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Dissertations / Theses on the topic 'Filtrage RF haute fréquence'
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1
Jolivet, Sylvain. "Limitations et opportunités des circuits actifs pour la réalisation d’un filtrage RF Haute performance et accordable en fréquence pour les récepteurs TV." Limoges, 2011. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/56d5de2a-ced2-41b7-a0b5-fd2b83722f0a/blobholder:0/2011LIMO4027.pdf.
Full textAbstract:
The present manuscript studies the limitations and the opportunities resulting in using fully-active circuits as an alternative to classical passive solutions for the realization of an RF filtering for TV tuners. This RF filtering has to be frequency tunable, selective and high performances in terms of noise and linearity. After the study of the state-of-the-art, two structures of filter are studied in details and simulated on a second order bandpass topology which best fulfills the required specifications. Proposed Gm-C filters have interesting performances but are limited by the gyrator which is the main source of degradation of the RF signal in this structure. A Rauch filter is also proposed with the purpose of designing a highly linear filter to increase the dynamic range. An original feedback allows using this filter with a good selectivity – gain trade-off, as well as high RF performances. This filter has been integrated on silicon and measured in laboratory, leading to perfect agreement with simulations. Proposed Gm-C and Rauch structures are compared to state-of-the-art results from the literature by means of an innovative figure-of-merit. An interesting perspective to this work is proposed though the study of N-path filters which exhibit encouraging results but may require important changes in the TV tuner architecture to be used at full potentialLa présente thèse étudie les limitations et les opportunités résultant de l’utilisation de circuits purement actifs comme alternative aux circuits passifs classiques pour la réalisation d’un filtrage RF pour récepteur TV. Ce filtrage RF doit être accordable en fréquence, sélectif et à hautes performances en termes de bruit et de linéarité. Après étude de l’état de l’art, deux structures de filtres ont été étudiées plus en détails et simulées, sur une topologie passe bande du second ordre qui est celle qui répond le mieux à nos spécifications. Les filtres Gm-C propose��s ont des performances intéressantes mais limitées car le gyrateur dégrade le signal RF. Un filtre de Rauch est proposé par ailleurs avec le but de créer un filtre hautement linéaire pour augmenter la dynamique. Une rétroaction originale permet l’utilisation de ce filtre avec un bon compromis sélectivité – amplification, ainsi que de très bonnes performances RF. Ce filtre a été réalisé sur silicium et mesuré en laboratoire, menant à une très bonne corrélation des résultats. Enfin, les deux structures proposées ont été comparées à l’état de l’art de la littérature grâce à une figure de mérite. Une perspective intéressante à ce travail est également introduite à travers les filtres N-path, qui fournissent des résultats encourageants mais qui nécessitent un remaniement de l’architecture du récepteur TV
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Razafimandimby, Stéphane. "Accord en fréquence de résonateurs BAW appliqué au filtrage et à la synthèse de fréquence RF." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Razafimandimby.pdf.
Full textAbstract:
Cette thèse fait l'objet de l'étude de l'accord en fréquence de résonateurs BAW appliqué au filtrage et à la synthèse de fréquence RF en vue de les co-intégrer avec une technologie silicium et ce par le biais d'une technologie BUMP. L'objectif principal est de compenser électroniquement leurs dispersions fréquentielles liées aux imprécisions de leurs procédés de fabrication et à leur sensibilité aux effets thermiques. Après une brève présentation dans le chapitre 1 d'une architecture classique de chaîne de réception zéro-IF WCDMA, cadre de nos travaux, le chapitre 2 présente, plus en détails, la technologie et les modèles des résonateurs BAW qui nous ont permis d'appréhender leur intégration. Les différents modes de filtrage et moyens d'accorder les fréquences caractéristiques de tels résonateurs sont, entre autres, abordés. Le troisième chapitre traite, ensuite, de la conception du filtre accordable en fréquence dont les résultats de mesure sont également exposés. Le chapitre 4 détaillera, quant à lui, le choix de la stratégie d'accord en fréquence du filtre en vue d'une régulation automatique de la fréquence centrale du filtre autour du gabarit du filtre post-LNA de la chaîne de réception WCDMA pour pallier les déviations fréquentielles dont souffrent les résonateurs BAW. Les résultats de mesure témoignent de la faisabilité de la conception d'un accord en fréquences précis et rapide de filtres à 2GHz. Enfin, le chapitre 5 expose une étude de conception de blocs autonomes générant une fréquence de référence dont les mesures placent ce travail à l'état de l'art de par sa compacité, sa consommation et son bruit de phase compatible à celui requis par la norme GSM.
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Bardet, Benjamin. "Optimisation des propriétés du silicium poreux pour l'intégration de composants RF passifs : étude de l'oxydation et synthèse de composites ferromagnétiques." Thesis, Tours, 2017. http://www.theses.fr/2017TOUR4043/document.
Full textAbstract:
L’intégration monolithique de filtres et de diodes contre les décharges électrostatiques sur silicium est une solution à bas cout et fiable pour protéger les interfaces de transfert de données des appareils nomades. La formation de caissons isolants de silicium poreux sous les filtres permet d’améliorer en partie leur performance. Cette thèse avait pour but de poursuivre l’intégration de démonstrateurs RF sur silicium poreux et de proposer des voies de fonctionnalisation du matériau en vue d’optimiser les caractéristiques des filtres. Tout d’abord, les configurations bénéfiques d’intégration de caissons poreux à un filtre de mode commun (ECMF) ont été étudiées. Ensuite, une optimisation de l’étape d’oxydation post-anodisation a été réalisée afin d’améliorer la qualité et la stabilité de l’isolation électrique. Pour cela, les mécanismes d’oxydation, les propriétés chimiques et les propriétés électriques du silicium mésoporeux oxydé ont été mises en perspective avec la nature du traitement appliqué. Enfin, l’insertion dans les pores de nanoparticules ferromagnétiques de forte perméabilité a été menée dans le but d’augmenter la densité d’inductance par unité de surfaceMonolithic integration of interference filters and protection diodes on silicon is a viable and mature technology used to protect high-speed serial interfaces of nomadic devices. To enhance the filters performance, porous silicon can be formed by anodization specifically underneath the filter area. This thesis aimed to pursue the integration of RF prototypes on porous silicon and also to suggest strategies of material functionalization in order to optimize the filter characteristics. First, various configurations of common-mode filters were integrated on porous silicon and their performances were compared. Then, the post-anodization oxidation step has been optimized in order to provide the most efficient and stable electrical isolation. The oxidation mechanisms were discussed. The surface chemistry of porous silicon and its electrical behavior have been put in perspective with the oxidation treatments. Finally, this work suggested experimental methods to synthesize and characterize a ferromagnetic porous silicon-based nanocomposite for the improvement of the inductance density per unit area
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Camou, Serge. "Etude de nouveaux guides d'ondes élastiques pour les applications de filtrage haute fréquence et les sources de haute qualité spectrale." Besançon, 2000. http://www.theses.fr/2000BESA2068.
Full textAbstract:
La montée en fréquence des systèmes de télécommunication utilisant des composants passifs fondés sur la propagation d'ondes élastiques guidées impose le développement de nouveaux guides d'ondes et nouvelles structures de composants capables de satisfaire les exigences et spécifications techniques ainsi induites. L'utilisation de matériau à fortes vitesses de propagation et faibles pertes acoustiques constitue une démarche intéressante en ce sens mais nécessite l'intervention d'une couche fine piézoélectrique pour l'excitation et la détection des ondes. Ainsi, dans ce mémoire, nous présentons les outils de simulations numériques et quelques essais expérimentaux concernant la propagation des ondes élastiques guidées sur des substrats bimatériaux. Pour modéliser les propriétés des ondes élastiques, nous avons ainsi adapté et généralisé le calcul des permittivité effective et admittance harmonique au niveau d'une interface du milieu de propagation. Cette méthode analytique ne permet pas la prise en compte de la contribution élastique de l'électrode : nous avons donc inclu la surcharge massique par une méthode mixte méthode intégrale de frontière / analyse éléments-finis dans le cas des excitations en surface supérieure. . .
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Frioui, Oussama. "Conception et optimisation d'architectures radiofréquences pour la réjection de la fréquence image : applications aux systèmes de radiocommunications et liaisons de proximité." Thesis, Aix-Marseille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011AIX10211/document.
Full textAbstract:
Le développement de la radiocommunication sans fil et notamment, son explosion sur le marché grand public, a été rendu possible grâce au progrès du secteur de la microélectronique. En effet, l’intégration toujours croissante de fonctions au sein d’une même puce a permis le développement de ces nouvelles technologies basses consommations et à un moindre coût. Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit s’inscrivent dans le cadre de ces deux caractéristiques (faible coût et faible consommation). Nous avons donc développé deux solutions innovantes d’architectures radiofréquences : « half-complex » et « full-complex » en technologie CMOS. En effet, cette technologie représente la meilleure alternative car elle permet l’implémentation de fonctions RF analogique et numérique sur une même puce réduisant ainsi le coût du systèmeLe développement de la radiocommunication sans fil et notamment, son explosion sur le marché grand public, a été rendu possible grâce au progrès du secteur de la microélectronique. En effet, l’intégration toujours croissante de fonctions au sein d’une même puce a permis le développement de ces nouvelles technologies basses consommations et à un moindre coût. Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit s’inscrivent dans le cadre de ces deux caractéristiques (faible coût et faible consommation). Nous avons donc développé deux solutions innovantes d’architectures radiofréquences : « half-complex » et « full-complex » en technologie CMOS. En effet, cette technologie représente la meilleure alternative car elle permet l’implémentation de fonctions RF analogique et numérique sur une même puce réduisant ainsi le coût du système
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Desvergne, Matthieu. "Etude des résonateurss MEMS à ondes de Lamb - Application au filtrage en fréquence intermédiaire dans les récepteurs de radiotélécommunication." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13439.
Full textAbstract:
Dans l'optique d'améliorer les performances des récepterus et émetteurs radio-fréquences (RF) en termes de consommation et d'intégration, les Systèmes Micro-Electro-Mécaniques (MEMS) sont de très bons candidats pour remplacer les composants classiques tels que les commutateurs RF, les résonateurs et les filtres. Un des axes de recherche est actuellement concentré sur la réalisation de résonateurs intégrables sur puce pour les fréquences intermédiaires (FI) dans le but de remplacer les classiques résonateurs et filtres SAW non intégrables. Les résonateurs piézoélectriques à ondes de Lamb (LWR) ont des caractéristiques particulièrement adaptées à cette problématique. Premièrement, ces dispositifs offrent des facteurs de qualité supérieurs à 2000. Deuxièmement, leur intégration est réalisable sur puces et est compatible avec la technologie BAW exploitée par les résonateurs et filtres RF. Troisièmement, les filtres constitués de LWR offrent des impédances d'adaptation (1-2koméga) favorables à la très faible consommation. La première partie de cette thèse a donc été focalisée sur la conception de ces dispositifs : étude technologiques, modélisation des résonaterus et des filtres, conception des masques et réalisation basée sur la technologie du LETI. Les résonateurs ainsi obtenus atteignent de facteurs de qualité de 2300 (mesure dans l'air). De plus, nous avons réalisé les premiers filtres à couplage acoustiques (LCRF) exploitant un guide d'onde entre LWR pour contrôler la bande passante. La seconde partie de la thèse a été orienté vers l'implémentation d'un LWR dans une architecture de réception à convertisseur sigma delta passe-bande à temps continu. Nous avons ainsi montré qu'ils pouvaient remplacer avantageusement les résonateurs à réseau LC ou à transconductance GmC.
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Lemaitre, Florian. "Tracking haute fréquence pour architectures SIMD : optimisation de la reconstruction LHCb." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2019. http://www.theses.fr/2019SORUS221.
Full textAbstract:
Tout au long de cette thèse, nous avons étudié des problèmes d'algèbre linéaire de petite dimension (typiquement de 2x2 à 5x5) utilisés au sein de l'expérience LHCb (mais aussi dans d'autres domaines tels que la vision par ordinateur). Les bibliothèques d’algèbre linéaire telles que Eigen, Magma ou la MKL ne sont pas optimisées pour de petites matrices. Nous avons utilisé et combiné plusieurs transformations connues facilitant le SIMD ainsi que des transformations moins usuelles comme la racine carré inverse rapide. Pour faciliter l’écriture de ces transformations, mais également dans le but d’avoir un code portable, nous avons écrit un générateur de code. Nous avons testé ces transformations et analysé leur impact sur la vitesse de traitement d’algorithmes simples. Le traitement par lot (batch) en SoA est crucial pour maximiser la vitesse de traitements de ces problèmes à faible dimension. Une analyse de la précision des résultats en fonction de la précision de calcul a également été faite sur ces exemples. Nous avons alors implémenté ces transformations dans le but d’accélérer la factorisation de Cholesky de petites matrices (jusqu'à 12x12). La vitesse de traitement plafonne sans l’utilisation du calcul rapide de la racine carrée inverse. Nous avons obtenu une accélération entre x10 et x33 en F32. Notre code est ainsi de x3 à x10 plus rapide que la MKL. Enfin, nous avons étudié et accéléré le filtre de Kalman généraliste. Nous avons ainsi obtenu une accélération de x90 sur l'implémentation 4x4 F32. Le filtre de Kalman utilisé au sein de LHCb a été accéléré d'un facteur x2,2 par rapport à la version actuelle SIMD et supérieur à x2,3 par rapport aux filtres d'autres expériences de physique des particulesDuring this thesis, we studied linear algebra systems with small matrices (typically from 2x2 to 5x5) used within the LHCb experiment (and also in other domains like computer vision). Linear algebra libraries like Eigen, Magma or the MKL are not optimized for such small matrices. We used and combined many well-known transforms helping SIMD and some unusual transforms like the fast reciprocal square root computation. We wrote a code generator in order to simplify the use of such transforms and to have a portable code. We tested these optimizations and analyzed their impact on the speed of simple algorithm. Batch processing in SoA is crucial to process fast these small matrices. We also analyzed how the accuracy of the results depends on the precision of the data. We implemented these transforms in order to speed-up the Cholesky factorization of small matrices (up to 12x12). The processing speed is capped if the fast reciprocal square root computation is not used. We got a speed up between x10 and x33 using F32. Our version is then from x3 to x10 faster than MKL. Finally, we studied and sped up the Kalman filter in its general form. Our 4x4 F32 implementation is x90 faster. The Kalman filter used within LHCb has been sped up by x2.2 compared to the current SIMD version and by at least x2.3 compared to filters used other high energy physics experiments
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Seguin, Fabrice. "Étude et réalisation de circuits convoyeurs de courant de seconde génération en technologie BiCMOS : Application à l'amplification RF réglable." Bordeaux 1, 2001. http://www.theses.fr/2001BOR12435.
Full textAbstract:
Il a tout d'abord été montre ́que les circuits en mode courant qui fonctionnent en classe AB, pour lesquels l'amplitude du courant à traiter peut dépasser la valeur du courant de polarisation, engendrent moins de distorsion que ceux fonctionnant en classe A. Une nouvelle architecture pour un circuit convoyeur de courant contrôlé de seconde génération (CCCII) fonctionnant en classe A, qui n'utilise que des transistors bipolaires NPN pour véhiculer le signal est introduite et caractérisée à partir d'une technologie BiCMOS 0. 8 um faible coût. Les mesures effectuées sur ce circuit après intégration montrent que les fréquences de coupure des différents transferts sont toujours supérieures à 2GHz (c'est-à-dire Ftnpn/6 ; Ftnpn étant la fréquence de transition des transistors NPN dans cette technologie). Une nouvelle architecture pour un circuit convoyeur de courant de seconde génération à très faible résistance intrinsèque Rx, qui fonctionne en pseudo-classe AB et qui utilise uniquement des transistors NPN pour transmettre le signal, est introduite et caractérisée. [etc. . . ]
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Chan, Yan Fong Joseph Yves. "Etude et réalisation de structures CMOS analogiques pour application haute fréquence." Grenoble INPG, 1989. http://www.theses.fr/1989INPG0056.
Full textAbstract:
Ce travail a pour but d'etudier les problemes associes a la realisation de circuits cmos analogiques destines a des applications haute frequence (freq. Echant. Sup. Un mhz). La premiere partie traite de la modelisation dynamique du transistor mos. La caracterisation du tmos en hf a l'aide des parametres s a permis de valider un modele petit signal valable pour des frequences atteignant les quelques ghz. La deuxieme partie examine les principaux problemes associes aux structures echantillonnees, telles les capacites commutees (cc). Le probleme de l'injection de charges a pu etre quantifie pour differents interrupteurs par des mesures experimentales. La derniere partie traite de l'amplification et du filtrage a cc a haute frequence. Un filtre elliptique d'ordre cinq a cc, utilisant le principe du double echantillonnage et des nouvelles structures d'interface a ete concu dans une technologie cmos 2
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Casas, Francisco Javier. "Techniques de réduction d'ordre des modèles de circuits haute fréquence faiblement non linéaire." Limoges, 2003. http://www.theses.fr/2003LIMO0022.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce mémoire concerne la modélisation système des circuits conformant têtes d'émission et réception de télécommunications. Le premier chapitre sert à mettre en évidence le besoin des modèles réduits, capables de caractériser de forme précise le comportement des circuits et systèmes, ainsi qu'à réviser l'état de l'art de ce domaine. Le deuxième chapitre est consacré aux méthodes de réduction de modèles pour des circuits pompés et non pompés, qui présentent un comportement entrée-sortie linéaire avec mémoire. Ensuite, une technique de réduction pour des circuits pompés, faiblement non linéaires avec mémoire est proposée dans le troisième chapitre. Dans le quatrième chapitre, les méthodes développées sont appliquées à la modélisation d'une chaîne d'émission et de réception. Finalement, les conclusions et perspectives de ce travail sont présentées au dernier chapitreThe work reported deals with system-level modelling techniques of microwave circuits commonly employed in emission and reception telecommunications channels. The need of reduced models for simulation of communication systems is discussed, and the state of the art of this activity is summarized in the first chapter. The second chapter focus on model reduction methods for pumped and non-pumped circuits exhibiting a linear input-output behaviour. Then, in the third chapter, a model reduction technique for pumped weakly non linear circuits with memory is presented. In the fourth chapter, the proposed methods are applied to the modelling and simulation of a transmitter and receiver. Finally, the conclusions and perspectives of this work are summarised
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Mariette, Christophe. "Caractérisation de l'intensité d'un faisceau d'ions lourds par mesure de sa composante électromagnétique haute fréquence." Phd thesis, Conservatoire national des arts et metiers - CNAM, 2002. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00002977.
Full textAbstract:
Comme tout accélérateur de particules, le GANIL (Grand Accélérateur National d'IonsLourds) doit être réglé et surtout surveillé en temps réel.
Cette surveillance du faisceau est obtenue par mesure de son intensité. Cette mesure
est assurée par des transformateurs d'intensité basses fréquences (TI-BF). Le mode de
fonctionnement de ces capteurs génère une perte de 9% de faisceau. De plus, ces capteurs
mesurent difficilement les faibles intensités.
De plus en plus à le recherche d'évènements rares, les physiciens réclament plus
d'intensités faisceau augmentant ainsi la probabilité d'apparition de ces évènements. Le projet
T.H.I. (Transport des Hautes Intensités) et le projet S.P.I.R.A.L. (Source de Production d'Ions
Radioactifs Accélérés en Ligne) prévoient des puissances de faisceau de 6KW, limitées à
400W en mode normal. A haute énergie de faisceau, de telles puissances peuvent engendrer
une détérioration matérielle. Les systèmes de sécurité doivent se déclencher instantanément.
Les TI-BF sensibles aux chocs mécaniques (basses fréquences) ne répondent pas à ces
exigences.
Les transformateurs d'intensité hautes fréquences (TI-HF) sont capables de mesurer les
paquets d'ions. Cette caractéristique permet de supprimer la perte de 9% de faisceau. De
même, leur temps de réponse répond aux exigences de déclenchement des sécurités. Enfin, les
TI-HF ont une dynamique supérieure aux TI-BF.
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Alicalapa, Frédéric. "Etude et réalisation d'inductances actives RF contrôlées en technologie silicium 0. 8um à partir des circuits convoyeurs de courant." Bordeaux 1, 2003. http://www.theses.fr/2003BOR12778.
