Academic literature on the topic 'Modélisation comportementale (électronique)'

Les fortes contraintes d’élevage dans les systèmes peu intensifiés (grands troupeaux, larges surfaces, alimentation au pâturage, voire faible productivité par animal) laissent tout de même entrevoir des formes originales d’élevage de précision. Cet élevage de précision peut notamment s’appuyer sur l’identification électronique des animaux qui permet de les reconnaitre et de les localiser. Selon que les lecteurs d’identifiants sont utilisés manuellement, à poste fixe, ou portés par un mâle, il est possible de réaliser, respectivement, des inventaires, des opérations automatisées de tri ou la détection des femelles en chaleurs. C’est au pâturage que la maîtrise du comportement des animaux est la plus délicate car un positionnement judicieux de points d’attraction des animaux (abreuvement, pierres à sel, complémentation) ne suffit pas toujours à maîtriser la répartition de la pression de pâturage pour répondre aux objectifs pastoraux et environnementaux. Dans les situations où la pose de clôtures fixes n’est pas possible ou pas souhaitable et que le gardiennage n’est pas envisageable, les clôtures virtuelles, basées sur un apprentissage comportemental spécifique des animaux, pourraient constituer une aide précieuse à l’utilisation durable des parcours. Dans ces systèmes d’élevage, la précision visée ne se situe pas à l’échelle des individus mais plutôt sur des conduites ajustées à des lots virtuels d’animaux homogènes, qui sont séparés et regroupés grâce à des dispositifs de tri efficaces. L’utilisation de systèmes automatisés de suivi du troupeau où chaque animal est identifié génère une grande quantité de données. Quels que soient les capteurs utilisés, les données recueillies doivent être stockées dans un système d’information et traitées avec des méthodes d’analyse adaptées (algorithmes, statistiques…) pour être ensuite transformées en indicateurs d’aide à la décision ou en action exécutée par des automates (porte de tri, pesées, distributions d’aliments). En alternative à des suivis individuels, une utilisation parcimonieuse des capteurs peut être envisagée pour délivrer des alertes (intrusion, attaque de prédateur, sortie d’une zone géographique définie) ; la quantité de données produites est alors minimisée. Un travail de recherche important reste à mener pour proposer des méthodes d’analyse des données et des règles de décisions pertinentes, basées sur une modélisation du comportement animal. Dans les systèmes d’élevage peu intensifiés, la place de l’éleveur est essentielle car au sein d’un grand troupeau et face à de larges surfaces de parcours les dispositifs électroniques sont à envisager comme des aides spécifiques, à intégrer dans une stratégie de conduite plus large. Notamment, il s’agit pour l’éleveur de choisir quels animaux équiper et où positionner des capteurs, relais ou clôtures virtuelles, et à choisir de le faire aux périodes critiques. Actuellement l’offre matérielle et logicielle est freinée par le manque de souplesse des solutions proposées.

Ce mémoire traite de la modélisation comportementale des composants de puissance en commutation. Un formalisme original de modélisation a été développé: chaque composant est considéré comme une boite noire. Ce formalisme permet une représentation correcte du comportement du composant à la commutation, exige peu de paramètres physiques à extraire, entraîne une association aisée de différentes boites noires et un bon comportement numérique. Deux composants sont modélises la diode et le transistor MOS de puissance. Le modèle de la diode, bien que basé sur les équations des semi-conducteurs, est original et donne après une étude de validation une entière satisfaction. Le modèle du transistor MOS est une nouvelle formulation des modèles classiques, il tient compte des capacités variables et donne des résultats cohérents avec l'expérience. L'association de ces deux modèles est un résultat original, en effet c'est la première fois qu'il est possible de simuler aussi correctement de telles associations. Cette étude est une étape importante dans la simulation complète des convertisseurs statiques de puissance
This thesis treats the behavioural modelling of switching power devices. An original formalism has been developed where each device is considered as a black box. While requires few parameters to be switching device. Moreover, it permits the association of different black boxes and offers a good numerical behaviour. Both the diode and the MOS transistor are modelled. Although the model of diode is based on the semiconductor equation it is original and entirely satisfactory. The model takes into account the variable capacitances and gives results which are in a good agreement with the experiment. An original result is the association of the above two models which, for the first time, make possible to simulate correctly such association. This study is an important step for the complete simulation of static power converter

