من طرف Cours d'électronique
Ce cours d'électronique est constitué de cinq parties :
1ère partie : Cours d'Electronique analogique
Chapitre 1 - Les semiconducteurs
Chapitre 2 - L'amplificateur opérationnel
Chapitre 3 - Les filtres analogiques
Chapitre 4 - Complément sur l'amplificateur opérationnel : Bande passante, Slew rate
2ème partie : Cours d'Electronique numérique
Chapitre 1- Introduction à l'électronique numérique
Chapitre 2- Compléments sur la logique TTL-standard (séries 54/74)
Chapitre 3- Filtrage numérique
3ème partie : Conversion analogique-numérique et numérique-analogique
4ème partie : Instrumentation : Amplificateur de différence & Amplificateur d'instrumentation
5ème partie : Métrologie électrique
6ème partie : Ligne de transmission
1ère partie : Cours d'électronique analogique
Chapitre 1 Les semiconducteurs 690 ko
1-1- La diode
1-1-1- Symbole
1-1-2- Constitution
1-1-3- Sens direct et sens inverse
1-1-4- Caractéristique courant-tension
1-1-5- Caractéristique idéalisée
1-1-6- Modèle équivalent simplifié
1-2- La LED
1-2-1- Symbole
1-2-2- Tension de seuil
1-2-3- Protection
1-3- La diode Zener
1-3-1- Symbole
1-3-2- Caractéristique courant-tension
1-3-3- Tension Zener
1-3-4- Caractéristique idéalisée
1-4- Le transistor bipolaire
1-4-1- Transistor bipolaire NPN et PNP
1-4-2- Caractéristique électrique du transistor NPN
1-4-2-1- Montage émetteur commun
1-4-2-2- Tensions et courants
1-4-2-3- Jonction base-émetteur
1-4-2-4- Transistor bloqué
1-4-2-5- Transistor passant
1-4-3- Caractéristique électrique du transistor PNP
1-4-4- Applications
1-4-4-1- Fonctionnement en commutation
1-4-4-2- Fonctionnement en régime linéaire
1-5- Le transistor à effet de champ JFET 284 ko
1- Transistor JFET canal N et canal P
2- Caractéristiques électriques du transistor JFET canal N
2-1- Montage source commune
2-2- Tensions et courants
2-3- Jonction Grille – Canal
2-4- Caractéristiques de transfert et de sortie
2-5- Zone de blocage
2-6- Zone ohmique
2-7- Source de courant
3- Caractéristiques électriques du transistor JFET canal P
4- Applications
4-1- Résistance commandée en tension
4-2- Interrupteur électronique
4-3- Amplificateur de tension
5- Remarques
Chapitre 2 L'amplificateur opérationnel 719 ko
Introduction : les circuits intégrés
2-1- L'amplificateur opérationnel
2-1-1- Brochage
2-1-2- Symboles
2-1-3- Alimentation
2-2- Caractéristiques électriques
2-2-1- Courants d'entrée
2-2-2- Tension différentielle d'entrée
2-2-3- Caractéristique de transfert
2-2-4- Courant de sortie
2-2-5- Réaction positive et contre-réaction
2-3- L'amplificateur opérationnel en régime linéaire
2-3-1- Montage amplificateur de tension
2-3-1-1- Introduction
2-3-1-2- Montage amplificateur inverseur
2-3-2- Fonctions mathématiques
2-3-2-1- Montage additionneur non inverseur
2-3-2-2- Montage soustracteur
2-4- L'amplificateur opérationnel en régime de saturation
2-4-1- Montage comparateur simple
2-4-2- Montage trigger de Schmitt
Chapitre 3 Les filtres analogiques 472 ko
Introduction
3-1- Etude du filtre en régime sinusoïdal
3-1-1- Filtre actif et filtre passif
3-1-2- Les principaux types de filtres (idéaux)
Filtre passe-bas
Filtre passe-haut
Filtre passe-bande
Filtre coupe-bande (réjecteur de bande)
3-1-3- Filtres réels
Fréquence de coupure
Diagramme de Bode
3-1-4- Fonction de transfert (transmittance complexe)
3-1-5- Exemple n°1 : filtre passe-bas passif (filtre RC)
3-1-6- Exemple n°2 : filtre passe-haut actif (à amplificateur opérationnel)
3-2- Filtre en régime non sinusoïdal
3-2-1- Introduction : représentation fréquentielle d'un signal (spectre de fréquence)
Théorème de Fourier
3-2-2- Exemples d'application
Annexe 1 : Simulation d'un filtre avec PSpice
Annexe 2 : Comment tracer les diagrammes théoriques de Bode avec Matlab ?
Annexe 3 : Comment tracer les diagrammes théoriques de Bode, Black et Nyquist avec Excel ?
