Academic literature on the topic 'Linéarisation d’amplificateur de puissance'

De nos jours, de nouvelles applications radio fréquences sont conçues et réalisées pour apporter toujours plus de services aux utilisateurs. La ressource spectrale devient de plus en plus rare due à une explosion de demandes de nouveaux services. Pour obtenir une plus grande efficacité spectrale, différentes techniques de modulation ont été développées entraînant le plus souvent une augmentation de la dynamique des signaux. Ces signaux deviennent beaucoup plus sensibles à la non-linéarite�� présente dans la chaîne de transmission, en particulier celle de l’amplificateur de puissance (AP). De plus, dans les systèmes de communications modernes, la largeur de bande du système devient de plus en plus grande et les effets mémoires de l’amplificateur de puissance ne peuvent plus être négligés. Pour obtenir un rendement optimal, il faut pouvoir travailler avec des puissances moyennes proches de la zone de compression en utilisant des dispositifs supplémentaires permettant de linéariser les APs. L’objectif des techniques de linéarisation est d’obtenir une caractéristique linéaire jusqu’à la zone de saturation de l’AP. Une des techniques les plus prometteuses est la technique de la pré-distorsion numérique en bande de base grâce à sa simplicité, flexibilité et reconfigurabilité. Celle-ci consiste à inverser la non-linéarité de l’AP en bande de base avant l’AP afin de rendre le comportement global du système linéaire. L’objectif de cette thèse est de trouver des solutions efficaces (rapides et simples à implémenter sur des cartes numériques) de linéarisation en bande de base d’amplificateur de puissance ayant des effets mémoires non linéaires
Today, new applications of radio frequencies are designed and proposed to provide more services to users. Spectrum resource becomes increasingly scarce due to an explosion of applications for new services. To achieve higher spectral efficiency, different non constant-envelop modulation techniques have been adopted in modern communication systems. The resulted signals become more sensitive to the nonlinearity presented in the transmission channel, particularly that of the power amplifier (PA). Moreover, in modern communication system, the bandwidth being more and more wider, the memory effects of PAs can no longer be ignored. To achieve higher efficiency, we need to work with average input power close to the compression zone by using additional devices to linearize PAs. The purpose of linearization techniques is to obtain a linear characteristic up to the saturation zone of the PA. One of the most promising techniques is the baseband digital predistortion technique due to its simplicity, flexibility, and reconfigurability. This technique inverts digitally the nonlinearity of the PA in baseband before the PA to get an overall linearized system. The objective of this thesis is to find some efficient baseband predistortion based linearization techniques (fast and simple to implement on digital cards), for the power amplifier with nonlinear memory effects

Dans les nouvelles générations de systèmes de télécommunication (WCDMA, CDMA200, EDGE. . . ) où les formats de modulation à meilleure efficacité spectrale sont utilisés, la linéarité de l’amplificateur de puissance est un point critique. Par ailleurs l’amplificateur de puissance est l’un des composants dissipant le plus d’énergie dans une chaîne de communication. Pour cela, il doit à la fois être linéaire et avoir un bon rendement en puissance ajoutée. Les amplificateurs de puissance sont très souvent utilisés avec un recul en puissance (back-off) dans le but d’obtenir un fonctionnement linéaire, la conséquence étant la perte de rendement. Une solution possible est de le faire fonctionner dans sa zone de saturation où il est fortement non linéaire et lui associer un circuit linéariseur externe. Les principaux objectifs de cette thèse sont : a) L’étude par simulation utilisant le simulateur ADS des architectures LINC, ET et EER dans le but de faire ressortir les avantages et les inconvénients dans l’amélioration conjointe de la linéarité et du rendement des amplificateurs de puissance. B) Le développement d’un banc de mesure calibré pour la caractérisation des amplificateurs de puissance excité par des signaux modulés est proposé. Ce banc est utilisé pour extraire un modèle comportemental d’amplificateur de puissance excité par des signaux modulés. C) L’exploitation du banc pour mettre en oeuvre une méthode de linéarisation d’amplificateur par prédistorsion numérique en bande de base utilisant le banc de caractérisation est proposée
