Ex_final2013

GIF-2000 Électronique pour ingénieurs informaticiens
EXAMEN FINAL
Date: 29 avril 2013,
Local: PLT-2765
Heure: 11h30 à 13h20
Documents autorisés: Livre de Sedra & Smith et une feuille (8.5 po x 11 po.) manuscrite
recto-verso
Question 1 (20 points)
Soit le circuit suivant où Iin est une source de courant, R1=10kΩ, RL=1kΩ. En supposant que l’ampli- op
est idéal :
+5V
a) Exprimer Vout en fonction de Iin
R1
b) Quelle est l’impédance d’entrée de cet amplificateur de courant? +15
1k
Iout
c) Calculer le courant de sortie de l’ampli-op (Iout) enVfonction de Iin.
A
A1
VOut
0/5V
Iin
Question 2 (30 points)
RL
+15
Soit le circuit suivant :
VOut2
VB
A2
0/5V
2.5 V
Bloc X
Vo2
Vo3
R4
Vo4
C2
Vin
741: Vsat =±13.5 V
R1=390k; R2=220k; R3=10k; C=0.001μF; R4=33k; C2=.0015 μF
Vin est une source de tension sinusoïdale (f=1 kHz; amplitude identique à celle de Vo2)
a) Expliquer brièvement la fonctionnalité de ce circuit et identifier ses blocs fonctionnels
constitutifs.
b) Déterminer l’amplitude, la forme d’onde et la fréquence de Vo2.
c) Déterminer l’amplitude, la forme d’onde et le rapport cyclique de Vo1.
d) Déterminer la forme d’onde, la fréquence et le rapport cyclique de Vo3.
e) Déterminer la forme d’onde et la fréquence de Vo4.
f) Calculer le gain (Vo4/Vo3) pour f=1 kHz et pour la fréquence de Vo2 (calculée dans la partie b)
Question 3 (20 points)
Le circuit suivant est un thermomètre numérique qui utilise un convertisseur A/N (ADC0804) à 8 bits
(b7-b0). La plage de température à mesurer est fixée à 0°C - 100°C (la plage de sortie:00000000 bin 11111111 bin). Dans la fiche technique du capteur de température (LM335) on trouve les
caractéristiques suivantes :
Operates from 400 μA to 5 mA
Output Voltage Temperature Coefficient=10 mV/°C
Operating Output Voltage @ 25°C= 3 V
Rmax
m
ax
Sortie _ binaire  b7b6b5b4b3b2b1b0
a) Calculer la valeur de la résistance maximum (Rmax) permettant d'assurer le
bon fonctionnement du capteur sur toute la plage de températures.
b) Calculer les valeurs de VIN(-) et VREF /2 après la calibration.
Question 4 (10 points)
Soit le circuit suivant :
+5V
+15
1k
A1, A2: Sortie collecteur ouvert
VA
A1
0/5V
V+ > V- → Tr bloqué
V+ < V-→ Tr conduit
+15
VOut2
VB
A2
0/5V
2.5 V
Quelle est la fonction logique de ce circuit? Justifier votre réponse.
Question 5 (20 points)
Questions de cours
a) Expliquer les deux mécanismes à l'origine des pertes dans les circuits CMOS (3 lignes max.)
b) Quel est le principal inconvénient lié a l’utilisation de l’inverseur NMOS par rapport à l’inverseur
CMOS.
c) Le 741 est un ampli-op avec A=200000 et CMRR=90 dB. Quel est le gain en tension mode
commun?
d) Indiquer au moins trois avantages associés à l'utilisation du CNA de type réseau R- 2R par rapport
au CNA à résistances pondérées.
e) Un filtre possède 5 pôles (p1-p5) et 5 zéros à l’infini. Déterminer l'ordre du filtre, le nombre de
pôles réels et complexes conjugués. Quelle est sa fonction de transfert (en fonction de p1, p2,…) ?