Cours de conception électronique

Leçon 1 • Équivalents de Thévenin et Norton

Les réseaux complexes sont réduits à des modèles simples à deux bornes pour l'analyse de charges. Ces équivalents simplifient les tâches de conception itérative et de dépannage.

Leçon 2 • Grandeurs et unités électriques

La tension, le courant, la résistance et la puissance sont définis avec les unités SI. Ces grandeurs constituent le langage de mesure utilisé dans toute l'analyse de circuits.

Leçon 3 • Lois des circuits et techniques d'analyse

Les lois de Kirchhoff pour la tension et le courant sont appliquées pour résoudre des circuits à plusieurs boucles. Les méthodes d'analyse nodale et maillée étendent ces lois à des réseaux complexes.

Leçon 4 • Notions fondamentales sur les composants passifs

Les résistances, condensateurs et inductances sont caractérisés par leur comportement électrique. Comprendre la relation courant-tension de chaque composant permet une modélisation précise des circuits.

Leçon 1 • Notions fondamentales sur les transistors à effet de champ

Le fonctionnement des MOSFET et des JFET, la tension de seuil et la transconductance sont couverts. Les techniques de polarisation des FET et les modèles pour petits signaux préparent les étudiants aux étages amplificateurs.

Leçon 2 • Fonctionnement du transistor bipolaire à jonction

Les régions de fonctionnement du BJT et le gain en courant sont examinés à l'aide du modèle d'Ebers-Moll. La polarisation continue établit le point de fonctionnement pour la conception d'amplificateurs.

Leçon 3 • Caractéristiques et applications des diodes

La courbe courant-tension de la diode, la tension directe et le claquage inverse sont analysés. Les circuits redresseurs, écrêteurs et de fixation démontrent l'utilisation pratique des diodes.

Leçon 4 • Dispositifs semi-conducteurs spéciaux

Les diodes Zener, Schottky et les thyristors sont caractérisés pour la régulation et la commutation. Les critères de sélection des dispositifs sont liés aux exigences de l'application.

Leçon 1 • Étages à émetteur commun et à source commune

La topologie de l'amplificateur inverseur est analysée pour le gain en tension et la réponse en fréquence. Les condensateurs de découplage et de couplage sont dimensionnés pour répondre aux exigences de bande passante.

Leçon 2 • Réponse en fréquence et stabilité de l'amplificateur

Les diagrammes de Bode caractérisent le gain et la phase en fonction de la fréquence, en identifiant les pôles dominants. Les marges de stabilité sont évaluées pour prévenir l'oscillation dans les amplificateurs à rétroaction.

Leçon 3 • Modèles d'amplificateurs pour petits signaux

Les modèles hybride-pi et en T traduisent la physique des transistors en équivalents de circuits linéaires. Ces modèles permettent le calcul du gain et de l'impédance en courant alternatif pour les étages amplificateurs.

Leçon 4 • Conception d'amplificateur à plusieurs étages

Les étages en cascade sont analysés pour le gain global, la réduction de la bande passante et le couplage inter-étages. Les stratégies de conception maintiennent l'intégrité du signal à travers plusieurs étages.

Leçon 1 • Analyse de l'amplificateur opérationnel idéal

Les hypothèses de court-circuit virtuel et d'impédance d'entrée infinie simplifient l'analyse des circuits inverseurs et non inverseurs. Les équations de gain sont dérivées pour les configurations fondamentales.

Leçon 2 • Paramètres non idéaux de l'amplificateur opérationnel

La tension de décalage, le courant de polarisation, la vitesse de balayage et le CMRR limitent les performances réelles du circuit. Les techniques de compensation minimisent les erreurs dans les applications de précision.

Leçon 3 • Conception de filtres actifs

Les topologies Sallen-Key et à rétroaction multiple réalisent des réponses passe-bas, passe-haut et passe-bande. L'ordre du filtre et le facteur Q sont choisis pour répondre aux spécifications d'atténuation.

Leçon 4 • Amplificateurs d'instrumentation et de précision

Les amplificateurs d'instrumentation à trois amplificateurs opérationnels atteignent un CMRR élevé pour le conditionnement des signaux de capteurs. Les redresseurs de précision et les détecteurs de crête étendent l'utilité de l'amplificateur opérationnel.

