Unité d’Enseignement Circuits et opérateurs électroniques

Cette unité est constituée de quatre éléments d’enseignements, à savoir :

• Electronique de communication (27h) • Circuits et opérateurs numériques (21h) • TP Circuits électroniques (15h) • Atelier de réalisation électronique (21h)

1. Objectif de l’unité d’enseignement:

Il s'agit de permettre aux étudiants d'acquérir les connaissances de base théoriques et pratiques nécessaires à la bonne assimilation des principes de fonctionnement et des rôles remplis par les systèmes électroniques mises en œuvre fréquemment dans le domaine des télécommunications.

2. L’élément d’enseignement Circuits et Opérateurs numériques:

a. Objectif: Il s’agit de : o Maîtriser les concepts de la logique Booléenne et la réduction des

fonctions logiques. o Etudier les circuits logiques combinatoires logiques et arithmétiques. o Maîtriser les concepts de la logique séquentielle, notamment la synthèse

des compteurs asynchrones et synchrones. o S’Initier à la synthèse de systèmes logiques séquentiels à travers les

Machines à Etats Synchrones

b. Programme:

Séance 1. Algèbre de Boole et Fonctions Booléennes (3h cours) Systèmes de Numération, Code BCD, Code de Gray, Algèbre de Boole, Opérateurs logiques élémentaires, Mintermes, Maxtermes, Table de Vérité, Groupe d’Opérateurs Complets, Logigramme, Tableau de Karnaugh, Simplification, Fonctions incomplètes.

Séance 2. Opérateurs Combinatoires (3h cours) Décodeur, Multiplexeur, Démultiplexeur, Application à la réalisation de fonctions booléennes, Demi Additionneur, Additionneur Complet, Additionneur 4 bits, Soustracteur (Méthode du Complément à 2), Multiplieur (produits partiels et réalisation avec les FA), Comparateur.

Séance 3. Travaux Dirigés sur la partie Combinatoire (3h TD)

Séance 4. Circuits Séquentiels : Bascules et Registres (3h cours) Introduction à la Logique Séquentielle, Bascule RS, Bascule RST, Bascule JK, Bascule D, Registre de mémorisation, Registre à décalage,

Etude d’un registre en CI : 74194, Compteurs asynchrones (cycle complet, incomplet, aléatoire)

Séance 5. Etude des compteurs (1h30 cours & 1h30 TD) Compteurs Synchrones TD : Diviseur de fréquence, Bascule Maître-Esclave, analyse et synthèse des compteurs

Séance 6. Machines à Etats (3h cours) Définition, Modèle général de Mealy, Cas particuliers (Modèle de Moore et Modèle de Medvedev), Méthode de synthèse d'Huffman-Mealy, Modélisation du cahier de charges, Minimisation du nombre d’états, Codage, Synthèse.

Séance 7. Travaux Dirigés sur la partie séquentielle et Machines à Etats (3h TD)

3. Elément d’enseignement Electronique de Communication:

a. Objectif: Cet élément d’enseignement est destiné à constituer une initiation à l’électronique de communication, ses composants et ses fonctions. Après un rappel des propriétés des matériaux semi-conducteurs pour comprendre le fonctionnement des composants élémentaires (diodes, transistors bipolaires, transistors à effet de champ), l’aspect technologie d’intégration sera détaillé. La deuxième partie du module traite la réalisation de fonctions élémentaires de l’électronique de communication : amplification, filtrage (passif et actif), oscillation, boucle à verrouillage de phase en introduisant la notion de fonction de transfert et de Diagramme de Bode.

b. Programme:

Séance 1. Diodes (3h cours) Semi-conducteur, jonction PN, diode

Séance 2. Circuits à diodes (1h30 cours & 1h30 TD) Redressement (simple, double, filtré), écrêtage, régulation TD1 : diode

Séance 3. Transistor bipolaire (3h cours) Polarisation, régime statique, régime dynamique, étude montage d’amplification Emetteur Commun (BC, CC).

Séance 4. Transistor JFET (3h cours) Principe, polarisation, régime dynamique, montage d’amplification Source Commune (GC, DC).

Séance 5. Transistor MOS (3h cours)

Principe, polarisation, régime dynamique, montage inverseur logique. Séance 6. Circuits à Transistors (3h TD)

Bipolaire, JFET & MOS Séance 7. Amplificateur Opérationnels (3h)

Structure d’un AOP, caractéristiques d’un AOP, montage de bases (suiveur, inverseur, non-inverseur, intégrateur, dérivateur)

Séance 8. Filtres actifs : (1h30 cours & 1h30 TD) AOP en contre réaction, Fonction de transfert, type de filtres (passe bas, passe bande, passe haut), filtre premier ordre, synthèse de filtre TD2 : Filtrage

Séance 9. Oscillateurs (1h30 cours & 1h30 TD) AOP en contre réaction positive, générateur de signaux carré et triangulaires, principe de la réaction positive et négative, oscillateurs basse fréquences, oscillateurs hautes fréquences (Colpitts, Hartly, Clapp). TD3 : Oscillateurs

4. Elément d’enseignement TP circuits électroniques:

Séance 1. TP1 (3h)

Familiarisation avec les outils et les composants et l’instrumentation du laboratoire. Réalisation de montage de diode.

Séance 2. TP2 (3h) Amplification à base de transistor bipolaire.

Séance 3. TP3 (3h) Filtrage actif à base d’AOP.

Séance 4. TP4 (3h) Familiarisation avec l’outil d’Orcad. Simulation d’un circuit combinatoire.

Séance 5. TP5 (3h) Circuits séquentiel (fréquencemètre).

5. Elément d’enseignement Atelier de réalisation électronique Electronique :

Projet 1. PR1 Modulateur/Démodulateur FM. Projet 2. PR2 (des propositions seront les bienvenus).... Projet 3. PR3 …. Projet 4. PR4 …. Projet 5. PR5 …. Projet 6. PR6 …. Projet 7. PR7 ….

6. Déroulement de l’unité d’enseignement :

Semaine 1 Semaine 2 Semaine 3 Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2

Electronique de

communication

Circuits et opérateurs numériques

Electronique de

communication

Circuits et opérateurs numériques

Electronique de

communication

Circuits et opérateurs numériques

Semaine 4 Semaine 5 Semaine 6 Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2

Electronique de

communication

Circuits et opérateurs numériques

Circuits et opérateurs numériques

Circuits et opérateurs numériques

Electronique de

communication

Electronique de

communication

Semaine 7 Semaine 8 Semaine 9 Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2

Electronique de

communication

Electronique de

communication

Electronique de

communication

Circuits et opérateurs numériques

TP Circuits électroniques

TP Circuits électroniques

Semaine 10 Semaine 11 Semaine 12

Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2 TP Circuits

électroniques TP Circuits

électroniques TP Circuits

électroniques Atelier de réalisation

électronique

Atelier de réalisation

électronique

Atelier de réalisation

électronique

Semaine 13 Semaine 14 Séance 1 Séance 2 Séance 1 Séance 2 Atelier de réalisation

électronique

Atelier de réalisation

électronique

Atelier de réalisation

électronique

Atelier de réalisation

électronique