Sonde de température d’eau moteur

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Sonde de température d’eau moteur. Moto-ventilateurs de refroidissement moteur. M. Fils non. torsadés. 1. 2. U de 0.3 à 4.5v. Signaux Analogiques. A. Calculateur injection moteur. B. C. D. réseau CAN. Fils torsadés. BSI Boîtier de Servitude Intelligent. E. Signaux Numériques. - PowerPoint PPT Presentation

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Moto-ventilateurs

de refroidisseme

nt moteur

Calculateur injection moteur

BSI

Boîtier de Servitude Intelligent

Calculateur de

climatisationCombiné

Signaux

Analogiques

Signaux

Numériques

réseau CAN

réseau VAN

Fils torsadés

Fils torsadés

21

M

U de 0.3 à 4.5v

DC

BA

HG

FE

Fils nontorsadés

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PositionDu problème Bus CAN : codage de l’information

Nœud 1 Nœud n

120120

CAN_H

CAN_L5

3

2

4

1

CAN_H

CAN_L

10 0

Nœud 1 Nœud n

2.2K CAN_H

CAN_L

5

3

2

4

1

CAN_H

CAN_L

10 0

2.2K

3.25V

1.75V

ISO11898 : High Speed CAN

125Kbps - 1Mbps

ISO11519-2 : Low Speed CAN Fault Tolerant

-125Kbps

VCAN_H > VCAN_L + 0,5 V => 1 logique (récessif)

VCAN_H < VCAN_L + 0,5 V => 0 logique (dominant)

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PositionDu problème

1 bit correspond à 32 coup d’horloge

La lecture du bit devra être faite au 20éme coup d’horloge

1bit = 4µs

Propagation Phase1Synch Phase2

Bit valide32 time quantum

ISO11898 : High Speed CAN

25O Kbps

CAN 2.0 A Trame

Le bus CAN est libre : état récéssif depuis au moins 10 bits consécutifs

Bit de début de message état dominant pendant 1bit

Bits d’arbitrage du bus CAN et d’identification du message (11 bits)

Bit dominant pour un envoi de données

Bit récessif pour une demande de données

2 bits réservés + 4 bits spécifiant la longeur du champ de données (compris entre 0 et 8)

0 à 8 octets de données soit 0 à 64 bits

4µs

4µs

2 à

3 V

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PositionDu problème

ISO 11898

Haute vitesse

ISO 11519

Basse vitesse

Support de transmission

Modulation de l ’information, timing,

synchro

Codage des messages arbitrage, gestion

erreurs

Applications constructeurs

Câbles électriques, fibres optiques, Liaisons infrarouges, liaison hertziennes

caractéristiques physiques des signaux

Protocole de transmission

Définition d’un langage entre les composant

Caractériser c’est:

Norme CAN

Une norme

Des contraintes à respecter

Des relevés

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PositionDu problème

Noeud 1Noeud nMax. 30

120120

CAN_H

CAN_L

+

-

Sonde différentielle

Mode dominant : Niveau bas

Mode recessif : Niveau haut

CAN Bus

Analyseur de protocole

B.S.I. testeur

Traceur de données

Oscilloscope numérique

Outil : CVX 200 ou MUXTESTER

Outil : Diag 2000 de PSA

Outil : CANscope ou CAN bus signal analyser

Outil : MUXTRACE ou CANalyser + Carte CAN

Des outils adaptésGaragiste

Électronicien

Électronicien

Électronicien

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PositionDu problème Quelques contraintes

Bande passante = 0,35 / Temps de montéecircuits logiques / Temps de montée / Bande passante (calculée)

TTL 2 ns 175 MHz

AC (Advanced Cmos) 1,5 ns 230 MHz

LVT(Low voltage Bic) 1 ns 350 MHz

AHC(Adv High Speed) 400 ps 875 MHz

ECL 100 ps 3,5 GHz

GaAs 40 ps 8,75 GHz

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Conclusions

PositionDu problème

Quelques caractéristiques des oscilloscopes

Acquisition : Voies analogiques

Fréquence d’échantillonnage maximale 2 Gech/s entrelacés, 1 Gech/s par voie;