Full textAbstract:
Les travaux présentés concernent l'étude et la réalisation d'inductances actives RF en technologie silicium à partir des circuits convoyeurs de courant (CC). Après avoir situé ces recherches dans le contexte actuel qui conduit à un besoin d'intégration croissant des circuits pour les télécommunications, nous avons tout d'abord présenté un état de l'art des inductances passives et actives intégrées. Celui-ci met en évidence les limites des réalisations actuelles et justifie notre démarche de synthèse d'inductances actives à partir de CCs bipolaires. Une méthodologie d'analyse des impédances a été utilisée pour optimiser le coefficient de qualité Q de l'inductance LX de la voie X du CCC2a. Contrairement aux outils d'optimisation des simulateurs actuels, cette analyse combine à la fois approches formelles et simulations électriques afin d'élargir le champ d'optimisation de Q. Les valeurs maximales du coefficient Q ont été explicitées. Ces limitations nous ont alors conduit à envisager une nouvelle topologie de convoyeur de courant (le CCC2ab) qui utilise la contre réaction pour réduire les pertes résistives. La méthodologie précédente d'étude des impédances a à nouveau été utilisée pour optimiser cette structure (Q~60). Celle-ci nous a également permis de compenser les valeurs négatives de la résistance série RX qui apparaissent pour certains courants de polarisation. L'inductance active compensée a alors été caractérisée. Une application de celle-ci au filtrage passe-bande RF (800MHz) a ensuite été étudiée. Ce filtre se caractérise par de bonnes performances fréquentielles. Deux circuits de validation ont été réalisés et présentés en technologie BiCMOS silicium 0. 8æmA study and some realizations of RF active inductances in Si-BiCMOS technology using current conveyors (CC) are described in this thesis. After presenting the monolithic integration avantages, a state of art of active inductances is given. This justify our study of the inductive effect of CC using bipolar transistors. A methodology which consists of using symbolic studies for circuit impedances and circuit simulations are used for optimizing the inductive effect of the CCC2a. Considering the low quality factor (Q) obtained for the CCC2a, a new CC is introduced : the CCC2ab. This circuit uses active feedback for minimizing the resistive losses. The previous methodology is again used for compensating the negative values of the series resistance (which are obtained for some bias current values) and for improving the quality factor (Q~60). The active inductance characteristics (Q, values, noise, consumption) are presented. A RF passband active filter (800MHz) which utilize the active inductance is then studied. Two integrated circuits implemented in a 0. 8æm Si-BiCMOS technology are finally presented
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Toure, Baïdy birame. "Modélisation haute-fréquence des variateurs de vitesse pour aéronefs : contribution au dimensionnement et à l'optimisation de filtres CEM." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00734802.
Full textAbstract:
Depuis une bonne dizaine d'année, l'aéronautique a entamé sa mutation vers le "plus électrique".L'objectif étant de réduire la consommation de carburant, une des contraintes majeures de ces nouvelles solutions est de réduire la masse embarquée. Les filtres dimensionnés pour les convertisseurs statiques doivent donc être optimisés au mieux vis-à-vis de ce critère, ainsi que du volume. Il y a donc un fort besoin du côté des concepteurs d'avions de savoir quels choix parmi les différentes possibilités technologiques sont optimaux, et de connaître l'impact de ces choix sur le poids, le coût global et le volume de l'équipement. Le filtre CEM représente généralement environ 30% du coût et du volume d'un convertisseur électronique de puissance. Il va de soi que le volume et/ou la masse de ces filtres doit être optimisé. L'impact de la loi de commande du convertisseur, le choix des semi-conducteurs, du packaging, câbles (longueur et intégration dans l'avion), des machines électriques,...doivent être parfaitement connus pour atteindre un dimensionnement optimal.Dans cette perspective, les objectifs de ces travaux de thèse visent à fournir non seulement une démarche méthodologique pour la modélisation haute fréquence des variateurs de vitesse dédiés aux applications aéronautiques mais aussi une approche de dimensionnement par optimisation des filtres CEM. Pour cela, un outil logiciel évolutif d'aide à la génération rapide des modèles CEM est proposé. Une description modulaire et une mise en équation automatique du modèle fréquentiel complet ainsi que des gradients en facilitent l'utilisation en procédures d'optimisation sous contraintes. L'approche présentée dans ces travaux est relativement générique : la topologie du filtre, de la structure du convertisseur, du câblage et la loi de commande peuvent être facilement recalculées, grâce à cet environnement logiciel.
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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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El, Hassan Ismail. "Commande haute performance d'un moteur asynchrone sans capteur de vitesse par contrôle direct du couple : filtrage de Kalman étendu du vecteur d'état : contrôle de la fréquence de commutation de l'onduleur." Toulouse, INPT, 1999. http://www.theses.fr/1999INPT009H.
Full textAbstract:
Ce travail décrit la mise en oeuvre d'une commande directe du couple et du flux (DTC) sans capteur de vitesse d'un moteur asynchrone. L'alimentation est assurée par un ondulateur de tension à deux niveaux. L'absence de capteur mécanique conduit à une modélisation non linéaire du moteur. La reconstitution des grandeurs fondamentales non mesurées (flux, vitesse) est assurée par un filtre de Kalman étendu séparé en deux tâches de calcul avec des périodes d'échantillonage différentes pour faciliter l'intégration de la commande dans un contexte DTC. La maîtrise de la fréquence de commutation de l'onduleur a été aussi étudiée afin de réduire le bruit acoustique engendré par le moteur. Cette étude débouche sur la réalisation d'un prototype, avec implantation de la commande sur microprocesseurs (DSP TMS320C32). Les résultats obtenus montrent de bonnes performances statiques et dynamiques du variateur, et confirme la robustesse de la commande sur toute la plage de vitesse.
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Toure, Baïdy Birame. "Modélisation haute-fréquence des variateurs de vitesse pour aéronefs : contribution au dimensionnement et à l'optimisation de filtres CEM." Thesis, Grenoble, 2012. http://www.theses.fr/2012GRENT038/document.
Full textAbstract:
Depuis une bonne dizaine d'année, l'aéronautique a entamé sa mutation vers le "plus électrique".L'objectif étant de réduire la consommation de carburant, une des contraintes majeures de ces nouvelles solutions est de réduire la masse embarquée. Les filtres dimensionnés pour les convertisseurs statiques doivent donc être optimisés au mieux vis-à-vis de ce critère, ainsi que du volume. Il y a donc un fort besoin du côté des concepteurs d’avions de savoir quels choix parmi les différentes possibilités technologiques sont optimaux, et de connaître l'impact de ces choix sur le poids, le coût global et le volume de l'équipement. Le filtre CEM représente généralement environ 30% du coût et du volume d'un convertisseur électronique de puissance. Il va de soi que le volume et/ou la masse de ces filtres doit être optimisé. L'impact de la loi de commande du convertisseur, le choix des semi-conducteurs, du packaging, câbles (longueur et intégration dans l’avion), des machines électriques,...doivent être parfaitement connus pour atteindre un dimensionnement optimal.Dans cette perspective, les objectifs de ces travaux de thèse visent à fournir non seulement une démarche méthodologique pour la modélisation haute fréquence des variateurs de vitesse dédiés aux applications aéronautiques mais aussi une approche de dimensionnement par optimisation des filtres CEM. Pour cela, un outil logiciel évolutif d’aide à la génération rapide des modèles CEM est proposé. Une description modulaire et une mise en équation automatique du modèle fréquentiel complet ainsi que des gradients en facilitent l'utilisation en procédures d’optimisation sous contraintes. L’approche présentée dans ces travaux est relativement générique : la topologie du filtre, de la structure du convertisseur, du câblage et la loi de commande peuvent être facilement recalculées, grâce à cet environnement logicielThe More Electrical Aircraft concept is very promising regarding energy saves, but generates new problems, and especially the emergence of new power electronics loads on the electrical network. Keeping the same level of safety in the aircraft means developing these switching mode converters in accordance with the aircraft standards, as the DO160. This is not obvious since weights of equipments are especially constrained: indeed, the objective of weight and energy save needs to be balanced with the additional weight and volume of the required EMI filters. There is thus a strong need in helping the aircraft designers to choose among the various technological possibilities, and to know the impact of these choices on the global weight, cost and volume of the embedded equipments. The EMI filter usually represents roughly 30% of the cost and volume of a power electronics converter, and it is very important to optimize it. The impact of the converter control law, semiconductors choice, interconnects realization, harness selection and placement, electrical motors characteristics… should be perfectly known in order to reach a good system design. In this perspective, the objectives of this thesis are to provide not only an approach for modelling high frequency variable speed drives dedicated to aerospace applications but also a methodology to optimize the required EMI filters. For this purpose, new architecture software dedicated to the rapid generation of EMC models is proposed. A modular description and a complete automatic model generation facilitate the use by the designer in optimization procedures thanks to automatic gradient computation.The methodology presented in this work is not specifically developed for a given application. It is a very generic approach: the topology of the filter, the structure of the inverters, interconnects and the control law can be easily recalculated, using this software environment. Consequently, the impact of all these elements on the electromagnetic disturbances can be characterized, and the EMI filter optimized
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Shi, Ming. "Simulation monte carlo de MOSFET à base de materiaux III-V pour une électronique haute fréquence ultra basse consommation." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00666876.
Full textAbstract:
Le rendement consommation/fréquence des futures générations de circuits intégrés sur silicium n'est pas satisfaisant à cause de la faible mobilité électronique de ce semi-conducteur et des relativement grandes tensions d'alimentation VDD requises. Ce travail se propose d'explorer numériquement les potentialités des transistors à effet de champ (FET) à base de matériaux III-V à faible bande interdite et à haute mobilité pour un fonctionnement en haute fréquence et une ultra basse consommation. Tout d'abord, l'étude consiste à analyser théoriquement le fonctionnement d'une capacité MOS III-V en résolvant de façon auto-cohérente les équations de Poisson et Schrödinger (PS). On peut ainsi comprendre comment et pourquoi les effets extrinsèques comme les états de pièges à l'interface high-k/III-V dégradent les caractéristiques intrinsèques. Pour une géométrie 2D, les performances des dispositifs sont estimées pour des applications logiques et analogiques à l'aide d'un modèle de transport quasi-balistique.Nous avons ensuite étudié plus en détails les performances des MOSFET III-V en régimes statiques et dynamiques sous faible VDD, à l'aide du simulateur particulaire MONACO de type Monte Carlo. Les caractéristiques de quatre topologies de MOSFET ont été quantitativement étudiées, en termes de transport quasi-balistique, de courants statiques aux états passants et bloqués, de rendement fréquence/consommation et de bruit. Nous en tirons des conclusions sur l'optimisation de ces dispositifs. Enfin, l'étude comparative avec un FET à base de Si démontre clairement le potentiel des MOSFET III-V pour les applications à haute fréquence, à faible puissance de consommation et à faible bruit.
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Al, Nukari Atef. "Contribution à l'étude et à la réalisation d'émetteurs radiofréquences compacts : optimisation des performances par une approche conjuguée thermique-électromagnétisme." Nantes, 2010. http://www.theses.fr/2010NANT2079.
