Ecole Polytechnique
Electronique, composants & systèmes
Le son numérique
La compression audio MPEG Layer 3
Guillaume Rincé
X96

I Le principe de la conversion numérique La conversion numérique consiste à convertir un signal analogique en une série de bits. Cette conversion consiste à prélever un certain nombre d’échantillon à une fréquence dite « fréquence d’échantillonnage » puis à les coder sur un certain nombre de bits. Selon le résultat souhaité, on définit la fréquence d’échantillonnage et le nombre de bits. Le schéma ci-dessous illustre l’influence de ces deux facteurs.
Une chaîne complète de traitement numérique comporte :
Conversion analogique / numérique
Un éventuel traitement des données numériques (stockage, filtrage, …)
Conversion numérique / analogique
I.1 L’échantillonnage du signal L’échantillonnage du signal analogique est une étape très importante de la conversion numérique car le choix de la fréquence d’échantillonnage détermine la qualité du son converti. L’oreille humaine perçoit les sons d’une fréquence inférieure à 20 kHz. Par conséquent, à partir d’une fréquence d’échantillonnage supérieure à 40 kHz – le facteur 2 provient des problèmes de repliement traités
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plus loin – toutes les fréquences audibles seront restituées. Si l’on veut coder la voix humaine dont les fréquences sont inférieures à 8 kHz, il faudrait en théorie échantillonner à 16 kHz. En réalité, la voix est compréhensible même si on détruit les hautes fréquences, c’est pourquoi l’échantillonnage de qualité téléphonique s’effectue en général à 8 kHz. Le principe de l’échantillonnage est de prendre des échantillons du signal analogique à la fréquence d’échantillonnage. Le dispositif ci-dessous permet d’échantillonner le signal analogique e(t).

- s(t) + e(t) -  Le signal est un signal rectangulaire de fréquence la fréquence d’échantillonnage. Plus la largeur des raies est faible, plus