Ressources · 4ᵉ · Physique
Fiche de révision : Signaux numériques et transmission
Signaux sonores, lumineux, électriques et radio, et les convertisseurs qui changent leur nature ; délai de propagation dans une fibre, un câble ou par satellite ; signal analogique ou numérique ; coder avec des bits (2ⁿ combinaisons, numérisation) ; débit d’une transmission en bit/s
Signaux : transmettre une information
Fiche méthode
(Physique 4ᵉ · Des signaux pour observer et communiquer · Signal et information)
La démarche pour tout exercice sur la transmission d’un signal
1. Je suis la chaîne : à chaque appareil, ce qu’il reçoit et ce qu’il produit (sonore, électrique, lumineux, radio).
2. Je note les données avec leurs unités et je convertis : × 8 des octets aux bits, × 1 000 d’un préfixe au suivant, min → s.
3. Je calcule : t = d ÷ v (délai), D = Q ÷ Δt (débit), 2ⁿ (combinaisons de n bits).
4. Je conclus avec une unité adaptée (ms, s, min) et je vérifie l’ordre de grandeur.
Cas 1 · Suivre les natures du signal
Réflexe — micro : sonore → électrique ; haut-parleur : électrique → sonore ; DEL, laser : électrique → lumineux ; photodiode : lumineux → électrique ; antenne : électrique ↔ radio.
Exemple. Un téléphone envoie de la musique à un casque Bluetooth.
Téléphone (électrique) → antenne → ondes radio → antenne du casque → électrique → écouteur → son (sonore).
Attention — micro et haut-parleur sont des convertisseurs, pas des canaux.
Cas 2 · Calculer un délai de propagation
Réflexe — je choisis la vitesse du canal, je compte la distance réelle (montée + descente pour un satellite), t = d ÷ v.
Exemple. Une fibre optique de 3 000 km.
t = 3 000 ÷ 200 000 = 0,015 s = 15 ms.
Attention — d en km avec v en km/s ; le délai ne dépend pas de la taille du message.
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Cas 3 · Analogique ou numérique
Réflexe — toutes les valeurs, courbe continue : analogique ; quelques niveaux, paliers 0 et 1 : numérique.
Exemple 1. La tension d’une dynamo de vélo, qui suit la vitesse de la roue.
Elle varie de façon continue : analogique.
Exemple 2. Le code envoyé par la télécommande radio d’un portail.
Une suite de 0 et de 1 portée par des ondes radio : numérique.
Attention — la nature du signal (électrique, radio…) ne dit pas s’il est analogique ou numérique.
Cas 4 · Compter des bits
Réflexe — n bits → 2ⁿ combinaisons ; pour N valeurs, le plus petit n tel que 2ⁿ ≥ N.
Exemple. Combien de bits pour coder 1 500 valeurs ?
2¹⁰ = 1 024 < 1 500 ; 2¹¹ = 2 048 ≥ 1 500 : 11 bits.
Attention — 2ⁿ n’est pas 2 × n.
Cas 5 · Calculer un débit ou une durée
Réflexe — × 8 pour passer des octets aux bits, puis D = Q ÷ Δt ou Δt = Q ÷ D.
Exemple. Un fichier de 20 Mo reçu en 5 s.
Q = 20 × 8 = 160 Mbit ; D = 160 ÷ 5 = 32 Mbit/s.
Attention — durée d’arrivée = durée d’envoi + délai de propagation.
Les pièges
- Prendre le micro ou l’antenne pour le canal.
- Oublier la descente pour un satellite relais.
- Croire qu’un signal électrique est forcément analogique.
- Calculer 2 × n au lieu de 2ⁿ.
- Diviser des Mo par des Mbit/s sans multiplier par 8.
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