Électronique - Tome 1 - vuibert - 9782311005011 -
Électronique - Tome 1 

Électronique - Tome 1
Outils d'analyse des signaux et fonctions électroniques de base

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Systèmes numériques 1
Année : 03/2018 0

Rédigé à l'attention des étudiants du premier cycle de l'enseignement supérieur, l'ouvrage présente, en deux volumes indépendants, l'ensemble du programme d'électronique avec un cours complet des QCM et plus de 100 exercices de difficulté progressive (3 niveaux).D'une lecture aisée, ce premier manuel aborde autant les savoirs fondamentaux en électronique que les [...]
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Auteur : 

Editeur : Vuibert

Date parution :

Reliure :
Broché
Nbr de pages :
342
Dimension :
17,0 cm × 24,0 cm × 1,9 cm
Poids :
595 gr
ISBN 10 :
2311005014
ISBN 13 :
9782311005011
27,90 €
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Quel est le sujet du livre "Électronique - Tome 1"

Rédigé à l'attention des étudiants du premier cycle de l'enseignement supérieur, l'ouvrage présente, en deux volumes indépendants, l'ensemble du programme d'électronique avec un cours complet des QCM et plus de 100 exercices de difficulté progressive (3 niveaux).

D'une lecture aisée, ce premier manuel aborde autant les savoirs fondamentaux en électronique que les outils nécessaires à l'analyse des signaux ou à l'électronique analogique afin d'apporter aux étudiants les connaissances théoriques et pratiques indispensables à la matière.


Auteurs :

Professeur de physique appliquée, actuellement en poste au lycée Lesage de Vannes, Thierry Gervais a d'abord enseigné en classe de terminale STI et fut formateur BTS en formation continue dans le réseau GRETA. Il exerce depuis 1996 en formation initiale dans des sections de BTS Électronique.

Sommaire et contenu du livre "Électronique - Tome 1 - Outils d'analyse des signaux et fonctions électroniques de base"

