Contenu numérique des chapitres
Sur cette page, vous trouverez l'ensemble des documents/chapitres, au format PDF, distribués aux étudiants lors des séances.
Lorsque le sujet traité s'y prête, des simulations (pour la plupart, utilisées en classe) sont listées par chapitre.
Des vidéos ( "classe inversée" ) expliquant une partie du chapitre sont aussi disponibles.
Chapitre 00 - Unités, formules littérales et applications numériques
L'objectif de ce chapitre est de savoir utiliser une formule littérale afin d'effectuer et rédiger une application numérique en respectant les chiffres significatifs.
Vidéo "Nombres, chiffres et précision d'une mesure"
Cette vidéo explique ce que sont les chiffres significatifs d'une mesure.
Vidéo "Application numérique et chiffres significatifs"
Cette vidéo explique comment dénombrer les chiffres significatifs d'une mesure et comment les utiliser afin de rédiger le résultat d'une application numérique.
QCM - Chiffres significatifs
Après avoir visionné attentivement les deux vidéos du chapitre, répondre au QCM pour tester vos connaissances et votre niveau de compréhension.
Les documents du chapitre 00
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version "étudiant" de l'activité documentaire. | C'est ici. | |
| Version corrigée de l'AD, en cas d'absence. | Bientôt. |
Chapitre 01 - Caractéristiques et représentations temporelles des signaux périodiques
On démarre doucement sur des mesures de grandeurs caractéristiques de signaux à partir de leur représentation temporelle.
QCM 01 - Caractériser un signal
Ce QCM a pour objectif de tester vos connaissances sur l'identification de signaux (variable, continu, périodique,motifs). Ce vocabulaire de base est à maitriser pour pouvoir aborder sereinement la suite du chapitre.
QCM 02 - Déterminer une période, une fréquence
Ce QCM a pour objectif de tester vos connaissances sur le repérage de motifs, la mesure de la durée d'un motif et le calcul de fréquence. Il n'aborde pas la notion de pulsation (à savoir cependant maitriser).
QCM 03 - Valeur moyenne et amplitude
Ce QCM a pour objectif de tester vos connaissances sur la mesure de tension crête à crête, de valeur moyenne et d'amplitude pour un signal périodique de motif particulier.
Vidéo "Comment déterminer la phase à l'origine d'un signal sinusoïdal ?"
Cette vidéo est à visionner avant la séance de cours à ce sujet. On explique ici, comment déterminer la phase à l'origine d'un signal sinusoïdal alternatif ou non. La notion de déphasage est abordée.
Vidéo "Comment déterminer le déphasage de signaux en quadrature de phase, en opposition de phase ou en phase ?"
On explique ici, comment déterminer "rapidement" à partir des représentations temporelles de signaux sinusoidaux alternatifs,le signe du déphasage, la valeur du déphasage pour des signaux en quadrature, en opposition de phase ou en phase. La détermination de la valeur de la phase à l'origine du signal étudié est abordée en fin de vidéo.
Les documents du chapitre 01
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre, pour les étudiants arrivés après la rentrée. | C'est ici. | |
| Activité documentaire. | C'est ici. | |
| Activité documentaire - correction | C'est ici. |
Chapitre 02 - Valeurs moyenne et efficace de signaux périodiques
L'objectif de ce chapitre est de savoir déterminer graphiquement la valeur moyenne d'un signal périodique ainsi que sa valeur efficace.
Vidéo "Comment déterminer la valeur moyenne d'un signal périodique ?"
Cette vidéo est à visionner avant le TP à ce sujet. On explique ici, comment déterminer la valeur moyenne d'un signal périodique, à partir de sa représentation temporelle.
Vidéo "Comment déterminer la valeur efficace d'un signal périodique ?"
Cette vidéo est à visionner avant le TP à ce sujet. On explique ici, comment déterminer la valeur efficace d'un signal périodique, à partir de sa représentation temporelle.
Les documents du chapitre 02
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre, en cas d'absence. | C'est ici. | |
| Activité documentaire. | C'est ici. | |
| Activité documentaire - correction. | C'est ici. |
Chapitre 03 - Représentation fréquentielle de signaux
L'objectif de ce chapitre est de comprendre le théorème de Fourier et de savoir lire/tracer le spectre en amplitude d'un signal périodique (ou non).
