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Responsable(s) Christian S. Gargour

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Christian S. Gargour


PLAN DE COURS

Hiver 2021
ELE431 : Analyse et conception de circuits analogiques (4 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7483, 7883
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE200    
             
Programme(s) : 7694
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    ELE265 ET ELE200    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,8 50,0 % 50,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours

Acquérir des méthodologies d'analyse, de conception et de réalisation de différents types de circuits utilisés pour recueillir, générer et traiter les signaux analogiques ainsi que pour les transformer en signaux numériques et vice versa.

Fonctions de transfert. Blocs fonctionnels linéaires : convertisseurs d’impédances et autres réalisés à l’aide d’amplificateurs opérationnels. Oscillateurs et générateurs de formes d’ondes. Convertisseurs analogique/numérique et numérique/analogique. Filtres de Butterworth, de Tchébycheff, et autres. Changements d’échelles et transpositions de fréquences. Quadripôles. Adaptation d’impédances. Réalisations en échelle. Réalisations en cascade par blocs du premier et du second ordre. Sensibilités et variations. Senseurs et transducteurs.

Séances de laboratoire et travaux pratiques : analyse, conception et réalisation des circuits étudiés.




Objectifs du cours

Acquérir des méthodologies d'analyse, de conception et de réalisation de différents types de circuits utilisés pour recueillir, générer et traiter les signaux analogiques ainsi que pour les transformer en signaux numériques et vice-versa.

 




Stratégies pédagogiques

Les principaux moyens pédagogiques envisagés sont :

  • Cours magistraux (un (1) cours magistral par semaine)
  • Enseignement théorique, appuyé par des exemples pratiques
  • Travaux pratiques (deux (2) heures toutes les deux (2) semaines)

Solution des exercices proposés et discussion des points difficiles s'il y a lieu. Les étudiant(e)s peuvent également poser des questions portant sur la matière du cours. Des problèmes à résoudre seront proposés aux étudiant(e)s à la fin de chaque bloc de matière. Les solutions à ces problèmes leurs seront fournies par la suite.

  • Laboratoires (quatre (4) heures toutes les deux (2) semaines)

Les étudiant(e)s forment des équipes de deux étudiant(e)s au début de la session. Les membres de chaque équipe sont conjointement responsables de toutes les étapes menant à la présentation d'un rapport de laboratoire. Le rapport proprement dit devra être remis deux semaines après la séance de laboratoire. Le dernier rapport de laboratoire devra être remis avant l’examen final. Aucun rapport de laboratoire remis en retard ne sera accepté.

  • Travaux à remettre

Six (6) rapports de laboratoire.




Utilisation d’appareils électroniques

Utilisation en simulation des appareils électroniques suivants :

  • Oscilloscope
  • Générateur de signaux
  • Multimètre
  • Ordinateur

Composantes et modules électroniques divers




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mardi 13:30 - 17:30 Laboratoire aux 2 semaines
Vendredi 08:30 - 10:30 Travaux pratiques aux 2 semaines
02 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Mercredi 18:00 - 20:00 Travaux pratiques aux 2 semaines
Vendredi 18:00 - 22:00 Laboratoire aux 2 semaines



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Gheorghe Marcel Gabrea Activité de cours Marcel.Gabrea@etsmtl.ca A-2472
01 Yassine Kali Laboratoire aux 2 semaines yassine.kali.1@ens.etsmtl.ca
01 Yassine Kali Travaux pratiques aux 2 semaines yassine.kali.1@ens.etsmtl.ca
02 Gheorghe Marcel Gabrea Activité de cours Marcel.Gabrea@etsmtl.ca A-2472
02 Yassine Kali Laboratoire aux 2 semaines yassine.kali.1@ens.etsmtl.ca
02 Yassine Kali Travaux pratiques aux 2 semaines yassine.kali.1@ens.etsmtl.ca



