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1-1 Les signaux types de signaux
- signal analogique, discret en temps, discret discret en temps
1-2 Caractéristiques et représentations temporelles du signal sinusoïdal
- amplitude, pulsation, fréquence, phase à l'origine
1-3 Caractéristiques et représentations temporelles des signaux périodiques
- un signal périodique peut être décomposé comme somme d'une composante continue et d'une composante alternative
- Valeur moyenne calculer la valeur moyenne dans le cas des signaux de formes simples
- Valeur efficace calculer la valeur efficace dans le cas des signaux de formes simples
- Rapport cyclique
- Calculer les valeurs moyennes et efficaces dans le cas des signaux avec un rapport cyclique autre que 50%
1-4 Caractéristiques et représentations fréquentielles des signaux périodiques
- un signal périodique de fréquence f peut être décomposé dans une somme de signaux sinusoïdaux de fréquence multiple de f
- spectre d'amplitude d'un signal périodique: valeur moyenne, fondamental, harmoniques
- Représenter et exploiter un spectre d'amplitude pour identifier la valeur moyenne, le fondamental et les harmoniques
- Le spectre d'un signal non périodique est continu
1-5 Puissance transportée par un signal
- puissance instantanée
- puissance moyenne
- Le décibel: dB, dBV, dBm, dBu
- la répartition de la puissance dans le domaine fréquentiel
- taux de distorsion harmonique
- calculer le taux de distorsion harmonique d'un signal
- Calculer la puissance active dans le cas des signaux périodiques, connaissant leur contenu spectral
2-1 Identification des systèmes linéaires
- définition et exemples
- équation différentielle - systèmes d'ordre 1 et 2
- analogies électriques-thermiques-mécaniques
2-2 Circuits électriques linéaires
- lois en régime sinusoïdal
- modèle de Thévenin
- modèle de Norton
- transmittance isochrone
2-3 Outils d'étude d'un système électrique
- réponse indicielle: amplification statique, temps de réponse à 5%, pseudo-période, coefficient d'amortissement, bande passante, ordre du système
- réponse fréquentielle: lois des circuits linéaires en régime sinusoïdal, diagramme de Bode
3- Traitement des signaux analogiques
- amplification de tension, de courant, de puissance, le gain
- bande passante
- impédances d'entrée et de sortie
- gabarits des filtres idéaux
- identifier un type de filtre à partir de sa structure
- établir la transmittance isochrone d'un filtre à partir de son schéma structurel: filtres passifs
- diagramme de Bode: fréquence de coupure à -3 dB, fréquence centrale, bande passante
- utiliser les fonctions d'approximation: Butterworth, Tchebychev
- identifier à l'aide de la densité spectrale de puissance les différents types de bruit
- rapport signal sur bruit
4- Numérisation des signaux analogiques et restitution
- et exploitant un spectre d'amplitude et de différencier ce qui relève du signal analogique d'origine de ce qui relève de l'échantillonnage
- condition de Shannon
- justifier le rôle du filtre anti-réplique et déterminer sa fréquence de coupure
- définir et justifier le rôle d'un échantillonneur bloqueur
4-2 Conversion analogique-numérique (CAN)
- définir la fonction d'un CAN
- définir un signal quantifié, l'erreur de quantification et le rapport signal sur bruit de quantification
- utiliser une documentation technique pour déterminer les caractéristiques d'un CAN: résolution, quantum, non-linéarité, temps de conversion
- déterminer le nombre en sortie d'un CAN pour une tension donnée
4-3 Conversion numérique-analogique (CNA)
- définir la fonction d'un CNA
- utiliser une documentation technique pour déterminer les caractéristiques d'un CNA: quantum, non-linéarité, temps de conversion
- déterminer la tension de la sortie d'un CNA pour un nombre donné
- justifier le rôle du filtre de lissage et déterminer sa fréquence de coupure
5-1-1 Onde mécanique progressive
- Analyseur de la propagation d'une perturbation dans un milieu élastique
- Distinguer onde transversale, onde longitudinale, onde plane et onde sphérique
- Mesurer un retard, une célérité
5-1-2 Ondes mécaniques progressives sinusoïdales
- Citer et exploiter la relation entre fréquence, longueur d'onde et célérité
- Identifier le phénomène de dispersion
- Exploiter le lien entre l'amplitude et la puissance moyenne transportée par une onde
5-1-3 Ondes sonores et ultrasonores
- Caractériser les ondes sonores et ultrasonores
- Présenter des applications utilisant les ultrasons
- Classer les ondes électromagnétiques selon leur fréquence et leur longueur d'onde dans le vide
- Définir la structure d'une onde électromagnétique comme l'association d'un champ électrique et d'un champ magnétique
- Définir et mesurer les grandeurs physiques associées à une onde électromagnétique:
- période
- fréquence,
- longueur d'onde,
- célérité,
- puissance
- Présenter les différents types de polarisation
- Définir l'onde TEM
- Relier quantitativement le champ électrique d'une onde électromagnétique à un point à la puissance et à la distance de la source
6- Transmission d'un signal par câble
- Présenter les différents types de lignes de transmission: Ligne bifilaire, coaxiale
- Décrire le modèle équivalent de la ligne de transmission à l'aide de ses paramètres linéiques
- Définir l'impédance caractéristique d'une ligne de transmission
- Donner et utiliser son expression dans le cas d'une ligne de perte
6-3 Comportement en régime transitoire
- Étudier expérimentalement la transmission d'une impulsion et d'un échelon dans le cas d'une charge nulle, infinie ou
- Définir le coefficient de réflexion
6-4 Comportement en régime sinusoïdal
- Étudier expérimentalement la transmission d'une onde sinusoïdale dans le cas d'une charge nulle, infinie ou
- Définir le taux d'onde stationnaire, et l'impédance ramenée
7- Transmission d'un signal par fibre optique
- Définir l'indice optique d'un milieu
- Appliquer les lois de la réflexion et de la réfraction d'un faisceau lumineux
- Présenter le phénomène de réflexion totale
7-2 Caractéristiques d'une fibre optique monomode ou multimode
- Décrire les différents types de fibres optiques
- Définir l'ouverture numérique et la vitesse de groupe
- Exploiter les caractéristiques d'une fibre optique: bande passante, atténuation linéique
7-3 Fonctionnement des composants optoélectroniques: modèle corpusculaire de la lumière
- Décrire et justifier le modèle corpusculaire de la lumière
- Connaître la relation entre l'énergie d'un photon et la fréquence
- Interpréter les échanges d'énergie entre rayonnement et matière à l'aide du modèle corpusculaire
- Décrire le fonctionnement des composants de l'optoélectronique
7-4 Composants optoélectroniques
- Mettre en œuvre expérimentalement une photodiode ou un phototransistor
- Expliquer le principe d'un capteur CCD
- Utiliser une documentation technique pour déterminer les caractéristiques d'un composant optoélectronique: surface utile, sensibilité, dynamique, RSB
- Présenter plusieurs composants utilisés comme émetteur et comme récepteur
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