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Analyseur de spectre Exposé rédigée par : ►Guendez Oussama ►Chergui Imad Eddine

Analyseur de spectre Exposé rédigée par : ►Guendez Oussama ►Chergui Imad Eddine ► Hamoudi Abdelouahab Page 1 Télecommunication group :02 I-Introduction : Définition du spectre: Le spectre est une imagination d’une substance sans corps. L’étymologie du mot spectre viens de Spectrum en latin qui signifie fantôme, ou plus généralement illusion, (ce que l'on voit mais qui n'a pas d'existence réelle) Le mot spectre a été utilisé dans de nombreux domaine de la science que ce soit en chimie en mathématique ou mémé en médecin et pour ce qui nous intéresse ici en physique : C’est ce qui décrit la distribution d’une grandeur en fonction de la fréquence, c’est donc une représentation de la contribution (énergétique par exemple) des composantes monochromatique d’une onde ( sonor, rayonnement , électromagnétique …) en fonction de la fréquence ou longueur d’onde de ses composantes comme exemple une représentation du spectre lumineux : ici : 1-les composantes monochromatique de la lumiére qui sont les couleur ( violet , bleu , vert , jaune , orange , rouge…) 2- en fonction de leur longeur d’onde (400= violet/ 450= bleu/ 500= vert…..) Ceci est valable pour les different ondes. Cela nous mènent donc à la définition de l’analyseur de spectre. Page 2 Télecommunication group :02 L’analyseur de spectre: Recouvre l’ensemble des méthodes d’études des spectres plus particulièrement en traitement du signal et pour être plus précis, c’est un instrument de mesure destiné à afficher les différentes fréquences contenue dans un signal ainsi que leur amplitude respective, les signaux peuvent êtres de natures variées (électrique, optique, sonore, radioélectrique). Naturellement donc ils existent divers forme d’analyseurs de spectre allant de l’analogique au numérique, tout bien en temps réel qu’avec mémoire, avec écran monochromatique ou en couleur pour certain modèle Tous les analyseurs de spectre possèdent un tube cathodique de long durée et sont conformes aux normes de sécurité. Un analyseur de spectre permet de visualiser l’amplitude en fonction de la fréquence contrairement à un oscilloscope qui visualise l’amplitude en fonction du temps Voici une visualisation obtenue grâce à l’analyseur de spectre ►Analyseur de spectre◄ Page 3 Télecommunication group :02 L’analyseur de spectre permet de démoduler le signal, donc de l’écouter s’est pourquoi cet appareille entre dans la catégorie des scanners, quand il est arrivé à la partie haute il recommence en partant du bas. Comme tout récepteur il est pourvue de filtre commutable permettant l’analyse plus au moins fin d’un signal, plus la bande passante sera étroite plus fin seront les détaille visible sur l’écran. Le schéma synoptique de l’analyseur de spectre : Page 4 Télecommunication group :02 II-Développement : Passons dès à présent aux caractéristique qui représentent l’analyseur de spectre que nous développerons en ces deux point :  Les paramètres important des analyseurs de spectre  Classification : par type de mesure Par type de traitement 1-les paramètres : - Bande passante: Elle nous spécifie l'intervalle de fréquence dans lequel les analyseurs de spectre peuvent mesurer avec précision. La bande passante se calcule à partir de 0Hz (continuelle) jusqu'à la fréquence où le signal de type sinusoïdal se visualise à 70.7% de la valeur appliquée en l’entrée. - Temps de remontée: Il s'agit d'un autre paramètre qui nous donnera, avec le précédant, la fréquence maximale d'utilisation de l'analyseur de spectre. C'est un paramètre important si l'on désire mesurer avec fiabilité des impulsions et des flancs (à retenir que ce genre de signaux possède des transitions entre niveaux de tension très rapides). Les analyseurs de spectre ne peuvent pas afficher les impulsions avec des temps de remontée plus rapide que le leur. - Sensibilité verticale: Ce paramètre indique la facilité des analyseurs de spectre d'amplifier des signaux faibles. Il est en général donné en mV par division verticale, normalement il est de l'ordre de 5mV/div (pouvant aller jusqu'à 2 mV/div). - Vitesse: Pour les analyseurs de spectre analogiques cette caractéristique nous indique la vitesse maximale du balayage horizontal, ce qui nous permettra d'observer des évènements plus rapidement. Il est en général de l'ordre de nano secondes par division horizontale. Page 5 Télecommunication group :02 - Vitesse d'échantillonnage: Dans les analyseurs de spectre numériques il est indiqué le nombre d'échantillons par seconde que le système d'acquisition de