Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Intégrité du signal et de la puissance“

Dans le processus ample et complexe de la lutte pour l’achèvement de l’État national roumain moderne, l’ancienne capitale de Moldavie (la ville de Yassy) a joué un rôle décisif, signalé pour la première fois par le grand historien A. D. Xenopol. Un aspect significatif et en même temps un argument dans ce sens sont offerts par ce texte consacré à l’organisation de la lutte pour l’unité nationale dans les Principautés Roumaines, immédiatement après la clôture du Congrès de Paris (1856), qui pacifiait pour une période l’éternelle « question orientale ». Mais, ce que le conclave diplomatique européen n’a pas réussi – l’unité nationale roumaine – allait être achevé par les Roumains même, tout en affirmant clairement les droits et les objectifs nationaux, ainsi que les moyens de leur accomplissement. Le fondement de tout effort patriotique a été représenté à ce moment-là par « la Société de l’Union » de Yassy, organisée le 25 mai 1856 et composée des leaders unionistes moldaves : M. Kogălniceanu, V. Alecsandri, C. Negri, C. Hurmuzachi, V. Mălinescu etc., qui ont formulé et distribué, dans l’espace roumain extra-carpatique entier, les lignes directrices du programme national. Les deux Assemblées consultatives (des Divans ad-hoc) de Bucarest et Yassy les ont reprises et appropriées en intégralité pour les transmettre ultérieurement aux Puissances européennes garantes, qui ont élaboré – sur leur base – l’éphémère Constitution pour les Principautés Unies, la Convention de Paris (1858).

Ce travail est consacré à l’étude et la réalisation pratique d’un variateur de vitesse d’un moteur à courant continu à aimant purement pour le séchage solaire. Les tâches de ce travail sont: la génération d’un signal triangulaire, la comparaison entre le signe e de référence et le signal triangulaire et la génération de la commande MLI, puis, nous avons réalisé le circuit de puissance (hacheur série). Le séchage solaire demeure à l’état expérimental. Dans ce but, notre travail se veut une contribution à une meilleure connaissance des mécanismes de transfert de l’humidité (migration interne) et les transferts de chaleur et de masse à l’interface produit – air, ainsi que des caractéristiques générales de l’air asséchant (humidité, débit, etc.).

Le « neurofeedback » est une technique de biofeedback, appelée également « EEG biofeedback », utilisant l’enregistrement électroencéphalographique (EEG). Cette technique existe depuis près de 30 ans. Deux grands types de protocoles de neurofeedback en fonction du type de traitement en temps réel réalisé sur le signal EEG sont retrouvés. Dans le premier, la puissance spectrale d’une bande fréquentielle EEG en regard d’une région cérébrale est calculée. Il peut être par exemple demandé au sujet d’augmenter la puissance spectrale de la bande bêta ou de diminuer celle de la bande thêta enregistrées sur l’électrode Cz, donc en regard de la région centrale médiale. Dans le second, l’amplitude d’un potentiel lent, appelé SCP pour Slow Cortical Potential, en Cz est calculé. Il est alors demandé au sujet soit d’augmenter, soit de diminuer l’amplitude du SCP. Le neurofeedback permet principalement de favoriser les capacités attentionnelles et d’éveil d’un sujet. Ainsi son application thérapeutique est principalement le trouble déficit de l’attention avec hyperactivité (TDAH), où il s’agit d’une technique désormais considérée comme valide. Il est également utilisé comme thérapeutique complémentaire non pharmacologique dans la prise en charge des troubles envahissant du développement et dans les épilepsies pharmacorésistantes. Ces applications dans d’autres troubles psychiatriques restent plus marginales. Le neurofeedback est très peu connu et développé en France. Pourtant, il permet un renouveau de la neurophysiologie clinique en psychiatrie en proposant une approche thérapeutique et ouvre des voies de recherches neurophysiologiques novatrices.