Vidéo "Savoir lire et exploiter un spectre en amplitude"
Cette vidéo explique le principe de lecture d'une représentation fréquentielle d'un signal périodique en s'appuyant sur le théorème de Fourier. L'exploitation du spectre afin de déterminer les caractéristiques du signal est aussi abordée.
QCM - Représentation temporelle/fréquentielle
Après avoir traité l'ensemble du I du chapitre 03, répondre au QCM pour tester vos connaissances et votre niveau de compréhension.
Les documents du chapitre 03
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre, en cas d'absence. | C'est ici. | |
| Activité documentaire. | C'est ici. | |
| Introduction de l'activité documentaire corrigée. | C'est ici. | |
| Activité documentaire corrigée. | C'est ici. |
Chapitre 04 - Puissance et signaux périodiques
L'objectif de ce chapitre est de savoir calculer la puissance active d'un signal ou la valeur efficace d'un signal à partir des amplitudes ou des valeurs efficaces des harmoniques.
Les documents du chapitre 04
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre, en cas d'absence. | C'est ici. | |
| Activité documentaire. | C'est ici. | |
| Activité documentaire corrigée. | C'est ici. |
Chapitre 05 - Gains, niveaux de puissance et de tension - Rapport signal sur bruit.
L'objectif de ce chapitre est de comprendre l'utilisation des grandeurs en décibel et en décibelX. Il faut aussi être capable de calculer la puissance d'un bruit "blanc" .
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre - en cas d'absence. | C'est ici. | |
| Activité documentaire. | C'est ici. | |
| Activité documentaire - correction | C'est ici. |
Vidéo "Grandeurs en dB et dBX"
Cette vidéo explique les formules et calculs autour des grandeurs telles que le gain, le niveau de puissance et les niveaux de tension.
Vidéo "Rapport signal sur bruit - puissance d'un bruit blanc"
Cette vidéo explique rapidement ce qu'est un bruit aléatoire et blanc. Le calcul du rapport signal sur bruit est présenté ainsi que les deux méthodes graphiques permettant d'obtenir la puissance normalisée d'un bruit blanc crée par un composant.
Chapitre 06 - Réponse indicielle d'un système linéaire
L'objectif de ce chapitre est de savoir déterminer graphiquement les grandeurs caractéristiques d'un système à partir de sa réponse indicielle. Les équations différentielles et leurs formes canoniques permettent aussi de déterminer ces mêmes grandeurs.
Vidéo "Comment exploiter graphiquement la réponse indicielle d'un système linéaire ?"
Cette vidéo est à visionner avant les TP à ce sujet. On explique ici, comment déterminer graphiquement la nature du filtrage d'un système, l'amplification, la durée de réponse à 5 % et la constante de temps tau (pour les ordres 1).
Vidéo "Le système pont diviseur de tension"
On explique ici, le principe du pont diviseur de tension composé de conducteurs ohmiques. On démontre la formule liant l'entrée et la sortie. Puis on généralise aux systèmes en série en régime sinusoïdal forcé, composés de bobines idéales et de condensateurs. Pour le chapitre 06, la lecture de la vidéo doit s'arrêter au bout de 10min10s.
Vidéo "Etablir et exploiter les équations différentielles pour les systèmes électriques linéaires"
Cette vidéo est à visionner avant le cours à ce sujet. On explique ici, comment déterminer l'équation différentielle d'un circuit RC ou RLC. La forme canonique permet de déterminer l'ordre et le type de filtre.
Les documents du chapitre 06
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre, en cas d'absence. | C'est ici. | |
| Activité documentaire. | C'est ici. | |
| Activité documentaire - correction | C'est ici. |
Chapitre 07 - Numérisation d'un signal analogique et restitution
L'objectif de ce chapitre est de savoir choisir les caractéristiques d'un convertisseur analogique-numérique (et inversement).
