DISTORSION, physique
Étant donné un dispositif transmettant un signal mécanique, électrique ou optique (par exemple, un amplificateur), on appelle distorsion toute déformation du signal de sortie par rapport au signal d'entrée. D'après le théorème de l'intégrale de Fourier, les deux signaux peuvent toujours être décomposés en oscillations harmoniques dont les amplitudes et les phases sont en général des fonctions de la pulsation. Pour un amplificateur idéal, le rapport des amplitudes de sortie et d'entrée, de même que la différence des phases de sortie et d'entrée ne dépendent pas de la pulsation, la seule modification apportée au signal d'entrée consistant en une amplification ou en une atténuation « fidèle ». Il y a distorsion linéaire (ou de fréquence) si le rapport des amplitudes dépend de la pulsation ; distorsion de phase si la différence de phase dépend de la pulsation ; distorsion d'amplitude si le rapport des amplitudes dépend de l'amplitude d'entrée ; distorsion non linéaire (ou harmonique) si on retrouve à la sortie des fréquences n'appartenant pas au spectre d'entrée. Les distorsions linéaires affectent la sensibilité spectrale du dispositif et, en acoustique, modifient le timbre du son en changeant l'intensité relative des harmoniques. Les distorsions de phase sont surtout perceptibles pour les signaux lumineux (télévision). Les distorsions d'amplitude modifient la « dynamique », c'est-à-dire le rapport entre les intensités maximales et minimales du signal. Les plus dangereuses, puisque désagréables et difficiles à réduire, sont les distorsions non linéaires, qui introduisent de nouvelles fréquences et, en acoustique, ajoutent du « bruit » au son. On les mesure par le facteur de distorsion (Klirrfaktor) :
où cn (w1), cn (w2), ... sont les amplitudes de sortie pour les pulsations w1, w2, ... et cn l'amplitude du signal d'entrée.
Une autre définition pratiquement équivalente est :
En radiotechnique et en électro-acoustique, on impose en général la condition K ≤ 1 p. 100. Il faut distinguer le bruit dû aux distorsions non linéaires du bruit associé aux parasites introduits de l'extérieur ou du « bruit de fond » engendré par l'agitation thermique des électrons.
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Écrit par
- Viorel SERGIESCO : docteur en physique
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