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Dissertations / Theses on the topic 'Amplificateurs de puissance – Innovation'
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Nonet, Olivier. "Conception d’amplificateurs de puissance haut rendement en technologie MMIC pour applications radiocommunication 5G." Electronic Thesis or Diss., Limoges, 2024. http://www.theses.fr/2024LIMO0037.
Full textAbstract:
Les réseaux modernes de radiocommunication utilisent des signaux modulés complexes à forte efficacité spectrale et offrent des débits de donnés importants avec en contrepartie, des facteurs de crête élevés. Ce dernier paramètre dégrade fortement le rendement moyen des amplificateurs, la dissipation thermique est de fait augmentée limitant ainsi les perspectives de miniaturisation, de réduction des coûts et de fiabilité des amplificateurs. Ce travail présente la conception d’un amplificateur de puissance RF >40W en bande L/S miniaturisé. Ce composant a spécifiquement été réalisé pour être compatible avec un système d’amélioration de rendement de type suivi d’enveloppe. Pour répondre à ce besoin, une approche de miniaturisation quasi-MMIC en boitier plastique, composée d’une partie active HEMT GaN 0.25µm sur SiC, et de circuits passifs d’adaptation en AsGa (ULRC-20) ont été retenus. Une architecture de suivi d’enveloppe de type multi-phases a ensuite été développée dans le but d’être associée à cet amplificateur et fonctionner avec des signaux modulés 5G complexes, large-bande à forts niveaux de PAPR (>8dB)Modern radio communication networks use complex modulated signals with high spectral efficiency, offering significant data rates. However, this comes at the expense of high peak factors.This latter parameter significantly degrades the average efficiency of amplifiers, leading to increased thermal dissipation, thereby limiting prospects for miniaturization, cost reduction, and reliability of the power amplifier. This work presents the design of an RF power amplifier >40W in the L/S band. This component has been specifically developed to be compatible with an envelope tracking efficiency enhancement system. To meet this requirement, a quasi-MMIC miniaturization approach in a plastic package, comprising a GaN HEMT 0.25µm on SiC active part, and passive adaptation circuits in AsGa (ULRC-20), have been selected. A multi-phase envelope tracking architecture has subsequently been developed to be associated with this amplifier and operate with complex 5G modulated signals, wideband with high PAPR levels (>8dB)
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Abbouab, Clara. "Étude et conception de sources laser fibrées monomodes en régime continu multi-kW." Electronic Thesis or Diss., Limoges, 2023. http://www.theses.fr/2023LIMO0088.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce manuscrit s’inscrivent dans le cadre d’une thèse CIFRE en collaboration entre le laboratoire XLIM et la compagnie industrielle des laser « CILAS ». L'objectif principal de cette thèse est l'étude et la conception de sources laser fibrées émettant en régime continu des faisceaux monomodes de puissance multi-kW. L'architecture « MOPA » (composée d’une oscillateur maître et d’un amplificateur de puissance), a été sélectionnée à l'aide de la bibliographie pour atteindre ces objectifs, puis a été réalisée à XLIM. En améliorant cette architecture, la source fibrée a délivré une puissance continue de 2 kW à la longueur d'onde de 1080 nm, un record atteint pour la première fois en France à notre connaissance. Grâce à ces résultats, un outil de simulation a été calibré puis a été utilisé afin d'identifier les limitations théoriques de cette architecture. Les modélisations ont ensuite permis de donner des propositions d’amélioration de cette architecture en fonction de la longueur d’onde de pompe, de la longueur d’onde du signal, de l’utilisation d’une autre fibre amplificatrice et de la répartition de la puissance de pompage dans les deux sens de propagation. Les résultats de simulation ont été comparés aux résultats expérimentaux obtenus à partir d’une source MOPA construite plus récemment à XLIM, ayant dépassé la puissance signal de 3 kW. Finalement, une dernière architecture plus simple, appelée MOPA "autosaturé", est simulée puis est réalisée au laboratoire. En exploitant une cavité instable temporellement et en associant, à la source, un étage de conversion de fréquence non-linéaire, la génération d’un supercontinuum d’une puissance de 40,7 W sur une largueur spectrale allant de 750 nm à 2200 nm à -30 dB a été démontrée. En perspective de ces travaux de thèse, une nouvelle étude numérique a indiqué qu’une telle source pourrait elle aussi atteindre jusqu’à 3 kW de puissance signalThis CIFRE thesis is a collaboration between the XLIM research laboratory and the industrial laser company "CILAS". The main objective of this work is to study and design high power fiber laser sources delivering a continuous wave single mode laser beam with an output power of several kW. To this end, the “MOPA” design (consisting a master oscillator stage and a power amplifier stage) was chosen from the literature and then has been built at XLIM. To the best of our knowledge, it is the first time in France that 2 kW of continuous wave output power has been achieved at the signal wavelength of 1080 nm. Thanks to the experimental results, a simulation tool was calibrated and used to carry out a theoretical study of the limits of this laser source. This tool has also been used to propose some improvements of this architecture by changing the pump wavelength, the signal wavelength, the doped fiber and the combination of the pump power between the two directions of propagation. The results of the simulations were compared with the experimental results obtained from a new source reaching more than 3 kW of continuous wave power. Finally, another less complex design, called OAIFL, was calibrated using the simulation and then built. A supercontinuum was generated by exploiting the temporally unstable laser cavity, delivering a power of 40.7 W over a spectrum going from 750 nm to 2200 nm at - 30 dB. As a perspective, the simulation showed that the OAIFL source could be further amplified to reach up to 3 kW. Therefore, this laser source could be further developed in the future
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Theveneau, Hadrien. "Amplificateurs de puissance à transistors GaN." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10204/document.
Full textAbstract:
L'objectif de cette thèse est la réalisation d'une source de puissance pulsée à transistors GaN. Après une étude d'applications des micro-ondes de forte puissance, ainsi qu'un état de l'art des sources, nous avons réalisé deux prototypes de modules élémentaires d'amplification (bande large et bande étroite). Le module bande large délivre 70 W CW de 1 à 2,5 GHz et le module bande étroite délivre une puissance supérieure à 550 W de 1,1 à 1,3 GHz, avec un pic de 750 W à 1,1 GHz, dans des impulsions de 500 µs avec un rapport cyclique de 10 %. Une difficulté est que les transistors GaN ont des impédance d'entrée et de sortie faibles, entre 1 et 5 Ω, difficile à adapter vers le standard 50 Ω sur une large bande, et qu'il faut combiner les puissances de plusieurs transistors entre eux pour atteindre des puissances élevées, tout en assurant leur isolation mutuelle pour éviter la propagation de pannes et des oscillations. Nous avons développé un combineur de puissance utilisant une préadaptation d'impédance avec un plan de masse fendu permettant d'avoir une impédance d'entréee basse, 2,5 Ω, et utilisant un absorbant micro-ondes afin d'éviter de réfléchir les modes impairs, ce qui permet d'isoler les transistors entre euxThe goal of this thesis is to realize a pulsed power source with GaN transistors. After a study of the applications of high power microwaves, and a state of the art of the sources, we realized two prototypes of elementary amplifier modules (wide and narrow band). The wideband module produces 70 W CW from 1 to 2.5 GHz, and the narrowband module produces a power higher than 550 W from 1.1 to 1.3 GHz, with a 750 W peak at 1.1 GHz, in 500 µs pulses with 10 % duty cycle. One difficulty is that GaN transistors have low input and output impedances, from 1 to 5 Ω, difficult to adapt towards the 50 Ω standard on a wide bandwidth, and that several transistors need to be combined to reach high input powers, ensuring their mutual isolation to avoid failure propagation and oscillations. We developpes a power combiner using an impedance pre-adaptation with a deffective ground plane allowing to reach a 2.5 Ω low input impedance, and using a microwave absorber to avoid odd mode reflections, which allows the mutual isolation of the transistors
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Denoual, Jean Michel. "Combinaison de puissance : conception et réalisation d'une structure hybride 3D-planaire en bande K." Brest, 2007. http://www.theses.fr/2007BRES2034.
Full textAbstract:
L’évolution des charges utiles à bord des satellites oblige à repenser les solutions d’amplificateurs en termes de rendement, de redondance et de flexibilité. Les solutions à l’état solide sont de plus en plus utilisées en remplacement des tubes à ondes progressives (TOP). Elles nécessitent cependant de mettre en oeuvre des techniques de combinaison pour bénéficier de niveaux de puissance suffisants mais permettent d’envisager plus facilement la flexibilité (modulation de la puissance émise en fonction du besoin) tout en assurant la redondance. Parmi les différentes techniques envisageables, la combinaison radiale en cavité est celle qui répond le mieux aux contraintes de l’étude. Cette technique, dont le principe repose sur des amplificateurs répartis sur la périphérie d’un guide radial, permet d’obtenir une illumination équi-amplitude et équi-phase des amplificateurs. L’étude et la conception des transitions entre les différentes structures de propagation (coaxiale, radiale, rectangulaire, planaire) font l’objet d’une partie de ce travail. Après validation expérimentale de ces transitions, une structure originale d’un diviseur-combineur radial 16 voies a été mise au point, réalisée et testée ainsi qu’un nouveau dispositif permettant de remettre en phase les signaux issus de différentes voies amplificatricesThe satellite payload evolution will have a great impact on power amplifier efficiency, redundancy and flexibility. Solid state power amplifiers (SSPA) should be used to replace traveling wave tubes (TWT) but power combining techniques are necessary as SSPA output power levels are lower than TWT. The radial power combining technique is well suited for spatial applications. It consists in placing amplifiers around a radial waveguide to feed amplifiers with equi-magnitude and equi-phase signals. Transitions between various propagation structures (coaxial, rectangular, radial, planar) were optimized and tested and a new radial 16-way power divider-combiner including planar structures for SSPA mounting (MMIC) was designed. An original mechanism to balance MMIC phase dispersion was successfully implemented in the divider-combiner structure
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Willmann, Benoît. "Fonctionnement des amplificateurs hautes fréquences de puissance à triode munis d'un circuit de réaction." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10269.
Full textAbstract:
Ce travail est consacré à l'étude du fonctionnement des amplificateurs hautes fréquences munis d'un circuit de réaction. On montre qu'il est possible de prélever une partie de la puissance fournie, par une triode montée grille à la masse, et de la réinjecter en phase, avec le signal appliqué à la cathode. La réaction augmente le gain de l'étage d'un facteur cinq et permet de réduire la puissance que doit fournir le préamplificateur. La réaction positive est mise en œuvre par une ligne coaxiale de longueur proche de la longueur d'onde. Un "combiner" assure l'addition des signaux, au niveau de l'entrée de l'amplificateur. La notion d'impédance de sortie d'un amplificateur linéaire a été étendue aux amplificateurs non linéaires, de classes B et C. Elle repose sur la justification d'une même relation qui lie les variations du gain aux variations des impédances de la charge que les amplificateurs alimentent. L'impédance de sortie d'un amplificateur, à triode montée grille à la masse et dont le circuit de sortie est un circuit résonnant, varie peu lorsque l'étage est corrigé par une réaction positiveThis work is devoted to a study of the operation of the high frequency amplifiers provided with a feedback circuit. It is shown that it is possible to take part of the amplifier output power, through use of a grounded-grid triode, and to reinject it in phase, with the signal applied to the cathode. This increases the stage gain by a factor five and makes it possible to reduce the power which must be provided by the preamplifier. The positive feedback is made through a coaxial line, the length of which is close to the wavelength. A combiner ensures the addition of the signals, at the amplifier input. The concept of output impedance of a linear amplifier has been extended to nonlinear amplifiers, of classes B and C It is based on the same relation ship which binds the variations in gain to the variations of impedance of the load that the amplifiers. The output impedance of an amplifier, with a grounded-grid triode and whose output circuit is resonant, varies little when the stage is corrected by a positive feedback
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Macraigne, François. "Développement d'un système de mesure temporel d'enveloppe de dispositifs non linéaires microondes." Limoges, 2005. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/7c3f9242-5ea5-4708-84f1-779d39e35b75/blobholder:0/2005LIMO0042.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail concerne le développement matériel et logiciel d'un banc de caractérisation temporelle d'enveloppe de dispositifs RF de puissance. Ce banc de mesure calibré vectoriellement a été développé afin de générer et de mesurer les enveloppes complexes associées à des signaux modulés RF aux accès de dispositifs de puissance sous test. Ce manuscrit décrit l'architecture du banc de mesure, sa procédure d'étalonnage ainsi que le traitement du signal utilisé pour la correction des mesures reliant les plans de mesure aux plans de référence du dispositif sous test. Une première application de ce banc est montrée par la mesure de critères de linéarité d'un amplificateur de puissance pour différents types de modulation et différentes impédances de charge. La seconde application consiste à utiliser une technique de modulation de polarisation afin de linéariser un transistor de puissanceThis work deals with the hardware and software development of a time domain envelope characterisation system of RF power devices. This calibrated measurement bench has been developed in order to generate and measure complex envelopes associated with the RF modulated signals at the input and the output ports of power devices under test. This manuscript describes the architecture of the calibrated measurement setup, its calibration procedure and the signal processing used for the correction of measured raw data in order to get error corrected measurements at the device under test reference ports. A first application consists in the linearity characterisation of a power amplifier for different modulated signals and different load impedance. A second application consists in the use of a bias modulation technique in order to linearize the behaviour a power transistor
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Cesari, Bohigas Albert. "Implémentation de techniques de linéarisation et d'amélioration du rendement pour les amplificateurs de puissance RF." Toulouse, INSA, 2008. http://eprint.insa-toulouse.fr/archive/00000239/.