La compatibilité électromagnétique est un élément primordial qui permet de faire coexister entre eux différents systèmes électrique, électronique, informatique. . . D'ailleurs la commercialisation d'un produit est conditionné au respect de la norme associée. Lorsque les limites imposées sont dépassées le confinement et le filtrage sont des solutions de dernière minute dont dispose l'industriel, avec pour inconvénient un surcoût non négligeable. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse a été d'aborder le problème de CEM dans les convertisseurs statiques en identifiant les sources (origines) des perturbations. Dans ce but, nous avons analysé les formes temporelles de commutation en vue de construire un outil d'aide à la conception : ASPECT (Analyse à la Source des Perturbations de l'Electronique de CommuTation) permettant d'aborder le plus tôt possible un problème CEM susceptible d'être rencontré au niveau d'un convertisseur. Cet outil est interactif en temps et en fréquence, et il autorise l'étude de commutations différentes: théoriques, expérimentales, simulées. Une technique originale d'analyse de la commutation a permis de séparer l'interdépendance entre le front d'ouverture et le front de fermeture afin de permettre l'étude séparée des éléments d'une cellule élémentaire comme l'interrupteur, la diode, ou la connectique. Nous avons pu constaté combien ASPECT pouvait anticiper et résoudre rapidement un problème de CEM en identifiant l'impact perturbateur d'un-élément donné par rapport à un autre. Des mesures effectuées dans des conditions normatives pour un convertisseur en fonctionnement nous ont permis de retrouver les mêmes tendances que celles produites lors d'un mode de fonctionnement impulsionnel (MONOCOUP)
Moreover increasing switching frequencies of converters induces increases of high frequencies part of parasitic spectrum. As a consequence, that power electronic equipment's EMC performances are very difficult to analyse. Because it is very important to be able to separate influences of switch ON and switch OFF phases on generated frequency spectrum, we have developped a tool : ASPECT (Source's Analyse of Perturbations in Electronic CommuTation), to analyse in time and in frequency, the voltage and the current waveforms of a a very simple converter : the switching cell. The work realized in this thesis treats the problem of CEM in static converter by identifying the source of perturbation : we have analyzed temporal form of commutation. ASPECT is interactive in time and in frequency, and it authorizes the different commutation study's : theoretical, experimental, simulate. We will apply our tool for helping the engineer in his choice of a cell taking electromagnetic disturbances and losses into account

Les concepteurs de circuits intégrés passent par des étapes de simulations qui leur permettent de réduire les coûts de fabrication. Cependant, dans le domaine analogique, l'intégration d'un grand nombre de fonctions rend souvent impossibles les simulations, à cause des problèmes de convergences et augmente considérablement les temps de simulations. Une solution consiste à remplacer lors des simulations, les blocs constitutifs de ces circuits par leurs modèles respectifs afin d'étudier le comportement des systèmes dans des temps très courts. L'objectif et l'originalité de ce travail de recherche consistent à réaliser des modèles d'ordre progressif de fonctions électroniques de base, très utilisées dans l'instrumentation et dans les télécommunications, tout en maintenant un compromis acceptable entre simplicité et précision. La technique de modélisation proposée consiste à créer des modèles simples, en ne considérant que les principaux paramètres intervenant dans la fonctionnalité de ces circuits. Nous présentons donc des macromodèles paramétrables de haut niveau d'un oscillateur contrôlé en tension et d'une boucle à verrouillage de phase. Partant de leur topologie en technologie bipolaire, nous réalisons des modèles d'ordre variable, valables quelle que soit la zone de fonctionnement qui prennent en compte les incertitudes des paramètres principaux des transistors (courant de saturation, gain direct en courant) et les variations en température. Les modèles réalisés sont utilisés dans le simulateur PSPICE, et sont validés par comparaisin de résultats de simulations avec les mesures effectuées avec IC-CAP. L'ensemble de l'étude montre que la technique de modélisation proposée permet de développer des modèles de haut niveau de fonctions électroniques complexes, qui ne consomment pas trop de temps de calcul tout en gardant une bonne précision.

