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Lecon Electronique n°1

Amplificateurs de puissance
Classe A, B et AB

Biblio :

  • Amplificateurs de puissance (Michel GIRARD)
  • Théorie du signal et composants (Maneville Esquieu)

Plan

  • Intro :
    • Points importants : Amplification (Gain pur, résistance d\’E/S), Puissance (Consommation et puissance fournie, rendement), Fidélité (Taux de distorsion, bande passante). On étudiera les différents montages.
  • Classes de fonctionnement :
    • Positionnement des polar des différentes classes sur la courbe de la jonction PN.
  • Etude des caractéristiques de chaque amplificateur :
    • Classe A : idem étude GIRARD
    • Classe B : idem étude GIRARD
    • Classe AB : pb du dimensionnement de R (résist de base 500 Ohms) et de Re (1Ohm).
    • Amélioration du classe B par rétroaction

 


 

La jonction PN : fonctionnmenent statique et dynamique. (BTS).

Biblio :

  • Dispositifs et circuits intégrés semi-conducteurs. (A Vapaille, R Catagné).

Plan

  • Jonction PN polarisée
    • Polarisation en direct.
    • Polarisation en inverse.
  • Jonction PN à l\’équilibre.
    • Approche qualitative et quantitative. (calcul du potentiel, de l\’extension spatiale).
  • Rappels.
    • Conduction électrique.
    • Diffusion des porteurs.
  • Jonction PN en régime transitoire.
    • en inverse : Ct
    • en direct : Gd // Ct // Czce = Gd // Czce.
  • Exemple d\’utilisation : Varicap, Redresseur, détecteur de crêtes, diode Zéner en alim.

Lecon Electronique n°2

Le transistor bipolaire : principe de fonctionnement et schéma équivalent en basse fréquence. (BTS).

Biblio :

  • Dispositifs et cicuits intégrés semiconducteurs. (Castagné Vapaille).

Plan

  • Intro et rappels :
    • But du transistor : controler un courant de sortie à l\’aide d\’une tension d\’entrée.
    • Modes de fonctionnement : Transmission d\’infos / Energie.
  • Principe de fonctionnement.
    • Explication avec des schémas non polarisé, jonction BE polarisée, BE en directe et BC en inverse.
    • Profil de concentration dans la base.
    • Calcul des gains en courant. efficacité d\’injection : (crt(e)EB)/(crt(e)EB +crt(t)BE)=gamma. introduire sans calculs : B et M -> Gain en courant : alpha = gamma*M*B=0.99. beta=alpha/(1-alpha)=100
  • Caractéristique statique.
    • Courbes Ib=f(Vbe) et Ic=f(Vce).
    • 4 modes de fonctionnement.
  • Régime dynamique.
    • Résistance Rbe. Présenter la pente de la caractéristique.
    • Résistance Rce : Présenter la pente expérimentale (ne pas parler de l\’effet Early).
    • Résistance Rbb\’ : présenter le schéma du transistor réel. résistance d\’accès (pas de pb sur Ree\’ car dopage N+. (Ic=Ie nous a conduit au dopage N+, N au collecteur pour éviter le claquage).

Lecon Electronique n°3 

Le transistor bipolaire : étude en hautes fréquences. (IUT).

Biblio :

  • Dispositifs et circuits intégrés semi-conducteurs. (Castagné Vapaille).

Plan

  • Rappel sur le transistor bipolaire.
    • transistor bipolaire N+PN.
    • Pt de fonctionnement.
    • Modèle petits signaux.
  • Etude des jonctions BE et BC en hautes fréquences.
    • Jonction BC en inverse.
    • Jonction BE en direct. (capa due aux charges de bord de ZCE -> Cd=tau/Rbe).
  • Schéma de Giacoletto.
    • Schéma.
    • Théorème de Miller (application).
    • Fréquences particulières (pas besoin du Th de miller car CC en sortie).
    • attaque en courant : C relié à E -> fb=1/(2*Pi*Rb\’e*Ce) -> fréq de transistion : ft=beta fb.
  • Application.
    • Montage émetteur commun.
    • Manip : faire varier Cbc sous Pspice -> variation de fc.