Full textAbstract:
L'antagonisme entre la capacité d'émission d'informations haut débit (linéarité) et le rendement énergétique, dans le contexte des émetteurs radio, est l'axe des travaux de cette thèse. Nous proposons une architecture matérielle basé sur circuits FPGA1 pour l'implémentation de fonctionnalités de prédistorsion numérique (DPD) pour la linéarisation d'amplificateurs RF. Nous articulons nos approches µa partir de la séparation entre les processus de prédistorsion et d'adaptation. Ainsi, nous pouvons proposer une structure matérielle (le BPC2 ou Cellule Basique de Prédistorsion) bien adaptée pour l'implémentation du module de prédistorsion. Le module de prédistorsion basé sur BPC peut être reconfigurable au besoin, et, en plus, il reste indépendant de la méthodologie particulière de dérivation de la fonction de prédistorsion. Afin d'effectuer des validations, deux prototypes permet tant de tester des stratégies de prédistorsion performantes et novatrices ont été mis en oeuvre. Dans un premier temps, nous avons implémenté un système DPD basé sur la théorie des systèmes hyperstables sur une plateforme mixte FPGA/DSP3. En complément des résultats expérimentaux, nous rentrons dans le détail des fonctions complémentaires µa la prédistorsion et l'adaptation nécessaires pour produire la prédistorsion. Le deuxième prototype adresse la linéarisation et la compensation des effets mémoire de l'amplificateur RF. Nous présentons et validons expérimentalement une structure de prédistorsion du type NARMA4, implémentée au moyen d'un réseau de cellules BPC. Au passage, nous étudions la consommation de la prédistorsion et son impact sur le rendement. Si l'utilisation de la prédistorsion s'avère inévitable pour contrer les effets mémoire, nous proposons de dégrader la Classe de l'amplificateur, dans le but d'obtenir un émetteur aussi linéaire mais plus performant énergétiquement. Finalement, au delµa de la prédistorsion seule, nous proposons, analysons et validons expérimentalement un système de prédistorsion + commande dynamique de l'alimentation de l'amplificateur RF. La structure de traitement du signal numérique développée, permet de : 1/ prédistordre le signal et 2/ commander des modulateurs d'amplitude lents (par rapport à la largeur de bande de l'application cible, mais ayant de forts rendements de conversion). L'inclusion de capacités de pilotage de l'alimentation autour de la prédistorsion s'avère peu côuteuse et permet d'atteindre des rendements améliorés sans perte de linéaritéThe antagonism between information capacity and energetic efficiency in the context of wireless communications, more precisely : the trade-off between transmitter linearity and its efficiency ; is the main driver of this thesis. A FPGA5-based architecture for digital predistortion (DPD) linearizers for RF power amplifiers is proposed in this thesis. By means of separating the adaptation process from the predistortion itself, a convenient, simple hardware building block for the DPD architecture inside the FPGA {the Basic Predistortion Cell (BPC){ has been identified. A BPC-based architecture provides independency from the particular DPD function derivation method, and it is easily scalable and reconfigurable, depending on the operation mode and degree of impairments introduced by the transmitter chain in each particular case. In order to support those claims and provide experimental evidence, two main different prototyping scenarios have been developed. In the first one, a DPD adaptive linearizer based on the passivity theory (hyperstable systems) has been designed and implemented on a low-cost mixed FPGA/DSP platform. Besides experimental results, complementary signal proces sing techniques to DPD are also addressed, thus giving a wide insight on realistic scenarios of DPD systems. In the second scenario, an advanced, adaptive DPD system aimed at compensating not only PA's nonlinear behavior, but also its memory effects, is presented. It is based on a Nonlinear Auto-Regressive Moving Average7 structure which is mapped into hardware using a BPC grid-structure. Besides the experimental results on PA efficiency and linearity, FPGA implementation issues {such as adaptation and power consumption{ are also studied. The manipulation of the PA class of operation to improve its efficiency, provided that DPD may be unavoidable due to the impact of memory effects, is discussed as well. Finally, to further improve efficiency, a DPD linearizer with dynamic supply built-in capabilities has been proposed and implemented as discussed in the last part of this thesis. There, an efficient, bandwidth limited, switched DC-DC converter is in charge of the PA supply modulation. The thorough design procedure targeting a FPGA implementation shows how the necessary functions for commanding the supply modulator can be seamlessly integrated within the DPD processor. The experimental results highlight how the proposed solution maintains linearity and enhances the PA efficiency when compared to a DPD-only method
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Houbloss, Omar. "Étude et conception d'amplificateurs en ondes millimétriques à combinaison spatiale de puissance." Brest, 2005. http://www.theses.fr/2005BRES2015.
Full textAbstract:
La mise en œuvre d'amplificateurs de puissance en ondes millimétriques nécessite l'utilisation de techniques efficaces d'addition de puissance. Parmi les différentes solutions envisageables, le choix de la technologie de combinaison spatiale, consistant à placer plusieurs amplificateurs individuels sous forme de plateaux actifs en parallèle dans un guide rectangulaire, se justifie du fait des pertes du combineur pratiquement indépendantes du nombre de plateaux. Cette technologie offre au final un dispositif relativement compact et rigide, de réalisation aisée. Un démonstrateur 2x1 a été réalisé et testé avec succès. Par ailleurs, l'utilisation d'un guide surdimensionné donc multi-modes, au lieu d'un guide rectangulaire mono-mode normalisé, permet d'augmenter le nombre d'amplificateurs combinés et d'atteindre des puissances plus importantes. La maîtrise de l'illumination équi-amplitude et équi-phase des plateaux est alors l'enjeu de cette structure. Un nouveau diviseur/combineur en guide multi-modes a été proposé afin d'optimiser les performances de l'amplificateur spatial pour un grand nombre de plateauxEfficient combining techniques are needed for the development of power amplifiers at high frequency. The spatial combining technology, which consists in placing a defined number of plates in a rectangular waveguide, is one of the most advantageous ways in the design of power amplifiers. In fact, this technology affords a power combiner whose insertion losses are independent of the number of active components; a fact not afforded by planar technology where the insertion losses are related to the number of active components. Moreover, spatial combining technology offers a solid and compact structure with the possibility of using either a single mode waveguide or a multi-mode waveguide. With the second option, it is possible to increase the number of plates in order to reach higher power. In this case, the important issue is the control of the illumination in order to ensure the same excitation of all trays. A new multi mode waveguide combiner is presented, it helps limit the spatial amplifier degradations when dealing with a large number of trays
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Augeau, Patrick. "Alimentations de puissance agiles en technologie GaN pour l’amplification de puissance RF." Limoges, 2014. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/9021e9e4-b921-4e14-b994-76a04bf6c5db/blobholder:0/2014LIMO4010.pdf.
Full textAbstract:
Dans un système de télécommunications, l’amplificateur de puissance à l’émission est le dispositif présentant les pertes énergétiques les plus importantes. Il s’avère nécessaire de mettre en oeuvre des techniques d’amélioration de son rendement. La gestion dynamique de polarisation (envelope tracking) est une des solutions possibles qui consiste à adapter la polarisation de l’amplificateur au niveau de puissance instantanée appliqué à son entrée. L’état de l’art des différents travaux portant sur les modulateurs de polarisation pour l’envelope tracking met en évidence la complexité de conception de tels modulateurs ayant les performances requises en termes de rendement, rapidité et puissance. Dans ces travaux de thèse, une cellule de commutation originale à base de transistors GaN est analysée théoriquement puis par des simulations temporelles non-linéaires. Les résultats expérimentaux ont validé les prévisions théoriques. Deux modulateurs de polarisation ont ensuite été réalisés à partir des cellules de commutation élémentaires. Le premier modulateur est un convertisseur DC-DC basé sur une modulation PWM dédié à l’envelope tracking continu. Le deuxième modulateur de polarisation est un dispositif de commutation d’alimentations dédié à l’envelope tracking discret. Le couplage de ce modulateur avec un amplificateur de puissance RF a été réalisé et les résultats en matière de rendement et de linéarité sont présentésIn telecommunication systems, the impact of front-end consumption on the system efficiency is one of the most critical issues which drives a lot of research effort. At power amplifier (PA) level, the implementation of efficiency improvement techniques is mandatory. The dynamic biasing technique (envelope tracking) appears as a promising technique for the modern standard communications requirements. In such a technique, the drain supply voltage of the PA is dynamically adjusted in accordance with the value of envelope signal being transmitted. State of the art works focusing on bias modulators for envelope tracking highlight the design complexity of such modulators to meet the expected efficiency, power and speed requirements. In this thesis, innovative topology and design method of GaN-based switching cells is theoretically analyzed and validated by non-linear transient simulations. Such improvements of switching cells are validated by two different demonstrators which are realized in high-frequency, high-power GaN HEMT technology. The first modulator is a DC-DC converter driven by a Pulse Width Modulation (PWM) signal, in order to perform a continuous tracking of the drain supply envelope. The second modulator operates in switching mode in order to perform a discrete tracking of the drain supply envelope. This last modulator was coupled to a RF power amplifier to experimentally demonstrate its efficiency without negative impact on PA linearity
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Yattoun, Ismail. "Etude et mise en œuvre d’un banc de caractérisation fort-signal de transistors en ondes millimétriques : Application à la conception d'amplificateurs de puissance hybrides en bande Ka." Brest, 2006. http://www.theses.fr/2006BRES2016.
Full textAbstract:
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 GHzThe 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
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Manago, Michel. "Amplificateurs de puissance a rampes de courant : application aux émetteurs sonars." Nice, 1986. http://www.theses.fr/1986NICE4066.
Full textAbstract:
Nouveau type d'amplificateur à haut rendement pour des applications spécifiques d'émetteurs sonars. Son principe de base consiste à approximer une onde sinusoïdale par une association convenable de rampes de courant. Ces dernières ont des pentes différentes et peuvent être réalisées à partir de plusieurs inductances que l'on associe en parallèle par commutations successives
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Manago, Michel. "Amplificateurs de puissance à rampes de courant application aux émetteurs sonars." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37600098x.
Full text
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Mouatakif, Imad. "Simulation hydrodynamique bidimensionnelle de structures MISFET InP : analyse physique et étude expérimentale pour l'amplification de puissance hyperfréquence." Lille 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LIL10165.
