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Séance de cours

Bruit intrinsèque: Capteurs dans l'instrumentation médicale

Dans cours

EE-511: Sensors in medical instrumentation

Fundamental principles and methods used for physiological signal conditioning. Electrode, optical, resistive, capacitive, inductive, and piezoelectric sensor techniques used to detect and convert physiological information to electrical signals. Medical dev ...

Description

Cette séance de cours couvre le concept de bruit intrinsèque dans l'instrumentation biomédicale, en mettant l'accent sur le bruit thermique et le bruit de tir. Il explique comment les mouvements aléatoires d'atomes affectent les électrons conducteurs, conduisant à la génération de bruit. La séance de cours se penche également sur la densité spectrale du bruit et fournit des exemples de paramètres sonores dans les amplificateurs.

Enseignant·e·s (2)

Kamiar Aminian

Kamiar Aminian received the M.S. degree in electrical engineering in 1982, the Ph.D degree in biomedical engineering in 1989 and the Postgraduate degree on technical computing in 1993 from Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). He was assistant professor (1994-1996) with Sharif University of Technology (Tehran). He joint EPFL in 1996 where he is currently Professor of medical instrumentation and the director of the Laboratory of Movement Analysis and Measurement in the Institute of Bioengineering of EPFL. His research interests include methodologies for human movement monitoring and analysis in real world conditions mainly based on wearable technologies and inertial sensors with emphasis on gait, physical activity and sport. His research aims to perform outcome evaluation in orthopaedics, to improve motor function and intervention programs in aging and patients with movement disorders and pain, and to identify metrics of performance in sport science. Kamiar Aminian is a member of the International Society of Posture and Gait Research, the Institute of Electrical and Electronics Engineers, the European Society of Movement Analysis in Adults and Children, the Prevention of fall Network Europe, the Intentional Society of Biomechanics and the President of the 3D analysis of the human movement group. He is author or co-author of more than 450 scientific papers published in reviewed journals and presented at international conferences and holds 10 patents related to medical devices. Full CV ORCID

Anisoara Ionescu

Source officielle

Proximité ontologique

Information engineering

Traitement du signal: Digital image processing

Concepts associés (17)

Bruit de mesure

En métrologie, le bruit de mesure est l'ensemble des signaux parasites qui se superposent au signal que l'on cherche à obtenir au moyen d'une mesure d'un phénomène physique. Ces signaux sont une gêne pour la compréhension de l'information que le signal transporte. La métrologie vise donc notamment à connaître leurs origines et à les caractériser, afin de les éliminer et d'obtenir le signal d'origine aussi distinctement que possible. La source du bruit d'origine externe est externe au système physique générant le signal utile et agit par influence sur celui-ci.

Bruit de grenaille

vignette|Illustration d'un bruit d'émission de photons : le nombre moyen de photons par pixel augmente, de gauche à droite et de haut en bas, dans une simulation d'un processus de Poisson à partir d'une photo. Un bruit de grenaille, bruit de Schottky ou bruit quantique (en anglais, shot noise) est un bruit de fond qui peut être modélisé par un processus de Poisson. En électronique, il est causé par le fait que le courant électrique n'est pas continu mais constitué de porteurs de charge élémentaires (en général des électrons).

Bruit thermique

Le bruit thermique, également nommé bruit de résistance, bruit Johnson ou bruit de Johnson-Nyquist, est le bruit généré par l'agitation thermique des porteurs de charges, c'est-à-dire des électrons dans une résistance électrique en équilibre thermique. Ce phénomène a lieu indépendamment de toute tension appliquée. Le bruit thermique aux bornes d'une résistance est exprimée par la relation de Nyquist : où est la variance de la tension aux bornes de la résistance, est la constante de Boltzmann, qui vaut kB = 1,3806 × 10-23 J.

Bruit rose

Le bruit rose est un signal aléatoire dont la densité spectrale est constante par bande d'octave. Sa densité spectrale de puissance est inversement proportionnelle à la fréquence du signal. Tandis que le bruit blanc a une énergie spectrale constante sur l'intégralité de l'échelle des fréquences, soit par hertz, le bruit rose possède lui une énergie constante par bande d'octave. Par exemple, avec le bruit rose, la bande d'octave s'étalant de 500 à 1000 hertz contient la même énergie que celle s'étalant de 4000 à 8000 hertz.

Bruits colorés

Bien que le bruit soit un signal aléatoire, il possède des propriétés statiques caractéristiques. La densité spectrale de puissance en est une, et peut être utilisée pour distinguer les différents types de bruit. Cette classification par la densité spectrale donne une terminologie de « couleurs ». Chaque type est défini par une couleur. Ces définitions sont, en principe, communes aux différentes disciplines pour lesquelles le bruit est un facteur important (comme l'acoustique, la musique, l'électrotechnique et la physique).

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