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FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 -------------------------

FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 1 Salah-Eddine Siragi : IMS2 TP1 : de Quantification : signal continu : F0=200; % frequence de signal continu T0=1/F0; % Periode Te=1e-5; % periode d'echantillonnage t=0:Te:T0; % intervale de temps A=5; S=A*sin(2*pi*F0*t); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 2 Quantification par troncature : q=.04; % pas de quantification on devise le signal par q pour avoir des multibles de pas de quantification apres on a besoin que des multibles entier, on utilise floor de la tranquature et apres on multplie par le pas SqT=floor(S/q)*q; figure(1); subplot(2,1,1); plot(t,S,t,SqT,'r'); axis([0 .75*T0 -5 5]); title('Signal quantifier par Trancature'); Bruit de Troncature : SbT=S-SqT; subplot(2,1,2);plot(t,SbT); axis([0 .5*T0 -.1 .5]); title('Signal Bruit par Trancature'); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 3 Quantification pas arrondie : on devise le signal par q pour avoir des multible de pas de quantification apres on a besoin des multible entier on utilise floor de la tranquature et apres on multplie pas .4 SqA=round(S/q)*q; figure(2); subplot(2,1,1); plot(t,S,t,SqA,'r'); axis([0 .75*T0 -5 5]); title('Signal quantifier par Arrandi');grid; FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 4 Bruit de quantification : SbA=S-SqA; subplot(2,1,2);plot(t,SbA); axis([0 .5*T0 -.5 .5]); title('Signal Bruit par Arrandi');grid; FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 5 Puissance de bruit par Troncature : p_bruit_theoT=(q^2/3); p_mesurerT=var(SbT) S_BT=(A^2)/(2*p_mesurerT); puissance de bruit par Arrandi p_bruit_theoA=(q^2/12); p_mesurerA=var(SbA) S_BA=(A^2)/(2*p_mesurerA); p_mesurerT = 1.4244e-04 p_mesurerA = 1.2468e-04 TP2 : de Reconstitution : Création de signal Peigne : Fp=2e3; (fréquence de signal Peigne) Tp=1/Fp; (Période de signal Peigne) past=1e-6; (le pas de temps t) t=0:past:100*Tp; (signal temps) Peigne=.5*(square(2*pi*Fp*t,1)+1); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 6 Echantillonnage de signal continue : on respectant le théorème de Shannon F=200; S=5*cos(2*pi*F*t); Signal échantillonné avec Fech=2KHz Fech=1/past; (Période de signal spectre de la Peigne échantillonné) Sech=S.*Peigne; subplot(2,1,1); plot(t,Sech); axis([0 40*Tp -6 6]); title('Signal, cos, Fech=2KHz'); grid; FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 7 Spectre de signal échantillonné avec Fech=2KHz : [f,ModSPech]=Spectre(Sech,Fech); subplot(2,1,2); plot(f,ModSPech); axis([-3e3 3e3 0 .03]); title('Spectre de signal, cos,Fe=2Khz'); grid; xlabel('fréquence'); ylabel('amplitude'); Not Defined Filtre de reconstitution : Wn=300*2*pi; (en (Rad/s)) order=4; [num den]=butter(order,Wn,'s'); filtre=tf(num,den); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 8 Reconstitution : Srec=lsim(filtre,Sech,t); subplot(2,1,2); plot(t,Srec); axis([0 .02 -.06 .06]); title('Reconstitution de signal, cos, Fech=2KHz'); grid; FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 9 TP3 : Analogique Numérique : systme analogique : K=5; to1=.1; to2=.5; HP=tf(K,[to1*to2 (to1+to2) 1]); HP = 5 -------------------- 0.05 s^2 + 0.6 s + 1 Continuous-time transfer function. FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 10 generation de la repense indicielle : past=1e-5; t=0:past:6*to2; rep_anal=step(HP,t); programmation de l'équation de récurrence : Te=.04; (période d'échantillonnage) Fe=1/Te; M=floor(6*to2/Te); a0=K*Te^2/((to1*to2)+Te*(to1+to2)+ (Te^2)); b1=(2*to1*to2 + Te*(to1+to2))/((to1*to2)+Te*(to1+to2)+ (Te^2)); b2=-(to1*to2)/((to1*to2)+Te*(to1+to2)+ (Te^2)); u=0; s(1)=a0; FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 11 s(2)=a0+b1; for n=3:M u(n)=1; (une entrer échelon unitaire) s(n)=(a0*u(n))+(b1*s(n-1))+(b2*s(n-2)); (équation de récurrence) end >> s(n) ans = 5.0038 comparaison des repense indicielle des deux systèmes : tech=0:Te:(M-1)*Te; figure(1); plot(t,rep_anal);title('repense de systeme analogique'); hold on; stem(tech,s); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 12 comparaison des repense de fréquence des deux systèmes : w=0:.1:10/to2; rep_freq_ana=freqs(K,[to1*to2 (to1+to2) 1],w); numz=a0; denz=[1 -b1 -b2]; rep_freq_num=freqz(numz,denz,w/(2*pi),Fe); figure(2); plot(w,abs(rep_freq_ana),'r'); hold on; plot(w,abs(rep_freq_num)); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 13 Le traçage de Rect(t) : T=1; t=-5:1/250:5; s=1/2*(sign((t+1)/4*T)+1)-1/2*(sign((t-1)/4*T)+1); plot(t,s,'r','linewidth',3);grid on; set(gca,'fontsize',14); legend('rect(t)'); title('rectangle') xlabel(' t(ms) '); ylim([0 1.2]); ylabel(' rect(t)'); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 14 On utilise la définition de la TF dans le domaine discret pour élaborer une fonction qui fait la transforme de FOURIER des fonctions a l’aide d’une boucle for : df=0.1; fs=250 ; dt=1/fs ; t=-2:1/250:2; j=sqrt(-1); f=-4:df:4; X=0; n=0:1:length(f); for k=1:length(t) X=X+dt*exp(-2*j*pi*n*df*k*1/250); end out=X; plot(n*df,real(X),'r','linewidth',3);grid on; set(gca,'fontsize',14); legend('Re[X(f)]'); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 15 title('Re[X(f)]en fonction de la frequence') xlabel('frequence(HZ)'); ylabel('reel(X(f))'); plot(n*df,imag(X),'r','linewidth',3);grid on; set(gca,'fontsize',14); legend('Imag[X(f)]'); title('Imag[X(f)]en fonction de la frequence') xlabel('frequence(HZ)'); ylabel('imag(X(f))'); FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 16 Filtrage à l’aide du DSP L’étape suivante est de rajouter un filtre qui permettra d’éliminer le bruit de 1kHz. Dans le même fichier Simulink, glisser le bloc « Digital Filter Design » qui se situe dans la section « DSP System Toolbox En ouvrant le bloc, nous avons accès à tout les paramètres nécessaires pour configurer différents types de filtres numériques. Pour éliminer le bruit, un filtre passe-bas peut être utilisé, mais comme la fréquence du bruit est connue, et que la performance des filtres numériques est supérieure à celle des filtres analogiques, l’implémentation d’un filtre coupe-bande peut être très rapidement mise en place : - Choisir un filtre de type band stop - Cocher l’onglet pour un filtre IIR de type Butterworth FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 17 - Ordre 10 - Unité en Hertz - Fréquence d’échantillonnage de l’ADC égale à 10kHz - Fréquence de coupure 1 égale à 700 Hz - Fréquence de coupure 2 égale à 1400 Hz - Cliquer sur le bouton Design Filter (en bas de la fenêtre) La courbe : Pour s’initier à la logique avec Simulink, le filtre sera activé ou désactivé à l’aide du bouton bleu disponible sur la carte de développement. Dans le même fichier Simulink : - glisser le bloc « Switch» qui se situe dans la section « Signal Routing » - glisser le bloc « Debounce» qui se situe dans la section « On-chip peripherals/IO » ( - glisser le bloc « Digital Input» qui se situe dans la section « On-chip peripherals/IO » FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 18 - Configurer l’entrée PA0 connectée au bouton poussoir bleu (« User ») Réaliser le montage sur simulink FI- IMS- S3M16 Traitement du signal Evaluation --TP 1 ---------------------------------------------------------------------------------------------- Pr. ADNANI 19 La courbe uploads/Sante/ tp1-controle-5point.pdf