Lecon Electronique n°4

Le transistor à effet de champ MOS : principe de fonctionnement et schéma équivalent. (IUT).

Biblio :

  • Dispositifs et circuits intégrés semiconducteurs (Castagné Vapaille).
  • Boittiaux.
  • Blot.

Plan

  • Fonctionnement
    • Principe et classification. (Normally ON et OFF, NMOSFET et PMOSFET).
    • Structure.
    • Création du canal. (si Vgs>Vt). On repousse les trous au fond du substrat.
    • Pincement. (si Vgd
  • Modélisation.
    • Caractéristique statique (zome ohmique, zone source de courant, zone claquage par avalanche).
    • Schémas équivalent petits signaux.
      • En basse fréquence.
      • En haute fréquence.Remarques. résist améliorée p/r au Jfet. de nos jours grilles courtes -> sat en vitesse. Issat=alpha*u/L -> Pmosfet plus encombrant que Nmosfet car u +grand donc L +grand).
  • Application
    • Résistance variable en zone ohmique. (CAG).
    • Inverseur CMOS.

Lecon Electronique n°5

L’amplificateur différentiel. (BTS).

Biblio :

  • Théorie du signal et composants (Maneville-Esquieu)

Plan

  • Intro :
    • Fonction ampli diff.
    • 1ere considérations : il existe un gain en mode diff et un gain en mode commun.
  • Structure de base de l’ampli différentiel.
    • Schéma avec résistance (et pas source de courant) à l’émetteur.
    • Polarisation.
    • Etude en petits signaux.
    • Etude en grand signaux.
  • Limites de l’ampli différentiel.
    • Saturation
    • Mode commun
  • Evolutions possibles
    • Générateur de courant.
    • Charge active.

Lecon Electronique n°6

Amplification de puissance de classes A,B et AB. (BTS).

Biblio :

  • Amplificateurs de puissance. (Girard).

Plan

  • Intro :
    • But : amplification en puissance (par opposition à l\’AO). Tout ce qui n\’est pas donné à la charge est dissipé -> pb du rendement et du refroidissement.
    • On utilisera des caractéristiques linéarisées.
  • Généralités.
    • Définition d’un ampli de puissance.
    • Positionnement sur la courbe Ib= f(vbe).
  • Classe A
    • Exemple de montage.
    • Polarisation.
    • Rendement.
  • Classe B
    • Push-pull.
    • Rendement.
    • Distorsion.
  • Classe AB. (on rajoute des diode pour éviter l’effet de seuil et des résistances contre l’emballement thermique).
    • Intérêt pour la distorsion.
    • Problème de l\’emballement thermique (sur les bipolaire alpha=d(Vbe)/dT<0 sur les MOS, pas de problème alpha >0).
    • Possibilité de parler des résistances thermique PN->boitier->air = résistance équivalente.
    • Rendement.

Lecon Electronique n°7 

Amplification de puissance de classe C. (IUT).

Biblio :

  • Amplificateurs de puissance (Girard).

Plan

  • Intro :
    • Le classe C doit être ajusté en fréquence (réglage du circuit oscillant à l’impédancemètre), puis démarré avec de forts signaux.
  • Rappels
    • Les classes d\’amplificateurs.
  • L’amplificateur de classe C : montage de base.
    • Principe (on alimente les oscillations dans un circuit oscillant).
    • Caractéristiques.
    • Gain en tension.
    • Rendement.
    • Distorsion.
  • Utilisations du montage Classe C
    • Domaine d\’utilisation (ampli sélectifs).
    • Problèmes liés à cette utilisation (court-circuit du à la capacité de Miller).
    • Résolution du problème (self de choc).
    • Application à la modulation d\’amplitude.

Lecon Electronique n°8

Réponse en fréquence des amplificateurs opérationnels. Compensation en fréquence, vitesse de balayage. (IUT).