Le but de cet article est d’initier le lecteur à certaines pratiques qui, grâce à l’usage d’objets technologiques, permettent de moduler les frontières et les limites du corps humain. La vision occidentale du corps a radicalement changé avec la montée en puissance de la science et de la technologie dans notre environnement, et nombreuses sont désormais les questions générées par les pratiques d’insertion réelle d’objets techniques au sein de notre enveloppe corporelle : nous parlons bien entendu ici des prothèses et des implants. Nous aborderons la question de la mise en place de prothèses ou d’implants au sein du corps, dans un but de restauration de frontières abîmées par la mutilation (amputation d’un membre ou d’une articulation). Afin d’aider le sujet amoindri par les blessures de son corps à surmonter cette éprouvante étape identitaire, la prothèse se doit donc de reconstruire ces frontières abîmées, et de rendre (autant que possible) au corps et au sujet leur intégrité initiale. Par ailleurs, au-delà des différentes façons de modifier le corps à des fins réparatrices, de nouveaux usages technologiques du corps apparaissent, s’inscrivant dans une démarche volontaire et expérimentale (création de nouveaux dispositifs destinés à être implantés dans le corps à des fins amélioratives) : il s’agit là des pratiques récentes parfois connues sous le terme de body hacking. Toutes ces transformations du corps par les prothèses (qu’elles soient à des fins thérapeutiques ou ludiques) provoquent et questionnent les croyances normatives liées au mythe d’un corps « naturel » et « normé », ainsi que nous le montrent les exemples abordés dans cet article. Notre objectif est de mettre en lumière la fécondité de l’observation des usages liés aux implants et prothèses et la pertinence du concept de cyborg dans le cadre de l’étude et la compréhension contemporaines du corps.

Nous voulons présenter, dans cet article, une description du logiciel ainsi que l’armoire de puissance d’un banc d’essai destiné pour faire le relevé de la caractéristique, hauteur manométrique totale et rendement de la pompe en fonction du débit, pour les électropompes solaires triphasées par variation de la fréquence du signal statorique. Ce banc d’essai a été étudié et réalisé à l’Unité de Recherche en Energies Renouvelables en Milieu Saharien sise à Adrar (Algérie).

RÉSUMÉ La traduction la plus classique d'un événement répété sur l'électroencéphalogramme (EEG) est le potentiel évoqué dont la mise en évidence repose sur le moyennage de l'EEG. La condition nécessaire à cette technique est qu'il existe une relation de phase entre le stimulus et le potentiel évoqué par ce stimulus. La réactivité des rythmes EEG induite par un événement ne peut donc pas être mise en évidence par une simple technique de moyennage, cette réactivité ne survenant pas toujours à la même phase du signal. L'étude de cette réactivité est possible par la méthode des Désynchronisations et Synchronisations Liées à l'Événement (DLE/SLE) proposée par Pfurtscheller et Aranibar en 1977. Cette méthode consiste à mesurer l'évolution temporelle de la puissance du signal EEG dans une bande de fréquence donnée, avant, pendant, et après un événement. La DLE correspond à l'atténuation d'amplitude d'un rythme EEG en rapport avec un événement. Inversement, une augmentation d'amplitude en relation avec l'événement correspond à une SLE. Les DLE traduisent l'activation des aires corticales sous‐jacentes. Les SLE traduiraient en partie la mise au repos du cortex, et probablement également des phénomènes de réafférentation somesthésique. Cette méthode peut être appliquée à l'étude de nombreux processus: mnésiques, auditifs, attentionnels, anticipatoires et moteurs. Ainsi un mouvement volontaire auto‐commandé de la main dominante s'accompagne d'une DLE précoce des rythmes mu et bêta précédant le mouvement de respectivement 2 000 et 1 500 ms, enregistrée en regard de la région centrale contralatéral. Cette DLE devient bilatérale au début du mouvement et est maximale à la fin de celui‐ci. Elle est alors suivie d'une SLE des rythmes bêta. Nous montrons que ces phénomènes de DLE/SLE varient en fonction du type de mouvement, et permettent d'explorer les modifications de l'excitabilité corticale rencontrées au cours de la maladie de Parkinson et de l'épilepsie avec crises motrices.

