1.1 Chaîne de transmission 1.2 .1.2.1 Energie et puissance : valeur moyenne et efficace 1.2.2 Le

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of 1.1 Chaîne de transmission 1.2 .1.2.1 Energie et puissance : valeur moyenne et efficace 1.2.2 Le

  • 1

    Chapitre 1 : module M1108

    Plan : Introduction aux transmissions numriques

    1.1 Chane de transmission 1.1.1 Canal de transmission 1.1.2 Pourquoi la transmission de signaux numriques ?

    1.2 Rappels 1.2.1 Energie et puissance : valeur moyenne et efficace 1.2.2 Le dcibel (dB)

    1.3 Spectre dun signal 1.3.1 Signal priodique : Srie de Fourier 1.3.2 Signal quelconque : Transforme de Fourier

    1.4 Caractristiques dun canal de transmission numrique 1.4.1 Prsentation 1.4.2 Dbit et bande passante 1.4.3 Rapport signal / bruit 1.4.4 Taux de bit derreur 1.4.5 Transmissions synchrone et asynchrone

    1.5 Conclusions

  • 2

    Chapitre 1 : module M1108

    1.1.1 Canal de transmission

    Les grandeurs physiques analogiques transmises sont des grandeurs lectriques.

    Diffrents supports de communication ou mdias : cbles coaxiaux, paires torsades, fibres optiques, propagation hertziennes,...

    Le support de transmission ou la mise en cascade de plusieurs supports forme un canal de communication.

  • 3

    Chapitre 1 : module M1108

    1.1.2 Pourquoi la transmission de signaux numriques ? (suite)

    Meilleur immunit aux bruits

    Mmorisation & Stockage des informations

    Traitements complexes Codage, compression, MP3,

    Transforme de Fourier

  • 4

    Chapitre 1 : module M1108

    1.1.2 Pourquoi la transmission de signaux numriques ?

    1

    0 0 1 1 0 0 0 1 0

    Erreurs dues des parasites t

    t

    Niveaux de gris

    Pas derreurs lies aux parasites

    Immunit aux bruits Influence des parasites

    Rgnration des informations bruites

  • 5

    Chapitre 1 : module M1108

    1.1.2 Transmission de signaux numriques

    3 nouvelles fonctions Echantillonnage, Conversion A/N & conversion N/A Plus complexe et plus cher

    Modulations numriques : Meilleure exploitation du canal de transmission

    Chane de transmission gnrique Donnes, voix ,vido, signaux de controle,

  • 6

    Chapitre 1 : module M1108

    Plan : Introduction aux transmissions numriques

    1.1 Chane de transmission 1.1.1 Canal de transmission 1.1.2 Pourquoi la transmission de signaux numriques ?

    1.2 Rappels 1.2.1 Energie et puissance : valeur moyenne et efficace 1.2.2 Le dcibel (dB)

    1.3 Spectre dun signal 1.3.1 Signal priodique : Srie de Fourier 1.3.2 Signal quelconque : Transforme de Fourier

    1.4 Caractristiques dun canal de transmission numrique 1.4.1 Prsentation 1.4.2 Dbit et bande passante 1.4.3 Rapport signal / bruit 1.4.4 Taux de bit derreur 1.4.5 Transmissions synchrone et asynchrone

    1.5 Conclusions

  • 7

    Chapitre 1 : module M1108

    1.2.1 Outils mathmatiques (rappels) Puissance & Energie

    Linformation est contenue dans lnergie ou la puissance du signal lectrique transmis Relations entre Puissance & Energie

    p(t) s(t)

    Ru

    Exemple de puissance instantane p(t)

  • 8

    Chapitre 1 : module M1108

    1.2.1 Outils mathmatiques (rappels) Puissance moyenne & valeur efficace

    La puissance moyenne dun signal priodique

    Pmoy =1Ru

    1T

    s2 t( )Ru

    .dtt0

    T + t0

    =

    Seff2

    Ru La valeur efficace de la tension

    Grandeur indpendante du temps (ou frquence)

    Exemple : Pour un signal sinusodal damplitude E la valeur efficace est gale E/2 (= 70,7% E)

  • 9

    Chapitre 1 : module M1108

    Ex.: Puissance dun signal carr

    Soit un signal carr s(t) qui peut prendre deux valeurs 0 ou E de priode T

    - Dterminer lexpression de la valeur moyenne Smoy - Dterminer lexpression de la puissance moyenne dissipe dans une rsistance Ru - Quelle doit tre la valeur du rapport cyclique pour que cette tension carr dissipe la mme puissance quune tension sinusodale damplitude gale E ?

  • 10

    Chapitre 1 : module M1108

    1.2.2 Outils mathmatiques (rappels) Le dcibel (dB) et dBm

    Les signaux de tlcommunications varient sur des ordres de grandeurs trs diffrents. Par exemple lmission GSM est denviron 2 W alors que la puissance rception minimale est gale un centaine de pW (1012 W).

