Liens avec la transformée de Laplace

La transformée en est un outil analogue à la transformée de Laplace, utilisée dans l'analyse des signaux et des systèmes à temps continu. On peut généraliser le lien établi par la formule (109). Soit la transformée de Laplace inverse, permetttant de déduire de définie dans une bande parallèle à l'axe imaginaire dans le plan complexe autour d'un axe d'abscisse
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Aux instants d'échantillonnage
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Soit la transformée en du signal échantillonné (pour simplifier nous supposerons que est nul pour les temps négatifs
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Dans un domaine où la somme sur converge
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Pour calculer cette intégrale, on utilise le théorème des résidus. Si est causale et d'énergie finie, elle a tous ses pôles à partie réelle négative et vaut
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Ce qui donne la façon de calculer la transformée en d'un signal échantillonné, connaissant la transformée de Laplace du signal à temps continu à partir duquel il a été créé. On peut remarquer que si est une fraction rationnelle, est aussi une fraction rationnelle. Si est un pôle de , alors
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est un pôle de . En automatique ou en traitement du signal, un pôle complexe dans le plan de Laplace correspond à une résonnance caractérisée par son abscisse () qui en donne l'amortissement, et son ordonnée qui en donne la fréquence. Dans la transformation qui fait passer du plan de Laplace au plan ``'', la résonance est conservée et ses caractéristiques sont transformées: caractérise l'amortissement (amortissement faible lorsque est très proche de un, amortissement important lorsque est proche de zéro. La fréquence est maintenant caractérisée par un angle , représentation cohérente avec celle de la transformée de Fourier: l'angle correspond à la fréquence et aux fréquences multiples de la fréquence d'échantillonnage, l'angle au quart de la fréquence d'échantillonnage, l'angle à la moitié de la fréquence d'échantillonnage. Si on suppose que tous les pôles de sont dans une bande de fréquence , il y a une relation bijective entre les pôles de et ceux de . Cependant cette relation n'est pas vérifiée dans le cas des zéros, qui peuvent être modifiés. Il est possible d'établir la formule permettant de calculer la transformée de Laplace d'un signal à temps continu à partir de la transformée en . En supposant que les pôles de sont encore dans l'intervalle , ces pôles se déduisent de ceux de par
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où la détermination de la partie imaginaire du logarithme est dans l'intervalle .

Figure 31: Mise en correspondance du plan complexe dans le cas de la transformée en et de la transformée de Laplace (``''); la périodicité liée à la rotation dans le plan se traduit par une répétition verticale de la bande horizontale


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