Les contraintes économiques actuelles amènent les entreprises d'électronique non seulement à innover à un rythme très soutenu mais aussi à réduire le cycle de conception des nouveaux produits. Afin de rester compétitives, ces entreprises doivent proposer régulièrement de nouveaux produits comportant de nouvelles fonctionnalités, ou améliorant les performances des produits de la génération précédente. Les progrès réalisés peuvent être quantifiés par exemple en terme de vitesse de fonctionnement, encombrement, autonomie et consommation d'énergie. La conception des cartes électroniques incluant ces contraintes est alors délicate. En effet, l'intégration de nouvelles fonctions tout comme la miniaturisation des produits entraînent une densification du circuit imprimé. Le nombre de couches utilisé augmente, l'isolement entre les signaux diminue, l'utilisation de circuits intégrés comportant différentes fonctions comme les SOC ou les SIP entraîne une multiplication du nombre de potentiels d'alimentation. L'augmentation des performances des systèmes impliquent une élévation du taux de débits de données circulant au sein du circuit imprimé et par conséquent l'augmentation des fréquences d'horloge et des signaux. Ces contraintes entraînent l'apparition de problèmes de compatibilité électromagnétique, d'intégrité du signal et d'intégrité de puissance. Il est alors nécessaire de limiter les risques de dysfonctionnement de la carte par une maîtrise des phénomènes qui se produisent d'une part par une analyse de dimensionnement précise afin d'éliminer ou de réduire les problèmes au plus tôt dans la phase de conception et d'autre part en effectuant des simulations de validation une fois la carte terminée. Cette thèse proposée par la société Thales Communications and Security en collaboration avec le laboratoire des Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l’Énergie (SATIE) de l’École Normale Supérieure de Cachan dans le cadre d'une Convention Industrielle de Formation par la REcherche (CIFRE) a pour but le développement d'une méthodologie d'analyse et de conception du réseau du distribution d'énergie de cartes numériques complexes dans le but de garantir leur fonctionnement sans, ou en réduisant le nombre d'itérations de prototypage. L'introduction au contexte, une description du système étudié et des phénomènes physiques régissant son fonctionnement ainsi qu'un état de l'art des techniques d'analyse d'intégrité de puissance constituent le premier chapitre de ce mémoire. La présentation du véhicule de test, support de tous les résultats de mesure, conçu durant la deuxième année de thèse est l'objet du second chapitre. Ce chapitre dénombre et décrit l'ensemble des scenarii et des réalisations créés pour la mesure des phénomènes propres à l'intégrité de puissance et la corrélation de résultats de simulation avec ceux obtenus en mesure. Dans une troisième partie, les techniques de modélisations de chaque élément constituant le réseau de distribution d'énergie sont décrites. Afin de démontrer la validité des modèles utilisés, les résultats de simulation obtenus pour chaque élément ont été confrontés à des résultats de mesure. Le quatrième chapitre présente la méthodologie de conception et d'analyse de la stabilité des alimentations développée suite aux résultats obtenus des différentes techniques de modélisation. Les outils utilisés sont précisément décrits et les résultats de simulation confrontés à ceux de mesure du système complet du véhicule de test. Dans le chapitre 5, l'intérêt de la modélisation des réseaux de distribution d'énergie sera étendu aux études d'intégrité du signal en démontrant comment son inclusion aux simulations permet d'obtenir, lors de la mise en œuvre de co-simulations, des résultats de simulation plus proches de la réalité. Enfin, la dernière partie de ce document synthétise les travaux de la thèse, porte un regard critique et propose quelques perspectives de travaux futurs
Today's economical context leads electronics and high-tech corporations not only to innovate with a sustained rhythm but also to reduce the design cycle of new products. In order to remain competitive, these corporations must release regularly new products with new functionalities or enhancing performances of the last generation of this product. The enhancement from one generation of the product to the other can be quantified by the speed of execution of a task, the package size or form factor, the battery life and power consumption.The design methodology following these constraints is thus very tough. Indeed, integration of new functionalities as miniaturization of products imply a densification of the printed circuit board. The number of layer in the stack up is increased, isolation between nets is reduced, the use of integrated circuits embedding different functions as SOC or SIP implies a multiplication of the number of voltages. Moreover the increase of circuit performances implies a increasing data rate exchanged between component of the same printed circuit board and occasioning a widening of the reference clock and signal frequency spectrum. These design constraints are the root cause of the apparition of electromagnetic compatibility, signal integrity and power integrity issues. Failure risks must then be limited by fully understanding phenomenon occurring on the board by, on one side, realizing a precise dimensioning pre layout analysis aiming the elimination or reduction of the issues at the beginning of the design cycle, and on the other side, validating the layout by post layout simulation once the printed circuit board routed.This study proposed by Thales Communication and Security in collaboration with public research laboratory SATIE (System and Application of Energy and Information Technologies) of Ecole Normale Supérieure de Cachan within a industrial convention for development through research aims to develop a design methodology for power delivery network of digital printed circuit board with the goal of ensuring good behavior without or by reducing the number of prototypes.The first chapter of this manuscript include an introduction to the context of the study, a precise description of the studied system and the physical phenomenon ruling its behavior, and finally a state of the art of the power integrity technique analysis. A presentation of the test vehicle, designed during the work and support of all measurement results will constitute the focus of second chapter. This chapter presents and describes all the scenarios and implementations created for the observation and measurement of Power Integrity phenomenon and realise measurement-simulation results correlation. In a third part, modeling techniques of each element of the Power Delivery Network are described. The validity of the models is proven by correlating simulation results of each element with measurement results. The fourth chapter presents the analysis and design methodology developed from the results of the different modeling techniques presented in the previous chapter. Simulation tools and their configuration are precisely described and simulation results are compared with measurement results obtained on the test vehicle for the whole system. In the fifth chapter, the interest of power delivery network model will be extended to signal integrity analysis demonstrating how including this model allows to obtain simulation results closer from measurement results by running Signal Integrity Power aware simulation. Finally, the last part of this document synthetizes the work realized and presented in this document, takes a critical look on it and proposes future works and orientations to extend knowledges and understanding of Power Integrity Phenomenon

