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Sciences de l'ingénieur (spécialité) · TerminaleBac

Échantillonnage et traitement du signal : quiz de Terminale

Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Échantillonner, c'est prélever les valeurs d'un signal à intervalles définis, le plus souvent réguliers : on obtient des échantillons.
  • Condition de Shannon-Nyquist : la fréquence d'échantillonnage fef_e doit être supérieure à deux fois la fréquence maximale du signal.
  • La fréquence de Nyquist vaut la moitié de fef_e ; au-delà, des fréquences se replient sur le signal reconstitué.
  • Un codage sur nn bits donne 2n2^n valeurs possibles : le nombre de bits règle la précision en amplitude, pas la cadence des prélèvements.

Avant de commencer

Ce quiz couvre le cœur de la notion : ce qu'est un échantillon, la condition qui fixe la fréquence d'échantillonnage minimale, la fréquence de Nyquist, le repliement de spectre, le rôle du filtre et le codage d'un signal sur nn bits. Les questions mélangent définitions, petits calculs et pièges classiques du Bac. Réponds d'abord sans rien regarder, puis lis chaque explication, y compris quand tu as juste : elle précise souvent pourquoi l'erreur la plus tentante est fausse.

Quiz

16 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Que consiste à faire l'échantillonnage d'un signal ?

  2. Comment appelle-t-on les valeurs prélevées, qui forment une suite de valeurs discrètes ?

  3. Un signal échantillonné se présente comme une suite de valeurs discrètes.

  4. Quelle condition porte sur la fréquence d'échantillonnage fef_e pour décrire un signal dont la fréquence maximale est fmaxf_{max} ?

  5. Un signal contient des fréquences allant jusqu'à 4 kHz4\ \text{kHz}. En hertz, quelle valeur la fréquence d'échantillonnage doit-elle dépasser ?

  6. On échantillonne à fe=48 000 Hzf_e = 48\,000\ \text{Hz}. Quelle est la fréquence de Nyquist, en hertz ?

  7. Que représente la fréquence de Nyquist ?

  8. Un signal contient des fréquences supérieures à la fréquence de Nyquist. Que risque-t-il de se produire ?

  9. À quoi sert le filtre placé avant l'échantillonnage lorsque le signal contient des fréquences inutiles ?

  10. Combien de valeurs différentes peut prendre un échantillon codé sur 33 bits ?

  11. Combien de valeurs différentes peut prendre un échantillon codé sur 1010 bits ?

  12. Augmenter le nombre de bits du codage augmente la fréquence d'échantillonnage.

  13. Quel est le rôle du conditionnement dans la chaîne d'acquisition ?

  14. Quels noms désignent le théorème d'échantillonnage ? (plusieurs réponses)

    Plusieurs réponses possibles.

  15. Les travaux de Claude Shannon sur le sujet sont nés d'une application des télécommunications : le multiplexage de signaux échantillonnés pour la téléphonie.

  16. Un signal a une fréquence maximale de 1 kHz1\ \text{kHz}. Laquelle de ces fréquences d'échantillonnage respecte la condition du théorème ?

Les questions qu'on se pose

Pourquoi la condition parle-t-elle de « supérieure à » et pas « égale à » le double de la fréquence maximale ?

Le théorème énonce que la fréquence d'échantillonnage doit être supérieure au double de la fréquence maximale du signal.5 Dans une question de Bac, une valeur égale au double ne respecte donc pas strictement la condition. Dans la pratique, on choisit une marge, ce qui laisse aussi la place à un filtre pour atténuer les fréquences inutiles.4

Quelle différence entre échantillonnage et quantification ?

L'échantillonnage prélève des valeurs à intervalles définis : il agit sur le temps.4 La quantification concerne la manière de coder chaque valeur prélevée, avec un nombre limité de valeurs possibles, par exemple 2n2^n pour un codage sur nn bits.2 Les deux sont des étapes séparées de l'acquisition d'un signal.1

Que faire si un énoncé donne $f_e$ et demande la fréquence maximale que l'on peut représenter ?

Calcule la fréquence de Nyquist, c'est-à-dire la moitié de fef_e : un signal peut être décrit à condition qu'il ne contienne aucune fréquence supérieure à cette valeur.5 Par exemple, avec fe=10 kHzf_e = 10\ \text{kHz}, la limite est 5 kHz5\ \text{kHz}. Vérifie ensuite que les fréquences du signal restent en dessous, sinon pense au repliement de spectre.4

Sources

  1. Capteurs et chaîne d'acquisition, Culture Sciences de l'Ingénieur — éduscol STI. Consulté le 7 novembre 2026.
  2. Capteur et chaîne d'acquisition (ressource pédagogique), éduscol STI — Ressources pédagogiques. Consulté le 7 novembre 2026.
  3. La Revue 3EI n°63 (Décembre 2010) — Électronique et traitement du signal, éduscol STI. Consulté le 7 novembre 2026.
  4. Échantillonnage (signal), Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.
  5. Théorème d'échantillonnage, Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.

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