Les composants passifs, tels que les résistances, bobines et condensateurs, sont largement utilisés dans les applications d'électronique de puissance, essentiellement dans les filtres CEM. Les éléments parasites de ces composants et l'impact des conditions de service (température, tension et courant) sur leur comportement en fréquence est très considérable et ne doit pas être négligé ; ces effets indésirables ont un impact majeur sur les performances du circuit passif global. Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la caractérisation expérimentale et la modélisation via la mesure des composants passifs utilisés en électronique de puissance, dans le but d'estimer et de contrôler le comportement CEM de chaque composant. Le travail de recherche réalisé s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre l'institut VeDeCoM (Véhicule décarboné et Communicant et de sa Mobilité) et l'Institut de Recherche en Systèmes Eléctroniques EMbarqués (IRSEEM). Cette thèse expose deux approches (expérimentale et par modélisation) qui ont conduit à l'élaboration de modèles de composants passifs en intégrant les conditions de service, telles que la température. Les modèles développés sont simulés pour plusieurs valeurs de températures et de conditions de charge imosées. Afin de valider ces modèles, les résultats de simulation obtenus sont comparés aux données de mesure dans le domaine fréquentiel. Les modèles développés sont ensuite transcrits en langage VHDL-AMS pour faciliter leur intégration dans les différentes plateformes de simulation électrique. Finalement, ces modèles comportementaux sont par la suite exploités pour modéliser une structure d'un filtre CEM en intégrant les variations de la température de fonctionnement. Cette modélisation est validée expérimentalement en comparant, sous différentes contraintes, le comportement réel du filtre étudié avec les résultats de simulation de son modèle électrique développé
Passive components, such as resistors, chokes and capacitors, are widely used in power electronic applications, especially in EMI passive filters. The parasitic elements of these components and the impact of operating conditions (temperature, voltage and current) on their frequency behavior are very significant and should not be neglected; these unwanted effects have a major impact on the global passive circuit performances. This thesis deals with characterization by measurement and modeling of passive components used in power electronics devices, with the aim of estimating and controlling the electromagnetic compatibility of such devices. The thesis was conducted in collaboration with the VeDeCoM and IRSEEM Institutes, including several industry partners of the automotive and avionic sectors. This thesis describes an experimental / modeling approach towards the production of sophisticated models of passive devices, with the inclusion of operational conditions (like temperature effects). The new models are simulated for several values of temperature and load conditions, the obtained results are compared to the experimental measurements in the frequency domain. The developed models are then translated to VHDL-AMS language for an easy implementation in most electrical simulation softwares. Finally, these behavioral models of passive components are subsequently used to model a structure of an EMI filter by integrating the variations of its operating temperature. This model is validated experimentally by comparing, under different constraints, the real behavior of the filter with the simulation results of its developed model

L'optimisation de l'association « antenne - système» est une préoccupation majeure des concepteurs de tags RFID UHF et micro-ondes. L'évaluation conjointe de l'énergie reçue par ces antennes et de l'énergie re-rayonnée permettrait aux concepteurs d'évaluer directement les potentialités de téléalimentation de leurs tags ainsi que la qualité de la communication. Pour répondre à cette problématique, nous avons développé une stratégie originale de modélisation et de simulation de systèmes RFID intégrés reposant sur l'utilisation du langage VHDL-AMS; langage compatible avec la majorité des outils de Conception Assistée par Ordinateur utilisés en microélectronique. La solution que nous proposons consiste en une modélisation à différents niveaux d'abstraction du système RFID que nous souhaitons optimiser, y compris le lien RF et les antennes. Nous adaptons ainsi le flot de conception classique largement utilisé en électronique numérique à un problème de conception mixte et RF
Optimization of the "antenna - system" association is a major concern of UHF RFID tag designers. The mutual evaluation of the collected and the re-radiated power by the tag antenna makes possible system performance evaluation, early in the design flow. Thus, we develop VHDL-AMS models of RFID systems at different abstraction levels. Those models include the antennas and the RF link. The main advantage of using the VHDL-AMS language is that it is widely used within the computer-aided design tools and that this language is compatible with the microelectronic design flow

Cette thèse aborde les problèmes de la validation automatique dans le domaine CAO de matériels informatiques et électroniques, en liaison avec des techniques de simulation mixte. Le but a été d'établir une méthodologie de spécification comportementale basée sur l'utilisation de primitives logiques et temporelles permettant de conditionner certaines propriétés des systèmes modélises et simulés

