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ELEC-H-314 Instrumentation et électronique analogique

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Oral COVID partie Elec - 4 Jun 2021

On avait deux exos à résoudre en une heure et puis un oral d\'environ 15 minutes après.

Les deux questions que j\'ai eues étaient dérivées assez directement d\'anciens examens. J\'ai dû expliquer ma résolution et il m\'a juste posé deux-trois questions supplémentaires : comment trouver une résistance d\'entrée, une de sortie, comment transformer le montage que j\'ai eu (qui était uniquement en petits signaux) pour ajouter une polarisation (avec des capas de découplage etc) et comment dimensionner ces capas (les capas forment avec les résistances d\'entrée et de sortie des filtres RC et la fréquence de coupure 1/2piRC doit être fixée grâce à C). Il a été sympa, ses questions sont claires et il a pas posé bcp de questions en plus que les exos donnés

Oral COVID Instrumentation - 4 Jun 2021

Format : 2 questions avec à chaque fois 40 minutes de préparation puis 10 minutes d'oral.

Première question très vague : "Quels sont les couplages parasites". Pour la préparation en gros j'ai retapé les couplages radiatifs (capacitifs, inductifs, EM) + couplage par liaison galvanique avec des petites explications sur chacun etc. Il (Nonclercq) était en retard donc l'oral a été très vite il m'a demandé comment on peut savoir quelle est la valeur du couplage capacitif entre deux fils (il est pas très clair dans ses questions), en gros il voulait que je lui dise qu'il y a des capacités parasites entre les fils et quels sont les paramètres qui la font varier (elle est plus grande si la distance entre les fils est plus faible et si leur longueur ou leur section est plus grande). Ensuite même question pour le couplage inductif : surface de la boucle et valeur du champ magnétique. Il m'a posé quelques autres questions mais je m'en souviens plus. Ensuite il a passé pas mal de temps sur le couplage galvanique, il m'a demandé quels types de parasites pouvaient être apportés comme ça (des parasites radiatifs provenant d'un composant en aval ou des parasites dû à l'impédance des fils). Même question que pour les autres couplages : le couplage augmente si l'impédance des fils augmente, donc si ils ont une section plus faible ou une longueur plus grande. Pareil il m'a posé quelques questions en plus mais j'ai oublié, j'espérais qu'il allait me poser des questions sur les manières de contrer les parasites parce que je connaissais bien mais il a pas du tout été sur ce terrain-là...

Deuxième question, avec l'assistant (Maxime Verstraeten) cette fois. J'ai reçu deux datasheets d'amplis et quelques infos sur une chaîne d'acquisition et il fallait dire lequel des deux amplis était le meilleur niveau bruit :
"Soit une chaine d’acquisition classique, commençant par un étage de pré-amplification dont on veut calculer le bruit à l’entrée. On donne les informations suivantes:
-Les datasheets respectives des deux choix possibles d’amplificateur (MAX4198et INA163)
-La plage de fréquences utiliséeo : 0.1Hz –1000Hz
-La résistance d’entrée de la chaine d’acquisition: 50kohm
-Le signal à l’entrée est de 20?Vpp avec un offset maximum attendu de 400mV
-Les composants sont alimentés en -5V / +5V

Indications supplémentaires:
-Si l’amplificateur n’est pas utilisable au gain voulu, faites le calcul pour le gain donné dans la datasheet
-Prenez les valeurs typiques pour vos calculs, si un choix s’impose
-Attention, certaines datasheets reprennent plusieurs variantes d’un même modèle, référez-vous bien à la variante du modèle donnée dans la question ci-dessuspour ne pas vous tromper!

QUESTION : est demandé à l’étudiant:
1)De calculer le gain voulu pour l’étage d’amplification considéré
2)De calculer les bruits référés à l’entrée, en tension et en courant, pour les deux amplificateurs, sur base des informations données.
3)De calculer le bruit total à l’entrée dû à la superposition de ces deux contributions, et d’en déduire le meilleur amplificateur en termes de bruit, parmi les deux modèles proposés."


Rien de très compliqué c'est exactement la même chose qu'en labo. Le gain c'est 5V/400mV car le signal est négligeable devant l'offset, puis on calcule le bruit pour le premier ampli en tension avec le modèle pour 10Hz->1000Hz et avec la datasheet pour 0.1->10Hz, on somme quadratiquement. Pour le premier ampli il y avait pas de bruit en courant précisé dans la datasheet donc il est négligé. Pour le deuxième ampli, on utilise seulement le modèle (pas d'info sur la tension de bruit RMS), et même calcul pour le courant. Enfin, on multiplie le tension au courant par la résistance de source et on le somme quadratiquement au bruit en tension.

Questions supplémentaires de l'assistant : si on donne une tension de bruit sans rien préciser est-ce que c'est rms ou peak to peak, commencer passer d'un à l'autre, pourquoi la valeur de 6.6, pourquoi la fréquence de coupure est à sqrt(2) fois le bruit blanc etc

Bilan : Nonclercq est pas très clair dans ses questions, et il y a intérêt à répondre rapidement presque du mais il est quand même sympa et aide à répondre, et Verstraeten est sympa


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