In new generation mobile communication systems (WCDMA, CDMA2000, EDGE. . . ), where spectrum efficient modulation formats are used, power amplifier (PA) linearity is a quite difficult specification to meet. More over PAs are one of the most power consuming components in a mobile communication system. Therefore, power added efficiency (PAE) and linearity of power amplifier must be simultaneously optimized. PAs are usually operated with a power back-off in order to fulfill linearity specifications, which in turn results in lower power efficiency. One possible solution is to operate PAs near to saturation region where they are highly nonlinear but efficient, and linearize them by using external circuits. The main achievements of this thesis are : a) The study of LINC, ET and EER architectures using ADS simulator to highlight main drawbacks and advantages in the enhancement of both linearity and efficiency of power amplifiers. B) An accurate calibrated test bench for the characterization of power amplifier driven by modulated signals. The bench is then used to generate a behavioral model of power amplifier. C) A linearization method of power amplifier by mean of digital predistortion using the test bench has been proposed

L’essor et l’évolution des systèmes de télécommunication sont liés inéluctablement à la montée en fréquence et à l’augmentation des bandes passantes des futurs systèmes d’une part, et à une place sans cesse croissante prise par l’électronique numérique dans les chaînes d’émission/réception d’autre part. Concernant ce deuxième aspect, la génération de puissance RF avant émission est encore à ce jour implémentée de façon analogique, mais la gestion énergétique des amplificateurs de puissance RF est de plus en plus assistée numériquement. L’apparition du ‘numérique’ dans le domaine de la puissance RF se traduit par la mise en œuvre de systèmes électroniques fonctionnant en commutation : modulateurs de polarisation pour l’envelope tracking, convertisseurs numérique-analogique de puissance (Power-DAC) ou amplificateurs en commutation à fort rendement (classe S ou D). C’est dans ce contexte que s’inscrivent ces travaux de thèse : deux dispositifs de commutation originaux à base de transistors GaN HEMT sont présentés, analysés et réalisés en technologie MMIC. Ces cellules de commutation élémentaires permettent, jusqu’à des fréquences de quelques centaines de MHz, de commuter des tensions jusqu’à 50V, avec des puissances de l’ordre de 100W, ceci avec un rendement énergétique supérieur à 80%. Ces cellules de commutation sont ensuite utilisées dans diverses applications : deux types de modulateurs de polarisation destinés à l’envelope tracking ainsi que deux architectures d’amplificateurs classe D (demi-pont et pont en H) sont étudiés et les résultats expérimentaux permettent de valider ces différentes topologies
Telecommunication systems development is linked to working frequency and bandwidths increasement of future systems on one hand, and the growing place taken by digital electronics in the transmission chains on the other hand. Concerning the second point, the RF power generation in emitters is still implemented in an analog way, but the energy management of the RF power amplifiers is more and more assisted by numeric devices. The appearance of the 'digital technology' in the field of RF power is characterized by the implementation of high speed switching electronic systems like bias modulators for envelope tracking, power digital to analog converters (Power-DAC) or switching mode RF amplifiers (Classe S or D). This thesis work fits in this context, it describes two original switching devices based on GaN HEMT transistors. These elementary switching cells are realized in MMIC technology, they allow switching frequencies up to few hundreds MHz, with voltages reaching 50V, powers about 100W and energy efficiency greater than 80%. These switching cells are then used in various applications: two kinds of bias modulators for envelope tracking system as well as two architectures of class D amplifiers (half-bridge and full-bridge) are analyzed and validated by experimental results

Ce travail répond à un besoin industriel accru en termes d’amplification des signaux sur porteuses à enveloppes variables utilisés par les systèmes de télécommunications actuels. Ces signaux disposent d’un fort PAPR et d’une distribution statistique d’enveloppe centrée en-deçà de la valeur crête d’enveloppe. La raison pour laquelle les industriels télécoms requièrent alors des amplificateurs de très fortes puissances de sortie, robustes, fiables et ayant une dépense énergétique optimale le long de la dynamique d’enveloppe associée à un niveau de linéarité acceptable. Ce document expose les résultats d’étude et de réalisation de deux Amplificateurs de Puissance Doherty (APD) à haut rendement encapsulés en boîtiers plastiques QFN. Le premier est un amplificateur Doherty symétrique classique (APD-SE) et le second est un amplificateur à deux entrées RF (APD-DE). Ces démonstrateurs fonctionnant en bande C sont fondés sur l’utilisation de