L'intégration avancée des systèmes de puissance, qui a pour but de compacter au maximum les fonctions essentielles des systèmes embarqués, permet de réduire considérablement leurs poids et volumes. De ce constat, un nouveau paysage électromagnétique (EM) est apparu ces dernières années et implique de nouveaux impacts quant à la Compatibilité EM (CEM). Le travail présenté ici, inclut une étude expérimentale de caractérisation des phénomènes de bruit liés à la commutation de puissance ainsi qu'une étude du rayonnement EM des composants de puissance. La problématique multi-physique au sein des systèmes embarqués et en particulier la problématique électrique/thermique/EM soulève d'importantes questions quant à l'impact de la température sur le rayonnement des composants de puissance. La complexité de ces phénomènes physiques, qui sont de plus en plus difficile à appréhender, nécessite une technique de modélisation adaptée pour être anticipé. Dans ces architectures, les signaux mis en œuvre sont large bande, démarrant de quelques hertz jusqu'à plusieurs dizaines de mégahertz. Du point de vue EM, cette bande de fréquence se situe dans une zone située entre le domaine des basses fréquences et celui des hautes fréquences. De plus, les technologies de modules de puissance sont complexes et mettent en vis-à-vis de nombreuses interfaces diélectriques et conductrices le plus souvent de forme non symétrique. Les méthodes numériques conventionnelles ne répondent plus à cette problématique fréquentielle et à cette complexité de structure. Nous détaillerons la méthode choisie et analyserons les résultats en termes de modélisation de l'intégrité du signal et des couplages en champ proche
High integration of power system allows a significant reduction of power architecture weight and volume. As a consequence, high current densities and high voltage potentials produce considerable electric and magnetic near-field in confined volume. This new electromagnetic (EM) context induce a new EMCompatibility (EMC) problematic. The work presented here include an experimental switching noise and an EM near-field radiation of power component studies. The multi-physic approach is discussed, especially the electro/thermic/EM links. These complex physic phenomenons are hardly reachable and need a suitable modelling to be correctly tackled. The power signals are wide-range frequency, from a few hertz to a few MHz and are part of both low and high frequencies. Furthermore, power modules are build on complex dielectric/conductive interfaces currently non-symmetric. Conventional numeric methods don't solve these two points. In this memoir, we will give details on the modelling strategy choice and on industrial applications. Some examples will be analysed such as signal integrity problematic and near-field couplings

Le travail présenté ici s'inscrit dans la perspective du développement de modules électroniques à très faible coût et à très faible consommation pour les réseaux de capteurs sans fils (WSN). Il traite de la conception et du test d'une chaîne de réception RF compatible avec la norme IEEE 802.15.4 pour la bande ISM 2.4GHz. L'interface RF objet de notre étude inclue toutes les fonctions depuis l'antenne jusqu'au 1er étage du filtre analogique en bande de base, à partir duquel le gain devient suffisant pour masquer le bruit introduit par le reste de la chaîne de réception. Ce mémoire articulé autour de quatre chapitres, décrit toutes les étapes depuis la définition des spécifications de la chaîne de réception jusqu'à la présentation de ses performances, en passant par l'étude de son architecture et la conception de ses différents étages. Suite à l'étude de l'impact des interféreurs IEEE 802.15.4 et IEEE 802.11b présents dans la bande ISM 2.4GHz, une architecture utilisant une fréquence intermédiaire de 6MHz a été retenue. En outre, pour pouvoir répondre aux spécifications fixées, cette architecture est composée de plusieurs étages innovants ou originaux tels qu'un balun intégré trois accès, un amplificateur faible bruit sans inductance, un mélangeur passif piloté par un signal local (OL) à très faible rapport cyclique ainsi qu'un filtre bande de base optimisé en bruit et en linéarité. Intégré dans une technologie CMOS 90nm, ce récepteur occupe une surface de 0.07mm², ou 0.23mm² en incluant le balun intégré, qui représente une réduction de 70% par rapport à l'état de l'art des puces compatibles avec le standard IEEE 802.15.4. En prenant en compte la consommation dynamique de toute la chaîne de mise en forme du signal OL, la tête de réception précédemment décrite consomme seulement 4mA sous une tension d'alimentation de 1.35V. Enfin, en incluant le balun intégré, le gain est de 35dBv/dBm, le facteur de bruit de 7.5dB, l'IIP3 de -10dBm et la réjection d'image supérie ure à 32dB. Ces performances placent ce récepteur parmi les récepteurs RF les plus performants pour cette application. Les nombreux principes mis en Suvre sont par ailleurs transposables à d'autres bandes de fréquences et à d'autres standards de communication.

