Analogique

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche
Un peson est un instrument de mesure analogique : une longueur est proportionnelle à une force.

Le terme analogique désigne les appareils, notamment instruments de mesure et de communication, ainsi que les méthodes de calcul qui représentent une grandeur physique par une autre, comme on raisonne par analogie sur un objet quand on a remarqué qu'il présente une similitude de forme avec un autre, bien qu'il soit de nature différente.

Exemple : thermomètre :

Un thermomètre indique la température à l'aide d'une hauteur de mercure ou d'alcool coloré sur une échelle graduée.

La longueur du fluide est analogue à la température : c'est un instrument analogique.

Dans un système analogique, l'incertitude liée au transducteur qui convertit la grandeur objet en une grandeur image plus commode et la résolution avec laquelle on connaît cette grandeur image limitent la qualité métrologique des appareils de mesure.

Exemple : précision d'un calcul analogique :

On peut obtenir une longueur analogue à la racine carrée de deux par construction à la règle et au compas. L'exactitude avec laquelle la diagonale du carré unitaire représente cette valeur dépend de la précision avec laquelle on a effectué les opérations de construction, qu'on résume avec optimisme à « l'épaisseur du trait ».

Dans l'usage courant, la grandeur image est la plupart du temps une tension électrique. Un signal électrique représente une grandeur variable par exemple une pression.

Le mode analogique s'oppose au mode numérique, qui suppose une quantification.

Les humains perçoivent aisément les informations visuelles analogiques : position d'un indicateur, longueur d'un segment, couleur d'une surface sur une carte, et en suivent aisément les variations. Les informations numériques sont souvent plus précises, mais elles exigent un temps de lecture.

Historique[modifier | modifier le code]

Le nom provient du grec analogos (αναλογος) signifiant « qui est en rapport avec, proportionnel »[1].

Les premiers calculs sont numériques. On ajoute, on soustrait, on multiplie des nombres entiers. L'alternative analogique se trouve dans le tracé à la règle et au compas, qui permet, par exemple, d'obtenir des longueurs analogues à celles de racines carrées ou du nombre d'or. À partir du XVIe siècle, et surtout au XIXe siècle, on utilise des instruments de calcul analogiques, comme le compas de proportion et la règle à calcul. Au début du XXe siècle, on fabrique aussi des calculateurs analogiques, fonctionnant avec des engrenages et des cames. Ils atteignent un haut degré de perfectionnement au cours de la seconde Guerre mondiale, avec les calculateurs mécaniques de bombardement. Le calcul analogique a l'avantage de condenser dans une seule opération le calcul de la valeur nominale et celle de l'arrondi et de la précision : on ne s'interroge pas sur le nombre de décimales nécessaires.

On a construit des calculateurs analogiques électroniques entre les années 1950 et 1970 pour résoudre les équations différentielles rencontrées entre autres dans des problèmes de mécanique. Mais les machines numériques et logiques se sont révélées plus flexibles, tandis que le développement de l'algorithmique leur ouvrait des champs d'action de plus larges. Avec le numérique est apparue la « compression de données » et l'optimisation des formats audio, image et vidéo. Ainsi, leur transmission, leur enregistrement, leur utilisation et leur stockage a pu être proposé au public dans des formules industrialisée en grande masse, donc bien moins coûteuses à produire.

Avantages et inconvénients[modifier | modifier le code]

Pour mesurer, évaluer ou capter un élément naturel (son, image, phénomène…), il est généralement nécessaire de disposer d'une interface analogique (pour éventuellement ensuite numériser cette source). Les transducteurs transforment une grandeur physique en une autre grandeur analogue.

Exemples :

La précision de la numérisation dépend de la qualité de cette transduction, qui impose aux processus suivants son incertitude de mesure et son bruit de fond.

L'enregistrement de la donnée analogique exige la plupart du temps une nouvelle transduction, dans une grandeur qu'on sait conserver. L'enregistrement audio analogique utilise ainsi soit la longueur, dans les disques, soit le flux magnétique. Chaque opération exigeant de nouvelles conversions, elle détériore légèrement le signal. Une grandeur numérique peut, au contraire, se recopier sans erreur, et se vérifier par comparaison logique avec l'original.

La transmission analogique est simple dans son principe, mais utilise beaucoup de largeur de bande. Elle réserve, pour chaque signal, une bande de fréquences aussi large que la bande passante du signal. Mais le signal n'occupe jamais, à tous moments, la totalité de cette bande. La combinaison de plusieurs signaux, numérisés, peut se faire dans le même espace de fréquences.

Dans le traitement du signal, la flexibilité des procédés numériques et leur capacité à transmettre sans ajouter de distortion ni de bruit de fond finit par leur donner l'avantage.

Dans le domaine artistique, les controverses ont existé sur le choix entre des supports numériques ou analogiques. Certains mélomanes ont critiqué l'arrivée du son numérique et le CD à ses débuts en 1982, soulignant la qualité du disque vinyle, analogique, par rapport au Compact Disc audio, malgré la distorsion, bruit de fond, pleurage, scintillement, les bruits de poussière et de frottement.

Systèmes analogiques[modifier | modifier le code]

Affichage analogique[modifier | modifier le code]

  • L'afficheur utilise une grandeur correspondant à une perception visuelle : longueur, angle, couleur.
  • La présentation analogique de la grandeur permet d'apprécier la valeur plus précisément que la plus fine graduation de l'afficheur.
  • Quand la grandeur varie rapidement dans un intervalle, l'observation de l'affichage analogique permet une estimation de cet intervalle.
  • Le même appareil peut donner simultanément une mesure dans plusieurs unités différentes.

Électronique[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Électronique analogique.

L'électronique analogique est un système ou dispositif électronique qui met en jeu des courants et tensions électriques variant dans des limites fixées, mais sans paliers ni niveaux prédéfinis, contrairement à l'électronique numérique, qui préfigure une série de « modèles ».

Notes[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]