Page 9 - Acquisition et traitement du signal

Version 1.1.0 du 23/9/2006 Acquisition et traitement du signal
Le choix de la fenêtre d’observation (durée et instant initial) va jouer sur l’allure du signal
échantillonné en introduisant ou non une importante discontinuité.
Le signal d’entrée, non périodique, une fois fenêtré, est devenu un signal périodique de
période T égale à la durée d’observation, c’est à dire à la largeur de la fenêtre.
Cette période fera donc apparaître des raies aux fréquences F=1/T et ses multiples. Ces
raies ne font en fait pas partie du signal d’entrée (a priori) et sont donc une fois de plus une
cause d’erreur.

III - Considérations pratiques.

L’échantillonneur-bloqueur est le circuit qui permet de lire à des instants t les valeurs de la
n
tension d’entrée analogique à convertir, et de les maintenir à des valeurs constantes le
temps de la conversion.

Horloge
Base de temps

Echantilloneur
CAN
Signal d'entrée Bloqueur Signal de sortie

L’échantillon est prélevé grâce à un interrupteur qui s’ouvre et se ferme à intervalles
réguliers (pilotage par la base de temps, période T ). La tension échantillonnée, V, est
e
maintenue constante grâce à un condensateur C .
H
Afin de diminuer au maximum les erreurs dues aux résistances d’entrée (erreur sur le
temps de charge de C ), en série, et de sortie (erreur sur le temps de décharge de C ), en
H
H
parralèle, avec C , on intercale de part et d’autre du circuit interrupteur-condensateur deux
H
amplificateurs linéaires intégrés. Ceux-ci introduisent toutefois une erreur de retard dans la
transmission du signal d’entrée.

Horloge
Base de temps

CAN
Signal d'entrée Signal de sortie
C H

Dans certains cas (signaux lents par rapport à la période d’échantillonnage), l’utilisation
d’un échantillonneur-bloqueur n’est pas indispensable.
Par exemple si le signal d’entrée est une sinusoïde V(t)=V .sin(2πft), sa vitesse maximale
m
est dV/dt = 2πfV .
m
Si le convertisseur analogique-numérique (CAN) convertit un signal d’entrée maximal V m sur
n
n bits, sa résolution (plus petite valeur convertible non nulle) est q=V /(2 -1)V /2 n
m
m
Si pendant une période d’échantillonnage T , à la vitesse V V
e
π
m
maximale, le signal a une variation inférieure à la 2 fV T < (2 − ≈ m
me
n
n
résolution du convertisseur, alors l’échantillonneur- 1) 2
bloqueur n’est pas indispensable. ≈ 1
Ceci est donc possible tant que la fréquence f de la f max n+ 1
sinusoïde d’entrée est inférieure à f max . 2 π T e
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