Full text
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Chaker, Ammar. "Influence de l'amplificateur de puissance sur une chaîne de transmission multiporteuses : prise en compte de l'effet mémoire." Cergy-Pontoise, 2004. http://www.theses.fr/2004CERG0196.
Full textAbstract:
Les nouvelles techniques de transmission exigent de l'amplificateur de puissance de fonctionner sous contraintes de rendement et de linéarité, en particulier si le signal présente une enveloppe non constante. Le travail de la thèse s'intéresse à l'étude de l'influence des distorsions de l'amplificateur de puissance, et plus particulièrement l'effet mémoire haute fréquence, sur le système multiporteuses OFDM. Pour ce faire, la chaîne de transmission OFDM a été présentée. Puis l'amplificateur de puissance est caractérisé. L'influence de sa non linéarité sur le système OFDM est étudiée. Enfin, l'influence de l'effet mémoire est analysée et représentée par un modèle de Wiener dans le système OFDM ce qui permet de compenser cet effet zone linéaire. Une méthode adaptative basée sur le modèle de Wiener est proposée. Elle permet une meilleure compensation dans la zone non linéaireNew transmission techniques require from the amplifier to make a trade off between efficiency and linearity, particularly if the signal presents a non constant envelop. The work of the thesis concerns the influence of the distortions introduced by the power amplifier, particularly the high frequency memory effect, over the OFDM multicarrier system. An OFDM transmission chain is built then the circuit of power amplifier is conceived and characterized and the influence of its nonlinearity over the OFDM system is studied. Memory effect is analyzed and then represented in the OFDM system by a Wiener model which allowed to propose a compensation method of this effect of an amplifier working in the linear region. An adaptive method is proposed which takes into account the power dependency of the memory effect and performs a better compensation in the nonlinear region
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Luque, Yohann. "Contribution à la réalisation d’amplificateurs de puissance en technologie CMOS 65 nm pour une application au standard UMTS." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13894/document.
Full text
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Mallet, Clément. "Prédistorsion analogique pour amplificateurs de puissance en bande Ku (13,75 - 14,5 GHz)." Thesis, Poitiers, 2018. http://www.theses.fr/2018POIT2287.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce mémoire de thèse portent sur la linéarisation large bande d'amplificateurs de puissance par prédistorsion analogique. Ce travail vise à réduire la pollution spectrale provoquée par leur comportement non-linéaire lors d'une transmission satellite. Ce travail de thèse débute par une présentation des amplificateurs de puissance utilisés dans les émetteurs, en exposant les conséquences de leur comportement non-linéaire sur la qualité du signal. Pour pallier à cela, les techniques de linéarisation couramment utilisées ont été recensées, en mettant l'accent sur leurs avantages et inconvénients. C'est sur la base de cet état de l'art qu'une structure de prédistorsion analogique a pu être identifiée. Il s'agit d'une structure en réflexion à base de diodes Schottky, dont une partie de ce mémoire est consacrée à l'analyse de leur comportement non-linéaire. Appuyée par des résultats de simulations et des mesures effectuées sur maquettes, cette analyse nous a conduit à la mise en œuvre de la structure en réflexion dans le cadre de la linéarisation d'un amplificateur à tube à onde progressive (ATOP) en bande Ku. Nos travaux se sont ensuite tournés vers une nouvelle structure plus innovante, basée sur la mise en cascade de deux circuits de prédistorsion. La structure proposée bénéficie d'une configuration plus flexible et plus précise que la précédente, ce qui nous a permis d'obtenir de meilleurs résultats en matière d'amélioration de la linéarité. La dernière partie de ce travail de thèse est dédiée à l'approche expérimentale de deux méthodes numériques de prédistorsion en bande de base. L'intérêt de cette approche repose sur l'évaluation expérimentale de l'amélioration possible de la linéarité de l'ATOP et la comparaison avec les résultats obtenus par prédistorsion analogiqueThe research reported in this PhD Thesis is focused on power amplifier wideband linearization by analog predistortion. This work aims to reduce the spectral regrowth due to their nonlinear response over the satellite transmission. This dissertation starts with a presentation of power amplifiers used in transmitters. Through it, we expose their nonlinearity effects on the signal quality. To overcome those effects, the lattest linearization methods were reviewed, highlighting their strengths and weaknesses. Based on this state of art, an analog predistortion structure was identified. It relates to a reflective structure made up of Schottky diodes, of which a part of this thesis is devoted to the analysis of its nonlinear behavior. Drawn on simulations and measurements, this analysis led us to the implementation of the reflective structure for the purpose of a traveling wave tube amplifier linearization over the Ku band. Our work was then directed towards to a new more innovative structure built on two predistortion circuits wired in series. This new structure gets a more flexible and accurate configuration compared to the previous one and allowed us to obtain better results regarding linearity improvement. The last part of this thesis work is dedicated to an experimental approach of two base band digital predistortion methods. The aim of this approach rests on the achievable enhancement of TWTA linearity and the comparison between the results obtained with the analog predistortion
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Abi, Hussein Mazen. "Linéarisation des amplificateurs de puissance : prédistorsion numérique adaptative en bande de base." Nantes, 2009. http://www.theses.fr/2009NANT2036.
Full textAbstract:
Ce travail concerne la linéarisation des amplificateurs de puissance. L’objectif est d’évaluer les performances de linéarisation des techniques de prédistorsion numérique en bande de base et de proposer de nouvelles approches efficaces d’implémentation. D’abord, nous avons repris l’étude traditionnelle basée sur la modélisation de l’AP par une série de puissances. Les phénomènes non linéaires ont été mis en évidence et quantifiés. Ensuite, nous avons présenté une étude bibliographique sur les différentes techniques de linéarisation. La plus grande partie de cette étude a été consacrée à la technique de prédistorsion numérique adaptative en bande de base. Une nouvelle méthode d’implémentation de la prédistorsion numérique statique, sans mémoire, est ensuite présentée. Cette méthode a été validée par des simulations et des mesures. Ses performances sont comparées aux méthodes d’implémentation classiques. Une étude sur la complexité d’implémentation en cas d’adaptation continue a été également réalisée. La méthode proposée forme un bon compromis entre complexité et rapidité de convergence. La dernière partie de cette thèse est consacrée aux mesures. Un banc de mesures automatisé est spécialement mis au point pour l'évaluation des techniques de prédistorsion numérique en bande de base. Deux séries de mesures sur deux amplificateurs, faible et haute puissance, sont effectuées. Le but est d’une part d’évaluer expérimentalement les performances de la méthode d’implémentation proposée et d’autre part de mettre en évidence les effets de mémoire des amplificateurs haute puissance, et d’évaluer les performances des techniques de prédistorsion numérique dans ce casThis work deals with the linearization of power amplifiers. The aim is to evaluate experimentally linearization performance of digital baseband predistortion techniques and to propose some novel efficient implementation approaches. First, the traditional study based on power series modeling of the PA was repeated. Nonlinear phenomena were described and quantified. In the second part, we present a state of the art on the various linearization techniques. The most important part of this study was dedicated to the adaptive digital baseband predistortion technique. A new method for the implementation of digital predistortion was then proposed. This method was validated with simulations under Matlab and with measures. Its performances were compared to other classical implementation methods. An investigation on implementation complexity was also realized when continuous adaptation is adopted. The proposed method forms a good compromise between complexity and speed of convergence. The last part of this thesis was devoted to measurements. An automated measurement test bench has been specifically developed for the evaluation of digital baseband predistortion techniques. Two sets of measurements with two amplifiers, low and high power amplifiers, were carried out. The aim was to evaluate experimentally the performances of the proposed method and to highlight the memory effects in high power amplifiers, and evaluate the performance of digital predistortion techniques in this case
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Fellon, Philippe. "Étude théorique et expérimentale de composants MISFET au phosphure d'indium pour l'amplification de puissance hyperfréquence." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10049.
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Kassmi, Kamal. "Transistors VDMOS pour amplification de puissance en bande UHF." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30137.
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Ce memoire traite de la modelisation en regime dynamique grand signal des transistors vdmos de puissance radiofrequence. Dans un premier temps, nous rappelons les differents types de structures du transistor vdmos de puissance realisees actuellement pour l'amplification de puissance radiotelephonie mobile dans les bandes etroites 890-915 mhz et 935-960 mhz allouees au systeme europeen gsm. Ensuite, un modele physique non lineaire, adapte pour tous les regimes de fonctionnement, est developpe. Les elements non lineaires de ce modele dependent des donnees physiques et technologiques du composant et des tensions de polarisations. Dans un deuxieme temps, nous presentons un modele reduit du transistor vdmos adapte aux simulateurs de circuits spice et eldo. Une premiere comparaison entre les caracteristiques simulees et mesurees est presentee en regime statique, regime de commutation et regime dynamique petit signal. Enfin, nous decrivons une methodologie d'etude des amplificateurs de puissance radiofrequence en regime non lineaire. Une technique de conception assistee par ordinateur de ces amplificateurs est proposee et testee. Les performances de ces dispositifs: gain en puissance, puissance en sortie, rendement et linearite de leurs caracteristiques de transfert en puissance ainsi que l'influence de la tension sur l'electrode de drain sont etudiees. Nous effectuons aussi une etude de la distorsion d'intermodulation d'ordre trois imd 3. Nous montrons que les performances, au sens de distorsion d'intermodulation et gain en puissance sont imposees par les courbures des caracteristiques statiques id(vds) dans la zone ohmique. Les conclusions pratiques sont faites quant aux qualites et defauts intrinseques de ces produits pour l'amplification de puissance uhf
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Lecheminoux, Laurent. "Analyse de l'influence des non-linéarités de l'amplificateur de puissance dans une liaison de communication numérique RF." Université de Marne-la-Vallée, 2000. http://www.theses.fr/2000MARN0089.
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L'objectif principal de cette these est de presenter l'influence des non-linearites de l'amplificateur de puissance dans une liaison numerique radio frequence. Une etude permet de montrer l'importance de la modelisation des non-linearites de l'amplificateur de puissance sur les grandeurs caracterisant les liaisons numeriques, tel que l'adjacent channel power ratio. (acpr). Une methode de modelisation des non-linearites d'amplitude de l'amplificateur base sur le gain, le point a 1 db de compression et le point d'interception d'ordre 3est developpee, ainsi qu'un lien entre ces grandeurs caracterisant les non-linearites circuits et la grandeur caracterisant la remontee spectrale. Une etude permet de montrer la sensibilite des differentes modulations numeriques aux non-linearites de l'amplificateur de puissance
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Huin, Francis. "Etude des formes d'ondes permettant une optimisation des performances des amplificateurs de puissance : application à la conception d'amplificateurs, à faible tension de polarisation, pour les communications mobiles." Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMO0005.
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Dans le but d'optimiser les performances en puissance, la conception des amplificateurs requiere une grande maitrise des formes d'onde des signaux de sortie. L'amelioration de la puissance de sortie et du rendement electrique est un objectif de premiere importance pour la realisation d'amplificateurs destines a des systemes de radiocommunication mobile. Pour de telles applications, la mise en uvre de batteries de faible dimension necessite de limiter les tensions de polarisation des transistors. Cette contrainte impose une utilisation efficace des composantes harmoniques generees par la source de courant de drain afin d'obtenir une tension de sortie de forme optimale. La premiere etape de la methode proposee est l'etude des signaux obtenus par la mise en uvre des composantes aux frequences harmoniques deux et trois. En particulier, leurs influences sur la valeur moyenne, l'amplitude a la frequence fondamentale et l'excursion maximale atteinte sont presentees. Il en resulte la connaissance de la valeur des phases et amplitudes a atteindre pour chaque composante dans le but d'ameliorer les performances en puissance a la frequence fondamentale de travail. Les formes d'onde du courant de sortie dependent de la caracteristique statique du transistor et du signal d'excitation. Les conditions d'obtention des formes particulieres de la tension de sortie sont alors etablies en fonction des temps de conduction et de saturation du courant de sortie. Pour chaque cas, les impedances optimales de charge et les performances sont calculees dans le but de choisir les conditions de polarisation et d'excitation, puis de concevoir le reseau d'adaptation. La methode proposee est appliquee a la realisation d'un amplificateur integre de puissance, utilisant une technologie phemt, pour des applications gsm.
