Chaines Electroniques d'Acquisition de l'Information - Semestre 8

Annee academique : 2023-2024
ECTS : 2.5
Categorie : Electronique Analogique et Instrumentation

---

PARTIE A - Presentation Generale du Module

Vue d'ensemble

Ce cours couvre la conception complete des systemes d'acquisition de donnees, depuis le capteur jusqu'au traitement numerique. Il traite du conditionnement de signaux analogiques, de la conversion analogique-numerique, des interfaces de communication, et des architectures de chaines d'acquisition pour applications industrielles, medicales, et scientifiques.

Objectifs pedagogiques :

• Concevoir une chaine d'acquisition complete du capteur au microcontroleur
• Maitriser le conditionnement de signaux analogiques
• Comprendre les convertisseurs analogique-numerique et numerique-analogique
• Implementer les interfaces de communication SPI, I2C, UART
• Analyser le budget de bruit et optimiser le rapport signal sur bruit
• Dimensionner les filtres anti-repliement et de reconstruction
• Choisir les composants selon un cahier des charges

Position dans le cursus

Ce module fait la synthese de plusieurs competences acquises :

• Circuits Analogiques (S5, S7) : amplificateurs operationnels, filtres actifs
• Signal (S5) : echantillonnage, theoreme de Shannon, filtrage
• Microcontroleurs (S6) : interfaces, protocoles de communication
• Filtrage Numerique (S6) : traitement post-acquisition

Il prepare a :

• Machine Learning (S8) : acquisition de donnees pour apprentissage
• Temps Reel (S8) : contraintes temporelles des acquisitions
• Projets industriels : systemes embarques avec capteurs
• Instrumentation professionnelle : conception de systemes de mesure

---

PARTIE B - Experience Personnelle et Contexte d'Apprentissage

Organisation et ressources

Le module etait structure en cours magistraux et travaux diriges pratiques :

Cours magistraux (15h) :

• CM1 : Amplificateurs d'instrumentation, conditionneurs de signaux
• CM2 : Interfaces numeriques I2C et SPI, connexion capteurs numeriques, UART
• CM3 : Convertisseurs analogique-numerique (CAN) et numerique-analogique (CNA)
• CM4 : Compression dynamique, codecs audio
• CM5 : Architectures avancees de convertisseurs

Travaux diriges (12h) :

• TD1 : Multiplexage de capteurs automobiles, CAN
• TD2 : Dimensionnement de chaines d'acquisition
• TD3 : Lois en A (compression audio)
• TD4 : Dalle tactile resistive
• TD5 : Architectures de convertisseurs
• TD6 : Chaine d'acquisition Bluetooth Low Energy
• TD7 : Projet complet

Ressources :

• 10 polycopies de cours (ampli instrumentation, interfaces, CAN/CNA, codecs)
• 7 TD avec applications pratiques
• Annales : 6 sujets d'examens avec corrections (2014-2023)
• Logiciel LTspice pour simulation de circuits

Methodologie d'etude

Phase 1 : Comprendre l'architecture globale :

Assimiler la chaine complete : capteur → conditionnement → conversion → traitement → communication.

Phase 2 : Maitriser chaque bloc :

Etudier en detail chaque etage (amplification, filtrage, conversion) avec ses parametres critiques.

Phase 3 : Dimensionnement pratique :

S'exercer sur les TD a choisir les composants selon un cahier des charges (resolution, bande passante, SNR).

Phase 4 : Simulation :

Utiliser LTspice pour valider les circuits de conditionnement et filtres avant realisation.

Phase 5 : Approche systeme :

Developper une vision d'ensemble en considerant les compromis (cout, performance, consommation).

Difficultes rencontrees

Multiplicite des parametres :

Chaque composant a de nombreuses specifications (offset, derive thermique, CMRR, bruit). Identifier les critiques selon l'application demande de l'experience.

