COURS Fontions Associées Au Traitement Et À La Transmission de L'information - FATTI

UIDT Thiès-IUT-DUT2 Fonctions associées au Traitement et à la Transmission de l’Information
FONCTIONS ASSOCIEES AU TRAITEMENT ET A LA

TRANSMISSION DE L’INFORMATION (FATTI)
I-/ TRAITEMENT DU SIGNAL
1. INTRODUCTION
1.1. Traitement du signal
Le traitement du signal est le domaine qui développe les outils et techniques permettant de
manipuler et de comprendre les signaux. Il peut se résumer autour de 4 fonctions :
• Transformer un signal
• Analyser un signal
• Créer un signal
• Transmettre un signal
1.2. Définition du signal

Un signal est une représentation physique d'une information à transmettre, le plus souvent sous
forme électrique. Les signaux sont classés en 3 grands types :
• Signaux logiques
• Signaux analogiques
• Signaux numériques
2. LES DIFFERENTS TYPES DE SIGNAUX

2.1. Le signal logique
Un signal logique, également appelé "signal binaire" ou signal "tout ou rien", est un signal dont la
grandeur ne peut prendre que deux valeurs : "0" ou "1". On parlera généralement de niveau haut
(High) et de niveau bas (Low) pour qualifier les deux états.
Figure n°1 : Exemple d'un signal logique
1
Professeur : M. Malick THIAM
Exemple : un interrupteur peut être ouvert ou fermé, une lampe peut être allumée ou éteinte
2.2. Le signal analogique

Un signal analogique désigne un signal qui représente une information par la variation d'une grandeur
physique, par exemple la variation d'une température
Par extension, une grandeur est dite analogique si sa mesure donne un nombre réel variant de façon
continue. Il existe une infinité de valeurs pour une grandeur analogique (ce qui n'est pas le cas d'une
grandeur logique ou numérique).
2.3. Le signal numérique
Un signal numérique est composé de plusieurs signaux logiques. C'est donc l'ensemble des signaux
logiques qui représente l'information. De façon générale, l'information binaire est codée à l'aide de
plusieurs bits, ce qu'on appelle format de données (8, 16, 32 bits ou plus).
2
Le résultat est la plupart du temps exprimé en hexadécimal pour en faciliter la lecture.

Exemple : Le code ASCII est codé sur 7 bits auquel on ajoute généralement un bit de parité.
3. LES CARACTERISTIQUES D’UN SIGNAL

3.1. Le domaine temporel
Le domaine temporel se rapporte à l'analyse de signaux physiques modélisant une variation
quelconque au cours du temps. La valeur du signal est connue, soit en quelques points discrets de la
durée d'analyse, ou éventuellement, pour tous les nombres réels. Il se visualise à l'aide d'un
oscilloscope.
• La période d'un signal est l'intervalle de temps T qui sépare deux instants consécutifs où le signal se
reproduit identiquement à lui-même. La période s'exprime en seconde.
• La fréquence F représente le nombre de période T en une seconde. La fréquence s'exprime en

Hertz (Hz) et se calcule à partir de la période : F = 1 / T.
• L'amplitude maximale Vmax est la valeur maximale que peut atteindre le signal au cours d'une
période. L'amplitude maximale s'exprime en Volt.
• L'amplitude crête à crête Vcc est la différence entre la valeur maximale et la valeur minimale.
L'amplitude crête à crête s'exprime en Volt.
• L'amplitude moyenne Vmoy correspond à la moyenne des valeurs mesurées sur une période.
L'amplitude moyenne s'exprime en Volt.
• Certains signaux, appelés signaux rectangulaires ou impulsionnels, ont une caractéristique

supplémentaire appelée le rapport cyclique.
3
Le rapport cyclique désigne, pour un signal périodique, le ratio entre la durée du signal à l'état haut
et la durée de la période.
∝= 𝒕𝑯 / 𝑻
Certains signaux périodiques portent un nom bien précis, comme le signal rectangulaire, il existe
également le signal triangulaire et le signal sinusoïdal.
3.2. Le domaine fréquentiel

