Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Au cours des dernières décennies, l’industrie de la micro-électronique a connu une large démocratisation de l’utilisation des applications de télécommunication. L’amélioration des procédés de conception et de fabrication ont permis de produire des circuits analogiques, mixtes et radiofréquences complexes et hautes performances pour ces applications. Toutefois, le coût de test de ces circuits intégrés représente encore une large part du coût de fabrication. En effet, très souvent, tester des fonctions analogiques ne se résume pas à un test fonctionnel mais signifie mesurer les spécifications du circuit. Ces mesures nécessitent l’utilisation d’instruments dédiés bien plus couteux que les ressources numériques disponibles sur un équipement de test industriel standard. Une des spécifications essentielle mais couteuse à caractériser pour les circuits RF est le niveau de bruit de phase. La technique actuellement utilisée en industrie consiste à capturer le signal à l’aide d’un canal testeur analogique équipé d’un convertisseur analogique-numérique hautes performances ; une transformée de Fourier est alors appliquée sur le signal numérisé et le bruit de phase est mesuré sur le spectre résultant. L’approche proposée dans cette thèse consiste à réaliser la mesure de bruit de phase en n’utilisant que des ressources digitales faible coût. L’idée fondamentale consiste à réaliser la capture 1-bit du signal analogique avec un canal numérique standard et à développer des algorithmes de post-traitement dédiés permettant de retrouver l’information relative au bruit de phase à partir d’une évaluation des temps de passages à zéro du signal. Deux méthodes sont présentées. La première méthode est basée sur une estimation de la fréquence instantanée du signal et une analyse de la dispersion induite par le bruit de phase. Cette méthode impose une contrainte forte quant à la fréquence d’échantillonnage à utiliser et s’est révélée sensible au bruit d’amplitude, limitant la gamme de mesures possibles. Une seconde méthode est alors proposée afin de s’affranchir de ces limitations. A partir de la capture binaire du signal analogique, une reconstruction de la phase instantanée du signal est réalisée, puis filtrée puis caractérisée grâce à un outil usuel d’évaluation de stabilité fréquentielle : la variance d’Allan. Cette technique, robuste au bruit d’amplitude et au jitter, peut être paramétrée et permet une caractérisation efficace du bruit de phase sans contrainte fondamentale. En plus des simulations, ces techniques font l‘objet d’une étude stochastique et sont validées expérimentalement sur différents types de signaux à mesurer – générés artificiellement ou provenant de puces sur le marché – et avec différentes conditions mesures – sur oscilloscope ou sur testeur industriel, en laboratoire et en production –. Une implémentation sur puce est aussi proposée et validée avec un prototype sur FPGA. / In recent decades, the microelectronics industry has experienced a wide democratization of the use of telecommunication applications. The improved process design and manufacturing have produced complex and high performance analog, mixed and radio frequency circuits for these applications. However, the test cost of these integrated circuits still represents a large part of the manufacturing cost. Indeed, very often, analog testing is not just a functional test but needs measurements for specification validations. These measurements require the use of dedicated instruments expensive resources on standard industrial test equipment.One of the essential but costly specifications to validate in RF circuitry is the phase noise level. The currently used industrial technique consists in capturing the signal from the circuit under test using an RF tester channel equipped with a high performance analog to digital converter; a Fourier transform is then applied to the digitized signal and the phase noise is measured on the resulting spectrum.The approach proposed in this thesis is to achieve the phase noise measurement using solely digital low-cost resources. The basic idea is to perform 1-bit capture of the analog signal with a standard digital channel and develop post-processing algorithms dedicated for phase noise evaluation from the zero-crossings of the signal.Two methods are presented. The first method is based on an estimate of the instantaneous signal frequency and an analysis of their dispersion induced by phase noise. This method imposes a strong constraint on the sampling frequency to be used and proved to be sensitive to noise amplitude, limiting the range of possible measures. A second method is then proposed to overcome these limitations. From the binary capture of the analog signal, a reconstruction of the instantaneous phase of the signal is carried out, then filtered and characterized by a common tool of frequency stability assessment: the Allan variance. This technique, robust to amplitude noise and jitter, can be parametrized and enables efficient characterization of phase noise without fundamental constraint.In addition to the simulations, these techniques are subject to a stochastic study and are validated experimentally on different types of signals to be measured - artificially generated or from chips on the market - and with different measuring instruments - on oscilloscope or industrial tester, in laboratory and on a production line-. An On-chip implementation is also proposed and validated with a FPGA prototype.

Ce manuscrit est consacré à l'étude du bruit de phase dans les oscillateurs optoélectroniques (OEO) à ligne à retard à fibre optique. Cette classe particulière d'oscillateurs dans la gamme micro-onde a été développée (1994) récemment, et étudiée par différents groupes de recherche dans le monde, du fait de son important potentiel en termes de très faible bruit de phase à court terme (applications radar, spatial, et télécom haut débit). Sur la base d'un modèle théorique s'appuyant sur une description temporelle, nous avons étudié la dynamique de l'oscillateur, et ses propriétés de bruit de phase. L'équation différentielle stochastique, non linéaire, et à retard, est directement dérivée de la description des différents éléments de la chaîne d'oscillation : la non linéarité prédominante d'un modulateur électro-optique de Mach-Zehnder, le temps de retard induit par plusieurs kilomètres de fibre, la dynamique résonante du filtre micro-onde à 10 GHz sélecteur des modes à retard, et les différentes sources de bruit additif et multiplicatif (laser, photodiode, amplificateur RF). La linéarisation de ce modèle autour du point de fonctionnement a permis d'obtenir une expression théorique du bruit de phase et d'amplitude de l'OEO. Ces résultats sont confrontés à une exploration expérimentale des caractéristiques de bruit, à la fois des composants utilisés, et du système complet de l'OEO en régime d'oscillation monomode. Des techniques de mesure de bruit ultra-sensibles, utilisant des architectures optoélectroniques d'un banc de mesure, ainsi que des principes de mesure par corrélation, sont décrites. Une très bonne correspondance entre théorie et expérience est ainsi obtenue. Le travail a abouti à l'identification quantitative des principales sources de bruit limitant les performances de l'OEO. Par l'utilisation de composants optimaux, un niveau de bruit de phase de l'ordre de –?143 dBrad2/Hz à 10 kHz de la porteuse à 10 GHz, a été atteint. La discussion des sources de bruit résiduelles a également permis de proposer des améliorations pour les architectures futures d'OEO.

