Acquisition et traitement des signaux bruités
MTR112


Objectifs pédagogiques :

Découvrir les principes de base communs aux différents types d'instruments et systèmes et connaître la manière dont ils altèrent le signal mesuré. Découvrir les aspects spécifiques du traitement du signal liés à l'acquisition et à l'échantillonnage. Acquérir des notions élémentaires sur le filtrage analogique ou numérique.

Identifier et, le cas échéant, éliminer ou traiter les phénomènes qui nuisent à l'intelligibilité d'un signal analogique ou numérisé. Capacité à extraire l'information du "bruit" et des "parasites". Prévoir les mécanismes de filtrage.

Public et conditions d'accès :

Techniciens supérieurs, futurs cadres opérationnels, cadres techniques, ingénieurs ou futurs ingénieurs soucieux de mieux connaître et mieux maîtriser les propriétés des instruments et les dispositifs de traitement des signaux, de la conception à l'exploitation.

Il est nécessaire que certaines bases mathématiques soient assez solides pour aborder le programme (intégration, dérivation, fonctions mathématiques de base et représentations graphiques, nombres complexes, formules trigo...).

Compétences :

Maîtrise des éléments conceptuels de base liés au traitement du signal et à l'instrumentation analogique ou numérique. Être prêt à les employer dans un contexte opérationnel pour la mesure, le contrôle, les essais.

Capacité à identifier et, le cas échéant, éliminer ou traiter les phénomènes qui nuisent à l'intelligibilité d'un signal analogique ou numérique. Capacité à extraire l'information du "bruit" et des "parasites". Capacité à prévoir les mécanismes de filtrage pour l'optimisation du rapport signal à bruit.

Méthodes de validation :

Seul l'examen final est obligatoire pour valider l'UE.
Des devoirs à la maison et des questionnaires en ligne facultatifs, proposés tout le long du semestre, peuvent venir apporter des bonifications à la note d'examen.

Contenu de la formation :

Propriétés des instruments

Chaîne d'acquisition : présentation et propriétés principales.

Description temporelle d'un instrument : fonction d'appareil.

Description fréquentielle d'un instrument : fonction de transfert de modulation, gain, filtrage.

Propriétés énergétiques des instruments.

Acquisition et instrumentation numérique

Échantillonnage, représentation des nombres, liaisons série et parallèles.

Filtrage numérique : transformée de Fourier discrète, fréquence de Nyquist, règles pratiques d'utilisation.

Exemples : stratégies pour la mesure d'une fréquence, filtrage pour l'élimination du bruit…

 

Outils conceptuels

Variables, processus et fonctions aléatoires : introduction et rappels. Notions d'inter-corrélations et d'auto-corrélations pour le calcul de puissance de bruit. Densité spectrale de puissance moyenne.

Mesures en régime de comptage et régime de flux, processus de Poisson ; applications.

Outils opérationnels

Approche statistique et physique des bruits : bruit de Johnson, bruit de grenaille, bruit blanc, bruit en 1/f, bruit de speckle

Estimation de la valeur moyenne et de la puissance d'un signal aléatoire : méthodes analogiques et numériques ; détection synchrone. Méthodes hétérodynes. Filtrages adaptatifs.

Filtrage et amplification en électronique, notamment numérique

Extraction d'un signal noyé dans un bruit.

Variance d'Allan.

 

Exemples d'applications

Comptage d'événements par photomultiplicateur, bruit dans les oscillateurs, mesures de petits déplacements à l'échelle submicrométrique par hétérodynage

Bibliographie :
  • G. ASCH: Acquisition de données du capteur à l'ordinateur, DUNOD 1999
  • D. DECLERCQ, A. QUINQUIS: Le signal déterministe, HERMES, 1996
  • F. TRUCHETET: Traitement linéaire du signal numérique, HERMES 1998
  • F. de COULON: Traité d'électricité Vol. VI : Théorie et traitement des signaux, Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne, 1996
  • F.N.H. ROBINSON: Noise and fluctuations in electronic devices and circuits (Editeur Oxford)
  • A. PAPOULIS: Signal analysis (Mc Graw Hill International Editions)
  • J. MAX: Méthodes et techniques de traitement du signal (Masson).

Cette UE apparaît dans les diplômes et certificats suivants :

  • DIE5100A : Diplôme d'établissement Responsable mesure, analyse, contrôle, qualité option instrumentation mesure
  • CYC9200A : Diplôme d'ingénieur Spécialité Instrumentation

Prochaines sessions de formation

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Centre de formation Semestre
2022/2023
Jours de
formation
Modalité Tarif    
Paris Semestre 2 180 €

Date de début des cours (*) :

  • 06/02/2023

* Les dates fournies sont d'ordre général à toutes les formations.
  Les cours pour cette formation peuvent potentiellement commencer un peu plus tard dans le semestre.

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Date de début de cours :
  • Île-de-France :
    • 1er semestre et annuel : 26/09/2022
    • 2e semestre : 01/03/2023
  • Paris :
    • 1er semestre et annuel : 19/09/2022
    • 2e semestre : 06/02/2023

Les dates fournies sont d'ordre général à toutes les formations. Les cours pour cette formation peuvent potentiellement commencer un peu plus tard dans le semestre.

Tarif :

Seul le financement à titre individuel est proposé à l'inscription en ligne. Si vous souhaitez financer votre formation par votre entreprise, vous devez demander un devis auprès de nos centres Tarifs en vigueur depuis le 17 juin 2020.

Annuel :

Il s'étend de fin septembre / début octobre à début juillet (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).

Semestre 1 :

Il s'étend de fin septembre / début octobre à fin janvier / début février (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).

Semestre 2 :

Il s'étend de fin février / début mars à début juillet (dates indicatives, renseignez-vous auprès de votre centre).

Cours du soir :

Les cours commencent le plus souvent à 18h30 dans les centres.

  Cours en journée :

Se renseigner auprès du centre pour connaître les horaires.

Cours en ligne :

Les cours sont diffusés sous forme de séances numériques via une plateforme d'e-learning animées et tutorées par un enseignant. Des regroupements peuvent être proposés dont certains sont obligatoires.

  Classe virtuelle :

L'enseignant à distance intervient en direct et en visioconférence sur la plateforme d'e-learning. Il complète son intervention par des activités interactives (exercices échanges…)

  Cours en ligne hybride :

Cette modalité propose une majorité de cours en ligne tuteurés et des regroupements en présentiel obligatoires.

  Cours hybrides :

Cette modalité mixe des cours en présentiel (en cours du soir ou en journée) et des cours en ligne.

  Cours en ligne organisés par un autre
centre CNAM Régional :

Les cours sont diffusés sous forme de séances numériques via une plateforme d'e-learning animées et tutorées par un enseignant.

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