Les signaux lumineux et sonores permettent de transporter une information préalablement codée.
Généralités sur les signaux
Définition
Signal
Un signal est une information codée de façon à être transmise à distance de sa source à son destinataire. Cette information étant codée pour pouvoir être acheminée plus facilement et plus rapidement jusqu'au récepteur (destinataire), elle devra être décodée à la fin de la transmission afin d'être compréhensible.
Un satellite émet un signal en direction de la Terre. Ce signal peut comporter des informations météorologiques par exemple.
Émission d'un signal par un satellite
La chaîne de l'information
La chaîne du signal comporte trois éléments :
- L'émetteur
- Le milieu de propagation
- Le récepteur
Le chant d'une personne est un signal (sonore). L'émetteur est composé des cordes vocales et de la bouche du chanteur, l'air est le milieu de propagation et l'oreille du spectateur est le récepteur du signal.
Les différentes formes de signaux
Il existe plusieurs formes de signaux, dont les signaux sonores, lumineux ou radio.
Les signaux sonores
Signaux sonores
Les signaux sonores sont des ondes mécaniques, qui regroupent les sons audibles (perçus par l'Homme grâce au sens de l'ouïe) et d'autres inaudibles : les ultrasons et les infrasons.
Les hommes utilisent des sons audibles pour communiquer. Certains animaux utilisent des sons inaudibles : les chauves-souris se localisent grâce aux ultrasons.
Les signaux sonores ne peuvent pas se propager dans le vide (dans l'espace par exemple). Ils ont besoin de matière pour se propager.
Le chant d'une personne se propage dans l'air (gaz), alors que l'explosion d'une étoile (supernova) ne produira jamais de son.
Les signaux lumineux
Signaux lumineux
Les signaux lumineux sont des ondes électromagnétiques, qui regroupent les ondes lumineuses (perçues par l'Homme grâce au sens de la vue, c'est-à-dire l'ensemble des couleurs de l'arc-en-ciel) et d'autres non visibles comme les infrarouges et les ultraviolets par exemple.
Une partie des ondes lumineuses
Les signaux lumineux peuvent aussi bien se propager dans la matière que dans le vide, contrairement aux sons.
La lumière du Soleil parvient jusqu'à nous après s'être propagée dans le vide.
Les signaux radio
Signaux radio
Les signaux radio sont également des ondes électromagnétiques, mais de plus petites fréquences que les ondes lumineuses. Leur détection est réalisée par des antennes de toute sorte (antenne radio, télé, radar, etc.), selon le signal radio à recevoir.
Antenne radio
Wikimedia Commons
Les ondes radio étant des ondes électromagnétiques, elles peuvent aussi bien se propager dans la matière que dans le vide, contrairement aux sons.
Les ondes radio que nous utilisons pour communiquer quittent la Terre et voyagent dans l'espace.
Le transport de l'information
L'utilisation des signaux
Nous percevons les informations véhiculées par la lumière grâce à la vision et celles véhiculées par les sons grâce à l'ouïe.
Néanmoins, les obstacles ou les grandes distances ne nous permettent pas toujours de recevoir ces informations directement. Elles nécessitent alors d'être acheminées jusqu'à nous. Pour cela, il faut les coder en un signal qui pourra contourner les obstacles et parcourir de grandes distances.
Le codage de l'information
Pour qu'un signal transporte une information, il faut d'abord la coder. Le codage le plus simple est le codage binaire pour lequel le signal peut prendre seulement deux valeurs : 0 et 1.
Pour un signal lumineux, on peut attribuer la valeur 0 lorsque la source lumineuse est éteinte et la valeur 1 lorsqu'elle est allumée.
Codage d'un signal lumineux
Le transport de l'information
Une fois l'information codée, le signal se propage entre un émetteur et un récepteur qui le décodera pour récupérer l'information. Que sa propagation soit guidée ou libre, l'information est transportée très rapidement et est moins sensible aux perturbations.
Dans une fibre optique, la propagation d'un signal lumineux est guidée.
Propagation d'un signal lumineux dans une fibre optique
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Généralement, les ondes radio se propagent librement dans l'air.
Propagation d'un signal radio
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L'exemple des conversations téléphoniques
La conversation téléphonique entre deux personnes, distantes de plusieurs kilomètres, est rendue possible en transformant (codant) les sons émis en signaux radio. Ces ondes radio se propagent entre les antennes des deux téléphones (via une antenne du réseau ou un satellite) à la vitesse de la lumière. Ces signaux radio sont ensuite décodés par le téléphone en signaux sonores.
