Contribution à la conception optimale en terme de linéarité et ...
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CHAPITRE II – CONSIDERATIONS GENERALES SUR LA LINEARITE DES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE<br />
II.4. - INTERMODULATION<br />
Lorsque plusieurs porteuses monochromatiques sont amplifiées simultaném<strong>en</strong>t par un<br />
élém<strong>en</strong>t non-linéaire, on obti<strong>en</strong>t <strong>à</strong> <strong>la</strong> sortie, <strong>en</strong> plus <strong>de</strong>s porteuses d’<strong>en</strong>trée, <strong>de</strong>s signaux<br />
indésirables appelés produits d’intermodu<strong>la</strong>tion. Leurs fréqu<strong>en</strong>ces sont <strong>de</strong>s combinaisons<br />
linéaires <strong>de</strong>s fréqu<strong>en</strong>ces d’<strong>en</strong>trée ( f L ) :<br />
1 fN<br />
f = m f + m f + L + m<br />
x<br />
1 1<br />
2<br />
2<br />
N<br />
f<br />
N<br />
( , , m )<br />
Ces combinaisons sont obt<strong>en</strong>ues pour toutes les Nupl<strong>et</strong>s m L avec mi<br />
<strong>en</strong>tier<br />
positif, négatif ou nul. Certains <strong>de</strong> ces produits r<strong>et</strong>omb<strong>en</strong>t dans <strong>la</strong> ban<strong>de</strong> du signal utile <strong>et</strong><br />
comme ils ne peuv<strong>en</strong>t être filtrés, ils vi<strong>en</strong>n<strong>en</strong>t perturber irrémédiablem<strong>en</strong>t le signal. La<br />
quantification <strong>de</strong> l’impact <strong>de</strong> ces produits <strong>de</strong>vi<strong>en</strong>t nécessaire. En pratique on défini l’ordre<br />
d’un produit d’intermodu<strong>la</strong>tion par <strong>la</strong> valeur x = m1<br />
+ L + mN<br />
. C<strong>et</strong>te valeur est utile pour<br />
déterminer les combinaisons <strong>de</strong> fréqu<strong>en</strong>ce donnant naissance <strong>à</strong> <strong>de</strong>s produits r<strong>et</strong>ombant dans <strong>la</strong><br />
ban<strong>de</strong> du signal. Ainsi seul les combinaisons donnant une valeur <strong>de</strong> x impaire sont gênantes<br />
car elles r<strong>et</strong>omb<strong>en</strong>t dans <strong>la</strong> ban<strong>de</strong> <strong>de</strong> l’amplificateur.<br />
II.4.1. - PRODUITS D’INTERMODULATION A DEUX PORTEUSES : IP3,<br />
C/I<br />
3<br />
Nous avons représ<strong>en</strong>té Figure II.2 le spectre <strong>de</strong> sortie d’une non<strong>linéarité</strong> excitée par un<br />
signal constitué <strong>de</strong> <strong>de</strong>ux porteuses pures. Nous y avons fait figurer uniquem<strong>en</strong>t les produits<br />
d’intermodu<strong>la</strong>tion jusqu’<strong>à</strong> l’ordre 3. Nous pouvons voir qu’<strong>en</strong> plus <strong>de</strong> <strong>la</strong> distorsion<br />
harmonique, certaines raies r<strong>et</strong>omb<strong>en</strong>t autour <strong>de</strong>s fréqu<strong>en</strong>ces d’excitation. Le rapport <strong>en</strong>tre <strong>la</strong><br />
puisance <strong>de</strong> ces raies <strong>et</strong> du signal utile constitue un facteur <strong>de</strong> mesure <strong>de</strong> <strong>linéarité</strong> qui peut être<br />
exprimé selon les besoins <strong>de</strong> différ<strong>en</strong>tes manières.<br />
Ban<strong>de</strong> d’utilisation<br />
f1 f2<br />
Non-<strong>linéarité</strong><br />
f2+f1<br />
2f1-f2<br />
f1 f2<br />
Spectre <strong>à</strong> l’<strong>en</strong>trée Spectre <strong>à</strong> <strong>la</strong> sortie<br />
1<br />
2f2-f1<br />
2f1<br />
N<br />
f1+f2<br />
Figure II.2 – Spectre <strong>en</strong> <strong>en</strong>trée <strong>et</strong> <strong>en</strong> sortie d’une non-<strong>linéarité</strong><br />
48<br />
2f2