Électronique
Le domaine Électronique porte sur l'analyse et la validation d'un circuit : polarisation, filtrage, chaîne d'acquisition, compatibilité électromagnétique et mesure. On attend des résultats numériques avec unités, un ordre de grandeur vérifié et une conclusion sur la validité du montage.
Lois et blocs de base
Loi d'Ohm, lois des mailles et des nœuds, pont diviseur de tension, théorème de Thévenin pour simplifier un réseau, puissance et rendement. Diode avec seuil d'environ 0,7 V, transistor en commutation (saturation/blocage), AOP en suiveur, en amplificateur non inverseur ou en comparateur.
Filtrage
RC passe-bas : fc = 1/(2πRC). À la fréquence de coupure, le gain vaut −3 dB ; au-delà, l'atténuation est de −20 dB par décade pour le premier ordre. Conversion : gain en dB = 20 log(Vs/Ve).
Acquisition et CEM
Chaîne capteur → conditionnement → convertisseur analogique-numérique. Quantum q = Uref/2^n ; théorème de Shannon, fe ≥ 2·fmax. Côté CEM : découplage 100 nF au plus près de chaque circuit intégré, plan de masse continu, blindage, ferrite sur les câbles, séparation des puissances et des signaux, boucles de masse évitées.
Exemple raisonné
Un capteur délivre 0–3 V vers un CAN 10 bits de référence 3,3 V.
- Quantum : q = 3,3 / 1024 ≈ 3,22 mV.
- Pour 2,50 V : code = 2,50 / 0,00322 ≈ 776.
- Incertitude de quantification : ±q/2 ≈ ±1,6 mV, soit environ 0,05 % de la pleine échelle.
Conclusion : la résolution convient à une consigne à ±10 mV, pas à ±1 mV. Filtre associé : R = 10 kΩ et C = 10 nF donnent fc = 1/(2π × 10^4 × 10^−8) ≈ 1,59 kHz.
Pièges qui coûtent des points
- Calculer un diviseur sans tenir compte de l'impédance de charge (effet de charge).
- Se tromper de puissance de dix : 10 nF = 10 × 10^−9 F et non 10^−6 F.
- Confondre −3 dB et 0 dB, ou gain en tension et gain en décibels.
- Ne pas vérifier que la sortie reste dans la dynamique de l'alimentation (saturation, écrêtage).