QCM : Initiation aux réseaux informatiques — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que permet le théorème de Fourier pour un signal périodique de fréquence fondamentale f0f_0 ?

Le limiter aux fréquences multiples de sa bande passante
Le décomposer en sinusoïdes et éventuellement en une composante continue
Le représenter par une seule sinusoïde de fréquence fondamentale
Le convertir directement en une suite de bits indépendants

Le décomposer en sinusoïdes et éventuellement en une composante continue

Explication

Le théorème de Fourier permet de décomposer tout signal périodique en composantes sinusoïdales et, éventuellement, en une composante continue. La fréquence fondamentale ne constitue donc pas à elle seule toute la représentation spectrale du signal.

2. Quelle expression représente la décomposition spectrale d’un signal périodique de fréquence fondamentale f0f_0 ?

x(t)=S0+∑m=1∞mSmsin⁡(2πf0t)x(t)=S_0+\sum_{m=1}^{\infty}mS_m\sin(2\pi f_0 t)
x(t)=∑m=0∞Smcos⁡(2πmt+φm)x(t)=\sum_{m=0}^{\infty}S_m\cos(2\pi m t+\varphi_m)
x(t)=S0+∑m=1∞Smsin⁡(2πf0t+φm)x(t)=S_0+\sum_{m=1}^{\infty}S_m\sin(2\pi f_0 t+\varphi_m)
x(t)=S0+∑m=1∞Smsin⁡(2πmf0t+φm)x(t)=S_0+\sum_{m=1}^{\infty}S_m\sin(2\pi m f_0 t+\varphi_m)

$$x(t)=S_0+\sum_{m=1}^{\infty}S_m\sin(2\pi m f_0 t+\varphi_m)$$

Explication

La décomposition associe à chaque rang mm une fréquence harmonique mf0m f_0, une amplitude SmS_m et une phase φm\varphi_m, en plus de la composante continue S0S_0. Une expression qui conserve seulement f0f_0 ne représente pas les différentes harmoniques.

3. Comment définit-on la bande passante d’un support physique entre ses fréquences de coupure ?

Par la différence entre la fréquence de coupure haute et la fréquence de coupure basse
Par la somme de la fréquence de coupure haute et de la fréquence de coupure basse
Par le rapport entre la fréquence de coupure haute et la fréquence de coupure basse
Par la moyenne des deux fréquences de coupure du support

Par la différence entre la fréquence de coupure haute et la fréquence de coupure basse

Explication

La bande passante correspond à l’écart entre la limite haute et la limite basse de transmission. Une somme, une moyenne ou un rapport ne mesure pas cet intervalle fréquentiel.

4. Un support physique possède une fréquence de coupure basse de 2 kHz2\,\text{kHz} et une fréquence de coupure haute de 10 kHz10\,\text{kHz} ; que représentent ces deux valeurs ?

2 kHz2\,\text{kHz} indique la fréquence centrale et 10 kHz10\,\text{kHz} la largeur de bande
2 kHz2\,\text{kHz} est la fréquence minimale et 10 kHz10\,\text{kHz} la fréquence maximale transmissibles
2 kHz2\,\text{kHz} est la fréquence maximale et 10 kHz10\,\text{kHz} la fréquence minimale transmissibles
2 kHz2\,\text{kHz} indique la bande passante et 10 kHz10\,\text{kHz} la fréquence fondamentale

$$2\,\text{kHz}$$ est la fréquence minimale et $$10\,\text{kHz}$$ la fréquence maximale transmissibles

Explication

La coupure basse fixe la fréquence minimale transmissible, tandis que la coupure haute fixe la fréquence maximale. Les deux valeurs délimitent donc l’intervalle fréquentiel accepté par le support.

5. Que désigne la valence d’un signal numérique ?

La largeur de la bande de fréquences utilisée
Le nombre de niveaux de signal possibles
Le nombre de bits transmis par seconde
Le nombre de changements de niveau par seconde

Le nombre de niveaux de signal possibles

Explication

La valence compte les niveaux distincts que le signal peut prendre, comme quatre niveaux pour une valence de 4. Le nombre de bits par seconde correspond au débit binaire, tandis que les changements par seconde relèvent de la rapidité de modulation.

6. Selon le théorème de Nyquist, quel débit binaire maximal peut être transmis avec une bande passante BB et une valence VV ?

Dmax⁡=Blog⁡2(2V)D_{\max}=B\log_2(2V)
Dmax⁡=2Blog⁡2(V)D_{\max}=2B\log_2(V)
Dmax⁡=B+log⁡2(V)D_{\max}=B+\log_2(V)
Dmax⁡=2Vlog⁡2(B)D_{\max}=2V\log_2(B)

$$D_{\max}=2B\log_2(V)$$

Explication

Le théorème de Nyquist donne Dmax⁡=2Blog⁡2(V)D_{\max}=2B\log_2(V), ce qui montre que le débit dépend à la fois de la bande passante et du nombre de niveaux. Une expression fondée sur une addition ou sur une inversion de ces paramètres ne suit pas cette relation.

