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Julien VILLEMEJANE

ConceptionNiveau 2

ETI

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2 EITI – Conception 2 / Julien Villemejane

A travers ce cours

● Transmission d’un signal sonore par la lumière➔ Cahier des charges / Schéma de principe➔ Choix des composants

● Etape 1 – Schéma de principe● Etape 2 – Choix des composants● Etape 3 – Photodétection● Etape 4 – Etage de sortie● Etape 5 – Etage d’entrée

● Niv 1 – Transmission analogique en bande de base● Niv 2 – Transmission analogique en bande décalée● Niv 3 – Transmission numérique en bande de base

Transmission par la lumière

Pour le niveau 1 de ConceptionTRANSMISSION ANALOGIQUE – MONO


Transmission par la lumièreCahier des charges initial

● Transmission d’un signal sonore➔ Sources de type Smartphone :

➔ Signal audio : 20 Hz – 20 kHz – MONO ➔ Signal de sortie : ± 200 mV

● Par la lumière➔ Emission

➔ Visible ou IR➔ En espace libre➔ Analogique

➔ Réception➔ Capteur : Photodiode➔ Bande passante du montage de détection : > 20 kHz

● Amplification / Restitution


Transmission par la lumièreStructure pour transmission MONO

● Schéma électrique - Emetteur



● Schéma fonctionnel - EmetteurALIMENTATION

ENTREE PRE-AMPLI

AMPLI DE PUISSANCE EMISSION



● Schéma électrique - Récepteur



● Schéma fonctionnel - Récepteur

RECEPTION

ALIMENTATION

PRE-AMPLI AMPLI DE PUISSANCE SORTIE

Et le stéréo ? 5.1 ? 7.2 ? 18.7 ?

Pour le niveau 2 de ConceptionTRANSMISSION ANALOGIQUE – STEREO/5.1/7.2


Transmission par la lumièreEt le stéréo ? 5.1 ? 7.2 ? 18.7 ???

● Transmission d’un signal sonore➔ Sources de type Smartphone/PC/BluRay :

➔ Signal audio : 20 Hz – 20 kHz – STEREO / 5.1... ➔ Signal de sortie : ± 200 mV

● Par la lumière➔ Emission

➔ Visible ou IR➔ En espace libre➔ Analogique

➔ Réception➔ Capteur : Photodiode

● Amplification / Restitution


Transmission par la lumièreEtape 3 – Photodétection

● Idée 1➔ Reproduire le système précédent en x fois

● Idée 2➔ Transposition en fréquence

● Idée 3➔ Utilisation de la lumière


Transmission par la lumièreEtape 3 – Photodétection

● Idée 1➔ Reproduire le système précédent en x fois

● Idée 2➔ Transposition en fréquence

● Idée 3➔ Utilisation de la lumière

- Plusieurs canaux de transmission identiques

+ 1 seule voie - Modulation / Démodulation (électronique)

+ 1 seule voie - Modulation / Démodulation (optique)

Analyse harmonique


Transmission par la lumièreAnalyse harmonique

● Signaux sinusoïdaux➔ On considère que le signal électrique (courant ou tension) est une

fonction sinusoïdale du temps

✔ S : amplitude du signal (V ou A)✔ w : pulsation du signal(rd/s) w = 2.p.f✔ f : fréquence du signal(Hz) f = 1/T ✔ T : période du signal (s)✔ F : déphasage du signal (rd)

s(t) = S . cos (w t + F)



● Signaux sinusoïdaux➔ On considère que le signal électrique (courant ou tension) est une

fonction sinusoïdale du temps

✔ S : amplitude du signal (V ou A)✔ w : pulsation du signal(rd/s) w = 2.p.f✔ f : fréquence du signal(Hz) f = 1/T ✔ T : période du signal (s)✔ F : déphasage du signal (rd)

s(t) = S . cos (w t + F)

● Théorème de Fourier (Résumé)➔ Tout signal périodique est

décomposable en une série de fonctions sinusoïdales

➔ Exponentielles complexes - TF



● Représentation de Fresnel➔ Représentation graphique des amplitudes et des phases des signaux

