La Conception Optimale De Circuits Oscillateurs Bruit De Phase Minimum Application La R Alisation D Un Oscillateur En Bande X Dans Le Cadre Du Projet Pharao
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La conception optimale de circuits oscillateurs à bruit de phase minimum. Application à la réalisation d'un oscillateur en bande X dans le cadre du projet PHARAO
CE MEMOIRE EST CONSACRE A LA CONCEPTION OPTIMALE D'OSCILLATEURS A BRUIT DE PHASE MINIMUM. PLUSIEURS TECHNIQUES EXISTENT, A L'HEURE ACTUELLE, POUR APPORTER UNE REPONSE AU PROBLEME DU BRUIT DE PHASE AU SEIN DES OSCILLATEURS LIBRES UTILISANT DES TRANSISTORS MICROONDES PERFORMANTS ASSOCIES A DES RESONATEURS DIELECTRIQUES A FORT COEFFICIENT DE QUALITE. TOUTEFOIS, AUCUNE METHODE NE PERMET D'ATTEINDRE LE MINIMUM DE BRUIT A PARTIR D'UNE ARCHITECTURE DE CIRCUIT DONNEE. NOTRE TRAVAIL S'INSCRIT DONC DANS LE CADRE DE LA RECHERCHE D'UNE METHODE DE CONCEPTION DE TELS DISPOSITIFS. DANS LE BUT DE DEGAGER LES PARAMETRES INFLUANT SUR LE BRUIT DE PHASE, NOUS AVONS CHOISI UNE STRUCTURE D'OSCILLATEUR A TRANSISTOR ET RESONATEUR DIELECTRIQUE QUI ALLIE SIMPLICITE ET PERFORMANCE. A PARTIR D'UN TRANSISTOR ADAPTE SUR 50 ET D'UNE CAVITE RESONANTE DONNES, NOUS AVONS DETERMINE LES COEFFICIENTS DE COUPLAGE DU RESONATEUR AVEC LE RESTE DU CIRCUIT AUTORISANT L'OPTIMISATION DE LA PENTE DE SUSCEPTANCE RAMENEE EN ENTREE DU CIRCUIT OU LA MAXIMISATION DU COEFFICIENT DE QUALITE, PARAMETRES ESSENTIELS INFLUANT SUR LE BRUIT DE PHASE. LA PREMIERE OPTIMISATION GARANTIT CEPENDANT DE MEILLEURS PERFORMANCES. DE PLUS, UN FONCTIONNEMENT EN PUISSANCE AJOUTEE MAXIMALE DU TRANSISTOR ASSURE UN TRANSFERT D'ENERGIE OPTIMAL ENTRE LES ACCES DE LA CAVITE. ENFIN, DEUX DEPHASEURS, INTRODUITS DE PART ET D'AUTRE DU RESONATEUR COUPLE, PERMETTENT UN REGLAGE FINAL DU CIRCUIT OSCILLATEUR AFIN D'OBTENIR LE MINIMUM DE BRUIT. CES DIFFERENTES CONCLUSIONS ONT ETE ENTIEREMENT VALIDEES PAR LE BIAIS DE LA SIMULATION NUMERIQUE ET DE L'EXPERIMENTATION. LA REALISATION D'UNE MAQUETTE D'OSCILLATEUR SUR TABLE, FONCTIONNANT A 9.2 GHZ ET S'INSCRIVANT DANS LE CADRE DU PROJET PHARAO FINANCE PAR LE CNES CONSTITUE L'ABOUTISSEMENT DE CE TRAVAIL.
Application de la méthode d'analyse en boucle ouverte à la conception d'oscillateurs à résonateur diélectrique et contrôlé en tension en bande X, à très faible bruit de phase
CE TRAVAIL PROPOSE L'ANALYSE EN FORT SIGNAL ET EN BRUIT DES OSCILLATEURS UTILISANT DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP ET BIPOLAIRES A HETEROJONCTION. APRES UN RAPIDE TOUR D'HORIZON SUR LA MODELISATION ANALYTIQUE DES TRANSISTORS HYPERFREQUENCES, NOUS MONTRONS LA METHODE D'ANALYSE EN FORT SIGNAL DES OSCILLATEURS BASEE SUR LE FORMALISME DES SYSTEMES BOUCLES. UNE EXTENSION DE CELLE-CI AU CAS DES TRANSISTORS BIPOLAIRES A HETEROJONCTION EST PRESENTEE. LE CALCUL DU SPECTRE DE BRUIT DE PHASE DE CES CIRCUITS EST EFFECTUE PAR DEUX METHODES QUI SONT COMPAREES SUR TROIS CIRCUITS UTILISANT DES ELEMENTS ACTIFS DIFFERENTS. UNE ETUDE A PERMIS DE MONTRER L'INFLUENCE DE CERTAINES NON LINEARITES DU TRANSISTOR SUR LE SPECTRE DE BRUIT DE PHASE DES OSCILLATEURS. CES DIFFERENTES METHODES SONT APPLIQUEES A LA CONCEPTION D'UN OSCILLATEUR A RESONATEUR DIELECTRIQUE ET D'UN OSCILLATEUR CONTROLE EN TENSION FONCTIONNANT A 10 GHZ EN TECHNOLOGIE MONOLITHIQUE ET POSSEDANT UN TRES FAIBLE SPECTRE DE BRUIT DE PHASE.
Conceptions et modélisations d'oscillateurs et de leurs boucles à verrouillage de phase associées pour des applications de radiocommunications mobiles professionnelles
Cette thèse a pour objet la conception et la modélisation d’oscillateurs pour des applications de radiocommunications professionnelles. Une étude préalable de recherche de circuits existants est réalisée pour une intégration sur silicium en technologie CMOS standard. Les conclusions de cette étude aboutissent au choix d’un oscillateur à résonateur LC. Une méthode de conception est aussi détaillée pour optimiser les performances en bruit de phase pour une architecture donnée. Les résultats mesurés confirment la méthodologie et permettent la validation circuit. La structure décrite sera ainsi réutilisable lors de futures migrations technologiques. Une modélisation du circuit en Verilog-A est développée afin d’autoriser, en terme de convergence et de rapidité, la simulation du bruit de phase. Ce modèle utilise essentiellement des paramètres technologiques. Le transfert du modèle en langage VHDL-AMS a permis de simuler l’intégralité de la chaîne de réception avec un langage standard.