Biblio :

  • Amplificateurs opérationnels 2 (GIRARD)

Plan

  • Compensation en fréquence (interne puis externe)
    • L’AO est fait pour être contre réactionné.Le pb est que les amplis ont des gains >0 et des phases. instabiblité si on contre-réactionne. Si on veut un ampli stable partout, il faut une compensation en fréquence interne. On change les poles en mettant une capa en // de la capa de Miller -> on peut ramener l\’instabilité vers des niveaux plus faibles. Ensuite, on peut augmenter la bande à gain constant par contre-réaction externe avec des résistance (produit gain-bande=cte).
  • Slew Rate
    • Si on augmente C en // avec la capacité de Miller, on diminue la valeur du slew rate. On a donc un compromis à régler.

Lecon Electronique n°9

Amplificateur d\’instrumentation : principe, caractéristiques et applications. (IUT).

Biblio :

  • Ampli op tome 2 (Girard).
  • Tran Tien Lang (Mesure physique)

Plan

Intro :

  • Les amplis op d\’instrumentations sont destinés à mesuré des tension très faibles avec des gains en tension très importants. Ils fonctionnene en boucle ouverte. Leur gain est fixe et connu.

Caractéristiques.

Gain en tension : le gain doit être très grand et linéaire. On peut définir un coeff de non linéarité (erreur max / sortie max).
Offset : on veut des offset très réduits et dont la dérive dans le temps soit très réduite.
Bruit : on cherche à avoir un bruit très faible.
Comportement en fréquence (cf AO).
Impédance d\’entrée. On souhaite qu\’elle soit la plus grande possible afin de pouvoir mesurer des hautes impédances.Taux de réjection en mode commun. Extrèmement importante lors de la mesure de déséquilibres de ponts, il faut qu\’elle soit maximale (>100dB). Calcul du TRMC en prenant en compte les résist des fils d\’entrée, Zd, Zh et Zb.

Amélioration du TRMC

(Circuit de garde. On remplace la masse par un armature reliée à la masse via Rf.)
Ampli différentiel de base. (TRMC = 10dB).
Ampli diff à grande résist d\’entrée et gain constant) (TRMC = 120dB).
Ampli diff d\’instrumentation « industriel » à 3 AO.

Diminution de l\’offset.

On utilise des montages chopper pour recalibrer les offset régulièrement.

Application sur un exemple industriel

Electrolyse (pb de mode commun important) -> on isole galvaniquement en transmettant l\’info de tesion par modulation.

Oscillateur à bande étroite
Oscillateur de Clapp avec rétroaction et amplification par transistor (cf Maneville Esquieu). sur lequel on rajoute una varicap en parrallèle (liée vie 2 capa de 10nF) de la capa la plus faible (220pF) polarisée par une tension continue et des selfs.


Lecon Electronique n°10

Analyse d\’un composant optoélectronique, applications. (IUT).

Biblio :

  • Dispositifs et circuits intégrés semiconducteurs. (Castagné Vapaille).
  • Optoélectronique. (Rosencher Vinter).
  • Les composants semiconducteurs. (Boittiaux collection Tec & doc).
  • Technologie des Telecoms. (P Lecoy).

Plan

Interraction photon/SC.

Energie d\’un photon.
Coefficient de réflexion.
Coefficient d\’absorption.
Absorption d\’un photon.
Apparition du photocourant.

Photodiode PIN.

Constitution de la photodiode.
Rendement optique. (nb d\’e/t créés / nb de photon = n).
Sensibilité. (A/W -> (VIph/qV)/(Fi/hv) -> S=n*lambda/1.24).
Réponse temporelle. (3 limitations).
cte de temps de diffusion dans la zone P.
cte de temps du au transport dans la ZCE. (t=W/v or v=uE et E=Vxd/W).
capa ZCE : e*A/W.
Montrer les caractéristiques.

Applications.

Montage : montrer le courant d\’obscurité.
Industrie : lecteur CD, transmission numérique, plaquette CCD.