Profondeur mémoire maximale 4 Mo par voie;

Résolution verticale 8 bits;

Mode haute résolution : 12 bits de résolution lorsque ≥100 µs/div;

Système vertical : Voies analogiques

Bande passante (-3dB) : jusqu’à 350 MHz

Temps de montée calculé : ~1,0 ns

Bande passante monocoup : 350 MHz

Prix De 4,5 à 10 k€

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Conclusions

PositionDu problème

Système de déclenchement de l’oscilloscope

Sélections de front, largeur d’impulsion, mot logique, TV, durée, réseau CAN, USB, I2C, SPI

-Déclenchement sur un mot logique de niveaux haut, bas et indifférent et/ou front montant ou descendant établi à travers l’une des sources.Le niveau haut ou bas de la voie analogique est défini par le niveau de déclenchement de cette voie.

-Déclenchement sur des signaux télécom (ligne Numéris), le masque qui permet de caractériser les niveaux doit être intégré.

-Déclenchement TV sur une voie analogique pour normes de diffusion NTSC, PAL, PAL-M, ou SECAM sur les signaux vidéo composites positifs ou négatifs.

-Déclenchement sur signaux réseau CAN (Controller Area Network) version 2.0A et 2.0B. Il peut se déclencher sur le bit d’un départ de trame d’une trame de données, d’une trame de requête de transfert à distance ou d’une trame de surcharge.

- Déclenchement USB sur Start of Packet, End of Packet, Reset Complete, Enter Suspend, ou Exit Suspend de l’USB (Universal Serial Bus) sur les lignes de données USB différentielles. Prise en charge de vitesses USB élevée et basse.

- Déclenchement I2C sur le protocole série I2C (bus Inter-IC) sous condition arythmique ou trame définie par l’utilisateur avec valeurs adresse et/ou données..

-Déclenchement SPI sur la combinaison de données SPI (interface de périphérique série) pendant une période de verrouillage de trame spécifique.

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PositionDu problème

Contraintes pour l’analyse logique

Digital Devices Clock Rate Setup Hold

Altera Max 7000 PLD 200 MHz 2.5 ns 0.5 ns

Lattice GAL22V10-7 PAL 133 MHz 4.5 ns 0 ns

TI TMS320C549-40 DSP 80 MHz 5 ns 0 ns

Motorola MCM69D536 SRAM 66 MHz 3 ns 1 ns

Motorola MPC 860 Comm Controller 50 MHz 4 ns 2 ns

IDT 72420L20 Synchronous FIFO 50 MHz 5 ns 1 ns

Motorola Coldfire MCF 5206 Microcontroller 33 MHz 3 ns 3 ns

Motorola MC68332 Microcontroller 16 MHz 5 ns 0 ns

AMD 29DL800B Flash Memory 16 MHz 35 ns 0 ns

TI FN74LVC573A Octal Latch n/a 2 ns 1.5 ns

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PositionDu problème

visualiser temporelle

Visualisation d’états

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Conclusions

PositionDu problème

Quelques caractéristiques des analyseurs logiques

Analyse des états-Nombre de voies 34, 68, 102, 136-Fréquence d’échantillonnage/voie 200MHz -Capacité mémoire/voie avec horodatage de 512 Kbits à 1MbitAnalyse temporelle-Fréquence d’échantillonnage/voie 400MHz -Capacité mémoire/voie 2 Mbit/voie-Mode temporel transitionnel Jusqu’à 200MHz, (mini) -Mode impulsion (glitch) : non indispensable;-asynchrone 16 Kbits/voiePlate-forme-PC sous Windows 2000,XP ou Châssis aveugle piloté

-Prix De 7 à 18 k€

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Conclusions

PositionDu problème Les signaux

analogiques

temps

Amplitude (Puissance,

tension,courant)

fréquence

Oscilloscope(Domaine temporel)

Analyseur de spectre

Domaine fréquentiel

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PositionDu problème Contraintes des années 70 dans la transmission de données

