Circuits et Systèmes de Communication Micro-ondes Circuits et Systèmes de Communication Micro-ondes

(1)

Circuits et Systèmes de Communication Micro-ondes Circuits et Systèmes de Communication Micro-ondes

Chap.

Chap. 5 5 : : Méthodes de conception et de réalisation des Méthodes de conception et de réalisation des blocs fonctionnels (2)

blocs fonctionnels (2)

Halim Boutayeb Halim Boutayeb

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Février

Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 22

Plan Plan

I. I. Polarisation DC des Polarisation DC des é é l l é é ments actifs ments actifs II. II. Amplificateurs large bande Amplificateurs large bande

III. III. Amplificateurs de puissance Amplificateurs de puissance IV. IV. Classes d’opérations Classes d’opérations

V. V. Amplificateurs multi-étages Amplificateurs multi-étages

VI. VI. Stabilisation des transistors RF Stabilisation des transistors RF

VII. VII. Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

(3)

I. I. Polarisation DC des Polarisation DC des é é l l é é ments actifs ments actifs

 Différentes méthodes de polarisations d’un transistor

(4)

Février

Plan Plan

I. I. Polarisation DC des éléments actifs Polarisation DC des éléments actifs II. II. Amplificateurs large bande Amplificateurs large bande

III. III. Amplificateurs de puissance Amplificateurs de puissance IV. IV. Classes d’opérations Classes d’opérations

V. V. Amplificateurs multi-étages Amplificateurs multi-étages

VI. VI. Stabilisation des transistors RF Stabilisation des transistors RF

VII. VII. Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

(5)

II I I. Amplificateurs large bande . Amplificateurs large bande

- Sélection du transistor,

- Choix du principe d'adaptation et de la topologie du circuit,

- Choix de la technologies de fabrication.

Trois étapes inter-liées qui nécessitent

des compromis :

(6)

Février

II I I. Amplificateurs large bande . Amplificateurs large bande

 Principes d'adaptation d'impédance

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Amplificateurs Multiplicatifs Amplificateurs Additifs

Principe d'adaptation

Réactif Contre-réaction Réseaux avec pertes Actif Distribué

Largeur de bande Étroite à Large Multi-octave Gain par étage Haut à faible

dépendamment de la largeur de bande

faible faible Très faible à faible faible

Facteur de bruit Très faible à faible Moyen à élevé Élevé Moyen à élevé Élevé

Adaptation d'entrée Mauvaise Passable à bonne Passable à bonne Très bonne Bonne

Adaptation de sortie Passable à faible Bonne Bonne Très bonne Bonne

Fréquence d'opération

1 à 60 GHz 0.1 à 18 GHz 0.1 à 18 GHz 0.1 à 10 GHz 1 à 40 GHz

Technologie Hybride Hybride ou

monolithique

Hybride ou

monolithique

Monolithique Monolithique de préférence

Applications Faible bruit bande passante, Haut gain à largeur de bande

Passe-bas ou passe- bande à très grande largeur de bande

Passe-bas à très grande largeur de bande

Très grande largeur de bande

II I I. Amplificateurs large bande . Amplificateurs large bande

 Caractéristiques des différents amplificateurs

(8)

Février

II I I. Amplificateurs large bande . Amplificateurs large bande

 Configurations d'amplificateurs

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Plan Plan

I. I. Polarisation DC des éléments actifs Polarisation DC des éléments actifs II. II. Amplificateurs large bande Amplificateurs large bande

III. III. Amplificateurs de puissance Amplificateurs de puissance IV. IV. Classes d’opérations Classes d’opérations

V. V. Amplificateurs multi-étages Amplificateurs multi-étages

VI. VI. Stabilisation des transistors RF Stabilisation des transistors RF

VII. VII. Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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Février

Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 1010

I I II. Amplificateurs II . Amplificateurs de puissance de puissance

 Caractéristiques large signal en gain

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I I II. Amplificateurs II . Amplificateurs de puissance de puissance

 Adaptation d’impédance large signal

(12)

Février

I I II. Amplificateurs II . Amplificateurs de puissance de puissance

 Test Load-Pull

(13)

I I II. Amplificateurs II . Amplificateurs de puissance de puissance

 Class B Push-Pull

(14)

Février

I I II. Amplificateurs II . Amplificateurs de puissance de puissance

 Class B Syntonisée

(15)

