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Responsable(s) Christian S. Gargour

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Christian S. Gargour


PLAN DE COURS

Automne 2021
ELE666 : Traitement numérique des signaux (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7483,7694,7883
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE431    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 33,3 % 66,7 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
 Qualité visée dans ce cours  
Qn
   Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours

Au terme du cours, l’étudiant pourra analyser certains types importants de filtres numériques, les synthétiser à partir de spécifications données et en évaluer les performances.

Les signaux à temps discret. Échantillonnage, quantification, introduction aux techniques de base du traitement numérique du signal. Transformée en Z. Stabilité. Transformée de Fourier discrète. Convolution. Classification, caractéristiques, approximations, propriétés et méthodes d'analyse des filtres numériques. Méthodes de conception des filtres de type RII et RIF. Étude de quelques structures. Quantification des coefficients et bruit d'arrondissement. Traitement multicadence des signaux.

Séances de laboratoire CAO, simulation et réalisation de filtres numériques à l'aide de microprocesseurs.



Objectifs du cours

Familiariser l'étudiant(e) avec certaines méthodes et certains concepts couramment utilisés en traitement numérique des signaux en général et de filtrage numérique en particulier; le ou la rendre capable de les utiliser pour analyser un système simple.

 

Rendre l'étudiant(e) capable d'effectuer la synthèse de filtres numériques récursifs et non récursifs à partir de spécifications données, de les simuler et d'utiliser un système de traitement numérique des signaux en temps réel basé sur un processeur dédié pour les réaliser.



Stratégies pédagogiques

Cours magistraux  (1 cours magistral par semaine)

Enseignement théorique appuyé sur de nombreux exemples d'applications.

 

Travaux pratiques (4 heures toutes les deux semaines)

Deux types de séances de laboratoire sont prévus, soit les séances de simulation et celles d'utilisation d'un système basé sur microprocesseur dédié au traitement des signaux.

 

Les étudiant(e)s forment des équipes de deux étudiant(e)s au début de la session. Les membres de chaque équipe sont conjointement responsables de toutes les étapes menant à la présentation d'un rapport de laboratoire. Celui-ci devra être présenté deux semaines après la séance de laboratoire correspondante. Le dernier rapport de laboratoire devra être remis avant l’examen final. Aucun rapport de laboratoire remis en retard ne sera accepté sans autorisation spéciale préalable du professeur.

 

Des exercices et problèmes seront régulièrement donnés à résoudre à l'étudiant(e).  Les solutions seront fournies par la suite.

 

Travaux à remettre

Six (6) rapports de laboratoire.



Utilisation d’appareils électroniques

Carte de processeur dédiée au traitement du signal.



Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 13:30 - 17:30 Laboratoire aux 2 semaines
Vendredi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Christian S. Gargour Activité de cours Christian.Gargour@etsmtl.ca
01 Yassine Kali Laboratoire aux 2 semaines yassine.kali@etsmtl.ca



Cours
Date Contenus traités dans le cours Heures
  Signaux discrets et systèmes linéaires invariants  Signaux de base. Échantillonnage. Linéarité. Invariance temporelle. Causalité.  Réponse impulsionnelle et convolution. Équations aux différences. Systèmes récursifs et non récursifs. 3 heures
  Transformée des Fourier des signaux discrets  Transformée de Fourier continue (TFC) : calcul, propriétés. Transformée de Fourier discrète (TFD) : calcul, propriétés. Transformée de Fourier rapide (TFR) : algorithmes de base. 3 heures
  Transformée en Z   Définitions. Propriétés. Régions de convergence. Transformée inverse. 4,5 heures
  Fonctions de transfert, stabilité et réponses fréquentielles  Fonction de transfert, causalité, stabilité d'un SLIT. Réponses fréquentielles d’un SLIT. Fonctions de transfert à déphasage linéaire, à déphasage minimal, du second ordre, en peigne, passe-tout. 4,5 heures
  Structures de systèmes discrets  Représentation de SLI par diagrammes blocs et par graphes de fluence.  Structures de base pour les systèmes RII et pour les systèmes RIF. Structures en treillis. Effets de la quantification des coefficients. Microprocesseurs dédiés au traitement des signaux.   6 heures
  Méthodes de synthèse des filtres RII  Synthèse à partir des filtres analogiques. Méthode de la réponse impulsionnelle invariante. Transformation bilinéaire. Autres transformations. 6 heures
  Méthodes de synthèse des filtres RIF  Méthodes des séries de Fourier et des fenêtres. Autres méthodes. 6 heures
  Systèmes multicadences  Décimation. Interpolation. Filtres miroirs en quadrature. Reconstruction parfaite. 6 heures
  Total 39



Laboratoires et travaux pratiques
Date Description Heures
  SLIT et Convolution  4 heures
  Transformée de Fourier  4 heures
  Réponses en fréquences  4 heures
  Filtres récursifs 4 heures
  Filtres non récursifs 4 heures
  Décimation et interpolation 4 heures
  Total 24



Utilisation d'outils d'ingénierie

Logiciel : MATLAB

Calculatrice symbolique : TI nSpire


Évaluation
Activité Description % Date de remise
  Examen mi-session 30 % Vendredi 1er octobre 2021
  Examen final 40 % à déterminer
 

Mini-test (2)

5 %

Mini-tests 1 Vendredi 17 septembre 2021

Mini-tests 2 Vendredi 22 octobre 2021
  Laboratoires 25 % à déterminer

 



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 1 octobre 2021



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Tout travail remis en retard pourra être refusé ou pénalisé selon les circonstances qui seront évaluées par l'enseignant.



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

GARGOUR, C.S., M. Gabrea et V. Ramachandran, Traitement numérique des signaux, 3e édition, École de technologie supérieure et Presses de l’Université du Québec, 2013.

GARGOUR, C.S., ELE666 Traitement numérique des signaux, Solutionnaire,  ÉTS,  Version: Hiver 2007.



Ouvrages de références

PROAKIS, J.G., MANOLAKIS, D.G., Digital Signal Processing, Principles, Algorithms, and Applications, 4th Ed., Prentice Hall, 2007.

HAYES, M.H., Digital Signal Processing, Schaum Outline Series, McGraw-Hill, 1999.

MITRA, S.K., Digital Signal Processing, A Computer Based Approach, McGraw-Hill, 4 th Ed.

OPPENHEIM, A.V., SCHAFER, R.W., BUCK, J.R., Discrete-Time Signal Processing , 3nd Ed., Prentice-Hall, 2010.

IFEACHOR, C.E., JERVIS, B.W., Digital Signal Processing: A Practical Approach, 2nd Ed., Addison-Wesley, 2002.

R. CHASSAING , Digital Signal Processing and Applications using the TMS320C6713 and TMS320C6414 DSK, 2nd Ed., Wiley-Interscience, 2008.

The MATHWORKS INC., Using MatLab, 2002.

The MATHWORKS INC., Signal Processing Toolbox, 2002.

The MATHWORKS INC., Using Simulink, 2002.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca/