Gaelle LISSORGUES

Grâce aux dimensions réduites associées à des fonctionnalités de mesure innovantes, les microsystèmes connaissent un intérêt important dans de nombreux domaines. Découvrez les technologies de fabrication disponibles et les principales familles de microsystèmes associées aux applications industrielles, ainsi que les déclinaisons plus récentes en environnement et en santé.

Les microsystèmes sont des dispositifs compacts miniaturisés, multifonctionnels, fabriqués collectivement, qui interagissent avec le monde environnant par des capteurs et des actionneurs. Découvrez leurs principes de fonctionnement, leurs technologies de fabrication ainsi qu’un certain nombre de leurs applications.

La technologie des implants corticaux évolue sans cesse avec l’apport de nouveaux matériaux et de nouvelles découvertes, particulièrement dans l’univers de la santé ou celui de l’environnement. Gaëlle Lissorgues, enseignante et chercheuse à l’ESIEE, démontre qu’en partant de l’infiniment petit jusqu’aux capteurs électroniques, un univers gigantesque de possibilités s’ouvre aux sciences. Auprès de Techniques de l’Ingénieur, elle est autrice et conseillère scientifique pour l’offre Électronique.

D'une façon classique, les spécifications d'un filtre peuvent s'expliciter soit dans le domaine fréquentiel, soit dans le domaine temporel, suivant la nature du problème à résoudre et la technologie de réalisation. Cet article se limite à la présentation des méthodes de calcul des fonctions de transfert des filtres électriques linéaires à une entrée et une sortie répondant à un jeu de spécifications. Ces dispositifs, qui jouent un rôle considérable dans les techniques de traitement et de transmission de l'information sont classés en deux types. Les filtres d’affaiblissement séparent les signaux utiles des signaux indésirables ; les filtres correcteurs modifient la forme des signaux incidents.

Avec une grande quantité de filtres disponibles, le filtrage est l’une des fonctions les plus utilisées dans les systèmes électroniques. Qu’il soit d’affaiblissement ou correcteur de phase, le filtre possède une fonction assimilable à un traitement du signal, le signal utile est envoyé à travers un ensemble de circuits électroniques qui modifient son spectre de fréquence et/ou sa phase. Le but du filtrage est d’extraire une partie de l’information, afin de restituer un signal plus intelligible. Le filtre électrique vient lui modifier un signal électrique d’entrée, en un signal électrique de sortie. Cet article passe en revue et compare les différents types de filtre existant (numériques, analogiques, passifs, actifs à capacités commutées…), avec leurs réalisations et caractéristiques.

Les filtres actifs désignent couramment des filtres incluant des composants actifs, comme résistances, condensateurs, amplificateurs, transistors MOS (metal oxide semiconductor). L'intérêt principal des filtres actifs réside dans leur faible coût et la possibilité de les réaliser dans un volume très réduit, souvent totalement intégrés. L’article présente tout d’abord les technologies utilisées dans la conception de ces composants. Les briques de base (intégrateur, additionneur-soustracteur, source de tension, gyrateur…), permettant la combinaison de ces dispositifs complexes et précis que sont les filtres actifs, sont ensuite présentées. Il est de la plus grande importance que les variations des valeurs des éléments constitutifs n'altèrent pas de manière conséquente les performances du filtre.

En permettant la mesure des données physiologiques, les wearables visent à faciliter l’accès à des données habituellement mesurées exclusivement dans un contexte médical. Mais quelles sont à ce jour les problématiques rencontrées lors du développement de tels dispositifs dans un environnement technologique en pleine évolution ?

Le filtrage, qui consiste à isoler une bande de fréquences d'un signal de forme complexe, est une fonction très utilisée dans les ensembles électroniques. Parmi les filtres analogiques, les filtres passifs sont constitués d'inductances de haute qualité et de condensateurs, insérés entre deux résistances. Il s'agit en fait de circuits résonants ayant des propriétés sélectives en fréquences. Cet article présente les méthodes de conception des filtres LC, essentiellement basées sur la théorie de Cauer et Darlington, et parmi les nombreuses topologies, les structures en échelle majoritairement utilisées en pratique. Cette méthode de synthèse s'appuie sur les propriétés des dipôles et quadripôles, rappelées brièvement. De nombreux exemples de synthèse sont proposés tout au long de l'article, depuis le gabarit du filtre jusqu'aux valeurs réelles des composants L et C à implémenter, avec un complément sur les technologies de réalisation.