[traitement de Signal]- Fenêtrage et filtrage d'un signal EN PRATIQUE !

[schrom007]

Bonjour à toutes et tous,

Après quelques recherches sur le net et une recherche plus approfondie sur le forum, je n'ai pas trouvé réponse à mes questions au sujet du fenêtrage et du filtrage d'un signal en pratique.
Je m'explique:

Dans mon cours, nous voyons de manière théorique l'aspect fenêtrage(filtrage) temporel, f(t), et le filtrage fréquentiel, F(f).
-s(t) étant le signal de sortie et e(t) étant le signal d'entrée.

Par les mathématiques, nous pouvons voir:
-fenêtrage temporel:
s(t)=e(t) . f(t) <=F=> S(f)=E(f) * F(f) où .=produit simple et *=produit de convolution

-filtrage fréquentiel:
s(t)=e(t) * f(t) <=F=> S(f)=E(f) . F(f)

Voilà ce qu'il en est pour l'aspect théorique.

Mon problème est le suivant, dans la pratique, comment effectuons-nous ces opérations de fenêtrage et de filtrage ? Avec quelle genre de composant ?

Si je prends l'exemple de la simple et double alternance (que j'ai dans mon cours), je dois filtrer la simple alternance Pièce jointe 190890

j'aurais envie de mettre une capacité qui va lisser et être utilisé comme un filtre passe-bas. Si j'ai bien compris,dans le cas idéal la capacité va éliminer le spectre non désiré à partir d'une fréquence déterminée par le choix de cette capacité.Pièce jointe 190892

Pour le cas du redresseur double alternance à partir d'un pont de 4 diodesPièce jointe 190891, j'aurais tendance à faire pareil et ajouter une capacité qui sera moins grosse que dans le cas de la simple alternance car l'espace entre deux "pics" du signal sont moins espacés.
Vu qu'ici le spectre de la double alternance est moins étalé et plus fourni à basse fréquence, l'élimination de la partie du spectre non désirée se fera d'autant mieux.Pièce jointe 190893

Suis-je dans le bon ?

Evidemment, là je suis dans le monde des bisounours, je ne tiens pas compte du bruit et mon signal est parfait.

C'est là que je décroche, si j'ai un signal quelconque avec son spectre de ce style SpectreSignalQuelconqueBIs.jpg

comment faire un filtrage de la partie centrale de ce filtre ??? On me parlait dans mon cours de fonction rectangulaire.

Je vous remercie d'avance pour vos réponses. J'avoue que je suis un peu perdu pour passer de la théorie à la pratique vu que j'ai peu de notions en électronique.

Bien à vous.
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[indri]

Un pont redresseur n'est pas un vrai filtre, on prend la tension max...un filtre passe-bas prendrait la valeur moyenne!

Sinon les filtres c'est : circuits RC, RL, LC et compagnies pour les passifs et tu a des filtres actifs à AOP (sallen-key, ...)

[schrom007]

Un pont redresseur n'est pas un vrai filtre, on prend la tension max...un filtre passe-bas prendrait la valeur moyenne!

Sinon les filtres c'est : circuits RC, RL, LC et compagnies pour les passifs et tu a des filtres actifs à AOP (sallen-key, ...)

Un pont redresseur avec en parallère une capacité comme filtre fait que nous aurons un circuit filtrant, il me semble ?!

[DAUDET78]

Tu fais du filtrage numérique ou analogique ? dans les deux cas, je n'ai jamais, personnellement, entendu parler de fenêtre de filtrage.
Par contre , si tu fais une FFT, alors là, il faut prélever un échantillon durant une période de temps et on met une fenêtre astucieuse. Mais tout est fait en numérique et c'est le traitement qui applique la fenêtre .

[A voir en vidéo sur Futura]

[indri]

Un filtre atténue une gamme de fréquence!

Le pont redresseur lui va modifier le spectre fréquentiel (un sinus 50hz par ex va etre transformé en demi-sinus positif 100 Hz) ce que n'est pas sencé faire un filtre.

Effectivement la capa va faire office de "filtre" passe bas apres le pont redresseur

[schrom007]

Tu fais du filtrage numérique ou analogique ? dans les deux cas, je n'ai jamais, personnellement, entendu parler de fenêtre de filtrage.
Par contre , si tu fais une FFT, alors là, il faut prélever un échantillon durant une période de temps et on met une fenêtre astucieuse. Mais tout est fait en numérique et c'est le traitement qui applique la fenêtre .

Voilà un cours de traitement de signal très semblable au mien sauf la partie filtre que je n'ai pas (j'ai même l'impression que mon prof l'a copié) ainsi tu pourras voir à ton aise page 28 le fenêtrage. Analogique mais on pourrait le faire en numérique.