la technologie Quasi-MMIC associant des barrettes de puissance à base des transistors HEMTs AlGaN/GaN sur SiC à des circuits d’adaptation en technologie ULRC. L’approche Quasi-MMIC associée à la solution d’encapsulation plastique QFN permettant une meilleure gestion des comportements thermiques offre des performances électriques similaires à celles de la technologie MMIC avec des coûts et des cycles de fabrication très attractifs. Durant ces travaux, une nouvelle méthode d’évaluation des transistors dédiés à la conception d’amplificateurs Doherty a été développée et mise en oeuvre. L’utilisation intensive des simulations électromagnétiques 2.5D et 3D a permis de bien prendre en compte les effets de couplages entre les différents circuits dans l’environnement du boîtier QFN. Les résultats des tests des amplificateurs réalisés fonctionnant sur une bande de 1GHz ont permis de valider la méthode de conception et ont montré que les concepts avancés associés à l’approche Quasi-MMIC ainsi qu’à des technologies d’encapsulation plastique, peuvent générer des fonctions micro-ondes innovantes. Les caractérisations de l’APD-DE ont relevé l’intérêt inhérent à la préformation des signaux d’excitation et des points de polarisation de chaque étage de l’amplificateur
This work responds to an increased industrial need for on carrier signals with variable envelope amplification used by current telecommunications systems. These signals have a strong PAPR and an envelope statistical distribution centred below the envelope peak value, the reason why the telecom industrialists then require a robust and reliable high power amplifiers having an energy expenditure along of the envelope dynamics associated with an acceptable level of linearity. This document presents the results of the study and realization of two, high efficiency, Doherty Power Amplifiers (DPA) encapsulated in QFN plastic packages. The first is a conventional Doherty power Amplifier (DPA-SE) and the second is a dual-input Doherty power amplifier (DPA-DE). These C-band demonstrators are based on the use of Quasi-MMIC technology combining power bars based on the AlGaN/GaN transistors on SiC to matching circuits in ULRC technology. The Quasi-MMIC approach combined with Quasi-MMIC approach combined with QFN plastic package solution for better thermal behaviour management offers electrical performances similar to those of MMIC technology with very attractive coasts and manufacturing cycles. During this work, a new evaluation method for the transistors dedicated to the design of DPA was developed and implemented. The intensive use of 2.5D and 3D electromagnetic simulations made it possible to take into account the coupling effects existing between the different circuits in the QFN package environment. The results of the tests of the amplifiers realised and operating on 1GHz bandwidth validated the design method and showed that the advanced concepts associated with the Quasi-MMIC approach as well as plastic encapsulation technologies can generate innovative microwave functions. The characterizations of the DPA-DE have noted the interest inherent in the preformation of the excitation signals and the bias points of each stage of the amplifier

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’art
The 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

Ce travail concerne la linéarisation des amplificateurs de puissance. L’objectif est d’évaluer les performances de linéarisation des techniques de prédistorsion numérique en bande de base et de proposer de nouvelles approches efficaces d’implémentation. D’abord, nous avons repris l’étude traditionnelle basée sur la modélisation de l’AP par une série de puissances. Les phénomènes non linéaires ont été mis en évidence et quantifiés. Ensuite, nous avons présenté une étude bibliographique sur les différentes techniques de linéarisation. La plus grande partie de cette étude a été consacrée à la technique de prédistorsion numérique adaptative en bande de base. Une nouvelle méthode d’implémentation de la prédistorsion numérique statique, sans mémoire, est ensuite présentée. Cette méthode a été validée par des simulations et des mesures. Ses performances sont comparées aux méthodes d’implémentation classiques. Une étude sur la complexité d’implémentation en cas d’adaptation continue a été également réalisée. La méthode proposée forme un bon compromis entre complexité et rapidité de convergence. La dernière partie de cette thèse est consacrée aux mesures. Un banc de mesures automatisé est spécialement mis au point pour l'évaluation des techniques de prédistorsion numérique en bande de base. Deux séries de mesures sur deux amplificateurs, faible et haute puissance, sont effectuées. Le but est d’une part d’évaluer expérimentalement les performances de la méthode d’implémentation proposée et d’autre part de mettre en évidence les effets de mémoire des amplificateurs haute puissance, et d’évaluer les performances des techniques de prédistorsion numérique dans ce cas
