GPA667 CONCEPTION ET SIMULATION DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES

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1 Département de génie de la production automatisée Programme de baccalauréat PLAN DE COURS Enseignant (e): M. Tremblay Responsable : Éric Granger Session/année: HIVER 2007 Groupe (s) : 01 GPA667 CONCEPTION ET SIMULATION DE CIRCUITS ÉLECTRONIQUES 1 ENCADREMENT Local : A-2122 Courriel : Maurice@gpa.etsmtl.ca Maurice.Tremblay@Umontreal.CA Tremblay1952@HotMail.com Tél.: 7618 Disponibilité : Sur rendez-vous et MSN 2 OBJECTIFS SPÉCIFIQUES Permettre à l'étudiant de comprendre les différentes étapes du processus de conception de systèmes électroniques dans un contexte industriel. Lui montrer les avantages et inconvénients rattachés à l'utilisation d'un outil moderne de CAO/FAO. Identifier les différentes limites des circuits en relation avec celles des pièces qui les composent en simulant des circuits électroniques qui contiennent les dispositifs d usage général en électronique dans des conditions réelles: Diodes, transistors bipolaires et à effet de champ, amplificateurs opérationnels, SCR. Fournir les critères de base pour le choix de solutions technologiques adéquates où les circuits électroniques analogiques et numériques sont considérés comme blocs fonctionnels pour la réalisation de systèmes plus complexes. Réalisations de circuits plus complexes : régulateurs, amplificateurs, filtres actifs, oscillateurs. Etc. La méthodologie de conception : spécifications, conception de niveau système et détaillée en fonction de l environnement, de la fiabilité et de la précision. Le choix technologique : réalisation analogique ou numérique, composants intégrés ou discrets, dispositifs programmables ou non, montage classique ou en surface. Les outils de conception : capture du schéma, simulation, programmation. Le dossier de fabrication : tracé, circuit imprimé, assemblage, vérification et suivi. Comprendre le processus de design : capture du schéma, simulation, corrections éventuelles, mise en boîte du circuit, placement des composantes, tracé du circuit imprimé, vérification des masques, corrections des masques et du schéma. Création de symboles et de pièces. Corrections du schéma rapportées sur le circuit imprimé et corrections du circuit imprimé rapportées sur le schéma. Comparaison entre différents systèmes de CAO en électronique.

2 Séances de laboratoire et travaux pratiques : utilisation des ordinateurs pour la simulation et la conception de circuits électroniques. 3 STRATÉGIES PÉDAGOGIQUES Cours magistral (3h): De nombreuses applications seront étudiées en classe pour permettre aux étudiants de bien assimiler la théorie et les techniques présentées au cours. Les notes de cours résument les éléments importants des chapitres du manuel de cours. Laboratoires/travaux dirigés (3h): Applications de la théorie étudiée au moyen de simulations sur ordinateur avec PSpice de circuits électroniques. Il y a deux (2) laboratoires permettant de se familiariser avec le logiciel de CAO/FAO et de vérifier la théorie enseignée en classe. Deux (2) projets permettent dans chaque cas à l étudiant de concevoir une solution originale pour solutionner un problème pratique et de vérifier la validité de son concept. Toute la matière vue en classe, au laboratoire ou lors de travaux dirigés est susceptible d être contrôlée lors de l examen partiel ou final. Devoirs : Deux devoirs serviront à vérifier la compréhension des techniques de conception enseignées en classe ou simulées en laboratoire. 4 CONTENU DU COURS ACTIVITÉS 8 janvier COURS 1 DESCRIPTION C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES COMPARATEURS 311 et 339 MULTIVIBRATEUR ASTABLE Chap janvier LAB 1 MULTIVIBRATEUR À LAB/TP 1 TRANSISTORS C.I. LINÉAIRES-NUMÉRIQUES 15 janvier HORLOGE 555 (Oscillateur astable et COURS 2 monostable) CIRCUITS D INTERFACE Chap janvier LAB 1 MULTIVIBRATEUR À LAB/TP 2 TRANSISTORS ALIMENTATIONS C.C. 22 janvier COURS 3 DIODES ET RÉGULATEURS LINÉAIRES Chap. 1 et 2. Appendice B. 25 janvier LAB/TP 3 LAB 2 HORLOGE 555 ALIMENTATIONS C.C. 29 janvier RÉGULATEURS À COMMUTATION COURS 4 PRÉSENTATION DU PROJET 1 Chap er février LAB/TP 4 PROJET 1 LAMPE DE POCHE 5 février COURS 5 CONCEPTION ET FABRICATION BESOINS, CONTRAINTES APPROCHE SYSTÈME PROTOTYPE, FABRICATION, TEST et DOCUMENTATION

3 ACTIVITÉS DESCRIPTION CAO/FAO Notes de cours. 8 février LAB/TP 5 PROJET 1 LAMPE DE POCHE 12 février 15 février COURS 6 LAB/TP 6 AMPLIFICATEURS INTÉGRÉS AMPLI. DIFFÉRENTIEL AMPLI. OPÉRATIONNELS ET D'INSTRUMENTATION Chap. 14 et 15. TP PROBLÈMES COMPARATEURS MULTIVIBRATEURS (TRANSISTORS ET 555) RÉGULATEURS DE TENSION (LIN. COM.) AMPLIF. OPÉRATIONNELS 19 février EXAMEN INTRA 26 février COURS 7 OSCILLATEURS WIEN, RC, DOUBLE T (SINUSOÏDAUX) ONDES CARRÉE OU TRIANGULAIRES PRÉSENTATION DU PROJET 2 Chap. 18 et notes de cours 1 er mars LAB/TP 7 TP CORRECTION EXAMEN INTRA FILTRES ACTIFS 5 mars COURS 8 THÉORIE BUTTERWORTH et TCHÉBYCHEV Notes de cours. 8 mars LAB/TP 8 PROJET 2 ACCORDEUR 440 Hz (ENTRÉE) FILTRES ACTIFS 12 mars COURS 9 CONCEPTION DE FILTRES ACTIFS Notes de cours. Chap 14 et mars LAB/TP 9 19 mars COURS 10 PROJET 2 ACCORDEUR 440 Hz (OSCILLATEUR) PRÉSENTATION DU CONCEPT Présentations par les étudiants 22 mars LAB/TP 10 PROJET 2 ACCORDEUR 440 Hz (FILTRES) AMPLIFICATEURS (SIGNAL ET PUISSANCE) 26 mars COURS 11 MULTI-ÉTAGES ET RÉPONSE (BASSE FRÉQUENCE) Chap. 10, 11, et mars LAB/TP 11 PROJET 2 ACCORDEUR 440 Hz (SORTIE) 2 avril COURS 12 DISCUSSION SUR LE PROJET THÉORIE, SIMULATION ET FABRICATION (PROJET) RÉVISION Interactif : professeur-étudiants 5 avril LAB/TP 12 TP PROBLÈMES OSCILLATEURS, FILTRES ET AMPLIFICATEURS

4 5 ÉVALUATION Activités Description % Examen Intra 25 Devoir(s) 2 Devoirs 10 LAB 1 MULTIVIBRATEUR À TRANSISTORS 2 LAB 2 HORLOGE PROJET 1 LAMPE DE POCHE 10 PROJET 2 ACCORDEUR 440 Hz 20 Examen Final 30 DOCUMENTATION : LABORATOIRE(S) : PROJET(S) : Intra : 3 feuilles de notes (Recto-verso). Final : Toute documentation permise. Dans les deux cas, la calculatrice est permise. Un rapport par équipe (2 étudiants max.) Un rapport par équipe (2 étudiants max.). Des points seront accordés pour l originalité, la conformité aux spécifications, la fonctionnalité (simulation), la documentation et le réalisme du dossier de fabrication. ABSENCE À UN EXAMEN. Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l étudiant devra justifier son absence auprès du Directeur à la formation pour un examen durant le trimestre et auprès du Doyen à la gestion des ressources pour un examen final. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d un parent immédiat ou autre) à un examen, entraînera l attribution de la note zéro (0). PLAGIAT ET FRAUDE. Tout étudiant ou groupe d étudiants qui pose ou participe à un acte de plagiat ou de fraude décrit à l article 10.2 est sujet à des sanctions pouvant aller jusqu à l exclusion de l École. 6 DOCUMENTATION OBLIGATOIRE MANUEL Auteurs: Boylestad, Robert L.; Nashelsky, Louis Titres: Boylestad and Nashelsky's Electronic devices and circuit theory Canadian ed. Éditeur: Toronto : Prentice-Hall, c2001 Description: xvi, 944 p. : ill. ; + 1 CD ; 4 3/4 po Localisations: Bibliothèque.Unité 12 (Bibliothèque.Unité 4) TK7867B D01 Cette référence couvre les aspects électroniques couverts durant le cours et elle est disponible à la Coop.