Annexe 4 : Application Harmoniques (pour Windows)
Chapitre 4 Complément sur l'amplificateur opérationnel : Bande passante, Slew rate
978 ko
Introduction
1- Mise en évidence de la bande passante de l’A.O. : Exemple en régime linéaire avec le montage “amplificateur non inverseur”
1-1- Réponse à un signal d’entrée en forme de créneau
1-2- Réponse à un signal d’entrée de forme sinusoïdale
2- Fonction de transfert d’un A.O
2-1- Fonction de transfert d’un A.O. en boucle ouverte
2-2- Fontion de transfert en boucle fermée
2-2-1- Exemple du montage amplificateur non inverseur
2-2-2- Généralisation
3- Le slew rate
4- L’A.O. en commutation
4-1- Montage comparateur à un seuil
4-2- Montage trigger
5- Simulation avec Matlab / Simulink
Fichiers de simulation .m Matlab / Simulink 16 ko
Conclusion
Exercices
Annexe A : Calcul de la durée de commutation du montage comparateur à un seuil
Annexe B : Complément sur la commutation du montage trigger
2ème partie : Cours d'électronique numérique
Il faut qu'une porte soit ouverte ou fermée.
(proverbe)
Chapitre 1 : Introduction à l'électronique numérique 793 ko
1- Représentation des nombres
1-1- Numération dans le système décimal
1-2- Numération en base B
1-2-1- Base décimale
1-2-2- Base binaire
1-3- Changement de base
Annexe 1 : Table de conversion Décimal / Binaire naturel / Hexadécimal 31 ko
Annexe 2 : Application Windows de conversion Décimal / Binaire naturel / Hexadécimal
Annexe 3 : Application Windows de conversion Décimal / Binaire en complément à deux / Hexadécimal
2- Fonctions logiques
2-1- Fonctions logiques de base
2-2- Fonctions logiques dérivées
2-3- Représentation symbolique
2-4- Logigrammes
2-5- Algèbre de Boole
2-5-1- Propriétés de fonctions logiques
2-5-2- Simplification d'expressions logiques
Annexes :
Symboles des portes logiques 11 ko
Propriétés des fonctions logiques 8 ko
3- Circuits intégrés logiques
3-1- Famille TTL
3-2- Famille CMOS
4- Circuits combinatoires
4-1- Synthèse des circuits combinatoires
4-2- Circuits arithmétiques
4-2-1- Comparateur 1 bit
4-2-2- Additionneur 1 bit
5- Circuits séquentiels
5-1- Fonction mémoire
5-1-1- Bascule RS
5-1-2- Bascule RSH
5-1-3- Bascule D
5-1-4- Bascule JK
5-1-5- Entrées Preset et Clear
5-2- Les compteurs numériques
5-3- Les registres
5-3-1- Registre mémoire
5-3-2- Registre à décalage
Animations gif
Chapitre 2- Compléments sur la logique TTL-standard (séries 54/74) 793 ko
Introduction
1- Caractéristiques électriques d’une porte logique TTL-standard
1-1- Tensions
1-2- Courants
1-2-1- Courant de sortie (sortie « totem pôle »)
1-2-2- Courant d’entrée
1-3- Connexion d’une sortie à une entrée
1-4- Connexion d’une sortie à plusieurs entrées
1-5- Sortance (fan-out)
1-6- Connexion des sorties
1-7- Cas des entrées non utilisées
1-8- Découplage de la source d’alimentation
1-9- Durées de propagation
1-10- Fréquence maximale d’utilisation
1-11- Schéma interne des portes logiques
1-12- Consommation électrique
2- Porte à entrées « Trigger de Schmitt »
3- Sortie en configuration « buffer »
4- Sortie en configuration « collecteur ouvert »
5- Sortie en configuration « 3 états »
6- Autres familles TTL-5 volts
Conclusion
Chapitre 3- Filtrage numérique 298 ko
1- Contexte : Filtrage numérique d’un signal d’évolution lente avec un microcontrôleur
2- La chaîne de mesure
3- Le filtre numérique
3-1- Définitions générales
3-2- Filtre numérique à « moyenne glissante »
3-3- Réponse en fréquence d’un filtre numérique
3-4- Le problème du repliement du spectre de fréquence
3-5- Le filtre anti-repliement
3-6- Théorème de Shannon
3-7- Réponse en fréquence du filtre numérique à « moyenne glissante »
3-7-1- Etude mathématique de la réponse en fréquence
3-7-2- Influence du nombre d’échantillons
3-7-3- Influence de la fréquence d’échantillonnage
3-8- Réjection de mode commun (élimination du bruit du secteur)
4- Exemple concret : Carte d’acquisition à 7 entrées analogiques à microcontrôleur PIC 16F88 (Microchip)
4-1- Présentation
4-2- Schéma électrique de la carte
4-3- Principe de fonctionnement de la carte
4-3-1- Les filtres anti-repliements
4-3-2- Le convertisseur analogique - numérique (ADC)
4-3-3- Le filtrage numérique
4-4- La liaison RS232
4-4-1- Le câble de communication entre l'ordinateur et la carte
4-4-2- Protocole de communication entre l'ordinateur et la carte
Annexe 1 : Comment tracer les diagrammes de Bode d'un filtre numérique H(z) avec Matlab ?
