les signaux caracteristiques des grandeurs electriques

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CARACTERISTIQUES DES GRANDEURS ELECTRIQUES
1. NOTION DE SIGNAL
1.1 DEFINITION
On appelle signal le phénomène physique, porteur d'une information dans un milieu, dont la valeur des différentes
caractéristiques est susceptible d'être mesurée.
Généralement dans les métiers de l’Electronique, on désigne par signal, la représentation temporelle graphique
ou visuelle d'une grandeur physique en fonction du temps.
Remarque : En électronique, les signaux rencontrés sont, le plus souvent, représentatifs d'une tension électrique
ou de l'intensité d'un courant électrique.
1.2 REPRESENTATION TEMPORELLE
Elle se fait à l'aide d'un repère dont l'origine est l'intersection de deux axes orientés :
o L'axe des ordonnées
Il véhicule la graduation nécessaire à la
mesure de la grandeur physique à
représenter.
o L'axe des abscisses
C'est l'axe des temps.
t (s)
0
Grandeur
physique
observée
Remarque : L'axe des temps n'est pas gradué en fonction de la valeur réelle de l'instant, comme une montre, mais
en fonction de l'intervalle de temps séparant le moment observé de l'instant initial, comme un chronomètre ; ce
qui explique que cette représentation est appelée, aussi, chronogramme.
On désigne par instant initial, l'instant correspondant au début de l'observation. On l'appelle également instant
origine et se note, généralement, t0.
1.3 VALEUR INSTANTANEE
Définition : On appelle valeur instantanée, la valeur de la grandeur physique à l'instant t.
Notation : A chaque grandeur physique est associée une lettre, la valeur instantanée de la grandeur physique se
note à l'aide de cette lettre écrite en minuscule.
Exemples : u (t) : tension instantanée ou valeur de la tension à l'instant t.
i (t) : intensité instantanée ou valeur de l'intensité du courant à l'instant t.
Illustration :
t (s)
0
u (V)
t1t t
2 3 t4
4
2
- 2
 Résultats :
u (t1) = ............
u (t2) = ............
u (t3) = ............
u (t4) = ............

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2. LES DIFFERENTES FORMES DE TENSION ET D'INTENSITE DE COURANT
Il existe des allures très différentes de signaux. Nous distinguerons, pour le moment, deux signaux, le continu et le
variable.
2.1 SIGNAL CONTINU (DC) - REGIME CONTINU
Définition : On appelle signal continu, un signal dont la valeur instantanée est constante.
Notation : La valeur instantanée d'un signal continu étant constante, on lui associe une notation qui fait abstraction
du temps.
o Pour une tension continue, on note IU
o Pour une intensité de courant, on note II (avec des indices le cas échéant)
En général, on note en majuscule toute caractéristique constante d'une grandeur physique.
Illustration :
t (s)
u (V)
Régime continu : Le régime d'utilisation d'un circuit ou d'un appareil électrique nous renseigne sur la nature du
signal (tension ou courant) qui doit lui être appliqué. (DC ou - - - ).
Mesure : La mesure d'une tension ou d'une intensité de courant continue s'effectue sur un voltmètre ou sur un
ampèremètre positionné sur un calibre DC ou - - - .
2.2 SIGNAL VARIABLE
Il existe des formes très différentes de signaux variables. Nous distinguerons, dans un premier temps, cinq cas de
signaux variables, le signal unidirectionnel, le signal bidirectionnel, signal périodique, signal alternatif et le signal
symétrique.
 Signal unidirectionnel
Définition : C'est un signal dont la valeur instantanée ne change pas de signe.
Illustration :
t (s)
u (V)
 Signal bidirectionnel
Définition : C'est un signal dont la valeur instantanée change de signe.
Illustration :
t (s)
u (V)

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 Signal périodique
Définition : Un signal périodique est un signal dont
la valeur instantanée se répète de façon identique à
elle même, à intervalles de temps réguliers.
La valeur de cet intervalle de temps est appelée
période du signal, c'est une grandeur positive elle
se note T et s'exprime en seconde (s).
Un signal périodique vérifie la relation suivante :
u (ti) = u (ti + n.T) avec n Z
Remarques : Au poste de mesure, l'oscilloscope
nous permettra de visualiser des tensions
périodiques. Dans certaines études, on considère
que le signal continu est un signal périodique de
période infinie (T ).
Illustration :
t (s)
u (V)
1 1 1
t t + T t + 2T
1
u (t )
T
 Signal alternatif
Définition : Un signal est alternatif lorsque sur
une période on vérifie la relation suivante :
S = S1 + S2 = 0
Considérons le signal ci-contre où S1 et S2 sont 2
aires algébriques telles que :
S1 > 0, car elle correspond à un domaine où
u (t) est positive
S2 < 0, car elle correspond à un domaine où
u (t) est négative
Si S = S1 + S2 = 0 alors le signal est alternatif.
Illustration :
t (s)
u (V)
S
1
S
2
T
 Signal symétrique
Définition : Un signal est symétrique lorsqu'il vérifie la
relation suivante :
u(
T
2
- t) = - u(
T
2
+ t)
Remarque : Un signal symétrique est périodique,
bidirectionnel et alternatif.
Illustration :
t (s)
u (V)
T/2
u(T/2 - t)
u(T/2 + t)
2.3 SIGNAUX RENCONTRES
 Signal échelon
Définition : Un tel signal présente une
brusque variation de sa valeur instantanée
d'une valeur à une autre valeur.
Remarque : Si t > te, le signal pourra être
assimilé à un signal continu.
Illustration :
t (s)
u (V)
te

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 Signal en dents de scie
Illustration :
t (s)
u (V)
0 T 2T 3T
 Signal sinusoïdal
Illustration :
t (s)
u (V)
0
T
Remarque : C'est un signal symétrique.
 Signal en créneaux
 Signal en créneaux symétriques
Illustration :
t (s)
u (V)
 Signal en créneaux unidirectionnels
Ces signaux sont largement utilisés pour représenter l'évolution de grandeurs électriques modéliser par des
variables binaires.
Illustrations :
t (s)
u (V)
H
t (s)
u (V)
T
T
H

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 Signaux carré, rectangulaire ou impulsionnel.
Définition : On désigne par rapport cyclique le quotient TH / T du signal en créneaux où TH et T
représentent respectivement :
o l'intervalle de temps pendant lequel le signal est à son niveau haut
o la période du signal.
Remarques :
 Un signal en créneaux est qualifié de signal carré lorsque son rapport cyclique est égal à 1/2 (0.5).
 Un signal en créneaux est qualifié de signal rectangulaire lorsque son rapport cyclique est différent de 0,5.
 Un signal en créneaux est qualifié de signal impulsionnel lorsque son rapport cyclique est très inférieur à
0.5.
Travail à faire : Déterminez les rapports cycliques des signaux suivants.
t (s)
u (V)
H
Rc =
t (s)
u (V)
T
T
H
Rc =