Budget de bruit :

Calculer le bruit total de la chaine en combinant toutes les sources est complexe mais essentiel pour atteindre le SNR requis.

Choix des composants :

Face a des centaines de references d'ADC ou d'amplificateurs, selectionner le bon compromis performance/cout/disponibilite n'est pas evident.

Interfaces de communication :

Maitriser les protocoles SPI, I2C, UART avec leurs timings, leurs limitations, et leur implementation pratique demande de la pratique.

---

PARTIE C - Aspects Techniques Detailles

1. Architecture generale d'une chaine d'acquisition

Principe de fonctionnement :

Une chaine d'acquisition transforme une grandeur physique (temperature, pression, vibration, etc.) en donnees numeriques exploitables par un systeme informatique.

Blocs fonctionnels :

Grandeur physique → Capteur → Conditionnement → Filtrage anti-repliement → Conversion A/N → Interface numerique → Traitement

Specifications essentielles :

Parametre	Description	Exemple
Etendue de mesure	Plage des valeurs a acquerir	0-100 degC, +/-10V
Resolution	Plus petit changement detectable	0.1 degC, 1mV
Precision	Erreur maximale	+/-0.5%
Bande passante	Frequences du signal	DC-10kHz
Frequence d'echantillonnage	Nombre d'echantillons par seconde	44.1 kHz (audio)
Rapport signal/bruit (SNR)	Qualite du signal	90 dB
Temps de reponse	Latence de la mesure	10 ms

2. Capteurs et transducteurs

Role du capteur :

Convertir une grandeur physique en signal electrique (tension, courant, resistance, capacite).

Principales familles de capteurs :

Capteurs resistifs :

• Thermistances (CTN/CTP) : resistance varie avec temperature
• Jauges de contrainte : resistance varie avec deformation mecanique
• Potentiometres : resistance varie avec position

Capteurs capacitifs :

• Variation de capacite avec distance, pression, humidite
• Haute impedance necessitant conditionnement specifique

Thermocouples :

• Tension proportionnelle a difference de temperature (effet Seebeck)
• Necessite compensation de soudure froide

Capteurs piezoelectriques :

• Generation de charge sous contrainte mecanique
• Accelerometres, microphones, capteurs de pression dynamique
• Ne mesurent que les variations (signaux AC)

Capteurs a effet Hall :

• Tension proportionnelle au champ magnetique
• Mesure de courant sans contact, position, vitesse de rotation

Capteurs optiques :

• Photodiodes, phototransistors
• Courant proportionnel a l'intensite lumineuse

3. Conditionnement de signaux

Objectif :

Adapter le signal du capteur pour optimiser la plage d'entree du convertisseur A/N.

Amplificateur d'instrumentation :

Composant cle pour signaux differentiels faibles.

Caracteristiques principales :

• Tres haute impedance d'entree (> 1 G ohm) : ne charge pas la source
• Excellent CMRR (> 100 dB) : rejette le bruit en mode commun
• Faible offset et derive thermique
• Gain ajustable par une resistance externe

Application typique : amplification de signaux de jauges de contrainte, thermocouples.

Pont de Wheatstone :

Montage pour mesurer de faibles variations de resistance (jauges de contrainte).

Configurations :

• Quart de pont : 1 jauge active (sensibilite 1x, temperature non compensee)
• Demi-pont : 2 jauges actives (sensibilite 2x, compensation partielle)
• Pont complet : 4 jauges actives (sensibilite 4x, compensation complete)

Amplificateur de charge :

Pour capteurs piezoelectriques qui generent une charge electrique.

Circuit integrateur avec AOP convertissant la charge en tension.

Linearisation :

Certains capteurs ont une reponse non lineaire (thermistances).

Techniques de linearisation :

• Reseau de resistances
• Linearisation numerique (table de conversion ou polynome)

4. Filtrage anti-repliement

Probleme du repliement spectral (aliasing) :

Si la frequence d'echantillonnage Fe est insuffisante par rapport au signal, les composantes haute frequence sont repliees vers les basses frequences, creant une distorsion irreversible.

