Propriétés du signal

I) Valeur moyenne et valeur efficace

a) Valeur moyenne

Déf. :

Ou < u > = avec

A+ aire délimitée par u(t) au dessus de l'axe des ordonnées

A- aire délimitée par u(t) au dessous de l'axe des ordonnées

Ex. :

< u > = = = 1V

b) Valeur efficace

Déf. : U =

Ex. : Pour le signal précédent u(t), on trace u2 et on en déduit < u2 >.

 

< u2 > = donc U =

II) Théorème de Fourier

Th1. : Tout signal périodique u(t) de pulsation ω1, peut se mettre sous la forme de la somme d'un signal continu et d'un signal alternatif :

u(t) = < u > + ua(t)

avec

< u > composante continue de u(t)

ua(t) composante alternative de u(t) elle même de pulsation ω1

Th2. : La composante alternative de u(t), notée ua(t), de pulsation ω1 est la somme de signaux sinusoïdaux de pulsations ω1, 2ω1, 3ω1

ua = F sin(ω1t + φF) + H2 sin(2ω1t + φH2) + H3 sin(3ω1t + φH3) + …

avec

F sin(ω1t + φF) fondamental ou harmonique 1

H2 sin(2ω1t + φH2) harmonique 2

H3 sin(3ω1t + φH3) harmonique 3 …

Résumé :

u = < u > + F sin(ω1t + φF) + H2 sin(2ω1t + φH2) + H3 sin(3ω1t + φH3) + …

Décomposition en série de Fourier

Rem. : u(t) et ua(t) ont même pulsation (même fréquence)

III) Représentation fréquentielle

Déf. : La représentation fréquentielle est la représentation des amplitudes des termes de la série de Fourier en fonction de la fréquence ou de la pulsation.

Rem :

Certains termes de la série de Fourier peuvent être nuls.

La valeur moyenne du signal est indiquée au moyen d'une raie en f = 0 Hz.

IV) Action d'un filtre sur un signal

Conclusion :

Filtre passe bas : ne laisse passer que la valeur moyenne et les harmoniques de rang faible.

Filtre passe haut : ne laisse passer que les harmoniques de rang élevé et empêche la valeur moyenne de passer.

Filtre passe bande : ne laisse passer que certaines harmoniques et empêche la valeur moyenne de passer.

Reconstitution exacte :

Us = T Ue donc Us = | T | Ue et arg(Us) = arg(Ue) + arg(T)

Exemple pour un filtre passe bas :

ue

| T |

Arg( T )

continu

< ue >

T0

/

fondamental

| T1 |

φ1

Harmonique 2

| T2 |

φ2

us(t) = T0 <ue> + | T1 | sin(ω1t + φ1)

+ | T2 | sin(2ω1t + φ2)

+ | T3 | sin(3ω1t + φ3) + …

 

Rem : si on ne considère que l'effet du filtre sur les amplitudes on peut résumer son effet par




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