I I II. Amplificateurs II . Amplificateurs de puissance de puissance

 Produit d’inter-modulation et point d’interception du troisième ordre

(16)

Février

Plan Plan

I. I. Polarisation DC des éléments actifs Polarisation DC des éléments actifs II. II. Amplificateurs large bande Amplificateurs large bande

III. III. Amplificateurs de puissance Amplificateurs de puissance IV. IV. Classes d Classes d ’ ’ op op é é rations rations

V. V. Amplificateurs multi-étages Amplificateurs multi-étages

VI. VI. Stabilisation des transistors RF Stabilisation des transistors RF

VII. VII. Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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I I V V . Classes d’opérations . Classes d’opérations

Classe A :

La totalité du signal d’entrée (100%) est utilisée (angle de conduction a = 360°).

Classe B :

La moitié du signal (50%) est utilisée (a = 180°).

Classe AB :

Plus de la moitié mais pas la totalité du signal (50–100%) est utilisée (180° < a < 360°).

Classe C:

Moins de la moitié (0–50%) du signal est utilisée

(0 < a < 180°).

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Février

I I V V . Classes d’opérations . Classes d’opérations

Amplificateur Classe A (faible rendement) Amplificateur Classe B (meilleur rendement, plus de distorsion)

Classe B Push Pull

Amplificateur Classe C (fort rendement,

distorsion importante)

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Plan Plan

I. I. Polarisation DC des éléments actifs Polarisation DC des éléments actifs II. II. Amplificateurs large bande Amplificateurs large bande

III. III. Amplificateurs de puissance Amplificateurs de puissance IV. IV. Classes d’opérations Classes d’opérations

V. V. Amplificateurs multi- Amplificateurs multi- é é tages tages

VI. VI. Stabilisation des transistors RF Stabilisation des transistors RF

VII. VII. Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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Février

 Amplificateurs à deux étages

V. Amplificateurs multi-étages V. Amplificateurs multi-étages



IN,1



^*

S

 





OUT,1



^*

M ,

IN

 





IN,2



^*

M ,

OUT

 





_OUT_,₂



^*

L

 

 ^

_S

^  ^

_IN_,₁



^*

1 , LP M

,

IN

 





_IN_,₂



^*

M ,

OUT

 



2 , LP

L

 



1 , OPT S

 





OUT,1



^*

M ,

IN

 



2 , OPT M

,

OUT

 

 ^

_L

^  ^

_OUT_,₂



^*

Gain élevé

Haute puissance  Faible bruit 

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Plan Plan

I. I. Polarisation DC des éléments actifs Polarisation DC des éléments actifs II. II. Amplificateurs large bande Amplificateurs large bande

III. III. Amplificateurs de puissance Amplificateurs de puissance IV. IV. Classes d’opérations Classes d’opérations

V. V. Amplificateurs multi-étages Amplificateurs multi-étages

VI. VI. Stabilisation des transistors RF Stabilisation des transistors RF

VII. VII. Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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Février

VI. Stabilisation d’un transistor VI. Stabilisation d’un transistor

 Exemple

Connaissant les cercles de stabilités en entrée et sortie, comment stabiliser le

transistor?

(23)

VI. Stabilisation d’un transistor VI. Stabilisation d’un transistor

 Exemple

Les possibilités de stabilisation

(24)

Février

Plan Plan

I. I. Polarisation DC des éléments actifs Polarisation DC des éléments actifs II. II. Amplificateurs large bande Amplificateurs large bande

III. III. Amplificateurs de puissance Amplificateurs de puissance IV. IV. Classes d’opérations Classes d’opérations

V. V. Amplificateurs multi-étages Amplificateurs multi-étages

VI. VI. Stabilisation des transistors RF Stabilisation des transistors RF

VII. VII. Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

 Stub en circuit ouvert

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Février

Interstice Série 

V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

Incision transverse



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 Jonction en T

V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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Février

 Jonction en T compensée

V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

 Jonction en T asymétrique

 Lignes couplées

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Février



W

Couche résistive

Plan de masse Substrat Contacts

V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

 Resistance

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

_





2 Z_h tan  X

V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

 Inductances

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Février

 Condensateurs

V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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 Mise à la masse

V V II II . . Circuits micro-rubans Circuits micro-rubans

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Février