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Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 1 Circuits et Systèmes de Communication Micro-ondes Chap.5: Méthodes de conception.

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1 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 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 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 2 Plan I.Graphes de fluence II.Définitions de gains de puissance III.Unilatéralité IV.Concept de stabilité V.Cercles de gain constant VI.Adaptation simultanée entrée-sortie VII.Gain maximum stable VIII. Facteur de bruit

3 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 3  Defnitions I. Graphes de fluence a1a1 a1a1 b2b2 - 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

4 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 4  Quadripole I. Graphes de fluence

5 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 5  Source avec I. Graphes de fluence

6 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 6  Charge avec I. Graphes de fluence

7 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 7  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. I. Graphes de fluence

8 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 8 En appliquant la règle de Mason calculer les expressions suivantes :  Règle de Mason : Exemple I. Graphes de fluence

9 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 9 Deux chemins, une boucle ne touche pas le premier chemins. 3 boucles d’ordre 1, une boucle d’ordre 2.  Règle de Mason : Exemple I. Graphes de fluence

10 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 10  Règles de simplifications I. Graphes de fluence

11 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 11  Règles de simplifications : exemple I. Graphes de fluence

12 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 12  Règles de simplifications : exemple I. Graphes de fluence

13 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 13 Plan I.Graphes de fluence II.Définitions de gains de puissance III.Unilatéralité IV.Concept de stabilité V.Cercles de gain constant VI.Adaptation simultanée entrée-sortie VII.Gain maximum stable VIII. Facteur de bruit

14 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 14 II. Definitions de gains en puissance Transistor Réseau d’Adaptation d’entrée Réseau d’Adaptation de sortie Puissance disponible du générateur Puissance d’entrée dans le réseau Puissance disponible a la sortie du réseau Puissance délivrée par la charge

15 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 15 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 II. Definitions de gains en puissance

16 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 16  Gain transducique Gain transducique = Puissance délivrée a la charge (P C ) Puissance disponible au générateur (P DG ) II. Definitions de gains en puissance

17 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 17  Gain Opérant Gain Opérant = Puissance délivrée a la charge (P C ) Puissance d’entrée (P E ) II. Definitions de gains en puissance

18 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 18  Gain Disponible Gain Disponible (Available) = Puissance disponible a la sortie (P DS ) Puissance disponible au générateur(P DG ) II. Definitions de gains en puissance

19 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 19 Plan I.Graphes de fluence II.Définitions de gains de puissance III.Unilatéralité IV.Concept de stabilité V.Cercles de gain constant VI.Adaptation simultanée entrée-sortie VII.Gain maximum stable VIII. Facteur de bruit

20 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 20 III. Unilateralité  Gain Transducique unilatéral

21 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 21  Figure d’unilateralité III. Unilateralité

22 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 22 Plan I.Graphes de fluence II.Définitions de gains de puissance III.Unilatéralité IV.Concept de stabilité V.Cercles de gain constant VI.Adaptation simultanée entrée-sortie VII.Gain maximum stable VIII. Facteur de bruit

23 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 23 IV. Concept de stabilité Les valeurs de qui produisent sont sur un cercle de rayon et de centre sur l’abaque de Smith:  Cercle de stabilité en sortie

24 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 24 Les valeurs de qui produisent sont sur un cercle de rayon et de centre sur l’abaque de Smith:  Cercle de stabilité en entrée IV. Concept de stabilité

25 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 25  Stabilité inconditionnelle IV. Concept de stabilité

26 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 26 Plan I.Graphes de fluence II.Définitions de gains de puissance III.Unilatéralité IV.Concept de stabilité V.Cercles de gain constant VI.Adaptation simultanée entrée-sortie VII.Gain maximum stable VIII. Facteur de bruit

27 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 27 V. Cercles de gain constant  Gain Opérant

28 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 28  Gain Opérant V. Cercles de gain constant

29 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 29  Gain Disponible V. Cercles de gain constant

30 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 30  Gain Disponible V. Cercles de gain constant

31 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 31 Plan I.Graphes de fluence II.Définitions de gains de puissance III.Unilatéralité IV.Concept de stabilité V.Cercles de gain constant VI.Adaptation simultanée entrée-sortie VII.Gain maximum stable VIII. Facteur de bruit

32 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 32 VI. Adaptation simultanée entrée-sortie Signe - si et  Conditions d’adaptation simultanée sur les coefficients de réflexions de la source et de la charge

33 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 33 Plan I.Graphes de fluence II.Définitions de gains de puissance III.Unilatéralité IV.Concept de stabilité V.Cercles de gain constant VI.Adaptation simultanée entrée-sortie VII.Gain maximum stable VIII. Facteur de bruit

34 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 34 VII. Gain maximum stable

35 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 35 Plan I.Graphes de fluence II.Définitions de gains de puissance III.Unilatéralité IV.Concept de stabilité V.Cercles de gain constant VI.Adaptation simultanée entrée-sortie VII.Gain maximum stable VIII. Facteur de bruit

36 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 36 VIII. Facteur de bruit Bruit a la sortie Bruit du au sources exterieurs Gain disponible de l’amplificateur Bruit additionelle dues au composants de l’amplificateur

37 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 37 VIII. Facteur de bruit

38 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 38  Mesure du facteur de bruit VIII. Facteur de bruit

39 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 39  Mesure du facteur de bruit VIII. Facteur de bruit

40 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 40  Quadripole passif Quadripole sans perte VIII. Facteur de bruit

41 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 41 Admittance du générateur conductance du générateur valeur minimum du facteur de bruit Admittance du générateur qui correspond à résistance de bruit: quantifie la sensibilité du facteur de bruit à la variation de l'admittance du générateur autour de la valeur optimum Le facteur de bruit d'un quadripôle actif change en fonction de l'impédance du générateur VIII. Facteur de bruit

42 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 42 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 VIII. Facteur de bruit

43 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 43 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: VIII. Facteur de bruit

44 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 44 VIII. Facteur de bruit

45 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 45 VIII. Facteur de bruit

46 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 46 Figure de mérite VIII. Facteur de bruit

47 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 47 Cascade d'amplificateurs identiques VIII. Facteur de bruit

48 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 48  Cercles de Facteur de Bruit Constant VIII. Facteur de bruit

49 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 49 VIII. Facteur de bruit  Cercles de Facteur de Bruit Constant

50 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 50 Compromis entre le facteur de bruit et le gain associé VIII. Facteur de bruit

51 Février 2007 Circuits et systèmes de communications micro-ondes – ELE4501 51 Le facteur de bruit d'un transistor atteint une valeur minimum pour une valeur particulière du coefficient de réflexion au générateur. L’adaptation d'un transistor au minimum de facteur de bruit ne corresponds pas nécessairement aux conditions d'adaptation pour le gain maximum. L'application d'une contre-réaction réactive peut améliorer le coefficient de réflexion à l'entrée en conservant la mesure de bruit minimum. Les cercles à bruit constant et les cercles de gain disponible permettent de sélectionner le meilleur compromis entre le gain et le bruit. VIII. Facteur de bruit


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