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Le traitement du signal sans stress !

Du 7 au 9 octobre 2015 Strasbourg

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Les techniques de traitement du signal sont au cœur d’innovations technologiques majeures dans des domaines très variés : Sans traitement du signal nous n’aurions ni GSM ni ADSL, la robotique et l’imagerie médicale seraient restées à l’âge de pierre, les appareils photographiques seraient encore argentiques et nous n’aurions certainement pas posé une sonde sur Mars.

Le traitement du signal n’est pas l’apanage des grands projets. Connaitre ces techniques et les utiliser à bon escient peut aussi permettre à une PME de concevoir des produits plus performants, plus innovants... et moins chers. Malheureusement le traitement du signal reste mal connu et sous-utilisé, peut-être à cause de sa présentation souvent très “mathématique” rebutant certains.

Programme :

7 octobre 2015

9h-9h15 : Accueil et café
1) Présentations

2) Introduction
- Qu’est ce que le traitement du signal ?
- Structure générale d’une chaîne de traitement du signal
- Panorama des algorithmes typiques
- Panorama des applications
- Ordres de grandeurs économiques

3) Un outil gratuit adapté au traitement du signal : SciLab
- Origine et fonctionnalités
- Interface utilisateur
- Types de données
- La syntaxe des principales commandes
- Courbes et graphiques
- Lecture/écriture de fichiers audio
- La programmation sous SciLab
- Les bibliothèques dédiées au traitement du signal

4) TP : Mise en oeuvre de Scilab
- Création d’un vecteur pseudo-aléatoire, programmation d’une moyenne glissante, graphiques
- Expérimentation avec un fichier audio : inversion temporelle, ramping de niveau, ...

5) Les signaux échantillonnés
- Les bases, et Shannon...
- Le repliement de spectre qu’est ce que c’est ?
- Sur-échantillonage et décimation
- La conception de filtres anti-repliement – Exemples

6) Conversion temps-fréquence
- Introduction à la transformée de Fourier
- L’algorithme roi : la FFT
- Fenêtrage : pourquoi ?

7) TP : Mise en oeuvre d’une FFT sous Scilab
- Génération d’un fichier bruité, FFT, analyse

8 octobre 2015

9h-9h15 : Accueil et café
1) Quels processeurs pour le traitement de signal ?
- Les DSP. Exemple du processeur Blackfin (ADI)
- Les micro-DSP
- Les FPGA
- Et les microcontrôleurs ?
- La délocalisation des traitements sur PC
- Bibliothèques de fonctions : Quand ne pas réinventer la roue ?
- DSP : quelles erreurs éviter ?
- Exemples de produits typiques

2) La conversion Analogique/Numérique
- Les différents types de convertisseurs A/N (SAR, Sigma-Delta, Flash, Pipeline)
- Les caractéristiques d’un ADC : DNL, INLR, SFDR, ENOB, etc
- Composants disponibles : acteurs et état de l’art
- L’horloge d’échantillonnage : Du jitter au SNR
- Drivers et filtres anti-repliements
- Un autre élément fondamental : la référence de tension
- L’alimentation d’un ADC...
- Le casse tête du routage d’une carte signaux mixtes
- ADC et plan(s) de masse
- Les différents types de convertisseurs N/A (R-2R, réseau capacitif, par MLI, etc)
- Les CODEC audio dédiés

3) La modulation sigma-delta
- Limitation d’un convertisseur N/A type MLI
- Le principe sigma-delta dans le cas N/A
- Et pour un convertisseur N/A ?
- L’état de l’art
- Faire un sigma-delta par logiciel ?

4) TP : Codage d’un modulateur sigma-delta en SciLab
- Génération d’une tension DC par MLI puis par sigma-delta, comparaison des spectres

5) Le filtrage numérique à réponse finie
- De la FFT aux filtres FIR
- Conception d’un filtre FIR
- Pourquoi le moyennage n’est pas un bon filtre ?
- Exemple de design de FIR sur microcontrôleur
- Pourquoi un traitement multirate ?
- Le filtrage rapide : les filtres CIC

6) TP : Codage d’un filtre FIR sous Scilab
- Conception du filtre et filtrage passe-bande d’un signal audio

7) Introduction aux filtres récursifs
- Un filtre récursif basique : la moyenne pondérée glissante
- Forme générique d’un filtre récursif
- Du filtre analogique au filtre IIR
- Outils de conception

9 octobre 2015

9h-9h15 : Accueil et café
1) La génération de signaux
- Introduction aux techniques DDS/NCO
- L’influence des paramètres
- Comment moduler ?

2) TP : Développement d’un DDS en Scilab
- Génération d’une sinusoide, d’un sweep, d’une somme de sinusoides

3) Quelques autres techniques utiles
- Décimation et interpolation
- La détection synchrone
- Verrouillage de phase
- Les mélangeurs numériques

4) Introduction aux techniques de régulation
- Le régulateur PID
- Comment régler un PID en pratique
- Notion de filtre de Kalman

5) TP : Expérimentation d’un PID en SciLab
- Modèle d’un élément chauffant, régulation bang-bang, PID, réglage des paramètres

6) Traitement du signal & Mise au point : Quelles spécificités ?
- La difficulté de l’observation
- Méthodologie de développement
- Quels outils pour investiguer ?
- Et la maintenance ?

7) Synthèse
- Les grandes tendances
- Les grandes erreurs à éviter
- Les grandes réussites
Bilan de la formation et questions/réponse

Public visé :

Concepteurs de produits électroniques et/ou de logiciels embarqués intégrant des besoins en traitement du signal

Prérequis :

Connaissances générales en électronique et en programmation

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