Lecon Electronique n°11

Oscillateur à Quartz. (IUT).

Biblio :

  • Transmission de signaux (Christophe More).
  • Handbook of filter synthesis (Zverev)
  • Techniques de l\’ingénieur.

Plan

Rappel sur les oscillateurs. (monter le pont de Wien)

Facteur de qualité.
Précision en fréquence.

Quartz et piézo-électricité.

Modélisation du Quartz (effet piézo, notion de sélectivité, importance des pertes).
Choix des modes.
Equivalence avec un schéma électrique.

Modèle électrique (cas sans pertes). (Monter l\’oscillateur à Quartz cf Christophe More).

Modèle série (impédance faible).
Modèle parrallèle Impédance forte : utilisé car peu de consommation).

Conclusions.

Pb de vieillissement et de dérive en température.


Lecon Electronique n°12

Oscillateurs quasi-sinusoïdaux : condition de démarrage des oscillations; stabilisation de l\’amplitude. (BTS).

Biblio :

  • Transmission de signaux (Christophe More).
  • Systèmes bouclés linéaire de communication et de filtrage. (Manneville Esquieu).

Plan

Intro

Les points importants de la leçon sont la condition de démarrage (gain très grand pour avoir démarrage à coup sur) et stabilisation de l\’amplitude (par des non-linéarités).

Caractéristiques d\’un oscillateur

Gain. Fréquence d\’oscillation. Bande passante du circuit oscillant.
Stabilité en fréquence.
Pureté spectrale.

Condition de démarrage.

Instabilité : pole à partie réelle positive ou nulle.Exemple (oscillateur à montage à résistance négative : remarquer que si le gain est limite, le démarrage n\’est pas très sur).

La stabilisation de l\’amplitude.

Non linéarité : Méthode du premier harmonique.
Pb de pureté spectrale. (utilisation de l\’analyseur de spectre et du plan de phase).
Controle automatique de gain (courbe gain en fonction de Ve).


Lecon Electronique n°13

Synthèse des filtres analogiques : exemple sur un gabarit donné. (IUT).

Biblio :

  • Systèmes bouclés linéaires de communication et de filtrage (Maneville-Esquieu).

Plan

Intro :

Réalisation d\’un filtre, de la théorie au cablage.

Calcul de la fonction de tranfert

Gabarit normalisé du filtre passe-bas.
Transformations permettant de se ramener du passe-haut, passe-bande, coupe-bande au passe-bas.
Fonction d\’approximation. (Butterworth et Tchebytchev).
Détermination de n et de epsilon.
Fonction de tranfert. (on ne garde que les poles à partie réelle <0) et on applique les tranfos inverses.

Structure des filtres actifs

Principe, il faut cascader des circuits avec une faible impédance de sortie et une très grande impédance d\’entrée.
Circuits utilisés (filtres sans inductance).

Exemple d\’application

Filtre passe-haut.

Problèmes liés aux filtres analogiques.

Sensibilité aux composants.
Problème d\’ondulation dans la bande passante (Tchebytchev -> on remplace par Bessel).


Lecon Electronique n°14

Filtres numériques récursifs. (BTS).

Biblio :

  • Signaux et systèmes numériques, filtres, modulations (Jelinski).
  • Systèmes bouclés linéaires, de communication et de filtrage. (Mannevile Esquieu).
  • Le filtrage numérique (Beaufils Rami).

Plan

Intro :

  • rappel sur la structure d\’un filtre récursif.
  • stabilité.

Synthèse d\’un filtre récursif.

Rappel sur la synthèse des filtres analogiques.
Equivalence de l\’intégrale.
Equivalence de la dérivation.
Stabilité (conservée lors de la transformation par équivalence).

Structure des filtres récursifs.

Structure de base. (traduction de l\’équation de récurrence)
Structures décomposées. (on a des produits et sommes de structures élémentaires de base).
Implémentation matérielle.

Comparaison analogique-numérique. (en option).


Lecon Electronique n°15

Echantillonage des signaux : principe, spectre, restitution. (BTS).