Full textAbstract:
La thèse proposée concerne l’optimisation de modules de puissance miniaturisés utilisant les potentialités des filières technologiques multicouches hybrides de type SoP. Nous faisons dans un premier temps un bref état de l’art sur les émetteurs de puissance et les filières d’intégration pouvant être utilisées pour la réalisation d’émetteurs à forte compacité. Une caractérisation expérimentale de la filière technologique retenue est alors proposée. Le développement d’émetteurs compacts requiert de gérer au mieux les problèmes thermiques associés à l’intégration. Pour cela il convient, dans un premier temps, de développer des structures d’amplificateurs de puissance à haut rendement. Cette étude tient compte des contraintes actuelles et futures imposées aux systèmes de communication et de détection. Ceci nous conduit à étudier et à développer des amplificateurs de puissance de type Doherty. Les résultats acquis sur ce type d’architectures sont à l’état de l’art compte tenu des composants utilisés. Dans les émetteurs actuels, l’élément le plus encombrant est le radiateur associé au composant de puissance. Nous montrons qu’il est possible de supprimer ce radiateur en utilisant l’antenne associée au module, cette antenne étant modifiée pour qu’elle soit thermiquement active et étant reliée au composant par un drain thermique. Celui-ci est placé dans une zone de champ électrique faible afin minimiser son impact sur le fonctionnement de l’antenne. Enfin, nous étudions le comportement électrique et thermique des circuits passifs entrant dans la construction du module et montrons l’intérêt de l’utilisation de la filière technologique retenue pour aboutir à des modules émetteurs à forte compacité. Pour cela, nous développons des techniques d’analyses thermiques originales s’appuyant sur l’utilisation de l’imagerie infrarougeThe proposed thesis is about the optimization of miniaturized transmitters modules using the potentials of hybrid multi-layer technologies, such as SoP technology. Firstly, we present a brief state of the art of power transmitters and multi-layer technologies. Then, we present method of experimental characterization for the technology that we have chosen. The development of such compact transmitters requires the best management of the thermal problems associated with the integration. Thus it is suitable to develop high efficiency power amplifiers structures. This development takes into account the current and the future constraints imposed by the development of communication and detection systems. This led us to study and to develop Doherty amplifiers. The achieved results on this type of architecture are similar to the actual state of the art in view of the used transistors. The most cumbersome element in current transmitters is the radiator associated with the power transistor. We show that it is possible to eliminate this radiator using a modified antenna integrated into the module. This antenna is thermally active and is connected to the transistor by a heat sink. This heat sink is placed in weak electromagnetic field zone to minimize its impact on the antenna performance. Finally, we study the electrical and thermal behaviour of the passive circuits used in the integrated module, then we show the advantage of SoP technology in building highly compact
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Favetto, Benjamin. "Observations bruitées d'une diffusion : estimation, filtrage, applications." Phd thesis, Université René Descartes - Paris V, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00524565.
Full textAbstract:
Les modèles aléatoires basés sur l'observation bruitée de diffusions discrétisées sont couramment utilisés en biologie ou en finance pour rendre compte de la présence d'erreur (ou bruit) entâchant la mesure d'un phénomène dont le comportement est dirigé par une équation différentielle stochastique. Deux questions statistiques sont liées à ces modèles : l'estimation d'un paramètre theta déterminant le comportement de la diffusion cachée, et le calcul du filtre optimal, ou d'une approximation. La première partie de cette thèse porte sur l'étude d'un modèle d'Ornstein-Uhlenbeck bidimensionnel partiellement observé et bruité, en lien avec l'estimation de paramètres de microvascularisation pour un modèle pharmacocinétique stochastique. Plusieurs résultats sur données médicales sont présentés. Dans la seconde partie, des estimateurs pour les paramètres de la diffusion cachée, sont obtenus dans un contexte de données haute fréquence, comme minima de fonctions de contraste ou comme zéros de fonctions d'estimation basées sur des moyennes locales d'observations bruitées. On montre en particulier la consistence et la normalité asymptotique de ces estimateurs. Enfin, la troisième partie étudie la tension de la suite des variances asymptotiques obtenues dans le théorème central limite associé à l'approximation particulaire du filtre et de la prédiction dans un modèle de Markov caché.
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Lefebvre, Pauline. "Elastographie par Résonance Magnétique : Nouvelle méthode d’acquisition fondée sur le contrôle optimal et comparaison de l’ERM avec une technique de rhéologie haute-fréquence." Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSEI116/document.
Full textAbstract:
L'Elastographie par Résonance Magnétique (ERM) est une technique d'imagerie permettant de caractériser in vivo les propriétés biomécaniques des tissus de façon non invasive. Dans ce contexte, la première partie de cette thèse s'intéresse à comparer les propriétés viscoélastiques obtenues par ERM avec une technique de rhéologie haute-fréquence, pouvant atteindre des fréquences de sollicitation mécanique communes à l'ERM, contrairement à ce qui est classiquement fait dans la littérature. Pour effectuer les mesures ERM, le dispositif d'excitation mécanique et la séquence IRM ont été développés et un algorithme de reconstruction des propriétés viscoélastiques, fondé sur l'inversion de l'équation de Helmholtz, a été implémenté et évalué en simulation. La comparaison ERM/rhéologie a ensuite été effectuée, d'abord sur des fantômes de plastisol présentant différentes propriétés viscoélastiques, puis sur des échantillons de foies bovins. Dans les deux cas, les résultats ont montré un bon accord entre les valeurs obtenues en ERM et celles issues de la rhéologie. Le second volet de ces travaux s'attache à présenter une nouvelle stratégie d'acquisition en ERM. Les séquences d'ERM conventionnelle utilisent des gradients oscillants afin d'encoder la propagation de l'onde. Ces gradients peuvent cependant restreindre les applications, en raison des limitations de leur fréquence de commutation et de leur amplitude maximale. Nous proposons ici d'encoder directement la propagation de l'onde à l'aide d'impulsions RF générées par la théorie du Contrôle Optimal (CO), combinées à un gradient constant. Une première expérience simple de contrôle de la phase par impulsions RF est présentée, consistant à créer des motifs de distribution spatiale de cette phase, en l'absence de propagation d'onde. Puis, des impulsions RF adaptées à l'ERM ont été générées : les images de phase obtenues ont été comparées avec celles acquises par ERM conventionnelle. Les propriétés viscoélastiques reconstruites dans les deux cas sont similaires, validant ainsi cette nouvelle méthode d'acquisitionMagnetic Resonance Elastography is a non-invasive imaging method enabling in vivo characterization of viscoelastic properties of biological tissues. The first part of this thesis deals with the comparison of viscoelastic properties obtained with MRE and with a high-frequency rheometer having a large excitation frequency range. This large frequency range enables common frequency range to MRE, unlike the comparisons usually performed in the literature. To perform MRE measurements, the excitation device and the MRE sequence were developed and an algorithm reconstructing the viscoelastic properties based on an inversion of Helmholtz equation was implemented and evaluated through simulation. The comparison between MRE/rheology was then performed, first on plastisol phantoms with different viscoelastic properties, and then on bovine liver samples. In both cases, results show a very good agreement between values obtained with MRE and those coming from rheology. The second part of this work presents a new acquisition method for MRE. Conventional MRE sequences use oscillating gradients to encode the wave propagation into the phase image. However, these gradients can restrict MRE applications, as their switching frequencies as well as maximal amplitude are limited. The new acquisition strategy we propose in this thesis encodes the wave propagation directly with RF pulses generated with Optimal Control Theory (OCT), in combination with a constant gradient. An initial experiment of phase control with RF pulses is presented, consisting in creating non-trivial spatial phase patterns in MRI phase images, in the absence of wave propagation. Then, RF pulses adapted to the MRE problem are generated with OCT and phase images obtained with these pulses are compared with conventional MRE acquisitions. Viscoelastic properties reconstructed from these two techniques are similar, validating thus this new acquisition method
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Ben, Amor Inès. "Gestion dynamique de la consommation de récepteurs RF : intégration de fronts-end RF ultra faible consommation." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4323.
Full textAbstract:
L’émergence de l’internet des objets (IoT), les applications de types réseaux de capteurs et les nouveaux réseaux pour les objets nécessite le développement d’un nouvel écosystème. De nos jours, elle bouscule plusieurs secteurs de notre société. Cela, sollicite la conception des émetteurs-récepteurs radios fréquence à basse consommation étant donné que la réduction de la consommation d’énergie présente une contrainte importante dans le cas de ces applications afin d’obtenir une autonomie accrue. Dans ce contexte l’objet des travaux de thèse est de proposer des techniques de réduction de la consommation des récepteurs radio fréquence tout en cherchant à minimiser l’impact de ces techniques sur les performances des récepteurs réalisés. Dans l’optique de réaliser un démonstrateur composé d’un émetteur récepteur permettant une transmission vidéo, deux récepteurs UWB impulsionnel non cohérent à gestion dynamique d’énergie ont été réalisés en technologie HCMOS9 0.13µm de STMicroelectronics. Dans un premier temps, une étude des techniques de gestion dynamique d’alimentation sur les circuits analogiques radio fréquences a été proposée. Cette étude a été menée sur différents circuits qui semblent être le plus utilisés en conception de circuits analogiques à hautes fréquences. La technique proposée permet d’allumer et éteindre les circuits entre deux impulsions reçues afin de réduire leur consommation. L’application de cette technique nécessite par ailleurs une réduction du temps de latence causé par l’allumage et les extinctions des fonctions radio fréquence. Dans ce cas, un modèle permettant de minimiser l’impact de l’effet d’encapsulation a été proposéThe emergence of the Internet of Things (IoT), sensors networks and new networks to objects requires the development of a new ecosystem. Nowadays, it upsets many sectors of our society. It solicits design of low power radio transceivers as reducing energy consumption presents a major constraint in the case of these applications in order to obtain greater autonomy. In this context, the purpose of the thesis is to provide techniques allowing reducing the power consumption of radio frequency receivers while seeking to minimize the impact of these technologies on the performance of the achieved receiver. In order to realize a demonstrator consists of a transmitter and receiver for video transmission, two UWB receivers with dynamic power management have been made in 0.13µm HCMOS9 technology from STMicroelectronics. First, a study of dynamic power management techniques on analog radio frequency circuits was proposed. This study was conducted on different circuits that seem to be the most used in design of analog circuits at high frequencies. The proposed technique allows to turn on and off the circuit between two pulses received to reduce their consumption. The application of this technique also requires a reduction of the latency caused by the ignition and the extinction radio frequency functions. In this case, a model to minimize the impact of the encapsulating effect has been proposed. Secondly, the first receiver was performed for 6-10GHz frequency band and implements dynamic power management using the technique of "Power Gating"
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Sagnard, Marianne. "Conception et développement de composants à ondes élastiques de surface, dédiés à la détection passive et sans fil de grandeurs physiques et au filtrage radiofréquences à bandes multiples." Thesis, Bourgogne Franche-Comté, 2018. http://www.theses.fr/2018UBFCD051.
