Modélisation électrothermique de transistors MESFET SiC et ...

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Chapitre I LES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE A L’ETAT SOLIDE (SSPA) f1 Δf f 0 f2 Spectre d’entrée Non-Linéarité - 14 - I 1 2f1-f2 Figure I-4 : Intermodulation d’ordre 3 C 1 f 1 Δf 3Δf f0 C 2 f2 Spectre de sortie I 2 2f2-f1 En sortie de l’amplificateur, les raies d’intermodulation I1 et I2 situées à un écart de fréquence de Δ f des canaux de communications, simulés par les raies C1 et C2, viennent perturber l’information transmise [2]. Parmi les produits d’intermodulation indésirables, le produit d’intermodulation d’ordre 3 porte généralement la puissance la plus élevée mais il est parfois également nécessaire de s’intéresser à l’intermodulation d’ordre 5 afin de vérifier que son niveau ne soit pas supérieur au niveau de l’intermodulation d’ordre 3. Ce qui aurai pour effet, de dégrader encore plus le canal de transmission suivant. Le rapport C/I3 est défini comme étant la différence de puissances exprimée en dBc entre la raie à la fréquence f1 ou bien à la fréquence f2 et la raie d’intermodulation à la fréquence 2f1-f2 ou 2f2-f1. Ce qui permet de définir le C/I3 gauche et le C/I3 droit car en pratique, leurs valeurs peuvent être différentes. Pour une caractérisation globale, le rapport d’intermodulation ordre 3 est souvent exprimé par la formulation suivante : ⎛ C1 + C2 ⎞ C I3 = 10. log⎜ ⎟ (dB) (I.13) ⎝ I1 + I2 ⎠ L’intermodulation d’ordre 3 est un critère standard de linéarité des amplificateurs de puissance. Cependant, il n’est représentatif que d’un signal ou l’énergie est concentrée qu’à deux points de fréquence différents et dont le PAR est seulement 3dB [3], ce qui ne traduit pas complètement les variations temporelles d’un signal modulé à amplifier. Le C/I3 met en évidence les phénomènes non-linéaires intrinsèques des amplificateurs qui traduisent la réaction des circuits de polarisation sur les transistors [4], [5]. Ce critère doit être utilisé avec discernement mais c’est un bon test de linéarité lors de la phase de conception d’un amplificateur.
Chapitre I LES AMPLIFICATEURS DE PUISSANCE A L’ETAT SOLIDE (SSPA) Lorsque le signal à transmettre est une modulation numérique, le signal modulé possède des formes plus sophistiquées qui résultent d’un codage, d’un filtrage et d’une mise en quadrature suivie d’une modulation. Dans ce cas, le rapport d’intermodulation apporte des renseignements sur la linéarité mais n’est plus suffisant pour définir une limite de distorsion pour l’amplificateur. On préfèrera utiliser l’ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) lors de la phase finale de conception d’un amplificateur, son effet de moyennage masquant certaines imperfections de l’intermodulation d’ordre 3. I.2.3 Adjacent Channel Power Ratio (ACPR) La dégradation entraînée par l’amplificateur de puissance étant fortement liée aux variations temporelles de l’enveloppe du signal et notamment en fonction du PAR. Il peut être plus judicieux de caractériser l’amplificateur directement en utilisant le signal de modulation mis en jeu dans l’application visée. L’ACPR (Adjacent Channel Power Ratio) consiste à appliquer à l’entrée d’un amplificateur un signal centré sur la fréquence de travail (f0) et couvrant la bande utile (B) du canal de transmission. Le bruit d’intermodulation est caractérisé par l’ACPR qui est le rapport de niveau de puissance du canal utile sur celui du canal voisin situé à Δf [6]. Tout comme pour l’intermodulation d’ordre 3, il est parfois intéressant de dissocier l’ACPR gauche et droit car en pratique ces valeurs peuvent s’avérer différentes [3]. L’ACPR s’exprime par la formulation suivante : f2 ⎛ ⎞ ⎜ 2. ∫ P( f) . df f1 ⎟ ACPR = 10. log⎜ f4 f6 ⎟ (dB) (I.14) ⎜ + ⎟ ⎝ ∫ P( f) . df 3 ∫ P( f) . df f f5 ⎠ f − f = f − f = f − f avec 2 1 4 3 6 5 - 15 -
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