Systèmes électroniques pour les communications -

INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES DE
TOULOUSE
2
ème
Année MIC
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Systèmes électroniques pour
les communications
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Cours et Travaux dirigés
Année 2015 - 2016
D OCUMENT REALISE PAR JY. F OURNIOLS ET A. B OYER
AVEC LA PARTICIPATION DE M. A IME , S. B EN D HIA , M. B ONNET ET C. E SCRIBA

S OMMAIRE
I. Notions Elémentaires ………………………………………………........
1
II. Amplification …………………………………………………………...
11
III. Réponse temporelle des fonctions de transfert ……………………….. 19
IV. Transformée de Laplace ……………………………………………….
25
V. Traitement de l’information …………………………………………… 35
VI. Montages électroniques à base d’A.Os ………………………………..
43
VII. Electronique analogique en mode saturé ……………………………..
67
VIII. Introduction à l’électronique numérique …………………………….
81
IX. Conversions analogique – numérique …………………………………
89
X. Caractéristiques physiques des circuits numériques …………………... 101
XI. Liaison entre circuits numériques …………………………………….. 109
XII. Registres, compteurs et afficheurs ……………………………………
119
XIII. Mémoires, multiplexeurs et décodeurs ……………………………... 127
Glossaire …………………………………………………………………...
136
Annexe A. Etude du fonctionnement d’un montage à Amplificateur
opérationnel………………………………………………...........................
137
Annexe B. Synthèse des outils d’analyse fréquentielle des circuits ……… 138
Enoncé des travaux dirigés………………………………………………... 139
Annales…………………..………………………………………………... 156

Chapitre1 : Notions Elémentaires Systèmes Elec
troniques pour les Communications
1
Chapitre 1
N otions élémentaires
I. PRESENTATION DES OBJECTIFS DE L’OUVRAGE
Ce document pédagogique construit par une équipe d’enseignants du Génie Electrique de l’INSA de Toulouse,
décompose en treize chapitres, les fondements de l’électronique nécessaires à un ingénieur. Orienté
volontairement électronique pour les télécoms, il aborde les concepts utiles à l’analyse et à la conception de
systèmes électroniques.
II. HISTOIRE ET SCIENCE
II.1 - Géologie ou électricité ?
L'électricité est l'interaction de particules chargées sous l'action de la force électromagnétique. Délicat
d’attribuer la paternité de la découverte de l’électricité à un homme tant l’humanité depuis l’antiquité à observé
des phénomènes naturels d’origine magnéto-électrique : triboélectricité, foudre, électricité statique de la laine,
aimantation naturelle… S’il fallait se risquer à donner un nom, il faudrait remonter à 600 av. J.-C., chez les
Hellènes, et confier à Thalès de Milet la paternité de la réflexion sur l'électricité et le magnétisme, avec une
vision animiste de la matière …. où faute de notions théoriques (les propriétés de l'électricité ont commencé à
être comprises au cours du XVIIIe siècle), on octroyait « une âme aux choses qu'on croyait inanimées ».
Aussi c’est du mot grec « elektron » qui désigne l'ambre jaune, une résine fossile possédant des
propriétés électrostatiques que le terme électricité provient. Quant au terme « électromagnétique », il se réfère à
la pierre de magnésie, un aimant naturel utilisé dès la Haute Antiquité.
II.2 - Basculement de l’Electricité vers Electronique :
L’électronique est une science de l’ingénieur, orientée vers la conception et analyse de systèmes qui
conditionnent des signaux électriques, sous la forme courants (faibles ou forts) ou de tensions électriques,
porteurs d’information ou d’énergie.
Le virage aboutissant à la genèse de l’électronique est pris en 1904, lorsque John Ambrose Fleming inventa la
diode basée sur une observation de Thomas Edison. La construction de la diode originale amena en 1906, Sir
Lee De Forest, à placer une autre électrode, et un fil tendu comme grille de contrôle, entre le filament et la
plaque : il découvre que la grille exerce un contrôle électrostatique sur le courant de la plaque. Le courant
circulant du filament vers la plaque (anode) dépend de la tension appliquée sur la grille, et que le courant de
grille est très faible et composé des électrons captés par celle-ci.
C’est l’invention du futur transistor qu’il appelle « audion » (que l’on baptisera « triode »), l’acte de naissance de
l’électronique est scellé.