Le domaine fréquentiel se rapporte à l'analyse de signaux physiques manifestant une fréquence, cela
veut dire que c'est la fréquence qui sera porteuse de l'information. La représentation se fait à l'aide
d'un spectre de fréquence. Il se visualise à l'aide d'un spectromètre.
A partir d'un signal temporel, il est nécessaire de retenir deux caractéristiques : son amplitude
maximale (Vmax) et sa fréquence (F). C'est à l'aide de ces caractéristiques qu'il sera possible de
tracer le spectre de fréquence de ce signal.
4
Dans la représentation fréquentielle, l'allure du signal n'est plus représentée. Pour un signal
sinusoïdal parfait, cela ne pose pas de problème puisqu’il sera très facile de le reconstituer
connaissant son amplitude et sa fréquence. Néanmoins, un signal sonore est la somme d'un
ensemble de fréquence.
Pour la même note jouée sur différents instruments, les spectres seront différents car chaque
instrument a son propre "timbre", c'est ce qui va permettre de reconnaitre l'instrument en question.
5
GENERATION DE SIGNAUX SINUSOIDAUX
I-/ LES OSCILLATEURS
Un système bouclé peut être stable ou instable. Lorsqu’il est instable, il peut se mettre à osciller et cette
oscillation peut être exploitée pour la réalisation d’oscillateurs (objet de la première partie). Si le système
bouclé est stable, il permet au contraire de réaliser une régulation, un asservissement (deuxième partie). Dans
ce cas-là, il convient d’éviter les oscillations du système.
1 Oscillateurs sinusoïdaux
À partir du schéma ci-dessous d’un système bouclé, on peut réaliser un oscillateur sinusoïdal. Pour ce faire, la
fonction de transfert µ ′ (ω) du système bouclé, qui vérifie
doit être telle qu’il existe une fréquence ω0 pour laquelle β(ω0)µ(ω0) = −1. Alors, même en l’absence de signal
d’entrée, le système est instable et il apparaît un signal de sortie à cette fréquence. On notera désormais
β(ω0) = β0 la valeur caractéristique correspondante. L’amplitude du signal s est limitée par saturation (non-
linéarité) ou bien elle est commandée par un réglage paramétrique qui ajuste µ en fonction de l’amplitude de s
Figure N°8
(cf. Châtelain tome 2. p. 235). FIGURE 1 –
1.1 Oscillateur à pont de Wien Il est réalisé à l’aide d’un amplificateur non inverseur de gain : µ = 1 + R2/R1 et
d’un filtre passe-bande qui constitue la boucle de rétroaction (voir figures ci-dessous). [1P] Étude du filtre Il
s’agit d’un filtre utilisant des résistances et condensateurs uniquement, dont on étudiera le gain et le
déphasage en fonction de la fréquence. Tracer le diagramme de Bode complet du filtre (déphasage + gain en
6
dB). Vérifier expérimentalement que pour ω = ω0 ≡ 1 RC , Vs est en phase avec Ve et β(ω0) = β0 = 1/3.
Déterminer expérimentalement la valeur du facteur de qualité (Q = ω0 ∆ω , avec ∆ω définit par l’atténuation à
-3dB), vérifier qu’elle vaut 1/3 (et indépendante de R et C donc non ajustable). Cette faible valeur de facteur
de qualité constitue un inconvénient de ce filtre : il est peu sélectif (en comparaison du résonateur à quartz
utilisé plus loin). On choisira R et C pour que ω0 soit de l’ordre de 104 rad.s−1 .
7

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1.2. Définition du signal

2. LES DIFFERENTS TYPES DE SIGNAUX

Figure n°1 : Exemple d'un signal logique

2.2. Le signal analogique

Le résultat est la plupart du temps exprimé en hexadécimal pour en faciliter la lecture.

3. LES CARACTERISTIQUES D’UN SIGNAL

• La fréquence F représente le nombre de période T en une seconde. La fréquence s'exprime en

• Certains signaux, appelés signaux rectangulaires ou impulsionnels, ont une caractéristique

3.2. Le domaine fréquentiel

GENERATION DE SIGNAUX SINUSOIDAUX

I-/ LES OSCILLATEURS

(cf. Châtelain tome 2. p. 235). FIGURE 1 –

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