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B309 ÉLECTRONIQUE ANALOGIQUE

En pratique

  • Cette unité d'enseignement (UE) articule 2 activités d'apprentissage :
    • PROJET D'ÉLECTRONIQUE ANALOGIQUE
    • ÉLECTRONIQUE ANALOGIQUE
  • En 2023-2024, elle s'organise au deuxième quadrimestre et couvre 4 crédits (ECTS).
  • L'enseignement est principalement centralisé dans le campus : Gramme
  • Cette UE est remédiable d'une session à l'autre
  • Modalités d'enseignement
    • Auditoire
    • Travaux pratiques dans un local équipé spécifiquement
    • en autonomie

Activité d’apprentissage

Les finalités de l'UE

Pour l’interfaçage avec le « monde extérieur », un processus automatisé utilise des capteurs et des actionneurs, connectés au niveau de ses modules d’entrées/sorties (I/O). Les capteurs utilisent des senseurs, permettant la conversion des grandeurs à mesurer en grandeurs électriques, et des circuits électroniques pour leur mise en forme. Les actionneurs, quant à eux, utilisent une « électronique de puissance ».
Un grand nombre de signaux du "monde extérieur" sont de nature analogique, et l’UE "Electronique analogique", cours et laboratoire en symbiose, vise ainsi à développer les compétences ("savoir" et "savoir-faire") qui permettront à l’étudiant de maîtriser les interfaçages entre les systèmes de traitement numérique (microcontrôleurs, automates, …) et le « monde extérieur », dans le cas particulier des signaux analogiques.

La finalité de cette UE est ainsi de développer les compétences dans le domaine du traitement de signaux analogiques, avec un focus particulier sur l'Instrumentation analogique, afin d’être capable de collaborer dans un service R&D en électronique (conception, réalisation et dépannage) et d’effectuer des choix judicieux de modules d’entrées/sorties de systèmes automatisés, et les utiliser efficacement.

Les contenus de l'UE

Cours d’électronique analogique : 
Le cours d’électronique est axé sur l’étude des concepts et savoir-faire inhérents à l’électronique analogique. Il exposera la matière en s’appuyant sur les applications de laboratoire, en utilisant des méthodes interrogatives et inductives.

Ce cours comporte les parties suivantes :

  • Notions et principes inhérents à l'amplification électronique : Concept d’amplification – Types d'amplificateurs – Alimentations « simple » et « double » – Gain en tension – Puissances d’entrée et de sortie – Modélisation et optimisation d'une chaîne de mesure – Réponse fréquentielle et bande passante – Régimes DC et AC – Condensateurs de couplage et de découplage
  • Systèmes analogiques performants : Concept de système bouclé (rappels) – Amplificateur opérationnel réel, ses caractéristiques et son modèle – Eléments de dimensionnement d’un système à amplificateurs opérationnels (en DC et AC, en alimentations « simple » et « double »)
  • Perturbations conduites et rayonnées : Notions de perturbations conduites et rayonnées – Perturbations par impédances communes – Règles de l’art

  
Projet d'électronique analogique :
 
A travers l’activité de projet d'électronique analogique, l’étudiant aura l'occasion d'analyser, dimensionner et réaliser une application analogique concrète, lui permettant de pratiquer la mise en œuvre des matières enseignées aux cours d’électronique (tant de BAC3, que de BAC2, ainsi qu’au cours de mathématiques de BAC3 en ce qui concerne les outils mathématiques d’analyse). Afin de parfaire ses connaissances, tant théoriques que pratiques, l’étudiant aura également l’occasion d’approcher, lors de la phase de présentations des applications de laboratoire, d'autres projets réalisés par ses condisciples.

Les acquis d'apprentissage visés par l'UE

 Les acquis d'apprentissage visés par cette UE sont :

  • SAVOIR et SAVOIR-FAIRE : maîtriser les concepts de l’instrumentation analogique et le « design » d’applications d’électronique analogique, tant du point de vue du choix des éléments électroniques adaptés, que de leur dimensionnement (conforme aux critères propres à l'application donnée), en utilisant les outils d’analyse adaptés (outils d’électricité : théorèmes de Thévenin et de Superposition notamment et outils de mathématiques : séries de Fourier et transformées de Laplace notamment (vus au cours de mathématiques de BAC3))
  • SAVOIR-FAIRE : maîtriser la mise en œuvre de systèmes d'électronique analogique, notamment en respectant les « règles de l’art » permettant de minimiser les perturbations, à travers l’analyse, utilisant tant les outils théoriques que la CAO électronique, et l'expérimentation
  • SAVOIR-FAIRE : parfaire les compétences en mesure de grandeurs analogiques (lors des phases de développement et de validation du projet)
  • SAVOIR-ETRE : développer l’esprit critique, d’analyse et de synthèse, dans la réalisation d’un projet d’électronique et dans l’approche de ceux des condisciples
  • utiliser la documentation technique, en anglais