Annexe 2 : simulation d'un filtre numérique avec le tableur libre et gratuit OpenOffice
Mots clés : filtre non récursif, filtre à réponse impulsionnelle finie RIF, filtre récursif, filtre à réponse impulsionnelle infinie RII, fonction de transfert en z, réponse en fréquence et phase, réponse impulsionnelle, réponse indicielle, réponse à une rampe, réponse à un signal sinusoïdal
Exemple :
Soit un filtre récursif passe-bas du deuxième ordre :
formule
ou
formule
La simulation de la réponse à un échelon donne :
image
Télécharger la feuille du tableur (format .ods)
Télécharger le logiciel libre et gratuit OpenOffice
Annexe 3 : simulation d'un filtre numérique avec Proteus-ISIS
Exemple :
Soit un filtre récursif passe-bas du deuxième ordre :
formule
La simulation de la réponse indicielle donne :
image
3ème partie : Cours de Conversion analogique-numérique et numérique-analogique
Conversion analogique-numérique et numérique-analogique 924 ko
Introduction
1- Conversion numérique-analogique
1-1- Définitions
1-2- Caractéristiques d'un CNA (DAC)
1-3- Les principaux types de CNA
1-3-1- CNA à réseau de résistances pondérées
1-3-2- CNA à réseau de résistances R-2R
1-4- Restitution du signal analogique initial
1-4-1- Par interpolation
1-4-2- Par filtrage analogique
2- Conversion analogique-numérique
2-1- Définitions
2-2- Fonction de transfert
2-3- Caractéristiques
2-4- Echantillonnage
2-4-1- Fréquence d'échantillonnage
2-4-2- Influence de la résolution et de la fréquence d'échantillonnage
2-4-3- Théorème de Shannon
2-4-4- Application : le son numérique
2-4-4-1- Echantillonnage d'un son
2-4-4-2- Restitution d'un son numérique
2-5- Les différents types de CAN (ADC)
2-5-1- CAN à comparateurs en échelle (Flash)
2-5-2- CAN simple rampe
2-6- Echantillonneur bloqueur
Annexe : logiciel éducatif CAN_Flash (Auteur : Franck Fresnel)
http://franck.fresnel.free.fr/logiciel/CAN_Flash.exe
4ème partie : Cours d'Instrumentation
Amplificateur de différence et Amplificateur d'instrumentation 279 ko
1- L’amplificateur de différence
1-1- L’amplificateur de différence idéal
1-2- L’amplificateur de différence en pratique
1-3- Taux de réjection de mode commun
1-4- Structure de base de l’amplificateur de différence
1-5- Exemple : INA106 (Burr-Brown)
1-6- Remarque sur l’amplificateur opérationnel
2- L’amplificateur d’instrumentation
2-1- Structure à deux amplificateurs opérationnels
2-2- Structure à trois amplificateurs opérationnels
3- Rôle dans la chaîne de mesure
5ème partie : Cours de Métrologie électrique
Introduction à la Métrologie électrique 645 ko
Chapitre 1 - Le multimètre numérique
1- Mesure de tension continue (fonction V DC)
1-1- Conditionnement du signal & Amplification
1-2- Convertisseur analogique–numérique double rampe
1-3- Nombre de points d’un multimètre
1-4- Résolution numérique
1-5- Réjection de mode normal (NMR)
1-6- Le circuit intégré ICL7106
2- Mesure de courant continu (fonction A DC)
3- Mesure de la valeur efficace d’une tension (fonction V AC)
3-1- Conditionnement du signal
3-2- Convertisseur AC -> DC bas de gamme
3-3- Multimètre True RMS
3-4- Bande passante
4- Mesure de la valeur efficace d’un courant (fonction A AC)
5- Mesure de résistances
5-1- Technique 2 fils
5-2- Technique 4 fils
6- Mesure de fréquence et de période
Chapitre 2 - Incertitudes de mesures
1- Incertitude de mesure d’un multimètre numérique
2- Loi de propagation des incertitudes
3- Méthode de calcul préconisée par le COFRAC
3-1- Les incertitudes-types
3-2- Evaluation des incertitudes-types
3-3- Combinaison des incertitudes-types
3-4- Bilan d’incertitudes
Annexes : Spécifications du multimètre numérique HP 973A 234 ko
