De manière classique, une caractérisation large signal des amplificateurs de puissance s'effectue en présence d'un signal sinusoïdal CW dans le but de fournir aux concepteurs les informations nécessaires permettant un compromis entre puissance de sortie et rendement en puissance ajoutée. Cependant, Dans les systèmes de communications modernes, les amplificateurs de puissance sont soumis à des signaux de plus en plus complexes (modulations numériques) pour lesquels la linéarité est un critère capital supplémentaire pour les performances globales de ces systèmes. Il est donc indispensable de disposer d'outils de caractérisation fonctionnelle permettant de mesurer l'ensemble de ces critères en présence de ces signaux complexes afin de rendre compte au mieux du comportement du dispositif sous test en le plaçant dans ses conditions réelles de fonctionnement. Ce mémoire présente l'étude et la mise en oeuvre d'un banc de caractérisation fonctionnelle de type "load-pull" pour la mesure de l'ensemble des critères de puissance, rendement et linéarité en présence de tous types de signaux (CW, CW-pulsés, GMSK, QPSK, QAM, etc.). L'ENST dispose d'un banc de mesure "source-pull" et "load-pull" multi-harmonique capable d'optimiser la puissance de sortie et le rendement en puissance ajoutée en mode CW. Ce banc est constitué de réflectomètres six-portes, pour la mesure des impédances et des puissances. Afin de permettre l'utilisation de signaux modulés nous avons implémenté des détecteurs de puissance rapides bas coût à base de diodes Schottky non polarisées pour la détection de puissance au niveau des jonctions six-portes. Pour l'optimisation de la linéarité en plus, nous avons ajouté des modules de contrôle des impédances basses fréquences en entrée et en sortie du composant à tester. Un transistor de puissance MESFET a été testé à la fréquence 1.575 GHz en présence d'un signal modulé QPSK de largeur 1.25 MHz et d'un signal bi-porteuses séparées de 800 kHz pour une polarisation de type A et AB. L'ensemble des mesures effectuées permet d'aboutir aux trois principales conclusions montionnées ci-dessous. Premièrement, les contours "load-pull" d'iso-puissances, d'iso-rendement, d'iso-ACPR et d'iso-produits d'intermodulation d'ordre 3 et 5 montrent que les conditions optimales de puissance, de rendement et de linéarité sont différentes d'où la nécessité de trouver des compromis entre les différents critères. D'autre part, ces résultats montrent qu'il existe une forte corrélation entre l'ACPR et le produit d'intermodulation d'ordre 3 en classe A mais pas en classe AB. De toute façon, quel que soit le degré de corrélation, il apparaît difficile de prédire l'ACPR à partir de la connaissance des produits d'intermodulation. Deuxièmement, l'effet des impédances de source BF n'est notable qu'en classe AB dans la zone de saturation. Cet effet se fait sentir uniquement sur la linéarité (variation de 5 dB pour l'ACPR). Finalement, l'effet des impédances de charge BF apparaît quelle que soit la classe de fonctionnement avec évidemment un effet très prononcé pour les classes fortement non-linéaire comme la classe AB pour laquelle on a observé des variations de 5 à 20 dB pour l'ACPR sur toute la dynamique de mesure. Notons que l'impédance optimale n'est pas obligatoirement un court-circuit, et que cette impédance optimale n'est pas toujours l'impédance minimisant la dissymétrie. Par ailleurs, ces impédances ont également une grande influence sur le rendement (variation observée de 10 points) et sur la puissance de sortie (variation de 1 dB).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:pastel.archives-ouvertes.fr:pastel-00001368 |
| Date | 08 1900 |
| Creators | Bensmida, Souheil |
| Publisher | Télécom ParisTech |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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