L'échantillonnage est l'opération qui consiste à transformer un signal analogique en données numériques. Pour cela, on mesure régulièrement la valeur du signal afin d'obtenir une suite de nombres que l'ordinateur peut enregistrer et traiter.

Chaque mesure effectuée est appelée un échantillon. Plus les échantillons sont nombreux, plus la représentation numérique est fidèle au signal d'origine.

• Signal analogique : signal continu pouvant prendre une infinité de valeurs.
• Échantillon : valeur mesurée à un instant précis.
• Fréquence d'échantillonnage : nombre d'échantillons mesurés chaque seconde.
• Quantification : conversion de chaque échantillon en une valeur numérique.

Par exemple, un microphone capte un son sous la forme d'un signal analogique. Un convertisseur mesure ce signal plusieurs milliers de fois par seconde. Chaque mesure est transformée en un nombre binaire qui peut être enregistré dans un fichier audio.

La fréquence d'échantillonnage s'exprime en hertz (Hz). Une fréquence de 44 100 Hz signifie que le signal est mesuré 44 100 fois par seconde. Cette valeur est utilisée pour les CD audio.

Après l'échantillonnage, chaque mesure est quantifiée. Cela signifie qu'elle est arrondie à l'une des valeurs numériques possibles. Plus le nombre de valeurs possibles est élevé, plus le signal numérique est précis.

Un échantillonnage trop faible entraîne une perte d'informations et une dégradation de la qualité. À l'inverse, une fréquence plus élevée produit un fichier plus fidèle mais également plus volumineux.

L'échantillonnage est utilisé pour numériser les sons, les vidéos, les images provenant de certains capteurs ainsi que de nombreuses mesures physiques. Il constitue une étape essentielle du passage de l'analogique au numérique.