    Exemples Utilisation des dB pour un bilan de liaison

    Le dcibel, est bien adapt

    Le dBm exprime une puissance P2 par rapport P1 =1 mW

  • 11

    Chapitre 1 : module M1108

    Plan : Introduction aux transmissions numriques

    1.1 Chane de transmission 1.1.1 Canal de transmission 1.1.2 Pourquoi la transmission de signaux numriques ?

    1.2 Rappels 1.2.1 Energie et puissance : valeur moyenne et efficace 1.2.2 Le dcibel (dB)

    1.3 Spectre dun signal 1.3.1 Signal priodique : Srie de Fourier 1.3.2 Signal quelconque : Transforme de Fourier

    1.4 Caractristiques dun canal de transmission numrique 1.4.1 Prsentation 1.4.2 Dbit et bande passante 1.4.3 Rapport signal / bruit 1.4.4 Taux de bit derreur 1.4.5 Transmissions synchrone et asynchrone

    1.5 Conclusions

  • 12

    Chapitre 1 : module M1108

    1.3 Le spectre dun signal

    Signaux de mme valeur efficace mais trs diffrents.

    Leurs expressions en fonction du temps sont :

    s1(t)

    t

    s2(t)

    s3(t) s4(t)

    s1 :un signal sinusodal la frquence f0 : s2 : un signal sinusodal la frquence 3 f0 s3 : un signal continu s4 : signal carr la frquence f0

  • 13

    Chapitre 1 : module M1108

    1.3 Le spectre dun signal

    Le spectre (ou densit spectrale de puissance) est not S(f).

    Il reprsente la rpartition de la puissance du signal s(t) en fonction de la frquence Temps s(t) Frquence S(f)

    x

    1/

    0

    d(x)

    Fonction de Dirac

    Spectre du signal carr ?

  • 14

    Chapitre 1 : module M1108

    1.3.1 Signal priodique: Srie de Fourier

    Un signal priodique est dcomposable en une somme infinie de signaux sinusodaux

    Les coefficients valent

    Exercice : Srie de Fourier dun signal carr

  • 15

    Chapitre 1 : module M1108

    1.3.1 Signal priodique: Srie de Fourier signal carr

    Dcomposition de Fourier du signal carr

    s4(t)

    Terme fondamental

    Fondamental + harmonique 3

    Influence du nombre des harmoniques

  • 16

    Chapitre 1 : module M1108

    1.3.1 Signal priodique: Srie de Fourier Thorme de Parceval

    Le thorme de Parceval permet de dterminer la puissance totale dun signal en fonction de sa densit spectrale

  • 17

    Chapitre 1 : module M1108

    1.3.2 Signal non priodique: Transforme de Fourier

    Le spectre dun signal non priodique peut tre obtenu grce la transforme de Fourier.

    Exercice : Signaux DTMF

    Table des transformes usuelles

  • 18

    Chapitre 1 : module M1108

    Plan : Introduction aux transmissions numriques

    1.1 Chane de transmission 1.1.1 Canal de transmission 1.1.2 Pourquoi la transmission de signaux numriques ?

    1.2 Rappels 1.2.1 Energie et puissance : valeur moyenne et efficace 1.2.2 Le dcibel (dB)

    1.3 Spectre dun signal 1.3.1 Signal priodique : Srie de Fourier 1.3.2 Signal quelconque : Transforme de Fourier

    1.4 Caractristiques dun canal de transmission numrique 1.4.1 Prsentation 1.4.2 Dbit et bande passante 1.4.3 Rapport signal / bruit 1.4.4 Taux de bit derreur 1.4.5 Transmissions synchrone et asynchrone

    1.5 Conclusions

  • 19

    Chapitre 1 : module M1108

    1.4 Caractristiques dun canal de transmission numrique Prsentation

    Lumire visible

    Frquence (Hz)

    Bandes de frquence

    Deux catgories de transmissions : Une transmission en bande de base occupe le mme spectre que

    le signal information . Une transmission en bande transpose ncessite une translation

    du spectre du signal information autour dune frquence porteuse (modulation)

    Bande de base

    Bande transpose Diffrents canaux de transmission

    Exemple connexion rseau

    informatique (filaire et Wifi)

  • 20

    Chapitre 1 : module M1108

    1.4.2 Dbit dune transmission numrique

    Dbit binaire : D cest le nombre de bit transmis par seconde (bps)

    Dbit symbole : S cest le nombre de symbole transmis par seconde (bauds) (ou la frquence rythme)

    Alors la relation entre les deux est : avec r le nombre de bits par symbole

    associ la valence v par

    D = S.r

    v = 2r

  • 21

    Chapitre 1 : module M1108

    1.4.2 Dbit dune transmission numrique

    Un signal de valence 16 transmet 4 bits par symbole. Si le dbit symbole ( ou frquence rythme est de 1000 bauds) Le dbit binaire est alors de D=4000 bit/s

    Un signal de dbit binaire 8000 bps et de dbit symbole de 1000 baud. Le nombre de bits transmis par symbole est de

    r=3 soit une valence de v=8

  • 22

    Chapitre 1 : module M1108

    Rapport signal bruit : definition

    Puissance du signal utile

    Puissance du bruit (somme des sources de bruit)

    Rapport signal bruit

    Grandeur difficile mesurer !!

    SNR = PSPB

    SNRdB =10log10PSPB

    Signal

    Bruit

  • 23

    Chapitre 1 : module M1108

    1.4.3 Capacit dune transmission numrique

    Il existe toute fois une limite au dbit qui dpend du rapport signal sur bruit (S/N) du canal

    Signal (S)

    Bruit (N) S/N

    Puissance

    S/N minimum

    Bande passante utile

    Bande passante totale

    frquence

    Le rapport S/N a pour effet de limiter la

    bande passante utile du canal

    Exercice : Tlvision numrique