Profondeur de bits d’un signal numérique
La fréquence d’échantillonnage détermine la précision du signal numérique (dans quelle mesure il capture la fréquence du signal d’origine). La précision (la proximité du signal numérique par rapport aux valeurs d’amplitude du signal analogique) est déterminée par la profondeur de bits de l’échantillon.
La profondeur de bit est définie comme le nombre d’états dont vous disposez pour décrire le niveau de tension de l’échantillon. Si vous avez 1 bit, dont la valeur peut être 0 ou 1, vous pouvez décrire le signal comme étant seulement activé ou désactivé (deux états). Si vous disposez de 2 bits, vous avez quatre états possibles (00, 01, 10 ou 11) pour décrire un signal. Avec une profondeur de 3 bits, on dispose de huit états possibles.
Plus le nombre de bits augmente, plus le nombre d’états possibles augmente de façon exponentielle. En fait, le nombre d’états possibles augmente de 2 à la puissance du nombre de bits. Une profondeur de bit de 16 aura 65 536 (216) états possibles pour décrire le signal. La résolution standard des CD audio est de 16 bits.
La profondeur de bits des signaux vidéo numériques est une mesure du nombre de nuances qui peuvent être affichées. Chaque couleur possible est un état. Plus la profondeur de bits est grande, plus l’image est réaliste. Un affichage en noir et blanc est appelé 1 bit parce qu’il ne permet que deux états (noir et blanc), soit 2 à la puissance 1. Un affichage en 16 couleurs est appelé 4 bits parce que c’est 2 à la puissance 4. Le niveau suivant est 256 couleurs, soit 2 à la puissance 8, ou 8 bits, et ainsi de suite.
Débit binaire
Le débit binaire est une mesure de la quantité d’informations dans le temps dans un flux de signaux numériques. Il est quantifié en bits par seconde (bit/s ou bps), où 1 000 bits équivalent à 1 kilobit et son débit est mesuré en kilobits par seconde (Kbps), et 1 000 000 de bits équivalent à 1 mégabit et son débit est mesuré en mégabits par seconde (Mbps). De manière générale, plus le débit binaire est élevé, meilleure est la qualité.
Le tableau 3-2 répertorie les débits binaires de plusieurs formats courants. Comme vous pouvez le constater, le débit binaire de la télévision haute définition (HDTV) est beaucoup plus élevé que celui d’un CD audio. Cela signifie que si vous souhaitez envoyer un signal HDTV d’un endroit à un autre, vous aurez besoin de beaucoup plus de bande passante.
Profondeurs de bit et nombre d’états potentiels
| Multiplicateur de profondeur | Nombre d’états |
| 1-bit | 21 2 |
| 4 bits | 24 16 |
| 8 bits | 28 256 |
| 16 bits | 216 65 536 |
| 24 bits | 224 16 777 216 |
| 32-bit | 232 4,294,967,296 |
Formats courants et leurs débits binaires requis
| Format | Débit binaire |
| MP3 | 128-160 Kbps |
| CD audio | 1411,2 Kbps |
| CD vidéo | 1 Mbps |
| DVD | 5 Mbps |
| HDTV | 20 Mbps |