Theoreme de Shannon-Nyquist :

Pour eviter le repliement, la frequence d'echantillonnage doit etre au moins le double de la frequence maximale du signal :

Fe ≥ 2 × Fmax

Filtre anti-repliement :

Filtre passe-bas analogique place avant le convertisseur A/N pour eliminer les frequences au-dela de Fe/2.

Parametres de conception :

• Frequence de coupure : juste au-dessus de la bande utile du signal
• Ordre : typiquement 4 a 8 pour pente suffisamment raide
• Type : Butterworth (reponse plate en bande passante), Bessel (phase lineaire pour preserver la forme temporelle)

Implementation :

• Filtres actifs a AOP : performances elevees, besoin alimentation
• Filtres a capacites commutees : integration, accordabilite numerique

5. Conversion analogique-numerique (ADC)

Parametres fondamentaux :

Resolution (N bits) :

Nombre de niveaux de quantification : 2 puissance N

Exemples :

• 8 bits : 256 niveaux
• 12 bits : 4096 niveaux
• 16 bits : 65536 niveaux
• 24 bits : 16.7 millions de niveaux

Quantum (LSB) :

Plus petit pas de quantification.

Si Vref = 5V et N = 12 bits, alors LSB = 5V / 4096 ≈ 1.22 mV

Frequence d'echantillonnage (Fe) :

Nombre d'echantillons par seconde (Hz ou SPS - Samples Per Second).

ENOB (Effective Number Of Bits) :

Resolution effective tenant compte du bruit et de la non-linearite, calculee a partir du SNR mesure.

Souvent inferieure a la resolution nominale (ADC 16 bits → ENOB 14 bits typique).

INL et DNL :

• INL (Integral Non-Linearity) : ecart maximum de la courbe de transfert par rapport a la droite ideale
• DNL (Differential Non-Linearity) : variation de la largeur des codes de quantification

6. Architectures de convertisseurs A/N

Convertisseur Flash (parallele) :

Principe : 2^N - 1 comparateurs en parallele comparent le signal a differentes tensions de reference.

Caracteristiques :

• Tres rapide (quelques nanosecondes)
• Consommation et surface importantes
• Limite a faible resolution (6-8 bits)
• Applications : oscilloscopes ultra-rapides, radar

Convertisseur a Approximations Successives (SAR) :

Principe : algorithme de recherche dichotomique (comme une balance a fleau).

En N etapes, teste successivement chaque bit du MSB au LSB.

Caracteristiques :

• Bon compromis vitesse/resolution
• 8 a 18 bits, 100 kSPS a quelques MSPS
• Faible consommation
• Le plus repandu pour applications generales
• Applications : acquisition industrielle, instrumentation, capteurs

Convertisseur Pipeline :

Principe : plusieurs etages en cascade, chaque etage resout quelques bits.

Caracteristiques :

• Haute vitesse (> 100 MSPS)
• 10 a 14 bits typique
• Latence de plusieurs cycles (pipeline)
• Applications : communications, video, imagerie

Convertisseur Sigma-Delta :

Principe : sur-echantillonnage massif + mise en forme du bruit (noise shaping) + filtrage numerique.

Caracteristiques :

• Tres haute resolution (16 a 24 bits)
• Vitesse moderee (quelques kHz a quelques MHz)
• Excellente linearite
• Filtre anti-repliement simplifie (sur-echantillonnage)
• Applications : audio, instrumentation de precision, pesage

Convertisseur Double Rampe :

Principe : integration du signal puis decharge a vitesse constante, mesure du temps.