Mon but est de comprendre l'aspect pratique du cours... Mon prof m'a donné un exercice simple , un signal simple alternance et un signal double alternance, je devais calculer leur spectre (série de fourier vu qu'ils sont une périodicité, easy game) mais à l'examen il me demande d'expliquer comment je vais supprimer complètement la partie du spectre au délà de 250 KHz par exemple en sachant que la fréquence propre est de 25Hz, on fait bien donc un filtrage fréquentiel.

Je n'ai jamais été très fort en électronique et donc je me suis souvenu après l'examen vaguement du pont de redresseur à simple et double alternance, avec comme filtre la capacité en parallèle (filtre passe-bas) mais n'étant pas à l'aise avec l'électronique, je demande l'avis d'expert pour mettre en pratique (quel composant j'utilise, mis de quelle manière) ce qui a été vu en théorie...

[DAUDET78]

un signal simple alternance et un signal double alternance, je devais calculer leur spectre (série de fourier vu qu'ils sont une périodicité, easy game)

Donc , ce n'est pas du filtrage, mais de l'analyse FFT .... ma boule de cristal avait bien vu !
Le but de la forme de la fenêtre, ce n'est pas d'éliminer les fréquences au delà de 250Khz (par exemple), mais de ne pas trop modifier le spectre de fréquence (artefact) par la prise d'un échantillon temporel de mesure .
Faire la théorie du fenêtrage n'est pas dans le domaine d'un forum mais d'un cours sur le traitement du signal

[schrom007]

Donc , ce n'est pas du filtrage, mais de l'analyse FFT .... ma boule de cristal avait bien vu !

Ma question ne porte pas sur la théorie du fenêtrage mais la mise en pratique de cette théorie. Excusez moi d'insister mais je ne demande pas de calculer ou d'analyser en FFT mais bien de savoir avec quel composant je peux filtrer le spectre d'un signal (en fréquence donc) ou encore filtrer un signal (en temporel)...

Le but de la forme de la fenêtre, ce n'est pas d'éliminer les fréquences au delà de 250Khz (par exemple), mais de ne pas trop modifier le spectre de fréquence (artefact) par la prise d'un échantillon temporel de mesure .

1) En effet, mon prof ne veut pas modifier le spectre mais il veut "laver"(supprimer) par exemple les harmoniques de rangs supérieurs au rang 5 (n=5 en fourier).
Pour parler par rapport à un exemple concret en électromécanique-électronique de puissance (dans mon domaine mais j'aime moins), lorsqu'on pilote un moteur avec un onduleur triphasé en partant d'une tension en onde pleine. La tension aura des harmoniques d'où le courant qu'il va créer également aura des harmoniques et dans le cas du moteur, on utilise le courant,I, et le flux,Phi, pour faire un couple C (C =K*Phi*I, environ) nous aurons la création d'hamoniques de couple qui créent ce qu'on appelle le phénomène de cogging (=à basse vitesse, les harmoniques sont importantes et le couple utile est parasité par le couple créé par ces harmoniques de couple, le moteur avance par "à coups".) d'où il est important d'avoir une bonne tension à la base càd un bon spectre (avec le moins d'harmoniques possible).

Voilà une autre raison du pourquoi j'aimerais savoir comment laver ma tension pour reprendre l'exemple cité plus haut.
2)Que voulez vous dire par "artefact" ?

[DAUDET78]

http://fr.wikipedia.org/wiki/Artefact
Si tu fais un filtre numérique
Il n'y a pas de fenêtrage . Par contre, il faut un filtre anti-repliement avant la conversion analogique/numérique

Si tu fais un calcul de spectre
Non, la forme de la fenêtre temporel ne change pas les limites du spectre de fréquence du signal analysé.
En gros, je prend une sinusoïde de 50 Hz que je veux analyser avec une fenêtre rectangulaire de 200ms
Supposons que la fenêtre commence avec un déphasage de 90° par rapport à la sinusoïde. Le premier échantillon commence avec la tension crête. Pour la FFT, il y a donc une transition brutale de 0V à 1V (par exemple) . Donc la FFT va montrer des harmoniques qui n'existent pas réellement dans le signal à analyser ( c'est un Artefact !)
Si par contre on utilise une fenêtre avec un profil de trapèze (par exemple), il n'y a plus cette transition brutale et le spectre calculé est plus conforme à la réalité.

Bref, on ne va pas faire ici un cours de traitement du signal

PS : Ce genre de traitement est fait avec un processeur DSP qui permet de :

• Faire la conversion analogique digital
• De pondérer ces échantillons avec le gabarit de la fenêtre
• De faire les dizaines de milliers d'addition/multiplication pour faire le calcul de la FFT

[schrom007]

Merci de votre réponse, Daudet78 !

ça m'aide déjà plus !