401- Le traitement du signal sans stress
Training created on 2/7/21. Last update on 6/27/23.
Programme version: 1
Training programme
Les techniques de traitement du signal sont au cœur d’innovations technologiques majeures dans des domaines très variés : Sans traitement du signal nous n’aurions ni GSM ni ADSL, la robotique et l’imagerie médicale seraient restées à l’âge de pierre, les appareils photographiques seraient encore argentiques et nous n’aurions certainement pas posé une sonde sur Mars. Le traitement du signal n’est pas l’apanage des grands projets. Connaitre ces techniques et les utiliser à bon escient peut aussi permettre de concevoir des produits plus performants, plus innovants... et moins chers. Malheureusement le traitement du signal reste mal connu et sous-utilisé, peut-être à cause de sa présentation souvent très “mathématique” rebutant certains. L’objectif de cette formation conçue par ALCIOM est de démystifier le traitement du signal par une approche très orientée applications, associant des présentations théoriques les plus simples possibles des algorithmes fondamentaux, des exemples concrets, une présentation des composants électroniques clés dans de telles architectures, et surtout des travaux pratiques pour se familiariser avec les concepts présentés. Ces travaux pratiques seront réalisés sur l’outil open source SciLab mais seront facilement transposables dans tout environnement de développement.
Objectives of the training
- Comprendre les bases du traitement du signal
- Découvrir les principaux algorithmes de traitement de signal et leurs applications
- Connaître les spécificités des composants électroniques adaptés (ADC/DAC et processeurs)
Profile of beneficiaries
- Concepteurs de produits électroniques et/ou de logiciels embarqués intégrant des besoins en traitement du signal
- Bonnes bases de programmation
- Connaissances générales en électronique
- Notions de mathématiques (niveau bac+2 scientifique)
Training content
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Introduction
- Objectif de la formation
- Tour de table
- Emploi du temps et organisation
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Qu'est ce que le traitement de signal ?
- Structure générale d'une chaîne de traitement du signal
- Panorama des algorithmes typiques
- Panorama des applications
- Ordres de grandeurs économiques
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Un outil gratuit adapté au traitement du signal : SciLab
- Origine et fonctionnalités
- Interface utilisateur
- Types de données
- Syntaxe des principales commandes
- Courbes et graphiques
- Lecture/écriture de fichiers audio
- La programmation sous SciLab
- Les bibliothèques dédiées au traitement du signal
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Travaux pratiques : Mise en oeuvre de SciLab
- Création d'un vecteur pseudo-aléatoire, programmation d'une moyenne glissante, graphiques
- Expérimentation avec un fichier audio : inversion temporelle, ramping de niveau
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Les signaux échantillonnés
- Les bases, et Shannon…
- Le repliement de spectre qu'est ce que c'est ?
- Sur-échantillonage et décimation
- La conception de filtres anti-repliement – Exemples
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Conversion temps-fréquence
- Introduction à la transformée de Fourier
- L'algorithme roi : la FFT
- Fenêtrage : pourquoi, Exemples
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Travaus pratiques : Mise en œuvre d'une FFT sous Scilab
- Génération d'un fichier bruité, FFT, analyse
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Quels processeurs pour le traitement de signal ?
- Les DSP. Exemple du processeur Blackfin (ADI)
- Les micro-DSP
- Les FPGA
- Et les microcontrôleurs ?
- La délocalisation des traitements sur PC
- Bibliothèques de fonctions : Quand ne pas réinventer la roue ?
- DSP : quelles erreurs éviter ?
- Exemples de produits typiques
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La conversion Analogique/Numérique
- Les différents types de convertisseurs A/N (SAR, Sigma-Delta,Flash, Pipeline)
- Les caractéristiques d'un ADC : DNL, INLR, SFDR, ENOB, etc
- Composants disponibles : acteurs et état de l'art
- L'horloge d'échantillonnage : Du jitter au SNR
- Drivers et filtres anti-repliements
- Un autre élément fondamental : la référence de tension
- L'alimentation d'un ADC…
- Le casse tête du routage d'une carte signaux mixtes
- ADC et plan(s) de masse
- Les différents types de convertisseurs N/A (R-2R, réseau capacitif, par MLI, etc)
- Les CODEC audio dédiés
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La modulation sigma-delta
- Limitation d'un convertisseur N/A type MLI
- Le principe sigma-delta dans le cas N/A
- Et pour un convertisseur N/A ?
- L'état de l'art
- Faire un sigma-delta par logiciel
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Travaux pratiques : Codage d'un modulateur sigma-delta en SciLab
- Génération d'une tension DC par MLI puis par sigma-delta
- Comparaison des spectres
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Le filtrage numérique à réponse finie
- De la FFT aux filtres FIR
- Conception d'un filtre FIR
- Pourquoi le moyennage n'est pas un bon filtre ?
- Exemple de design de FIR sur microcontrôleur
- Pourquoi un traitement multirate ?
- Le filtrage rapide : les filtres CIC
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Travaux pratiques : Codage d'un filtre FIR sous Scilab
- Conception du filtre et filtrage passe-bande d'un signal audio
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Introduction aux filtres récursifs
- Un filtre récursif basique: la moyenne pondérée glissante
- Forme générique d'un filtre récursif
- Du filtre analogique au filtre IIR
- Outils de conception
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La génération de signaux
- Introduction aux techniques DDS/NCO
- L'influence des paramètres
- Comment moduler ?
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Travaux pratiques : Développement d'un DDS sous SciLab
- Génération d'une sinusoide, d'un sweep, d'une somme de sinusoides
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Quelques autres techniques utiles
- Décimation et interpolation
- La détection synchrone
- Verrouillage de phase
- Les mélangeurs numériques
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Introduction aux techniques de régulation
- Le régulateur PID
- Comment régler un PID en pratique
- Notion de filtre de Kalman
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Travaux pratiques : Expérimentation d'un PID en Scilab
- Modèle d'un élément chauffant
- Régulation bang-bang, PID
- Réglage des paramètres
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Traitement du signal & Mise au point: Quelles spécificités ?
- La difficulté de l'observation
- Méthodologie de développement
- Quels outils pour investiguer ?
- Et la maintenance?
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Synthèse
- Les grandes tendances
- Les grandes erreurs à éviter
- Les grandes réussites
- Quizz final et débriefing de la formation
ALCIOM est une société de conseil et de recherche sous contrat en électronique, avec une forte expertise en signaux mixtes, radiofréquences et antennes. ALCIOM est centre de formation agréé (numéro d’agréement 11788322978) et est certifiée Qualiopi. Ce référencement vous permet donc de faire financer vos formations par votre OPCO. C'est aussi et surtout une assurance d'une formation de qualité. ALCIOM est également une société de R&D sous contrat labelisée par BPI France et agréee au titre du CIR/CII, expert certifiée par Microchip (platinum partner), Analog Devices (design partner) et Cypress (PSoC Gold partner). Lors de nos formations, Robert Lacoste, fondateur d'Alciom, sera votre formateur. Grâce à son expertise technique et à sa pédagogie, il saura vous transmettre son savoir. Certains modules sont pris en charge par des ingénieurs R&D expérimentés de l'équipe, ayant tous une longue expérience pratique des problématiques enseignées.
- Feuilles de présence.
- Quizz avant et après la formation
- Formulaires d'évaluation de la formation à chaud et à froid
- Certificat de réalisation de l’action de formation.
- Accueil des stagiaires dans une salle dédiée à la formation ou en webconference
- Documents supports de formation projetés
- Nombreux travaux pratiques sous SciLab
- Etude de cas concrets
- Bibliographie