Biblio :

  • Technologie des télécoms. (P Lecoy).
  • Electronique des systèmes de mesure. (Tran Tien Lang).
  • Traité d\’électricité. EPL Volume 6.

Plan

Principe et théorèmes de l\’échantillonage.

Principe.
Théorème de Shannon.

Spectre d\’un signal échantilloné.

Décomposition en série de Fourier de la fonction peigne.
Spectre d\’un signal échantilloné.
Repliement de spectre.

Echantillonage réel et échantilloneur-bloqueur.

Echantillonage réel.
Echantilloneur-bloqueur. (attention pour justifier le bloqueur, il faut pondérer le peigne de dirac par 1/Te de manière à avoir un gain total unitaire).

Reconstitution

Reconstitution par filtrage.
Reconstitution par blocage.


Lecon Electronique n°16

Conversion analogique par réseau R-2R; application à la CAN. (IUT).

Biblio :

  • Technologie des télécoms. (P Lecoy).
  • Traitement des signaux et acquisitions de données (F Cottet).
  • Electronique des systèmes de mesure (Tran Tien Lang).
  • Techniques de l\’ingénieur.

Plan

La conversion de données.

Objectif.
Définitions. (Nb binaire, Quantum de conversion).

CNA à réseau R-2R.

Principe de la CNA.
(CNA à résistances pondérées (pb de précision aux fortes valeurs)
ou CNA à division de tension : modèle R-2R).

Réalisation du CNA à réseau R-2R.

Application à la CAN.

Principe de la CAN.
Réalisation de la CAN à l\’aide de CNA.
CAN à comptage.
CAN à approximations successives.
Nécessité du bloqueur.


Lecon Electronique n°17

Modulations angulaires. (BTS).

Biblio :

  • Technologie des telecoms (P Lecoy).
  • Systèmes bouclés linéaires de communication et de filtrage. (Manneville-Esquieu).
  • Fontalliet.
  • Transmission de signaux (C More).

Plan

Définitions.

Modulation de fréquence et de phase.
Relation entre modulation de fréquence et de phase.

Spectre des signaux modulés.

Cas m(t) sinusoïdale.
Bande de Carsson. (montrer une annulation de la fonction de Bessel).
Cas particuliers (beta fort et beta faible).

Dispositifs.

Modulateurs.
Amstrong.
VCO type oscillateur collpits.

Démodulateurs.
Discriminateur (on dérive le signal -> impotance d\’avoir une amplitude constante -> PLL).
Boucle à verrouillage de phase seule.


Lecon Electronique n°18

Transmissions numériques en bande de base. (IUT).

Biblio :

  • Transmission de signaux (Christophe More).
  • Systèmes bouclés linéaires, de communication et de filtrage (Manneville Esquieu).
  • Technologie des télécoms. (P Lecoy).

Plan

Intro :

  • Qu\’est ce qu\’une transmission numérique.
  • Qu\’est-ce qu\’un code.
  • Montrer le chgt analogique -> numérique
    Alphabet fini. (reconnaitre un nb parmi un nb fini de possibilité).
    Qualité : Prob erreur >< RSB.
    On peut quantifier la quantité d\’info transmise.

Canal illimité

NRZ : densité spectrale : sinc².
Pb de la composante continue. (certaine transfos ne passent pas le continu).
Récupération de l\’horloge.

Canal limité

Critère de Nyquist. (Il faut au moins que le fondamental passe : B > 1/2T avec un débit de D=1/T).
Transmission en m-ère : codage sur +sieurs bits R=1/T<2Blog(m), m=2^n. (Rapidité de modulation).Limitation due au bruit : (intersection des gaussiennes cf Manneville-Esquieu).

Interférences dues au canal.

En canal limité, on a des interférences inter-symboles.
Solution, On prend la décision à t=nT exclusivement. (cf diagramme de l\’oeil).


Lecon Electronique n°19

Modulations de phase numériques et démodulations. (IUT).