Pour ses applications HPC (High Performance Computing), Atos conçoit des cartes électroniques ultra-denses, qui contiennent des processeurs fonctionnant à très fortes puissances, et des liens séries ultra-rapides. La densité de ces cartes induit un rapprochement inévitable entre des signaux sensibles, et des alimentations à découpage. Cette proximité entraine des phénomènes de couplage qui peuvent parfois être nuisibles au bon fonctionnement des systèmes électroniques constituants ces cartes. Un prototypage virtuel s’avère nécessaire afin de repérer par simulation les perturbations dues au couplage, et de vérifier l’efficacité des corrections nécessaires à apporter au système pour les réduire. Les outils de CAO actuels ne disposent pas d’application dédiée pour la modélisation de l’impact du fonctionnement d’une alimentation sur son environnement. Pour parer à cette lacune, on propose dans cette thèse une méthode de simulation robuste, permettant de modéliser fidèlement le couplage entre alimentations à découpage et des conducteurs avoisinants, sur des circuits imprimés à haute densité d’interconnexions. Cette méthode de simulation est d’abord développée sur un cas d’étude, avant d’être appliquée à un cas plus complexe. A travers ce prototypage virtuel, on parvient à simplifier l’identification du mode de couplage, et à tester les solutions pour le réduire, avant de les implémenter
The high-density interconnection boards that Atos develop for HPC (High Performance Computing) applications contain processors functioning at very high currents and low voltages, along with high-speed serial links. With HDI (High Density Interconnection) technology, fast switching power supplies create coupling noise on nearby sensitive signals, that can lead to errors in the transmitted data, and in the worst case, may result in a malfunctioning circuit. Therefore, virtual prototyping is required to verify the signals’ behaviour in transmission lines, detect the parasitic effects on sensitive signals due to crosstalk, and thus allowing necessary adjustments to be made to reduce the noise. Today’s EDA tools lack a dedicated application able to model the impact of power supplies on their neighbouring signals. In this thesis, we suggest a simulation method using existing EDA tools, that would allow the modelling of the coupling between power supplies and nearby conductors in HDI boards. The simulation method is first applied to a case study board, then to a more complex one. This virtual prototyping method simplifies the coupling mode detection and allows us to test solutions to reduce the coupling noise, prior to their implementation

Il est aujourd’hui admis que les semi-conducteurs à large bande interdite vont permettre de repousser les frontières atteintes à ce jour dans le domaine de la génération de puissance hyperfréquence. L’analyse des principaux critères technologiques (physiques et électriques) des matériaux grands gap, et plus précisément du GaN montre que ce dernier est un candidat sérieux pour les applications de télécommunications et radar. Un modèle électrothermique de ces transistors hyperfréquences à FET sur GaN a été utilisé dans ces travaux pour analyser les comportements transitoires lents dus aux effets thermiques et aux effets de pièges. Une comparaison des performances en puissance, rendement et linéarité a été faite entre les résultats de simulation et ceux de mesure pour des signaux de deux types : CW impulsionnels et Bi porteuses impulsionnels. L’utilisation de signaux CW impulsionnels a permis une validation pratique des modèles électrothermiques de transistors HBT et une expertise de différentes filières technologiques de ces transistors. L’utilisation de signaux bi porteuses impulsionnels a permis d’observer des tendances sur les compromis rendement/linéarité en fonction des effets de pièges de transistors FET GaN. Des mesures réalisées sur une configuration originale d’un banc de caractérisation de type « load-pull » pour une mesure d’intermodulation en mode pulsé ont permis de montrer les limitations actuelles des modèles de ces transistors dans le cadre de simulations de fonctionnement dynamique
It is admitted today that wide band-gap materials will make it possible to push back the borders reached to date in the field of RF power generation. The analysis of the properties of wide band-gap materials, and especially the GaN material, highlights that it is a serious candidate for telecommunication and radar applications. RF field effect transistors on GaN are prone to show dispersive behaviors due to heating and trapping effects. A non linear electrothermal model of these high frequency FETs transistors on GaN used in this work makes possible the analysis of dispersive behaviors due to heating and trapping effects. A comparison of performances in terms of output power, power added efficiency and linearity has been made between simulation and measurement results for two type of excitation: one tone pulsed signal and two tones pulsed signal. The use of a one tone pulsed excitation permitted the validation of an HBT electrothermal model and the expertise of different technological process of these transistors. The use of a two tone pulsed excitation has permitted to observe the trade-offs between power added efficiency and linearity versus trapping effects. The measurements carried out on an original configuration of the load pull set up for intermodulation measurements under pulsed conditions had shown the actual limitations of the transistor model