Vidéo "Echantillonnage d'un signal analogique"
On explique ici, comment échantillonner correctement un signal analogique à l'aide du critère de Nyquist-Shannon. L'utilité du filtre anti-repliement est abordée. Le cas du signal sinusoïdal alternatif permet de comprendre la réversibilité de l'échantillonnage sous certaines conditions. Le spectre d'un signal périodique échantillonné est expliqué.
Vidéo "Quantification et codage d'un signal"
On explique ici, la quantification d'un signal échantillonné et bloqué (par valeur centrale ou inférieure) puis son codage. On explique aussi comment obtenir le rapport signal sur bruit pour une quantification centrale d'un signal triangulaire.
QCM 01 - Echantillonnage d'un signal
Ce QCM a pour objectif de tester vos connaissances sur l'échantillonnage d'un signal analogique, l'application du critère de Nyquist-Shannon et le choix de fréquence de coupure.
QCM 02 - Conversion analogique-numérique et inversement
Ce QCM a pour objectif de tester vos connaissances sur la conversion analogique numérique (pas de quantification, valeur en sortie).
Les documents du chapitre 07
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre, en cas d'absence. | C'est ici. | |
| Activité documentaire. | C'est ici. | |
| PPT | Diaporama pour la construction des graphes de l'activité documentaire. | C'est ici. |
| Activité documentaire - correction. | C'est ici. |
Chapitre 08 - Transmittance isochrone d'un système.
L'objectif de ce chapitre est de comprendre l'intérêt de cette nouvelle grandeur, de savoir manipuler les signaux complexes afin de déterminer les expressions littérales des transmittances. On introduit aussi la notion d'impédances complexes. De nombreuses vidéos sont présentes pour vous aider à réviser ou à comprendre.
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre - en cas d'absence. | Bientôt. | |
| Fiche résumé du chapitre 08. | Bientôt. | |
| Activité documentaire - version étudiant | C'est ici. | |
| Activité documentaire - correction | Bientôt. |
Vidéo "Que représente la transmittance isochrone complexe d'un système ?"
Sur un exemple de système électrique, on souligne l'intérêt de la fonction de transfert complexe ( ou transmittance isochrone complexe) en étudiant son argument et son module.
Vidéo "De l'équation différentielle à la transmittance isochrone complexe d'un système."
Sur l'exemple du passe-haut d'ordre 1, on explique ici la méthode complexe permettant d'obtenir l'expression de la transmittance isochrone complexe à partir de son équation différentielle.
Vidéo "Déterminer la nature du filtrage d'un système électrique."
A l'aide du comportement à hautes fréquences et à basses fréquences des dipôles usuels, on explique ici comment déterminer la nature d'un filtre pour un système électrique.
Vidéo "Le système pont diviseur de tension"
On explique ici, le principe du pont diviseur de tension composé de conducteurs ohmiques. On démontre la formule liant l'entrée et la sortie. Puis on généralise aux systèmes en série en régime sinusoïdal forcé, composés de bobines idéales et de condensateurs. Le début de la vidéo explique le système vu dans le chapitre 06 afin de mieux vous préparer au "pont diviseur généralisé" constitué d'impédances complexes.
Vidéo "Déterminer la transmittance isochrone complexe d'un système électrique."
On explique dans cette vidéo comment déterminer la fonction de transfert d'un système électrique à l'aide des impédances complexes (sans utiliser les équations différentielles). On explique aussi comment déterminer l'ordre et la nature du filtre, ainsi que l'expression des grandeurs canoniques.
Chapitre 09 - Diagramme de Bode d'un système.
L'objectif de ce chapitre est de savoir exploiter le diagramme de Bode d'un système pour déterminer ses grandeurs caracétristiques et effectuer un choix de système réel à partir d'un gabarit. Les filtres de Butterworth et Chebyshev sont étudiés et permettent de se rapprocher de filtres idéaux.
Vidéo "Exploiter le diagramme de Bode d'un système linéaire."
Dans cette vidéo, on explique ce qu'est le diagramme de Bode d'un système puis comment l'exploiter afin de déterminer les caractéristiques suivantes du système :la nature du filtrage/la pulsation de coupure à -3 dB/la bande passante/la pente des asymptotes/l'ordre/l'amplification.
| Version "étudiant" du chapitre. | C'est ici. | |
| Version complète du chapitre - en cas d'absence. | Bientôt. | |
| Activité documentaire - version étudiant | C'est ici. | |
| Activité documentaire - annexes | C'est ici. | |
| Activité documentaire - correction | Bientôt. | |
| Activité documentaire - correction des annexes | Bientôt. | |
| ZIP | Activité documentaire - correction des annexes - diaporamas | Bientôt. |
Chapitre 10 - Systèmes actifs.
