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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

Automne 2022
ELE431 : Analyse et conception de circuits analogiques (4 crédits)





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 Mardi 08:30 - 12:30 Laboratoire aux 2 semaines
Mardi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Vendredi 08:30 - 10:30 Travaux pratiques aux 2 semaines



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Christian S. Gargour Activité de cours Christian.Gargour@etsmtl.ca A-2574
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



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
3 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
6 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 36 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 : Filtres à variable d’état 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 %

25 octobre 2022 - gr. 01

Examen final 40 % à déterminer
2 mini-tests

  5 %

Q1 - 20 septembre 2022 - gr. 01

Q2 - 15 novembre 2022 - gr. 01

Laboratoires 25 % à déterminer

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 25 octobre 2022



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/