TP 2 Signaux et Spectres

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1 ORSAY Département Mesures Physiques 5 TP Signaux et Spectres. Modulation Programme C:\eleve\TDS\MODULATION.vi On positionne le sélecteur sur détection d enveloppe, le sélecteur sur «pas de filtrage» et le on n effectue pas de redressement sur le signal. Les signaux affichés sont alors de la forme _Modulant = [ Offset + Amplitude. Cos (π f t)] émis = _Modulant x Porteuse = [ Offset + Amplitude. Cos (π f t)]. Cos (π f t) Tracer le signal et son spectre pour f =5 Hz ; f = Hz ; Offset= et Amplitude =,8 Détection d enveloppe Depuis le début du XXiéme siècle, nous sommes capables de retrouver le signal modulant par une technique de détection d enveloppe, qui consiste à effectuer un redressement simple ou double alternance suivi d un filtrage passe-bas. Positionner le sélecteur sur «détection d enveloppe» et le sélecteur sur «Pas de filtrage». Programmer un redressement simple alternance. Imprimer le tracé et expliquer le spectre obtenu à partir du spectre d une sinusoïde redressée mono alternance. Positionner alors le sélecteur sur «Filtre Premier Ordre». Imprimer le tracé et pourquoi il reste un résidu d oscillation de la porteuse. Positionner alors le sélecteur sur «Filtre Butterworth» d ordre 3, 4 ou 5 en passe-bas. Imprimer le tracé et évaluer résidu d oscillation de la porteuse. Conclure sur cette technique. Positionner le sélecteur sur «détection d enveloppe» et le sélecteur sur «Filtre Premier Ordre». Programmer un redressement double alternance. Imprimer le tracé et expliquer le spectre obtenu à partir du spectre d une sinusoïde redressée double alternance. Commenter les avantages de cette méthode par rapport à un redressement simple alternance. Prendre Offset=,6 et Amplitude =. Expliquer comment et pourquoi le signal reconstruit est déformé. Trouver la condition limite pour laquelle le signal reconstruit est proche du signal modulant. Dans le cas limite calculer l énergie du signal émis. Démodulation synchrone Pour diminuer l énergie du signal émis, on supprime l Offset. Calculer la nouvelle énergie du signal émis. Positionner le sélecteur sur «Démodulation synchrone» La démodulation suppose la présence d une sinusoïde générée en interne de fréquence f. On choisit f = Hz. Imprimer le tracé pour le sélecteur sur les 3 positions a savoir «Pas de filtrage», «Filtre Premier Ordre» et «Filtre Butterworth» d ordre 4 en passe-bas. Imprimer le tracé et commenter les résultats. Positionner le sélecteur sur «Démodulation synchrone» La démodulation suppose la présence d une sinusoïde générée en interne de fréquence f. On choisit f = 7 Hz. On veut isoler un des motifs du spectre obtenu. Imprimer le tracé pour le sélecteur «Filtre Butterworth» d ordre 4 en passe-bande en ayant régler les fréquences de coupure haute et basse. Imprimer le tracé et commenter les résultats. Traitement du Roger REYNAUD 9/7/

2 ORSAY Département Mesures Physiques 5 Détection synchrone On peut remplacer la multiplication par une sinusoïde par une multiplication par + ou. On parle alors de détection synchrone. Positionner le sélecteur sur «Détection synchrone» La démodulation suppose la présence d une sinusoïde générée en interne de fréquence f. On choisit f = Hz. Imprimer le tracé pour le sélecteur sur les 3 positions a savoir «Pas de filtrage», «Filtre Premier Ordre» et «Filtre Butterworth» d ordre 4 en passe-bas. Imprimer le tracé et commenter les résultats. En simulation, il est délicat d essayer d autres valeurs de la fréquence du carré généré en interne. Expliquer pourquoi. Filtrage temporel Programme C:\eleve\TDS\filtrage_temporel.vi Le signal de départ est une sinusoïde d amplitude et de fréquence Hz. On se propose d étudier l influence de fenêtres temporelles sur l allure du spectre. Sinusoïde pure Justifier l allure des spectre obtenus sur des signaux qui ne dure pas tout l horizon temporel (signaux tronqués), dans le cas d une troncature simple (fénêtre rectangulaire et dans le cas de l utilisation d une fenêtre de Hamming. Mélange de sinusoïdes d amplitude différente Ajouter une deuxième sinusoïde d amplitude,5 et de fréquence 5Hz. Que peut-on dire? L amplitude de la deuxième sinusoïde vaut maintenant,6 et sa fréquence 4 HZ. Que peut-on dire? Dans quel cas est-il judicieux d utiliser des fenêtres avant le calcul du spectre. Comparaison de fenêtres Programme C:\Program Files\National s\labview 7.\examples\analysis\measxmpl.llb Dans la librairie de National, ouvrir «Amplitude Spectrum (sim).vi» Prendre un signal triangulaire de fréquence 5Hz et essayer plusieurs fenêtres. Quelle est la fenêtre donnant les raies les plus fines? Quelle est la fenêtre donnant le niveau résiduel le plus proche de Zéro? Traitement du Roger REYNAUD 9/7/

3 ORSAY Département Mesures Physiques 5 3 FFTayeur : analyseur de siganusx réels Fonctionnalité : analyseur de spectre (acquisition d'un signal sur deux voies, traitement, visualisation) Générateur central câbles Programme c:\eleves\tds\fftayeur.vi. Travail à réaliser. Etudiez la représentation temporelle et fréquentielle pour les différents signaux réels acquis par chaque ordinateur. Les signaux possibles fournis par l enseignant sont parmi les suivants : une sinusoïde, un bruit blanc, un signal périodique (rectangulaire, triangle,... ), un signal continu, un signal modulé en fréquence, la combinaison de ou 3 signaux. Comparer les résultats entre le FFTayeur numérique et le FFTayeur analogique.. Etudiez la représentation temporelle et fréquentielle pour différents signaux de paroles Prononcer o, m, p. Tracer les faces avant du VI. 3. Jeux de signaux inconnus. Quels sont les signaux proposés? A B C D E F Traitement du Roger REYNAUD 9/7/

4 ORSAY Département Mesures Physiques 5 4 Générateur de signaux et spectre pour l examen Programme C:\eleve\TDS\ Amp Spectrum Version.vi C est le logiciel avec lequel l enseignant prépare le sujet d examen. Vous pouvez faire quelques essais pour retrouver les signaux et les spectres correspondant au sujet d examen de A B C D E F Traitement du Roger REYNAUD 9/7/

5 ORSAY Département Mesures Physiques G Traitement du Roger REYNAUD 9/7/

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