Numérique" signifie que le signal transporte des informations sous la forme de symboles discrets. Tant que les symboles sont reçus correctement, aucune information n'est jamais perdue lors de la transmission d'un signal numérique.

Les signaux analogiques sont toujours dégradés par transmission, même si la dégradation est très faible.

Les
• signaux PCM sont numériques et consistent en une commutation entre deux tensions. Tant que vous recevez les séries de 1 et de 0 dans l'ordre, aucune information n'est perdue.
• Les signaux PWM sont analogiques et consistent en une commutation entre deux tensions. La synchronisation exacte des impulsions transporte des informations, donc s'il y a une variation de synchronisation par rapport au bruit, etc., le signal est corrompu.
• Les signaux FSK sont numériques et consistent en des ondes sinusoïdales . Tant que la fréquence de chaque bit est récupérée, aucune information n'est perdue.

Les signaux continus peuvent prendre n'importe quelle valeur dans un intervalle donné. Par exemple, la fonction sin (x) est définie pour tous x et peut prendre n'importe quelle valeur entre 1 et -1.

En revanche, les signaux discrets sont des séquences. La fonction sin (x) dans sa forme discrète peut être écrite comme

$$ sin (2 \ pi f n + \ phi) $$

où n est un entier. En d'autres termes, la forme ci-dessus n'est définie qu'à n = 0,1,2,3 ...

Les signaux continus sont mesurés par des capteurs (il y a des capteurs qui crachent des signaux numériques. Ils auront un DAC intégré et vous évite d'avoir à les convertir) puis manipulés par des circuits analogiques, comme des amplificateurs opérationnels et autres. Cependant, si vous souhaitez que le signal soit traité par un ordinateur ou un microcontrôleur, vous devez numériser le signal. Voici une figure de wikipedia illustrant ceci:

Notez que dans la figure ci-dessus, des échantillons sont prélevés chaque interne fixe (1,2,3,4 ... et bientôt). Il est important de comprendre que cela nous conduit à une approximation du signal d'origine - après tout, comment savons-nous quelle était la valeur du signal continu entre l'échantillon 8 et 9? Pouvez-vous voir que si les intervalles entre chaque échantillon sont courts, cela nous conduira à une bien meilleure approximation et si l'intervalle est grand, nous ne pourrons même pas dire à quoi ressemblait le signal d'origine! Essayez de réfléchir à cela pendant une minute. Voici un exemple:

Pouvez-vous deviner ce qu'est ce signal? Si vous avez deviné que c'est une sinusoïde, vous avez raison. Mais notez que ce n'est pas vraiment une très bonne approximation. Voici un autre exemple - la forme du signal est beaucoup plus facile à voir lorsque l'intervalle est court, n'est-ce pas? C'est une bien meilleure approximation que l'exemple précédent.

À quelle vitesse devez-vous échantillonner votre signal continu? Selon Nyquest, vous devez échantillonner votre forme d'onde à plus de deux fois sa fréquence (si votre signal a plusieurs fréquences, vous devez échantillonner plus de deux fois plus vite que la fréquence la plus élevée de votre système).

Une chose importante à réaliser est la différence entre discret et numérique . La valeur d'un échantillon dans un signal discret peut être n'importe quel nombre. D'un autre côté, un signal numérique est un signal qui ne peut avoir que des valeurs discrètes, par ex. 1,2,3 ... etc S'il s'agit d'un signal 8 bits, la valeur maximale n'est que de 255.

Pour acquérir un signal numérique, vous devez quantifier votre signal à temps discret. Comme votre question ne le demandait pas, je n'entrerai pas plus loin.

Donc, pour résumer, je vous laisse avec un exemple qui illustre d'où les signaux pourraient provenir et pourquoi ils sont numérisés. Supposons que vous souhaitiez utiliser un microphone pour enregistrer quelque chose. Supposons également que la fréquence de votre cible soit, disons, 1 kHz. Votre microphone vous fournira une tension continue qui représente votre enregistrement. Si le son que vous avez enregistré était sinusoïdal, votre tension sera sinusoïdale.