La combinaison des mesures de bruit en courant et de conductance représente un moyen très puissant pour comprendre le transport électronique à l'échelle mésoscopique. Cette thèse illustre cette affirmation par l'étude de deux structures hybrides supraconducteur - métal normal.

Cette thèse s'intéresse aux problèmes de restauration d'images et de préservation de textures. Cette tache nécessite un modèle image qui permet de caractériser le signal qu'on doit obtenir. Un tel model s'appuie sur la définition de l'interaction entre les pixels et qui est caractérisé par deux aspects : (i) la similarité photométrique entre les pixels (ii) la distance spatiale entre les pixels qui peut être comparée à une grandeur d'échelle. La première partie de la thèse introduit un nouveau modèle non paramétrique d'image. Ce modèle permet d'obtenir une description adaptative de l'image en utilisant des noyaux de taille variable obtenue `a partir d'une étape de classification effectuée au préalable. La deuxième partie introduit une autre approche pour décrire la dépendance entre pixels d'un point de vue géométrique. Ceci est effectué `a l'aide d'un modèle statistique de la co-occurrence entre les observations de point de vue géométrique. La dernière partie est une nouvelle technique de sélection automatique (pour chaque pixel) de la taille des noyaux utilisé au cours du filtrage. Cette thèse est conclue avec l'application de cette dernière approche dans différents contextes de filtrage ce qui montre sa flexibilité vis-à-vis des contraintes liées aux divers problèmes traités.

Le transfert des fréquences ultra-stables entre laboratoires distants est requis par de nombreuses applications concernant la métrologie temps/fréquence, la physique fondamentale, les accélérateurs de particules et l'astrophysique. Cette thèse décrit le développement de liaisons optiques ultra-stables sur des distances de 86 à 300 km. L'objectif à long terme est de développer des liens optiques de 1000 km environ afin de relier les principaux instituts nationaux de métrologie en Europe. Le lien optique est basé sur le transfert de la phase optique d'un laser ultra-stable de longueur d'onde 1542 nm par une fibre optique du réseau de télécommunications. Pour cela ont été développés des lasers stabilisés sur cavité Fabry-Perot et sur fibre optique. L'instabilité relative des lasers stabilisés sur cavité est de l'ordre de 10-15 pour un temps d'intégration de 1 s. Les lasers stabilisés sur fibre sont robustes, compacts, simples, accordables et leur bruit de fréquence est comparable à celui des lasers stabilisés sur cavité pour des fréquences supérieures à quelques dizaines de Hertz. Les liens optiques ont d'abord été démontrés sur 86 km et 172 km en utilisant des fibres dédiées reliant les laboratoires LNE-SYRTE et LPL. L'instabilité relative de fréquence obtenue était de l'ordre de 10-19 pour des temps d'intégration de 104 s. Pour des distances plus grandes, le signal ultra-stable est transféré directement sur le réseau Internet en utilisant un canal de fréquence dédiée, par la technique de multiplexage en longueur d'ondes. Un lien multiplexé a ainsi été démontré sur une distance de 300 km, avec une instabilité relative de fréquence au même niveau qu'avec des fibres dédiées

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Le but de cette étude était de mettre en évidence les évènements les plus désagréables lors de l'utilisation d'un véhicule urbain de livraison. Plus précisément, il s'agissait d'appliquer une méthode d'évaluation psycho-physique, la méthode d'évaluation continue analogique catégorielle, à l'évaluation du désagrément d'une séquence sonore de longue durée. Cette méthode consiste à demander à l'auditeur de déplacer un curseur coulissant continûment le long d'une échelle sur laquelle cinq catégories sont indiquées afin que la position du curseur représente à chaque instant sa perception. Dans une première partie, l'utilisation de la méthode pour l'évaluation d'un caractère complexe, le désagrément, a été validée sur des séquences sonores de synthèse. Dans une seconde partie, elle a été utilisée pour l'évaluation d'une séquence sonore réelle de livraison. En parallèle, une analyse des verbalisations libres des auditeurs a permis d'identifier des caractères sonores responsables de ce désagrément et de valider, en terme de désagrément, les résultats issus de l'évaluation continue. Deux autres applications ont été réalisées : la première étudiait l'influence de la boîte de vitesses (manuelle ou automatique) sur la perception du bruit en accélération d'un véhicule au démarrage. La seconde s'intéressait à la perception d'une séquence de livraison telle qu'un riverain peut l'entendre chez lui et non plus en extérieur. Dans une dernière partie, une expérience complémentaire a été menée pour mettre en évidence le lien entre évaluation continue et jugements globaux de la séquence de livraison.

Le processus de Mumford bidimensionnel est un processus gaussien réel à accroissements stationnaires généralisé qui a été introduit par Mumford et Gidas, en vue de modéliser certaines images naturelles comme les nuages. Nous nous propposons d'étudier la généralisation d'un tel processus.

Thèse de doctorat : Acoustique : Villeurbanne, INSA : 2000. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 119-120.