Les progrès constants en miniaturisation des transistors et l'augmentation des fréquences des signaux utilisés sont les principales tendances dans l'évolution des circuits électroniques. Avec ces évolutions apparaissent de nombreux effets indésirables qui perturbent le comportement des systèmes électroniques et sont soupçonnés d'être responsables de la majorité des dégradations de signaux dans les systèmes en haute fréquence. Des retards de propagation indésirables sont ainsi introduits par la présence des interconnexions, et la diaphonie, phénomène dû aux couplages entre lignes d'interconnexions, peut éventuellement provoquer des commutations non désirées des transistors. La prise en compte des interconnexions, dès les premières phases de conception d'un système, est par conséquent devenue une nécessité ces dernières années. Mais la simulation temporelle d'un réseau d'interconnexions est très gourmande en temps de calcul, ce qui impacte la durée globale de conception. Le remplacement des modèles électriques, décrivant précisément les interconnexions, par des modèles plus simples est primordial pour limiter les coûts de calcul. Une méthode de réduction d'ordre des modèles peut alors être employée pour effectuer cette opération efficacement. Le modèle final doit en effet décrire assez précisément certains aspects importants du modèle original et conserver les propriétés importantes du réseau d'interconnexions. Cette démarche permettra aux concepteurs d'effectuer des simulations temporelles rapides et d'étudier les paramètres d'intégrité du signal tel que le retard, le temps de montée, le dépassement....L'objectif de cette thèse est d'établir un nouvel outil de réduction de complexité des modèles de réseaux d'interconnexions. Différentes descriptions initiales des systèmes d'interconnexions sont envisagées : modèles circuits (fonctions de transfert) ou mesures fréquentielles. L'approche développée repose sur l'utilisation des fonctions orthogonales de Müntz-Laguerre et de Kautz afin de décrire mathématiquement, de manière précise, le système d'origine. Un opérateur linéaire, lié à ces fonctions de base, est ensuite appliqué pour déterminer un modèle rationnel de moindre complexité. La technique proposée est comparée à d'autres méthodes de la littérature d'abord sur des exemples académiques. Tout le potentiel de la méthode est ensuite illustré par sa mise en œuvre sur des réseaux d'interconnexions.

Les disjoncteurs industriels basse tension de calibre 40a a 630a comportent un declencheur constitue de capteurs, d'une electronique, et d'un actionneur. Ce travail analyse grace a un logiciel a elements finis le fonctionnement des transformateurs de courant (capteurs). Une modelisation comportementale est ensuite proposee, dont les parametres sont valides experimentalement sur toute la dynamique de courant et sur differentes geometries. L'objectif d'integration du modele dans un environnement de simulation electrique est atteint et permet une optimisation globale fidele et rapide des declencheurs electroniques. Parallelement, de nouveaux algorithmes de selectivite entre disjoncteurs sont decrits, qui permettent une prise de decision rapide sur court-circuits (moins de 10 millisecondes).