Caracteristiques :

• Tres haute resolution
• Tres lent (10-100 echantillons/seconde)
• Excellent rejet du bruit 50/60 Hz (temps d'integration multiple de 20ms)
• Applications : multimetres, balances, instrumentation DC precise

Tableau comparatif :

Architecture	Resolution	Vitesse	Consommation	Applications typiques
Flash	6-8 bits	> 1 GSPS	Elevee	Oscilloscopes, radar
SAR	8-18 bits	100 kSPS - 5 MSPS	Faible	Acquisition generale
Pipeline	10-14 bits	10-500 MSPS	Moyenne	Communications, video
Sigma-Delta	16-24 bits	10 SPS - 10 MSPS	Faible	Audio, instrumentation
Double rampe	16-24 bits	10-100 SPS	Tres faible	Multimetres, pesage

7. Conversion numerique-analogique (DAC)

Role :

Reconstituer un signal analogique a partir de donnees numeriques.

Applications : generation de signaux, audio, commande de moteurs, telecommunications.

Architectures principales :

DAC a reseau R-2R :

Reseau de resistances de valeurs R et 2R commutees selon les bits.

Avantages : simple, deux valeurs de resistances seulement.

DAC a resistances ponderees :

Chaque bit controle une resistance de poids different (R, R/2, R/4, etc.).

Probleme : grande dispersion des valeurs pour haute resolution.

DAC Sigma-Delta :

Sur-echantillonnage + modulation 1-bit + filtrage analogique.

Haute resolution pour audio.

Filtre de reconstruction :

Le signal en sortie du DAC est en escalier (echantillonne).

Un filtre passe-bas lisse le signal et elimine les images spectrales (repliques du spectre autour de multiples de Fe).

8. Interfaces de communication numeriques

SPI (Serial Peripheral Interface) :

Caracteristiques :

• 4 fils : CLK (horloge), MOSI (Master Out Slave In), MISO (Master In Slave Out), CS (Chip Select)
• Communication full-duplex (emission et reception simultanees)
• Vitesse elevee (plusieurs dizaines de MHz)
• Architecture maitre-esclaves (un maitre, plusieurs esclaves)
• Pas de protocole d'acquittement (pas de detection d'erreur automatique)

Applications : ADC, DAC, memoires Flash, ecrans, capteurs haute vitesse.

I2C (Inter-Integrated Circuit) :

Caracteristiques :

• 2 fils : SDA (donnees), SCL (horloge)
• Multi-maitres possible (arbitrage)
• Adressage sur 7 ou 10 bits (jusqu'a 128 ou 1024 dispositifs)
• Vitesses : 100 kHz (standard), 400 kHz (fast), 3.4 MHz (high-speed)
• Protocole avec acquittement (ACK/NACK)

Applications : capteurs, memoires EEPROM, RTC, circuits d'extension I/O, nombreux capteurs numeriques.

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) :

Caracteristiques :

• Communication serie asynchrone (pas d'horloge partagee)
• 2 fils : TX (transmission), RX (reception) + masse
• Vitesses standards (bauds) : 9600, 19200, 38400, 115200, etc.
• Configuration : bits de donnees (7-8), bit de parite (optionnel), bits de stop (1-2)
• Longues distances possibles avec niveaux RS-232 (+/-12V)

Applications : liaison PC, communication entre microcontroleurs, GPS, modules Bluetooth/WiFi, consoles de debogage.

Comparaison :

Critere	SPI	I2C	UART
Fils	4 + 1 par esclave	2	2 + masse
Vitesse	Tres rapide (MHz)	Moyenne (kHz)	Lente (kbaud)
Complexite	Simple	Moyenne	Simple
Multi-dispositifs	Oui (CS multiples)	Oui (adressage)	Non (point a point)
Distance	Courte (PCB)	Courte (PCB)	Longue possible

9. Analyse du bruit et SNR

Sources de bruit :

Bruit du capteur :

• Bruit thermique (Johnson-Nyquist) des resistances
• Bruit de grenaille (shot noise)
• Bruit en 1/f (flicker noise)

Bruit du conditionnement :

• Bruit en tension et en courant de l'amplificateur
• Bruit des resistances du circuit

Bruit de quantification :

Erreur introduite par la quantification sur N bits.

