PHYSIQUE APPLIQUEE BTS CIEL

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.

Toutes les études sont réalisées en simulation sous ISIS :
– Etude d’un système du 2^nd ordre en boucle ouverte.
– Etude des effets des différents correcteurs P, PI, PID : stabilité, précision, rapidité.
– Réaction à une perturbation.

1. Défauts d’un système asservi
2. Mise en place d’un correcteur
3. Types de correcteur (étude qualitative)
4. Réglage des paramètres P, I, D

Le signal de commande U(p) est souvent appelé signal d’action A(p).

Exercice asservissement de position

Exemples de systèmes en BO et en BF

Vitesse d’un véhicule.
Positionnement d’un robot.
Fonctionnement d’un lave-vaisselle.
Maintien de la station debout chez l’homme.

Identification d’un système

Vocabulaire et définitions.
Systèmes du 1er ordre.
Systèmes du 2nd ordre.

Analogie entre la TZ et la TL

Domaine d’utilisation : réponses temporelles des systèmes analogiques / numériques
Transmittance : T(p) /T (z)
Equation du système : équation différentielle / équation de récurrence.
Propriété principale utilisée : propriété de la dérivée / propriété du retard.
Passage de l’équation du système à la transmittance.
Transformée d’une impulsion.
Transformée d’un échelon.
Théorème de la valeur finale.
Théorème de la valeur initiale.
Stabilité du système.
Réponse fréquentielle.

Principe des systèmes asservis

Systèmes en BO.
Systèmes asservis.
Expressions des transmittances.

Exercice correcteurs

TD et TP systèmes asservis (réponse indicielle, rapidité du système, erreur statique)

Exercice 1 : Cas d’un système du premier ordre.
Exercice 2 : Bouclage du système par retour unitaire.
Exercice 3 : Application d’un correcteur proportionnel.
Exercice 4 : Application d’un correcteur intégral.

Cours systèmes asservis

Insuffisance du système en boucle ouverte.
Eléments d’un système asservi.
Transmittances (chaîne directe, chaîne de retour, Boucle ouverte et boucle fermée)

TD (réponse indicielle, rapidité du système, erreur statique)

Exercice 1 : cas d’un système du premier ordre.
Exercice 2 : Bouclage du système par retour unitaire.
Exercice 3 : Application d’un correcteur proportionnel.
Exercice 4 : Application d’un correcteur intégral.

Analogie entre la transformée de Laplace et la transformée en z

• Domaine d’utilisation : réponses temporelles des systèmes analogiques / numériques
• Transmittance : T(p) /T (z)
• Equation du système : équation différentielle / équation de récurrence.
• Propriété principale utilisée : propriété de la dérivée / propriété du retard.
• Passage de l’équation du système à la transmittance.
• Transformée d’une impulsion.
• Transformée d’un échelon.
• Théorème de la valeur finale.
• Théorème de la valeur initiale.
• Stabilité du système.
• Réponse fréquentielle.