Cette thèse s’inscrit dans le domaine de la modélisation des circuits analogiques et mixtes.Le travail part d’une problématique industrielle concernant les circuits électroniques utilisés dansles systèmes de forage pétrolier pour des besoins d’instrumentation et mesures. Ce travail de recherche concerne les circuits du front-end analogique que nous trouvons dans cette application industrielle. Nous examinons et nous essayons de trouver des modèles pour décrire l’effet des hautes températures sur les circuits électroniques dans un forage pétrolier. Ces circuits font partie des circuits industriels conventionnels. Ils ont généralement une température maximale de fonctionnement qui ne dépasse pas 125°C. Même si la température modifie le comportement de ces circuits, il existe des techniques d’adaptation qui permettent de compenser l’effet de la température sur ces circuits. Cependant, pour bien réussir la phase de la conception, il faut d’abord bien caractériser le comportement des différents circuits industriels utilisés en haute température. Il faut également trouver des modèles exacts qui décrivent le comportement de ces circuits en haute température. Or nous savons que la majorité des circuits industriels analogiques et mixtes sont décrits par des modèles de type SPICE. Par un choix de l’entreprise Schlumberger, notre partenaire industriel qui a financé ce travail, nous nous sommes intéressés dans notre étude à un composantspécifique présent dans la majorité des circuits analogiques et mixtes d’instrumentation :l’amplificateur opérationnel (l’AOP).Le travail commence par une étude des spécifications du circuit ainsi que le modèle SPICE.Une étude de la structure de ce modèle et sa simulation ont montré la non-précision du modèle audelàde 125°C. L’étude de validité du modèle a concerné le paramètre de la tension de décalage etle paramètre taux de rejection du mode commun. Nous avons interprété la différence des résultatsentre les mesures et la simulation de la tension de décalage. Nous avons constaté la limitation quereprésente l’approche structurelle par modélisation SPICE. Pour cette raison, nous avonssélectionné l’approche de modélisation comportementale pour les différents avantages qu’elleprésente. Ces avantages répondent à nos besoins et conviennent les mesures qui ont été effectuées.Nous avons sélectionné le langage VHDL-AMS et l’environnement Cadence ADVanceMS. Pourdéveloppé les modèles, nous avons alors énuméré les différents paramètres de performance d’unAOP. Nous avons validé la représentation de chaque paramètre par un circuit de test approprié.Dans un deuxième temps, nous avons approximé la variation de ces paramètres en température pardes équations polynomiales et exponentielles pour développer le modèle précis en HT. Le modèlea été validé par un circuit de test similaire au circuit expérimental. De bons résultats ont ététrouvés. L’erreur moyenne entre simulation VHDL-AMS et mesures n’a pas dépassé 3,11%. Dansle denier chapitre, nous avons simulé des circuits d’une chaine d’instrumentation. Nous avonssimulé l’effet de la température sur un capteur piézo-résistif (pont de Wheatstone). Trois architectures d’un amplificateur d’instrumentation ont été également modélisées e en se basant surle modèle VHD-AMS de l’AOP
This work is dealing with the modelling of analogue and mixed signal circuits. Moreprecisely, we focus on modelling the circuits of an analogue front-end which is used in down-holedrilling industry for instrumentation and measurement purposes. This research had as a goal tomodel the temperature increasing effect in the behaviour of each circuit of the considered frontend.The studied circuits belong to the family of “conventional” circuits. Most of these circuitsoperate in a temperature which does not exceed 125°C. Even if the behaviour of the circuit changesdue to an increasing of the temperature, there are some well-know techniques that enable thecompensation of such effects. However, in order to obtain a precise simulation in the design phase,it is very important to have accurate models that describe the temperature increasing effect. Asmost of the commercial circuits models are written in SPICE, it is necessary first to review theaccuracy of SPICE models in high temperature (HT). This work focus on a specific circuit: theoperational amplifier (opamp). This device is present in many instrumentation circuits. Obtainingan accurate op-amp model in HT will help us develop accurate models of these circuits byconsidering their architectural description which is based on the opamp model.The work starts with the study of the structure of the SPICE model of the considered opamp.This study enables us to confirm the non-validity of the SPICE model in HT. The validity studyconsists in comparing the SPCE simulation results of two parameters (the voltage offset and thecommon mode rejection ratio) to measurement results. Moreover, we present an interpretation tothe difference that was observed in this comparison. After comparing different modellingapproaches, we select the behavioural modelling one. The VHDL-AMS was used to develop thenew precise opamp model in HT. The simulation is performance in Cadence/ADVanceMSenvironment. The representation of each opamp parameter is validated by a specific circuit. Thismodel is developed in two steps. In the first step, we develop an opamp model in which there is noconsideration of the temperature effect. In the second step, dependence of each parameter to thetemperature is described by a polynomial or exponential function. This function is the result of thefitting process of the measurement results. These equations are inserted in the VHDL-AMS model.All parameters are again validated in each temperature. The test-circuit is the same circuit used inthe experimental test of the opamp parameters. The average error between measurement andsimulation does not exceed 3.11%. In the last chapter, we simulate some circuits of the theanalogue front-end of an acquisition system. We simulate for example the effect of the temperatureeffect on the accuracy of a Wheatstone bridge. Three architecture of an instrumentation amplifierwere also modelled and simulated in different temperature of [20°C, 220°C] in the basis of thedeveloped opamp model

Dans le domaine des circuits digitaux complexes, les concepteurs utilisent souvent les langages de description des systemes materiels (hdls) pour decrire la structure ou le comportement des circuits. Ces descriptions ne sont pas facilement manipulables par les outils de cao, dans la mesure ou ils n'explicitent pas directement les concepts de haut niveau inherents a tout hdl. Dans ce memoire, nous proposons un modele interne developpe a partir de la description comportementale hdl, qui se caracterise par la separation entre le flux de donnees et le flux de controle et par l'interaction explicite entre ces deux flux. Ces derniers sont representes respectivement par un modele de donnees et un modele de controle. Le modele de donnees est represente par un graphe et le modele de controle par un reseau de petri hierarchise, temporise et interprete. La modelisation des elements de base du modele interne utilise les concepts de demot: un environnement de modelisation hierarchise/multi-vues. La realisation informatique utilise une approche orientee objet