300 kHz3 GHz

AM Radio

535-1605 kHz

FM Radio

88-108MHz

TVTV TV TV TV M

806-960MHz

Un exemple, l’occupation spectrale: la télévision

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Conclusions

PositionDu problème

Emin

Emax

mEE

E

minmax

minmaxE modulation de indice

Lecture dans le domaine fréquentiel

Fréquence

Am

plitu

de

Porteuse

c c+ m)c– m)

EC

CSB E.2

mE

Lecture dans le domaine temporel

Bande Basse Bande Haute

EC

temps

Am

plitu

de

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Conclusions

PositionDu problème

Modulation ~ 25dB ~11%

Distortion~20dB~10%

Oscilloscope Analyseur de spectre

Qualifier la linéarité+AmplitudeIndice de modulation

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PositionDu problème

Le bruit et ses effets

temps

Amplitude

Px(x)

Amplitude

Bruit Gaussien

Fréquence

Densité spectrale de bruit

Une densité spectrale de puissance constante permet d’avoir le niveau de bruit.

Spectre continu exprimé en dBm/Hz

Effets des signaux déterministes (sinusoides k*50Hz)

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Conclusions

PositionDu problème

Un exemple d’utilisation

kT = –173dBm/Hz

Puissance du signal utile = –85dBm au niveau du récepteur

Marge 3dB

Densité de bruit à l’antenne

Densité de buit avec l’amplificateur

kTB + F = –88dBm/(100 MHz)

Amplificateur Récepteur

fréquence

fréquence

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Conclusions

PositionDu problème

Quelques caractéristiques des analyseurs de spectre

-Bande d’analyse : de 100Hz à 3 ou 6 GHz;-Filtre de résolution : < 10 Hz;-Plancher de bruit : -130dBm.-Générateur de poursuite-Ensemble de démodulation avec logiciel-Serveur Web embarqué

Prix: de 8 k€ à 17 k€

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Conclusions

PositionDu problème

Les contraintes actuelles dans la transmission de données

De plus en plus d’abonnés

GSM 900 MHzUL : 890..915 MHzDL : 935..960 MHz124 Canaux (1..124)

GSM 1800 MHz

UL : 1710..1785 MHzDL : 1805..1880 MHz374 Canaux (512..885)

Des bandes de fréquence limitées

Une qualité de service demandée importante, et des capacités de traitement de plus en plus importantes:

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Conclusions

PositionDu problème

Amplitude

Frequency (FSK)

Phase (PSK)

Modulation d’amplitudeet de phase (QAM)

Des modulations numériques complexes

Transmission de plusieurs bits par symbole

Transmission de 1 bits par symbole

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Conclusions

PositionDu problème

IEEE 802.11 Standard and Extensions

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Conclusions

PositionDu problème IEEE 802.11a

•216•288•6•3/4•64-QAM•54

•192•288•6•2/3•64-QAM•48

•144•192•4•3/4•16-QAM•36

•96•192•4•1/2•16-QAM•24

•72•96•2•3/4•QPSK•18

•48•96•2•1/2•QPSK•12

•36•48•1•3/4•BPSK•9

•24•48•1•1/2•BPSK•6

•Data bits per OFDM symbol (NDBPS)

•Coded bits per OFDM

symbol (NCBPS)

•Coded bits per subcarrier

(NBPSC)

•Coding rate

•(R)

•Modulation

•Data Rate

•(Mbits/s)

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Conclusions

PositionDu problème

Pour transmetre deux bits par symbole, nous procédons à une modulation de phase: V= A sin[2ft + (t)]

(t) =1 = 3 /4

2 = /4

3 = - /4

4 = - 3 /4

t/T

0 1 2 3-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

s(t)

0.5 cos(t)

d(1) d(2) d(3)

Relevé à l’oscilloscope

Relevé à l’analyseur de spectre

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Conclusions

PositionDu problème

I

Q01

00

10

11

{

I

Q Erreur d’amplitude

Vecteur erreur

Reférence

Erreur de phase

Signal testé

Relevé à l’analyseur de signaux vectoriel

Relevés Réel

Erreurs possibles

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Conclusions

PositionDu problème IEEE 802.11a Test de l‘émetteur

Gabarit fréquentiel

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Conclusions

PositionDu problème Mesures à l’analyseur de signaux

vectoriel

Vecteur erreur

Réponse fréquentiele

Constellation

Diagramme de l’oeuil

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Conclusions

PositionDu problème

t/T0 1 2 3 4 5 6

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

s(t)