La conception maîtrisée d'amplificateurs de puissance à l'état solide nécessite des moyens de caractérisation performants permettant d'obtenir par l'expérimentation les conditions optimales de fonctionnement en puissance des transistors - ces résultats étant directement utilisables par le concepteur. Par ailleurs, ces moyens permettent également de valider les modèles de composants élaborés pour la C. A. O des circuits non-linéaires. La caractérisation en puissance des transistors est réalisée au moyen de la technique de la charge active (« load-pull » actif) dont une nouvelle configuration est proposée. Cette technique permet la synthèse électronique d'une impédance de charge quelconque pour laquelle les performances en puissance du transistor - pour une fréquence et un point de polarisation donnés - sont mesurées. L'application maieure visée par ce banc expérimental est donc la caractérisation fort signal de transistors, en vue de concevoir des amplificateurs de puissance destinés aux systèmes de télécommunication en ondes millimétriques en particulier aux fréquences 28/30 ou 41 GHz
The optimized and efficient design of solid state power tanplifiers (SSPA) require the experimental large-signal characterization of transistors usina a load-pull test-bench. :The purpose is to determine the optimum device'sperfomances which depend on the operating conditions (frequency, bias voltages , input power) and loading-conditions. The optimum load impedances associated with maximum added power or with maximum added power efficiency for a given input power level can be obtained and, as a result, the information derived tiom these measurements maximizes circuit performances with reduced development time. With this approach, the non-lincar model of transistors at high frequencies can also be validated, thus improvise, the reliability of microwave design tools. The characterization of transistors under large signal is performed in the millimetre-wave range using the active loop technique with a new configuration implemented in the test bench. The design of power amplifiers for telecommunication applications at 28/30 GHz or 41 GHz can be therefore carried out