Mais vous souhaitez également utiliser ce signal pour certains traitements. Peu importe le type de traitement que vous souhaitez effectuer, nous savons simplement que vous souhaitez le faire dans un microcontrôleur ou un ordinateur. Comme mentionné précédemment, pour introduire ces informations dans un ordinateur, vous devez d'abord numériser le signal. Vous pouvez le faire via un appareil appelé Convertisseur analogique-numérique (ADC). Cet appareil prendra une forme d'onde continue et en crachera une version numérisée. Le formulaire numérisé est ensuite envoyé à un ordinateur qui fait son travail et crache la sortie - qui est également, bien sûr, numérique. Maintenant, pour écouter cet enregistrement, vous devez convertir le signal numérique en signal analogique (continu) à l'aide d'un convertisseur numérique-analogique (DAC). La version analogique est amplifiée et ensuite jouée via un casque ou un haut-parleur. J'espère que cela vous aidera.

Update:

Signal continu: Supposons que vous entendiez une sirène de manière normale, nous pouvons dire qu'elle est continue. C'est purement analogique.

Signal discret: Lorsque vous entendez ce qui précède, si vous fermez et ouvrez vos deux oreilles en continu avec vos doigts, c'est un signal discret. Ici, vous sautez, de manière positive, vous collectez des échantillons du signal. Ce signal est discret, mais pas numérique. Ici, si vous fermez et ouvrez vos oreilles avec une vitesse plus élevée, vous pouvez comprendre l'augmentation ou les décrets du volume de l'alarme. c'est-à-dire que vous pouvez obtenir les informations analogiques avec une distorsion minimale.

Signal numérique : vous écrivez chaque volume échantillonné de l'alarme sur un papier et le représentez sous forme numérique. C'est ce qu'on appelle le signal numérique.

Le signal analogique est continu, tandis que le signal numérique est discret. La nature discrète est obtenue en sautant une partie du signal analogique et en représentant le signal résultant au moyen de symboles.

Lorsque nous considérons à la fois des signaux analogiques et numériques qui transportent les mêmes informations (données du monde réel), nous peut dire, le signal analogique transporte les informations les plus précises et les plus originales.

Le monde est composé de données analogiques, et nous les convertissons en numérique à cause de quelques belles qualités de signal numérique. Vous pouvez en comprendre plus à partir de n'importe quel livre sur l'électronique numérique ou la communication numérique.

Bien qu'il y ait de bonnes réponses ici, je pense que l'on ne parle pas assez d'une chose importante. Saad a mentionné que les signaux discrets sont des séquences et plus le temps est court, meilleure représentation du signal original que nous obtenons et c'est ici que nous touchons, à mon avis du moins, la différence la plus importante entre les signaux continus et discrets:

Pendant le temps T (sur le premier diagramme de Saad) qui est le temps entre deux échantillons dans un signal discret, il n'y a en fait aucune information sur le signal. Ceci est important en raison de nombreux problèmes qui surviennent dans le traitement du signal dont vous entendrez probablement parler plus tard. Puisque nous obtenons généralement des signaux discrets en échantillonnant des signaux continus, nous n'avons absolument aucune idée de ce qui se passe avec le signal continu entre deux échantillons du signal discret.

Par exemple, regardons cette image de Wikipedia:

Disons que le signal rouge est notre signal continu et que les points noirs sont échantillons de notre signal discret. Si vous "connectez les points", c'est-à-dire essayez d'interpoler le signal discret, vous obtiendrez le signal bleu qui est très différent du signal rouge. Oui, le théorème d'échantillonnage a été mentionné, mais dans certains cas, dans le monde réel, vous ne saurez pas à quelle plage de fréquences d'entrée vous attendre et vous ne disposez peut-être pas d'un équipement de laboratoire assez puissant pour essayer d'enregistrer la forme d'onde réelle du signal.

Donc l'essentiel est: Les signaux discrets ne fournissent que les données qu'ils fournissent réellement! Bien que cette tautologie puisse paraître évidente et ne vaut pas la peine d'être mentionnée, les gens ont tendance à supposer que les signaux discrets sont en fait échantillonnés à la fréquence correcte et qu'ils fournissent une représentation du signal d'origine d'une fidélité suffisamment élevée. Ce n'est pas toujours le cas!

