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

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CHAPITRE IV – APPLICATION A LA CONCEPTION D’AMPLIFICATEUR IV.2.3.4. - Analyse de la stabilité linéaire de l’amplificateur L’analyse de stabilité effectuée précédemment a permis de rendre le transistor inconditionnellement stable sur la bande de fonctionnement [2.08-2.28 GHz] en ajoutant une résistance en série sur la grille. La stabilité inconditionnelle sur la bande [0-2 GHz] n’a pas pu être atteinte par cette méthode sans détériorer complètement le gain de l’amplificateur. Toutefois la stabilité dans la bande de travail a permis d’effectuer des simulations et de concevoir les réseaux d’adaptation et de polarisation. Ces derniers imposent des conditions de fermeture aux accès du transistor. Ces conditions peuvent être ou non favorables à la stabilisation du transistor. Une nouvelle étude est donc nécessaire pour s’assurer que l’amplificateur final est bien stable au point de polarisation considéré. Cette étude a été envisagée selon deux critères : Fonction du déterminant normalisé (NDF) ou analyse de Nyquist [2] Facteur K et cercle de stabilité Ces deux critères sont complémentaires. Ils approchent le problème de la stabilité de façons différentes, complémentaires. L’analyse de Nyquist permet d’affirmer ou non la stabilité mais n’intègre pas directement la notion de marge comme le permettent les cercles de stabilité. Par contre le facteur K permet le calcul rapide des marges de stabilité, mais ne peut déceler des instabilités intrinsèques à l’amplificateur. Pour un amplificateur à 1 étage la démarche conseillée est de vérifier par analyse de Nyquist que la cellule amplificatrice est intrinsèquement stable sur 50 Ohms, puis de calculer ensuite les marges de stabilité à l’aide du facteur K. Le détail d’analyse de stabilité que nous avons suivi pour l’amplificateur est donné en annexe 2. Il s’est avéré que l’amplificateur est inconditionnellement stable par rapport à l’impédance de charge. Par rapport à l’impédance d’entrée il devient instable si Γ 0. 9 , dons une bonne marge. e > 147
CHAPITRE IV – APPLICATION A LA CONCEPTION D’AMPLIFICATEUR IV.2.3.5. - Caractéristiques en puissance L’amplificateur a été réalisé autour du transistor HFET 1200 um de Texas Instrument à une fréquence de 2.18 GHz. Afin de valider la méthodologie de conception une caractérisation complète de cet amplificateur a été faite. Cette caractérisation comprend des mesures en puissance effectuées avec un signal constitué d’une porteuse pure mais également avec un signal multiporteuse nécessaire à la caractérisation en linéarité (Mesure de NPR). Ces mesures ont été effectuées sur le banc Load-Pull multiharmonique et le banc de mesure de NPR. IV.2.3.5.1. - Fonctionnement en puissance Les mesures ont été effectuées à la fréquence de 2.18 GHz au point de polarisation (Vds=7 V, Idss=30 mA). Les impédances de charges et de sources ont été fixées à 50 Ohms, impédances pour lesquelles l’amplificateur a été conçu. Ces mesures permettent de valider dans un premier temps la conception. Les résultats sont présentés Figure IV.13. La comparaison entre simulation et mesure porte sur les courbes de : Puissance de sortie (AM/AM) Déphasage (AM/PM) Rendement en puissance ajoutée Gain Ces caractéristiques sont suffisantes pour caractériser complètement un amplificateur dans le cadre d’un comportement monoporteuse. Une bonne corrélation entre les résultats est donc nécessaire pour espérer corréler les mesures et les simulations en fonctionnement multiporteuse. La caractéristique de puissance de l’amplificateur simulé est proche de celle mesuré. Pour des niveaux faibles de puissance il n’y a qu’une erreur de 0.3 dB sur le gain. A fort niveau les caractéristiques se superposent parfaitement. Pour pouvoir comparer les caractéristiques AM/PM nous avons ramené l’écart de phase en petit signal autour de zéro. Les déphasages introduit par le boîtier n’ont pas été pris en compte dans la simulation. Cette différence sur le plan de référence modifie de manière uniforme la phase. Cette méthode permet donc de s’affranchir du plan de référence. L’erreur en phase ne dépasse pas 5 degrés mais l’allure des caractéristiques est sensiblement différente. 148
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JURY : N° d'ordre : 9-2000 THÈSE
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Table des matières ******** CHAPIT
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III.3. - METHODOLOGIE ACTUELLE DE C
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Liste des figures ******** Figure I
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Figure III.9 - Contours à puissanc
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FigureIV.45 - Conditions de stabili
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INTRODUCTON GENERALE L’industrie
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CHAPITRE I - OUTILS DE MODELISATION
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NPR (dB) CHAPITRE II - CONSIDERATIO
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FACTEUR DE FORME (dB) CHAPITRE II -
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