L'objectif de ce chapitre est de savoir exploiter le diagramme de Bode d'un système actif pour déterminer ses grandeurs caracétristiques. On étudie le cas de l'ALI idéal en régime linéaire puis on traite les limites de l'ALI réel (impédances d'entrée, de sortie et produit gain bande passante).
| Version "étudiant" du chapitre. | Bientôt. | |
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| Activité documentaire - version étudiant | Bientôt. | |
| Activité documentaire - correction | Bientôt. |
Chapitre 11 - Ondes mécanique et électromagnétique.
L'objectif de ce chapitre est de comprendre ce qu'est une onde, de pouvoir la qualifier afin de comprendre l'utilité le modèle de l'onde plane progressive harmonique.On étudie les conditions permettant d'obtenir des ondes stationnaires, à l'aide des coefficients de reflexion et des impédances caractéristiques. Et encore plus !
Vidéo "Savoir caractériser une onde."
Dans cette vidéo, on explique comment savoir si un phénomène est une onde. Puis, on explique comment qualifier cette onde à l'aide du vocabulaire usuel : mécanique/électromagnétique, transversale/longitudinale, stationnaire/progressive, plane/circulaire/sphérique, harmonique.
Vidéo "Savoir exprimer littéralement et numériquement une OPPH"
Dans cette vidéo, on explique l'intérêt du modèle de l'OPPH, puis on illustre la double périodicité de ce type d'onde. On définit ce qu'est la période spatiale et toutes les grandeurs spatiales (apr analogie avec les grandeurs temporelles). Enfin, on traite un exemple afin d'obtenir l'expression numérique d'une OPPH.
Vidéo "Réflexion d' OPPH: conditions d'obtention d'ondes stationnaires"
Dans cette vidéo, on explique comment obtenir une onde stationnaire dans les milieux. Le coefficient de réflexion en amplitude et le taux d'ondes stationnaires sont abordés. Les exemples de la cordre et des ondes sonores sont traités.
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| Activité documentaire - version étudiant | Bientôt. | |
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Chapitre 12 - Lignes de transmission d'un signal.
L'objectif de ce chapitre est de comprendre sous quelles conditions un signal électromagnétique peut être transmis dans un guide d'onde (ligne de transmission électrique et optique). On étudie entre autres, la réponse impulsionnelle, indicielle et fréquentielle d'une ligne de transmission électrique en circuit ouvert, court-circuit ou dans le cas adapté.
Vidéo "ARQS et calcul de coefficient de réflexion en bout de ligne"
Cette vidéo explique ce qu'est l'ARQS (Approximation des Régimes QuasiStationnaires) et donne la méthode pour savoir si on doit tenir des comptes des phénomènes de propagation dans une ligne de transmission. Lorsque c'est le cas, il faut alors être capable de calculer le coefficient de réflexion en bout de ligne. Cela tombe bien, c'est aussi expliqué !
Vidéo "Propagation d'une impulsion dans une ligne de transmission"
On explique ici, comment déterminer le coefficient de reflexion à partie de la représentation temporelle du signal en début de ligne. On traite les trois cas typiques (court-circuit, circuit fermé et ligne adaptée) puis deux exemples "réels".
| Version complète "étudiant" du chapitre. | Bientôt. | |
| Activité documentaire - version étudiant | Bientôt. | |
| Activité documentaire - correction | Bientôt. |
Chapitre 13 - Dualité onde-corpuscule et composants optoélectroniques .
L'objectif de ce chapitre est de comprendre le modèle corpusculaire des rayonnements électromagnétiques, puis de l'utiliser sur des composants optoélectroniques. La théorie des bande est appliquée à la jonction P-N afin de comprendre les mécanismes au sein des composants. On aborde enfin le principe de fonctionnement d'un capteur CCD.