UE ELEC101 (ESA)

Module 1ère année

Année 2019-2020

Responsable du module

Chadi Jabbour

3B44
9282

chadi.jabbour@telecom-paristech.fr

Inspection des études

Emilie Adam

2C47
9370

emilie.adam@telecom-paristech.fr

Électronique des Systèmes d'Acquisition

Objectifs

Par le suivi de ce module, l'étudiant :

  • est sensibilisé au rôle et à l'importance des interfaces électroniques d'acquisition analogique-numérique pour les applications en instrumentation ou en communications ;
  • doit être capable d'identifier les composants électroniques essentiels d'un système d'acquisition de signal et en comprend la fonction ;
  • doit connaître les principaux critères de performances de ces composants et leur impact sur les caractéristiques globales du système ;
  • doit savoir utiliser les outils de théorie du signal (transformée de Laplace, transformée en Z) pour les signaux véhiculés par un système d'acquisition ;
  • est sensibilisé à la réalisation microélectronique de tels systèmes et en particulier en exploitant le traitement du signal analogique en temps discret grâce à la technique des capacités commutées.

Thèmes abordés

Ce module offre une première approche de l'électronique des systèmes d'acquisition en suivant une méthode d'analyse - du système vers le composant - et propose plus particulièrement l'étude des fonctions de traitement du signal analogique et de sa conversion en un signal numérique. Les fonctions d'amplification, de filtrage et de conversion analogique-numérique sont présentées, leurs principales caractéristiques sont décrites, les composants les réalisant sont modélisés. La technique des capacités commutées, largement utilisée pour le traitement du signal analogique en temps discret, est présentée et systématiquement utilisée pour la mise en œuvre des fonctions notamment lors de travaux pratiques utilisant des composants reconfigurables.

Pré-requis nécessaires au suivi du module

Connaissance des composants (sources de tension, de courant, résistance, capacité, inductance) et des lois générales de l'électricité.

Polycopié de révisions Correction des exercices associés

Programme

Thème Cours Travaux Dirigés Travaux Pratiques
Introduction aux systèmes d'acquisition L1
Transformée de Laplace LG1
Fonction amplification LG2 & LG3 TP1
Echantillonnage et TZ LG4
Électronique analogique temps discret LG5 TP2
Fonction filtrage LG6 TP3
Fonction conversion analogique / numérique L2 TD1 TP4
Étude de cas : modem ADSL TD2
Examen CC
Les cours LG sont réalisés par groupe et associent leçon et exercices.

Travaux Pratiques

Quatre Travaux Pratiques sont prévus dans le cadre d'ESA afin d'approfondir et mettre en pratique les notions apprises dans les cours. Malheureusement pour cette UE qui se veut très pratique, l'enseignement en distanciel est un handicap de taille.

Pour suivre les TPs ESA en distanciel, nous vous demanderons d'installer les trois logiciels/outils suivants:

Octave est disponible pour les principaux OS (Windows, Linux, Mac OS). Cependant LTspice n'est officiellement disponible que pour Windows et Mac OS mais il est entièrement fonctionnel sur Linux en utilisant Wine (cette solution a finalement été testée par nos soins et validée pour le premier TP (TP Amplification)). Enfin, Anadigm Designer 2 n'existe que sous Windows. (La possibilité de l'utiliser sur Linux avec Wine a été testée et requiert une configuration pesante pour la réalisation des TP. Cette option est formellement déconseillée. )

Pour celles et ceux qui ne disposent pas de partition Windows, une machine virtuelle (VirtualBox) sera distribuée sur laquelle sont installés les trois logiciels. L'utilisation de cette machine virtuelle est essentiellement destinée aux détenteurs de Mac et d'utilisateurs Linux mais peut très bien être utilisée sur Windows afin de cloisonner vos données. Même si cette solution est la plus pratique (car nous nous sommes chargés de l'installation des logiciels), elle requiert toutefois un espace disque dur de 34Go et une machine relativement récente (nous avons testé cette solution sur un ordinateur portable bas de gamme de 2014, et ça fonctionne assez bien). Les instructions pour mettre en oeuvre cette machine virtuelle sont fournies sur cette page : Instructions VirtualBox.

Pour l'utilisation des logiciels, nous vous prions de regarder ces deux tutoriels sur LTspice et Anadigm Designer 2 avant respectivement le TP1+TP3 et TP2

Tutorial LTspice (Windows) Tutorial LTspice (Mac) Tutorial Anadigm Designer 2

Veuillez consulter notre page spéciale de trucs et astuces pour les TP et l'utilisation des logiciels.

Déroulement des TP :
  • Les énoncés de TPs sont dans le polycopié.
  • Les TPs auront lieu sur la session collaborate de votre groupe.
  • La session commencera par une petite introduction générale de 5-10 minutes, vous serez ensuite divisés en binomes dans la meme session.
  • Pour vos questions durant la séance, vous utiliserez la fonction "demander la parole". Un des encadrants se connectera à la session de votre sous-groupe pour vous aider.
  • Les ressources pédagogiques pour les TPs sont disponibles sur le lien suivant TP.
  • Chaque binome doit produire un compte rendu (CR), de préférence en utilisant le canevas disponible avec les ressources pédagogiques du TP. Vous pouvez aussi si vous le souhaitez scanner/prendre en photo des notes manuscrites et les inclure dans le CR.
  • Le CR doit etre sauvegardé en utilisant la nomenclature suivante TPx_Gx_Nom1_Nom2.pdf (Ex: Le CR du TP2 de Lara Fabian et Céline Dion aura comme nom TP2_G5_Dion_Fabian.pdf)
  • Le CR doit etre déposé sur le dépot de votre groupe au maximum 30 minutes après la fin du TP.

Documents distribués

Le polycopié contient les cours, les exercices de TD et les sujets de TP.

Polycopié ELEC101

Modalité de contrôle de connaissances

La note finale est constituée tout au long du module. Chacune des 4 séances de travaux pratiques donne lieu à une note comptant pour 10% de la note finale. La moyenne des notes de travaux pratiques compte donc pour 40% de la note finale. Un contrôle final avec documents d'une durée de 1h30 portant sur l'intégralité du module, comptant pour 60% de la note finale, complètera la note. Les modalités de l'organisation de cet examen restent à définir.