0.2 cos( t)0

d(1) d(2) d(3) d(4) d(5) d(6)

Q

I

d(1)

d(2)

d(3)

d(4)

d(5)d(6)

-1 1

-1

1

Q

I-1 1

-1

1

0000 0001

0010 0011

1000

1001

1010

1011

11001101

1111 1110 0101

0100 0110

0111

Transmission de 16 bits par symbole

LA QAM 16

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Conclusions

PositionDu problème

Quelques caractéristiques des analyseurs de signaux vectoriels

-Analyseurs numériques temps réel sous-Windows, USB et Ethernet100Base-T;- analyse multidomaine temps/fréquence/amplitude/phase/-modulation; démodulation analogique;-démodulation numérique, déclenchement sur masque de fréquence, entrées I et Q;-versions télécoms avec démodulation numérique en standard,logicielles GSM/Edge, W-CDMA et cmda2000.

-Générateur de poursuite;-Bande d’analyse : de 10Hz à 3 GHz;-Filtre de résolution : 1 Hz;-Plancher de bruit : -140dBm;

Prix: 20,1 k€

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Conclusions

PositionDu problème

Une autre solution pour une analyse vectorielle des signaux

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Conclusions

PositionDu problème Démodulation de signaux en bande haute

Ex : bande BIS satellite, GSM, etc…

Signal f > 1Ghz I Q

Avantage de la solution: démodulation des larges bandes >10MHz

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Conclusions

PositionDu problème

BP/canal Echantillonnage Mémoire 1Mémoire 2BP Max 1 GHz 4 Gech/s 2 Mpts/ch 64 Mpts/ch (4 Mpts ) (128 Mpts)

Quelques caractéristiques de cet oscilloscopes

Prix: 14 k€ appareilet 5 k€ le logiciel

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Conclusions

PositionDu problème

Gamme de fréquence 250 kHz à 2 GHz

Résolution (Hz) 0,01

Bruit de phase @ 20 kHz (dBc/Hz) -116 (typ.)/ -130

Niveau de sortie (dBm) + 17 à - 136

Modulations disponibles :AM, LBAM, FM, PM, PM, PSK,MSK, QAM, FSK,I/Q

Bande passante de modulation I/Q à – 3 dB (MHz) : 25 (interne),50 (externe)

Erreur vectorielle pour signaux W-CDMA 2,3% rms (typ.)

Vobulation de fréquence par pas

Prix = 20 k€

Synthétiseur de signaux

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Temps etAmplitude

Fréquence et Amplitude

Fréquence, Amplitude, Phase

Caractéristiqueset Composants

C.E.M

Sondes

Activités

Séminaire BTS SE Claudio Cimelli

Pratiques pédagogiques, mesures et qualification des systèmes

Temps et États

Conclusions

PositionDu problème

Caractériser les composants en fonction de la fréquence

Pt

Cable coaxial

CH1 S21

log MAG

START . 000 030 000 GHz

STOP 3. 000 000 000 GHz

0.5 dB / REF 0 dB

-360O

-720O

-1080O

-1440O

Pha

se

Deg

rees Length1 m0.5 m

Freq. = 1 GHz

Pente de la Phase

+ =Pente inverse de la phase

Echelle 100O/c Echelle 5°/c

Mesure de la linéarité de la phase

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Temps et États

Conclusions

PositionDu problème

Les analyseurs de réseau vectoriels:Ils sont destinés à la caractérisation des composants actifs et passifs tels que les filtres, les amplificateurs, les antennes ou les câbles.

