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

CHAPITRE II – CONSIDERATIONS GENERALES SUR LA LINEARITE DES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE
Pour un comportement petit signal, l’évolution de la puissance de chacune des raies du
spectre suit une loi linéaire. Lorsque la puissance d’entrée croit de 1 dB, la puissance utile du
signal de sortie (somme de la puissance des raies aux fréquences f1 et f2) croit de 1 dB. Par
contre la somme des puissances des deux raies aux fréquences 2f1-f2 et 2f2-f1, croit de 3dB.
Si l’amplificateur conservait ces caractéristiques à fort signal il existerait un point ou la
puissance d’intermodulation d’ordre 3 serait égale à la puissance du signal utile (Figure II.5).
Ce point est appelé IP3 (Point d’interception d’ordre 3). Plus l’ordonnée de ce point est élevée,
plus l’amplificateur est linéaire. Toutefois cette constatation reste valable tant que l’évolution
des puissances reste quasi- linéaire en fonction de la puissance d’entrée. Au–delà le point
d’interception d’ordre 3 ne permet pas de juger de la linéarité d’un amplificateur. Pour
beaucoup de système ce facteur cesse d’être valide pour des rapports signal à bruit inférieur à
50 dB.
Pour des valeurs plus faibles il est nécessaire d’avoir recourt directement à la valeur du
rapport signal à bruit. Pour un signal à deux porteuses ce rapport est généralement défini par
le rapport entre la puissance de sortie du signal et la puissance des raies d’intermodulation
d’ordre 3 appelée C/I3. Contrairement à l’IP3, ce rapport dépend du niveau d’excitation. A bas
niveau il suit une loi linéaire de pente –2dB/dB avant de se dégrader rapidement à fort niveau
(Figure II.5). Ce rapport a longtemps été utilisé en conception pour la caractérisation des
systèmes non-linéaires car la mesure expérimentale et la simulation de celui-ci sont
relativement aisées. Toutefois ce facteur est insuffisant pour caractériser de manière précise le
rapport signal à bruit lorsque le système est excité par des signaux modulés plus complexes.
Ps
(dBm)
1 dB/dB
I3
3 dB/dB
C/I3
(dBc)
-2dB/dB
IP3 Pe (dBm)
Figure II.3 – Facteur de linéarité IP , C/I
49
3 3
Pe (dBm)