Circuits et Systèmes de Communication Micro-ondes

1. Circuits et Systèmes de Communication Micro-ondes Chap.5: Méthodes de conception et de réalisation des blocs fonctionnels (1) Halim Boutayeb Phone: (514) 875-1266 ex. 3066 boutayeb@emt.inrs.ca

2. Plan • Graphes de fluence • Définitions de gains de puissance • Unilatéralité • Concept de stabilité • Cercles de gain constant • Adaptation simultanée entrée-sortie • Gain maximum stable • Facteur de bruit

3. I. Graphes de fluence • Defnitions • Les variables de puissances (a, b) sont représentes par des nœuds. • Les paramètres S sont représentes par des branches • Les branches partent d’un nœud indépendant (onde incidente) vers un nœud dépendant (onde réfléchie) • Un nœud correspond a la somme de toutes les branches qui y entrent a1 a1 b2

4. I. Graphes de fluence • Quadripole

5. I. Graphes de fluence • Source avec

6. I. Graphes de fluence • Charge avec

7. I. Graphes de fluence • Règle de Mason : Calcul de la fonction de transfert a partir du graphe de fluence Chemins reliant le nœud indépendant au nœud dépendant dont on désire calculer la fonction de transfert. La valeur d’un chemin correspond au produit de toutes les branches le long de ce chemin. Somme de toutes les boucles d’ordre i. Une boucle de premier ordre correspond au produit des branches définissant un chemin fermé, en suivant le sens des flèches.Une boucle d’ordre i correspond au produit de i boucles de premier ordre ne se touchant pas. Somme des boucles d’ordre i ne touchant pas au chemin P.

8. I. Graphes de fluence • Règle de Mason : Exemple En appliquant la règle de Mason calculer les expressions suivantes :

9. I. Graphes de fluence • Règle de Mason : Exemple Deux chemins, une boucle ne touche pas le premier chemins. 3 boucles d’ordre 1, une boucle d’ordre 2.

10. I. Graphes de fluence • Règles de simplifications

11. I. Graphes de fluence • Règles de simplifications : exemple

12. I. Graphes de fluence • Règles de simplifications : exemple

13. Plan • Graphes de fluence • Définitions de gains de puissance • Unilatéralité • Concept de stabilité • Cercles de gain constant • Adaptation simultanée entrée-sortie • Gain maximum stable • Facteur de bruit

14. Transistor Réseau d’Adaptation d’entrée Réseau d’Adaptation de sortie II. Definitions de gains en puissance Puissance disponible du générateur Puissance disponible a la sortie du réseau Puissance d’entrée dans le réseau Puissance délivrée par la charge

15. II. Definitions de gains en puissance Coefficient de réflexion à l’entrée du réseau lorsque sa sortie est terminée dans c Coefficient de réflexion à la sortie du réseau lorsque sa entrée est terminée dans S

16. II. Definitions de gains en puissance • Gain transducique Puissance délivrée a la charge (PC) Gain transducique = Puissance disponible au générateur (PDG)

17. II. Definitions de gains en puissance • Gain Opérant Puissance délivrée a la charge (PC) Gain Opérant = Puissance d’entrée (PE)

18. II. Definitions de gains en puissance • Gain Disponible Puissance disponible a la sortie (PDS) Gain Disponible (Available) = Puissance disponible au générateur(PDG)

19. Plan • Graphes de fluence • Définitions de gains de puissance • Unilatéralité • Concept de stabilité • Cercles de gain constant • Adaptation simultanée entrée-sortie • Gain maximum stable • Facteur de bruit

20. III. Unilateralité • Gain Transducique unilatéral

21. III. Unilateralité • Figure d’unilateralité

22. Plan • Graphes de fluence • Définitions de gains de puissance • Unilatéralité • Concept de stabilité • Cercles de gain constant • Adaptation simultanée entrée-sortie • Gain maximum stable • Facteur de bruit

23. IV. Concept de stabilité • Cercle de stabilité en sortie Les valeurs de qui produisent sont sur un cercle de rayon et de centre sur l’abaque de Smith:

24. IV. Concept de stabilité • Cercle de stabilité en entrée Les valeurs de qui produisent sont sur un cercle de rayon et de centre sur l’abaque de Smith:

25. IV. Concept de stabilité • Stabilité inconditionnelle

26. Plan • Graphes de fluence • Définitions de gains de puissance • Unilatéralité • Concept de stabilité • Cercles de gain constant • Adaptation simultanée entrée-sortie • Gain maximum stable • Facteur de bruit

27. V. Cercles de gain constant • Gain Opérant

28. V. Cercles de gain constant • Gain Opérant

29. V. Cercles de gain constant • Gain Disponible

30. V. Cercles de gain constant • Gain Disponible

31. Plan • Graphes de fluence • Définitions de gains de puissance • Unilatéralité • Concept de stabilité • Cercles de gain constant • Adaptation simultanée entrée-sortie • Gain maximum stable • Facteur de bruit

32. VI. Adaptation simultanée entrée-sortie • Conditions d’adaptation simultanée sur les coefficients de réflexions de la source et de la charge Signe - si et

33. Plan • Graphes de fluence • Définitions de gains de puissance • Unilatéralité • Concept de stabilité • Cercles de gain constant • Adaptation simultanée entrée-sortie • Gain maximum stable • Facteur de bruit

34. VII. Gain maximum stable

35. Plan • Graphes de fluence • Définitions de gains de puissance • Unilatéralité • Concept de stabilité • Cercles de gain constant • Adaptation simultanée entrée-sortie • Gain maximum stable • Facteur de bruit

36. VIII. Facteur de bruit Bruit additionelle dues au composants de l’amplificateur Bruit a la sortie Bruit du au sources exterieurs Gain disponible de l’amplificateur

37. VIII. Facteur de bruit

38. VIII. Facteur de bruit • Mesure du facteur de bruit

39. VIII. Facteur de bruit • Mesure du facteur de bruit

40. VIII. Facteur de bruit • Quadripole passif Quadripole sans perte

41. VIII. Facteur de bruit Le facteur de bruit d'un quadripôle actif change en fonction de l'impédance du générateur valeur minimum du facteur de bruit résistance de bruit: quantifie la sensibilité du facteur de bruit à la variation de l'admittance du générateur autour de la valeur optimum conductance du générateur Admittance du générateur Admittance du générateur qui correspond à

42. VIII. Facteur de bruit Afin de mesurer , on place des synthonisateurs à faibles pertes à l'entrée et à la sortie du transistor. Le synthonisateur d'entrée est accordé de façon à obtenir le minimum de bruit, alors que le synthonisateur de sortie est synthonisé de façon à maximiser le gain. Le synthonisateur d'entrée est déconnecté puis mesuré sur un analyseur de réseau de façon à déterminer

43. VIII. Facteur de bruit Afin de trouver , le transistor est directement relié à la source à l'entrée sans le synthonisateur ( ) , et le facteur de bruit est mesurée. On calcule alors à partir de l'équation suivante:

44. VIII. Facteur de bruit

45. VIII. Facteur de bruit

46. VIII. Facteur de bruit Figure de mérite

47. VIII. Facteur de bruit Cascade d'amplificateurs identiques

48. VIII. Facteur de bruit • Cercles de Facteur de Bruit Constant

49. VIII. Facteur de bruit • Cercles de Facteur de Bruit Constant

50. VIII. Facteur de bruit Compromis entre le facteur de bruit et le gain associé