2.4 Les différentes configurations intégrées du banc de mesure
2.4.2 Caractérisation du bruit de phase de quadripôles hyperfréquences
Il est également intéressant de pouvoir caractériser le bruit de phase résiduel des quadripôles qui composent la chaîne RF de l’émetteur/récepteur. En effet, si les composants voient, pour des raisons diverses, leur bruit de phase augmenter considérablement, le signal transmis à l’antenne du téléphone portable risque de brouiller les canaux périphériques. L’architecture du banc de mesure de quadripôles est présentée par la figure 2.36. Sa composition est très proche de celle de la figure 2.34, à la différence qu’il a été placé un résonateur sur chacune des branches OL et RF. Cette modification a pour effet d’annuler l’effet de ligne à retard dû au BAW. Effectivement, le délai généré par le résonateur est présent sur les deux voies, et n’a donc plus d’influence sur la détection des fluctuations de fréquence de la source de référence.
Dans cette architecture, ce sont les résonateurs BAW qui sont les dispositifs sous test. Comme dans les structures de banc précédentes, pour que le système de caractérisation fonc- tionne, il est nécessaire que la fréquence d’oscillation soit identique à la fréquence de résonance du BAW. La procédure de calibration n’est pas la même pour la mesure de sources et de quadripôle :
– Pour la mesure des sources, on peut utiliser le DDS pour faire varier le fréquence d’entrée et obtenir le Km
– Pour la mesure de quadripôles, c’est la connaissance du coefficient Kϕ du mélangeur, donc
de la puissance sur chaque port (RF et OL) du mélangeur qui donne la sensibilité.
Figure 2.36 – Architecture du banc de mesure de bruit de phase intégré de sources
Le résultat obtenu est ensuite traité par les modules numériques internes au DSP. Par exemple, ils peuvent commander un circuit de décision afin d’évaluer quel élément doit être mis en défaut suite à ses caractéristiques de bruit de phase résiduel. Ensuite les signaux traversent un module qui permet d’interfacer les signaux parallèles en signaux séries. Ces signaux séries peuvent être utilisés pour commander des modules qui court-circuitent le composant défectueux et éventuellement commutent sur un composant en bon état de fonctionnement.
Pour utiliser cette solution, il est nécessaire de prévoir au préalable des circuits de rempla- cement, qui permettront de rallonger considérablement la durée de vie du fonctionnement de la chaîne RF du transceiver.
Cette architecture, comme celles des figures 2.35 et 2.37 , comprennent un circuit de détection de puissance placé entre la sortie de l’amplificateur de puissance et l’entrée du banc de mesure. C’est une boucle de calibration de puissance utilisée pour étalonner le niveau du signal entrant sur les résonateurs. Cet asservissement, en fonction de la fréquence de résonance F0,
réajuste le niveau de puissance en sortie de l’amplificateur afin d’obtenir la meilleure détection possible du spectre de bruit.
On peut également remarquer que le DDS a besoin d’un signal d’horloge (Clk) pour fonc- tionner. Cette horloge, selon la configuration choisie est soit fournie par un signal externe, soit par le signal OL. En effet, un commutateur permet de passer d’un mode à un autre.
Les structures pour la caractérisation de quadripôles sont présentées avec des résonateurs BAW. Il est évident que le système de mesures intégré, pour évaluer le bruit de phase résiduel
2.4. LES DIFFÉRENTES CONFIGURATIONS INTÉGRÉES DU BANC DE MESURE 93
Figure2.37 – Architecture du banc de mesure de bruit de phase intégré de sources optimisée
de transistors, se place dans les conditions de la mesure de quadripôle. Cette approche par le mélange des signaux permet de travailler avec un banc de mesures large bande. Tous les types de quadripôles composant le transceiver peuvent être contrôlés.
Il est également possible de caractériser les fluctuations de phase du composant autour de sa fréquence d’application. Cela permet d’anticiper son comportement lors d’une éventuelle variation de la fréquence d’utilisation.
2.4.3 Conclusion
Il a été montré qu’en modifiant légèrement la configuration du banc de mesure de bruit de phase, il devient possible de caractériser une large gamme de circuits hyperfréquences. On peut contrôler ainsi le bruit de phase généré par une source analogique, comme un VCO, ou numérique comme un DDS.
Le banc de mesure intégré a également la faculté de détecter le bruit de phase résiduel de tous types de quadripôles, qu’ils soient passifs comme les BAW, ou actifs comme des transistors. La capacité de maîtriser le comportement en bruit de phase des transistors dans un circuit permet par exemple de suivre leur évolution dans le temps, et ainsi anticiper les failles de fonctionnement avant qu’elles ne surgissent.
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