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Cottais, Emmanuel. "Linéarisation d'amplificateurs de puissance large bande par prédistorion adaptative en bande de base." Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2070.
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Afin d'avoir une bonne autonomie du mobile, il est nécessaire d'utiliser un amplificateur de puissance à rendement élevé. De plus, l'amplificateur doit être linéaire afin de respecter les contraintes spectrales imposées par les normes. C'est pourquoi depuis quelques années de nombreuses solutions ont été mises au point afin de linéariser un amplificateur fonctionnant à rendement élevé. Le but de cette étude est de mettre au point un système complet de linéarisation d'amplificateur de puissance destiné à une application radio-mobile. La technique proposée est originale et basée sur la prédistorsion adaptative en bande de base. L'amplificateur est représenté par le modèle de Hammerstein et la technique proposée se base sur ce modèle. Les résultats obtenus en simulation montrent la capacité de cette méthode à linéariser des amplificateurs de puissance. Les résultats expérimentaux confirment la faisabilité et l'apport de cette nouvelle techniqueIn order to have a good autonomy with the mobile, it is necessary to use a high-efficiency power amplifier. Furthermore, the amplifier must be linear to respect the spectral constraints imposed by the telecommunications norms. That is why since several years, techniques to linearize a high efficient power amplifier have been proposed. The purpose of this study is to design a complete power amplifier linearization system destinated to radio-mobile application. This linearization technique is based on adaptive baseband predistortion. The amplifier is represented by Hammerstein model and the proposed adaptive predistortion technique is based on this model. Simulation results show the capacity of the method to linearize power amplifiers. Experimental results confirm the feasibility and the advantages of this new method
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Ciochina, Cristina Ioana. "Conception d’une couche physique pour la liaison montante dans des systèmes de radiocommunications mobiles cellulaires." Paris 11, 2009. http://www.theses.fr/2009PA112300.
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Single-Carrier FDMA (SC-FDMA) est une technique d’accès multiple combinant les avantages des techniques multiporteuses avec les faibles variations d’enveloppe des signaux monoporteuses. Dans cette thèse, nous proposons des solutions exploitant la présence d’antennes multiples pour améliorer les performances de la liaison montante d’un système SC-FDMA, sans augmenter la dynamique du signal. Nous montrons l’importance des contraintes de régulation et des contraintes matérielles, notamment la présence de non-linéarites introduites par l’amplificateur de puissance, dans l’évaluation des performances du système. Le système SC-FDMA a de meilleures performances par rapport à d’autres techniques concurrentes, particulièrement pour les utilisateurs sensibles aux variations importantes de l’enveloppe du signal. C’est généralement le cas de terminaux en bord de cellule avec une faible connaissance du canal qui sont contraints d’utiliser des techniques de diversité d’émission en boucle ouverte pour améliorer leurs performances. Nous proposons une nouvelle méthode permettant d‘appliquer des codes espace-fréquence dans un système SC-FDMA avec deux antennes d’émission, tout en gardant la flexibilité du système et la faible dynamique du signal. Nous étendons la méthode à un plus grand nombre d’antennes, par codage espace-fréquence ou espace-temps-fréquence. Nous proposons enfin des adaptations dans les cas d’un multiplexage spatial, mono ou multi-utilisateur. Les bonnes performances de ces solutions sont confirmées par simulation dans un vaste nombre de scénarios réalistesSingle Carrier FDMA (SC-FDMA) combining multi-carrier-like multiple access with single-carrier-like envelope fluctuations was chosen for the air interface of future wireless communication systems. This thesis proposes a physical layer design for an uplink system based on SC-FDMA and equipped with multiple transmit antennas. Taking into account the tight implementation constraints at the mobile terminal and the presence of a nonlinear power amplifier, we show the importance of the in-band and out-of-band regulation constraints on the performance of the air interface. In realistic propagation scenarios, SC-FDMA brings significant improvements with respect to its competitors especially for users sensitive to high dynamic variations of the signal envelope. This is typically the case of cell-edge users having limited a priori knowledge of the propagation channel and needing to employ open-loop transmit-diversity techniques to improve their propagation conditions. We propose a new method allowing space-frequency transmit diversity in an SC-FDMA system that keeps both the uplink framing flexibility and the low envelope variations of the signal. This new method designed for two transmit antennas is extended to four or more transmit antennas in the space-frequency or space-time-frequency domains. We also expand these strategies to spatial multiplexing so as to benefit from transmit diversity to increase of the cell and/or user throughput multi-user scenarios and/or in combination with spatial multiplexing techniques. Our analytical and numerical shows the improvements brought by the proposed techniques compared to conventional ones in a vast number of practical scenarios
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Cordier, Christophe. "Amplification linéaire de puissance dans la gamme millimétrique : étude de la méthode par ré-injection et de la conception d'un module linéaire." Lille 1, 2001. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2001/50376-2001-337.pdf.
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Ce mémoire traite de la réalisation d'un dispositif de linéarisation par ré-injection, d'un amplificateur de puissance fonctionnant dans la gamme des fréquences millimétriques (plus précisément à 40Ghz). Cette réalisation passe par l'étude des différentes techniques de linéarisation, et plus particulièrement, de la technique par ré-injection. S'ajoute à cette étude, la présentation de la conception des éléments passifs et actifs nécessaires à l'élaboration d'un démonstrateur. Enfin, les résultats de ce démonstrateur sont discutés pour préciser l'intérêt de ce dispositif de linéarisation appliqué à cette gamme de fréquence.
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Dupuy, Alexandre. "Amplificateurs de puissance en technologie MIC à très haute efficacité et forte linéarité." Nice, 2006. http://www.theses.fr/2006NICE4022.
Full textAbstract:
Les différents travaux de recherche présentés dans cette thèse portent sur des amplificateurs de puissance avec une haute efficacité et fortement linéaire utilisant pour certain des métamatériaux. Un combinateur de puissance pour des diodes à effet tunnel oscillantes est également réalisé à l’aide de métamatériaux utilisant le phénomène de longueur d’ondes infinie. La première étude présente une nouvelle technique appelée « Enveloppe Delta Siglma Modulation (EDSM) », qui ne retient que les avantages de deux techniques existantes, la technique de Kahn (EER) et la modulation Delta Sigma. L’EDSM permet de réaliser une haute efficacité et une grande linéarité, avec un faible taux d’échantillonnage. Dans le deuxième projet, des amplificateurs de puissance d’efficacité élevée ont été réalisés grâce aux propriétés intéressantes des métamatériaux. L’usage de ces métamatériaux présente l’avantage de réduire la taille des amplificateurs et par conséquent les pertes associées. Un amplificateur en classe F et un en classe F inverse ont été réalisés avec une efficacité de drain de 64% et 58% respectivement. La dernière partie de cette thèse présente différents combinateurs de puissance utilisant le phénomène de longueur d’ondes infinie avec des diodes tunnels comme oscillateurs. Deux principales structures ont été utilisées, une avec une ligne « zéro degré » et la deuxième structure est le résonateur d’ordre zéroThe different works conducted on this thesis were to design power amplifiers with high efficiency and high linearity by using different schemes. A power combining methods for tunnel diode oscillators using the infinite wavelength phenomenon was also realized. The first project had presented a new technique called the “Enveloppe Delta Sigma Modulation (EDSM)”, which only retains the advantages of two well known techniques, the Kahn technique (EER) and the Sigma-Delta modulation. The EDSM can achieve a high efficiency and a high linearity, and a low pulse sampling rate. In the second project, high efficient power amplifiers were realized using the interesting properties of metamaterials. The use of these metamaterial permits a size reduction of the power amplifiers and consequently of the associated losses. A class F and inverse class F power amplifier were presented different power combining methods for tunnel diode oscillators using the infinite wavelength phenomenon. Two different structures based on metamaterial were used to design the oscillator, one uses a zero-degree lines and the other one uses a zeroth order resonator
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Lago, Laure. "Amplification fibrée de forte énergie pour les lasers de puissance." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10137/document.
Full textAbstract:
Ces travaux concernent le développement d’un amplificateur à fibre optique souple, microstructurée, double-gaine, dopée ytterbium (Yb), et monomode à large coeur, dans la gamme d’impulsion nanoseconde, multi-kiloHertz et milliJoule, pour l’injection de chaînes lasers de puissance. L’architecture amplificatrice est mise en oeuvre dans une configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) à plusieurs étages. Un modèle numérique de l’amplification sur fibre double-gaine dopée Yb, incluant l’émission spontanée amplifiée, a été développé pour étudier le comportement de ce type d’amplificateur fibré et procéder au dimensionnement du dispositif expérimental. Afin de s’affranchir du processus de saturation par le gain, un algorithme de contre-réaction permettant de déterminer numériquement la forme temporelle optimale a été associé au modèle. Nous avons obtenu des résultats expérimentaux en bon accord avec les simulations numériques, et avec les performances suivantes : une énergie de 0.5 mJ par impulsion à une fréquence de répétition dans la gamme de 1 kHz à 10 kHz, sur des impulsions à spectre étroit centré à la longueur d’onde 1053 nm, à profil temporel super-gaussien d’ordre 20 de durée 10 ns, avec un rapport signal-sur-bruit optique supérieur à 50 dB et un taux de maintien de la polarisation à 20 dB. Le profil spatial en sortie de système est monomode (M²=1.1). Ce dispositif peut également délivrer des énergies jusqu’à 1.5 mJ. Nous avons ensuite mis à profit ces performances pour l’amplification d’impulsions à dérive de fréquence, et avons obtenu une énergie par impulsion de 0.7 mJ sur une durée de 570 fs, à une fréquence de répétition de 10 kHzThis work concerns the development of a double-clad ytterbium-doped single-mode microstructured flexible fiber-based amplifier, in the nanosecond, multi-kiloHertz and milliJoule regime, for large-scale laser facilities seeding. We have used a multi-stage master oscillator power amplifier fibered architecture. A numerical model of ytterbium-doped double-clad fiber-based amplification, including amplified spontaneous emission, was developed in order to study the behaviour of such amplifier and to correctly design the experimental set-up. This model was completed by a feed-back algorithm to numerically predict the optimal temporal shape to compensate the gain saturation process. We demonstrated experimental results in good agreement with numerical simulations, with the following performances: 0.5 mJ pulse energy, at a frequency repetition from 1 kHz to 10 kHz, with a narrow bandwidth spectrum centred at 1053 nm wavelength, with 10 ns pulse duration on a perfect super-Gaussian temporal profile, an optical signal-to-noise ratio better than 50 dB and a polarization extinction ratio of 20 dB. We checked that the beam quality was diffraction limited, with an M² measurement of 1.1. Moreover, the system can deliver energies up to 1.5 mJ. Then, we took the advantage of such results to amplify chirped pulses. We demonstrated 0.7 mJ pulse energy, with 570 fs duration at 10 kHz repetition frequency
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Friedrich, Guy. "Contribution à l'étude des possibilités de l'amplification à découpage en puissance élevée." Compiègne, 1986. http://www.theses.fr/1986COMPD046.