TABLE DES MATIÈRES Chapitre 1 Lois des réseaux linéaires en régime continu 1 1. Grandeurs électriques ................................... 1 1.1 Courantélectrique. .......................................... 1 1.2 Différencedepotentiel(outension)............................. 2 1.3 Puissance. ................................................. 2 2. Éléments des réseaux en continu. .......................... 3 2.1 Résistance. ................................................ 3 2.1.1 Loid'Ohm................................................. 3 2.1.2 Loid'associationensériedes résistances........................ 4 2.1.3 Loid'associationenparallèledes résistances..................... 4 2.2 Sourcesd'énergie électrique................................... 5 2.2.1 Sourcesde tension.......................................... 5 2.2.2 Sourcesde courant.......................................... 6 2.2.3 Équivalence source de tension / source de courant. . . . . . . . . . . . . . . . . 7 2.3 Sourcesliées ............................................... 8 3. Lois élémentaires des réseaux: lois de Kirchhoff. .............. 9 3.1 Loidesnœuds.............................................. 9 3.2 Loidesmailles............................................ .. 10 4. Théorèmes fondamentaux. ............................. .. 11 4.1 Loisdesdiviseurs. ......................................... .. 11 4.1.1 Loidudiviseurdetension................................... .. 11 4.1.2 Loidudiviseurde courant.................................. .. Il 4.2 Théorèmedesuperposition ................................. .. 11 4.3 ThéorèmesdeThévenin etdeNorton.......................... .. 13 4.3.1 L'énoncé................................................ .. 13 4.3.2 Détermination des éléments du modèle de Thévenin. . . . . . . . . . . . . . .. 14 4.3.3 Détermination des éléments du modèle de Norton. . . . . . . . . . . . . . . .. 14 4.3.4 Cas particulier des réseaux comportant des sources liées. . . . . . . . . . .. 15 4.4 ThéorèmedeMillman ...................................... .. 16 5. Méthode générale de résolution des réseaux. . .. .. . ... .. .. .. .. 16 5.1 Définitions. .............................................. .. 17 5.1.1 Nœudindépendant........................................ .. 17 5.1.2 Mailleindépendante....................................... .. 17 5.1.3 Courantde mailles........................................ .. 17 5.2 Méthodedes nœuds........................................ .. 17 5.3 Méthodedesmailles........................................ .. 18 5.4 Choixdela méthode........................................ .. 19 Exercices................................................ .. 20 Chapitre 2 Lois des réseaux linéaires en régime sinusoïdal 27 1. Généralités.......................................... .. 27 1.1 Régimesquasi-stationnaires................................. .. 27 1.2 Régimepermanent ........................................ .. 27 1.3 Fonctionpériodique ....................................... .. 28 1.4 Fonctionsinusoïdale. ...................................... .. 29 1.5 Puissanceélectrique ....................................... .. 31 1.6 Puissanceenrégimesinusoïdal............................... .. 32 2. Méthodesdecalculcomplexe............................ .. 33 2.1 Nombrescomplexes........................................ .. 33 2.2 Représentation complexe d'une fonction sinusoïdale . . . . . . . . . . . . . . .. 34 2.3 Intérêtdelareprésentationcomplexe ......................... .. 35 2.4 Puissanceennotation complexe.............................. .. 36 3. Généralisationdelaloi d'Ohm........................... .. 36 3.1 Laloid'Ohmcomplexe.................................... .. 36 3.2 Lesdipôlespassifsélémentaires ............................ .. 37 3.2.1 Larésistance .............................................. 37 3.2.2 L'inductance............................................... 37 3.2.3 Lecondensateur............................................ 38 3.2.4 Casparticulierdelamutuelleinductance ........................ 38 3.3 Loisd'association ......................................... .. 38 3.3.1 Ensérie.................................................. 38 3.3.2 Enparallèle ............................................... 39 3.3 Application. ............................................. .. 39 4. Modèleéquivalent d'undipôlelinéaire..................... .. 39 4.1 Modèled'undipôle. ....................................... .. 39 4.1.1 Modèlesérie............................................... 39 4.1.2 Modèleparallèle.......................................... .. 40 4.2 Facteurde qualité. ........................................ .. 40 4.3 Équivalencedesmodèles série/ parallèle ...................... .. 42 4.4 Lescircuitsrésonnants..................................... .. 44 4.4.1 Résonancesérie............................................ 44 4.4.2 Résonanceparallèle......................................... 45 5. Modèle équivalent d'un quadripôle linéaire. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 46 5.1 Vudel'entrée............................................. .. 46 5.2 Vudela sortie............................................ .. 46 Chapitre 3 Les quadripôles linéaires en régime sinusoïdal. . . . . . . . . . . . . . .. 