\ $ x (t) \ $ est un signal analogique, continu en temps et en tension. Pour le convertir en signal numérique, vous devez d'abord l ' échantillonner , ce qui signifie que vous prenez la valeur du signal à un certain intervalle, par exemple une fois toutes les ms pour un 1kps (kilo échantillon par seconde) signal. La plage de tension est toujours continue. L'ADC (conversion analogique-numérique) mesure la tension à chaque échantillon sous la forme d'une valeur numérique , nous disons que le signal est quantifié . Puisqu'elle est maintenant représentée sous forme de valeur numérique, elle ne peut prendre aucune valeur comme elle le pourrait dans une plage continue. La résolution détermine le nombre de valeurs que le signal quantifié peut prendre. Un signal 8 bits peut prendre 256 valeurs distinctes. Si votre plage de signal d'entrée est de 2,56 V, chaque valeur discrète suivante sera 10 mV plus élevée que la précédente. Vous aurez donc une valeur de 50 mV et une valeur de 60 mV, mais rien entre les deux . Ceci est souvent montré dans un diagramme comme un signal en escalier, ou avec un point discret , comme dans le diagramme ci-dessus. Dans tous les cas, la ligne fluide a disparu.
Digital signifie qu'elle est représentée par une séquence de nombres, un pour chaque échantillon consécutif. Cette représentation peut être une approximation proche du signal d'origine si vous échantillonnez assez rapidement à une résolution élevée, par exemple 20 bits, mais si vous regardez de près, vous voyez toujours les marches de l'escalier.

Un signal binaire, juste des 0 et des 1, n'est qu'un signal numérique possible, à savoir avec une résolution de 1 bit, bien qu'il soit souvent représenté comme le signal numérique. Les signaux numériques peuvent prendre une multitude de valeurs.

[Normalement, je ne répondrais pas à une question vieille de 3,5 ans, mais aucune des réponses existantes ne répond réellement à la question de l'auteur.]

Si je comprends bien, la question porte sur la façon dont l'analogique et le numérique ( des signaux continus et discrets) sont générés physiquement , et quelles sont leurs différences physiques . La réponse la plus simple à cela est que tous les signaux physiques sont analogiques . La vraie différence réside dans la façon dont nous les interprétons. Pour comprendre cela, regardons un exemple non électrique d'un système discret - langage.

Cette image ( source) montre des nombres manuscrits:

Ces cinq symboles sont-ils identiques? Non, mais ils sont tous au nombre 3. Pourquoi? Parce que nous avons convenu que dans certains contextes (écriture de nombres), nous utiliserons un petit nombre de symboles (chiffres), et nous interpréterons tout ce que nous voyons comme étant l'un de ces symboles. Ainsi, même si les cent symboles de cette image sont différents, nous disons qu’il n’y a que dix chiffres:

Cela signifie nous avons limité la quantité d'informations qu'un symbole peut transporter, ce que l'on appelle la quantification . Nous avons également décidé de séparer les symboles sur la page, ce qui s'appelle discrétisation ou échantillonnage . (En électronique, les symboles sont généralement séparés dans le temps, pas dans l'espace.) Faire tout cela présente de grands avantages:

• Tolérance d'erreur: si un symbole est taché ou estompé, vous pouvez généralement dire ce qu'il est.
• Copie: Une copie d'un symbole contient exactement les mêmes informations que le symbole original.

Considérons maintenant un "système" analogique - la peinture. Voici deux tableaux. La première est la "Nuit étoilée" de Vincent van Gogh. Le second est une copie d'un autre artiste.

Bien que ces peintures montrent le même sujet de manière similaire, nous ne disons généralement pas qu'elles sont identiques. Pourquoi? Encore une fois, la réponse est le contexte. Lorsqu'on regarde l'art, nous nous soucions de toutes les informations de l'image. La deuxième image est une copie de la première, mais ce n'est pas une copie identique et elle ne contient pas les mêmes informations que l'original. Faire une copie de la copie entraînerait la perte ou la modification d'encore plus d'informations.

Alors, pourquoi utiliser des signaux analogiques? Parce que le monde est analogique. Nos corps et nos sens sont analogues. Ce que nous entendons et voyons est analogique. Toute information qui pénètre dans notre cerveau doit le faire via un support analogique.

Les systèmes électroniques analogiques fonctionnent en agissant comme les informations qu'ils véhiculent. Pensez aux grooves d'un disque - ils ont la forme des ondes sonores. «Analog» et «analogy» viennent d'un mot grec qui signifie «proportionné». Pour créer un système électronique analogique, il vous suffit de générer une tension ou un courant proportionnel à une autre quantité physique - pression (son), intensité lumineuse (vidéo), position (entrée utilisateur), etc. faire, c'est pourquoi cela a été fait en premier. C'est difficile de bien faire, c'est là que le numérique entre en jeu.

