Qu’est-ce que le numérique et l’analogique ?

Analogique vs numérique — Quelle est la différence ? Il serait difficile de trouver une personne vivante dans les années 1980, qui n’a jamais entendu parler de Super Mario Bros. Et bien qu’il soit souvent déroutant de se demander pourquoi un plombier peut tirer des boules de feu d’une fleur, ou pourquoi il continue de sauter dans les tuyaux pour sauver une princesse, on pourrait en dire autant d’essayer de comprendre le différence entre l’analogique et le numérique. Qu’est-ce qui rend chaque pièce unique ? Est-ce que l’analogique et le numérique sont deux réalités différentes qui existent côte à côte, comme le royaume des champignons et notre planète Terre ? Nous allons utiliser des jeux vidéo classiques, notamment le NES© et le Nintendo© 64 pour découvrir la différence, allons-y !

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Avant de commencer par les détails, nous aimerions clarifier deux termes sur lesquels nous reviendrons sans cesse dans nos explications, signaux et circuits. Vous pouvez penser aux signaux comme les boules de feu que Mario lance chaque fois qu’il prend un pouvoir de fleur. Ils rebondissent toujours dans une direction particulière, et si vous le vouliez, vous pouvez même mesurer la distance qu’ils parcourent sur une période donnée et les dégâts qu’ils infligent lorsqu’ils touchent un ennemi.

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Cela ressemble beaucoup à un signal, qui est généralement une tension ou un courant mesuré au fur et à mesure qu’il change au fil du temps. Les signaux sont utilisés pour envoyer des données via des câbles, ou même pour envoyer des données via des méthodes sans fil telles que la radiofréquence (RF) ou le WiFi. Quelle que soit la forme qu’ils prennent, chaque signal a la même mission de transmettre des informations entre les appareils.

Ces signaux peuvent être utilisés dans un circuit, qui est essentiellement un chemin circulaire traversé par l’électricité pour effectuer un travail, comme allumer une LED, alimenter un haut-parleur ou faire tourner un moteur. Les circuits peuvent également inclure des signaux numériques et analogiques, et c’est ce mélange diversifié qui fait la magie, comme la conversion de l’inclinaison d’un joystick sur une manette Nintendo 64 pour contrôler la vitesse et la direction que Mario parcourt dans le royaume des champignons.

Le passage au numérique avec Nintendo NEWS

Vous vous souvenez de jouer à Super Mario Bros. sur la Nintendo NES ? C’était l’époque, briser des briques, sauter dans des tuyaux et piétiner des champignons jusqu’à ce que le soleil se couche (ou se lève dans certains cas). Dans Super Mario Bros, tout existe dans un plan bidimensionnel. Notre Mario pixelisé pourrait monter, descendre, gauche ou droite.

Notre première incursion dans l’électronique numérique grâce à Super Mario Bros. (Source de l’image)

C’est exactement ainsi que fonctionne le monde des signaux numériques. C’est un monde en noir et blanc, où les signaux sont allumés ou éteints. Prenons l’exemple de la manette Nintendo NES. Chaque bouton a un objectif défini : le BMD ne va que dans quatre directions, et B et A effectuent des actions très spécifiques. Donc, si vous appuyez sur la flèche droite, Mario fait un pas vers la droite, et si vous appuyez sur le bouton A, Mario saute une fois. Peu importe la force avec laquelle vous appuyez sur chaque bouton ; ils font simplement leur propre action individuelle sans aucun écart.

La manette Nintendo NES avec ses entrées numériques simples (Source de l’image)

Dans le monde des signaux numériques, nous pouvons remplacer nos boutons NES par des tensions. Notre tension peut monter jusqu’à 5 volts ou descendre jusqu’à 0 volts, c’est comme monter et descendre sur notre contrôleur. Tout ce qui se trouve entre les deux n’existe pas. Si vous avez tracé la forme d’onde d’un signal numérique sur un graphique, cela ressemblerait à ceci :

Un graphique numérique à ondes carrées montrant la montée et la baisse de la tension.

Comme vous pouvez le constater, le haut de la forme d’onde se trouve à 5 V et est considéré comme notre position « on », également connue sous le nom de 1. Le bas de la forme d’onde se trouve à 0V et est considéré comme notre position « off », également connue sous le nom de 0.

La simplicité des circuits numériques

Contrairement à leurs homologues analogiques complexes, les circuits numériques sont beaucoup plus définis, et vous constaterez qu’ils sont principalement constitués de transistors, portes logiques, microcontrôleurs et microprocesseurs. Ces processeurs peuvent aller des géants de votre console de jeu vidéo au plus petit de votre Arduino. Mais ils ont tous le même objectif : délivrer un signal numérique. Voici un excellent exemple de circuit purement numérique :

Un circuit 100% numérique, notez l’utilisation de circuits intégrés au lieu de résistances, diodes, etc…

Une tonne de l’électronique sur laquelle nous comptons aujourd’hui est fabriquée à l’aide de signaux numériques. Vous connaissez le câble HDMI que vous utilisez pour brancher votre console de jeux vidéo sur votre téléviseur ? Il s’agit de transmettre un signal numérique de 1 s et 0 s. Ou que diriez-vous de toutes ces chansons que vous diffusez via Spotify ? Un autre signal numérique. Qu’est-ce qui rend les signaux numériques si populaires ?

