1 . Caractérisation des signaux électriques

Caractérisation d’un signal électrique
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I Définition
Un signal est la variation d’une grandeur électrique qui peut être une tension
(exprimée en Volts (V)) ou un courant (exprimé en Ampères (A)).
Pour une tension on parle aussi de différence de potentiel (différence de deux
tensions à deux points différents du circuit électronique). En général la tension (ou différence
de potentiel est référencée sur un point du circuit par rapport à la masse (0V).
Pour un courant on parle aussi d’intensité du courant circulant à travers un
composant du circuit (résistance, potentiomètre, inductance, condensateur, diode
électroluminescente,…).
Exemple :
II Classification
Il existe trois grands types de signaux :
-les signaux analogiques,
-les signaux logiques,
-les signaux numériques.
II.1 Les signaux analogiques
Ce sont des signaux dont la grandeur électrique (courant ou tension) varie de façon
continue dans le temps.
V
PT36
VPT36 est appelée la
différence de potentiel
entre la pointe test
« PT36 » et la masse.
C’est le symbole de la la
référence (masse) (ici
0V).
IC13 est appelé le
courant circulant dans
le condensateur C13.
Temps(s)
Grandeur électrique

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II.2 Les signaux logiques
Ce sont des signaux dont la grandeur électrique (courant ou tension) ne peut prendre
que deux valeurs distinctes.
Pour ces deux valeurs on parlera d’un niveau logique 1 (NL1) ou d’un niveau logique
0 (NL0).
II.3 Les signaux numériques
Contrairement aux autres signaux, ils n'ont pas qu'une seule composante (ils circulent
sur plusieurs fils constituant eux-même un bus). Il faut plusieurs conducteurs pour faire
circuler l’information.
Ils sont en fait constitués de plusieurs signaux logiques qui représentent un nombre
codé en binaire.
Remarque :
Un signal numérique est destiné à être relié à un bus de donné (ou à un Port
d’entrées/sorties) d’un microcontrôleur, qui stockera en mémoire la valeur du nombre du
signal numérique.
Il faudra différencier le signal numérique qui est un nombre composé par plusieurs
signaux logiques et qui se trouve externe au microcontrôleur et variable logicielle qui
représente le même nombre mais qui est stocké en mémoire et qui est donc interne au
microcontrôleur.
Temps(s)
Grandeur électrique
NL1
NL0
Temps(s)
Signal logique 1
NL1
NL0
Temps(s)
Signal logique 2
NL1
NL0
Temps(s)
Signal logique 3
NL1
NL0
Temps(s)
Signal numérique (SL3,SL2, SL1)
NL1
NL0
100 101 111 000 001 011 100 011 010 111

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III Caractérisation des signaux électriques
On caractérise un signal électrique par :
-sa forme,
-sa période (ou fréquence),
-son amplitude,
-sa valeur moyenne (ou sa composante continue).
III.1 La forme d’un signal électrique
On distingue 5 formes différentes :
-forme sinusoïdale,
-forme triangulaire,
-forme rectangulaire,
-forme en dent de scie,
-forme quelconque.
-Forme sinusoïdale :
-Forme triangulaire :
-Forme rectangulaire :
-Forme dent de scie :
Un signal de forme quelconque est un signal qui ne peut pas être catalogué dans
l’une des 4 formes ci-dessus.
III.2 La période d’un signal électrique
On dit qu’un signal électrique est périodique lorsque la même forme se répète par
cycles (voir chronogramme page 3/4).
La durée d’un cycle est définie comme étant la période du signal électrique.
On la note T et elle s’exprime en secondes.
Grandeur électrique
T (période)
Valeur moyenne
Valeur maximale
Valeur minimale
forme
Temps(s)
Temps(s)
Temps(s)
Temps(s)
Temps(s)

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A partir de la valeur de la période (T) on peut obtenir la valeur de la fréquence (F) à
partir de la relation suivante :
T
1
F=
==
=
La fréquence s’exprime en Hertz (Htz).
III.3 La valeur moyenne d’un signal électrique
Un signal électrique complexe peut être décomposé en somme de deux signaux
distincts : la composante continue (valeur moyenne) et la composante alternative.
Signal électrique complet = composante continue + composante alternative
III.4 L’amplitude d’un signal électrique
On distingue plusieurs définition pour l’amplitude d’un signal électrique :
Amplitude positive=valeur maximale-valeur moyenne
Amplitude négative=valeur minimale-valeur moyenne
Amplitude crête à crête=valeur maximale-valeur minimale.
Pour certains signaux électriques, il se peut que la relation suivante existe :
Amplitude positive = -Amplitude négative
III.5 Le rapport cyclique
Pour les signaux logiques on peut définir le rapport cyclique :
T
T
H
=
==
=α
αα
α
Avec T
H
: durée à l’état haut, exprimée en secondes.
T : période du signal logique, exprimée en secondes.
Temps(s)
Grandeur électrique
NL1
NL0
T
TH
Grandeur électrique
Temps(s)
Valeur maximale
Valeur minimale
Valeur moyenne
Amplitude
positive
Amplitude
négative
Amplitude
crête à crête