Dans les systèmes électroniques numériques simples, il n'y a que deux symboles - 1 et 0. Physiquement, ce sont des tensions. Par exemple, nous pourrions dire que toute tension inférieure à 2,5 volts est un 0, et toute tension supérieure à 2,5 volts est un 1. Ensuite, nous avons besoin d'un circuit qui implémente la quantification. Par exemple, un circuit pourrait produire 5 volts si l'entrée est n'importe où dans la plage 1 et 0 volts si l'entrée est n'importe où dans la plage 0. C'est essentiellement un amplificateur à gain élevé. (Nous pouvons utiliser des variantes de ce circuit pour implémenter l'algèbre booléenne.) Enfin, nous devons implémenter l'échantillonnage. Cela se fait à l'aide d'un signal spécial appelé horloge , qui est généralement une onde carrée, et d'un circuit spécial appelé loquet ou une bascule .

Avec ces éléments de base, nous pouvons copier et traiter des données numériques de plusieurs manières. L'inconvénient est que, comme chaque symbole contient si peu d'informations, il faut beaucoup de symboles (et de circuits) pour effectuer un travail utile. Au cours des dernières décennies, la technologie des circuits intégrés a permis à davantage de circuits de s'intégrer dans le même espace pour le même coût. Avec suffisamment de bits, une fréquence d'échantillonnage suffisamment rapide et suffisamment de circuits, les systèmes numériques peuvent égaler ou dépasser la quantité d'informations des signaux analogiques. À ce stade, les avantages du numérique commencent à dominer et nous nous retrouvons avec le monde que nous avons aujourd'hui.

Depuis la question des communications évoquée, je dois souligner que les systèmes de communications numériques utilisent souvent plus de deux symboles pour pouvoir insérer plus de données dans la même bande passante.

Vous devez faire la distinction entre différents mondes.
Le:

• Monde analogique et
• Monde numérique

Cependant, l'imagination est que:

• Le monde analogique est (mathématiquement vu) un continuum. Cela signifie qu'il ne peut pas être compté
• Le monde numérique est un (vu mathématiquement) PAS un continuum. Cela signifie qu'il peut être compté.

Au fait, le numérique ne signifie pas du tout 0 ou 1!
Même les symboles 0 à 9 sont numériques! Vous pouvez même construire un ordinateur décimal qui peut stocker quatre chiffres allant de 0 à 9. Vous pouvez donc représenter 0000-9999, 10 ^ 4 = 10 000 valeurs. C'est donc fini et donc numérique. Mais personne ne fait cela parce que le binaire est plus facile à construire ^^

En ce qui concerne le signal, il utilise ces deux mondes, décrits ci-dessus. Si vous parlez par exemple à quelqu'un, c'est un signal analogique . Vous pouvez changer votre voix de manière infinie! Mais vous pouvez convertir votre voix avec un convertisseur AD en un signal binaire.

Le fait qu'un signal soit analogique ou numérique dépend de ce que le destinataire en fait. En outre, les signaux doivent être considérés comme ayant deux aspects - le niveau et le temps - dont chacun peut être continu ou discret. Il y a donc quatre combinaisons de continu / discret à considérer.

Un signal est considéré comme un signal de niveau discret si les appareils qui sont observés à un instant donné ne font rien mais identifient s'il est supérieur ou inférieur divers niveaux; il s'agit d'un signal de niveau continu si le niveau exact du signal dans la plage de fonctionnement de l'appareil sera significatif pour déterminer sa sortie.

Un signal est considéré comme un signal à temps discret s'il existe un processus qui examine l'état du signal à certains moments particuliers, et ignore l'état de ce signal à d'autres moments.

Certains types de circuits comme les filtres à condensateur commuté échantillonnent le signal d'entrée à des moments discrets et l'ignorent à d'autres moments , mais ont une sortie qui dépend en fonction analogique de l'entrée. D'autres types de circuits comme un récepteur radio FM peuvent rechercher des fronts de signal en continu, plutôt que seulement à des moments discrets, mais ne se soucient pas du niveau du signal à tout moment au-delà de la question de savoir s'il est bas ou élevé. Cependant, de nombreuses situations courantes impliquant l'envoi de signaux aux processeurs impliquent de quantifier à la fois le niveau et le temps.