Résumé: Parmi les technologies du 21e siècle en pleine expansion, la télécommunication sans-fil constitue une dimension fondamentale pour les réseaux mobiles, l’aéronautique, les applications spatiales et les systèmes de positionnement par satellites. Les nouveaux défis à surmonter sont à la fois l’augmentation des distances de transmission associée à l’accroissement des quantités de données véhiculées ainsi que la miniaturisation, la réduction du coût de production, la moindre consommation énergétique et la fiabilité de la solution technologique employée pour la chaîne de transmission. Dans ce sens, l’exploitation de bandes de plus hautes fréquences et la multiplication des canaux de transmission sont activement visées par les travaux de recherches actuels. Les technologies à l’étude reposent sur l’utilisation de systèmes intégrés pour répondre aux considérations de coûts de fabrication et d’encombrement. L’élément de base de ces systèmes, le transistor, établit largement la performance du dispositif final en termes de montée en fréquence, de fiabilité et de consommation. Afin de répondre aux défis présents et futurs, des alternatives à la filière silicium sont clairement envisagées. À ce jour, la filière nitrure de gallium est présentée comme la plus prometteuse pour l’amplification de puissance en bande Ka et W au vu de ses caractéristiques physiques et électriques, des performances atteintes par les prototypes réalisés et des premiers produits commerciaux (off-the-shelf) disponibles. L’exploitation de cette technologie à son plein potentiel s’appuie particulièrement sur la maîtrise des étapes de fabrication, de caractérisation et de modélisation du transistor. Ce travail de thèse a pour objectif le déploiement d’une méthodologie permettant la modélisation semi-physique de transistors fabriqués expérimentalement et démontrant des performances à l’état de l’art. Une partie conséquente de ce travail portera sur la caractérisation thermique du dispositif en fonctionnement ainsi que sur la modélisation d’éléments secondaires (éléments passifs) pour la conception d’un circuit amplificateur hyperfréquence.
Abstract: Amongst the emerging and developing technologies of the 21st century, wireless transmission is a fundamental aspect for mobile networks, aeronautics, spatial applications and global positioning systems. Concerning the associated technological solutions, the new challenges to overcome are both the performance increases in terms of data quantity as well as the associated device features in terms of size, production costs, energetic consumption and reliability. In that sense, the use of higher frequency bandwidths and increase of transmission channels are aimed by various current research works. Investigated technologies are based upon integrated systems to meet the criteria of devices costs and size. As the cornerstone of such devices, the transistor largely accounts for the final system performance in terms of working frequency, reliability and consumption. To respond to the challenges of today and tomorrow challenges, alternatives to the dominant current silicon process are clearly considered. To date, gallium nitride based technology is found to be the most promising for hyperfrequency power amplification for Ka and W bands given the associated physical and electrical characteristics, prototypes performance and first commercial “off-the-shelf” products. Exploitation of this technology to its full potential requires controlling and mastering the involved fabrication, characterization and modeling steps related to the transistor. This work aims at establishing a methodology enabling a semi-physical modeling of experimental transistors which exhibit state-of-the-art performance. A significant part of this work will also focus on thermal characterization of devices under test and on modeling of secondary elements (passive elements) suited for the design of hyperfrequency amplifiers.

En date d’avril 2014, il existe au Québec 25 parcs nationaux dédiés à la conservation. La gestion de 23 de ces parcs, situés au sud du 50e parallèle, est assurée par la Société des établissements de plein air du Québec (Sépaq). En 2004, les gestionnaires de la Sépaq ont mis en place le Programme de suivi de l'intégrité écologique (PSIE) dans 22 des parcs nationaux afin de les aider dans leur mission de protection et de conservation des parcs. Ce projet de recherche s’inscrit dans la démarche des gestionnaires de la Sépaq d’améliorer certains aspects du PSIE. L’objectif principal est de développer un outil géomatique permettant d’évaluer la pertinence écologique et statistique des indicateurs d’intégrité écologique du PSIE. L’outil développé porte le nom de Bilan des indicateurs pour l’optimisation du PSIE (BIOPSIE). Dans le cadre du projet, le BIOPSIE a été testé sur les parcs nationaux de Frontenac, de la Jacques-Cartier et du Bic. La méthodologie se divise en trois axes dont les résultats s’analysent en parallèle : l’élaboration d’une cartographie des écosystèmes de parc ainsi que l’évaluation écologique et statistique des indicateurs utilisés. Le BIOPSIE utilise des notions de modèles conceptuels d’écosystèmes, d’échantillonnage par tessellation et de calculs de puissance statistique. Les résultats des calculs de puissance statistique réalisés pour 29 indicateurs, qui réfèrent à la probabilité qu’un changement réel soit décelé dans les données, varient en fonction des paramètres de période de suivi, de changement à déceler et de degré de signification (α) utilisés lors de la simulation. En situation contraignante d’échantillonnage (10 ans, - 2 %, α = 0,1), la puissance des indicateurs étudiés est élevée (supérieure à 80 %) pour quatre d’entre eux, moyenne (entre 50 % et 80 %) pour deux et faible (inférieure à 50 %) pour les 23 autres. En situation plus permissive (20 ans, - 5 %, α = 0,2), la puissance des indicateurs étudiés est élevée pour 23 d’entre eux, moyenne pour quatre et faible pour les deux autres. Le développement du BIOPSIE permet de doter les gestionnaires de la Sépaq d’un outil d’évaluation des indicateurs du PSIE balisé et reproductible. À court terme, la méthodologie développée sera appliquée à l’ensemble des parcs du réseau de la Sépaq. Les résultats obtenus permettront aux gestionnaires de la Sépaq d’améliorer la portée scientifique du PSIE et d’en apprécier les résultats avec plus de réalisme.

