Organisation des séances « Détecteurs et Bruits »
• Présentation ~15mn (plénière)
• Séquence 1 ~2h-2h30
– Présentation (plénière)
– Rédaction d’un document (en trinôme) – Analyse du document écrit par un autre
trinôme (en trinôme)
– Analyse par l’enseignant·e (plénière)
• Séquence 2 ~1h30
• Conclusion(plénière) ~15mn
A rendre dans 48h = document corrigé (trinôme)
Présentation générale du bloc de TP
« détecteurs et bruits »
Visible Infrarouge
Photodiode (détecteur unique)
TP1 TP2
Matrice de détecteurs
TP3 TP4
Photodiode silicium
Matrice CMOS
Photodiode InSb (détecteur quantique)
Caméra microbolomètre (détecteurs thermique)
à Travail sur différents détecteurs…
à … avec un même objectif :
Appréhender les différentes contributions au signal et au bruit et les quantifier
Rappel : différence entre bruit spatial et bruit temporel
Accessible uniquement sur TP 3 et TP 4
Etudié sur tous les TP Contributeurs :
- Bruit de photons - Bruit d’obscurité
- Bruit d’amplification (ou bruit de lecture) - Bruit Johnson
- …
TP1 - Sources de bruit dans un système de détection optique
Objectif du TP : mesurer / analyser le bruit temporel en sortie de la photodiode à Bruit faible donc nécessite amplificateur. Mais ampli amène son bruit propre
(idem pour résistances du montage électronique) à Démarche du TP :
v Mesure du bruit de l’amplificateur seul (montage « ampli 1 ») v Mesure du bruit d’une résistance (montage « ampli 1 »)
v Mesure du bruit en sortie de la photodiode : bruit de photons ? (« ampli 2 »)
Ø Pour savoir si un bruit est gaussien, on étudie son histogramme (propriétés statistiques) :
Signal
Temps Signal
Nb éch.
Bruit b lanc ?
Bruit gaussien ?
Ø Pour savoir si un bruit est blanc, on étudie son spectre (propriétés temporelles/fréquentielles) :
TP1 - Sources de bruit dans un système de détection optique
Fréquence
DSP
Signal
Temps
Bruit gaussien
Bruit blanc
Questions de préparation :
1
2
TP1 - Sources de bruit dans un système de détection optique
Ø Quelle est l’allure de l’histogramme de chacun de ces deux bruits ? Ø Est-ce que leurs fonctions d’autocorrélation sont identiques ?
Ø Lequel de ces bruits est un bruit blanc ? Ø Lequel est un bruit gaussien ?
Séquence 1 – Bruit Thermique d’un résistance
• A l’aide des mesures fournies et de l’énoncé de TP, rédigez un document :
– Description du protocole (quelques phrases) – Résultats sous forme de courbe(s)
– Analyse des résultats Le déposer sur eCampus
• Analyser/critiquer le travail déposé par un autre trinôme
Critères d’évaluation
• Pertinence et qualité de la courbe ou du traitement des données
– La courbe et/ou le résultat choisi(s) illustre(nt) parfaitement le phénomène décrit. Le format de la courbe est adéquat, les axes, titres et légendes sont présents avec les unités. Si un ajustement est présent, il est adapté.
– Outre tous les éléments précédents, les incertitudes sur les mesures sont prises en compte dans l'affichage du résultat et ou de la courbe.
• Qualité de l'analyse
– Démarche d'analyse scientifique correcte. Conclusion pertinente.
• Qualité du document : structure et mise en page
– Les trois parties sont clairement identifiées, le texte est clair, le document est correctement mis en page et rédigé.
