Systèmes électroniques analogiques
Amplification, filtrage et optronique

Sommaire et contenu du livre "Systèmes électroniques analogiques - Amplification, filtrage et optronique"

Sommaire Introduction 17 Chapitre 1 21 Électronique et Notions Elémentaires 21 l. Histoire et science 2l 1.1 ~ Géologie ou électricité? 21 1.2 ~ Basculement de l'électricité vers l'électronique 21 2. Définitions 22 2.1 ~ Digital or Analog Electronics ? 22 2.2 ~ Composant actif ou composant passif? 23 2.3 ~ Niveaux de représentation de l'électronique 23 3. Analyse des circuits électriques 26 3.1 ~ Générateurs / Récepteurs / Loi d'Ohm 26 3.2 ~ Pont diviseur de tension et de courant 27 3.3 ~ Cas multi sources: théorème de superposition 29 3.4 ~ Dualité Théorème de Thévenin et Théorème de Norton 30 3.5 ~ Application à la résolution d'un pont de Wheatstone 31 3.6 ~ Théorème de Millman 35 4. Analyse matricielle des circuits électriques 38 4.1 ~ Méthode matricielle de Kirchhoff: transposition matricielle de la loi des nœuds et des mailles 38 4.2 ~ Exemple d'application de la méthode matricielle de Kirchhoff 40 4.3 ~ Méthode des mailles adjacentes ou courants fictif maillés 45 4.4 ~ Exemple d'application de la méthode des mailles adjacentes 47 4.5 ~ Méthode d'analyse par nœud 49 4.6 ~ Exemple d'application de la méthode d'analyse par nœuds 50 4.7 ~ Application de la méthode des mailles adjacentes à un réseau en régime sunisoïdal 52 5. Méthodes graphiques pour la résolution des circuits électriques 54 5.1 ~ « Algèbre» succincte d'une représentation en schéma bloc 55 5.2 ~ Exemple de résolution du triple réseau RC par la méthode des schémas blocs 57 6. Testez vos connaissances 59 7hapitre II 61 Transistors 61 1. La diode 62 1.1 ~ Symbole et représentation 63 1.2 ~ Fonctionnement d'une diode 64 1.3 ~ Polarisation statique d'une diode 65 1.4 ~ la diode en régime dynamique petit signal 66 1.5 ~ Schéma équivalent I(V) de la diode 67 1.6 ~ La diode Zener 68 2. Le transistor bipolaire en régime stationnaire 70 2.1 ~ Symbole et représentation 70 2.2 ~ Polarisation statique d'un transistor NPN 71 2.3 ~ Montages pour polariser un transistor NPN 73 2.4 ~ Mise en œuvre du mode bloqué/saturé d'un transistor NPN 75 2.5 ~ Compensation des dérives thenniques 76 3. Le transistor bipolaire en régime dynamique 79 3.1 ~ Résumé de l'algèbre des quadripôles 80 3.2 ~ Schéma électrique équivalent d'un transistor NPN 82 3.3 ~ Montage émetteur-commun en régime dynamique 83 3.4 ~ Montage collecteur-commun en régime dynamique 88 4. Association de transistors bipolaires 90 4.1 ~ Montage Darlington NPN 90 4.2 ~ Montage pseudo Darlington PNP 91 4.3 ~ Montage Push-pull 92 5. Le transistor à effet de champ 94 5.1 ~ Symbole et principe de fonctionnement 94 5.2 ~ Zones de fonctionnement linéaire et saturé 95 5.3 ~ Résistance drain-source commandée en tension 97 5.4 ~ Polarisation du transistor JFET 98 5.5 ~ Etude dynamique du transistor JFET 99 5.6 ~ Montage source commune en régime dynamique 100 6. Le transistor MOS 101 6.1 ~ Symbole et principe de fonctionnement du E-MOSFET canal N 102 6.2 ~ Principe de fonctionnement du E-MOSFET canal P 103 6.3 ~ Principe.de fonctionnement du D-MOSFET canal N 104 6.4 ~ Caractéristique Io(VGS) et