5 NOTES DE COURS Les autres références sont constituées par des notes de cours et des manuels, tutoriels et articles publiés par la société Altium concernant le logiciel de CAO/FAO Protel Design Explorer DXP. Elles seront fournies sur le site Web de cours ou au moyen d un CD-ROM qui sera disponible à un coût nominal. Le CD-ROM comprend aussi d autres informations pertinentes au cours de même que des liens intéressants ou reliées aux concepts qui seront traités dans le cours. Un site Web est accessible à l adresse : Usager : wgpa667 Mot de passe : Disponible lors du premier cours. 7 BIBLIOGRAPHIE Voici une liste des ouvrages consultés pour la partie simulation du cours GPA667 [1] Bougeant, M., Royant T., Analyse et conception de circuits électroniques avec PSpice/DesignLab, Paris : Eyrolles, c1998, Bibliothèque.Unité 13 TK7867B68. D01 et D02 [2] Herniter, Marc E., Schematic Capture Using MicroSim Pspice for Windows 95/98/NT, Prentice-Hall Inc., Upper Saddle River, NJ., 2000, ISBN [3] Price, T. E., Analog Electronics, an Integrated Pspice Approach, Prentice Hall Europe, 1997, ISBN [4] Goody, Roy W., OrCAD Pspice for Windows, Vol. II : Devices, Circuits, and Operational Amplifier, Prentice-Hall Inc., Upper Saddle River, NJ., 3rd Ed., 2001, ISBN X, Bibliothèque.Unité 4, TK454G V01 [5] Keown, John, OrCAD Pspice and Circuit Analysis, Prentice-Hall Inc., Upper Saddle River, NJ., 4th Ed., 2001, ISBN Approbation du plan de cours Tony Wong Directeur à la formation Signature

6 Courriel «ÉTUDIANTS-PROFESSEURS» Le Service de l informatique et des télécommunications, en collaboration avec les départements et le Service des enseignements généraux, vous présentent leur service de «courriel étudiants-professeurs». Cet outil vise à augmenter la quantité de services offerts aux étudiants et à favoriser un échange accru d informations entre les étudiants et les professeurs. Chaque étudiant disposera d une boîte de courriel (15 meg.) et d une adresse normalisée. Chaque professeur pourra ainsi communiquer avec un étudiant ou avec l ensemble des étudiants inscrits à son cours. a ) clientèle cible : tous les étudiants inscrits à chaque session. b ) accessibilité : - à partir d un fureteur quelconque sur le site WEB de l ÉTS sous la rubrique : GUICHET INTERACTIF. - à partir d un fureteur quelconque à l adresse suivante : - à partir d un logiciel client en mode POP3 ou MAPI : serveur entrant : webmail.ens.etsmtl.ca serveur sortant : le serveur SMTP de votre fournisseur Internet. c ) authentification au système de courriel : À chaque session de travail, le système de courriel vous demandera de vous identifier; une fenêtre (Mot de passe réseau) apparaîtra et vous devrez fournir à la rubrique : Nom de l utilisateur : votre code d accès universel; Mot de passe : votre NIP (utilisé dans ChemiNot). Pour connaître votre code d accès universel? Allez dans ChemiNot, sous l onglet intitulé : Info. générales. La forme générale de ce code est la suivante : AA Si vous avez oublié votre NIP, allez au Bureau du registraire. Avec la création de votre boîte de courriel, le système de courriel vous a également créé une adresse électronique dite «normalisée» que vous pouvez diffuser. Elle a la forme suivante : Prénom.nom.99@ens.etsmlt.ca (disponible dans ChemiNot). Notez que cette adresse normalisée ne contient pas de caractères accentués, ni de caractères spéciaux comme par exemple : l apostrophe et l espace (les logiciels de courriel ont horreur de ces caractères). Bonne utilisation. Service de l informatique et des télécommunications