données est capable de prendre (en particulier le convertisseur A/D. Quand les analyseurs de spectre sont de bonne qualité on peut obtenir des vitesses d'échantillonnage de Mega-échantillons/sg. Une grande vitesse d'échantillonnage est importante lorsque l'on veut visualiser des périodes de temps courtes. A l'autre bout de cette échelle, de faibles vitesses d'échantillonnage sont aussi nécessaires pour pouvoir observer des signaux à variation lente. Généralement la vitesse d'échantillonnage change en agissant sur la commande TimeBase pour maintenir une constante du nombre de points qui se garderont pour représenter la forme de l'onde. - Résolution verticale: Elle se mesure en bits et c'est un paramètre qui nous donne la résolution du convertisseur A/D de l'analyseur de spectre numérique. Il nous indique la précision avec laquelle les signaux d'entrée se transforment en valeurs numériques gardées dans la mémoire. Des techniques de calcul peuvent augmenter la résolution effective des analyseurs de spectre. - Longueur du registre: Il nous indique combien de points sont mémorisés dans un registre pour la reconstruction de la forme de l'onde. Certains analyseurs de spectre nous permettent de varier ce paramètre dans certaines limites. La longueur maximale du registre dépend de la capacité de la mémoire dont disposent les analyseurs de spectre. Une grande longueur de registre permet de réaliser des zooms sur des détails sur la forme de l'onde de manière rapide (les données ont déjà été gardées), cependant cet avantage est à force de dépenser plus de temps pour échantillonner le signal complet. - Exactitude du profit: Elle nous indique la précision avec laquelle le système vertical des analyseurs de spectre amplifie ou atténue le signal. Elle est normalement donnée en pourcentage maximum d'erreur. - Exactitude de la base des temps: Elle nous indique la précision de la base des temps du système horizontal des analyseurs de spectre pour visualiser le temps. Le pourcentage maximum d'erreur normal est aussi donné Page 6 Télecommunication group :02 2-1Classificationpar type de mesure: Analyseur de spectre électrique Un analyseur de spectre électrique permet la mesure de la tension de signaux électriques dans le domaine fréquentiel. Les mesures peuvent aller de quelques dixièmes de Hz à plusieurs centaines de GHz. Analyseur de réseau Un analyseur de réseau est un analyseur de spectre électrique équipé d'un générateur de signaux, permettant ainsi l'analyse fréquentielle des lignes de transmission. Cependant il ne permet pas d'analyser les réseaux sans fils. Analyseur de champ électromagnétique Un analyseur de champ électromagnétique permet la mesure des champs magnétique et électrique issus de matériels électroniques, afin notamment de respecter les normes de compatibilité électromagnétique. Spectromètre Un spectromètre est un analyseur de spectre de signaux optiques, il est utilisé en chimie pour identifier la composition physique de matériaux, en laboratoire pour élaborer des diodes électroluminescentes Spectrogramme Un sonagramme est un analyseur de spectre audio en fonction du temps. Il représente en abscisse le temps, en ordonnée les fréquences. La couleur de chaque point ainsi obtenu dépend de la puissance dans une bande de fréquence et à un instant donné. Il peut être utilisé pour de l'analyse musicale, ou pour déterminer la signature vocale/reconnaissance vocale Page 7 Télecommunication group :02 2-2 Classification par type de traitement: Analyseur à balayage Un analyseur à balayage (Swept-tuned spectrum analyzer) mesure la répartition en fréquence d'un signal en analysant chacune des fréquences séparément. Le principe est d'utiliser soit un filtre passe-bande glissant (Tuned-filter spectrum analyzer), soit par la multiplication du signal avec un oscillateur à fréquence variable (Hétérodyne spectrum analyzer). Analyseur temps réel Un analyseur en temps réel (Real-time spectrum analyzer) réalise la conversion simultanée d'un signal dans une bande de fréquence. Les analyseurs à filtres parallèles utilisent plusieurs filtres passe-bande, chacun avec une fréquence différente. Les analyseurs FFT convertissent le signal numérisé dans le domaine fréquentiel à l'aide d'une transformation mathématique appelée : transformée de Fourier rapide, issue des équations de la version discrète de la transformée de Fourier. Cette brève exposée nous a donc permis de mieux comprendre ce qu’est un spectre en premier lieu et les analyseurs de spectre ainsi que leur utilité et leur différent Utilisation dans le traitement des différents signaux. uploads/Management/ analyseur-de-spectre 1 .pdf