Le sujet comporte 6 parties indépendantes couvrant le programme des deux années.
Il s’agit d’extraits de sujets de BTS.

Partie A. Capteur de détection de flamme :

Longueur d’onde, bande d’infrarouge

Partie B. Suppression de fausses alertes :

Eléments de la chaîne de traitement numérique, filtre numérique, équation de récurrence, schéma bloc, diagramme de bode.

Partie C. Ligne de transmission :

Impédance caractéristique, propagation du signal.

Partie D. Affichage sur les cubes d’images :

Diagramme de chromaticité.

Partie E. Bilan de liaison :

Transmission en espace libre, formule de Friis.

Partie F. Transmission en bande de base :

NRZ, AMI-RZ50%, HDB3.

Schéma général d’une transmission radio

Exercices :

Liaison satellite.
Liaison radio à 433,92 MHz.
Liaison WiFi – prise en compte des obstacles.
Liaison LoRa.
Comparaison portées LoRa et WiFi.

Notions abordées :

Transmission synchrone et asynchrone.
Débit en bit/s.
Transmission en bande de base.
Codages NRZ, NRZI, Manchester.
Transmission par modulation.
Vitesse de modulation en bauds.
Modulation – Amplitude – Fréquence – Phase.
Modulation QAM.

Objectifs :

1) Générer des signaux sous différents formats. (1 octet = 1 code ASCII étendu)
2) Observer les trames à l’oscilloscope.
3) Décoder l’octet transmis.

Formats utilisés :

– Transmission en bande de base : codage NRZ, NRZI, Manchester, RZ, CMI, RZ bipolaire.
– Transmission par modulation : ASK, PSK et FSK.
– Transmission par modulation QAM (utilisée en ADSL)
Les signaux sont générés par la carte d’entrée/sortie, pilotée  grâce à l’application « modulations numériques ».

Exemple d’une trame en code Manchester

Correction DS

Exercice 1 – Mise en oeuvre d’un filtre numérique
Choix du système utilisé, passe bas analogique, passe bas numérique équivalent, codage de l’algorithme.
Exercice 2 – Etude d’un  filtre à moyenne pondérée
Réponse impulsionnelle, réponse indicielle, réponse fréquentielle.
Exercice 3 – Etude d’un correcteur numérique
Equation de récurrence, réponse impulsionnelle, stabilité.
Exercice 4 – Traitement d’un éléctrocardiogramme
Fréquence d’échantilonnage, filtre antirepliement, traitement numérique.

Exercice 1 – Mise en oeuvre d’un filtre numérique

Choix du système utilisé, passe bas analogique, passe bas numérique équivalent, codage de l’algorithme.

Exercice 2 – Etude d’un  filtre à moyenne pondérée

Réponse impulsionnelle, réponse indicielle, réponse fréquentielle.

Exercice 3 – Etude d’un correcteur numérique

Equation de récurrence, réponse impulsionnelle, stabilité.

Exercice 4 – Traitement d’un éléctrocardiogramme

Fréquence d’échantilonnage, filtre antirepliement, traitement numérique.

Notions abordées

Exemple d’algorithme.
Equation de récurrence.
Schéma bloc.
Définitions : récursivité, réponse impulsionnelle, algorithme RIF et RII, stabilité.

Correction des exercices:

Activité 1 : Valeur moyenne glissante à 4 coefficients : yn= 0,25*(xn +xn-1+xn-2+xn -3)
Activité 2 : Etude de 7 algorithmes (réponse impulsionnelle et schéma bloc).
Activité 3 : Etude de 2 algorithmes équivalents (réponse impulsionnelle, indicielle, puis réponse particulière)

Filtrage analogique et numérique:

FILTRE PASSE BAS ANALOGIQUE DU 1ER ORDRE (Etude temporelle et fréquentielle,Dualité fréquence / temps).
FILTRE PASSE BAS NUMERIQUE EQUIVALENT.
1ère méthode : approximation d’ordre 1.
2ème méthode : approximation bilinéaire (largement utilisé notamment en filtrage audio).

PROJETS 2018

1. Statistiques et préventions routières à Lannion (O. Bald ) :
Romuald , Guillaume, Martin , Baptiste.

2. Pilotage de Laser Oxxius par interface web (O. Bald ) :
Kévin, Théo, Mickael, Erwan.

Lien vers les cahiers des charges 2018

Test et suivi d’une carte électronique : sujets

A- Contrôle de la luminosité et tests de colorimétrie (diagramme de chromaticité, lecture de documents)
B- La carte « Contrôle de luminosité ».(diviseur de tension + spectre+filtre RC+CAN+filtre numérique)
C- Transmission série RS485. (Propagation de l’onde, onde réfléchie, impédance caractéristique)
D – Réglage de l’intensité lumineuse du panneau PMV.