Full textAbstract:
Les travaux décrits dans ce mémoire ont pour but de conduire à la réalisation de capteurs et de filtres à ondes élastiques de surface (SAW) innovants, passifs et sans fil, dédiés à une utilisation en environnement sévère. Différentes structures de composants SAW sont alors étudiées. Les caractéristiques générales, telles que les pertes d’insertion ou les bandes passantes relatives atteignables, des structures usuelles (résonateurs, lignes à retard, LCRF, filtres en échelle…) sont connues de l’homme de l’art. Cependant, pour concevoir un dispositif SAW qui respecte les critères d’un cahier des charges donné, il est impératif de définir le comportement spécifique de chaque dispositif avant son envoi en production.Pour ce faire, des modèles numériques sont développés, qui incluent à la fois la possibilité d’analyser le comportement de systèmes à la géométrie complexe (filtres en échelles, transducteurs apodisés) et qui prennent en compte la présence de phénomènes perturbateurs (modes transverses, pertes liées à la nature des matériaux). La comparaison entre les calculs numériques et les mesures a mis en avant l’adéquation des résultats expérimentaux et de calculs.La mise en place de ces outils permet le développement de capteurs et filtres SAW innovants grâce à une analyse numérique rapide et fiable de leur comportement.Ainsi, l’étude de résonateurs et capteurs dédiés à une utilisation à des températures excédant les 700°C est menée. Il est démontré qu’en dépit de son inhomogénéité, le Ba2TiSi2O8 est un matériau adapté à la réalisation de SAW soumis à des températures élevées pour des fréquences de l’ordre de 300 MHz jusqu’au GHz.Par ailleurs, une structure disposant d’un transducteur à trois doigts par longueur d’ondes est utilisée dans le but de réaliser des résonateurs insensibles aux effets de la directivité lorsque la température évolue. Cette même configuration a mis en exergue la possibilité de réaliser des capteurs n’utilisant qu’un seul résonateur (contre au moins deux jusqu’à présent). Ce dernier point permet de limiter l’encombrement des composants et résout la problématique du vieillissement différentiel des structures.Un second type de capteurs, passifs et sans fil, fondés sur l’utilisation d’un seul SAW et dédiés à la mesure d’hygrométrie, a été étudié. Dans cette nouvelle configuration, un SAW de type LCRF est utilisé comme transpondeur et la zone sensible est externalisée. La sensibilité des modes (de plus d’un MHz) à la variation d’un élément capacitif ou d’une antenne dipôle a été mise en avant numériquement. En pratique, la fabrication des dispositifs a montré une variation différentielle de plusieurs centaines de kHz des résonances selon la condition électrique appliquée à l’un des ports.Finalement, des filtres, dédiés aux applications stratégiques, agiles en fréquence sont réalisés. L’objectif de faire varier la fréquence centrale des dispositifs au cours de leur fonctionnement est atteinte en modifiant les conditions électriques appliquées aux réflecteurs. Deux types de tirage en fréquence sont observés : un glissement fin, de quelques ‰ de la fréquence centrale, cyclique, et un saut de fréquences lié au glissement et à l’ouverture de la bande de Bragg des miroirs aux hautes fréquences. La fabrication des structures et leur connexion à des interrupteurs MEMS validé la faisabilité de la structure.Ces travaux mettent en lumière les capacités de prédiction du comportement des structures SAW grâce au développement de logiciels dédiés. De plus, l’étude et la réalisation de filtres et capteurs innovants ouvre la voie à de nouvelles fonctionnalitésThis thesis aims at designing innovative, passive and wireless surface acoustic waves (SAW) sensors and filters, dedicated to harsh environments. Several types of SAW components are consequently studied. The main characteristics, such as insertion losses or relative bandwidth, of usual structures (resonators, delay lines, LCRF, ladder filters…) are known by men of the art. However, to design a SAW device that respects specific requirements, the definition of the proper behavior of each device must be established before the manufacturing.For this purpose, numerical models are developed. Not only they include the possibility to analyse he beha-vior of systems with complex geometry (ladder filters, apodised transducers) but they take into account disturbing phenomena (transverse modes, losses due to the intrinsic nature of the materials). The comparison between computations and measures points out the match between experimental results and calculations.The implementation of these tools allows the development of innovative SAW sensors and filters thanks to a fast and reliable numerical analysis of their behavior.Thus, the design of resonators and sensors dedicated to a use at temperatures exceeding 700°C is studied. It is demonstrated that despite its inhomogeneity, Ba2TiSi2O8 is suitable for the manufacturing of SAW devices subject to high temperatures and in a frequency range from 300 MHz to the GHz.Furthermore, a structure composed of a three electrodes per wavelength transducer is used to produce re-sonators that are not subject to directivity effects when the temperature changes. This configuration offers the possibility to design sensors that use a single resonator (versus at least two until now). This last point makes smaller components possible and solves the question of a differential aging of the structures.A second type of sensors, also passive and wireless, dedicated to humidity measurements, based on the use of a single SAW, is studied. In this new configuration, a LCRF is used as a transponder and the sensitive area is outsourced. The mode sensitivity (of more than a MHz) to the variation of a capacitance or a dipole antenna is numerically brought to light. In practice, the device manufacturing showed a differential variation of the resonances of about 600 kHz depending on the electric condition applied to one of the ports.Finally, filters, dedicated to strategic applications, with frequency agility are designed. The purpose is to make the frequency vary depending on the electrical conditions applied to the mirrors. Two kinds of agility are identified : a slight sliding, of a few ‰ of the initial central frequency, periodic, and a frequency jump due to the shift of the Bragg band to the high frequencies. The manufacturing of some structures and their connection to MEMS switches attest the feasibility of such a structure.This work highlights the ability to predict the behavior of SAW structures thanks to the development of dedicated software. Moreover, the analysis and the manufacturing of innovative sensors and filters pave the way to new functionalities
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Guillot, Pierre. "Contribution à l’étude des architectures de radiocommunications à références d’horloges hautes fréquences : application des résonateurs BAW à la génération de fréquence de référence dans les systèmes de communication mobile." Thesis, Paris Est, 2011. http://www.theses.fr/2011PEST1025/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse portent principalement sur la génération de signal d'horloge haute fréquence. Dans un premier temps, la faisabilité d'un oscillateur à base de BAW y est démontrée par la conception d'un circuit en technologie CMOS 65 nm. Les deux principales innovations sont les performances en terme de stabilité (bruit de phase de -128dBc/Hz à 100kHz de la porteuse) et en précision (implémentation d'une banque de capacités ayant un pas de 0.4ppm) de l'oscillateur. Sa consommation est optimisée (0.9mW). Il est suivi d'un diviseur faible bruit (-140dBc/Hz à 100kHz de la porteuse) délivrant un signal à 500MHz. Dans un second temps, les imperfections des résonateurs BAW sont analysées. Une procédure de calibration comprenant une calibration initiale et une calibration en boucle ouverte est alors proposée. Cette dernière repose sur l'identification et l'utilisation d'un modèle comportemental du dispositif, régulièrement mis à jour grâce à un filtre de Kalman. Une précision de 0.4 ppm est atteinteThis thesis deals with the gigahertz range reference frequency generation. In a first part, this document presents the design of a 500 MHz oscillator in a 65 nm CMOS process using a 2 GHz Bulk Acoustic Wave resonator. A digital frequency control is implemented using a switched capacitor bank in parallel to the resonator. The tuning range is up to 500 kHz with a minimum step of 200 Hz. The oscillator core uses a differential topology and is designed for low phase noise (-128 dBc/Hz at 100 kHz offset) at low power consumption (0.9 mW). It is followed by a low noise divider which provides a 500 MHz output with a phase noise of -139 dBc/Hz at 100 kHz offset from the carrier. In a second part, we consider a method for the calibration of a BAW based frequency reference. In fact, the frequency variations of a BAW oscillator against process, supply, temperature and aging effects make difficult its use as a frequency reference. We propose here a method based on Kalman filtering to identify with high precision a behavioral model of this BAW reference, thus enabling its use in an open loop frequency tuning. A precision of 0.4 ppm is achieved
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Hamani, Rachid. "Characterization and modeling of devices and amplifier circuits at millimeter wave band." Thesis, Limoges, 2014. http://www.theses.fr/2014LIMO0064/document.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse portent sur l’étude des solutions innovantes de caractérisation destinées à l’amélioration de la précision du schéma équivalent petit signal à des fréquences d’ordre millimétrique. Après un état de l’art dans ce domaine et suite à plusieurs caractérisations au niveau composant, une nouvelle structure de test “nouvelle approche” est conçue, réalisée et caractérisée. Cette approche est basée sur une nouvelle méthode d’extraction du schéma équivalent petit signal à partir d’une structure adaptée. Cette méthode réalise une adaptation des impédances du transistor sous test aux impédances des équipements de mesure. Comme résultats, la transmission du signal entre la source et le composant sous test ainsi que la précision de la mesure des paramètres extraits sont améliorés. La méthode développée permet la validation des modèles compacts des composants fabriqués en technologie BiCMOS 0.25μm au niveau circuit. Les mesures réalisées ont montré une bonne amélioration de l’extraction entre un transistor sous test seul et un transistor sous test adapté. La méthode d’investigation proposée permet l’extraction des modèles à des très hautes fréquences avec une meilleure précision. Cette thèse ouvre donc des perspectives pour la caractérisation en bande millimétrique notamment caractérisation des structures adaptées en impédances et de méthodes de de-embedding dédiées à ces dernièresThis thesis deals with the study of innovative solutions for small signal characterization at millimeter wave frequency. After a state of the art in this field and following to several characterizations at device level, a new test structure “new approach” is designed, fabricated, and characterized. The approach of characterizing at circuit level is based on a new method to extract the small signal equivalent circuit using matched test structures. This method proposed here makes the DUT impedances carefully match the characteristic impedances of the measurement equipment. In results, the transmission of the signal from the source to the DUT is improved while the parameters extraction accuracy is improved. The developed method enables the BiCMOS 0.25μm compact models validation in circuit level in mm-Wave band and enables accurate parameter extraction in a narrow band at higher frequencies. The verification results demonstrated that the new test structure significantly outperformed the conventional method in measurement accuracy specifically in very high frequency. Some aspects of the matched test structure could be subject of further investigation. In particularly topics such as, characterization over multiple test structure geometries and deembedding test structure losses
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Delias, Arnaud. "Polarisation dynamique de drain et de grille d’un amplificateur RF GaN appliquée à un fonctionnement RF impulsionnel à plusieurs niveaux." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0109/document.
