Systèmes analogiques intégrés faible consommation
Ref: SPG-ELE-006
Description
Le but de ce cours est d’apprendre à concevoir des systèmes analogiques en réutilisant la conception de blocs analogiques vus précédemment dans le cursus. L’approche système repose sur la modélisation et une vision globale qui fait ressortir d’autres problématiques qui n’existent pas ou peu dans l’approche bloc élémentaire. Par exemple, la modélisation d’un synthétiseur de fréquence fait apparaître les problèmes suivants : stabilité et temps de réponse, échelle de temps très différentes dans un même système, impact de chaque bloc électronique sur la pureté spectrale, compromis consommation performance. Le cours sera donc basé sur des systèmes analogiques réalistes, issus d’application de tous les jours et dans plusieurs domaines : synthétiseurs de fréquence, circuit de stimulation pour pacemaker, filtres Gm-C pour front-end biomédical, détection photodiode pour pulsoxymètre, modulateur PWM pour amplificateur classe D (audio)... Un focus sera fait sur les méthodes ultra-fable consommation qui utilisent les transistors en mode subthreshold.
Période(s) du cours
Semestre 9
Prérequis
SPR-ELE-011: Circuits électriques et composants électroniques
SPR-PHY-001: Phulpin Tanguy Physique des semiconducteurs
SPG-ELE-001: Circuits analogiques intégrés
Syllabus
Dans un premier temps, les étudiants découvrent un sujet “système” qui leur est proposé avec une modélisation. Ensuite les étudiants conçoivent de manière guidée (TD) sur ces cas d’école les blocs analogiques en respectant le cahier des charges établi au niveau système :
- conception d’OTA un ou deux étages, comparateurs,
- pont en H,
- source de courant stabilisée,
- oscillateurs contrôlés en tension,
- portes logiques,
- etc. . .
Enfin lors d’un TP-projet, les étudiants raffinement la construction et améliorent les performances de leurs blocs et les assemblent pour vérifier les performances du système.
Ressources
L’outil de simulation utilisé sera LtSpice, car c’est un outil libre et largement employé dans les entreprises.
Par ailleurs, cet outil peut favoriser le travail personnel à la maison.
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
à l’issue de ce cours l’étudiant sera capable de :
— proposer un circuit au niveau transistor réalisant une fonction dans un système intégré— dimensionner un circuit au niveau transistor— modéliser des systèmes analogiques (ou mixte) avec LtSpice— analyser la répercussion des imperfections d’un bloc sur un système