Biblio :

  • Transmission de signaux (Christophe More).
  • Systèmes bouclés linéaires, de communication et de filtrage (Manneville Esquieu).
  • Doc Octavien ???????

Plan

Généralités.

s(t)=cos(wt+phio+phik).
Densité spectrale de puissance.
On veut transmettre u mot de n bit : 2^n états.

Modulateurs.

Déplacement de phase absolu (PSK).(multiplication de fréquence puis diviseur décalable en phase).
Déplacement de phase différentiel (DPSK). (multiplication de fréquence pui on envoie un top toutes les x périodes (x correspondant à 2^n +- le décalage.)

Démodulateur

Démodulation cohérente. (on reconstitue la porteuse et mesure du décalage de phase entre la porteuse et le signal via des OU exclusifs).
Démodulation non cohérente. (on compte le temps entre 2 fronts montants, permet de connaitre la variation de phase.)


Lecon Electronique n°20

Boucle à verrouillage de phase : structure, équilibre statique, modélisation, fonctionnement dynamique. (BTS).

Biblio :

  • La boucle à verrouillage de phase (Girard).
  • Phased locked loop techniques (Gardner).
  • Transmission de signaux (C More).

Plan

Structure d\’une PLL

Schéma structurel.
Comparateur de phase. (Multiplieur analogique, Ou exclusif, Comparateur à intégration).Correcteurs.
VCO. (plage de linéarité).

Aspect qualitatif.

Focntionnement.
Capture (delta(fc)

Aspect dynamique.

Saut de fréquence (condition de non décrochage : étude qualitative).

Application.

Diviseur de fréquence.


Lecon Electronique n°21

Critères de stabilité d\’un système bouclé analogique en régime linéaire. (IUT).

Biblio :

  • Régulation tome 2. (Toussaint Sermondade).
  • Manneville Esquieu (Systèmes bouclés linéaires de communication et de filtrage).
  • Cours d\’automatique tome 2 (Rivoire Ferrier).

Plan

Condition générale de stabilité.

Définition.
Condition de stabilité.
Application aux systèmes bouclés.

Critère algébrique.

Cas simple. Système d\’ordre 1.
Critère de Routh.
Applications.

Critère graphique.

Critère de Nyquist.
Critère du revers.
Marges de phase et de gain. (définition et importance).


Lecon Electronique n°22

Correction d\’un système bouclé analogique en régime linéaire. (BTS).

Biblio :

  • Régulation tome 2 (Sermondade Toussaint).
  • Cours d\’automatique tome 2 (Rivoire).
  • Cours d\’automatique tome 3 (Mainguenaud).
  • Système bouclés linéaires, de communication et de filtrage (Maneville-Esquieu).

Plan

Nécessité de la correction.

Utilité.
Qualité d\’un asservissement.
Correction série et parallèle.
Principe de synthèse.

Les correcteurs.

Proportionnel.
Proportionnel dérive.
définition / avance de phase / exemple.Proportionnel intégral.
définition / Retard de phase / exemple.PID.

Méthode expérimentale de réglége du PID : Ziegler-Nichols.

Essai en BO.
Essai en BF.


Lecon Electronique n°23

Les systèmes asservis numériques : modélisation et stabilité. (BTS).

Biblio :

  • Systèmes bouclés linéaires, de communication et de filtrage. (Mannevile Esquieu).
  • Régulation et asservissement (Hans Guyenot).
  • Précis d\’électronique (Azan).

Plan

Modélisation.

Structure d\’un système asservi numérique.
Boucle ouverte : echbloq -> CAN -> calculateur -> CNA -> Process.
Transformée en z.
Modélisation des différents éléments. (Ech bloq + CAN ).
Fonction de transfert en echantilloné.
(s*(t)=SUM(s(n*Te)delta(t-nTe) -> S*(p)=SUM(s(nTe)*exp(-nTep)=SUM(s(nTe)*z^-n)

Stabilité.