Full textAbstract:
Le but de cette étude est d'envisager les possibilités de réalisation d'un amplificateur à découpage à hautes performances, dans la gamme des 400 V – 20 A. Deux axes sont étudiés : - Recherche d'une technique de commande permettant de minimiser les sollicitations des interrupteurs de l'étage de sortie, tout en générant des fonctionnements dynamiques intéressants ; - Recherche d'un interrupteur rapide. Après une étude bibliographique permettant de faire le point sur les stratégies de pilotage couramment utilisées, il est développé une étude précise de l'une d'entre elles : " le retour instantané ". Cette étude est effectuée grâce à une simulation numérique, car les non-linéarités limitent la validité de la modélisation analytique envisagée. Cette simulation met en évidence les performances de la stratégie considérée, en étudiant l'influence de chacun des éléments constitutifs de l'amplificateur. La grande sensibilité du système aux retards a conduit à développer des interrupteurs rapides. Les performances et la gamme des puissances visées ont exigé l'utilisation de transistors de différentes technologies. Deux structures ont été étudiées et testées (REC et CASCODE). Bien que les temps de commutation se soient avérés équivalents, la structure CASCODE s'est révélée beaucoup plus fiable, notamment pour les fonctionnements à haute fréquence. Ces études ont conduits à l'élaboration de différents prototypes, qui ont permis de vérifier la validité du modèle numérique établi et l'intérêt de la stratégie utilisée, et de résoudre les problèmes dus aux perturbations électromagnétiques émises par les interrupteurs rapides. Un fonctionnement fiable a été obtenu sous 350 V – 20 A. Une comparaison avec la stratégie plus classique de l'échantillonnage naturel a permis de montrer que le retour instantané présentait un net avantage lorsque le rapport entre la fréquence de découpage et celle de la consigne devenait faible. Par contre, elle s'est montrée moins bien adaptée à la restitution d'ondes de faible amplitudeThe aim of this work is to evaluate the feasibility of the design of a PWM amplifier able to restitute any input signal in the power range of 400 V – 20 A. Two aspects have been examined : a study of a switching technique able to minimize loads on switches and improve dynamic performance ; a study of a fast switch. After a bibliographic investigation into PWM strategies generally used, an accurate study has been made of one of them : “instantaneous feedback”. This study has been made with a numeric simulation, because the non-linearity of the system limits the validity of an analytic model. This simulation shows the performance of the strategy by studying the influence of the variation of each main component of the amplifier. High sensitivity of the system to delays demands design of high speed switches. Performance and power range impose the use of transistors of different technologies. Two structures are studied and tried (REC, CASCODE). The commutation times are equivalent, but the reliability of the CASCODE structure is greater at high frequency. Four prototypes using these techniques have been constructed, allowing us to verify the validity of the numerical model and the interest of the “instantaneous feedback” strategy. Problems due to electromagnetic perturbations generated by high speed switches have been resolved. Correct performance has been obtained at 350 V – 20 A. A comparison with a more popular strategy, “natural sampling”, shows that the instantaneous feedback has a significant advantage for restitution of signals whose frequency is near the chopping frequency. However, this strategy is not able to restitute correctly low amplitude input signals
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Besombes, Florent. "Modélisation électrothermique comportementale d'amplicateurs de puissance microondes pour les applications Radars à bande étroite." Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/c747e865-0a15-4d10-bcdb-fef35131b91a/blobholder:0/2012LIMO4002.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse concerne le développement d'un modèle électrothermique comportemental d'amplificateur de puissance RF prenant en compte l'effet load-pull pour des applications de radar à bande étroite. Une extension des paramètres S fort signal est proposée pour modéliser des fortes conditions de désadaptations en présence des effets de mémoire haute fréquence et des effets thermiques. Le modèle combine une cellule électrique basé sur les paramètres S fort signal avec une cellule thermique basée sur un modèle thermique réduit. Le modèle a été implémenté dans l'environnement de simulation système Scilab/Scicos. L'identification du modèle à partir de mesures load-pull pulsées isothermes et de simulation thermique tridimensionelle d'un amplificateur de puissance de type HBT AsGa/GAInP fonctionnant en bande X est présentée. Elles ont permis de démontrer les capacités du modèles à reproduire les distorsions induites sur le signal électrique et la température au sein de l'amplificateur en présence fortes désadaptions de l'impédance de sortieThis work deals with the electrothermal behavioral modeling of microwave power amplifier including the load-pull effects, for narrow band radar applications. An extension of nonlinear scattering functions is proposed for modeling large ouput impedance mismatches in the presence of high frequency memory and thermal effects. Its combines a nonlinear scattering functions cell for the electrical response with a reduced order thermal model. The model has been implemented in the system-level simulator Scilab/Scicos. The model identification from time domain load-pull measurements and thermal simulations of the 3D integration of an X band HBT AsGa/GaInP power amplifier is presented. They demonstrate the model ability to accurately reproduce transients behaviors of the electrical signals and temperature within the power amplifier for arbitrary load impedances
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Launay, Frédéric. "Contribution à la modélisation comportementale des amplificateurs de puissance utilisés en communications radio mobiles." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2045.
Full textAbstract:
La thèse présentée concerne le développement d'un modèle comportemental des amplificateurs de puissance micro-onde. L'objectif est d'obtenir un modèle de l'amplificateur de puissance permettant de rendre compte des performances globales d'une chaîne de communication pour des signaux de modulation numérique (simulation système) à partir de données expérimentales ou simulées en mono-porteuse ou bi-porteuses. A partir d'un modèle générique, dit sans mémoire, nous avons peu à peu affiné la modélisation du comportement de l'amplificateur pour rendre compte, dans un premier temps, des effets de mémoire HF puis, dans un second temps, des effets de mémoires HF et BF. Ainsi, le modèle développé permet de ren-dre compte des performances d'un amplificateur fonctionnant dans un contexte de communica-tion à large bande et à haut débit. Nous avons complété l'étude de la modélisation par une formulation analytique rigoureuse permettant de caractériser quantitativement le rehaussement spectral d'un signal modulé (AC-PR), utilisé en communication mobile, en sortie de l'amplificateur de puissanceThis thesis deals with the development of a behavioral model of microwave power amplifiers. The main goal is to obtain a non linear model of the amplifier taking into account the global commu-nication link performance. The model is developed from readily available measured or simula-ted one tone or two tones signals. Starting from the memoryless behavioral model, we developed two models. The first one allows to take into account the HF memory phenomena of the power amplifier, and the second takes into account both HF and BF memory phenomena. Such a model can be used in the context of high bit rate and broadband communication systems to evaluate the amplifier performance in real ope-rating condition. An analytical formulation is finally proposed in order to analyse the spectral regrowth (ACPR) at the output of a non linear power amplifier driven by a digitally modulated carrier in digital radio system
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Zeleny, Jan. "Compensation numérique des non-linéarités des amplificateurs de puissance avec identification au niveau récepteur." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10039/document.
Full textAbstract:
Dans ce travail, un nouveau schéma de prédistorsion de non-linéarités amplificateur de puissance est développé et démontré. L'originalité de l'architecture du système proposé est que l'estimation des non-linéarités est réalisé grâce au récepteur à une séquence de formation, et renvoyé à l'émetteur pour la prédistorsion. L'architecture proposée réalise indemnisation efficace des non-linéarités amplificateur de puissance sur les normes WiMAX et LTE, sans matériel supplémentaire. Une évaluation des économies de consommation est effectuée, compte tenu de la consommation numérique de l'algorithme d'estimation au niveau du récepteur et de prédistorsion Look Up Table de rafraîchissement à l'émetteur. Les résultats montrent que l'architecture proposée peut être appliquée pour les systèmes de données à haut taux de stations de base, les stations relais et également aux stations mobilesIn this work a novel scheme of predistortion of power amplifier nonlinearities is developed and demonstrated. The originality of the proposed system architecture is that the estimation of nonlinearities is carried out at the receiver thanks to a training sequence, and sent back to the transmitter for predistortion. The proposed architecture achieves efficient compensation of power amplifier nonlinearities on WiMAX and LTE standards without extra hardware. An evaluation of consumption savings is carried out, considering digital consumption of the estimation algorithm at the receiver and predistortion Look Up Table refreshment at the transmitter. The results show that the suggested architecture can be applied for high data rate systems at base stations, relay stations and mobile stations as well
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Blache, Fabrice. "Etude et conception d'un système de caractérisation fonctionnelle multiharmonique des transistors de puissance RF et microondes. Application à la mise en oeuvre expérimentale de classes de fonctionnement à haut rendement." Limoges, 1995. http://www.theses.fr/1995LIMO0029.
Full textAbstract:
L'etude et la conception d'un systeme de caracterisation experimentale fonctionnelle multiharmonique des transistors de puissance constituent le theme essentiel de ce memoire. Le systeme developpe repose sur l'utilisation de la technique de la boucle active etendue aux trois premieres frequences harmoniques. L'originalite du systeme reside dans le fait qu'a la frequence fondamentale, il combine la technique de la boucle active avec la technique de la desadaptation passive residuelle. La repartition des impedances de charge a fo est alors naturellement focalisee dans la zone active du composant sous test, limitant ainsi considerablement les risques de deterioration de celui-ci. Cette technique permet la mise en uvre d'une methodologie efficace d'optimisation experimentale des classes de fonctionnement a haut rendement des transistors rf et microondes
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Berrached, Chamssedine. "Optimisation du rendement en puissance ajoutée des amplificateurs de puissances large bande à base de Nitrure de Gallium." Limoges, 2013. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/6b7cb6f7-e759-43bb-b9c0-8b917ae0ebec/blobholder:0/2013LIMO4040.pdf.
Full textAbstract:
Ces travaux traitent de l’optimisation du rendement des amplificateurs de puissance large bande fondé sur des barrettes de transistors en Nitrure de Gallium. Une méthode de conception destinée à l’optimisation du rendement des amplificateurs de puissance large bande est présentée. Elle est fondée sur une étude de l’influence de la charge présentée à la fréquence harmonique 2 ainsi qu’une étude théorique approfondie des limites d’adaptation d’impédance large bande pour le maintien d’un fort rendement. Cette étude est fondée sur les théorèmes de Bode et Fano. Cette analyse à conduit à la réalisation d’un premier amplificateur de puissance 40W, large bande [1-3GHz] et à haut rendement en technologie hybride basée sur un transistor encapsulée. Pour réduire l’encombrement de manière significative des amplificateurs de puissance, une technologie Quasi-MMIC a été développée à UMS. Deux amplificateurs de puissance (25W & 45W), large bande [2-4GHz] et à haut rendement ont été réalisées en technologie Quasi-MMIC et ont démontrées des résultats à l’état de l’art mondialeThis report deals with about efficiency optimization for wideband and high power amplifier based on Gallium Nitride powerbar devices. A design methodology is proposed for efficiency improvement for wideband power amplifier. It is based on second harmonics load impedance study and a theoretical analysis of the maximum matching bandwidth to maintain a high efficiency configuration. This study is based on Bode-Fano theorems. This study permit to design a wideband [1-3GHz], high efficiency MIC GaN high power 40W amplifier based on encapsulated bare die GaN device. To reduce significatively the power amplifier size, UMS has developed a quasi-MMIC technology to match GaN powerbar devices. Two high efficiency, wideband high power amplifiers was designed in Quasi-MMIC technology and it shows state of the art results
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Aloui, Sofiane. "Design of 60ghz 65nm CMOS power amplifier." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14165/document.
Full textAbstract:
Le développement d'objets communicants dédiés aux applications Wireless Personal Area Network (WPAN) à 60GHz vise des débits de l'ordre du GBit/sec. Pour satisfaire la contrainte de faible coût, la technologie CMOS silicium est la plus adaptée. L'utilisation de cette technologie est un challenge en soi afin de concilier les aspects « pertes & rendement » vis à vis des contraintes de puissance. Le but de la thèse est de concevoir des amplificateurs de puissance opérant à 60GHz avec la technologie CMOS 65nm de STMicroelectronics. Cette démarche est progressive car il convient d'analyser puis d'optimiser les performances des composants passifs et actifs constituant l'amplificateur de puissance à l'aide des logiciels de simulations électromagnétique et microélectronique. Finalement, des amplificateurs de puissance ont été réalisés et leurs performances répondent au cahier des charges initialement définiTelecommunication industry claims for increasing data rate in wireless communication systems. The major demand of high data rate applications concerns a large panel of home multimedia exchanging data especially for the uncompressed HD data transfer. The 7GHz band around 60GHz is free of use and fulfils the short range gigabit communication requirements. CMOS technology is most appropriate since it drives a fast time to market with a low cost for high integration volume. However, the use of CMOS technology is challenging to satisfy loss and performance trade-off under power constraints. This thesis aims at designing power amplifiers operating at 60GHz with 65nm CMOS technology from STMicroelectronics. This approach is progressive because it is necessary to analyze and optimize the performance of passive and active components constituting the power amplifier using electromagnetic and microelectronics software. Finally, power amplifiers have been made. Their performances met specifications originally defined
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Delemotte, Pascal. "Réalisation expérimentale d'un banc d'essai d'intermodulation "noise power ratio" : application à l'analyse de HEMTs et de MMICs de puissance en bande Ka." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2002/50376-2002-9.pdf.
