Un circuit électronique est un ensemble de composants reliés entre eux afin de réaliser une ou plusieurs fonctions précises. Contrairement à un simple circuit électrique, dont le rôle est principalement d'alimenter un appareil en énergie, un circuit électronique est capable de traiter des informations, de prendre des décisions et de commander d'autres composants.

Chaque composant remplit une fonction bien particulière. Les résistances limitent le courant, les condensateurs stockent temporairement de l'énergie, les diodes contrôlent le sens de circulation du courant, les transistors amplifient ou commandent les signaux, les capteurs mesurent l'environnement et les actionneurs réalisent les actions demandées. C'est en les associant intelligemment que l'on construit des appareils électroniques capables d'accomplir des tâches parfois très complexes.

Le fonctionnement d'un circuit électronique suit généralement plusieurs étapes. Tout commence par une alimentation électrique, qui fournit l'énergie nécessaire au circuit. Des capteurs peuvent ensuite mesurer des informations provenant de l'environnement, comme la température, la lumière ou la position d'un objet. Ces informations sont analysées par des composants électroniques ou par un microcontrôleur, qui décide de la réponse à apporter. Enfin, un ou plusieurs actionneurs exécutent cette décision en produisant un mouvement, un son, une lumière ou une autre action.

Exemple : imaginons une lampe qui s'allume automatiquement lorsqu'il fait nuit. Un capteur de luminosité mesure la quantité de lumière. Si celle-ci devient trop faible, le circuit électronique détecte cette situation et commande un transistor qui alimente la LED ou l'ampoule. Dès que le jour revient, le capteur détecte l'augmentation de la luminosité et le circuit coupe automatiquement l'éclairage.

Les composants sont reliés entre eux par des pistes conductrices gravées sur une carte électronique, appelée aussi circuit imprimé ou PCB (Printed Circuit Board). Ces pistes remplacent les fils électriques et permettent de réaliser des circuits compacts, fiables et faciles à fabriquer en grande série.

Pour représenter un circuit avant sa fabrication, les électroniciens utilisent un schéma électronique. Chaque composant est représenté par un symbole normalisé, ce qui permet à n'importe quel technicien de comprendre le fonctionnement du circuit, quel que soit son pays.

Un même circuit peut être très simple, avec seulement quelques composants, ou extrêmement complexe. Les cartes mères des ordinateurs, les smartphones ou les consoles de jeux contiennent des milliers de composants et plusieurs couches de pistes conductrices qui relient entre elles des puces électroniques extrêmement puissantes.

Aujourd'hui, les circuits électroniques sont présents dans presque tous les objets du quotidien. Ils permettent de mesurer, calculer, communiquer, mémoriser des informations et commander automatiquement des systèmes toujours plus intelligents. Ils constituent le cœur de l'immense majorité des technologies modernes.

Les circuits analogiques

Les circuits analogiques traitent des grandeurs électriques qui varient de façon continue. Contrairement aux circuits numériques, qui utilisent uniquement quelques valeurs bien définies comme 0 et 1, un circuit analogique peut prendre une infinité de valeurs intermédiaires. Il reproduit ainsi les variations naturelles du monde qui nous entoure.

La température d'une pièce, le volume d'une musique, la lumière du Soleil ou la pression de l'air ne changent généralement pas par paliers. Ces grandeurs augmentent ou diminuent progressivement. Les circuits analogiques sont justement conçus pour mesurer, transmettre ou modifier ces variations continues avec la plus grande précision possible.

Prenons l'exemple d'un microphone. Lorsque quelqu'un parle, les vibrations de l'air font bouger une fine membrane. Le microphone transforme ces vibrations en une tension électrique qui varie continuellement, exactement comme la voix. Si la personne parle plus fort, la tension augmente ; si elle parle plus doucement, elle diminue. Le signal électrique est donc une image fidèle du son d'origine.

Les circuits analogiques peuvent ensuite amplifier ce signal, le filtrer pour supprimer certains parasites ou encore le modifier avant de l'envoyer vers un haut-parleur. Ils utilisent pour cela différents composants comme des résistances, des condensateurs, des bobines, des diodes et surtout des transistors ou des amplificateurs opérationnels.

Dans un circuit analogique, les tensions et les courants obéissent aux lois classiques de l'électricité. Par exemple, la puissance électrique consommée est donnée par la formule :

P = U × I

où P est la puissance en watts, U la tension en volts et I le courant en ampères. Cette relation permet notamment de calculer l'énergie nécessaire pour alimenter un appareil.

Exemple : lorsqu'on tourne le bouton de volume d'une chaîne hi-fi, le signal audio n'est pas coupé brutalement. Son amplitude augmente ou diminue progressivement, ce qui permet d'obtenir un réglage précis du niveau sonore. C'est un fonctionnement typiquement analogique.

Les circuits analogiques sont indispensables pour communiquer avec le monde réel, car la plupart des phénomènes naturels sont continus. Même les appareils numériques modernes possèdent des circuits analogiques, notamment pour recevoir les informations des capteurs, amplifier un son, gérer une alimentation électrique ou produire un signal destiné à un haut-parleur.

Dans de nombreux appareils, les circuits analogiques et numériques travaillent ensemble. Les premiers mesurent ou produisent des signaux continus, tandis que les seconds analysent ces informations et prennent des décisions. Les deux technologies sont donc complémentaires.