Io(Vos) d'un MOS ]04 6.5 ~ Technologie CMOS : association d'un NMOS et d'un PMOS lOS 7. Conclusion 107 8. Testez vos connaissances 108 Chapitre III 113 Amplification 113 1. Amplificateur Opérationnel et modélisation 1]4 1.1 ~ Symbole et représentation Ils 1.2 ~ Repérage des entrées sorties 116 1.3 ~ Architecture et équations 116 1.4 ~ Limites de la modélisation: notions de saturation 118 2. Caractéristiques électriques et modèle équivalent ] 19 3. Concept d'amplificateur idéal 121 3.1 ~ Définition et nouvelle équation 121 3.2 ~ Domaines de fonctionnement: régime linéaire et régime saturé 122 4. Comparaison de paramètres d'amplificateurs 123 S. Amplificateur Opérationnel à transconductance 124 Chapitre IV 127 Réponse temporelle des fonctions de transfert 127 1. Notions de fonction de transfert 127 1.1 ~ Définition 127 1.2 ~ Notions de boucle ouverte et boucle fermée 128 1.3 ~ Quel type de rétroaction pour un A.O ? 129 1.4 ~ Réponse d'un A.O en régime permanent sinusoïdal 130 2. Représentation de la réponse fréquentielle dans le diagramme de Bode ]31 2.1 ~ Définition 131 2.2 ~ Tracé asymptotique dans le diagramme de BODE. 133 2.3 ~ Fréquences caractéristiques et« bande passante à -3 dB » 13S 2.4 ~ Généralisation à des fonctions de transfert d'ordre N 136 3. Diagramme de bode d'une fonction de transfert d'ordre deux 136 3.1 ~ Cas où m supérieur à 1 137 3.2 ~ Cas où m=1 139 3.3 -Cas où m<1 140 4. Conclusion 142 5. Testez vos connaissances 144 Chapitre V 147 Transformée de Laplace et calcul opérationnel 147 1. Transformation de Laplace 148 1.1 -Définition 148 1.2 -Propriétés 148 2. Transformées de Laplace 151 3. Tableau des transformées de Laplace usuelles 153 4. Application à l'électronique 155 4.1 -Impédances et notation symbolique 155 4.2 -Condensateur et bobine avec conditions initiales non nulles 155 4.3 -Transformées de signaux électriques usuels 157 5. Réponse impulsionnelle d'un système d'ordre deux 161 5.1 -Facteur d'amortissement supérieur à 1 162 5.2 -Facteur d'amortissement égal à 1 162 5.3 -Facteur d'amortissement inférieur à 1 163 5.4 -Temps de réponse pour un facteur d'amortissement inférieur à 1 165 6. Conclusion 166 7. Testez vos connaissances 167 Chapitre VI 169 Traitement de l'information 169 1. Spectre d'un signal et notion d'harmoniques 171 1.1 -Observations l71 1.2 -Analyse harmonique d'un signal d'horloge 171 1.3 -Analyse harmonique d'un signal triangulaire l71 2. Filtrer un signal ln 2.1 -Propriétés des filtres ln 2.2 -Tracés asymptotiques de fonctions d'ordre un 174 2.3 -Filtre Passe-bas 175 2.4 -Filtre Passe-Haut 177 2.5 -Filtre Passe-Bande 178 2.6 -Filtre coupe-bande ou réjecteur de bande 179 3. Filtre actif ou filtre passif: influence de l'impédance de charge 179 4. Filtre actif avec amplicateur à transconductance 181 5. Testez vos connaissances 182 Chapitre VII 185 Electronique linéaire à base d'amplificateurs opérationnels 185 1. Electronique analogique à base d'A.os 185 1.1 -Vérification des conditions de non saturation en amplitude, en courant et en vitesse 186 1.2 -Montage amplificateur non inverseur 189 1.3 -Montage amplificateur suiveur 198 1.4 -Montage amplificateur inverseur 200 1.5 -Montage amplificateur sommateur 203 1.6 -Montage