Full textAbstract:
Le développement croissant des applications civiles dans le domaine des hyperfréquences comme les radiocommunications sans fil, les télécommunications par satellite, etc ouvre un horizon très vaste aux circuits hyperfréquences à base de transistors. Ces applications véhiculant des signaux multiporteuses avec modulation numérique, nécessitent l'emploi d'amplificateurs de puissance devant concilier des performances contradictoires telles que rendement élevé, forte puissance et bonne linéarité. Dans un contexte d'aide à la conception, notre travail a consisté à mettre en œuvre un système analogique de caractérisation multiporteuses par la technique du Noise Power Ratio (NPR) en bande Ka. La première partie est consacrée à l'introduction des généralités sur l'amplification de puissance et à la modélisation des non linéarités d'un dispositif en environnement multiporteuses. La deuxième partie présente la mise en œuvre concrète du banc de NPR, bâti sur la génération du stimulus à 410 MHz que l'on peut transposer ensuite jusqu'en bande Ka (1-40GHz), avec une dynamique supérieure à 40dBc. Une étude système sur le logiciel OMNISYS a permis la validation du banc en utilisant les conversions monoporteuse AM-AM et AM-PM du dispositif. La dernière partie présente les premiers résultats à 26GHz de mesures NPR sur des MMIC montés en cellule et un composant PHEMT sous pointes constitutif de ces MMIC. Des analyses en fonction de la polarisation et de l'impédance de charge du composant ont permis d'apporter des explications sur les comportements en linéarité. Nous avons aussi cherché à corréler les mesures monoporteuse et biporteuses avec les mesures de NPR. Enfin nous avons conclu ce travail par les perspectives de développement du système.
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Muller, Dorothée. "Optimisation des potentialités d’un transistor LDMOS pour l’intégration d’amplificateur de puissance RF sur silicium." Limoges, 2006. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/8c93dadd-0847-4920-96c8-e1f79fc507d7/blobholder:0/2006LIMO0041.pdf.
Full textAbstract:
Les amplificateurs de puissance RF réalisés à partir de composants issus des technologies III-V sont actuellement les plus performants du fait de leurs propriétés physique intrinsèques. Malgré cela ces technologies ne répondent pas complètement aux exigences du marché de la radiotéléphonie mobile en terme de coût de revient. Pour répondre à ce besoin de nouvelles générations de transistors MOS de puissance sur silicium tels que les LDMOS sont apparues. Ces composants ont l’avantage d’être réalisés dans des filières matures et offrent des performances très honorables à des coûts beaucoup plus bas, ce qui est un atout majeur dans le contexte actuel où le marché du téléphone cellulaire est très sensible au prix des composants. Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une réflexion sur les potentialités d’un transistor LDMOS intégré en technologie BiCMOS 0. 25 µm et sur l’optimisation de ses performances pour une application dans des circuits de type amplificateurs de puissance intégrés sur silicium. Les mécanismes de fonctionnement du composant LDMOS et les principales raisons de l’émergence du transistor LDMOS devant celle du MOSFET pour des applications radiofréquences sont présentés. Le travail décrit par la suite s’articule autour de la réalisation du composant LDMOS pour l’amplification de puissance et de son optimisation. Dans un premier temps les paramètres technologiques qui sont nécessaires à l’obtention d’un composant respectant les caractéristiques de sortie fixées par le cahier des charges de l’application sont déterminés. Une analyse a ensuite permis d’identifier les paramètres intrinsèques et extrinsèques du composant susceptibles d’améliorer ses performances dynamiques. Pour cela l’effet des modifications d’architecture, de dessin ainsi que du procédé de fabrication du LDMOS sur les caractéristiques dynamiques ont été étudiées et ont abouti à des résultats prometteurs. En effet les performances du transistor LDMOS optimisé atteignent l’état de l’artThe RF power amplifiers realized from components stemming from III-V technologies are at present the most successful because of their intrinsic physics properties. Nevertheless these technologies do not completely answer the requirements of the radiotelephony mobile market in term of cost of returns. New generations of MOS power transistors on silicon such as the LDMOS appeared to answer this need. These power devices have the advantage to be realized in mature technologies and offer very honourable performances to much lower costs, what is a major trump card in the current context where the cellular telephone market is very sensitive to the price of components. This thesis deals with a reflection on the potentialities of a transistor LDMOS integrated into a 0. 25 µm BiCMOS technology and on the optimization of its performances for RF power amplifiers circuits integrated on silicon. Firstly, the LDMOS transistor physical mechanisms and also the main reasons that make the LDMOS transistor a better candidate than the MOSFET for radio frequencies applications are presented. The work described afterward articulates around the realization and the optimisation of the LDMOS transistor for RF power applications. In fact, the technological parameters are determined in order to get a device, which output characteristics match the ones fixed by the application. Then an analysis is made to identify the device intrinsic and extrinsic parameters, which are susceptible to improve its dynamic performances. For it the effect of the modifications of architecture, layout as well as the manufacturing process on the dynamic characteristics were studied and ended in promising results. Indeed the performances of the optimized transistor LDMOS reach the state of the art
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Hazouard, Mathieu. "Conception et réalisation d'amplificateurs micro-ondes de puissance à l'aide de la méthode des fréquences réelles." Bordeaux 1, 2002. http://www.theses.fr/2002BOR12434.
Full textAbstract:
Les travaux présentés dans ce mémoire sont une contribution à la conception d'amplificateurs micro-ondes de puissance. Nous présentons dans une première partie les différentes caractéristiques (grandeurs électriques, classes de fonctionnement,. . . ) de l'amplification de puissance dans le domaine des hyperfréquences ainsi que le large spectre de transistors disponibles actuellement pour des applications de puissance. Le deuxième chapitre traite des techniques de caractérisation du fonctionnement non-linéaire des transistors de puissance. A côté de l'équilibrage harmonique ou de la caractérisation load-pull, nous proposons l'utilisation des paramètres S large signal comme méthode alternative. Ces paramètres S large signal sont une extension dans le domaine non-linéaire de la notion de paramètres S petit signal et nous permettent d'approcher la solution optimale dans le cas d'applications faiblement non-linéaires. Dans une troisième partie, nous proposons une extension de la méthode des fréquences réelles, introduite à l'origine par Yarman et Carlin, à la conception d'amplificateurs de puissance. Ainsi, nous décrivons une démarche itérative de conception d'amplificateurs multi-étages qui, dans un premier temps, optimise les performances de l'étage de puissance avant de concevoir les étages situés en amont en progressant vers le générateur. Nous avons vérifié la validité de cette démarche par la réalisation de deux amplificateurs de puissance en bande S. Un premier module a été construit autour d'un MESFET de puissance afin d'optimiser la puissance ajoutée. Un deuxième montage, basé sur trois transistors, a pour objectif d'optimiser à la fois la puissance ajoutée de l'étage de puissance et le gain linéaire des deux premiers étages.
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Lago, Laure. "Amplification fibrée de forte énergie pour les lasers de puissance." Electronic Thesis or Diss., Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10137.
Full textAbstract:
Ces travaux concernent le développement d’un amplificateur à fibre optique souple, microstructurée, double-gaine, dopée ytterbium (Yb), et monomode à large coeur, dans la gamme d’impulsion nanoseconde, multi-kiloHertz et milliJoule, pour l’injection de chaînes lasers de puissance. L’architecture amplificatrice est mise en oeuvre dans une configuration MOPA (Master Oscillator Power Amplifier) à plusieurs étages. Un modèle numérique de l’amplification sur fibre double-gaine dopée Yb, incluant l’émission spontanée amplifiée, a été développé pour étudier le comportement de ce type d’amplificateur fibré et procéder au dimensionnement du dispositif expérimental. Afin de s’affranchir du processus de saturation par le gain, un algorithme de contre-réaction permettant de déterminer numériquement la forme temporelle optimale a été associé au modèle. Nous avons obtenu des résultats expérimentaux en bon accord avec les simulations numériques, et avec les performances suivantes : une énergie de 0.5 mJ par impulsion à une fréquence de répétition dans la gamme de 1 kHz à 10 kHz, sur des impulsions à spectre étroit centré à la longueur d’onde 1053 nm, à profil temporel super-gaussien d’ordre 20 de durée 10 ns, avec un rapport signal-sur-bruit optique supérieur à 50 dB et un taux de maintien de la polarisation à 20 dB. Le profil spatial en sortie de système est monomode (M²=1.1). Ce dispositif peut également délivrer des énergies jusqu’à 1.5 mJ. Nous avons ensuite mis à profit ces performances pour l’amplification d’impulsions à dérive de fréquence, et avons obtenu une énergie par impulsion de 0.7 mJ sur une durée de 570 fs, à une fréquence de répétition de 10 kHzThis work concerns the development of a double-clad ytterbium-doped single-mode microstructured flexible fiber-based amplifier, in the nanosecond, multi-kiloHertz and milliJoule regime, for large-scale laser facilities seeding. We have used a multi-stage master oscillator power amplifier fibered architecture. A numerical model of ytterbium-doped double-clad fiber-based amplification, including amplified spontaneous emission, was developed in order to study the behaviour of such amplifier and to correctly design the experimental set-up. This model was completed by a feed-back algorithm to numerically predict the optimal temporal shape to compensate the gain saturation process. We demonstrated experimental results in good agreement with numerical simulations, with the following performances: 0.5 mJ pulse energy, at a frequency repetition from 1 kHz to 10 kHz, with a narrow bandwidth spectrum centred at 1053 nm wavelength, with 10 ns pulse duration on a perfect super-Gaussian temporal profile, an optical signal-to-noise ratio better than 50 dB and a polarization extinction ratio of 20 dB. We checked that the beam quality was diffraction limited, with an M² measurement of 1.1. Moreover, the system can deliver energies up to 1.5 mJ. Then, we took the advantage of such results to amplify chirped pulses. We demonstrated 0.7 mJ pulse energy, with 570 fs duration at 10 kHz repetition frequency
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Piotrowicz, Stéphane. "Intégration monolithique de HEMT's sur substrat InP en vue de l'amplification de puissance en bande V." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-253.pdf.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur l'intégration monolithique de HEMT's sur substrat de phosphure d'indium en vue de l'amplification de puissance en bande V. Cette étude constitue un des axes majeur de la recherche au laboratoire, qui porte sur les potentialités des transistors de la filière GaInAs. La première partie de ce mémoire replace l'étude dans son contexte international, et donne un état de l'art des composants de puissance et des circuits intégrés (MMIC) à la fréquence de 60 GHz. La deuxième partie expose la réalisation, les mesures et la modélisation d'éléments passifs nécessaires à la conception de circuits. La mesure de structures telles que des lignes de transmissions, des résistances, des capacités, ou encore des trous métallisés puis leur rétro-simulation sur le logiciel commercial MDS ont permis d'élaborer une bibliothèque d'éléments passifs fiables jusque 60 GHz propre à la technologie développée au laboratoire. La troisième partie est consacrée aux éléments actifs. Elle porte tout d'abord sur la caractérisation et la modélisation de transistors destines à la mise au point d'une épitaxie et du processus de fabrication adaptés à l'amplification de puissance microonde. L'élaboration d'un schéma équivalent petit signal pour le transistor, valable jusqu'a 60 GHz, fait l'objet d'une attention toute particulière. Puis, les résultats des mesures de composants multi-doigts de grille en guide microruban seront présentés. La dernière partie relie les deux précédentes en décrivant la conception du démonstrateur. Les différentes étapes de celle-ci seront abordées en tenant compte des contraintes imposées sur les modèles des éléments passifs décrits dans la deuxième partie. Une méthodologie de conception progressive est adoptée afin de s'attacher à distinguer le rôle tenu par les principaux éléments des circuits d'adaptation et de stabilisation.
