signal:
- Représentation physique d’un phénomène qui évolue dans
le temps ou dans l’espace - Manifestation physique d’une grandeur mesurable: courant, tension, force, température, pression…
Elaboration de signaux:
- Synthèse: création de signaux de forme appropriée
- Modulation: changement de fréquence pour la transmission
- Codage: code binaire
Interprétation de signaux:
- Analyse et mesure: estimation d’une grandeur caractéristique d’un signal
(valeur moyenne, puissance…) - Filtrage: élimination de certaines fréquences
- Détection: extraction d’un signal
constitution d’une chaine d’acquisition et de traitement du signal
- Un capteur qui permet de convertir la grandeur physique en un signal
- Un conditionneur qui assure la conversion du signal de sortie du capteur en signal exploitable par la chaîne de traitement
- Un échantilloneur qui convertit le signal analogique en signal numérique
- Processus de traitement: filtrage, détection…
Les trois questions à poser:
- Quelle quantité de bruit?
- Quel capteur utiliser?
- Comment assurer ces fonctions?
Capteur
transducteur
Exemple de valeur physique pour diverse mesurande:
- Courant = ampéremètre
- champs magnétique = boussole
- Débit = débimètre turbine
- Distance = stéréovision, ultrason
- Inertie = Accéléromètre, gyroscope
- Pression = baromètre
- Son = microphone
Caractéristique d’un capteur:
- Etendue de mesure
- Résolution
- Caractéristique d’entrée-sortie
- Linéarité
- Sensibilité
- Rapidité
- Précision
Etendue de mesure:
- Zone nominale d’emploie:Zone dans laquelle une bonne mesure est assurée.
- Zone de non détérioration: Zone dans laquelle les mesures ne sont pas fiables mais le capteur n’est pas détérioré.
- Zone de non destruction: Les mesures ne sont pas fiables, le capteur ne sera pas détruit mais peut-être altéré.
Résolution:
Plus petite variation du mesurande qui peut être décelée par le capteur.
Caractéristique d’entrée-sortie d’un capteur:
Sortie du capteur en fonction du mesurande.
Linéarité
Zone dans laquelle la caractéristique entrée-sortie est approximée par une droite.
Sensibilité:
- Variation du signal de sortie en fonction de celle du mesurande
- Pente de la caractéristique entrée-sortie du capteur
- Sensibilité = d(Grandeur de sortie) / d(mesurande)
Rapidité:
Capacité à varier plus ou moins rapidement lors d’une variation du mesurande (ex. temps de réponse)
Précision:
- Fidélité: Qualité à fournir des données répétitives sans erreur et donc être robuste face bruit: écart-type obtenu sur une séries de mesures correspondant à une mesurande constante.
- Justesse: capacité à donner une valeur proche de la vraie valeur et ceci indépendamment de la notion de fidélité.
- Précision: l’écart en % que l’on peut obtenir entre la valeur réelle et la valeur obtenue en sortie du capteur. Un capteur précis aura à la fois une bonne fidélité et une bonne justesse.
Objectif du conditionnement:
Assurer la conversion du signal issu du capteur en un signal exploitable par les autres phases du traitement.
Fonction du conditionnement?
- Amplification
- Filtrage
- Isolation galvanique
- Multiplexage
Modes de classifications d’un signal:
- Temporel
- Energétique
- Spectral
- Morphologique
(souvent mixtes)
Mode temporel:
-Signaux déterministes
- Evolution en fonction du temps décrite par un modèle mathématique. Ex: x(t) = A cos(2f0t)
- Connaissance de la loi physique. Ex: Décharge d’un condensateur
-Signaux aléatoires
- Comportement temporel imprévisible.
- Exploitation de statistiques.
- Exemple: Informations échangées sur le web
Spécification pour signaux déterministes:
- Signaux périodiques:
- x(t) = x(t+T) avec T la période (en sec.)
- Signaux non-périodiques:
- Composantes pseudo-périodiques, transitoires
- Ex: Réponse d’un système du 2nd ordre (ex. positionnement d’un robot)
Mode Energétique Définition:
a compléter
Mode Energétique, catégorisation:
-Signaux à énergie finie E < ∞:
- Signaux à support borné (limités dans le
temps) - Signaux à puissance moyenne finie 0 < P < ∞
- Cas des signaux périodiques
Rapport signal sur bruit:
Appelé SNR (Signal to Noise Ratio)
SNR =Psignal/Pbruit
