UE Electronique / Electronic

L'objectif de ce cours est de sensibiliser les étudiants à  la particularité des circuits électroniques lorsque la fréquence dépasse le GigaHertz (paramètres S, adaptation, stabilité, etc), et de les faire travailler sur un projet structuré selon le modèle : Simulation - Réalisation - Caractérisation.

Ce module se décompose en 2 parties :

- Une partie théorique, présentée sous la forme d'un séminaire, dispensée par 2 intervenants extérieurs travaillant dans les domaines de la conception et de la caractérisation RF. Cette partie permet de présenter les outils nécessaires dans les gammes de fréquences visées et de montrer directement les applications concrètes.

- Une partie projet articulée autour d'un logiciel de conception RF. Le but est de réaliser un amplificateur à  1GHz en respectant des caractéristiques formulées dans un cahier des charges. Une importante partie de simulation est effectuée, comprenant au final le dessin du circuit imprimé. S'en suit une phase de réalisation physique avec soudure des composants CMS, puis un passage à  l'analyseur vectoriel pour la partie caractérisation.

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L'objectif de ce cours est de sensibiliser les étudiants à  la caractérisation de capteurs physiques avec leurs circuits de conditionnement. Ce module repose essentiellement sur des travaux pratiques qui permettent d'appréhender divers aspects de la chaîne capteur - circuit de conditionnement - instruments de mesures.
Ce module doit permettre aux élèves d'aborder la modélisation des capteurs à  partir des résultats de caractérisation.
L'extraction de paramètres leur permet d'aborder la simulation globale d'un capteur (modèle comportemental à  constantes localisées) et les circuits électroniques de conditionnement.

Ce module d'enseignement commence par un bref rappel sur les caractéristiques des capteurs (plage de mesure, linéarité, sensibilité, précision, etc.) et de circuits électroniques de conditionnements des signaux fournis (amplificateurs d'instrumentation, amplificateurs de charge, etc..). Cette partie s'appuie sur des travaux dirigés et la prise en main d'un simulateur électrique (LT-SPICE, SIMetrix, etc..).
La seconde partie du module repose sur des travaux pratiques de caractérisation de capteurs. Ces travaux pratiques sont réalisés à  la plateforme capteurs et microsystèmes du CIME Nanotech. Ils permettent aux étudiants de se familiariser avec divers instruments comme des analyseurs de réseaux, de spectre, une détection synchrone etc.

Voici la liste des sujets abordés dans ce module :
1-    caractérisation d'accéléromètres piézoélectriques,
2-    caractérisation électromécanique de résonateurs en quartz,
3-    caractérisation de capteurs de déformation et de circuits de conditionnement associés,
4-    caractérisation de capteurs de température,
5-    étude de la détection synchrone et application à  un capteur optoélectronique

The objective of this course is to introduce students to the characterization of physical sensors and their conditioning circuits. This module is mainly based on practical work that allows to understand various aspects of the sensor chain - conditioning circuit - measurement instruments. This module enables students to approach the modeling of sensors from the characterization results. The parameter extraction allows them to address the global simulation of a sensor (behavioral modeling based on lumped parameters circuits) and electronics integrated circuits.

This educational module begins with a brief review of the characteristics of sensors ( linearity, sensitivity, resolution, precision, etc ...) and readout electronic circuits (instrumentation amplifiers, charge amplifiers, etc. .). This section is based on tutorials and the handling of an electrical simulator (LT-SPICE, SIMetrix, etc ..).
The second part of the module is based on practical work in characterization of sensors. These labs are performed at the  sensors and microsystems CIME Nanotech platform. They allow students to become familiar with various instruments such as network analyzers, spectrum analyzers, lock-in amplifiers, etc.

The topics covered in this module are listed below:
1.    characterizing piezoelectric accelerometers,
2.    electromechanical characterization of quartz resonators,
3.    characterization of strain sensors and their readout circuits,
4.    characterization of temperature sensors,
5.    study of an LIA and application to an optoelectronic sensor

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Ce cours introduit le prototypage sur FPGA. Il repose essentiellement sur la réalisation d'un système embarqué complet à  base d'un processeur RISC (MIPS ou RISC-V) capable d'exécuter une partie ou l'intégralité du jeu d'instructions.

À l'issue de cet enseignement, l'étudiant sera capable de :
  - Maîtriser l'architecture d'un processeur RISC 32 bits (MIPS ou RISC-V)
  - Comprendre les principes de l'affichage sur un écran VGA
  - Simuler et synthétiser l'architecture du système embarqué à  l'aide des outils Xilinx

1. Introduction aux circuits programmables FPGA :
  - Exemple d'une architecture FPGA
  - Flot de conception FPGA

2. Projet intégrateur :
  - Réalisation d'une mire TV en VHDL et son affichage sur un écran VGA
  - Mise en œuvre des instructions 32 bits du processeur (MIPS or RISC-V)
  - Validation des instructions par simulation et test sur la carte de prototypage
 - Écriture, simulation et synthèse de programmes de test : compteur sur led, chenillard minimaliste sur led, chenillard à  rotation de motif, multiplication Égyptienne
  - Pilotage d'un afficheur 7 segments
  - Implantation d'un mécanisme d'interruption
  - Application de jeu MIPS invider

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