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Cesari, Albert. "Implémentation de techniques de linéarisation et d'amélioration du rendement pour les amplificateurs de puissance RF." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00538808.
Full textAbstract:
L'antagonisme entre la capacité d'émission d'informations haut débit (linéarité) et le rendement énergétique, dans le contexte des émetteurs radio, est l'axe des travaux de cette thèse. Nous proposons une architecture matérielle basé sur circuits FPGA1 pour l'implémentation de fonctionnalités de prédistorsion numérique (DPD) pour la linéarisation d'amplificateurs RF. Nous articulons nos approches à partir de la séparation entre les processus de prédistorsion et d'adaptation. Ainsi, nous pouvons proposer une structure matérielle -le BPC2 ou Cellule Basique de Predistorsion- bien adaptée pour l'implémentation du module de prédistorsion. Le module de prédistorsion basé sur BPC peut être reconfigurable au besoin, et, en plus, il reste indépendant de la méthodologie particulière de dérivation de la fonction de prédistorsion. Afin d'effectuer des validations, deux prototypes permettant de tester des stratégies de prédistorsion performantes et novatrices ont été mis en oeuvre. Dans un premier temps, nous avons implémenté un système DPD basé sur la théorie des systèmes hyperstables sur une plateforme mixte FPGA/DSP3. En complément des résultats expérimentaux, nous rentrons dans le détail des fonc- tions complémentaires à la prédistorsion et l'adaptation nécessaires pour produire la prédistorsion. Le deuxième prototype adresse la linéarisation et la compensation des e®ets mémoire de l'amplificateur RF. Nous présentons et validons expérimentalement une structure de prédistorsion du type NARMA4, implémentée au moyen d'un réseau de cellules BPC. Au passage, nous étudions la consommation de la prédistorsion et son impact sur le rendement. Si l'utilisation de la prédistorsion s'avére inévitable pour contrer les effets mémoire, nous proposons de dégrader la Classe de l'am- plificateur, dans le but d'obtenir un émetteur aussi linéaire mais plus performant énergétiquement. Finalement, au delà de la prédistorsion seule, nous proposons, analysons et va- lidons expérimentalement un sys tème de prédistorsion + commande dynamique de l'alimentation de l'amplificateur RF. La structure de traitement du signal numérique développée, permet de : 1/prédistordre le signal et 2/commander des modulateurs d'amplitude lents (par rapport à la largeur de bande de l'application cible, mais ayant de forts rendements de conversion). L'inclusion de capacités de pilotage de l'alimentation autour de la prédistorsion s'avère peu coûteuse et permet d'atteindre des rendements améliorés sans perte de linéarité.
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Giry, Alexandre. "Étude des potentialités des technologies CMOS avancées pour les radiofréquences : application aux amplificateurs de puissance." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0057.
Full text
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MEZUI-MINTSA, RAPHAEL. "Conception, realisation et caracterisation des amplificateurs de puissance en technologie bipolaire a heterojonction gaalas/gaas." Limoges, 1992. http://www.theses.fr/1992LIMO0156.
Full textAbstract:
Ce travail porte sur la conception, la realisation et la caracterisation d'amplificateurs hyperfrequences de puissance en technologie bipolaire a heterojonction gaalas/gaas (tbh). Les travaux debutent par la comparaison du tbh haas avec le transistor bipolaire silicium et les transistors a effet de champ gaas, pour des applications de puissance. Les problemes de stabilisation en temperature, de claquage par avalanche et de l'adaptation difficile des dispositifs de puissance, ont ete eclaircis et optimises en tenant compte des proprietes specifiques du tbh et des possibilites technologiques du laboratoire de bagneux. Par la suite, des modeles electriques nonlineaire et thermoelectrique du tbh ont ete developpes en utilisant les methodes classiques de caracterisations statiques et dynamiques petit signal, ainsi que les bancs de mesure fort signal du type load-pull. Par ailleurs, l'obtention d'une puissance elevee et d'un haut rendement depend non seulement du composant utilise, mais aussi du choix d'une structure d'amplificateur appropriee. Une etude comparative des differentes classes d'amplificateurs d'une part et l'analyse des differentes possibilites d'adaptation des dispositifs de puissance d'autre part ont permis de degager des architectures mieux adaptees au cas des tbh. La modelisation et le travail d'optimisation complet du composant se concretisent par la conception et la realisation de deux amplificateurs pour des applications en telecommunications: un amplificateur a haut rendement pour les radiocommunications mobiles en bande l, et un amplificateur de puissance monolithique
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Gamand, Florent. "Amplificateurs de puissance et convertisseurs DC/DC à base de GaN pour des applications hyperfréquences." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10064/document.
Full textAbstract:
Dans les systèmes de télécommunication modernes et en particulier pour l'amplification de puissance RF, le rendement est un élément clé. Il doit être le plus élevé possible pour réduire la consommation. Afin d'augmenter le rendement global d'un amplificateur de puissance, la technique de polarisation dynamique, souvent basée sur l'association d'un amplificateur et d'un convertisseur DC/DC, est couramment employée. Les transistors de type HEMT GaN délivrent des puissances importantes tout en ayant des fréquences de fonctionnement élevées, de plus leur capacité à commuter rapidement et leurs faibles pertes résistives en font d'excellents candidats à la fois pour les applications d'amplification de puissance et de commutation à haute fréquence de découpage et haut rendement tels que les convertisseurs DC/DC utilisés dans le cadre d'une polarisation dynamique.Le premier chapitre de ce mémoire est consacré aux propriétés des transistors à base de GaN et leurs intérêts pour des applications d'amplification hyperfréquence et de commutation. Leur caractérisation et modélisation sont également abordées. Le deuxième chapitre est consacré à la conception et à la caractérisation de convertisseurs DC/DC GaN à haute vitesse de découpage pour des applications de polarisation dynamique d'amplificateurs de puissance. Le troisième chapitre aborde la conception d'amplificateurs de puissance GaN à haut rendement en bande C pour des applications de télécommunication. L'association d'un convertisseur DC/DC développé au chapitre II et d'un amplificateur GaN en bande S dans le cadre de la polarisation dynamique sera également présentée et ses effets sur l'amélioration du rendement étudiésHigh efficiency is a key element in modern telecommunication systems, especially in RF power amplifiers. Efficiency has to be as high as possible in order to reduce power consumption thus minimising working cost, maximising autonomy and improve system reliability. In order to increase global efficiency of a power amplifier, dynamic biasing, based on the association of an amplifier and a DC/DC converter, is often used. GaN HEMTs enable high RF power at high frequencies, moreover their capability to switch very quickly and their low resistive losses make them good candidates for both power amplification applications and high speed, high efficiency commutation applications, like DC/DC converters used in dynamic biasing systems. The first part of this manuscript is dedicated to GaN transistors properties and their advantages compared to other semi-conductors for commutation and RF amplification applications. Their characterisation and modelling is also discussed. The second chapter is dedicated to the design and characterisation of high speed DC/DC converters for dynamic biasing applications. The last part approaches high efficiency GaN power amplifiers design in C band for telecommunication applications. The association of a DC/DC converter, designed in chapter II, and a GaN power amplifier in S band in the context of dynamic biasing is also presented and the obtained efficiency improvement is reported
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Bourcier, Eric. "Analyse de fonctionnement en amplification de puissance en bande Ka des transistors HEMT des filières AsGa et InP." Lille 1, 1998. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1998/50376-1998-9.pdf.
Full textAbstract:
L'amelioration permanente des performances des transistors a effet de champ, en termes de frequence, puissance ou rendement, conduit ces composants a remplacer progressivement les tubes a ondes progressives dans les amplificateurs hyperfrequences de puissance pour applications militaires, aeronautiques et spatiales. De plus, depuis quelques annees, l'extraordinaire explosion des applications grand public integrant des circuits de puissance hyperfrequences (telephone mobile, badges d'identification, systemes d'anti-collision, d'autopeage, et de surveillance de la circulation) a accelere cette evolution. Dans ce contexte, les outils d'aide a l'utilisation des transistors a effet de champ de puissance sont d'un besoin imperieux. C'est a ce besoin que s'adresse le present travail. Sa premiere partie explique le fonctionnement du systeme de mesure de puissance que nous avons developpe selon le principe de la charge active, dans la bande de frequence de 26 a 40 ghz. Ce systeme permet de mesurer de facon automatique des transistors a effet de champ dont le developpement totale de grille peut atteindre un millimetre et utilise un logiciel de pilotage mis au point pour preserver le composant dans les conditions d'impedances dangereuses en terme de courant de grille. De plus les calibrages vectoriels en impedance et en puissance mis en uvre permettent une grande precision de mesure. Enfin le systeme permet des investigations de transistors prevus pour des applications soit en circuit hybride, soit en technologie mmic. Dans la deuxieme partie, une etude est effectuee sur la difference de comportement d'un transistor selon que celui-ci est soumis a une puissance d'entree injectee constante ou a une puissance d'entree absorbee constante. Ensuite l'effet de l'instabilite des transistors sur leur comportement est analyse.
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Labrousse, Nicolas. "Développement de fonctions intégrées incluses dans les transitors RF de puissance conçus en technologie LDMOS." Limoges, 2009. http://www.theses.fr/2009LIMO4063.
Full textAbstract:
Ce travail se rapporte à l'étude et à la conception de circuits intégrés sur la plate forme technologique du LDMOS. Ces circuits sont dédiés à des applications autour des amplificateurs de puissance de Freescale Semiconductor pour les stations de base radio-cellulaire de troisième génération. L'analyse des caractéristiques d'un nouveau transitor à 3 accès, intégré en technologie LDMOS, est réalisée afin de mettre en évidence leur intérêt pour la conception de nouvelles fonctions autour des amplificateurs de puissance. La méthode de caractérisation 3-ports de ce transistor est exposée. Par la suite, cette caractérisation est utilisée pour la mise en oeuvre d'un modèle non linéaire utilisant une topologie dite explosée. La finalité de ces travaux concerne l'étude et la conception de différentes structures d'atténuateurs contrôlés en tension. Une étude comparative des performances de ces différentes topologies est menée afin de sélectionner celle qui atteint les meilleures performances. Enfin, la typologie d'atténuateur atteignant une dynamique d'atténuation supérieur à 20 dB, avec des pertes d'insertions de 3. 8 dB, sur la bande UMTS 2. 11-2. 17 GHz), est utilisée pour concevoir une fonction de compensation de gain des amplificateurs de puissance en fonction de la température. Pour cela, un circuit de contrôle intégré est conçu afin de commander le niveau d'atténuation de l'atténuateur variableThese works relate to the study and design of integrated circuits on the LDMOS platform technology. These circuits are dedicated to applications around Freescale Semiconductor power amplifiers for radio base stations of third generation cellular. The analysis of a new 3-ports transistor integrated into LDMOS technology, is conducted to highlight their interest in designing new functions around power amplifiers. The methodology of 3-port characterization of this transistor is exposed. Thereafter, this characterization is used for the implementation of a nonlinear model using a so-called exploded topology. The purpose of this work concerns the design of various structures of Variable Voltage Attenuators. A comparative study of these topologies performances is conducted to select the one which achieves the best performances. Finally, the topology which achieves an attenuation dynamic exceeding 20 dB with insertion loss of 3. 8 dB, (in the UMTS band : 2. 11-2. 17 GHz), is used to design a gain compensation as a function of temperature for amplifiers. For this, a integrated circuit control is designed to monitor the level of attenuation of the variable attenuator
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Zoyo, Marc. "Conception et réalisation d'amplificateurs de puissance micro-ondes à l'état solide et à fort rendement pour des applications spatiales bande S et bande X." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30175.