L'amplificateur de puissance est le module le plus critique dans les équipements de communication radio. Il détermine la qualité de la liaison par sa linéarité et a une contribution conséquente dans la consommation de l'émetteur ; environ 60% de l'énergie consommée est consacré à l'amplification. Il est donc crucial de le faire fonctionner avec un rendement énergétique élevé. Cependant, ces deux spécifications principales de l'amplificateur que sont la linéarité et le rendement énergétique sont antagoniques. Par conséquent, la conception d'un module d'amplification de puissance suppose de trouver un compromis entre la linéarité et le rendement. L'optimisation de ce compromis est la raison d'être des techniques de linéarisation d'amplificateurs et d'amélioration du rendement, parmi lesquelles la prédistorsion numérique (DPD) et les techniques de réduction du PAPR du signal (CFR).Le cœur de cette thèse est la linéarisation d'amplificateurs RF haute-puissance et large-bande par prédistorsion numérique (DPD). Dans ces travaux, nous abordons trois problématiques liées à la prédistorsion et qui constituent des verrous technologiques importants. Le premier aspect concerne l'implémentation de la prédistorsion numérique dans un contexte multi-bande où le signal à linéariser comporte plusieurs formes d'ondes, situées à des fréquences différentes. La seconde problématique est l'utilisation conjointe de la prédistorsion avec une technique de CFR. Dans la majorité des applications haute-puissance, les techniques de DPD et de CFR sont présentes de manière complémentaire, cependant elles sont utilisées de façon autonome et disjointe. Celles-ci gagneraient en performances de linéarisation en étant implémentées de manière plus concertée. . Le dernier thème abordé par cette thèse est l'effet des désadaptations d'impédance de l'antenne sur le mode de fonctionnement de l'amplificateur. La variation de l'impédance d'antenne entraine des réflexions de signal vers l'amplificateur qui modifient ses spécifications de linéarité et de rendement. Nous améliorons la linéarité du système DPD + AP, lorsque l'amplificateur est soumis à des variations de l'impédance à sa charge, grâce à une correction adaptative de gain
Power amplifier is one of the most critical element within radiocommunications systems. The PA is their main source of nonlinearities and it has a great contribution on the emitter's power consumption. Running the PA with highest power efficiency is thus as crucial as having it linear for a good communication quality. However these two specifications of the PA are antagonistic and PA manifacturers need to find a compromise between linearity and power efficiency. Digital Predistortion (DPD) and Crest factor Reduction techniques are intended to improve power efficiency while preserving linearity or inversely. Linearization of wideband RF power amplifiers using Digital Predistortion is the focus of this thesis. Three DPD issues are investigated in these works. The first issue deals with multiband linearization where signals with various waveforms located at different frequency bands are amplified. The second objective of this thesis is to study a concurrent DPD/CFR systems based on an automatic estimation of the necessary CFR gain. The last part of this dissertation deals with PA linearization under antenna load variations. Indeed, the impedance of antenna may vary because of electromagnetic objects that are present in its vicinity. Those impedance variations may instigate signal reflections toward the PA, that modify some of its main specifications (linearity, delivered power and efficiency). Our goal in this field is to preserve DPD linearization performances under antenna load mismatch

L'étude des différents phénomènes d'Intégrité de Signal (IS) a nécessité la mise en oeuvre d'un véhicule de test (VT) spécifique, conçu suivant des contraintes industrielles. La carte réalisée présente un environnement complexe avec des zones à haute densité d'interconnexions (HDI) et permet d'étudier l'ensemble des phénomènes IS. Une première partie a permis d'étudier les variations sur l'impédance caractéristique des pistes provoquées d'une part par le procédé de fabrication et d'autre part par les contraintes d'un routage HDI. L'impact de ces désadaptations a ensuite été quantifié. L'étude de la diaphonie a nécessité la mise en place d'un modèle de simulation simplifié pour valider la méthodologie utilisée par l'outil d'analyse de la suite Cadence. Les simulations ont ensuite été confrontées aux résultats de mesures pour étudier la validité de l'outil et pour définir la configuration à mettre en oeuvre, afin que les simulations soient représentatives des signaux réels. Une dernière partie est consacrée à l'étude de l'intégrité des alimentations. Les résultats de simulations issus de l'outil Power Integrity sont comparés aux résultats de mesures effectuées sur le VT en utilisant un VNA. Le réseau de découplage est caractérisé par son impédance dans une analyse fréquentielle. Nous avons étudié la caractérisation des plans d'alimentations, des modèles de condensateur ainsi que les inductances parasites introduites par le placement et le routage. Enfin, une étude a été effectuée pour optimiser le placement des condensateurs de découplage sur le circuit imprimé tout en limitant l'apparition d'inductances parasites.