Notions révisées sous forme de QCM d’autoévaluation :

1. Unités
2. Formules
3. Lecture de graphes
4. Electronique
5. Signal
6. Spectre
7. Niveaux dB
8. Signal sinusoïdal
9. Filtrage analogique
10. Echantillonnage
11. Conversion analogique-numérique
12. Capteurs analogiques
13. Capteurs numériques
14. Appareils de mesures
15. Mise en forme du signal
16. Ondes
17. Câbles
18. Composants optoélectroniques
19. Fibres optiques
20. Lecture de documentations techniques

Extrait BTS Systèmes électroniques 2012

1. Modélisation de l’écran LCD.
2. Réponse indicielle.
3. Réception infrarouge télécommande.
4. Filtrage du signal audio.
5. Propagation du signal TNT.
6. Traitement numérique du signal.
7. Etude du canal de transmission et de la modulation.
8. Chronogramme du signal modulé.
9. Constellation QAM.

Sujet BTS SE 2012

TD : transmission sur paire torsadée (norme RS 485).

Recherche du diamètre du conducteur utilisé.
Calcul de la section du conducteur utilisé.
Calcul de la résistance linéique de la ligne en basses fréquences.
Recherche de l’inductance et de la capacité linéique.
Vérification de l’hypothèse des pertes faibles R<< ZL.
Calcul de la valeur de l’impédance caractéristique Zc.
Calcul de l’atténuation linéique (dB/km) pour différentes fréquences.
Calcul de la longueur maximale du câble pour différentes fréquences.
Tracé du graphe donnant la distance maximale en fonction de la fréquence.
Calcul de la vitesse de propagation sur la paire torsadée
Comparaison avec la valeur donnée dans la doc technique
Etude de la liaison à 1Mbit/s entre 2 postes distants de 100m.
Calcul de la durée d’un bit
Calcul du temps de propagation entre les 2 postes
Adaptation de la ligne

Système de mesure de hauteur de neige :

L’objectif de cette préparation est d’étudier le système qui sera proposé lors du CCF2.
Ce système comprendra :

– une carte Raspberry Pi – Modèle B+
– une carte capteurs I2C
– une carte clavier et écran LCD

La préparation de la partie physique sera effectuée sur la carte Arduino.
Le système étudié permet de mesurer la hauteur de neige.

Sujet 1 – Mesure de la distance D :

– Visualisation des trames I2C à l’oscilloscope.
– Utilisation d’un script Scilab pour interpréter les trames.
– Correction de la mesure : calcul la distance réelle D à partir de la valeur réelle de la température ambiante.

Sujet 2 – Consommation du système :

– Visualisation de l’intensité absorbée par le système {Arduino+capteurs}
– Utilisation d’un script Scilab pour visualiser et filtrer le signal.
– Calcul de l’autonomie du système.

BTS blanc

Modulations (amplitude, fréquence, phase)
Constellations en modulation QAM

BTS systèmes électroniques 2013

Réception signal GPS
Partie A : localisation

sujets

BTS IRIS 2010 : Etude d’un capteur intelligent et de la transmission des mesures. 2010

1. Conversion pression capacité.
2. Conversion capacité fréquence.
3. Traitement numérique du signal.
4. Microcontrôleur.
5. Transmission par boucle de courant.
6. Application.

Devoir surveillé vendredi 4 mars :

– Capteur analogique (sensibilité, équation de la caractéristique..)
– Capteur numérique (résolution, décodage de trames..)
– Filtrage analogique du signal (spectre, fréquence de coupure, diagramme de bode..)
– Filtrage numérique du signal (équation de récurrence, schéma bloc..)
– Systèmes linéaires (réponse indicielle 1er et 2eme ordre)
– Transmission numérique (ASK, FSK,PSK..)

Exercice 1 : filtre numérique (équation de récurrence, TZ, stabilité …)
Exercice 2 :correcteur numérique dans un système (fréquence d’échantillonnage, shannon, schéma bloc, réponse impulsionnelle…).
Exercice 3 : codage en bande de base (débit, décodage, diagramme de l’oeil..) .
Exercice 4 : liaison I2C – décodage de trames.
Exercice 5 : traitement numérique du signal  : éléctrocardiogramme – extrait BTS.