55 1. Introduction........................................ .. 55 1.1 Actiond'unquadripôle ................................... .. 55 1.2 Limite de la représentation temporelle ' 56 1.3 Fonctionde transfert. .................................... .. 56 1.4 Legain. .............................................. .. 58 2 DiagrammedeBode................................... .. 62 2.1 Méthode générale de tracé des diagrammes de Bode. . . . . . . . . . . . . . .. 62 2.2 Lesfonctions élémentaires.................................. .. 62 2.2.1 Fonction « constante»....................................... 62 2.2.2 Fonction « dérivateur» .................................... .. 63 2.2.3 Fonction « intégrateur»...................................... 64 2.2.4 Fonction « 1 +jX» ........................................ .. 65 2.2.5 Fonction « passe-bas d'ordre 1 » ...........................•... 66 2.3 Circuitsdupremierordre................................... .. 67 2.4 Circuitsdusecondordre.................................. .. 69 2.5 Bandepassante......................................... .. 73 3. DiagrammedeNyquist................................. .. 75 3.1 Casparticulierdesdiagrammescirculaires.................... .. 75 3.2 Méthodegénéraledetracé. ................................ .. 78 ANNEXE 1 : Tracé des diagrammes de Bode à la calculatrice graphique. . . . .. 80 ANNEXE 2 : Tracé des diagrammes de Nyquist à la calculatrice graphique. . .. 82 Exercices................................................ .. 84 Chapitre 4 Les circuits linéaires en régime transitoire. . . . . . . . . . . . . . . . . .. 93 1. Introduction......................................... .. 93 2. Lesdipôlesélémentaires............................... .. 94 2.1 Loid'Ohm. ............................................ .. 94 2.2 Propriétés............................................. .. 94 2.3 Énergieemmagasinée.................................... .. 95 3. Lescircuitsdu premierordre............................ .. 96 3.1 Charged'uncondensateuràcourantconstant................... .. 96 3.2 Charge d'un condensateur sous tension constante àtraversunerésistance .................................... .. 97 3.2.1 Équationdifférentielle. ...................................... 97 3.2.2 Résolution................................................ 97 3.3 Utilisation des circuits RC 101 4. Les circuits du deuxième ordre 102 4.1 Équation différentielle 102 4.2 Différents régimes libres 102 4.3 Réponse indicielle 109 Exercices 113 Chapitre 5 La transformée de Laplace 121 1. Introduction 121 2. Aspects mathématiques 122 2.1 La transformée de Laplace 122 2.2 Causalité des grandeurs électriques 122 2.3 Exemples de calcul direct de transformées de Laplace 123 2.4 Propriétés de la transformée de Laplace 124 2.5 Quelques transformées de Laplace usuelles 125 2.5.1 Fonctions sinusoïdales 125 2.5.2 Impulsion rectangulaire 126 2.5.3 Fonction rectangulaire périodique , 128 2.5.4 Sinusoïde amortie 129 3. La transformée inverse 130 3.1 Principe 130 3.2 Décomposition en éléments simples 131 3.3 Cas du pôle double 132 3.4 Cas de deux pôles complexes conjugués 133 3.5 Application: la résolution simplifiée des équations différentielles 134 4. Utilisation de la transformée de Laplace 136 4.1 Résolution des réseaux linéaires 136 4.1.1 Impédance symbolique (ou isomorphe) 136 4.1.2 Fonction de transfert symbolique 137 4.2 Identification d'un circuit à partir de sa réponse à un signal « test». . . .. 138 ANNEXE: Table des transformées de Laplace usuelles 140 Exercices 141 Chapitre 6 La série de Fourier 149 1. Introduction 149 2. Théorème de Fourier 151 2.1 La série de Fourier 151 2.2 Spectre d'amplitude 152 2.3 Calcul des coefficients 153 2.4 Propriétés des symétries 153 2.4.1 Symétrie par rapport à l'axe des ordonnées 153 2.4.2 Symétrie par rapport à l'origine 154 2.4.3 Symétrie de «glissement » 155 2.4.4 Symétriede lacomposantealternative...................... .. 156 2.5 Exemple de calcul 156 3. Utilisation de la série de Fourier 160 3.1 Réponse d'un circuit en régime périodique 160 3.1.1 Théorèmedesuperposition............................. .. 160 3.1.2 ÀpartirdudiagrammedeBode........................... .. 161 3.1.3 À partirdelafonction detransfertcomplexe................. .. 164 3.2 Caractéristiquesd'unsignal ................................. .. 165 3.2.1 Valeurefficace. ...................................... .. 165 3.2.2 Tauxdedistorsionharmoniquetotal....................... .. 167 4. Notions sur la FFT 169 4.1 Principe................................................. .. 169 4.2 Influencedelafenêtred'analyse.............................. .. 171 4.3 Influencede lafréquenced'échantillonnage..................... .. 173 Exercices.................................................. 174 Chapitre 7 Le transistor bipolaire 187 1. Principe de fonctionnement 187 1.1 L'effettransistor. ......................................... .. 187 1.2 Équationsetcaractéristiques ................................ .. 188 1.2.1 Caractéristiqued'entrée................................ .. 189 1.2.2 Caractéristique de transfert en courant ' 189 1.2.3 Caractéristiquesdesortie............................... .. 