Full textAbstract:
Les systèmes de transmission de l’information sans fil connaissent un essor considérable et sont intégrés dans la plupart des systèmes électroniques modernes. De manière plus spécifique, la consommation énergétique de la fonction amplification de puissance RF, qui constitue le cœur de ce travail de recherche, est un enjeu économique et écologique de premier plan. Dans ce sens, ce travail présente une architecture de polarisation de drain dynamique permettant de maintenir un rendement énergétique élevé sur une large dynamique de puissance de sortie. La conception et la réalisation d’un amplificateur de puissance RF large bande, d’un modulateur de polarisation de drain haute fréquence et d’un pilote de grille en technologie GaN sont présentés. L’architecture proposée démontre une amélioration du rendement énergétique global. Une focalisation sur la problématique de couplage non-linéaire entre l’amplificateur de puissance RF et le module d’alimentation agile met en évidence les répercussions de cette méthode sur l’intégrité du signal. Une étroite impulsion de polarisation de grille est appliquée afin d'atténuer l’impact de la polarisation dynamique de drain sur les formes d'onde de l'enveloppe du signal RF amplifié. Une validation expérimentale du démonstrateur proposée est effectuée pour un signal impulsionnel RF multi-niveaux de test. Cette méthode permet de maintenir un facteur de forme de l’enveloppe du signal de sortie RF quasi-rectangulaire sans impact majeur sur les performances globales énergétiquesWireless communications are experiencing tremendous growth and are integrated into most modern electronic systems. More precisely, saving energy consumption of RF power amplifier is the core of this thesis work. This work presents a dynamic drain bias architecture used to keep a high efficiency over a large output power range. Design and implementation of a wideband RF power amplifier, a drain supply modulator and a gate driver circuit in GaN technology are presented. The built-in prototype demonstrates an overall efficiency improvement. A specific focus on non-linear interaction between the RF power amplifier and the drain supply modulator highlights the effects of this technique on the output envelope signal shape. A narrow pulse gate bias peaking preceding drain bias voltage variations is applied in order to mitigate drain bias current, voltage overshoot and power droop, thus improving pulse envelope waveforms of the RF output signal. An experimental validation of the proposed demonstrator is performed for a RF pulsed test sequence having different power levels. This way enables to keep rectangular pulse envelope shape at the RF output signal without any major impact on overall efficiency performances
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Ghannam, Ayad. "Conception et intégration "above IC" d'inductances à fort coefficient de surtension pour applications de puissance RF." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00621125.
Full textAbstract:
De tous les circuits qui constituent un système radiofréquence complet, la partie radiofréquence apparaît comme un maillon délicat du système. Parmi les nombreuses fonctions radiofréquences, l'amplificateur de puissance (PA) représente un bloc particulièrement critique de la chaîne d'émission, du fait de sa consommation élevée et des forts niveaux des signaux qu'il doit gérer. Il résulte de ces contraintes que les techniques d'intégration utilisées sont généralement complexes et onéreuses, particulièrement pour la réalisation des éléments inductifs des réseaux de pré-adaptation des transistors de puissance, à partir de fils micro-soudés. Les travaux décrits dans ce manuscrit visent ainsi le développement d'une technologie permettant l'intégration faible coût d'inductances planaires de puissance en mesure de remplacer les fils micro-soudés. Ces travaux ont été réalisés en collaboration avec la société Freescale. Les démonstrateurs présentés mettent donc en œuvre la filière LDMOS sur substrat silicium faiblement résistif. Le mémoire est articulé autour de quatre chapitres. Le premier présente un état de l'art de l'intégration des amplificateurs de puissance RF à partir duquel nous définissons la problématique de cette intégration. Dans le deuxième chapitre, nous traitons des différents mécanismes de pertes présents dans les inductances planaires sur silicium ainsi que de leurs origines. Puis, nous posons les bases de leur modélisation électrique et des simulations électromagnétiques 3D qui seront conduites pour leur optimisation. Le troisième chapitre est ensuite consacré à la description et à l'optimisation de la technologie mise en place au sein du LAAS. Elle met en œuvre, sur un plan métallique qui écrante le silicium sur lequel sont intégrés les transistors, une couche de 65 µm de résine époxy SU8 sur laquelle est implémenté un niveau métallique en cuivre de 35 µm d'épaisseur. Des trous métallisés sont aussi réalisés à travers le niveau SU8 pour les contacts élec triques entre les transistors et le niveau Cu supérieur. Enfin, le quatrième et dernier chapitre traite des caractérisations expérimentales des inductances de test réalisées ainsi que des démonstrateurs intégrant ces inductances directement sur la puce de puissance LDMOS. Dans ce dernier cas, des mesures en forts signaux sont aussi présentées. L'intégration "Above-IC" d'un réseau d'inductances parallèles présentant une valeur finale de 0.2nH pour un facteur de qualité de 40 à 2 GHz et de 58 à 5 Ghz, tout en supportant une densité de courant de 1A/mm², permet d'aboutir à une valeur du rendement de 60% pour un amplificateur RF LDMOS de puissance 50W.
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Ait, Saada Aomar. "Caractérisation d'un plasma RF : Influence des paramètres du plasma sur les dépôts de passivation du phosphure d'indium (INP)." Nancy 1, 1987. http://www.theses.fr/1987NAN10037.
Full textAbstract:
L'INP est un semiconducteur de la famille III-V ; il est l'un des plus étudiés à cause de l'intérêt qu'il présente pour les circuits optoélectroniques et de commutation à grande vitesse. Nous avons utilisé un plasma RF d'oxygène pour passiver la surface de l'INP. Notre but consiste à étudier les caractéristiques de l'oxyde réalisé dans différentes conditions d'oxydation et à relier ses paramètres à ceux du plasma, afin de trouver les conditions optimales d'oxydation donnant un oxyde renfermant le moins de défauts. Pour ceci, nous avons caractérisé le plasma d'oxygène par sonde électrostatique. Les paramètres de la décharge : densité, température, potentiels etc. . . Suivant le gaz et diverses conditions de pression, température, polarisation du substrat ont pu être déterminés. Les oxydes formés sont étudiés par caractérisation électrique I(V) et C(V), ce qui nous a permis de voir l'influence des paramètres du plasma, particulièrement les tensions de gaines, sur les propriétés de l'oxyde : épaisseur, capacité, résistivité, défauts de charges etc. . . Les études sont faites avec échantillon au potentiel flottant ou polarisé. L'analyse de la composition en éléments atomique de la surface de l'oxyde est faite par spectroscopie auger (AES). Ce qui nous a permis de faire ressortir l'impact des conditions d'oxydation sur la nature des éléments à la surface de l'oxyde
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Kerlain, Alexandre. "Contribution à l'optimisation de transistors à effet de champ MESFET à base de carbure de silicium 4H pour applications en amplification de puissance RF/hyperfréquence." Lille 1, 2004. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2004/50376-2004-271.pdf.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous démontrons la faisabilité de composants de puissance hyperfréquence MESFET stables réalisés à partir de couches homo-épitaxiales sur substrat de Carbure de Silicium 4H monocristallin, qui constituent la première famille de transistors de puissance hyperfréquence en topologie "horizontale" sur un semiconducteur à grande bande interdite. Les performances globales obtenues au cours de la thèse dépassent celles de toutes les technologies Silicium ou GaAs actuellement disponibles sur le marché, notamment en configuration d'amplification à large bande dans la gamme des RF aux UHF. L'obtention d'un tel niveau de performance est en partie le résultat de l'optimisation de toutes les étapes technologiques élémentaires, présentées et discutées dans le chapitre "technologie" de cette thèse. Il a été montré et nous avons pu confirmer que les premiers problèmes d'instabilité électrique observés sur les composants MESFET SiC peuvent être attribués aux substrats semi-isolants de première génération dopés au Vanadium. Ils ont longtemps fait obstacle au développement de ce type de composantsL'avènement de substrats de haute pureté nous a permis de réaliser les premiers composant performants et stables, sans dérive observable, au moins sur plusieurs dizaines d'heures d'amplification en régime nominal à pleine excitation. En particulier, une puissance de 50W a été obtenue à 500MHz sur un développement de 19,2mm (2. 6 W/mm), avec une tension de polarisation de 70 V. La disparition des instabilités liés aux substrats nous a permis d'aborder la problématique de la passivation de ces composants, et de percevoir de manière anticipée l'acuité de ce problème fondamental pour la mise au point de transistors latéraux stables fonctionnant à haute tension. Les phénomènes de charge de l'isolant de passivation représentent actuellement l'une des limitations fondamentales de la fiabilité de ce type de composant. L'élimination de ces effets constitue une des clefs principales du développement et de l'industrialisation de la prochaine génération de transistors hyperfréquence de puissance
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Rennesson, Stéphanie. "Développement de nouvelles hétérostructures HEMTs à base de nitrure de gallium pour des applications de puissance en gamme d'ondes millimétriques." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00943619.
Full textAbstract:
Les matériaux III-N sont présents dans la vie quotidienne pour des applications optoélectroniques (diodes électroluminescentes, lasers). Les propriétés remarquables du GaN (grand gap, grand champ de claquage, champ de polarisation élevé, vitesse de saturation des électrons importante...) en font un candidat de choix pour des applications en électronique de puissance à basse fréquence, mais aussi à haute fréquence, par exemple en gamme d'ondes millimétriques. L'enjeu de ce travail de thèse consiste à augmenter la fréquence de travail des transistors tout en maintenant une puissance élevée. Pour cela, des hétérostructures HEMTs (High Electron Mobility Transistors) sont développées et les épaisseurs de cap et de barrière doivent être réduites, bien que ceci soit au détriment de la puissance délivrée. Une étude sera donc menée sur l'influence des épaisseurs de cap et de barrière ainsi que le type de barrière (AlGaN, AlN et InAlN) de manière à isoler les hétérostructures offrant le meilleur compromis en termes de fréquence et de puissance. De plus, les moyens mis en œuvre pour augmenter la fréquence de travail entrainent une dégradation du confinement des électrons du canal. De manière à limiter cet effet, une back-barrière est insérée sous le canal. Ceci fera l'objet d'une deuxième étude. Enfin, une étude de la passivation de surface des transistors sera menée. La combinaison des ces trois études permettra d'identifier la structure optimale pour délivrer le plus de puissance à haute fréquence (ici à 40 GHz).
