Projet Analogique

Objectifs

L'objectif du projet est de transmettre un signal audio (parole ou musique) à distance,par une liaison sans fil. Cette dernière se fait par faisceau optique infrarouge (λ=900nm) avec transmission dans l'air. Outre la source audio (par exemple un téléphone portable ...) et le haut parleur ou le casque, le dispositif comporte deux blocs : celui d'émission et celui de réception.

Description

L'émetteur qui comporte principalement un oscillateur contrôlé en tension (VCO) dont la fréquence varie linéairement avec l'amplitude du signal d'entrée. La fréquence centrale f₀ devra être relativement grande devant la plus élevée des fréquences audio FM du signal à transmettre. Le flux lumineux contenant l'information à transmettre est émise par une diode électroluminescente (DEL) à haut rendement dont l'intensité est proportionnelle à son courant instantané de polarisation dans la plage des fréquences de modulation. Un préamplificateur-filtre traite le signal modulant audio à transmettre avant de l'appliquer à l'entrée du VCO.

Le récepteur comporte à son entrée une photodiode PIN silicium dont la réponse spectrale est adaptée au spectre d'émission de la DEL. Ce photorécepteur génère un courant photoélectrique proportionnel à l'intensité du flux lumineux reçu. Le courant photoélectrique est amplifié par un circuit transimpédance qui donne une tension de sortie proportionnelle au courant alternatif d'entrée. Un amplificateur sélectif à grand gain amplifie le signal photoélectrique et le soumet à un discriminateur qui effectue la conversion fréquence-tension. Pour cela, on utilise une boucle à verrouillage de phase (PLL). Après filtrage du signal audio, un amplificateur audio push-pull en classe AB permet d'exciter un haut parleur ou un casque

Compétences visées

• Réaliser un oscillateur contrôlé en tension (VCO).
• Savoir caractériser un VCO
• Caractériser des temps de commutations des transistors MOS et Bipolaire
• Concevoir des filtres actifs répondant à un cahier des charges
• Concevoir des amplificateurs bas-bruit grand gain (> 60dB) et haute fréquence (> 200 kHz) à base de transistors.
• Réaliser de la démodulation de fréquence à l'aide d'une PLL
• Savoir mettre en place un banc de test pour complètement caractériser un prototype.

Bibliographie

"Switching Transistor Handbook" by Roehr and D.Thorpe : Motorola High-speed Switching Transistor Handbook (1969) 356 pages
"Pulse, Digital And Switching Waveforms" by Millman and Taub, McGraw-Hill Education (India) Pvt Limited, 2011, 632 pages
"Power MOSFET Basics : Understanding Gate Charge and Using it to Assess Switching Performance" edited by Vishay : Device Application Note AN608A, 2016

Pré-requis nécessaires

Transistors de signal et composants de puissance

Montages amplificateurs transistors

Automatique des systèmes linéaires continus

Méthodes d'analyse des circuits électriques

Session 1 ou session unique - Contrôle des connaissances

Session 2 - Contrôle des connaissances