amplificateur différentiel 204 1.7 -Amplificateur d'instrumentation 205 1.8 -Amplificateur pseudo intégrateur 208 1.9 -Amplificateur intégrateur inverseur 211 1.10 -Améliorations du montage intégrateur 213 1.11 -Amplificateur dérivateur 216 1.12 -Amplificateur logarithmique 218 1.13 -Amplificateur exponentiel 221 1.14 -Montage multiplieur 221 1.15 -Connexion d'A.Os en cascade 222 1.16 -Amplificateur à fort gain 224 2. Amplificateur convertisseur courant-tension et tension-courant 225 2.1 -Amplificateur convertisseur courant-tension (amplificateur transimpédance) 226 2.2 -Convertisseur tension-courant 226 2.3 -Réalisation d'une impédance négative 227 2.4 -Réalisation d'une inductance de forte valeur 228 3. Montages redresseurs de tension 228 3.1 -Montage redresseur simple alternance 228 3.2 -Montage détecteur crête à crête 231 3.3 -Redresseur double alternance: fonction valeur absolue 232 4. Testez vos connaissances 235 Chapitre VIII 241 Electronique non linéaire à base d'Amplificateurs Opérationnels .. 241 1. Montage comparateur 243 2. Triggers de Schmitt 243 2.1 -Montage bistable non inverseur 243 2.2 -Montage bistable inverseur 247 2.3 -Montage Monostable 248 2.4 -Montage Monostable à constante de temps 250 2.5 -Montage astable ou multivibrateur 252 2.6 -Montage astable construit à partir d'un NE555 255 3. Conclusion 258 4. Testez vos connaissances 259 Chapitre IX 263 Optoélectronique 263 1. Eléments de photométrie 265 1.1 -Modes de propagation 265 1.2 -Spectre électromagnétique 265 1.3 -Grandeurs et unités en photométrie 267 1.4 -Le corps NOIR: émetteur parfait 269 1.5 -Loi de Wien et longueur d'onde maximale d'un objet à la température T 270 2. Diodes électroluminescentes ou Light Emitting Diode 273 2.1 -LED et longueur d'onde 273 2.2 -Fonctionnement d'une LED en mode pulsé ou continu 275 2.3 -Connexion série ou paral1èle d'une LED 277 2.4 -Utilisation d'une LED à courant constant 277 3. Diodes LASER 279 3.1 -Symbole d'une diode LASER 279 3.2 -Caractéristique V(I) d'une diode LASER 280 3.3 -Précautions d'utilisation d'une diode LASER 281 4. Détecteurs de lumière 283 4.1 -Photodétecteurs 284 4.2 -Utilisation d'une photodiode 285 5. Testez vos connaissances 291 Chapitre X 295 Conception de Systèmes analogiques de modulation et démodulation de l'information 295 1. Transposition de fréquence -Multiplexage fréquentiel 297 1.1 -Modulation 297 1.2 -Démodulation cohérente 298 2. Modulation d'amplitude 299 2.1 -Définition 299 2.2 -Réalisation d'un modulateur en' amplitude 301 2.3 -Réalisation d'un mutiliplieur à diodes 301 2.4 -Comment résoudre le problème de saturation? 305 2.5 -Correction d'une imperfection du multiplieur à base de diodes 308 2.6 -Comparaison avec un multiplieur en circuit intégré 311 2.7 -Démodulation par détection d'enveloppe ou démodulation non cohérente 312 3. ModulationlDémodulation de fréquence 315 3.1 -Définition 315 3.2 -Modulateur de fréquence 318 3.3 -Réalisation d'un vca 318 3.4 -Amélioration d'un vca :effet de la non symétrie des seuils de saturation de l'A.a 322 3.5 -Réalisation d'un vca à partir d'un composant intégré type PLL HCT4046 324 4. Testez vos connaissances 326 Chapitre XI 329 Correction des exercices 329 Bibliographie 369 Index 372