This work deals with the linearization of power amplifiers. The aim is to evaluate experimentally linearization performance of digital baseband predistortion techniques and to propose some novel efficient implementation approaches. First, the traditional study based on power series modeling of the PA was repeated. Nonlinear phenomena were described and quantified. In the second part, we present a state of the art on the various linearization techniques. The most important part of this study was dedicated to the adaptive digital baseband predistortion technique. A new method for the implementation of digital predistortion was then proposed. This method was validated with simulations under Matlab and with measures. Its performances were compared to other classical implementation methods. An investigation on implementation complexity was also realized when continuous adaptation is adopted. The proposed method forms a good compromise between complexity and speed of convergence. The last part of this thesis was devoted to measurements. An automated measurement test bench has been specifically developed for the evaluation of digital baseband predistortion techniques. Two sets of measurements with two amplifiers, low and high power amplifiers, were carried out. The aim was to evaluate experimentally the performances of the proposed method and to highlight the memory effects in high power amplifiers, and evaluate the performance of digital predistortion techniques in this case

L'antagonisme entre la capacité d'émission d'informations haut débit (linéarité) et le rendement énergétique, dans le contexte des émetteurs radio, est l'axe des travaux de cette thèse. Nous proposons une architecture matérielle basé sur circuits FPGA1 pour l'implémentation de fonctionnalités de prédistorsion numérique (DPD) pour la linéarisation d'amplificateurs RF. Nous articulons nos approches µa partir de la séparation entre les processus de prédistorsion et d'adaptation. Ainsi, nous pouvons proposer une structure matérielle (le BPC2 ou Cellule Basique de Prédistorsion) bien adaptée pour l'implémentation du module de prédistorsion. Le module de prédistorsion basé sur BPC peut être reconfigurable au besoin, et, en plus, il reste indépendant de la méthodologie particulière de dérivation de la fonction de prédistorsion. Afin d'effectuer des validations, deux prototypes permet tant de tester des stratégies de prédistorsion performantes et novatrices ont été mis en oeuvre. Dans un premier temps, nous avons implémenté un système DPD basé sur la théorie des systèmes hyperstables sur une plateforme mixte FPGA/DSP3. En complément des résultats expérimentaux, nous rentrons dans le détail des fonctions complémentaires µa la prédistorsion et l'adaptation nécessaires pour produire la prédistorsion. Le deuxième prototype adresse la linéarisation et la compensation des effets mémoire de l'amplificateur RF. Nous présentons et validons expérimentalement une structure de prédistorsion du type NARMA4, implémentée au moyen d'un réseau de cellules BPC. Au passage, nous étudions la consommation de la prédistorsion et son impact sur le rendement. Si l'utilisation de la prédistorsion s'avère inévitable pour contrer les effets mémoire, nous proposons de dégrader la Classe de l'amplificateur, dans le but d'obtenir un émetteur aussi linéaire mais plus performant énergétiquement. Finalement, au delµa de la prédistorsion seule, nous proposons, analysons et validons expérimentalement un système de prédistorsion + commande dynamique de l'alimentation de l'amplificateur RF. La structure de traitement du signal numérique développée, permet de : 1/ prédistordre le signal et 2/ commander des modulateurs d'amplitude lents (par rapport à la largeur de bande de l'application cible, mais ayant de forts rendements de conversion). L'inclusion de capacités de pilotage de l'alimentation autour de la prédistorsion s'avère peu côuteuse et permet d'atteindre des rendements améliorés sans perte de linéarité
The antagonism between information capacity and energetic efficiency in the context of wireless communications, more precisely : the trade-off between transmitter linearity and its efficiency ; is the main driver of this thesis. A FPGA5-based architecture for digital predistortion (DPD) linearizers for RF power amplifiers is proposed in this thesis. By means of separating the adaptation process from the predistortion itself, a convenient, simple hardware building block for the DPD architecture inside the FPGA {the Basic Predistortion Cell (BPC){ has been identified. A BPC-based architecture provides independency from the particular DPD function derivation method, and it is easily scalable and reconfigurable, depending on the operation