Filtrage du bruit sur un signal

[Linuxman99]

Bonjour à tous ,

Je me pose une question existentielle pour moi concernant le filtrage d'un bruit sur un signal:
Quels sont les méthodes qui permettent d'annuler le bruit , vous raisonnez de manière temporelle ou fréquentielle pour le choix du filtre approprié ?
Deuxième chose :
L'allure d'un signal bruité donne : 2 signaux ou un mélange des 2 dans un même signal ?
Si les bruit et le signal ont tout les 2 la même fréquence (dans le spectre du signal temporel )Amplitude =f(temps) [Je me trompe peut être ], comment peut on faire un filtrage dans ce cas la ?
Je suis perdu , j'ai beau essayé de faire des recherches sur internet mais c'est un peu compliqué vu mon niveau d'expérience actuel .

Merci pour toute clarification
et encore merci
et merci encore
et encore
et...
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[invitee05a3fcc]

L'allure d'un signal bruité donne : 2 signaux ou un mélange des 2 dans un même signal ?

C'est la même chose !
Tu as un signal. Il est composé d'un spectre de fréquence. Si une partie du spectre est perturbateur, tu vas l'éliminer (un peu, beaucoup ...) avec un filtre qui va atténuer la partie du spectre nuisible

Si les bruit et le signal ont tout les 2 la même fréquence

Là, c'est impossible à séparer .

Tu as aussi une autre méthode d'élimination du bruit, c'est la méthode de corrélation (détection synchrone).

Tu injectes un signal de phase et de fréquence connues dans un équipement. En sortie, tu veux connaitre l'amplitude du signal mais il est noyé dans la choucroute !

Tu fais le produit du signal de sortie avec le signal d'entrée. Toutes les composantes fréquentielles vont donner une valeur moyenne nulle . sauf le signal que tu recherches.
http://www.physique.ens-cachan.fr/la...e_low_cost.pdf
http://www.htds.fr/fr/optoelectroniq...ion-synchrone/

[penthode]

on les reconnait les radaristes

[invitee05a3fcc]

on les reconnait les radaristes

Comment tu sais que j'ai fricoté un temps avec des radars ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[penthode]

y'a qu'eux qui maitrisent la corrélation !

[invite936c567e]

Bonsoir

Un bruit est une composante indésirable qui se conjugue avec le signal utile, de sorte qu'on se retrouve avec un signal.

Que le signal et le bruit occupent la même bande de fréquence et présentent des amplitudes similaires n'est pas forcément un problème.

En fait, ce n'est pas le signal par lui-même qui est important, mais l'information qu'il représente et qui est généralement véhiculée au moyen d'une modulation. En utilisant une modulation adéquate, choisie en fonction des caractéristiques du bruit subi, on peut arriver à atténuer suffisamment les conséquences de ce bruit pour extraire correctement l'information transmise par le signal.

Le principe général du filtrage repose sur l'élimination de la part du bruit qui n'est pas conforme aux propriétés remarquables du signal qui portent l'information, la part restante du bruit dans le signal filtré devant être suffisamment limitée pour ne pas induire d'erreur dans l'interprétation de l'information.

Ces propriétés se limitent souvent à l'amplitude ou à la fréquence. Mais elles peuvent également être caractérisées de façon beaucoup plus complexe (comme par exemple par la répétition d'un motif, la correspondance avec des solutions approchées d'un système d'équations mathématiques ou le respect d'une loi statistique). Par le biais de cette modulation/démodulation, le filtrage peut s'avérer beaucoup plus sophistiqué et efficace que celui réalisé par un filtre linéaire électronique à base de cellules RLC et d'amplis.

Pour avoir un avant-goût de la complexité des modulations envisageables, il suffit de lire une description du signal émis par les satellites GPS (on en trouve un peu partout sur Internet), qui paraît complètement noyé dans le bruit lorsqu'il est traité par les récepteurs terrestres, mais duquel ces derniers arrivent enocre à extraire les informations utiles.

