Les données issues de capteurs analogiques sont le plus souvent traitées par des programmes sur micro contrôleur ou des logiciels sur PC.

Il est donc nécessaire de convertir ce signal analogique en signal numérique, puis de le reconvertir éventuellement en signal analogique.

Un convertisseur analogique → numérique (CAN) est un dispositif électronique permettant la conversion d'un signal analogique en un signal numérique.

La conversion analogique → numérique peut être divisée en trois étapes :

• l'échantillonnage temporel ;

• la quantification ;

• le codage.

Un signal analogique, s(t) continu en temps et en amplitude est échantillonné à une période d'échantillonnage constante T_ech.

On obtient alors un signal échantillonné v(t) discret en temps et continu en amplitude.

Ce dernier est ensuite quantifié, on obtient alors un signal numérique q[k] discret en temps et en amplitude.

La quantification est liée à la résolution du CAN (son nombre de bits).

Dans l'exemple précédent q[k] peut prendre 4 amplitudes différentes (soit 2², avec 2 le nombre de bits du CAN).

Si le convertisseur fonctionne avec une tension maxi de 5V, la résolution est de 1,25 V (5/4).

"Un signal x(t) peut être représenté de manière univoque par une suite de valeurs échantillonnées si la fréquence d'échantillonnage, f_ech, est au moins deux fois plus élevée que la plus grande des fréquences, f_max, contenues dans le spectre."

A titre d'exemple, la plage de fréquences audio que nous percevons s'étend de 20 Hz à 20 kHz :

• la fréquence d'échantillonnage des CD qui a été fixée à 44,1 kHz la quantification se fait sur 16 bits (soit 65536 niveaux) ;

• en téléphonie, l'échantillonnage se fait à 8000 Hz, la quantification sur 8 bits (soit 256 niveaux).

On considère un disque blanc comportant un secteur noir. Le disque tourne dans le sens horaire à la fréquence f. On stroboscope ce disque à la fréquence F₀.