Considérations générales. (stabilité si tous les |zi|<1).
Critères algébriques. (B(z), dénominateur en BF)
(Critère de Schur-Cohn.)
Critère de Jury.
Critère de Routh Hurwitz. (z=(1+w)/(1-w), on applique Routh à B(w).


Lecon Electronique n°24

Les systèmes asservis non linéaires : méthode du premier harmonique. (IUT).

Biblio :

  • Automatique de base. (P. Siarry).
  • Introduction aux systèmes non linéaires. (J.C. Gille).
  • Cours d\’automatique tome 4 (J. Mainguenaud).

Plan

Intro.

  • L\’idée de la leçon est de raccrocher et de généraliser les systèmes NL au cas des syst linéaires classiques.

Non linéarité

Organe non-linéaire.
Différents types de non-linéarité (accidentelle/essentielle).
Cadre de l\’étude. (régime sinus, système de forme donnée à un organe non linéaire).

Méthode du premier harmonique.

Réponse d\’un organe NL à une excitation sinus.
Condition de filtrage.
Gain équivalent. (def + exemple).

Stabilité.

Auto-oscillation.
Stabilité des auto-oscillations.
exemple : +/- avec seuil.
Règle de Loeb : (pt osc stable si lorsque l\’on parcoure L(p) dans le sens des w+ on laisse augauche le lieu -1/N).

Stabilité d\’un asservissement. (la stabilité dépend de l\’amplitude des signaux).

(Oscillations forcées.) ?????

Oscillations forcées synchrones.
Phénomènes typiquement non linéaires.
Seuil de synchronisation.
Phénomène de saut.


Lecon Electronique n°25

Analyse spectrale : principe d\’un analyseur de spectre. (IUT).

Biblio :

  • H prépa électrocinétique 2.
  • Doc des analyseurs du labo.
  • Audiola, les analyseurs de spectre : livre de Daniel.
  • Techniques de l\’ingénieur : Analyseur de Fourier, analyseur de spectre.

Plan

Analyse spectrale

Si on passe un signal dans un filtre on a une représentation fréquentielle du signal (pas de Fourier).
L\’analyseur de spectre déplace un filtre.

OU alors, on recherche la densité spectrale de puissance du signal (d(Veff²)/df -> nécessité de déplacer un filtre très sélectif.

Analyseur de spectre analogique

Transposition en fréquence. On multiplie le signal par un porteuse que l\’on fait varier en fréquence, la spectre du signa se déplace davant un filtre fixe (utiliser des transparents).

Schéma bloc : un générateur wobulé pilote un VCO qui génère la proteuse qui multiplie le signal, on passe le tout dans un filtre sélectif puis un détecteur de crête. le géné wobulé pîlote la voie X de l\’oscillo, et le détecteur de crête la voie Y.
Paramètre : BP du filtre, fréquence centrale du filtre, plage balayée.

Choix de la résolution du filtre et de la vitesse d\’analyse. R

Sensibilité au bruit. Valeur minimale de l\’amplitude d\’une sinusoïde émergeant d\’au moins 3dB au dessus du bruit.


Lecon Electronique n°26

Bruit de fond : modélisation, caractérisation, bande équivalente de bruit. (IUT).

Biblio :

  • Technologie des telecoms (P. Lecoy).
  • Transmission de signaux (C. More).
  • Traité de l\’électronique tome 2 (P. Horrowitz).

Plan

Siganux aléatoires.

Quelques définitions. (signal stationnaire, ergodicité, signal centré).Les signaux gaussiens. (manip pour montrer le caractère gaussien du bruit blanc).
Indépendance des signaux aléatoires.

Origine et modèle physique du bruit.

Bruit thermique. (définition en unilatéral : 4kTR=Sv(f) densité de puissance).
Formule de Nyquist : Sv(f)=4kT Re(Z(f)). (application à un circuit RC).
Bruit de grenaille.
Autres bruits (bruit en 1/f, bruit colorés, bruits quantique, bruit de répartition, bruit d\’avalanche)

Caractérisation d\’éléments de circuits électroniques.