Compétences – Capacités : 1.2 ; 2.1 à 2.5 ; 3.1 à 3.4 ; 4.3 ; 5.1 à 5.3

Les méthodes d'enseignement-apprentissage

Le cours théorique exposera la matière en utilisant les méthodes interrogatives et inductives, en s'appuyant sur des applications concrètes. Au laboratoire, l'étudiant aura l'occasion d'analyser, dimensionner et réaliser certaines de ces applications, ainsi que de découvrir, lors des phases de présentations, d'autres applications réalisées par ses condisciples, lui permettant de pratiquer la mise en œuvre des matières enseignées au cours. Cours et laboratoire fonctionnent ainsi en symbiose : le cours s’appuie sur les applications de laboratoire en guise de concrétisation de la matière enseignée et le laboratoire utilise la théorie développée au cours, dans la réalisation des applications proposées.

Engagement attendu de la part de l'étudiant.e

Le critère d’évaluation principal est la compréhension de la matière. Il est donc attendu de la part de l'étudiant de :

  1. saisir l'utilité, l'intérêt, l'objectif de chaque partie de la matière ...
  2. comprendre le fonctionnement de chaque partie de la matière ... (et en conséquence : intérêt, rôle de chaque composant des différents circuits ...)
  3. discerner les liens entre les différentes parties du cours ("les tenants et les aboutissants") (par exemple, pouvoir expliquer en quoi tel type d’amplificateur corrige tel défaut d’un autre …)

Pour parvenir à cet objectif, il est indispensable que l'étudiant ait des connaissances solides en électricité (notions de résistance, self, condensateur et impédance, notions de courant, tension et puissance, maîtrise des lois d'Ohm, des tensions et des nœuds, des théorèmes de Thévenin, de Superposition et de Fourier,  ...), ainsi qu’en électronique générale (physique des semi-conducteurs, diodes et transistors (BJT, MOSFET et JFET), notions d'optoélectronique, ...).

Afin de permettre à l'étudiant de se focaliser sur la compréhension, il dispose d’un support à l’examen, lequel comporte toutes les figures et relations du cours … Il n’y a donc (quasi) « rien » à retenir, mais bien tout à expliquer ... Notons qu'il est donc judicieux de travailler le cours en utilisant ce support.

Remarque : les podcasts réalisés pendant la période Covid ont été laissés accessibles sur HELMo-Learn en vue de compléments d'explications occasionnels. Il est vivement déconseillé de les visionner systématiquement, étant donné le caractère chronophage de cette pratique

Cours d'électronique analogique

Cette épreuve présente des modalités similaires pour toutes les sessions. Elle est organisée durant la session. Il s'agit d'un examen. Cette épreuve est individuelle. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation orale. L'épreuve repose sur des réponses longues, formulations personnelles. Elle se déroule à cours fermé, avec des documents autorisés. La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Projet d'électronique analogique

Cette épreuve présente des modalités spécifiques à la seconde session. Elle est organisée de manière continue. Il s'agit d'un travail. Cette épreuve est individuelle et en équipe. Concrètement, l'épreuve repose sur une formulation écrite, une formulation orale, une réalisation par mise en pratique. L'épreuve repose sur des formulations personnelles. Elle se déroule avec un support (à projeter). La correction de cette épreuve est assurée par validation d'un.e enseignant.e.

Règles de l’UE

Comment la note globale de l’UE est-elle déterminée ?

Explication de la pondération des différentes épreuves

Les notes partielles intervenant dans l’établissement de la note globale de l’UE « Electronique analogique » sont :

  • NCE : la note de « Cours d'Electronique analogique » est établie lors d’un examen oral
  • NPE : la note de « Projet d'Electronique analogique » comprend 2 volets. Le premier évalue l’assiduité et la qualité de la participation au projet d'Electronique analogique, ainsi que la qualité de la réalisation et de la présentation orale de celui-ci. Le second volet évalue les compétences plus théoriques inhérentes au projet d'Electronique traité au laboratoire (analyse du fonctionnement et dimensionnement du système)

La note de l’UE est obtenue par une moyenne géométrique pondérée des notes NCE (80%) et NPE (20%)

En cas d’échec au « Projet d'Electronique analogique », la note de seconde session est obtenue comme suit :

  • la note du premier volet est non-remédiable
  • la note du deuxième volet est remplacée par la note obtenue à l'examen oral de seconde session de la partie cours

 

Quelles sont les informations administratives de cette UE ?