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Bruit en electronique et detection synchrone

ECOLE SUPERIEURE D ? INGENIEURS EN ELECTRONIQUE ET ELECTROTECHNIQUE Cité DESCARTES ?? BP NOISY-LE-GRAND CEDEX TEL ?? FAX INTERNET http www esiee fr DETECTION SYNCHRONE Unité EM -CIAN - O Français CDétection Synchrone SOMMAIRE Groupe ESIEE I RAPPELS SUR LE BRUIT I DEFINITION I VARIABLE ALEATOIRE I Densité de probabilité I Loi de probabilité équiprobable I Loi de probabilité gaussienne I OUTILS MATHEMATIQUES ASSOCIES A L ? ETUDE DES BRUITS EN ELECTRONIQUE I Représentation temporelle I Représentation fréquentielle II PRINCIPALES SOURCES DE BRUIT II BRUIT THERMIQUE JOHNSON NOISE II BRUIT DE GRENAILLE SHOT NOISE II BRUIT DE FLICKER ROSE OU DE SCINTILLEMENT II BRUIT D ? UN AMPLIFICATEUR II BRUIT TOTAL III PRISE EN COMPTE DU BRUIT DANS LES SYSTEMES III CALCUL DU BRUIT SORTIE D ? UN SYSTEME LINEAIRE III BANDE EQUIVALENTE DE BRUIT III FACTEUR DE BRUIT IV DETECTION SYNCHRONE THEORIE ET APPLICATIONS IV CADRE DE LA DETECTION SYNCHRONE IV CHAINE DE MESURE CLASSIQUE IV CHAINE DE MESURE MODULEE IV DÉTECTION SYNCHRONE IV CONCLUSION SUR LA DETECTION SYNCHRONE IV INFLUENCE DE LA PHASE CAS DE RECUPERATION DE PORTEUSE IV DOUBLE DETECTION SYNCHRONE IV CAS D ? UN SIGNAL NON CONSTANT V REALISATION DU MULTIPLIEUR V CAS DE LA BASSE FREQUENCE V CAS DE LA HAUTE FREQUENCE V Multiplieur à paires di ?érentielles V Multiplieur par Découpage VI APPLICATION ?? EXTENSION DU PRINCIPE VI DETECTION SYNCHRONE APPLIQUEE A LA TRANSMISSION DE SIGNAUX VI Transmission AM avec Porteuse VI Transmission AM sans porteuse VI Transmission AM à Bande Latérale Unique BLU VI Démodulation I Q VI RECHERCHE DE NON-LINEARITE VI DÉTECTION SYNCHRONE UTILISÉE EN LOCK IN Cas N Modulation du point de mesure Cas N Modulation autour du point de mesure Olivier Français CDétection Synchrone Groupe ESIEE DETECTION SYNCHRONE La détection synchrone est un procédé utilisé lorsque l ? on souhaite extraire un signal utile ? noyé ? dans du bruit Ce principe s ? applique généralement à des signaux de très faibles amplitudes V On retrouve l ? utilisation de cette technique pour Mesure de tension de faible niveau noyé dans du bruit qui peut peut être aléatoire ou périodique type rayonnement Hz o Capteur o Cha? ne de mesure et de transmission Signaux très basses fréquences en bande étroite qui peuvent être considérés comme quasi-constants La détection synchrone est un moyen de minimiser l ? in uence du bruit sur le signal utile en e ?ectuant une mesure optimisant le rapport signal sur bruit SNR dB log V t S B b t I Rappels sur le bruit I Dé ?nition Dans toute mesure ou transmission de signal on observe des signaux d ? origines multiples rayonnement e ?et d ? antenne bruit des composants ? qui se superposent à l ? information recherchée Ce bruit se traduit par l ? apparition de signaux erratiques qui génèrent des tensions ou courants parasites et se rajoutent au signal utile be t e t Système d ? analyse s t bi t Le bruit est donc un signal indésirable qui