Traitement des signaux et acquisition de données
Cours et exercices corrigés
5e édition
Francis Cottet
Dunod
Introduction
1
Partie 1 • Le traitement des signaux analogiques9
Chapitre 1 • Représentation des signaux
11
1.1 Modélisation des signaux11
1.2 Classification des signaux12
Chapitre 2 • Transformation de fourier
19
2.1 Transformation de Fourier des fonctions périodiques. Série de Fourier19
2.2 Transformée de Fourier des fonctions non périodiques26
Exercices d'application34
Chapitre 3 • Systèmes de transmission
45
3.1 Définition. Unité de comparaison. Bande passante45
3.2 Propriétés des systèmes de transmission47
3.3 Filtres et convolution49
3.4 Introduction à la notion de corrélation54
Exercices d'application60
Chapitre 4 • Filtrage des signaux analogiques
63
4.1 Transformée de Laplace63
4.2 Filtrage ou fenêtrage temporel66
4.3 Filtrage fréquentiel70
Exercices d'application77
Chapitre 5 • La modulation
85
5.1 Introduction85
5.2 Modulation d'amplitude88
5.3 Modulation exponentielle98
Exercices d'application117
Chapitre 6 • Signaux aléatoires. Bruit
125
6.1 Signaux aléatoires125
6.2 Sources de bruit128
6.3 Rapport signal/bruit130
6.4 Détection d'un signal noyé dans le bruit131
Exercices d'application136
Partie 2 • Le traitement des signaux numériques141
Chapitre 7 • Numérisation des signaux
143
7.1 Échantillonnage143
7.2 Quantification du signal échantillonné156
7.3 Restitution du signal159
Exercices d'application165
Chapitre 8 • Analyse spectrale des signaux discrets
175
8.1 Les différentes représentations fréquentielles175
8.2 Transformée de Fourier discrète176
8.3 Transformée de Fourier rapide180
8.4 Convolution et corrélation numériques188
8.5 Effet du fenêtrage temporel190
Exercice d'application196
Chapitre 9 • Notions de filtrage numérique
203
9.1 Introduction203
9.2 Synthèse des filtres numériques à réponse impulsionnelle infinie210
9.3 Synthèse des filtres numériques à réponse impulsionnelle finie216
9.4 Réalisation des filtres numériques216
9.5 Filtres numériques avancés221
Exercices d'application223
Partie 3 • Les bases de l'acquisition de données233
Chapitre 10 • Les chaînes d'acquisition de données
235
10.1 Généralités235
10.2 Capteurs et actionneurs240
10.3 Le câblage253
10.4 Le conditionnement de signaux261
10.5 Exemple d'une chaîne industrielle simple263
Chapitre 11 • Les entrées/sorties numériques
267
11.1 Structure d'une chaîne d'E/S numériques267
11.2 Composants d'une chaîne d'E/S numériques269
Chapitre 12 • Les entrées/sorties analogiques
275
12.1 Introduction275
12.2 La conversion numérique analogique276
12.3 La conversion analogique numérique284
12.4 Caractéristiques techniques des convertisseurs294
12.5 Échantillonneur/bloqueur296
Chapitre 13 • La mise en oeuvre d'une chaîne d'acquisition de données
299
13.1 Introduction299
13.2 Fonctions supplémentaires300
13.3 Caractéristiques générales des cartes d'entrées/sorties304
13.4 Méthodologie de mise en oeuvre d'une chaîne d'acquisition de données310
Exercice d'application319
Chapitre 14 • Exemple d'applications
323
14.1 Pilotage d'une machine à compression rapide pour des essais de combustion323
14.2 Étude d'écoulements turbulents réactifs par vélocimétrie laser328
14.3 Étude de la réponse vibratoire des cloches331
14.4 Étude des interfaces dans les multimatériaux333
Chapitre 15 • Les images et leurs traitements
339
15.1 Introduction339
15.2 Acquisition d'un signal « image »341
15.3 Traitement d'un signal « image »345
15.4 Analyse d'un signal « image »351
15.5 Conclusion360
Chapitre 16 • La transmission numérique des données
361
16.1 Introduction361
16.2 Transformation en données numériques ou codage363
16.3 Compression des données numériques365
16.4 Transformation des données numériques pour une protection contre une transmission non fiable369
16.5 Transformation de données numériques pour une transmission sécurisée ou cryptologie374
Partie 4 • Annexes383
Annexe A • Distribution de DIRAC
385
Annexe B • Développements en série de Fourier
388
Annexe C • Transformées de Fourier
391
Annexe D • Transformées de Laplace
394
Annexe E • Fonctions de transfert
396
Annexe F • Transformée en z
397
Annexe G • Principaux montages de l'amplificateur opérationnel
399
Annexe H • Le logiciel d'instrumentation Labview™
403
Annexe I • Rappels mathématiques pour le traitement du signal
412
Lexique
415
Notations et abréviations
417
Bibliographie
419
Index
421