Traitement de Signal Appliqué

175 Pages·2005·3.9 MB·French

JIinstitut d'Automatisationindustrielle
(cid:28) (cid:29)
i
n s t i t u t d '
A
utomatisation
i
n d u s t r i e l l e
Traitement de Signal Appliqué
(TSA)
Chapitre 1: Eléments de filtrage analogique
Prof. Michel ETIQUE
[email protected]
Prof. Freddy MUDRY
[email protected]
Haute Ecole d’Ingénieurs et de Gestion du canton de Vaud (HEIG-Vd)
Département d’électricité et d’informatique
institut d’Automatisation industrielle (iAi)
MichelEtique TraitementdeSignalAppliqué-p.1/54
Forme informatique
JIinstitut d'Automatisationindustrielle
(cid:28) (cid:29)
Cours, slides et exercices en formats pdf,
Introduction n
Formeinformatique
Introduction source LAT X 2 :
ε
Applications E
Filtresidéaux
http ://iai.eivd.ch/users/mee/
Fonctiondetransfert
Présentationdesfonctionde
Fiche d’unité d’enseignement
transfert
n
Régimepermanentsinusoidal
http://iai.eivd.ch/users/mee/cours/cours_TSA/admin/fiche/TDS_applique.pdf
Systèmesfondamentaux
Filtresoptimums
FiltresdeButterworth
FiltresdeTchebycheff(typeI
FiltresdeBessel
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
analogiques
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Introduction
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Un filtre électrique opère une modification d’un signal électrique
Introduction
Formeinformatique
d’entrée ou d’excitation on u(t), pour produire un signal de sortie ou
Introduction
Applications
Filtresidéaux réponse, y(t). A cette modification du signal temporel u(t) correspond
Fonctiondetransfert une modification du spectre U(j ω) pour produire Y (j ω).
· ·
Présentationdesfonctionde
transfert
Régimepermanentsinusoidal S y s t è m e
u ( t ) y ( t )
Systèmesfondamentaux d y n a m i q u e
Filtresoptimums
f_ 0 2 _ 3 0 .e p s
FiltresdeButterworth
FiltresdeTchebycheff(typeI
FiltresdeBessel
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
analogiques
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Introduction
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(cid:28) (cid:29)
Si le filtre est linéaire, le contenu spectral de Y (j ω) ne peut être plus
Introduction
·
Formeinformatique
Introduction riche que celui de U(j ω). Le filtre se contente alors d’amplifier ou
Applications ·
Filtresidéaux d’attenuer certaines composantes présentes dans U(j ω). Un filtre
·
Fonctiondetransfert non-linéaire, au contraire, fait apparaître des composantes
Présentationdesfonctionde
inexistantes dans U(j ω). La plupart des filtres sont linéaires. Ce
transfert
·
sont les seuls que nous étudierons ici.
Régimepermanentsinusoidal
Systèmesfondamentaux
Filtresoptimums
S y s t è m e
u ( t ) y ( t )
FiltresdeButterworth d y n a m i q u e
FiltresdeTchebycheff(typeI
FiltresdeBessel f_ 0 2 _ 3 0 .e p s
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
analogiques
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Introduction
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(cid:28) (cid:29)
Distinction filtres analogiques / filtre numérique
Introduction
Formeinformatique
Introduction
Applications
Filtresidéaux
Fonctiondetransfert
Présentationdesfonctionde
transfert
Régimepermanentsinusoidal
Systèmesfondamentaux
Filtresoptimums
FiltresdeButterworth
FiltresdeTchebycheff(typeI
FiltresdeBessel
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
analogiques
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Applications
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n
Introduction Multiplexagefréquentieldesignaux,opérationquiconsisteàcombinerenunseulsignalunemultitudedesignaux
Formeinformatique indépendants,quioccupentdanslesignalmultiplexéuneplagespectraledéterminée.
Introduction u
C’estleprincipedelatransmissionhertziennedessignauxradio-TV:lechampélectromagnétiquequinousentoure
Applications
portelasommedetouteslesémissionsradio-TV.