Valeur RMS du bruit : quantum / racine(12)

Bruit de l'ADC :

• Bruit thermique interne
• Jitter d'echantillonnage (incertitude sur instant d'echantillonnage)

Budget de bruit :

Calcul du bruit total en combinant toutes les sources (somme quadratique car sources independantes).

Le SNR systeme est le rapport entre l'amplitude du signal et le bruit total.

Objectif : identifier le maillon limitant pour optimiser les efforts.

10. Techniques d'amelioration du SNR

Moyennage :

Calculer la moyenne de N mesures reduit le bruit d'un facteur racine(N).

Exemple : moyenner 100 mesures divise le bruit par 10.

Inconvenient : reduit la bande passante (temps d'acquisition multiplie par N).

Filtrage numerique :

Apres conversion, filtrer numeriquement pour reduire la bande passante au strict necessaire.

Types : moyennage mobile, filtres FIR, IIR.

Sur-echantillonnage :

Echantillonner a frequence superieure au minimum requis, puis sous-echantillonner apres filtrage numerique.

Ameliore le SNR pour bruit blanc (gain de 3 dB par doublement de frequence).

Technique exploitee par les ADC Sigma-Delta.

Modulation-demodulation synchrone (Lock-in) :

Pour signaux tres faibles noyes dans le bruit :

• Moduler le signal a mesurer a une frequence connue
• Apres acquisition, demoduler en multipliant par reference synchrone
• Filtrer pour extraire uniquement le signal utile

Excellente rejection du bruit hors de la frequence de modulation.

Utilisee en instrumentation scientifique de precision.

11. Applications specifiques

Acquisition audio :

Specifications :

• Resolution : 16 bits (CD), 24 bits (studio)
• Frequence : 44.1 kHz, 48 kHz, 96 kHz, 192 kHz
• SNR eleve : > 90 dB (16 bits), > 110 dB (24 bits)
• Faible distorsion harmonique (THD < 0.01%)

Composants : codecs audio integrant ADC + DAC, amplificateurs casque.

Instrumentation medicale (ECG, EEG) :

Specifications :

• Signaux tres faibles (uV pour EEG)
• Isolation galvanique obligatoire (protection patient)
• Filtres specifiques (rejet 50/60 Hz, passe-haut pour derive baseline)
• Conformite normes medicales strictes

Composants : amplificateurs d'instrumentation medicaux, ADC 24 bits, isolateurs.

Acquisition industrielle :

Specifications :

• Robustesse (temperature etendue, vibrations, EMI)
• Interfaces industrielles (4-20 mA, 0-10V)
• Isolation galvanique pour securite
• Auto-diagnostic et detection de defauts

Acquisition haute vitesse :

Applications : oscilloscopes numeriques, radar, instrumentation RF.

Specifications :

• Frequences d'echantillonnage GSPS (milliards d'echantillons/seconde)
• Architectures paralleles (interleaving de plusieurs ADC)
• Traitement temps reel sur FPGA
• Memoires rapides (DDR)

12. Conception de PCB pour signaux mixtes

Regles essentielles :

Separation analogique/numerique :

• Plans de masse separes, connectes en un seul point (star ground)
• Separation physique des sections analogiques et numeriques sur le PCB

Routage :

• Pistes courtes pour signaux sensibles
• Eviter paralleles entre pistes analogiques et numeriques (couplage)
• Gardes de masse autour des signaux critiques

Alimentation :

• Alimentations separees analogiques et numeriques
• Regulateurs faible bruit (LDO) pour circuits analogiques
• Decouplage systematique (condensateurs au plus pres des composants)

Blindage :

• Boitier metallique connecte a la masse si environnement bruite
• Plans de masse continue pour reduire impedance de retour

---

PARTIE D - Analyse Reflexive et Perspectives

Competences acquises

Vision systeme complete :

Capacite a concevoir une chaine d'acquisition de bout en bout en considerant tous les maillons et leurs interactions.

