Circuits et Systmes de Communication Microondes Chap 5

Circuits et Systèmes de Communication Micro-ondes Chap. 5: Méthodes de conception et de réalisation des blocs fonctionnels (2) Halim Boutayeb Phone: (514) 875 -1266 ex. 3066 boutayeb@emt. inrs. ca Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 1

Plan I. Polarisation DC des éléments actifs II. Amplificateurs large bande III. Amplificateurs de puissance IV. Classes d’opérations V. Amplificateurs multi-étages VI. Stabilisation des transistors RF VII. Circuits micro-rubans Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 2

I. Polarisation DC des éléments actifs v Différentes méthodes de polarisations d’un transistor Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 3

Plan I. Polarisation DC des éléments actifs II. Amplificateurs large bande III. Amplificateurs de puissance IV. Classes d’opérations V. Amplificateurs multi-étages VI. Stabilisation des transistors RF VII. Circuits micro-rubans Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 4

II. Amplificateurs large bande Trois étapes inter-liées qui nécessitent des compromis : - Sélection du transistor, - Choix du principe d'adaptation et de la topologie du circuit, - Choix de la technologies de fabrication. Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 5

II. Amplificateurs large bande v Principes d'adaptation d'impédance Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 6

II. Amplificateurs large bande v Caractéristiques différents amplificateurs Amplificateurs Multiplicatifs Réseaux avec pertes Actif Amplificateurs Additifs Distribué faible Très faible à faible Moyen à élevé Élevé Mauvaise Passable à bonne Très bonne Bonne Adaptation de sortie Passable à faible Bonne Très bonne Bonne Fréquence d'opération Technologie 1 à 60 GHz 0. 1 à 18 GHz 0. 1 à 10 GHz 1 à 40 GHz Hybride monolithique Monolithique préférence Applications Faible bruit bande passante, Haut gain à largeur de bande moyenne ou élevée Passe-bas ou passebande à très grande largeur de bande Passe-bas à très grande largeur de bande Très grande largeur de bande Principe d'adaptation Largeur de bande Réactif Contre-réaction Étroite à Large Multi-octave Gain par étage Facteur de bruit Haut à faible dépendamment de la largeur de bande Très faible à faible Adaptation d'entrée Février 2007 ou Hybride monolithique ou Passe-bas ou passebande à très grande largeur de bande Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 de 7

II. Amplificateurs large bande v Configurations d'amplificateurs Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 8

Plan I. Polarisation DC des éléments actifs II. Amplificateurs large bande III. Amplificateurs de puissance IV. Classes d’opérations V. Amplificateurs multi-étages VI. Stabilisation des transistors RF VII. Circuits micro-rubans Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 9

III. Amplificateurs de puissance v Caractéristiques large signal en gain Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 10

III. Amplificateurs de puissance v Adaptation d’impédance large signal Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 11

III. Amplificateurs de puissance v Test Load-Pull Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 12

III. Amplificateurs de puissance v Class B Push-Pull Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 13

III. Amplificateurs de puissance v Class B Syntonisée Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 14

III. Amplificateurs de puissance v Produit d’inter-modulation et point d’interception du troisième ordre Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 15

Plan I. Polarisation DC des éléments actifs II. Amplificateurs large bande III. Amplificateurs de puissance IV. Classes d’opérations V. Amplificateurs multi-étages VI. Stabilisation des transistors RF VII. Circuits micro-rubans Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 16

IV. 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°). Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 17

IV. Classes d’opérations Amplificateur Classe A (faible rendement) Classe B Push Pull Février 2007 Amplificateur Classe B (meilleur rendement, plus de distorsion) Amplificateur Classe C (fort rendement, distorsion importante) Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 18

Plan I. Polarisation DC des éléments actifs II. Amplificateurs large bande III. Amplificateurs de puissance IV. Classes d’opérations V. Amplificateurs multi-étages VI. Stabilisation des transistors RF VII. Circuits micro-rubans Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 19

V. Amplificateurs multi-étages v Amplificateurs à deux étages Gain élevé Haute puissance Février 2007 Faible bruit Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 20

Plan I. Polarisation DC des éléments actifs II. Amplificateurs large bande III. Amplificateurs de puissance IV. Classes d’opérations V. Amplificateurs multi-étages VI. Stabilisation des transistors RF VII. Circuits micro-rubans Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 21

VI. Stabilisation d’un transistor v Exemple Connaissant les cercles de stabilités en entrée et sortie, comment stabiliser le transistor? Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 22

VI. Stabilisation d’un transistor v Exemple Les possibilités de stabilisation Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 23

Plan I. Polarisation DC des éléments actifs II. Amplificateurs large bande III. Amplificateurs de puissance IV. Classes d’opérations V. Amplificateurs multi-étages VI. Stabilisation des transistors RF VII. Circuits micro-rubans Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 24

VII. Circuits micro-rubans v Stub en circuit ouvert Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 25

VII. Circuits micro-rubans Interstice Série Incision transverse Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 26

VII. Circuits micro-rubans v Jonction en T Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 27

VII. Circuits micro-rubans v Jonction en T compensée Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 28

VII. Circuits micro-rubans v Jonction en T asymétrique v Lignes couplées Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 29

VII. Circuits micro-rubans v Resistance Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 30

VII. Circuits micro-rubans v Inductances Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 31

VII. Circuits micro-rubans v Condensateurs Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 32

VII. Circuits micro-rubans v Mise à la masse Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 33

VII. Circuits micro-rubans v Coudes Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE 4501 34