Full textAbstract:
L'objectif de ce travail a ete de determiner une methodologie de conception originale et systematique d'amplificateurs hyperfrequences de puissance a tres haut rendement, en technologie hybride et ce pour des applications spatiales. La premiere partie constitue une introduction detaillant les divers phenomenes relatifs a l'amplification de puissance dans le domaine des hyperfrequences. Un exemple particulier du fonctionnement a fort rendement, appele la classe f, est explicite. La deuxieme partie traite de la caracterisation et de la modelisation de differents types de transistors a effet de champ de puissance. Il est ainsi propose une nouvelle approche de la caracterisation, basee sur des transformations large bande d'impedances, afin d'extraire des modeles electriques equivalents en regimes lineaire et non-lineaire. La troisieme partie concerne la conception et la realisation d'amplificateurs hybrides de puissance a fort rendement fonctionnant en bande x (8,2ghz) et constitues de transistors a effet de champ a heterostructure (hfet). Des correlations entre les resultats experimentaux et ceux predits par les simulations ont permis de montrer une bonne adequation. L'influence des charges presentees aux deux premiers harmoniques du signal applique sur le comportement du hfet de puissance est etudiee et discutee. Dans la derniere partie, la procedure de conception de ce type d'amplificateur est validee a l'aide de diverses applications tels que des amplificateurs de puissance fonctionnant en bande x ou en bande s, a base de transistors pseudomorphiques a haute mobilite electronique (phemt)
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Mars̆álek, Roman. "Contribution à la linéarisation des amplificateurs de puissance par prédistorsion numérique adaptative en bande de base." Université de Marne-la-Vallée, 2003. http://www.theses.fr/2003MARN0174.
Full textAbstract:
Les nouveaux systèmes de radiocommunications s'orientent vers l'utilisation de modulations à enveloppe non constante telles que les modulations OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) et vers l’application de techniques d’étalement de spectre. Les signaux modulés présentent alors une forte dynamique d’enveloppe et l'influence des non-linéarités des émetteurs n'est pas négligeable. Une solution consiste à corriger l'amplificateur en lui associant un dispositif de linéarisation de façon à ce que l'ensemble amplificateur plus linéariseur se conduise de manière quasi-linéaire jusqu'à pratiquement la puissance de saturation. Cette thèse traite de la linéarisation des amplificateurs de puissance par prédistorsion numérique adaptative en bande de base. Elle commence par l’étude de l'influence d’une non-linéarité sans mémoire sur des signaux modulés OFDM. Elle établit, sous certaines conditions, une relation analytique entre l’EVM (Error Vector Magnitude) en sortie de l’amplificateur et les caractéristiques de l’amplificateur. La principale partie du document est consacrée aux algorithmes d’adaptation des systèmes de prédistorsion numériques en bande de base. Après un état de l’art des algorithmes d’adaptation des systèmes de predistorsion, plusieurs nouvelles techniques ou améliorations de techniques existantes sont proposées et évaluées par simulation. L'influence des principales sources d’imperfections (limitation de la précision dans les conversions analogiques-numériques, déséquilibre des voies du modulateur en quadrature, synchronisation de la voie de retour) sur les performances du systèmes de prédistorsion est analysée. La thèse compare également la complexité des différentes approches : prédistorsion par LUT, prédistorsion de forme polynomiale sans mémoire ou avec mémoire. Le bilan de puissance des émetteurs utilisant la predistorsion numérique est également brièvement discutéEmerging communication systems are oriented toward the modulations with non-constant envelope like OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) and to the use of spread spectrum techniques. The modulated signals exhibit large dynamic and the influence of power amplifier nonlinearity cannot be further neglected. A solution is to correct the power amplifier nonlinearity with an additional device so that the resulting system exhibits quasi linear characteristic ideally up to saturation. This dissertation is oriented in the domain of digital predistortion for power amplifier linearization. It begins with the study of the influence of memoryless nonlinearity on the OFDM signal. A relationship between EVM (Error Vector Magnitude) at the output of the power amplifier and the amplifiers characteristics is derived. The main part of the dissertation is devoted to the algorithms for the adaptation of digital adaptive baseband predistorters. After the state of the art presentation, several adaptation methods or their modifications are proposed and evaluated using simulations. The influence of main sources of imperfections (quantization in data converters and quadrature modulator imbalance) on the adaptation algorithms was investigated as well. Submitted dissertation also compares the complexity of different approaches (LUT predistorters, memoryless polynomial predistorters, polynomial predistorter with memory) used for predistortion. The efficiency of transmitters employing digital predistortion is also briefly discussed
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Viaud, Jean-Pierre. "Modélisation non-linéaire de transistors microondes : Application à la conception d'amplicateurs de puissance en technologie M.M.I.C." Limoges, 1996. http://www.theses.fr/1996LIMO0010.
Full textAbstract:
Le travail presente dans ce memoire concerne la modelisation non lineaire des transistors microondes, appliquee a la conception d'amplificateurs de puissance en technologie mmic dans le domaine des hyperfrequences. Apres un rapide tour d'horizon des transistors de puissance utilisables aux frequences microondes, nous presentons un equipement de test, base sur la technique de mesures en impulsions. Cette methode de caracterisation permet d'obtenir avec precision les evolutions non lineaires des caracteristiques electriques des transistors microondes. Ensuite, la modelisation non lineaire des transistors a effet de champ et des transistors bipolaires a heterojonction est traitee d'une maniere detaillee dans ce memoire. Nous trouverons entre autres, une etude des non linearites des transistors en fonction des commandes appliquees, ainsi que differentes methodes pour la recherche et l'obtention des parametres d'un modele, appliquees a chaque type de transistor. Les differentes etapes de conception d'un amplificateur distribue large bande a tbh sont presentees. Cet amplificateur a ete optimise en puissance dans la bande de frequence 2-8 ghz, a partir des modeles non lineaires mis au point dans ce memoire, et a fourni une puissance de sortie de 27. 5 dbm
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Recly-Lesecq, Agnès. "Etude de l'optimisation des circuits non linéaires microondes." Limoges, 1993. http://www.theses.fr/1993LIMO0230.
Full textAbstract:
Ce travail propose une etude de l'optimisation des circuits non lineaires microondes, a partir d'un logiciel d'analyse non lineaire de type equilibrage harmonique. L'architecture de ce dernier permet d'inserer de nouvelles fonctionnalites telles qu'un processus d'optimisation. On montre comment choisir une fonction objectif appropriee afin de trouver l'optimum d'une performance d'un circuit tel qu'un amplificateur de puissance. Un choix est aussi effectue entre toutes les methodes d'optimisation classiques, afin de selectionner qui prend le mieux en compte les particularites de l'analyse non lineaire. Ce logiciel pourra evoluer afin d'optimiser d'autres dispositifs non lineaires microondes et de s'adapter aux exigences croissantes des concepteurs de circuits
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Colmant, Jean. "Etude et réalisation d'un amplificateur audio à découpage." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0004.
Full textAbstract:
L'amplificateur audio est une des dernières applications de l'électronique de puissance qui fonctionne en linéaire, au détriment de son rendement, et donc de son poids et de sa taille. Les récents progrès de la technologie concernant entre autres les transistors MOS et les composants magnétiques, permettent de nos jours d'envisager l'emploi des techniques du découpage, à savoir la Modulation de Largeur d'Impulsion. Les exigences spécifiques de l'audio, que sont la qualité du message sonore retransmis, en termes de distorsion, de bruit et de bande passante, ont jusqu'à présent empêché cette évolution : reproduire un signal dont le spectre atteint les 20 kHz implique une fréquence de découpage élevée, de l'ordre de 3 à 500 kHz, faire cohabiter une entrée bas niveau, sensible, et un étage de puissance capable de fournir une puissance de 1 kW, qui de surcroît établit des commutations rapides de mande une parfaite maîtrise de l'implantation des composants. Cette étude démontre qu'il est possible de réaliser un amplificateur audio à découpage de forte puissance, simple, fiable, et de bonne qualité. Les points délicats d'une telle entreprise résident dans la production d'une onde MLI très précise et dans l'intégration de signaux peu compatibles entre eux au sein d'un espace réduit. Si l'immunité au bruit des circuits d'entrée reste encore une des faiblesses de l'amplification à découpage, la sensation de dynamique et "d'aisance" du son qu'elle fournit laisse présager un bon avenir à cette techniqueAudio amplifier is one of the latest linear power electronic applications, hence its low efficiency, and then its heaviness and volume. Nowadays the late progresses in MOSFET and magnetics components technology allow the use of switching technicals, for instance the Pulse Width Modulation. The specific audio needs, that are the resulting sound message quality, in terms of distortion, noise and bandwidth have slowed down the past evolution as yet: - reproducing a 20 kHz bandwidth signal calls for a high switching frequency, about 3 to 500 kHz, - placing a low level, sensible input near a power stage capable of 1 kW output with fast commutations, forbids any compromise in the component layout design. This study proves that it is possible to achieve a simple, reliable, high power audio amplifier. The difficult points of such an undertaking consist in the research of a very fine PWM wave and of the integration in a narrow place of non-compatible signals. Although the noise immunity of the input circuitry remains one of the switch mode amplification weaknesses, the dynamic and "powerful" sound that it produces is its best chance of succeeding
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Lagarde, Cyril. "Modélisation de transistor de puissance en technologie GaN : conception d’un amplificateur de type Doherty pour les émetteurs à puissance adaptative." Limoges, 2006. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/36416d31-0431-481e-84ec-ad7070a42012/blobholder:0/2006LIMO0038.pdf.
Full textAbstract:
L’avènement des technologies de transistors de puissance sur matériaux "grand gap" tels que le Nitrure de Gallium (GaN) permet d’envisager un saut technologique majeur pour la génération de puissance à l’état solide. Cette nouvelle technologie présente des possibilités intéressantes pour des amplificateurs de puissance micro-ondes, en termes de température de fonctionnement élevée, de densités de puissance élevées et de tensions de claquage élevées. Dans une première partie, ce travail concerne le développement d'un nouveau modèle non linéaire électrothermique tabulaire comprenant les effets de pièges sur un transistor HEMT AlGaN/GaN. Ce modèle a été alors utilisé, dans la deuxième partie de cette thèse, pour concevoir un amplificateur de puissance basé sur le principe Doherty. Cependant les contraintes de linéarité et de rendement imposées dans les communications spatiales constituent, encore à l’heure actuelle, un obstacle à l’utilisation de ces technologies. Afin de traiter ces contraintes, nous avons proposé et conçu un nouvel amplificateur Doherty ayant une architecture symétrique basée sur trois transistors HEMTs GaN. Les résultats expérimentaux ont montré des possibilités intéressantes de cette nouvelle structure Doherty en termes de rendement et de linéaritéNew power transistors technologies based on “wide bandgap” materials such as Gallium Nitride (GaN) were developed these last years. This new technology presents interesting capabilities for high power microwave amplifiers in terms of high working temperature, high power densities and high breakdown voltages. This work concerns first the development of a new tabular electrothermal non linear model including trapping effects on an AlGaN/GaN power HEMT. This model has then been used, in the second part of this thesis, to design a power amplifier based on the Doherty principle. In satellite communication systems, a good linearity and a high efficiency are drastic constraints on the power amplifier. In order to deal with these constraints, we have proposed and designed a new Doherty amplifier with a symmetrical architecture based on three GaN HEMT devices. Experimental results have shown the interesting capabilities of this new Doherty structure in terms of efficiency and linearity under output power back-off operation