Dimensionnement de circuits :

Aptitude a choisir les composants (amplificateurs, filtres, ADC) selon un cahier des charges (resolution, bande passante, SNR, cout).

Analyse de performances :

Competence pour calculer le budget de bruit, evaluer le SNR, identifier les limitations et optimiser les performances.

Maitrise des interfaces :

Capacite a implementer et deboguer les protocoles SPI, I2C, UART pour connecter capteurs et microcontroleurs.

Approche methodologique :

Developpement d'une demarche rigoureuse : specifications → choix architecture → dimensionnement → simulation → validation.

Points cles a retenir

1. Approche systeme indispensable :

Optimiser un seul maillon ne suffit pas. Il faut considerer la chaine complete pour atteindre les performances globales.

2. Le bruit est omnipresent :

Dans les systemes reels, le bruit limite les performances. Savoir le caracteriser, le minimiser et vivre avec est essentiel.

3. Compromis permanents :

Resolution vs vitesse, performance vs cout, precision vs consommation. Chaque choix est un equilibre selon l'application.

4. Le filtrage anti-repliement est crucial :

Un ADC rapide et precis ne sert a rien sans filtre anti-repliement adapte. L'aliasing detruit l'information de facon irreversible.

5. Datasheet = document de travail :

Les datasheets contiennent toutes les informations necessaires. Apprendre a les lire et les exploiter est une competence cle.

Retour d'experience

Aspect formateur :

Ce cours est tres concret et directement applicable. Contrairement a des cours plus theoriques, chaque notion trouve immediatement une traduction pratique dans un systeme reel.

Complexite du conditionnement :

Le conditionnement de signal est un art delicat : amplifier suffisamment pour exploiter la dynamique de l'ADC, sans saturer, tout en minimisant le bruit. Trouver le bon equilibre demande de l'experience.

Choix des composants :

Face a des centaines de references d'ADC, d'amplificateurs d'instrumentation, de capteurs, faire le bon choix est difficile. Les TD ont permis de developper une methodologie de selection.

Importance de la simulation :

LTspice et autres simulateurs permettent de valider les circuits avant fabrication. C'est un gain de temps considerable et une source d'apprentissage.

Applications pratiques

Pour ingenieur en electronique embarquee :

• Concevoir des systemes IoT avec multiples capteurs
• Dimensionner des cartes d'acquisition de donnees
• Interfacer capteurs avec microcontroleurs
• Optimiser consommation et performances

Pour ingenieur en instrumentation :

• Concevoir des appareils de mesure scientifiques
• Developper des equipements medicaux
• Realiser des systemes de test et validation
• Assurer conformite aux normes (precision, securite)

Pour ingenieur en automobile :

• Acquerir donnees de multiples capteurs (pression, temperature, acceleration, etc.)
• Bus de communication (CAN, LIN, FlexRay)
• Contraintes severes (temperature, vibrations, EMI)

Pour ingenieur en audio :

• Concevoir des interfaces audio (microphones, casques)
• Developper des equipements d'enregistrement
• Optimiser qualite sonore (SNR, THD)

Limites et ouvertures

Limites du module :

• Peu de travaux pratiques en laboratoire (surtout TD theoriques)
• Pas de projet complet de conception et fabrication de PCB
• Aspects logiciels (drivers, traitement temps reel) peu approfondis

Ouvertures vers :

• Traitement du signal avance : filtrage adaptatif, analyse spectrale
• Systemes temps reel : contraintes temporelles, RTOS
• Machine Learning embarque : pretraitement et classification de donnees capteurs
• IoT et communication sans fil : BLE, LoRa, WiFi pour systemes connectes

Evolutions recentes

Integration accrue :

Tendance vers System-on-Chip (SoC) integrant capteurs, ADC, traitement, communication.

