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Séance de cours

Mesure : Bruit et résolution

Dans cours

MICRO-330: Capteurs

Principes physiques et électronique utilisés dans les capteurs. Applications des capteurs. ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux de la mesure, y compris la résolution et la précision, ainsi que l'origine et les types de bruit dans les capteurs. Il explique comment les transducteurs convertissent les formes d'énergie et l'impact du bruit sur la qualité du signal. L'instructeur discute des remèdes pour le bruit, tels que le blindage et le filtrage, et la densité spectrale des signaux de bruit. La séance de cours explore également le bruit thermique dans les résistances, sa densité spectrale et l'impact de la température sur les niveaux de bruit. Des exemples pratiques illustrent le calcul de la puissance du bruit et la relation entre le bruit et la fréquence.

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Enseignant·e·s (3)

Herbert Shea

Philippe Renaud

Philippe Renaud is Professor at the Microsystem Laboratory (LMIS4) at EPFL. He is also the scientific director of the EPFL Center of MicroNanoTechnology (CMI). His main research area is related to micronano technologies in biomedical applications (BioMEMS) with emphasis on cell-chips, nanofluidics and bioelectronics. Ph. Renaud is invloved in many scientifics papers in his research area. He received his diploma in physics from the University of Neuchâtel (1983) and his Ph.D. degree from the University of Lausanne (1988). He was postdoctoral fellow at University of California, Berkeley (1988-89) and then at the IBM Zürich Research Laboratory in Switzerland (1990-91). In 1992, he joined the Sensors and Actuators group of the Swiss Center for Electronics and Microtechnology (CSEM) at Neuchâtel, Switzerland. He was appointed assistant professor at EPFL in 1994 and full professor in 1997. In summer 1996, he was visiting professor at the Tohoku University, Japan. Ph. Renaud is active in several scientific committee (scientific journals, international conferences, scientific advisory boards of companies, PhD thesis committee). He is also co-founder of the Nanotech-Montreux conference. Ph. Renaud is committed to valorization of basic research through his involvement in several high-tech start-up companies.

Giovanni Boero

Source officielle

Proximité ontologique

Information engineering

Traitement du signal: Digital image processing

Concepts associés (21)

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.

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).

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 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

vignette|Mesure du niveau de bruit à proximité d'une route à l'aide d'un sonomètre. Le bruit est un son jugé indésirable. Les sons qui ne se comprennent pas comme de la parole ou de la musique s'assimilent souvent au bruit, même si leur perception n'est pas désagréable, comme le montre l'expression bruit ambiant. Du point de vue de l'environnement, les sons indésirables sont une nuisance, souvent à l'origine de litiges. Ceux qui s'en plaignent les assimilent à une pollution.

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Séances de cours associées (34)

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Explore les sources de bruit, le théorème de fluctuation-dissipation, le bruit d'amplificateur, les effets d'interférence et les erreurs de quantification dans les systèmes électriques.

Bruit dans l'acquisition de données

Explore les sources de bruit dans l'acquisition de données, y compris le bruit thermique, de tir et d'amplificateur, ainsi que les effets du bruit ADC.

Bruit et direction du faisceau

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Bruit d'émission spontanée amplifié dans les amplificateurs de fibres

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