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Gapillout, Damien. "Développement de bancs de tests dédiés à la modélisation comportementale d’amplificateurs de puissance RF et micro-ondes." Thesis, Limoges, 2017. http://www.theses.fr/2017LIMO0071/document.
Full textAbstract:
Le travail présenté dans ce manuscrit a pour objet l’étude et le développement d’un banc de caractérisation généraliste appliqué à l’extraction du modèle comportemental d’amplificateur TPM-NIM (Two-Path Memory Nonlinear Integral). Ce modèle qui dispose d’une des architectures les plus abouties au laboratoire XLIM requiert une instrumentation microonde haut de gamme, très onéreuse, hors de portée de la majorité des concepteurs pour sa mise en œuvre expérimentale. L’objectif est donc de proposer des principes de mesure originaux permettant d’identifier le modèle TPM-NIM avec une instrumentation standard. Dans ces travaux, deux bancs sont présentés : tout d’abord, un banc de caractérisation développé autour d’une instrumentation de pointe disposant des meilleures propriétés pour extraire le modèle. Puis, un banc construit autour d’une instrumentation standard mais incluant des méthodes de traitement et de mesure novatrices. Ces deux bancs ont été utilisés avec plusieurs véhicules de tests et il ressort que le second permet de diminuer le bruit des mesures de phase tout en réduisant le coût total des équipements. Enfin, une dernière partie est consacrée à la comparaison du modèle TPM-NIM avec deux modèles comportementaux classiques mettant en avant sa polyvalenceThe work presented in this manuscript is devoted to the study and development of a general characterization bench applied to the extraction of the TPM-NIM (Two-Path Memory Nonlinear Integral) amplifier behavioral model. This model, has one of the most advanced architectures at the XLIM laboratory. It requires a high-end microwave instrumentation, overpriced and beyond reach for most of the designers for its experimental implementation. The aim is to propose some original measurements principles allowing the TPM-NIM model’s identification with a standard instrumentation. Two benches are presented in these works : firstly, a characterization bench, developed using a high performance instrumentation with the best properties to extract the model. Then, a bench, built with a standard instrumentation but through innovative processing and measurement methods. These two benches have been used with several test vehicles and it appears that the second one decreases the noise of phase measurements while reducing the equipment’s total cost. Finally, a last part is dedicated to the comparison of the TPM-NIM model with two classic behavioral models by emphasizing its versatility
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Moulessehoul-Ounnas, Malika. "Conception et mise en oeuvre de l'interface d'acquisition et de transmission d'un réseau de capteurs sans fil : application à la mesure de signaux électrophysiologiques." Thesis, Tours, 2009. http://www.theses.fr/2009TOUR4043.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse consiste en une étude théorique et expérimentale d'un système detransmission à application universelle. Un système de capteurs ou multi-capteurs sans filsdédié à des différentes applications ayant comme point commun, une basse amplitude. Ils'inspire donc des plates forme des réseaux sans fils existant dans le monde technologique.Nous présentons dans ce mémoire les différentes raisons qui expliquent l'intérêt majeursuscité par un tel système, nous aborderons plus profondément une des applications dusystème, à savoir le domaine neurophysiologique. A partir des choix d'architecture et dessimulations expérimentales correspondantes nous relayons étape par étape les différentesphases qui nous ont mené à réaliser les prototypes en tenant en compte les résultats desuns et des autres, pour finir ensuite par une étude comparative des différents prototypesréalisés et des perspectives envisagéesThis thesis work is a theoretical and experimental study of a universal applicationtransmission system. A wireless sensor or multi-sensor system dedicated to different low-magnitudeapplications. It is inspired from wireless networks platforms of the moderntechnological world.In this dissertation, the different reasons for the interest aroused by such a system, arepresented, we will more deeply study one of the applications of this system, namely theneurophysiological area. From the choice of the architecture and corresponding experimentalsimulations we will explain, step by step, the different phases which led us to realize theprototypes taking into account the results of each phase, then finally a comparative studyof different prototypes realized and the prospects envisaged
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Cerasani, Umberto. "Modélisation et optimisation d'un émetteur-récepteur faible bruit pour implants cochléaires." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4093/document.
Full textAbstract:
Les implants cochléaires permettent aux personnes atteintes de surdité profonde de percevoir des sons. La modélisation comportementale de la partie externe de l’implant a été réalisée avec le logiciel Matlab. L’étude du canal de transmission et sa modélisation utilisant des modèles électriques de tissus biologiques a été ensuite effectuée ainsi que l’étude du niveau de bruit introduit par le canal. Deux types de modulations différentes sont réalisés à l’émission chacune nécessitant un oscillateur. L’étude théorique et la création d’un nouveau modèle afin d’évaluer le bruit de phase ont été proposés. L’extraction du jitter à partir du bruit de phase et son impact sur la chaine de réception complète a été estimée. La compréhension précise et la modélisation des différentes parties de l’oreille humaine qui conduisent à la stimulation des terminaisons nerveuses sont décrites. Par la suite nous avons développé un nouveau modèle mécanique de l’organe de Corti et du déplacement des stéréociles, que nous avons validé à l’aide de données provenant d’expériences physiques. La modélisation mathématique de la synapse entre les cellules ciliées et les fibres nerveuses a été réalisée, afin d’obtenir le stimulus électrique relatif à un son perçu quelconque. De plus un nouveau modèle analogique décrivant la propagation de l’information nerveuse a été développé. En se basant sur la spectroscopie d’impédance électrochimique des tissus biologiques, nous avons créé un modèle électrique du fil d’électrodes inséré dans la cochléeCochlear implants are used by severely deaf people for partial hearing sensation. Behavioral modeling of the external part of the cochlear implant was first performed using the software Matlab. Then the propagation channel was modeled using electrical analogy of the biological tissues. Noise extraction of the propagation channel was performed in order to obtain the specifications for the RF receiver. Two types of diverse modulations are performed in the transmitter each one requiring an oscillator. The theoretical study and the creation of a new model allowing phase noise estimation is also proposed in this document. Jitter estimation from phase noise was performed and significantly impacted the overall chain transmission, suggesting oscillators blocks optimization. The accurate heterogeneous modeling of the various part of the internal ear leading to auditory nerve excitation was developed. Then a new mechanical equivalent of the organ of Corti and stereocilia displacement was developed and confirmed by physical experiments. The synapse between the hair cells and nerve fibers was mathematically modeled, in order to obtain the electrical stimulus of the auditory nerve associated with a random sound stimulus. Furthermore a new analog model of the nerve fiber information propagation was realized in order to obtain a realistic electrical analogy with nerve fiber depolarization propagation. Based on impedance spectroscopy biological tissue characterization, we proposed a new electrical analogy of the system composed of the electrodes inserted inside the cochlea
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Abedrrabba, Sarra. "Solutions innovantes pour des filtres de fréquences volumiques et semi-volumiques performants, en céramique, silice fondue et thermoplastique COC/COP... : nouvelles alternatives pour les futurs programmes de satellite multimédia." Thesis, Brest, 2017. http://www.theses.fr/2017BRES0126/document.
Full textAbstract:
L’émergence des satellites très haut débit pour la couverture des zones rurales s’accompagne de nombreuses contraintes technologiques. Dans le cadre du plan France très haut débit, le projet THD-sat proposé par le CNES se base sur l’utilisation des bandes Q et V pour assurer les liaisons avec les stations au sol et libérer de la ressource sur la bande Ka communément utilisée par les satellites ancienne génération. Avec la montée en fréquence, les besoins en termes de filtrage deviennent très stricts nécessitant des considérations particulières. Le premier chapitre reprend le contexte de l’étude et expose les différents éléments permettant de justifier le choix de la technologie SIW qui profite à la fois des bons facteurs de qualité des modes volumiques se propageant dans le substrat et de l’aisance du procédé technologique et de l’intégration des structures planaires. Les performances des cavités SIW restent néanmoins intimement liées à l’épaisseur de substrat qui doit être augmentée pour atteindre de meilleurs facteurs de qualité. L’augmentation de l’épaisseur de substrat s’accompagne de deux principales limitations : le rallongement des fils de « bonding » utilisés pour le câblage du filtre à son environnement MIC d’épaisseur 254 μm et l’élargissement de la ligne d’accès 50 Ω induisant des problèmes de discontinuités et d’excitations de modes parasites. L’approche suivie consiste à considérer des formes 3D permettant l’adaptation de mode et d’épaisseur entre une ligne microruban sur substrat de 254 μm d’épaisseur et le SIW d’épaisseur plus importante. Une nouvelle transition 3D est dès lors imaginée. Le chapitre II reprend les différents procédés technologiques utilisés pour la mise en forme et la métallisation des substrats 3D. Les substrats considérés sont l’alumine et la silice fondue mis en forme par ablation laser et le thermoplastique COP mis en forme par moulage. La principale limitation de l’ablation laser concerne les épaisseurs de substrat accessibles. Nous nous limitons à 635 μm dans le cas de l’alumine et à 500 μm dans le cas de la silice fondue. Le moulage polymère permet de s’affranchir de cette limitation et de viser des substrats plus épais (2 mm pour la solution COP).Le chapitre III reprend les étapes de conception des différentes solutions de filtrage avec la nouvelle transition 3D. Des résultats de mesures de différents prototypes réalisés sont par ailleurs présentés. Ces résultats sont globalement encourageants mais nécessitent d’être davantage développés pour être mieux exploitablesThe emergence of satellite high-speed internet for the coverage of rural zones is accompanied by numerous technological constraints. The current trend is to use higher frequency bands to release the satellite capacity for users. The increasing frequency requires new considerations especially for filtering needs which become notably strict in terms of performance and integration in small integrated circuits. This work introduces filtering solutions based on high quality factor Substrate Integrated Waveguides (SIW) using a novel 3D transition for a better integration in widely planar Hybrid ICs.The first chapter introduces the study’s context and the different elements justifying the use of the SIW technology.In fact, these structures profit from both the good quality factors of TE-modes propagating in the substrate and the easy fabrication process and integration of planar circuits. However, to increase the SIW quality factor, the substrate’s height should be increased which induces interconnection limitations such as long bond wires with high parasitic effects and large microstrip access lines with discontinuity problems and the propagation of parasitic modes. The adopted approach consists in imagining 3D shapes providing both mode and thickness matching between a microstrip line etched on a thin substrate and a high substrate SIW.The second chapter introduces the different manufacturing processes used for the substrate’s shaping and metallization. Three substrates are considered: Alumina, fused Silica and Cyclo Olefin Polymer COC. Alumina is widely used in space applications and has a well-mastered process. For equivalent dielectric losses, fused silica has a lower permittivity for bigger structures with less manufacturing tolerance sensitivity. Both Alumina and fused silica substrates are shaped using a laser ablation. The reachable substrate’s height using this machining method is relatively low. The polymer solution (COP) is elaborated using a molding process allowing higher substrates heights.The last chapter outlines the design steps of the different solutions and the measurement results of the first prototypes. These results are on the whole encouraging but require further development
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Ayari, Lotfi. "Contribution au développement d’un banc de mesures temporelles 4-canaux pour la caractérisation avancée de composants et de sous-systèmes RF non linéaires." Thesis, Limoges, 2016. http://www.theses.fr/2016LIMO0117/document.