Exemples : MCU avec ADC 16 bits integres, SoC Bluetooth avec ADC/DAC.

Avantages : compacite, faible cout, consommation reduite.

Capteurs MEMS :

Microsystemes electromecaniques miniaturises et integres.

Accelerometres, gyroscopes, microphones, capteurs de pression sur silicium.

Revolutionnent l'electronique grand public (smartphones, wearables).

Edge Computing :

Traitement des donnees au plus pres du capteur (au lieu du cloud).

Permet reduction latence, bande passante, et preservation vie privee.

Necessite ADC efficaces et traitement embarque optimise.

IA embarquee :

Reseaux de neurones sur microcontroleurs pour classification temps reel (reconnaissance vocale, detection d'anomalies).

Chaines d'acquisition optimisees pour pretraitement avant inference.

Conseils pour reussir

1. Comprendre la physique :

Derriere chaque composant, il y a un phenomene physique. Comprendre la physique aide a anticiper les limitations et optimiser.

2. Lire les datasheets attentivement :

Les datasheets contiennent tout : caracteristiques electriques, schemas d'application, conditions de fonctionnement. Apprendre a les exploiter methodiquement.

3. Simuler avant de fabriquer :

LTspice, TINA, autres simulateurs permettent de valider les circuits rapidement. Investir du temps en simulation evite des erreurs couteuses.

4. Faire des calculs de budget de bruit :

Systematiquement evaluer chaque source de bruit pour identifier le maillon limitant et concentrer les efforts.

5. Tester et mesurer :

La theorie donne le cadre, mais la pratique revele les subtilites (couplages, derives, interferences). Mesurer pour valider.

6. Developper l'intuition :

Avec l'experience, developper un sens des ordres de grandeur (bruit typique d'un AOP, resolution necessaire selon application, etc.).

Conclusion

Ce module est fondamental pour tout ingenieur travaillant sur des systemes embarques, de l'instrumentation, ou de l'IoT. L'acquisition de donnees est omnipresente : smartphones, automobiles, industrie, medical, domotique, etc.

Competences transferables :

• Vision systeme et approche methodique
• Capacite a dimensionner et optimiser des systemes complexes
• Maitrise des interfaces de communication (indispensable pour tout systeme embarque)
• Comprehension profonde du compromis analogique/numerique

Pertinence professionnelle :

L'explosion de l'IoT et des systemes connectes accroit la demande d'ingenieurs maitrisant les chaines d'acquisition. Ces competences sont recherchees dans tous les secteurs.

Message principal :

Une chaine d'acquisition n'est performante que si tous les maillons sont coherents. Le meilleur ADC du monde ne compensera pas un conditionnement mal concu ou un capteur inadapte. L'approche systeme est la cle.

Recommandations :

• Approfondir par des projets personnels (Arduino, Raspberry Pi avec capteurs)
• Etudier des designs de reference (circuits d'application dans datasheets)
• Pratiquer la simulation (LTspice gratuit et puissant)
• Suivre des tutoriels sur interfaces (SPI, I2C) avec oscilloscope logique
• Realiser un projet complet : capteur → conditionnement → ADC → microcontroleur → affichage/transmission

Liens avec les autres cours :

• Filtrage Actif et Bruit - S7 : filtres analogiques, sources de bruit
• Microcontroleurs - S6 : interfaces SPI/I2C/UART
• Filtrage Numerique - S6 : traitement post-acquisition
• Signal - S5 : echantillonnage, theoreme de Shannon
• Machine Learning - S8 : pretraitement de donnees capteurs

---

Cours suivi en 2023-2024 a l'INSA Toulouse, Departement Genie Electrique et Informatique.

---

Documents de CoursCourse Documents