mode and degree of impairments introduced by the transmitter chain in each particular case. In order to support those claims and provide experimental evidence, two main different prototyping scenarios have been developed. In the first one, a DPD adaptive linearizer based on the passivity theory (hyperstable systems) has been designed and implemented on a low-cost mixed FPGA/DSP platform. Besides experimental results, complementary signal proces sing techniques to DPD are also addressed, thus giving a wide insight on realistic scenarios of DPD systems. In the second scenario, an advanced, adaptive DPD system aimed at compensating not only PA's nonlinear behavior, but also its memory effects, is presented. It is based on a Nonlinear Auto-Regressive Moving Average7 structure which is mapped into hardware using a BPC grid-structure. Besides the experimental results on PA efficiency and linearity, FPGA implementation issues {such as adaptation and power consumption{ are also studied. The manipulation of the PA class of operation to improve its efficiency, provided that DPD may be unavoidable due to the impact of memory effects, is discussed as well. Finally, to further improve efficiency, a DPD linearizer with dynamic supply built-in capabilities has been proposed and implemented as discussed in the last part of this thesis. There, an efficient, bandwidth limited, switched DC-DC converter is in charge of the PA supply modulation. The thorough design procedure targeting a FPGA implementation shows how the necessary functions for commanding the supply modulator can be seamlessly integrated within the DPD processor. The experimental results highlight how the proposed solution maintains linearity and enhances the PA efficiency when compared to a DPD-only method

Afin d'avoir une bonne autonomie du mobile, il est nécessaire d'utiliser un amplificateur de puissance à rendement élevé. De plus, l'amplificateur doit être linéaire afin de respecter les contraintes spectrales imposées par les normes. C'est pourquoi depuis quelques années de nombreuses solutions ont été mises au point afin de linéariser un amplificateur fonctionnant à rendement élevé. Le but de cette étude est de mettre au point un système complet de linéarisation d'amplificateur de puissance destiné à une application radio-mobile. La technique proposée est originale et basée sur la prédistorsion adaptative en bande de base. L'amplificateur est représenté par le modèle de Hammerstein et la technique proposée se base sur ce modèle. Les résultats obtenus en simulation montrent la capacité de cette méthode à linéariser des amplificateurs de puissance. Les résultats expérimentaux confirment la faisabilité et l'apport de cette nouvelle technique
In order to have a good autonomy with the mobile, it is necessary to use a high-efficiency power amplifier. Furthermore, the amplifier must be linear to respect the spectral constraints imposed by the telecommunications norms. That is why since several years, techniques to linearize a high efficient power amplifier have been proposed. The purpose of this study is to design a complete power amplifier linearization system destinated to radio-mobile application. This linearization technique is based on adaptive baseband predistortion. The amplifier is represented by Hammerstein model and the proposed adaptive predistortion technique is based on this model. Simulation results show the capacity of the method to linearize power amplifiers. Experimental results confirm the feasibility and the advantages of this new method

La demande toujours croissante de connectivité sans fil entraine le développement de nouvelles générations de normes de communication utilisant les dernières technologies en matière de télécommunication. Pour atteindre les débits annoncés, l'utilisation de signaux de plus en plus complexes est nécessaire afin d'occuper le plus efficacement le spectre radio restreint. Cela implique notamment des contraintes de plus en plus strictes sur les emetteurs radio afin d'assurer l'intégrité des informations tranmises et une bonne qualité de service. Dans ce contexte, cette thèse a pour objectif l'amélioration des performances énergétiques et spectrales d'un amplificateur de puissance (PA) en technologie CMOS pour appareil mobile en utilisant une méthode de linéarisation. Le PA conçu dans cette thèse est basé sur la cellule MASMOS (cellule brevettée) et doit répondre à notre cahier des charges basé sur le standard 3G.L'étude des interconnexions flip-chip sur les performances de la cellule révèle que son impact doit être atténué. Pour cela, la topologie différentielle est retenue pour la conception du PA. Une structure différentielle de référence (n'incluant pas de méthode de linéarisation) est conçue et mesurée. Elle consiste en un étage de puissance terminé par un balun sur substrat stratifié synthétisant les impédances optimales de l'étage à la fréquence fondamentale et au second harmonique. Les résultats obtenus sont proches de l'état de l'art existant en PA CMOS pour la 3G sans utiliser de technique de linéarisation.Nous proposons ensuite deux méthodes de linéarisation circuit spécifiques aux structures différentielles. Nous retenons l'utilisation d'un filtre différentiel au second harmonique au sein de la cellule d'amplification. Un PA complet (étage driver + étage de puissance) est conçu. Nous proposons une méthode de conception pour le balun de sortie et du réseau d'adaptation inter-étage. Les résultats finals de simulation permettent de conclure que le PA proposé dépasse les objectifs du cahier des charges
