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Gérard CHOUTEAU : Docteur ès sciences - Professeur à l’Université Joseph-Fourier, Grenoble 1
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Lire l’articleINTRODUCTION
Toute observation physique est perturbée par des signaux parasites. Par exemple, dans une liaison radio, diverses causes peuvent brouiller la transmission (moteurs électriques, orages, émetteurs radio divers, etc.). Cela se manifeste par la présence de signaux sonores indésirables, généralement désagréables : le bruit.
On peut généraliser cette notion à tous les niveaux parasites de même nature que le signal utile. Ainsi, une observation astronomique peut être gênée par les lumières d’une ville, qui constituent un bruit optique.
D’une façon générale, une chaîne de mesure comporte :
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un capteur, dont la fonction consiste à transformer une grandeur intéressante (tension, courant, volume, température, force, vitesse, etc.) en une grandeur image, généralement électrique ;
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un circuit de mise en forme du signal électrique (amplification, modulation, écrêtage, etc.) ;
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une ligne de transmission ;
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un récepteur, qui décode le signal image mis en forme ;
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un dispositif de visualisation de la mesure ;
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éventuellement un dispositif actionneur, commandé par le signal mesuré.
Tout au long de cette chaîne, des signaux parasites d’origines diverses viennent se superposer au signal à mesurer. Ils peuvent avoir des causes internes propres aux éléments du circuit ou des causes externes, tels que les bruits industriels.
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- Version archivée 1 de avr. 1984 par Gérard CHOUTEAU
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3. Remèdes
La figure 8 montre un spectre de bruit typique mesuré dans un environnement donné. Sur un fond continu, ayant aux basses fréquences une remontée en 1/f, se superposent des pics caractéristiques de l’environnement considéré ; les pics plus importants sont généralement à la fréquence du réseau et de ses harmoniques.
3.1 Filtrage
Le filtrage consiste à éliminer ou plutôt à atténuer les fréquences indésirables.
Si l’on travaille à fréquence fixe, ou dans une plage de fréquences donnée, on utilisera des filtres passe-bande ou mieux des circuits accordés. Dans ce dernier cas, les signaux parasites dont les fréquences sont situées hors de la bande passante sont atténués en gros dans le rapport 1/Q (Q coefficient de surtension).
Un circuit oscillant classique LC constitué de composants discrets a typiquement un coefficient Q de l’ordre de 20 à 100.
Avec une cavité résonnante (en hyperfréquence), on peut atteindre 10 4 à 10 5. En radiofréquence, on peut utiliser des filtres céramiques ou des filtres à ondes de surface dont la courbe de réponse présente des flancs extrêmement raides (la bande passante à – 40 dB est seulement 10 % plus grande que la bande passante à – 3 dB).
Il peut être également nécessaire de placer des filtres de réjection destinés à éliminer des fréquences particulières, gênantes (par exemple, les harmoniques du 50 Hz). Ces filtres sont généralement placés sur les lignes d’alimentation.
On a tout intérêt à limiter la bande passante d’entrée à l’aide d’un filtre passe-bande de manière à réduire les bruits, en particulier les bruits impulsionnels.
HAUT DE PAGE3.2 Choix des composants
Les constructeurs donnent généralement les caractéristiques de bruit de leurs composants.
La figure 9 montre la tension de bruit de plusieurs amplificateurs du commerce en fonction de la fréquence. Le bruit en 1/f apparaît bien pour f compris entre 5 et 50 Hz environ.
Sur...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - * - Analog Device Reference Manual.
-
(2) - * - Burr Brown Data Book.
-
(3) - RTC - Manuel technique. - La Radiotechnique Compelec (1981).
-
(4) - MAZDA (F.F.) - Electronic Engineers Reference Book. - Butterwonth, 6e édition (1989).
-
(5) - * - Notice Technique ORTHOLOC.
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(6) - BERTHIER (Y.) - Méthodes expérimentales de traitement du signal. - Laboratoire de spectrométrie physique, université de Grenoble (1970).
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(7) - Colloque CNRS - Le bruit de fond des composants actifs semi-conducteurs. - Éd. du CNRS, Toulouse...
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