Electronique (02_XCELE)

• Coefficient : 4
• Volume Horaire: 116h estimées de travail (dont 72h EdT)
  CTD : 36h encadrées
  Labo : 36h encadrées
  Travail personnel hors EdT : 44h
• Dont projet : 12h encadrées et 12h projet personnel

Liste des AATs

Description

1. Circuits électroniques en régime sinusoïdal

• Représentations complexe
• Impédance et admittance
• Fonction de transfert

2. Réponse fréquentielle des circuits d'ordre 1

• Evolution des module et argument de la fonction de transfert
• Diagramme de bode
• Notion de filtre

3. Réponse temporelle des circuits d'ordre 1

• Régime transitoire
• Régime permanent

4. Amplificateur opérationnel alimenté en monotension Tous ces points du programme feront l'objet d'étude en TP et simulation L'étudiant mettra en application ses connaissances au travers de la réalisation d'un projet.

Acquis d'Apprentissage visés (AAv)

• AAv1 [heures:20,C1,C2,D2] (Conception et dimensionnement, inclus simulation) : A l’issue du 2e semestre, l’étudiant sera capable d'adapter les valeurs de composants d'un circuit du 1er ordre pour réaliser une fonction électronique standard et parfaitement décrite (cahier des charges). L'étudiant évaluera systématiquement sa proposition par une étude en simulation à l'aide du logiciel LTSpice.

  • Précisions :
    • Circuits 1er ordre élémentaires : 8 circuits donnés dans le poly de CTD.
    • Le cahier des charges présentera soit les paramétres de la fonction à réaliser soit les graphiques des réponses recherchées (réponse indicielle ou diagramme de Bode).
    • fonction électronique standard : filtre passe bas, passe haut, déphaseur, temporisation, moyenneur, oscillateur, dérivation, intégration, générateur d'impulsions.

• AAv2 [heures:30, B1, B2, B3] (expression temporelle d'un signal) : A l’issue du 2e semestre, l’étudiant sera capable  de déterminer qualitativement et analytiquement l'expression temporelle de la réponse d'un circuit du 1er ordre pour une excitation donnée. Il saura exploiter les propriétés des composants passifs utilisés pour déterminer les réactions du circuit aux discontinuités d'entrée et en régime permanent continu. Il saura différencier ce qui relève des phénomènes transitoires, évaluer leur durée et déterminer l'expression du signal de sortie du circuit en régime permanent. Le résultat pourra toujours être esquissé en concordance de temps avec le signal d'entrée.

  • Précision :
    • excitation : échelon de 0-1V, continue par partie, sinusoïdal, autres signaux périodiques uniquement qualitativement.

• AAv3 [heures:30, B1, B2, B3] (réponse fréquentielle) : A l’issue du 2e semestre, l’étudiant sera capable de décrire les propriétés d'un système en fonction de la fréquence des signaux d'entrée. Il aura pour cela déterminé la fonction de transfert complexe de chaque circuit et identifé dans celle-ci les paramètres permettant le tracé du diagramme de Bode du systeme. Il vérifiera son résultat en utilisant les propriétés des dipôles passifs en fonction de la fréquence permettant de simplifier le schéma et d'obtenir les équations des asymptotes du diagramme de Bode.

  • Précisions :
    • système électronique : circuit composé d'un ou plusieurs circuits du 1er ordre.
    • paramètres : coefficients d'amplification BF et/ou HF, pulsation(s)/fréquence(s) de cassure(s)

• AAv4 [heures: 10,C4,D2] (Energie et Puissance) : A l’issue du 2e semestre, l’étudiant sera capable d'évaluer le coût de la consommation énergétique d'une installation électrique industrielle et de dimensionner les éléments à y rajouter pour ne pas subir de pénalités par le fournisseur d'énergie.

• AAv5 [heures:26, D2, D3] (Mesures expérimentales) : A l'issue du semestre S2, l'étudiant sera capable de caractériser expérimentalement un système en utilisant les protocoles de mesure adéquats. Il présentera ses résultats sous la forme d'une synthèse comprenant des courbes légendées et exploitées. Les valeurs caractéristiques du système seront données avec des unités cohérentes et discutées au regard de celles attendues.

  • Précisions :
    • Valeurs caractéristiques des fonctions usuelles
      • filtres : amplification maximale, fréquence de cassure, pente.
      • générateurs de signaux (astables, monostables, impulsions) : fréquence, rapport cyclique, temps à l'état haut, valeur pic, état de repos.
    • protocoles
      • Fréquentiel : BF/HF/mesure amplification/déphasage ou utilisation automatique GBF
      • indicielle : réglage échelon + oscillo et curseurs + monocoup.
      • Simulation : AC analysis / Transient + réglage source

Modalités d'évaluation

Les AAV seront validées par:

• Une épreuve de contrôle continu longue
• Moyenne de plusieurs épreuves de contrôle continu courtes
• Moyenne d'épreuves de laboratoire en contrôle continu

Mots clés

Circuit linéaire de premier ordre, fonction de transfert complexe, réponse fréquentielle, réponse temporelle.

Pré-requis

Cours d'électronique de S1 (théorie, simulation LTSpice et utilisation des appareils de mesures)

Ressources

Polycopiés de cours. Electricité, cours et exercices résolus, H. Ouslimani et A. Ouslimani, Collection A. Capliez, Editions Casteilla. Exercices sur les circuits électriques, Y. Granjon, Editions Masson. Comprendre l'électronique par la simulation, S. Dusauzay, Editions Vuibert