Contribution à la conception optimale en terme de linéarité et ...

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CHAPITRE III - METHODOLOGIE DE CONCEPTION OPTMALE EN TERME DE LINEARITE ET DE CONSOMMATION III.2.3. - OBJECTIFS L’objectif de ce travail est de développer une méthodologie de conception d’amplificateurs optimisés en linéarité et consommation. Nous pouvons dégager deux axes de recherche dans ce domaine. Le premier est basé sur les différentes techniques de linéarisation [4]- [33] . Ces techniques permettent d’améliorer le fonctionnement d’un amplificateur en jouant sur son environnement (circuits de linéarisation), le fonctionnement intrinsèque de l’amplificateur n’est pas remis en cause. Le second axe de recherche est basé sur l’optimisation du fonctionnement intrinsèque de l’amplificateur. C’est sur ce deuxième axe que nous allons nous appesantir au cours de ce travail. Il s’agit de déterminer les conditions de fonctionnement optimales des cellules constituant l’amplificateur afin d’obtenir le meilleur compromis linéarité/consommation.En fait, les deux axes de recherche ci-dessus ne sont pas contradictoires, ils se complètent parfaitement. Le cas échéant, la cellule amplificatrice optimisée en linéarité/consommation peut être associée à un linéariseur dont la complexité sera certainement réduite. Ce deuxième axe de recherche doit à notre sens être préalable à une étape éventuelle de linéarisation de l’amplificateur considéré au moyen de circuits annexes. Dans le domaine des amplificateurs à l’état solide l’optimisation de cellule conduit à la recherche d’un optimum en termes de : conditions de charge aux accès des transistors constituant l’amplificateur point de polarisation (classe de fonctionnement) des transistors nombre de cellules (transistors élémentaires) Nous allons nous intéresser à la conception d’amplificateurs possédant ou non un nombre de transistors ou cellules amplificatrices fixé avec des contraintes intégrant la puissance de sortie et le rapport signal à bruit d’intermodulation ou intégrant directement le rapport entre le signal et la somme du bruit d’intermodulation et du bruit thermique présent au niveau du récepteur. 91
CHAPITRE III - METHODOLOGIE DE CONCEPTION OPTMALE EN TERME DE LINEARITE ET DE CONSOMMATION Ces critères dépendent de manière conjointe de la puissance de sortie, de la linéarité et de la consommation qui dépendent, elles-mêmes, de la nature du signal (chapitre II). La recherche d’optimum proposée est effectuée avec un signal du type (bruit blanc gaussien) et le critère de linéarité (NPR) associé. Nous allons considérer une topologie d’amplificateur parallèle, constitué de k cellules élémentaires Une cellule élémentaire pouvant être un transistor où un module amplificateur. La puissance de sortie, le bruit d’intermodulation et la consommation de l’amplificateur global, notés respectivement C , I , P ) , suivent ainsi une loi linéaire en fonction du ( e e dce nombre de transistors par rapport aux caractéristiques de la cellule élémentaire notées de la ) même manière par ( C, I, P aux pertes de recombinaison près. dc C : Puissance de sortie I : Bruit d’intermodulation Pdc : Consommation cellule Figure III.3 – Loi d’échelle Linéaire k cellules Ce=k*C Ie=k*I Pdce=k*Pdc Pour simplifier l’étude, seul le bruit thermique de la liaison descendante noté N r , sera pris en compte. Pour de nombreux systèmes de télécommunication la consommation de la station terrienne n’est pas le critère d’optimisation prépondérant puisque les ressources en puissance sont très importantes. Il est donc possible de rendre le rapport signal à bruit montant négligeable en augmentant la puissance de la station terrienne. Le schéma de la Figure I. peut donc être simplifié comme ci-dessous (Figure I.4). Nous avons défini dans le plan de sortie de l’amplificateur un signal de bruit thermique équivalent Ne=Nr/a, celui-ci représente le bruit thermique que transmettrait l’amplificateur pour avoir le même rapport S/B du récepteur en considérant un canal de transmission et un récepteur non bruyant. On peut alors raisonner au niveau de l’amplificateur en faisant ( ) abstraction du canal de réception. On observe que les rapports C / N + I et C / ( N + I ) C / ( N + I ) r r r sont égaux. La connaissance du rapport et du bruit thermique équivalent N e définit donc la liaison en termes de rapport signal à bruit. 92 e e e e e e
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JURY : N° d'ordre : 9-2000 THÈSE
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III.3. - METHODOLOGIE ACTUELLE DE C
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Figure III.9 - Contours à puissanc
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INTRODUCTON GENERALE L’industrie
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ANNEXE Ve=0 + μ(p)β(p) ∑ + 1 β
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ANNEXE présenter des impédances q
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Résumé Les signaux traités par l
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