189 2. Fonctionnement en amplificateur 190 2.1 Polarisationetfonctionnementlinéaire........................ .. 190 2.2 Lesdifférentesclasses defonctionnement...................... .. 192 2.2.1 LaclasseA ......................................... .. 192 2.2.2 LaclasseB ......................................... .. 193 2.2.3 LaclasseAB ........................................ .. 195 2.2.4 LaclasseC ......................................... .. 196 2.3 LesmontagesdebaseenclasseA............................. .. 198 2.3.1 Le montage « émetteur commun» à liaison capacitive. . . . . . . . . . . .. 198 2.3.2 Le montage « collecteurcommun» ........................ .. 204 3. Fonctionnement en commutation 204 3.1 Condition de saturation 204 3.2 Caractéristiquesdynamiques ................................ .. 205 3.3 Pertesparcommutation.................................... .. 206 Exercices.................................................. 208 Chapitre 8 L'amplificateur opérationnel. 219 1. Principedefonctionnement............................... 219 1.1 Structure différentielle d'entrée 219 1.2 Structure complè~~ 1.3 Modèles de l'AOp 224 1.4 Régimesde fonctionnement. ................................ .. 226 2. L'AOp réel 230 2.1 Les défauts statiques 230 2.1.1 Lestensionsdedéchet..................................... .. 230 2.1.2 Latensiond'offset........................................ .. 230 2.1.3 Lescourantsdebias ...................................... .. 231 2.2 Lesdéfautsdynamiques ........................................ .. 232 2.2.1 Labandepassante........................................ .. 232 2.2.2 Le « slewrate» .......................................... .. 233 3. Les montages linéaires 234 3.1 Les montages « amplificateurs» 234 3.2 Les fonctions mathématiques 235 3.3 Autresmontages.......................................... .. 235 4. Les montages non linéaires 236 4.1 Les montages « comparateurs» 236 4.2 Lemultivibrateurastable ................................... .. 237 4.3 Les montages redresseurs sans seuil .. , 237 Exercices 238 Chapitre 9 Les amplificateurs 251 1. Généralités 251 1.1 La fonction « Amplification». ................................ .. 251 1.2 Modèle d'un amplificateur. 252 1.3 Gaind'unamplificateur..................................... .. 253 2. Caractéristiques des amplificateurs 253 2.1 La linéarité 253 2.1.1 Ladistorsionharmonique.................................. .. 253 2.1.2 Ladistorsiond'intermodulation ............................. .. 255 2.2 Labandepassante............................................. .. 256 2.3 Lapuissancede sortie.......................................... .. 258 3. La rétroaction dans les amplificateurs 261 3.1 Principe 261 3.2 Exemple de montage avec contre réaction tension>tension . . . . . . . . . .. 263 3.3 Les avantages de la rétroaction ' 264 3.3.1 Stabilisationdu gain...................................... .. 264 3.3.2 Amélioration de la linéarité ' 264 3.3.3 Effet sur le bruit ' 265 3.3.4 Élargissementde labandepassante.......................... .. 266 3.3.5 Effetsurlesimpédances d'entréeetdesortie................... .. 266 4. Les différents types d'amplificateurs 267 4.1 Les amplificateurs d'instrumentation 267 4.2 Lesamplificateursaudiofréquence (AF)........................ .. 269 4.3 Lesamplificateursenhautefréquence(HF)..................... .. 273 5. Le bruit dans les amplificateurs 275 5.1 Le bruit dans les composants électroniques 275 5.1.1 Lebruitthermique........................................ .. 275 5.1.2 Lebruitdegrenaille....................................... .. 276 5.1.3 Modélisation d'un composant « bruyant»...................... .. 278 5.2 Rapportsignal surbruit .................................... .. 279 5.3 Facteurde bruit. .......................................... .. 279 Exercices .................................................. 282 Chapitre 10 Les filtres analogiques 297 1. Caractéristiques générales des filtres 298 1.1 Fonction de transfert 298 1.2 Réponseengain........................................... .. 299 1.3 Filtreidéal............................................... .. 300 1.4 Filtre réel -Gabarit 301 1.5 Sélectivitéetbanderelative ................................. .. 302 1.6 Retard de phase et retard de groupe 303 2. Classification des filtres suivant leur réponse 304 2.1 Filtre de Butterworth 304 2.2 FiltredeChebyshev........................................ .. 306 2.3 FiltredeBessel ........................................... .. 308 3. Quelques structures standards de filtre 309 3.1 Filtres passifs 309 3.1.1 Filtresdu premierordre.................................... .. 309 3.1.2 Filtresdusecond ordre.................................... .. 310 3.2 Filtresactifs. ............................................. .. 311 3.2.1 Filtres à contre réaction multiple (MFP) : structure de RAUCH. . . . . . .. 311 3.2.2 Filtres à sources contrôlées (VCVS) : structure de SALLEN & KEY. . . . .. 313 3.2.3 Filtres à variable d'état: structure universelle. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 315 4. Notion de synthèse de filtre 317 4.1 Principe 317 4.2 Exemple 318 ANNEXE: Tables de fonctions de transmission 321 Exercices 322 Solutions des exercices 331

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