Leçon 1 • Systèmes de numération et algèbre de Boole

Les représentations binaires, hexadécimales et BCD sous-tendent la conception de systèmes numériques. Les théorèmes de Boole et les lois de De Morgan permettent la simplification algébrique des expressions logiques.

Leçon 2 • Familles de portes logiques et caractéristiques électriques

Les familles de portes CMOS et TTL sont comparées pour la vitesse, la puissance et l'immunité au bruit. Le fan-out, le délai de propagation et les niveaux logiques guident la sélection de la technologie.

Leçon 3 • Blocs de construction combinatoires

Les encodeurs, décodeurs, multiplexeurs et démultiplexeurs sont conçus et appliqués comme blocs de construction modulaires. Les additionneurs et les comparateurs étendent la conception combinatoire aux fonctions arithmétiques.

Leçon 4 • Aléas et temporisation dans la logique combinatoire

Les aléas statiques et dynamiques provoquent des impulsions parasites qui corrompent les sorties numériques. Les techniques de détection et d'élimination des aléas assurent un fonctionnement fiable des circuits combinatoires.

Leçon 1 • Conception de machine d'états finis

Les machines de Mealy et Moore sont spécifiées à l'aide de diagrammes d'états et implémentées avec des bascules et de la logique combinatoire. Les stratégies de codage d'états affectent la surface et la vitesse.

Leçon 2 • Analyse de la temporisation des systèmes synchrones

Le délai de l'horloge à Q, le délai du chemin combinatoire et le temps de préparation déterminent la fréquence de fonctionnement maximale. Les méthodes de fermeture de temporisation résolvent les violations de chemin critique.

Leçon 3 • Verrous et bascules

Les bascules SR, D, JK et T stockent un état binaire et répondent aux fronts d'horloge. Les temps de préparation, de maintien et de propagation définissent des contraintes d'horloge fiables.

Leçon 4 • Conception de compteurs synchrones

Les compteurs binaires, BCD et modulo-N sont conçus à l'aide de tables d'excitation de bascules. Les diagrammes d'états guident la dérivation de la logique d'état suivant et de sortie.

Leçon 1 • Conception de redresseurs et de filtres

Les redresseurs simple alternance, double alternance et en pont convertissent le courant alternatif en courant continu pulsé. Les filtres capacitifs et LC réduisent la tension d'ondulation à des niveaux acceptables pour les circuits en aval.

Leçon 2 • Régulateurs de tension linéaires

Les régulateurs linéaires à transistor série et shunt maintiennent une tension de sortie stable sous variation de charge. La tension de décrochage, la dissipation de puissance et la gestion thermique sont analysées.

Leçon 3 • Contrôle par rétroaction dans les alimentations électroniques

Les boucles de contrôle en mode tension et en mode courant régulent la sortie contre les perturbations de charge et de ligne. La conception du réseau de compensation assure la stabilité et la réponse transitoire.

Leçon 4 • Notions fondamentales sur les régulateurs à découpage

Les topologies buck, boost et buck-boost convertissent les niveaux de tension avec un rendement élevé. Le rapport cyclique, le dimensionnement de l'inductance et la sélection du condensateur de sortie sont dérivés de manière analytique.

Leçon 1 • Empilage de circuits imprimés et planification des couches

Le nombre de couches, le matériau diélectrique et le poids du cuivre sont choisis pour répondre aux objectifs d'impédance et thermiques. L'emplacement des plans d'alimentation et de masse réduit le bruit et l'EMI.

Leçon 2 • Conception pour la fabrication et le test

Les fichiers Gerber, la nomenclature et les dessins d'assemblage communiquent l'intention de conception aux fabricants. L'emplacement des points de test et le test par balayage aux limites soutiennent les tests de production.

Leçon 3 • Capture de schémas électroniques et génération de listes de connexions

Les schémas hiérarchiques organisent les conceptions complexes en blocs gérables avec des interfaces claires. L'exportation de la liste de connexions relie les données du schéma aux outils de disposition et de simulation.

Leçon 4 • Placement des composants et routage

Le placement suit le flux du signal et les contraintes thermiques pour minimiser la longueur des pistes et la diaphonie. Les règles de routage imposent le dégagement, l'utilisation des vias et l'appariement des paires différentielles.