ATELIER : Le traitement du signal sans stress
Pour connaitre les prochaines sessions de formation en Logiciel embarque et programmation cliquez ici.
L’objectif de cette formation, 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.
Destinée en particulier à des ingénieurs R&D, développeurs logiciels, chefs de projets et électroniciens.
Programme :
26 mars 2018 :
9h-9h15 : Accueil et café
9h15-9h45 (30’) : Présentations
– Le programme des deux journées et demie
– Tour de table, expériences et attentes des participants
9h45-10h05 (20’) : Introduction
– Qu’est-ce que le traitement du signal ?
– Structure générale d’une chaîne de traitement du signal
– Panorama des algorithmes typiques
– Panorama des applications
– Ordres de grandeurs économiques
10h05-10h30 (25’) : Un outil gratuit adapté au traitement du signal : SciLab
– Origine et fonctionnalités
– Interface utilisateur
– Types de données
– La syntaxe des principales commandes
– Courbes et graphiques
– Lecture/écriture de fichiers audio
– La programmation sous SciLab
– Les bibliothèques dédiées au traitement du signal
10h30-10h45 : Pause
10h45-11h45 (1h) TP : Mise en œuvre de Scilab
– Création d’un vecteur pseudo-aléatoire, programmation d’une moyenne glissante, graphiques
– Expérimentation avec un fichier audio : inversion temporelle, ramping de niveau, ...
11h45-12h30 (45’) : Les signaux échantillonnés
– Les bases, et Shannon...
– Le repliement de spectre qu’est-ce que c’est ?
– Sur-échantillonnage et décimation
– La conception de filtres anti-repliement – Exemples
12h30-13h30 : Déjeuner
13h30-14h15 (45’) : Conversion temps-fréquence
– Introduction à la transformée de Fourier
– L’algorithme roi : la FFT
– Fenêtrage : pourquoi ?
– Exemples
14h15-14h45 (30’) TP : Mise en œuvre d’une FFT sous Scilab
– Génération d’un fichier bruité, FFT, analyse
14h15-15h30 (1h15) : 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
15h30-15h45 : Pause
15h45-16h45 (1h) TP/Démo : Mise en œuvre d’un kit d’évaluation DSP Blackfin
– Compilation, outils de mise au point, mesure du temps d’exécution d’une FFT, influence des banques mémoire
16h45-17h : Questions/réponses
27 mars 2018
9h-9h15 : Accueil et café
9h15-10h15 (1h) : 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
10h15-10h45 (30’) TP : Expérimentation d’un ADC
– Mise en œuvre d’un kit d’évaluation d’ADC rapide, SFDR, FFT, mesure de l’influence de la qualité de l’horloge
10h45-11h : Pause
11h-11h30 (30’) 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 ?
11h30-12h15 TP : Codage d’un modulateur sigma-delta en SciLab
– Génération d’une tension DC par MLI puis par sigma-delta, comparaison des spectres
12h15-12h30 Questions-réponses
12h30-13h30 : Déjeuner
13h30-14h30 (1h) 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
14h30-15h (30’) TP : Codage d’un filtre FIR sous Scilab
– Conception du filtre et filtrage passe-bande d’un signal audio
15h-15h15 : Pause
15h15-15h45 (30’) 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
15h45-16h15 (30’) La génération de signaux
– Introduction aux techniques DDS/NCO
– L’influence des paramètres
– Comment moduler ?
16h15-16h45 (TP) : Développement d’un DDS en Scilab
– Génération d’une sinusoïde, d’un sweep, d’une somme de sinusoïdes
16h45-17h : Questions/réponses
28 mars 2017
9h-9h15 : Accueil et café
9h15-10h (45’) Quelques autres techniques utiles
– Décimation et interpolation
– La détection synchrone
– Verrouillage de phase
– Les mélangeurs numériques
10h-10h30 (30’) Introduction aux techniques de régulation
– Le régulateur PID
– Comment régler un PID en pratique
– Notion de filtre de Kalman
10h30-10h45 : Pause
10h45-11h15 (30’) TP : Expérimentation d’un PID en SciLab
– Modèle d’un élément chauffant, régulation bang-bang, PID, réglage des paramètres
11h15-11h30 (15’) Traitement du signal & Mise au point : Quelles spécificités ?
– La difficulté de l’observation
– Méthodologie de développement
– Quels outils pour investiguer ?
– Et la maintenance ?
11h30-12h : Synthèse
– Les grandes tendances
– Les grandes erreurs à éviter
– Les grandes réussites
12h-12h30 : Bilan de la formation et questions/réponses
12h30 : Fin de la formation
Public visé : Concepteurs de produits électroniques et/ou de logiciels embarqués intégrant des besoins en traitement du signal
Prérequis : Connaissances générales en électronique et en programmation
Matériel :
Il est nécessaire que les participants apportent un PC ou Mac portable pour cet atelier (2 Go de RAM minimum, Pentium IV ou mieux).