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Jean-philippe
Muller
Analyse
spectrale
1) La
representation temporelle d’un signal
En
électronique, nous utilisons une grande
variété de signaux analogiques ou
numérique dont le
support est, le plus souvent , une tension.
Ce support
peut aussi être une onde
électromagnétique (radio, TV, radar), une onde
lumineuse ou
infrarouge (fibres optiques) ou une onde sonore
L’information
transportée est :
• un message audio (parole, musique)
• un message vidéo (image TV)
• un message binaire (liaison ordinateur-imprimante)
• un signal analogique traduisant l’état
d’un capteur
Une façon naturelle de connaître un signal est
d’observer son allure en fonction du temps : c’est
la
représentation temporelle, donnée par un
oscillogramme.
Les exemples d’oscillogramme ci-dessous nous permettent de
mettre en évidence plusieurs types de
signaux :
On peut donc classer les signaux en 4 catégories :
• les signaux périodiques (issus d’un GBF
par exemple)
• les signaux non périodiques
déterministes (impulsion, salve)
• les signaux pseudo-aléatoires (signal
audio-vidéo)
• les signaux aléatoires (bruit
électrique)
Les oscillogrammes nous renseignent sur l’amplitude, la
valeur crête, la valeur moyenne, etc… mais
pas sur les fréquences contenues dans le signal.
2)
La représentation fréquentielle d’un
signal simple
Le signal
le plus simple du point de vue fréquence est le signal
sinusoïdal.
Par exemple, x(t) = Esin(ωt) ne contient qu’une
seule fréquence : f = ω/
2π
Un signal parlé ou musical est plus
complexe, puisque son allure varie constamment au cours du
temps. Il contient des fréquences graves, moyennes et
aiguës. Son spectre s’étend de 20 Hz à 20
kHz et varie en permanence entre ces deux fréquences
extrêmes.
Le signal vidéo est encore plus complexe et son spectre
s’étend du continu à quelques mégahertz.
Le spectre d’un signal nous renseigne donc sur les
différentes composantes fréquentielles qu’il
contient.
Le spectre d’un signal est la
représentation en fonction de la fréquence des amplitudes
des
différentes composantes présentes dans le signal.
Prenons quelques exemples de spectres théoriques et réels
:
C’est un spectre forme de raies d’amplitudes decroissantes aux frequences f, 3f, 5f …
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