Les techniques de modulation et de filtrage existantes et imaginables sont tellement nombreuses qu'il paraît illusoire de vouloir en faire une liste exhaustive.

[jiherve]

Bonjour,

y'a qu'eux qui maitrisent la corrélation !

Non tous ceux qui doivent traiter des signaux analogiques prévisibles le font. La détection synchrone est un incontournable dans beaucoup de domaines en particulier pour la conversion synchro/numérique à 400Hz ou la mesure de très faibles tensions continues par la méthode du chopper!
JR

[C2H5OH]

Bonjour à tous,

Oui, il y a énormément de domaines où on cherche à mettre en évidence un signal donné dans un bruit qui occupe le même spectre. Autre exemple, la détection d'une émission de spectre étalé ( CDMA): On multiplie le signal reçu par le code de façon à trouver le signal codé.

[Linuxman99]

En utilisant une modulation adéquate, choisie en fonction des caractéristiques du bruit subi, on peut arriver à atténuer suffisamment les conséquences de ce bruit pour extraire correctement l'information transmise par le signal.

et si par exemple on ne connait pas le bruit que subira le signal d'avance ?
Lorsque vous parlez de filtrage , vous devez se baser sur le spectre du signal dans le domaine spectrale Puissance =f(Fréquence) ? ou juste regarder l'allure du signal dans le domaine temporel ?
je suis un peu perdu avec toutes ses explications sur internet , je cherche à comprendre es choses de facon simple .

Merci

[jiherve]

bonsoir,
la connaissance nécessaire est celle du signal espéré!
JR

[Vincent PETIT]

Pour filtrer on va regarder l'aspect fréquentiel d'un signal, son aspect temporel quant à lui, tel qu'on le voit sur un oscillo, sert à faire des mesures de niveaux, de fréquences, évaluer le niveau du bruit sur le signal, mesurer un ripple, constater du jitter etc...

Je vais vulgariser pour déboiser un peu l'idée sous-jacente.

Un signal, carré par exemple, a une signature spectral (un ensemble de sinusoïde répartie sur différentes fréquences). Ce spectre a un étalement qui démarre avec la première raie (f0) qui est la composante continue, ensuite la raie (f1) qui est la fréquence fondamentale, puis les fréquences (f2, f3, ...) qui sont les harmoniques de rangs paires et impaires qui vont, pour un signal carré, en s'atténuant. Pour le bruit, c'est pareil, il a une signature spectrale avec un étalement souvent très très grand et avec plus ou moins d'atténuation, voir pas d'atténuation pour un bruit blanc par exemple ou même carrément une amplification linéaires des hautes fréquences pour le bruit bleu. https://fr.wikipedia.org/wiki/Bruits_color%C3%A9s. Lorsque tu fais un bon design électronique, on dit que tu as un bon rapport signal bruit. C'est à dire que la puissance du signal est très grande devant la puissance du bruit (P_signal / P_bruit = grand donc bruit insignifiant donc pas très gênant)

Maintenant prenons un filtre passe bas. Si tu imagines la réponse de ce filtre passe bas sur un diagramme de bode, tu vois qu'il a une bande passante et une fréquence de coupure à partir de la quelle on constate une atténuation. Et bien lorsqu'on veut filtrer, on va choisir un filtre de telle sorte que la signature spectrale du signal carré rentre dans la bande passante du filtre. En d'autres mots, le filtre va atténuer tout ce qui va au delà de la signature spectrale du signal carré.

Qu'est ce qui se passe réellement ou physiquement (en vulgarisant un peu) ?
Le filtre passe bas va couper la partie haute fréquence du spectre du bruit et celui ci perdra de sa densité spectrale et donc de sa puissance. Cela améliore le rapport signal bruit. C'est pour ça que sur une représentation temporelle, comme sur l'oscillo, on voit que le bruit a diminuer.


Cette description est simplifiée mais c'est ce qui se passe en gros.