Sujet 1 – Mesure de la distance D :

– Visualisation des trames I2C à l’oscilloscope.
– Utilisation d’un script Scilab pour interpréter les trames.

Sujet 2 – Mesure de la consommation du système :

– Visualisation de l’image du courant à l’oscilloscope.
– Calcul de la quantité d’électricité consommée.

Partie pratique : 1H

Chaque étudiant doit décoder à l’oscilloscope 2 types de signaux :
– Un signal transmis en bande de base : codage NRZI ou Manchester.
– Un signal transmis en modulation : PSK ou FSK.

La trame générée est de la forme :

Les trames sont séparées par un « silence » de 10 bits à 0V.
Le type de codage ou de modulation est donné.

1. Organisation d’une chaîne de transmission ( émetteur, canal, récepteur, type de transmission)

2. Transmission en bande de base ou par modulation ( exemples en bande de base, nécessité de moduler pour s’adapter au canal)

3. En quoi consiste la modulation? (exemples : ASK, FSK, PSK, modulation utilisée en ADSL)

Principe de la transmission PSK.

REALISER UN SCRIPT SCILAB

On entre la transmittance en z  T(z)  :
1. Etudier si les pôles de la T(z) ont un module strictement inférieur à 1.
2. Tracer la réponse impulsionnelle pour savoir si elle tend vers 0 ou pas.
3. Tracer la réponse indicielle.
4. Trace le diagramme de Bode.

Quelles sont les 3 méthodes possibles pour étudier la stabilité d’un algorithme?

1. A partir de la transmittance en z  T(z)  : étudier si les pôles de la T(z) ont un module strictement inférieur à 1.

2. A partir de l’équation de récurrence : tracer la réponse impulsionnelle pour savoir si elle tend vers 0 ou pas.

3. A partir de la transmittance en z  T(z) : utiliser le théorème de la valeur finale pour savoir si la réponse impulsionnelle  tend vers 0 ou pas.

Exercice pour Mardi

3 méthodes à réaliser sur la T(z) donnée.

Planning

Durée de l’exposé : 5 mn maximum.
Questionnement : 10mn maximum.

Le diaporama (5 à 10 diapos) devra contenir les éléments suivants :
– Présentation des objectifs du projet.
– Différentes étapes réalisées.
– Programme final réalisé avec IHM.

Le compte-rendu devra contenir les éléments suivants :
– Réponses aux questions du TP
– Différentes étapes réalisées avec script correspondants.
– Résultats obtenus et conclusion.

Une note sera attribuée, d’après les critères suivants :
– Qualité du diaporama.
– Qualité du compte -rendu écrit.
– Qualité de l’expression orale.
– Partie technique (programme final+ questionnement).

Exercice 1 : Eléments d’une chaîne de traitement numérique.
Exercice 2 : Analyse de trames I2C.
RTC
Exercice 3 : Réponse indicielle d’un système passe-bas.
Exercice 4 : Mise en oeuvre d’un filtre numérique.
Exercice 5 : Mise en oeuvre d’un capteur de température.

Projets SCILAB :

1. Découverte de Scilab
2. Caractéristique temporelle et fréquentielle du signal ==> Antoine & Victor A.
3. Energie hydrolienne  brest-obs.txt == > Florian & Aïssa
4. Analyse et synthèse d’un son  == > Tanguy & Jérémy
5. Echantillonnage et quantification d’un signal ==> Baptiste & Romain
6. Conception de filtres d’après un cahier des charges ==> Djalil  & Julie
7. Essai de différents filtres sur un signal périodique ==> Akin & Jéremy
8. Séparation d’un signal audio en 3 voies ==>Pierre
9. Compression d’un signal audio ==>Yoann & Nicolas
10. Cryptage d’un son par transposition de fréquence== > Robin & Thomas
11. Réalisation d’effets audionumériques == > Kylian & Alexandre
12. Identification d’un signal téléphonique DTMF ==> Victor J. & Stevan
13. Suppression d’harmoniques dans un signal audio== > Léo & Dylan
14. Identification d’un son par analyse spectrale== > Morad & Gwendal
15. Analyse d’un son en temps réel == > Victor & Erwan & yoann B.
16. Efficacité d’un algorithme ==>Marc & Emeric

Documents à télécharger pour les projets

Exercice 1 : Eléments d’une chaîne de traitement numérique.
Exercice 2 : Analyse de trames I2C.

Exercice 3 : Réponse indicielle d’un système passe-bas.
Exercice 4 : Mise en oeuvre d’un filtre numérique.
Exercice 5 : Mise en oeuvre d’un capteur de température.