Électronique analogique

L'électronique analogique est la discipline traitant des dispositifs électroniques opérant sur des grandeurs continues. Elle diffère de l'électronique numérique dans laquelle ces dernières sont quantifiées.



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L'électronique analogique est la discipline traitant des dispositifs électroniques opérant sur des grandeurs (tension, courant, charge) continues. Elle diffère de l'électronique numérique dans laquelle ces dernières sont quantifiées. On emploie le terme «analogique» car les grandeurs électriques utilisées sont à l'image du signal à traiter (analogues).

Le terme est fréquemment associé à un contexte électrique, mais d'autres dispositifs tels que la mécanique, la pneumatique, l'hydraulique, etc., peuvent aussi employer des signaux analogiques.

Signaux analogiques, signaux numériques

L'information n'est pas codée de la même façon dans les circuits analogiques et numériques. Les dispositifs numériques utilisent la quantification et un codage de l'information alors que les dispositifs analogiques travaillent sur des valeurs continues dont la richesse du contenu n'est pas limitée par un échantillonnage quelconque.

Historiquement, les premiers dispositifs électroniques étaient de type analogique. Ceux-ci avaient en effet une structure plus simple. Une même fonction était réalisée avec moins de composants en analogique qu'en numérique. Les progrès de l'intégration et l'essor de la micro-électronique ont favorisé le développement de l'électronique numérique. La majorité des dispositifs électroniques actuels intègrent des dispositifs numériques et des dispositifs analogiques. Si la part de l'analogique se réduit au profit du numérique, l'électronique analogique reste cependant inévitable dans un certain nombre d'applications.

Le principal intérêt de l'électronique numérique est sa simplicité de fonctionnement qui rend son comportement particulièrement prédictible. Les règles de quantification et le synchronisme (dans les circuits synchrones) permettent de construire facilement des dispositifs complexes et fiables. L'intégration a rendu cela envisageable et peu coûteux.

Bruit et précision

Grâce à leur quantification, les circuits numériques limitent l'impact du bruit. C'est l'avantage du codage par «tout ou rien». Les signaux analogiques étant continus, ils sont obligatoirement soumis à une incertitude due au fait que les signaux physiques sont convoyés par des charges discrètes. Par contre, la quantité d'information convoyée sur un seul fil est plus grande (à fréquence constante).

L'immunité au bruit des circuits numériques est particulièrement intéressante en traitement du signal. Elle permet surtout d'atteindre des dynamiques importantes puisque celle-ci n'est limitée que par le nombre de «fils» utilisés pour convoyer le signal. En analogique c'est le ratio entre le niveau de saturation et le niveau de bruit qui l'impose.

Le bruit étant un phénomène physique, il reste présent dans les circuits numériques. Il s'agit même d'un problème important dans les circuits récents, qui combinent les difficultés : de petits composants, de faibles tensions d'alimentations et des fréquences élevées. Le bruit est à origine de phénomènes pouvant mettre en défaut les circuits numériques (gigue, glitches), à l'endroit où les dispositifs analogiques ne subissent la majorité du temps qu'un dysfonctionnement passager ou une dégradation de leur performance.

Intégration

Bien que les circuits numériques comportent la plupart de composants et de nœuds, ils sont fréquemment plus petits que les circuits analogiques car il se prêtent mieux à l'intégration. Dans le domaine du traitement de l'information, il est moins strict pour un transistor de fonctionner en binaire (bloqué/saturé c'est-à-dire commutateur fermé/ouvert) qu'en linéaire (amplificateur). Les circuits numériques sont petits et plus faciles à concevoir que les dispositifs analogiques. L'électronique numérique permet la conception de circuits extrêmement complexes tels que les processeurs à un coût modéré.

Domaines d'utilisation

Bien que l'électronique numérique soit aujourd'hui particulièrement répandue, les dispositifs analogiques sont toujours beaucoup présents et indispensables. Ils peuvent être regroupés dans différentes familles :

Un calculateur analogique.

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