● Représentation complexe➔ Association des deux grandeurs réelles au vecteur tournant

➢ Sa projection sur x : ➢ Sa projection sur y :



● Représentation complexe➔ Association des deux grandeurs réelles au vecteur tournant

➢ Sa projection sur x : ➢ Sa projection sur y :

➔ Définition du signal complexe (où j² = -1)

➢ S = S.exp(jF) : amplitude complexe – ne dépendant pas du temps➢ v(t) = V.exp(jwt) et i(t) = I.exp(jwt)

➢ En régime harmonique et linéaire : v(t) et i(t) ont même pulsation, ainsi :

s(t) = s1(t) + j.s

2(t) = S . exp(j.(wt + F)) = S . exp(jwt)

v(t) Vi(t) I=



● Impédance complexe



● Fonction de transfert

➔ Modèle mathématique de la relation entre l’entrée VE et la sortie V

S d’un

système linéaire, le plus souvent invariant



● Diagramme de Bode➔ Représentation graphique de l’évolution en fonction de la fréquence :

➢ du gain de la fonction de transfert d’un système, noté |G(jw)| ;➢ de la phase de cette fonction de transfert, notée arg(G(jw))

On choisit souvent une représentation logarithmique en décibels (dB) pour le gain :

|G|dB

= 20 . log (|G(jw)|)



● Exemple 1er ordre

VER

CV

S




VER

CV

S

w20 * log(|G(jw)|)

w0

arg(G(jw))

-20 dB/dec

-90°

Avec w0 = 1/RC




ww0

+20 dB/dec

R VS

CVE

arg(G(jw))

+90°

20 * log(|G(jw)|)

Avec w0 = 1/RC



● Diagramme de Bode - Représentation asymptotique

ww0

+20 dB/dec

arg(G(jw))

+90°

20 * log(|G(jw)|)

ww0

+20 dB/dec

arg(G(jw))

+90°

20 * log(|G(jw)|)

G(jw) = j.w / w0

G(jw) = 1 + j.w / w0

ww0

-20 dB/dec

arg(G(jw))

-90°

20 * log(|G(jw)|)

ww0

-20 dB/dec

arg(G(jw))

-90°

20 * log(|G(jw)|)

G(jw) = 1 / (j.w / w0)

G(jw) = 1 / [ 1 + j.w / w0]


Transmission par la lumièreTransposition en fréquence

● Filtrage➔ Filtrage actif

➔ MF4 / UAF42

Transposition en fréquence




● Exemple 1 : ADSL / Téléphonie mobile

http://www.testeur-adsl.com/




http://www.kitz.co.uk/adsl




http://www.universfreebox.com/

http://www.senat.fr/


Transmission par la lumièreTransposition en fréquence / Multiplexage

● Exemple 2 : Radio-TV numérique

http://www.next-up.org/

CANAL NUMERIQUE CANAL ANALOGIQUE

IMAGE / COULEUR / AUDIO

1 SEULE CHAINE

JUSQU’A 8 CHAINES HD/SD



● Plage de fréquences Wikipedia – Onde radio



● Plage de fréquences

http://www.ondes-radio.orange.com/



● Plage de fréquences – Haute Fréquence Wikipedia – Onde radio



● Principe de modulation



● Principe de démodulation



● Filtrage Passe-basFpass = 200;Fstop = 500;Apass = 1;Astop = 65;



● Réalisation pratique

X XRF RF

OL OL

m(t)

p(t) p(t)

s(t)



● Réalisation pratique➔ Multiplication analogique – AD633

➔ Avec des transistors



● Réalisation pratique – Transmission FM➔ Phase Locked Loop➔ Voltage Controlled

Oscillator

Multiplexage en longueur d’onde



Transmission par la lumièreMultiplexage en longueur d’onde

● Principe

http://www.larousse.fr/encyclopedie/



● Principe

Wikipedia

http://www.connectdata.fr/



● Réalisation pratique / Ampli audio



● Réalisation pratique / Emetteur

Source Effilux - 24V



● Réalisation pratique / Récepteur

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