Électronique

Les gens ont commencé à expérimenter l'électricité dès 600 avant J.-C., lorsque Thales of Miletus a découvert que le frottement de la fourrure sur l'ambre les attirait les uns les autres.

À partir des années 1900, les appareils utilisaient des tubes à vide en verre ou en métal pour contrôler le flux d'électricité. Avec ces composants, une faible tension électrique peut être utilisée pour en changer une autre. Cela a révolutionné la radio et permis d'autres inventions.

Dans les années 1960 et au début des années 1970, les transistors et les semi-conducteurs ont commencé à remplacer les tubes à vide. Les transistors peuvent être fabriqués beaucoup plus petits que les tubes à vide et ils peuvent fonctionner en utilisant moins d'énergie.

À peu près à la même époque, les circuits intégrés (circuits comportant un grand nombre de très petits transistors placés sur de très fines tranches de silicium) sont devenus couramment utilisés. Les circuits intégrés ont permis de réduire le nombre de pièces nécessaires à la fabrication des produits électroniques et ont rendu les produits beaucoup moins chers en général.

Les circuits analogiques sont utilisés pour les signaux qui ont une gamme d'amplitudes. En général, les circuits analogiques mesurent ou contrôlent l'amplitude des signaux. Aux débuts de l'électronique, tous les appareils électroniques utilisaient des circuits analogiques. La fréquence du circuit analogique est souvent mesurée ou contrôlée dans le traitement des signaux analogiques. Même si l'on fabrique davantage de circuits numériques, les circuits analogiques seront toujours nécessaires, car le monde et ses habitants travaillent de manière analogique.

Les circuits d'impulsion sont utilisés pour les signaux qui nécessitent des impulsions rapides d'énergie. Par exemple, les avions et les radars au sol utilisent des circuits à impulsions pour créer et envoyer des salves d'énergie radio de forte puissance à partir d'émetteurs radar. Des antennes spéciales (appelées antennes "à faisceau" ou "paraboliques" en raison de leur forme) sont utilisées pour envoyer ("transmettre") les salves de forte puissance dans la direction où l'antenne à faisceau ou parabolique est pointée.

Les impulsions ou les salves d'énergie radio de l'émetteur radar frappent et rebondissent (elles sont "réfléchies") sur des objets durs et métalliques. Les objets durs sont des choses comme les bâtiments, les collines et les montagnes. Les objets métalliques sont tout ce qui est fait de métal, comme les avions, les ponts, ou même les objets dans l'espace, comme les satellites. L'énergie radar réfléchie est détectée par des récepteurs d'impulsions radar qui utilisent à la fois des circuits à impulsions et des circuits numériques. Les circuits à impulsions et numériques des récepteurs d'impulsions radar sont utilisés pour indiquer l'emplacement et la distance des objets qui ont réfléchi les impulsions de forte puissance de l'émetteur radar.

En contrôlant la fréquence d'émission des impulsions rapides de l'énergie radar par un émetteur radar (appelée "synchronisation des impulsions" de l'émetteur) et le temps nécessaire à l'énergie des impulsions réfléchies pour revenir au récepteur radar, on peut dire non seulement où se trouvent les objets, mais aussi à quelle distance ils se trouvent. Les circuits numériques d'un récepteur radar calculent la distance à un objet en connaissant l'intervalle de temps entre les impulsions d'énergie. Les circuits numériques du récepteur radar comptent le temps qu'il faut entre les impulsions pour que l'énergie réfléchie d'un objet soit détectée par le récepteur radar. Comme les impulsions radar sont envoyées et reçues à peu près à la vitesse de la lumière, la distance à un objet peut être facilement calculée. Cela se fait dans les circuits numériques en multipliant la vitesse de la lumière par le temps qu'il faut pour recevoir l'énergie radar réfléchie par un objet.

Le temps entre les impulsions (souvent appelé "temps de pulsation", ou PRT) fixe la limite de la distance à laquelle un objet peut être détecté. Cette distance est appelée la "portée" d'un émetteur et d'un récepteur radar. Les émetteurs et les récepteurs radar utilisent des PRT longs pour déterminer la distance par rapport à des objets éloignés. Les PRT longs permettent de déterminer avec précision la distance à la lune, par exemple. Les PRT rapides sont utilisés pour détecter des objets qui sont beaucoup plus proches, comme les navires en mer, les avions volant à haute altitude, ou pour déterminer la vitesse des automobiles se déplaçant rapidement sur les autoroutes.

Les circuits numériques sont utilisés pour les signaux qui ne s'allument et ne s'éteignent que lorsque le niveau de fonctionnement se situe entre l'allumage et l'extinction. Les composants actifs des circuits numériques ont généralement un niveau de signal lorsqu'ils sont activés, et un autre lorsqu'ils sont désactivés. En général, dans les circuits numériques, un composant n'est activé et désactivé que lorsqu'il est allumé et éteint.

Les ordinateurs et les horloges électroniques sont des exemples d'appareils électroniques constitués de circuits essentiellement numériques.

Blocs de base :

• Portes logiques
• Tongos
• Comptoirs

Des dispositifs complexes :

• Microprocesseurs
• Microcontrôleurs
• Processeurs de signaux numériques

• Institut des ingénieurs en électricité et en électronique
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