Filtresidéaux u
C’estaussileprincipedelatransmissionanalogiquelonguedistancedesignauxtéléphoniquessurpairescuivrées:
Fonctiondetransfert afindeminimiserlenombredecâblesàposer,onfait passerplusieurscommunicationssurlemêmecâble.
Alaréception,ilestdoncnécessairededémultiplexerlesignaltransmis,afindereconstituerlessignauxdedépart.Ceci
Présentationdesfonctionde
s’effectueendeuxétapes:
transfert
1. Translationduspectremultiplexé,afindefairecorrespondrelesignalàextraireàunefenêtrespectralefixéeunefois
Régimepermanentsinusoidal pourtoutes.
2. Filtragedusignaltranslatéenfréquence,parunfiltre(fixéunefoispourtoutes)permettantd’éliminerles
Systèmesfondamentaux
composantesspectralesendehorsdecettefenêtre.
Filtresoptimums
FiltresdeButterworth
FiltresdeTchebycheff(typeI
FiltresdeBessel
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
analogiques
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Applications
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(cid:28) (cid:29)
n
Introduction Multiplexagefréquentieldesignaux,opérationquiconsisteàcombinerenunseulsignalunemultitudedesignaux
Formeinformatique indépendants,quioccupentdanslesignalmultiplexéuneplagespectraledéterminée.
Introduction n
Filtreanti-repliement
Applications
Filtresidéaux
Fonctiondetransfert
Présentationdesfonctionde
transfert
Régimepermanentsinusoidal
Systèmesfondamentaux
Filtresoptimums
FiltresdeButterworth
FiltresdeTchebycheff(typeI
FiltresdeBessel
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
analogiques
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Filtres idéaux
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(cid:28) (cid:29)
Introduction H(ω) H(ω)
Formeinformatique
Introduction
1 1
Applications
Filtresidéaux
Fonctiondetransfert
Passe-Bas Passe-Haut
Présentationdesfonctionde
transfert
Régimepermanentsinusoidal
ω ω
Systèmesfondamentaux
Filtresoptimums -ω +ω -ω +ω
c c c c
FiltresdeButterworth
FiltresdeTchebycheff(typeI H(ω) H(ω)
FiltresdeBessel 1 1
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
Passe-(cid:13) Coupe-(cid:13)
analogiques
Bande Bande
ω ω
−ω −ω ω ω −ω −ω ω ω
2 1 1 2 2 1 1 2
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Convention de notation : entrée-sortie
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(cid:28) (cid:29)
Introduction
Fonctiondetransfert
Conventiondenotation:
entrée-sortie
Représentationparlafonction
detransfert
H(s)représentelesystème
FormedeH(s)
Pôlesetzéros,ordreetdegré
relatif
S y s t è m e
Présentationdesfonctionde
u ( t ) y ( t )
transfert d y n a m i q u e
Régimepermanentsinusoidal
Systèmesfondamentaux f_ 0 2 _ 3 0 .e p s
Filtresoptimums
FiltresdeButterworth
FiltresdeTchebycheff(typeI
FiltresdeBessel
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
analogiques
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Représentation par la fonction de transfert
JIinstitut d'Automatisationindustrielle
(cid:28) (cid:29)
Introduction u ( t) = d ( t) y ( t) = h ( t)
Fonctiondetransfert
Conventiondenotation:
entrée-sortie t t
Représentationparlafonction 0 S y s t è m e 0
detransfert
H(s)représentelesystème d d y n a m i q u e y ( t ) = h ( t )
u ( t ) = ( t )
FormedeH(s) l i n é a i r e
Pôlesetzéros,ordreetdegré
relatif m o n o - v a r i a b l e
Présentationdesfonctionde f_01_5.eps
transfert
H(s) = L {h(t)}
Régimepermanentsinusoidal
Systèmesfondamentaux
Filtresoptimums
FiltresdeButterworth
FiltresdeTchebycheff(typeI
FiltresdeBessel
Largeurdebandeetduréedela
réponsetemporelle
Réalisationsdesfiltres
analogiques
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