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Les communications futures pour les applications civiles et militaires utilisent des signaux modulés complexes large bande qui seront émis à travers des amplificateurs de puissance multivoie de type DOHERTY qui devront avoir des performances en puissance, rendement, OBO et largeur de bande qui constituent aujourd’hui un véritable défi à relever. Pour ce faire les concepteurs ont besoin d’outils de caractérisation temporelle permettant la mesure normalisées et l’optimisation des tensions et courants aux accès des dispositifs non linéaires sous pointes ou connectorisés. Ce travail de thèse a permis de mettre en œuvre cet outil de caractérisation temporelle qui a été utilisé pour répondre à des besoins spécifiques pour la modélisation de transistor, pour l’optimisation de leur fonctionnement en termes de stabilité impulsion à impulsion, pour la recherche des conditions optimales de leur fonctionnement dans un amplificateur de type Doherty. Pour cette mise en œuvre une modélisation mathématique des échantillonneurs a été réalisée pour évaluer leurs performances et choisir le mieux adapté à la mesure temporelle RF. Des procédures d’étalonnages rigoureuses ont été développées pour obtenir simultanément des formes d’ondes temporelles calibrées à spectre très large (Basse fréquences jusqu’aux Hyperfréquences)The future communications for civil and military applications will use complex wideband modulated signals to be transmitted through multi-channel DOHERTY power amplifiers which should have high performance in terms of power, efficiency, OBO, and bandwidth. In order to meet these stringent requirements, designers need time-domain characterization tools for calibrated measurements and for optimizing voltages and currents at both ports of non-linear connectorized or on-wafer devices. This work successfully implements time-domain characterization tools used to meet specific needs for transistor modeling, to optimize their operation in terms of pulse to pulse stability, and to search optimal conditions of their operation modes in a Doherty power amplifier. For this implementation, mathematical modeling is performed to evaluate sampler’s performances in terms of time-domain sampling efficiency in order to choose the best suited sampling architecture for RF time-domain measurements. Rigorous calibration procedures have been developed to obtain simultaneously full time-domain calibrated waveforms (from low Frequencies to Microwave frequencies)
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Kraemer, Michael M. "Design of a low-power 60 GHz transceiver front-end and behavioral modeling and implementation of its key building blocks in 65 nm CMOS." Thesis, Toulouse, INSA, 2010. http://www.theses.fr/2010ISAT0027/document.
Full textAbstract:
La réglementation mondiale, pour des appareils de courte portée, permet l’utilisation sans licence de plusieurs Gigahertz de bande autour de 60 GHz. La bande des 60 GHz répond aux besoins des applications telles que les réseaux de capteurs très haut débit autonome en énergie,ou les transmissions à plusieurs Gbit/s avec des contraintes de consommation d’énergie. Il y a encore peu de temps, les interfaces radios fonctionnant dans la bande millimétrique n’étaient réalisables qu’en utilisant des technologies III-V couteuses. Aujourd’hui, les avancées des technologies CMOS nanométriques permettent la conception et la production en masse des circuits intégrées radiofréquences (RFIC) à faible coût.Cette thèse s’inscrit dans des travaux de recherches dédiés à la réalisation d’un système dans un boîtier (SiP, System in Package) à 60 GHz contenant à la fois l’interface radio (bande de base et circuits RF) ainsi qu’un réseau d’antennes. La première partie de cette thèse est dédiée la conception de la tête RF de l’émetteur-récepteur à faible consommation pour l’interface radio. Les blocs clefs de cette tête RF (amplificateurs, mélangeurs et un oscillateur commandé en tension) sont conçus, réalisés et mesurés en utilisant la technologie CMOS 65 nm de ST Microelectronics. Des éléments actifs et passifs sont développés spécifiquement pour l’utilisation au sein de ces blocs. Une étape importante vers l’intégration de la tête RF complète de l’émetteur-récepteur est l’assemblage de ces blocs de base afin de réaliser une puce émetteur et une puce récepteur. A ce but, une tête RF pour le récepteur a été réalisée. Ce circuit présent une consommation et un encombrement plus réduit que l’état de l’art.La deuxième partie de cette thèse présente le développement des modèles comportementaux des blocs de base conçus. Ces modèles au niveau système sont nécessaires afin de simuler le comportement du SIP, qui devient trop complexe si des modèles détaillés du niveau circuitsont utilisés. Dans cette thèse, une nouvelle technique modélisant le comportement en régime transitoire et régime permanent ainsi que le bruit de phase des oscillateurs commandés en tension est proposée. Ce modèle est implémenté dans le langage de description de matérielVHDL-AMS. La technique proposée utilise des réseaux de neurones artificiels pour approximer la caractéristique non linéaire du circuit. La dynamique est décrite dans l’espace d’état. Grâce à ce modèle, il est possible de réduire d’une façon drastique le temps de calcul des simulations système tout en conservant une excellente précisionWorldwide regulations for short range communication devices allow the unlicensed use of several Gigahertz of bandwidth in the frequency band around 60GHz. This 60GHz band is ideally suited for applications like very high data rate, energy-autonomous wireless sensor networks or Gbit/s multimedia links with low power constraints. Not long ago, radio interfaces that operate in the millimeter-wave frequency range could only be realized using expensive compound semiconductor technologies. Today, the latest sub-micron CMOS technologies can be used to design 60GHz radio frequency integrated circuits (RFICs)at very low cost in mass production. This thesis is part of an effort to realize a low power System in Package (SiP) including both the radio interface (with baseband and RF circuitry) and an antenna array to directly transmit and receive a 60GHz signal. The first part of this thesis deals with the design of the low power RF transceiver front-end for the radio interface. The key building blocks of this RF front-end (amplifiers, mixers and a voltage controlled oscillator (VCO)) are designed, realized and measured using the 65nm CMOS technology of ST Microelectronics. Full custom active and passive devices are developed for the use within these building blocks. An important step towards the full integration of the RF transceiver front-end is the assembly of these building blocks to form basic transmitter and receiver chips. Circuits with small chip size and low power consumption compared to the state of the art have been accomplished.The second part of this thesis concerns the development of behavioral models for the designed building blocks. These system level models are necessary to simulate the behavior of the entire SiP, which becomes too complex when using detailed circuit level models. In particular, a novel technique to model the transient, steady state and phase noise behavior of the VCO in the hardware description language VHDL-AMS is proposed and implemented. The model uses a state space description to describe the dynamic behavior of the VCO. Its nonlinearity is approximated by artificial neural networks. A drastic reduction of simulation time with respect to the circuit level model has been achieved, while at the same time maintaining a very high level of accuracy
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Maalouf, Haddad Amira. "Sensorless control of brushless synchronous starter generator including sandstill and low speed region for aircraft application." Thesis, Cachan, Ecole normale supérieure, 2011. http://www.theses.fr/2011DENS0008.
Full textAbstract:
In More Electric Aircraft, different power system activities are attributed to electrical means such as the start-up of the main engine. In this context, the study of the sensorless control of the Brushless Synchronous Starter Generator (BSSG) that is used to electrically start the main engine is revealed to be a very interesting issue. For long time, the elimination of the mechanical sensor was highly recommended for reliability, cost, weight, integration issues.Hence, this work aims to transpose the results obtained in the research area to an avionic testbench. It presents an adaptive sensorless technique to use when electrically starting the main engine of the aircraft. This is achieved by elaborating three different methods selected depending on the speed of the machine and based on the :- injection of a high frequency signal- use of the back-emf of the Permanent Magnet Generator (PMG)- use of the extended Kalman Filter EKFIn this work, it is shown that the …first method gives good position estimation results from standstill up to 8% of the rated speed. Then, the back-emfs of the PMG are used to detect the position of the BSSG when the speed exceeds the 8% of the rated speed. Good results are observed with this method at medium and high speed.For redundancy reasons, the EKF was also used in this work. Thus, the estimated position can be delivered via two different estimation algorithms in medium and high speed region.The implementation of the algorithm was achieved on an FPGA board since the latter can ensure a very tiny execution time. The fastness of the treatment ensures quasi-instantaneous position estimation and does not practically introduce any phase lag in the position estimationAujourd'hui, l'aviation est en train de vivre des évolutions technologiques concernant surtout l'attribution de différentes fonctionnalités aux équipements électriques et ceci au détriment d'équipements hydrauliques et mécaniques assurant les mêmes fonctionnalités.Dans le cadre de l'avion plus électrique, le démarrage électrique sans capteurs mécaniques de la turbine de l'avion préoccupe les avionneurs de nos jours. Les problèmes introduits par ce capteur ont été identifiés : problèmes de coût et de poids, problèmes de fiabilité et d'intégration.Ce travail présente alors une commande sans capteurs pour la machine synchrone à trois étages à utiliser durant le démarrage électrique de l'avion. Ceci est réalisé avec trois méthodes de détection de la position selon la vitesse de rotation, basées sur :- l'injection d'un signal à haute fréquence- l'utilisation d'un filtre de Kalman étendu FKE- les fém. du PMG (Permanent Magnet Generator) La première méthode donne de bons résultats d'estimation depuis l'arrêt jusqu'à 8% de la vitesse nominale de la machine. Au-delà de cette vitesse, es valeurs des fém. du PMG deviennent assez élevées pour être utilisées dans l'estimation de la position. De bons résultats sont obtenus à moyenne et haute vitesse.Pour des questions de redondance, le FKE est aussi utilisé. Ainsi, la position estimée peut être fournie par l'un des deux algorithmes à moyenne et haute vitesse.L'implémentation de ces algorithmes est réalisée via une carte FPGA étant donné que celui-ci garantit un temps d'exécution. La rapidité de traitement garantit une estimation de la position quasi-instantanée et donc n'introduit pratiquement pas des retards dans l'estimation