  • Ils vont au but. Les signaux numériques sont super prévisibles. Il est activé ou désactivé. Cela nous permet de créer des résultats incroyablement complexes lorsque vous enchaînez. la logique dans un circuit.
  • Ils peuvent être répliqués à l’infini. Lorsque vous travaillez avec de la musique, les signaux numériques peuvent être copiés à l’infini sans perte de qualité. On ne peut pas en dire autant pour les signaux analogiques trouvés dans les vieilles cassettes, qui commencent à sonner terriblement avec le temps.
  • Ils sont bien plus précis. Parce que les signaux numériques sont soit un 1, soit un 0 sans rien entre les deux, ils peuvent fournir des résultats très précis. Comparez cela avec l’analogique qui peut avoir une combinaison presque infinie de nombres compris entre 1 et 0.

Bien sûr, les signaux et circuits numériques n’auraient jamais été possibles sans le fondement de l’analogique qui l’a précédé. Voyons maintenant le monde en constante évolution de l’analogique, avec l’aide de la Nintendo 64.

Pvenir à l’analogique avec Nintendo 64

Ok, il est temps de prendre tout ce que vous savez sur le numérique et de l’inverser. Rappelez-vous ce jour-là, La Nintendo 64 est sortie ? C’était la première fois que je voyais Mario courir en 3D, et ça a complètement changé ! Pouvoir faire courir Mario dans un monde large et ouvert dans la direction qui me plaît est l’essence même du signal analogique.

Vous voyez, contrairement à la manette purement numérique de la NES, la manette Nintendo 64 avait un nouvel ajout, un joystick analogique. Cette chose de fantaisie a complètement redéfini ce qui était possible dans un monde virtuel. Non seulement vous pouviez monter, descendre, gauche et droite, mais vous pouvez également aller dans n’importe quelle direction entre les deux ! Mario pouvait désormais voler, sauter et glisser dans une toute nouvelle dimension de l’espace.

La manette Nintendo 64, dotée d’entrées numériques et analogiques !

Voilà à quoi ressemble l’analogique, une liberté sans fin ! Ce signal est toujours dans un état de changement constant, contrairement à ses homologues numériques qui ont une position marche-arrêt définie. Si vous avez mesuré un signal analogique sur un graphique, cela ressemblerait à ceci :

Comme vous pouvez le constater, bien qu’il puisse y avoir une plage maximale et minimale dans laquelle ce signal analogique se déplace, il peut toujours se trouver n’importe où le long de la vague. C’est pourquoi les gens se réfèrent souvent à l’analogique comme étant infini. Il peut s’agir de n’importe quel nombre à tout moment. Mais c’est aussi un peu pénible à gérer.

La belle et la bête de l’analogique

Voici la relation amour/haine avec l’analogique — parce qu’il a toujours la liberté de faire ce qu’il veut, il peut être assez imprévisible et sujet aux interférences. Tu te souviens de ces vieux tubes TV de l’époque ? Parfois, l’image devenait floue, et il fallait lui donner une claque. C’est un signal analogique déformé par une interférence extérieure.

Malgré ces problèmes, l’analogique est également le signal le plus pur que vous puissiez trouver, et tout le monde physique dans lequel nous vivons les contient. Cette belle voix de chanteuse qui vous donne des frissons ? Les ondes sonores que vous entendez sont analogiques signaux.

Dans les circuits analogiques, vous trouverez une tonne de composants électroniques essentiels, tels que des résistances, des condensateurs, des diodes, etc. Parce que ces circuits sont tellement plus difficiles à maîtriser avec leurs variables en constante évolution, vous croiserez des ingénieurs dont la seule spécialité est de maîtriser le monde analogique, en concevant des éléments comme un récepteur radio analogique ou un chargeur de batterie.

Quand l’analogique et le numérique entrent en collision

L’ analogique et le numérique ne vivent pas toujours séparément. Prenons la musique, par exemple, la voix d’un musicien a probablement été enregistrée dans un microphone analogique, capturant le plus haut des aigus et le plus bas des graves. Mais que se passe-t-il lorsque vous capturez cette chanson en format numérique ? Le logiciel d’enregistrement numérique permet d’échantillonner des bits et des morceaux de la forme d’onde analogique originale, un peu comme la prise de clichés. Il convertit ensuite toutes ces informations en 1 et 0 utilisables pour produire la musique que vous êtes susceptible de diffuser sur Spotify.

La conversion analogique-numérique de la musique n’est pas parfaite, laissant de côté de nombreux détails.

Ce qui est perdu dans ce processus de traduction, c’est malheureusement la pureté du signal analogique original. Vous avez maintenant un haut et un bas définis. Toute la magie entre les deux n’est plus présente. Et bien que ce processus soit excellent pour créer des fichiers super petits qui peuvent être partagés et copiés sans perte de qualité, il faut se demander si vous écoutez la même chanson que celle que vous avez entendue pour la première fois dans sa forme analogique originale ?

Niveau terminé

L’ analogique et le numérique ont tous deux leur rôle à jouer dans le monde de l’électronique, qu’il s’agisse de diffuser des morceaux de musique numériques pour que vos oreilles puissent en profiter ou de vous permettre la grande liberté qu’offre un joystick analogique dans un monde virtuel. Et nous ne pouvons pas oublier que sans les fondements de l’électronique analogique, le numérique n’aurait jamais été possible !

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