Cette opération est rapide et ne nécessite qu’un seul relevé. Un balayage

typique de 300kHz à 3GHz dure de 35ms à 240ms en fonction de l’appareil

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Conclusions

PositionDu problème

P TransmiseP Incidente

TRANSMISSION

Gain / Pertes

S-ParametersS21,S12

GroupDelay

de transmissionCoefficient

Insertion Phase

P RéfléchieP Incidente

REFLECTION

SWR

S-ParametersS11,S22

de Réflection

CoefficientImpedance, Admitance

R+jX, G+jB

ReturnLoss

AR

= BR

=

P Incidente

P Réfléchie

P Transmise

R BA Dispositif à

tester

Principes de mesures et grandeurs à évaluer

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Conclusions

PositionDu problème

Les représentations pratiques

jX

R

100R

25R

50R

0R

Inductif

Capacitif

Lignes à réactance constante50X

25X

0X

25X

50X

R=0

R=50

R=

CH1 S21 log MAG 10 dB/ REF 0 dB

CH1 START 775.000 000 MHz STOP 925.000 000 MHz

Cor

Hld

PRmCH2 S12 log MAG REF 0 dB10 dB/

CH2 START 775.000 000 MHz STOP 925.000 000 MHz

Cor

Hld

PRm

1

1_ -1.9248 dB

2

1_ -1.2468 dB

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Conclusions

PositionDu problème analyseur de réseau vectoriel

Fréquence : 300 kHz to 3 GHz

Nombre de ports: 2

Impédances: 50 ohms or 75 ohms ;

dynamique: de 115 dB à 120 dB

Puissance sur le ports: de –45 to +10 dBm

Vobulation: linéaire, log ;

Correction de l’erreur de calibration intégrée

Nombre de canaux de mesure: 4

OS: Windows

Interconnexion: Ethernet, USB, GPIB, VGA parallèle ;

Vitesse de mesure: 50 ms (2-port cal, 30 kHz)

Prix: 17 k€

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Conclusions

PositionDu problème

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

0 2 4 6 8 10 12 14

temps (µs)

U, I

Courant et tension dans la diode de roue libre

Champ électrique rayonné à 40 cm

-0,100

-0,075

-0,050

-0,025

0,000

0,025

0,050

0,075

0,100

2 3 3 4 4 5 5 6 6

temps (s)

E (V/m)

I diode (A)- U diode (x10V)

CEM et Problèmes

RD

E

L

MOS

rayonnement d’un hacheur

« les parasites »

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Conclusions

PositionDu problème

Susceptibilité d’un redresseur

R = 100100V

250 kHz

120 mm

Einc

V = 100Vf=250 kHzR=100 Einc=E0(e-t)

avec =3.3 106

-0,9

-0,6

-0,3

0,0

0,3

0,6

0,9

0,15 0,152 0,154 0,156

time (s)

I (A)

normal

perturbed

Courantinduit dans le circuit

-0,9

-0,6

-0,3

0,0

0,3

0,6

0,9

1,2

0 0,1 0,2 0,3 0,4 time (s)

I (A)

normal

perturbed

Espace polué

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Conclusions

PositionDu problème

  Niveaux de référence selon la fréquence  

  

ICNIRP- 1998

1E-2

1E-1

1E+0

1E+1

1E+2

1E+3

1E+4

1E+5

1E+6

100E-3 1E+0 10E+0 100E+0 1E+3 10E+3 100E+3 1E+6 10E+6 100E+6 1E+9 10E+9 100E+9

E crête Travailleurs (V/m)

E rms Travailleurs (V/m)

H crête Travailleurs (A/m)

H rms Travailleurs (A/m)

S rms Travailleurs (W/m2)

E crête Public (V/m)

E rms Public (V/m)

H crête Public (A/m)

H rms Public (A/m)

S rms Public (W/m2)

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Conclusions

PositionDu problème

Affichagedu champ

Tête isotrope(à 3 dipôles)

Causes et moyens de mesure

Le danger

La mesure de champValidation d’une carte,une solution faible coutpourl’électronicienC

