Bases du traitement numérique du signal

Pour multiplier la fréquence d'échantillonnage par L, on insère L − 1 zéros entre deux échantillons successifs (insertion de zéros). Quelle description du traitement nécessaire ensuite est correcte ?

  1. AL'insertion de zéros crée des composantes basse fréquence absentes du signal d'origine : on applique donc un filtre passe-haut pour supprimer ces composantes basse fréquence
  2. BDes images (des copies du spectre) apparaissent autour des multiples entiers de la fréquence d'échantillonnage d'origine : un filtre passe-bas les supprime, et le gain est multiplié par L
  3. CL'insertion de zéros ne crée aucune nouvelle composante dans le spectre : aucun filtre n'est nécessaire, et le résultat peut être utilisé directement comme un signal à la nouvelle fréquence d'échantillonnage
Afficher la réponse et l'explication

Réponse : B. Des images (des copies du spectre) apparaissent autour des multiples entiers de la fréquence d'échantillonnage d'origine : un filtre passe-bas les supprime, et le gain est multiplié par L

Après l'insertion de zéros, des copies (images) du spectre d'origine apparaissent sur le nouvel axe des fréquences autour des multiples entiers de la fréquence d'échantillonnage d'origine fs. Par exemple, l'insertion de zéros avec L = 2 dans une sinusoïde de 1 kHz échantillonnée à fs = 8 kHz produit une composante à 8 − 1 = 7 kHz en plus de celle à 1 kHz. Les supprimer avec un filtre passe-bas qui coupe à la fréquence de Nyquist d'origine fs/2 (un filtre anti-image, ou filtre d'interpolation) remplit les zéros avec des valeurs interpolées régulières. Les zéros insérés réduisent l'amplitude à 1/L : on règle donc le gain du filtre sur L pour rétablir l'amplitude d'origine.

S'entraîner sur ce thème Retour au thème

Autres questions sur Bases du traitement numérique du signal

  1. Pour convertir la fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz à 48 kHz, on combine un sur-échantillonnage d'un facteur L et un sous-échantillonnage d'un facteur 1/M. Quel est le plus petit couple d'entiers (L, M) ?
  2. Un filtre FIR à 256 prises fonctionne en temps réel à une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz. Combien de multiplications-accumulations (MAC) sont nécessaires par seconde ?
  3. La sortie d'un filtre FIR est calculée pour chaque échantillon à une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz, sur un processeur cadencé à 200 MHz qui effectue une multiplication-accumulation par cycle. En négligeant le temps des autres traitements, quelle valeur est la plus proche du nombre maximal de prises traitables en temps réel ?
  4. Dans le calcul d'un filtre FIR, les produits des données et des coefficients en virgule fixe sur 16 bits sont représentés sur 32 bits, et 256 de ces produits sont additionnés. Quelle est la largeur minimale de l'accumulateur qui garantit l'absence de dépassement de capacité pendant le calcul ?
  5. Une sinusoïde de 6 kHz est échantillonnée à une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz. Quelle est la pulsation normalisée ω (l'avance de phase par échantillon) du signal à temps discret obtenu ?