7. Que mesure la rapidité de modulation, exprimée en bauds ?

Le nombre de bits transportés par unité de temps
La largeur de la bande fréquentielle du support
Le nombre de changements possibles de niveau par unité de temps
Le nombre de niveaux distincts disponibles dans le signal

Le nombre de changements possibles de niveau par unité de temps

Explication

La rapidité de modulation mesure le rythme auquel le niveau du signal peut changer et s’exprime en bauds. Le débit binaire mesure les bits transmis par seconde et peut différer de cette rapidité selon la valence.

8. Un système utilise une rapidité de modulation R=2000R=2000 bauds et une valence V=4V=4 ; quel est son débit binaire ?

D=4000 bit/sD=4000\,\text{bit/s}
D=2000 bit/sD=2000\,\text{bit/s}
D=6000 bit/sD=6000\,\text{bit/s}
D=8000 bit/sD=8000\,\text{bit/s}

$$D=4000\,\text{bit/s}$$

Explication

Le nombre de bits par symbole vaut log⁡2(4)=2\log_2(4)=2, donc D=Rlog⁡2(V)=2000×2=4000 bit/sD=R\log_2(V)=2000\times2=4000\,\text{bit/s}. Confondre le débit binaire avec la rapidité de modulation revient à ignorer les deux bits transportés par chaque symbole.

9. Quelle caractéristique distingue les trois principales modulations présentées ?

La durée, la puissance ou la polarisation de la porteuse est modifiée selon la modulation choisie.
La tension, le courant ou la résistance du canal est modifiée selon la modulation choisie.
Le nombre, la position ou la taille des bits transmis est modifié selon la modulation choisie.
L’amplitude, la fréquence ou la phase de la porteuse est modifiée selon la modulation choisie.

L’amplitude, la fréquence ou la phase de la porteuse est modifiée selon la modulation choisie.

Explication

La modulation d’amplitude agit sur l’amplitude, la modulation de fréquence sur la fréquence et la modulation de phase sur la phase. La durée, les bits et les paramètres du canal ne constituent pas les trois distinctions définies ici.

10. Dans un codage NRZ, quelle représentation correspond à la séquence binaire 10 pendant deux intervalles successifs ?

Une tension +V suivie d’une tension -V, avec une transition entre les deux intervalles.
Une tension -V maintenue pendant les deux intervalles, sans transition entre eux.
Une tension -V suivie d’une tension +V, avec une transition entre les deux intervalles.
Une tension +V maintenue pendant les deux intervalles, sans transition entre eux.

Une tension +V suivie d’une tension -V, avec une transition entre les deux intervalles.

Explication

En NRZ, le bit 1 est représenté par +V et le bit 0 par -V ; la séquence 10 produit donc ces deux niveaux successifs. L’absence de transition indique le maintien d’une même valeur, ce qui ne correspond pas à deux bits différents.

11. Un codeur logique transforme 6 bits en 8 bits et le débit binaire de sortie est quatre fois celui de l’entrée. Quel rapport décrit correctement cet exercice ?

Le rapport des débits vaut RsortieRentreˊe=43\frac{R_{sortie}}{R_{entrée}}=\frac{4}{3}, tandis que le mot passe de 6 à 8 bits.
Le rapport des débits vaut RsortieRentreˊe=4\frac{R_{sortie}}{R_{entrée}}=4, tandis que le mot passe de 6 à 8 bits.
Le rapport des débits vaut RsortieRentreˊe=34\frac{R_{sortie}}{R_{entrée}}=\frac{3}{4}, tandis que le mot passe de 6 à 8 bits.
Le rapport des débits vaut RsortieRentreˊe=8\frac{R_{sortie}}{R_{entrée}}=8, tandis que le mot passe de 6 à 8 bits.

Le rapport des débits vaut $$\frac{R_{sortie}}{R_{entrée}}=4$$, tandis que le mot passe de 6 à 8 bits.

Explication

L’exercice indique que le codeur transforme 6 bits en 8 bits et que le débit de sortie est dans un rapport de 4 avec le débit d’entrée. Les rapports 34\frac{3}{4}, 43\frac{4}{3} et 8 ne correspondent pas à la relation donnée.

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Que dit le théorème de Fourier sur un signal périodique de fréquence f0 ?

Il peut être décomposé en une somme de sinusoïdes et une composante continue.

Comment s'écrit la décomposition d'un signal périodique x(t) ?

x(t)=S0+∑m=1∞Smsin⁡(2πmf0t+φm)x(t)=S_0+\sum_{m=1}^{\infty}S_m\sin(2\pi m f_0 t+\varphi_m).

Qu'est-ce qu'un harmonique dans la décomposition spectrale ?

Une sinusoïde dont la fréquence est un multiple de la fréquence fondamentale.

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