Electronique IV (04_XCELE)

• Coefficient : 4
• Volume Horaire: 100h estimées de travail (dont 52.5h EdT)
  CTD : 36h encadrées (et 6h de séances d'études dirigées)
  Labo : 9h encadrées (et 1.5h de séances d'études dirigées)
  Travail personnel hors EdT : 47.5h
• Dont projet : 13.5h encadrées et 27h projet personnel

Liste des AATs

Description

• Systèmes linéaires du second ordre
  • Diagramme de pôles et zéros – principe de stabilité.
  • Notions d’amortissement et de pulsation propre.
  • Fonctions de transfert normalisées.
  • Réponse indicielle des circuits du 2nd ordre.
  • Réponse fréquentielle.
  • Principe de détermination des conditions initiales des réponses temporelles.
• Filtres paramétrables (Butterworth, Chebishev, autres…):
  • Notion de gabarit, calcul d’ordre.
  • Comparaison des différentes approximations et de leurs qualités/défauts.
  • Utilisation de tables de coefficients, pôles ou Q/FSF.
  • Changement de variable pour passer d’un filtre passe bas à un autre.
• Oscillateurs:
  • Fonction de transfert d'un système en boucle fermée.
  • Conditions d'oscillations – Stabilisation.
  • Exemples d'oscillateurs hautes fréquences.

Acquis d'Apprentissage visés (AAv)

• AAv1 [heures: 15, B2] (Étude de circuits électronique d’ordre 2) : A l’issue du 4e semestre d’électronique, l’étudiant sera capable de déterminer sous forme analytique ou numérique les paramètres caractéristiques d’un circuit du 2nd ordre en fonction de la valeur de ses composants en déterminant au préalable sa fonction de transfert. Les paramètres caractéristiques comprennent:

  • le type de filtre;
  • le coefficient d’amplification;
  • la fréquence propre;
  • le coefficient d’amortissement.

• AAv2 [heures: 30, B3, C3, D3, E3] (Modélisation et représentations des systèmes LTI ordre 1 et 2) : A l’issue du 4e semestre d’électronique, l’étudiant sera capable de déterminer, pour un système LTI décrit dans un formalisme donné, la réponse indicielle et fréquentielle en utilisant la résolution de l’équation différentielle ou la transformée de Laplace, et de représenter ces réponses sous forme adéquates. Les formalismes considérés incluent:

  • la forme factorisée: z,p,k;
  • la forme polynomiale: b,a. L’étudiant sera en mesure de vérifier la validité de ses développements avec un logiciel de simulation (Python/Numpy/Scipy).

• AAv3 [heures: 25, D3] (Caractérisation et identification) : A l’issue du 4e semestre d’électronique, l’étudiant sera capable de caractériser le comportement d’un système LTI représenté par sa réponse indicielle, sa réponse fréquentielle ou son diagramme des pôles et des zéros. La caractérisation portera sur les critères suivants:

  • Caractéristiques temporelles:
    • stabilité
    • présence de dépassement
    • temps de réponse à 5 %
    • Caractéristiques fréquentielles:
      • type
      • amplification,
      • fréquence propre,
    • amortissement.
    • Comportement asymptotique

• AAv4 [heures: 30, A3, B1, B3, C2, C3, D1, D3] (Design) : A l’issue du 4e semestre d’électronique, l’étudiant sera capable de proposer un circuit respectant un cahier des charges. Le cahier des charges sera spécifié sous la forme soit par de plusieurs paramètres caractéristiques d’une cellule d’ordre 2 (type, coefficient d’amplitification, fréquence propre, coefficient d’amortissement) ou soit par un gabarit fréquentiel. L'étudiant sera en mesure de vérifier la conformité de sa proposition avec le cahier des charges en utilisant un logiciel de simulation (Python/Numpy/Scipy et LTspice).

Modalités d'évaluation

Une épreuve de contrôle continu longue (coefficient 1), moyenne de pluieurs épreuves de contrôle continu courtes de CTD (coefficient 1) et de Labo (coefficient 1)

Mots clés

Pôles et Zeros – Stabilité - Filtre – Fonction de transfert – Amortissement – Résonance - Oscillateurs - Conditions d'oscillation – Boucle fermée

Pré-requis

Etude des systèmes linéaires du 1er ordre : notion de filtres passe-bas ; passe-haut. Fonction de transfert complexe en régime harmonique. Réponse fréquentielle (Diagramme de Bode),réponse temporelle( indicielle). Equations différentielles du 1er et 2nd ordre.

Ressources

• Précis d'Electronique, cours et exercices résolus, tomes 1 & 2, Azan, édition Bréal
• Circuits fondamentaux de l'électronique, Tran Tien Lang.
• Électronique tome 1 et 2, Chatelain-Dessoulavy.