The increasing demande of wireless connectivity drives the development of the new genration standards using the leading edge technologies in terms of telecommunication. To meet announced data rates, the use of more and more complex signal is necessary to have the most efficient use of the finite radio spectrum. This involve more stringent constraints on the radio emitter to ensure information integrity and a good quality of service. In this context, this thesis aims to the energetic and spectral performance improvement of a CMOS Power Amplifier (PA) for handheld application through a linearization scheme. The PA designed in this thesis is based on the MASMOS (patented cell) and must meet our specifications.The flip-chip interconnection study shows that its impact must be mitigated. For that, we select the differential topology pour the PA design. A differential reference structure (withtout linearization scheme) are designed and measured. It consists in a power stage terminated by a balun integrated on a laminate substrate synthesizing optimal impedance at the fundamental and second harmonic frequencies. The obtained results are close to the state of the art for the CMOS PA for 3G without any linearization scheme.Then, we propose two circuit linearization scheme specific to differential structures. We have selected the use of a differential second harmonic filter within the amplifying cell. The full PA (driver stage + power stage) is then designed. We propose a design method for the output balun as well as the inter-stage matching network. The final simulation results allow us to conclude that the proposed PA exceed the specifications

L'antagonisme entre la capacité d'émission d'informations haut débit (linéarité) et le rendement énergétique, dans le contexte des émetteurs radio, est l'axe des travaux de cette thèse. Nous proposons une architecture matérielle basé sur circuits FPGA1 pour l'implémentation de fonctionnalités de prédistorsion numérique (DPD) pour la linéarisation d'amplificateurs RF. Nous articulons nos approches à partir de la séparation entre les processus de prédistorsion et d'adaptation. Ainsi, nous pouvons proposer une structure matérielle -le BPC2 ou Cellule Basique de Predistorsion- bien adaptée pour l'implémentation du module de prédistorsion. Le module de prédistorsion basé sur BPC peut être reconfigurable au besoin, et, en plus, il reste indépendant de la méthodologie particulière de dérivation de la fonction de prédistorsion. Afin d'effectuer des validations, deux prototypes permettant de tester des stratégies de prédistorsion performantes et novatrices ont été mis en oeuvre. Dans un premier temps, nous avons implémenté un système DPD basé sur la théorie des systèmes hyperstables sur une plateforme mixte FPGA/DSP3. En complément des résultats expérimentaux, nous rentrons dans le détail des fonc- tions complémentaires à la prédistorsion et l'adaptation nécessaires pour produire la prédistorsion. Le deuxième prototype adresse la linéarisation et la compensation des e®ets mémoire de l'amplificateur RF. Nous présentons et validons expérimentalement une structure de prédistorsion du type NARMA4, implémentée au moyen d'un réseau de cellules BPC. Au passage, nous étudions la consommation de la prédistorsion et son impact sur le rendement. Si l'utilisation de la prédistorsion s'avére inévitable pour contrer les effets mémoire, nous proposons de dégrader la Classe de l'am- plificateur, dans le but d'obtenir un émetteur aussi linéaire mais plus performant énergétiquement. Finalement, au delà de la prédistorsion seule, nous proposons, analysons et va- lidons expérimentalement un sys tème de prédistorsion + commande dynamique de l'alimentation de l'amplificateur RF. La structure de traitement du signal numérique développée, permet de : 1/prédistordre le signal et 2/commander des modulateurs d'amplitude lents (par rapport à la largeur de bande de l'application cible, mais ayant de forts rendements de conversion). L'inclusion de capacités de pilotage de l'alimentation autour de la prédistorsion s'avère peu coûteuse et permet d'atteindre des rendements améliorés sans perte de linéarité.