401- Le traitement du signal sans stress
Version du programme : 1
Type de formation
Formation mixteDurée de formation
21 heures (3 jours)Accessibilité
Oui401- Le traitement du signal sans stress
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.
Objectifs de la formation
- 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)
Profil des bénéficiaires
- 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)
Contenu de la formation
Introduction
- Objectif de la formation
- Tour de table
- Emploi du temps et organisation
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
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
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
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
Conversion temps-fréquence
- Introduction à la transformée de Fourier
- L'algorithme roi : la FFT
- Fenêtrage : pourquoi, Exemples
Travaus pratiques : Mise en œuvre d'une FFT sous Scilab
- Génération d'un fichier bruité, FFT, analyse
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
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
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
Travaux pratiques : Codage d'un modulateur sigma-delta en SciLab
- Génération d'une tension DC par MLI puis par sigma-delta
- Comparaison des spectres
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
Travaux pratiques : Codage d'un filtre FIR sous Scilab
- Conception du filtre et filtrage passe-bande d'un signal audio
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
La génération de signaux
- Introduction aux techniques DDS/NCO
- L'influence des paramètres
- Comment moduler ?
Travaux pratiques : Développement d'un DDS sous SciLab
- Génération d'une sinusoide, d'un sweep, d'une somme de sinusoides
Quelques autres techniques utiles
- Décimation et interpolation
- La détection synchrone
- Verrouillage de phase
- Les mélangeurs numériques
Introduction aux techniques de régulation
- Le régulateur PID
- Comment régler un PID en pratique
- Notion de filtre de Kalman
Travaux pratiques : Expérimentation d'un PID en Scilab
- Modèle d'un élément chauffant
- Régulation bang-bang, PID
- Réglage des paramètres
Traitement du signal & Mise au point: Quelles spécificités ?
- La difficulté de l'observation
- Méthodologie de développement
- Quels outils pour investiguer ?
- Et la maintenance?
Synthèse
- Les grandes tendances
- Les grandes erreurs à éviter
- Les grandes réussites
- Quizz final et débriefing de la formation
Équipe pédagogique
Suivi de l'exécution et évaluation des résultats
- 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.
Ressources techniques et pédagogiques
- 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
Qualité et satisfaction
Capacité d'accueil
Accessibilité
A ce jour, nous ne pouvons garantir un accès aux personnes en situation de handicap physique dans nos locaux. Pour toute question sur l'accessibilité, contactez nous à l'adresse suivante : amermier@alciom.com