Puissance de bruit dans une bande donnée. (application au filtre RC).
Amplification du bruit dans un quadripole (cf formule des interférences).
Bande équivalente de bruit.
Facteur de bruit dans un quadripole.


Lecon Electronique n°27

Bruit blanc dans les amplificateurs : facteur de bruit, température de bruit. (IUT).

Biblio :

  • Transmission de signaux (C More).

Plan

Rappels sur le bruit.

Bruit blanc. Bruit thermique, de grenaille.

Procédé d\’étude du bruit dans les amplis.

Principe : inventaire des sources de bruit. Schéma petits signaux avec source de bruit.
Tension équivalente de bruit. (application au transistor bipolaire.)

Facteur de bruit.

Définition (Puiss bruit sortie / Puiss bruit sortie avec ampli non bruyant. Fdb = 10 log F).
Influence de la résistance Rs de la source.

Température de bruit.

Puissance disponible d\’une source.
Température de bruit (d\’une source, d\’un amplificateur).
Lien entre facteur de bruit et température de bruit.

Association de quadripoles

Facteur de bruit.
Structure d\’un récepteur. (manip avec un ampli non bruyant et un ampli auquel on a ajouté un géné de bruit).


Lecon Electronique n°28

Détection synchrone : principe, application, rapport signal sur bruit. (IUT).

Biblio :

  • Transmission de signaux (C More).
  • D Ventre.

Plan

Représentation des signaux.

Aspect spectral.
Puissance.
Signal analytique.

Principe de la détection synchrone

Modulation.
Détection synchrone.
Nécessité du synchronisme.
Régénération de porteuse.

Bruit dans les modulations.

Rapport signal sur bruit.
Modélisation d\’un système de transmission.
Cas MDBSP.

Applications.

Codage stéréophonique. (G+D en bdb, P à 19kHz, G-D autour de 38kHz).
Instrumentation. (on utilise la porteuse pour démoduler).
Mesure d\’impédance. (Ao avec l\’impédance dans la boucle de retour, on multiplie la sortie par la porteuse et par la porteuse déphasée de Pi/2 -> Re et Im).


Lecon Electronique n°29

Les lignes de transmission : équations, impédance caractéristique. (BTS).

Biblio :

  • Transmission en espace libre et sur les lignes (P Combes).

Plan

Equations de propagation.

Modélisation du cable coaxial.
Equation de propagation en régime harmonique.
Solution des équations de propagation. (superposition de ondes se propageant en sens inverse).
Impédance caractéristique. (Rq : l\’impédance en un pt n\’est pas l\’impédance caractéristique).

Nature de l\’onde résultante.

Coefficient de réflexion. (p=Zl-Zc/Zl+Zc).
Cas de l\’adaptation d\’impédance.
Cas court-circuit.
Généralisation.
Mesure du TOS.

Ouverture vers l\’adaptation d\’impédance

Parler des pertes. (visualisation dana l\’abaque de Smith).

Démodulateur d\’amplitude

Détecteur de crètes (inconvénient si décroissance rapide du signal).
Démodulation quadratique (filtre passe bas de Sallen-Key derrière).
Démodulation synchrone. On reconstruit la porteuse par une PLL, puis on déphase (compense le déphasage du à la PLL) puis on multiplie par le signal et on filtre passe-bas.


Lecon Electronique n°30

Adapation d\’impédance en haute fréquence : utilisation de l\’abaque de Smith. (IUT).

Biblio :

  • Transmission en espace libre et sur les lignes (Paul Combes).

Plan

Diagramme de Smith.

Abaque de coefficient de réflexion en module et argument.
Abaque d\’impédance en r+jx.
Prendre des exemples (CC, CO, Cadapté).
Manip : ligne sur ZL. on mesure pL à l\’analyseur de réseau.
exemple CC : On se déplace sur le cercle unité.

Adaptation

Adaptation par ligne l/4.
Adaptation par cellule réactive.
Stub à fréquence élevée.
Composants réactifs à des fréquences plus faibles.