Cours
     
Date Contenus traités dans le cours Heures
  Quelques propriétés des quadripôles et de leurs fonctions de transfert
  • Quadripôles : paramètres (Z, Y, T) et connexions
  • Fonctions de transfert, impédance d'entrée, impédance de sortie
  • Changement d'échelles et d'impédance et de fréquence
4.5 heures
  Circuits de base réalisés à l'aide de l'amplificateur opérationnel
  • Amplificateurs (révision)
  • Convertisseurs d'impédance (supercondensateur, inductance simulée, RNDF)
  • Oscillateurs (à pont de Wien, à déphasage, à relaxation, à l'aide du circuit LM555, de Hartley, de Colpitts)
6 heures
  Méthodes d’approximation des fonctions de transfert des filtres
  • Approximations de Butterworth et de Tchebyscheff
  • Transpositions de fréquences
6 heures
  Réalisations en échelle des filtres
  • Conception et réalisation des filtres passe-bas par circuits LC en échelle terminés par une résistance
  • Conception et réalisation de filtres passe-haut, passe-bande et coupe bande par transpositions de fréquences appliquées à la réalisation en échelle des filtres passe-bas
3 heures  
  Filtres actifs RC du premier et du deuxième ordre et réalisations en cascade
  • Réalisation actives RC de filtres du premier et du deuxième ordre
  • Utilisation de filtres du premier et du deuxième ordre connectés en cascade pour la réalisation de filtres d’ordre élevés
7.5 heures
  Conversion A/N et N/A
  • Concepts fondamentaux (codes, erreurs de conversion)
  • Convertisseurs A/N (parallèle, approximations successives, intégration, delta-sigma)
  • Convertisseurs N/A (résistances échelonnées, R-2R, à multiplication)
6 heures
 

Capteurs et conditionneurs

  • Introduction (caractéristiques générales, classification, erreurs, étalonnage, sensibilité, conditionnneurs).
  • Différents types de capteurs

6 heures

  Total 39 heures



Laboratoires et travaux pratiques
     
Date Description Heures
  Laboratoire 1: Quadripôle 4 heures
  Travaux pratique 1 2 heures
  Laboratoire 2: Oscillateurs 4 heures
  Travaux pratiques 2 2 heures
  Laboratoire 3 : Inductance simulée et RNDF 4 heures
  Travaux pratiques 3 2 heures
  Laboratoire 4 : Réalisations en échelle 4 heures
  Travaux pratiques 4 2 heures
  Laboratoire 5 : Filtres actifs du deuxième ordre 4 heures
  Travaux pratiques 5 2 heures
  Laboratoire 6 : Convertisseurs A/N et N/A 4 heures
  Travaux pratiques 6 2 heures
  Total 36 heures



Utilisation d'outils d'ingénierie

Logiciels: MATLAB et MicroCap12

Calculatrice symbolique : TI nSpire




Évaluation
Évaluation % Date

Examen intra

30 %

15 février 2021 - gr. 01

16 février 2021 - gr. 02

Examen final 40 % à déterminer
2 mini-tests   5 %

à déterminer

 

Laboratoires 25 % à déterminer

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 15 février 2021
2 16 février 2021



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Tout travail remis en retard pourra être refusé ou pénalisé selon les circonstances qui seront évaluées par le professeur.




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Plagiat et fraude
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique ) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.  À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

GARGOUR, C.S., GABREA M., BENSOUSSAN, D.,  RAMACHANDRAN, V., Théorie et conception des filtres analogiques, 2e édition, Presses de l'Université du Québec, 2018.

GARGOUR, C.S., GABREA M., ELE431 Analyse et conception de circuits analogiques, Laboratoires, ÉTS, Révision: Août 2018.

GARGOUR, C.S., GABREA M., ELE431 Analyse et conception de circuits analogiques, Solutionnaire des problèmes, ÉTS, Révision: Automne 2018.

GABREA M., ELE431 Analyse et conception de circuits analogiques, Notes de cours, Chapitre 6 : Conversion A/N et N/A, Rédaction: Hiver 2019.




Ouvrages de références

ASCH, G., POUSSERY, B., Les capteurs en instrumentation industrielle, 8e édition, Dunod, 2017.

FLOYD, T.L., BUCHLA D.M., Analog Fundamentals : A System Approach., Pearson, 2013.

HUELSMAN, L.P., Active and Passive Analog Filter Design, McGraw-Hill, 1993.

KALANTAR-ZADEH, K., Sensors – An Introductory Course, Springer, 2013.

SCHAUMANN, R., XIAO, H., VALKENBURG, M.E.V., Design of Analog Filters, Oxford University Press, 2010.

PELGROM, M., Analog-to-Digital Conversion, 3rd Edition, Springer, 2017.

WILLIAMS, A.B., Analog Filter and Circuit Design Handbook, McGraw Hill Education, 2014.




Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site du cours : https://ena.etsmtl.ca/