MSondes de champ proche

C

T

Zout = 50B

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Conclusions

PositionDu problème

3 sondes de champ H

Pour circuits intégrés

2 sondes d’injection et

de mesure : 1 pF

{ {

Sonde de champ E

Embout en court-

circuit

sondes de champ proche et d’injection

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Conclusions

PositionDu problème Un

centred’intérêt

La conceptualisation

Un transfert

Phase formative

Phase formative

Phase sommativePhase sommative

T D 1TP 1 TP 2 Cours

Une synthèse

TP 3 TP4 TD 2

Des acquisstabilisés

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Conclusions

PositionDu problème

Type de mesure Télécommunication, téléphonie et réseaux téléphoniques

Informatique, télématique et bureautique

Multimédia, son et image, radio et télédiffusion

Electronique embarquée

Electronique médicale 

Mesure, instrumentation et micro-systèmes

Automatique et robotique

Production

Fréquencemètre

☻ ☻   ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Ohm-mètre

 ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Voltmètre, ampèremètre

☻(continu)

☻(continu)

 

☻(continu)

☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Oscilloscope

 ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Analyseur logique

☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Analyseur de spectre

☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Analyseur vectoriel

☻ ☻ ☻ ☻   ☻   ☻

Wattmètre, Bolomètre

☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Analyseur de réseau

☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Analyseur de protocole

☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Analyseur de champ

☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻ ☻

Appareil dédié

 Analyseur de ligne et protocole

Vecteur-scope

Testeur Isolement

Testeur d’isolement

Bus PXI et IEEE 488

   

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Conclusions

PositionDu problème

Grandeur mesurée Appareil Limites Observations

Fréquence

 Fréquencemètre  3 GHz   Conserver ce qui

existeRésistance

 Ohm-mètre  Conserver ce qui

existeAmplitude

 Voltmètre, ampèremètre fréquence Conserver ce qui

existe

Temps, amplitude

 Oscilloscope 1 GHz En prévoir deux à

1GHz et deux à 350 MHzTemps, état logique

Analyseur logique 200 MHz Il est indispensable de

coupler analyseur logique et oscilloscope. Au moins deux oscilloscopes mixtes

Amplitude, fréquence

Analyseur de spectre Bande, 6 Ghz et largeur de bande 10 Hz

3 appareils faible coût (3 Ghz), un 6 GHz adaptable

Amplitude, fréquence, phase Analyseur de signal vectoriel Largeur de bande de démodulation

À remplacer par un ensemble analyseur de spectre ( 6 GHz avec démodulation sur 10 MHz) et un oscilloscope associé à un logiciel de démodulation numérique

Puissance

 Wattmètre, Bolomètre    Au moins un appareil.

Puissance, coefficient de réflexion, coefficient de transmission

Analyseur de réseau scalaire Limité au niveau de l’analyse des résultats

Équivalent à un analyseur de spectre avec générateur de poursuite

Puissance, coefficient de réflexion, coefficient de transmission, phase

Analyseur de réseau vectoriel Fréquence basse 300 kHz, fréquence haute à 3 GHz

Mesure des 4 paramètres [S], au moins un appareil.

Protocole

 Analyseur de protocole   Très typé, au moins un

par type d’analyse

Champ électromagnétique Analyseur de champ La qualité de la mesure dépend de l’antenne

 

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Caractéristiqueset Composants

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Activités

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Temps et États

Conclusions

PositionDu problème

Vitesse desVitesse desAccès individuels àAccès individuels à

l’internetl’internet

1

10

100

1.000

10.000

100.000

1980 1985 1990 1995 2000

2.4 kbps

19.2 kbps

56 kbps

kbpskbps

512 kbps““Loi de Moore"Loi de Moore"

On double tous les 18 moisOn double tous les 18 mois

PerformancePerformance des processeursdes processeurs

Nombre de Nombre de Transistors sur un Transistors sur un processeur (Intel)processeur (Intel)

10.000

100.000

1.000.000

10.000.000

100.000.000

1980 1985 1990 1995 2000

5,500,000

134,000

1,200,000

3,100,000

28,000,000

7,500,000

Fibres OptiquesFibres OptiquesOn double tous les 9 moisOn double tous les 9 mois

Données échangéesDonnées échangées

Au niveau mondialAu niveau mondial

0

10 000 000

20 000 000

30 000 000

40 000 000

50 000 000

60 000 000

70 000 000

Peak U

sag

e (

Mb

ps) Interactive

Narrowcast TV

Broadcast TV

Video Rentals

Business Software

Magazines

CDSales

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