Le traitement du signal sans stress !
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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