1. Les signaux électriques (selon la nature de l'information transportée).

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1 Lycée Jean-Pierre Vernan PINS-JUSTARET Cycle 7 Les signaux élecriques Niveau : 1ère S-SI Signaux analogiques, numériques Signaux variables, coninus, périodiques Période, fréquence, pulsaion Ampliudes Valeur moyenne, valeur efficace Cours 1. Les signaux élecriques (selon la naure de l'informaion ransporée). 11 Les signaux analogiques. 4, Un signal analogique es un signal faisan l'obje de variaions coninues dans le emps. 12 Les signaux numériques. 1 Exemple : signal élecrique analogique délivré par un capeur de empéraure. À la dae 1, la ension es égale à 4,, ce qui correspond à une empéraure de 38 C. Un signal numérique es un signal faisan l'obje de variaions disconinues dans le emps. En ermes simples, cela signifie que c'es un signal qui ne prend qu'un nombre fini de valeurs. Exemple : signal élecrique numérique raié par les ordinaeurs. Ce signal ne prend que deux valeurs ou. En associan par convenion l'éa logique 0 à la valeur = e l'éa logique 1 à la valeur =, ce signal élecrique représene le code binaire compréhensible par un ordinaeur. Remarque 1 : Un signal numérique qui ne peu prendre que deux éas disincs es appelé signal logique ou signal TOR (Tou Ou Rien). Remarque 2 : Le signal élecrique représené ci-dessous possède quare éas disincs, c'es un aure exemple de signal numérique. Ce signal élecrique numérique possède quare éas disincs : éa 1 : = éa 2 : = éa 3 : = éa 4 : =. Par convenion, en associan à chaque éa les codes binaires suivans : éa 1 : "00" éa 2 : "01" éa 3 : "10" éa 4 : "11", ce signal élecrique représene alors le code binaire.. Les signaux élecriques Page 1 sur 5

2 2. Les signaux élecriques (selon leur forme). 21 Les signaux variables. Un signal variable es un signal don l'ampliude varie en foncion du emps. 4, Exemple : signal élecrique cié au paragraphe Les signaux coninus. Un signal coninu es un signal don l'ampliude es consane sur un inervalle de emps donné. Valeur insananée du signal pour la dae = 1 La valeur insananée du signal rese consane au cours du emps 9 V Exemple : ension coninue 9 V disponible aux bornes d'une pile élecrique. 23 Les signaux périodiques. 231 Définiion. Un signal périodique es un signal qui se reprodui idenique à lui-même à des inervalles de emps égaux appelés périodes s fig.1 Exemple : signal périodique de = 4 s, de valeur maximale Umax =, de valeur minimale Umin = Les caracérisiques des signaux périodiques La période. La d'un signal es la plus peie durée au bou de laquelle le signal se reprodui idenique à lui-même. Elle s'exprime en seconde (s) La fréquence. La fréquence f d'un signal es le nombre de périodes qu'il y a en une seconde. Elle s'exprime en herz (Hz). Les signaux élecriques Page 2 sur 5

3 Dans le cas du signal périodique de la fig. 1 (voir ci-dessus), la fréquence f es égale à La valeur moyenne. La valeur moyenne Umoy d'un signal es égale à l'aire algébrique occupée par le signal duran une période, divisée par la période du signal. Dans le cas où le signal es une ension, Umoy s'exprime en vol (V). Umoy = 0, s fig.1 correspond à une aire de.s Dans le cas de la fig. 1 : Aire algébrique posiive du signal = 4 x.s =.s Aire algébrique négaive du signal = 2 x.s =.s Aire algébrique du signal = 4-2 =.s Période T = 4 s On en dédui ici Umoy = 2/4 = 0, L'ampliude e l'ampliude crêe à crêe d'un signal. L'ampliude A d'un signal es la différence enre sa valeur maximale Vmax e sa valeur moyenne. A = Vmax - L'ampliude crêe à crêe Acc d'un signal es la différence enre sa valeur maximale Vmax e sa valeur minimale Vmin. Acc = Vmax - Vmin Dans le cas de la fig. 1 : L'ampliude A =. L'ampliude crêe à crêe Acc = 2325 La valeur efficace. Les signaux élecriques peuven avoir une valeur moyenne nulle. Néanmoins, ils peuven ransmere de l'énergie. En effe, l'énergie associée à un signal es en général proporionnelle au carré 2 de celui-ci. On défini la valeur efficace Ueff d'un signal comme éan la racine carrée de la valeur moyenne de 2. Dans le cas où le signal es une ension, Ueff s'exprime en vol (V). Les signaux élecriques Page 3 sur 5

4 232 Les formes de signaux les plus renconrés en élecronique. Vmax Vmin 2321 Le signal sinusoïdal. - 1 ms Exemple : signal alernaif sinusoïdal Remarque : Dans le cas d'un signal sinusoïdal, on défini la pulsaion de ce signal elle que = 2.. f avec en rad.s -1 e f en Hz Le signal recangulaire. 2 ms Exemple : signal recangulaire durée à l'éa hau =. durée à l'éa bas =. Remarque : Dans le cas du signal recangulaire, on défini le rappor cyclique α comme éan le rappor enre sa durée à l'éa hau e sa. Dans l'exemple ci-dessus : 2323 Le signal riangulaire µs Exemple : signal riangulaire Les signaux élecriques Page 4 sur 5

5 2324 Le signal den de scie. 9 V -9 V 233 Décomposiion d'un signal périodique. Tou signal périodique peu se décomposer en la somme d'une composane coninue Uc e d'une composane alernaive ua(). La composane coninue Uc es égale à la valeur moyenne Umoy du signal. La composane alernaive ua() a par définiion une valeur moyenne égale à 0. Exemple : 4 s = Uc + ua() Exemple : signal den de scie Uc ua() = + Signal périodique : on uilise le couplage DC de l'oscilloscope pour l'observer. Composane coninue Uc : c'es la valeur moyenne de. Composane alernaive ua() : on uilise le couplage AC de l'oscilloscope pour l'observer. Les signaux élecriques Page 5 sur 5