Tesis: "Intégrité du signal et de la puissance"

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Goral, Benoit. "Technique et Méthodologie de Conception du Réseau de Distribution d'Alimentation d'une Carte Electronique Rapide à Haute Densité d'Interconnexion". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLN037/document.

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Resumen

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

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Batista, Emmanuel. "Nouvelles structures électroniques pour le transport électrique : impacts des nouvelles contraintes d'intégration sur les interférences électromagnétiques et moyens de prévision de la compatibilité électromagnétique". Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/747/.

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Resumen

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

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Camus, Manuel. "Architecture de réception RF très faible coût et très faible puissance : application aux réseaux de capteurs et au standard ZigBee". Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00309926.

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

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Sahel, Faten. "Contribution à la modélisation du couplage entre les alimentations et les signaux sensibles dans les cartes électroniques à haute densité d'interconnexions". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. http://www.theses.fr/2022SORUS053.

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

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Bousbia, Hind. "Analyse et développement de la caractérisation en puissance, rendement et linéarité de transistors de puissance en mode impulsionnel". Limoges, 2006. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/f409eab6-d21e-443d-9d6b-b14970380c32/blobholder:0/2006LIMO0063.pdf.

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

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Yattoun, Ismail. "Etude et mise en œuvre d’un banc de caractérisation fort-signal de transistors en ondes millimétriques : Application à la conception d'amplificateurs de puissance hybrides en bande Ka". Brest, 2006. http://www.theses.fr/2006BRES2016.

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

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Adrien, Cutivet. "Caractérisation et modélisation de dispositifs GaN pour la conception de circuits de puissance hyperfréquence". Thèse, Université de Sherbrooke, 2015. http://hdl.handle.net/11143/7929.

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

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Trottier, Simon. "Développement d’un outil d’évaluation de la pertinence écologique et statistique d’indicateurs de suivi de l’intégrité écologique dans les parcs nationaux du Québec". Mémoire, Université de Sherbrooke, 2014. http://hdl.handle.net/11143/5383.

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

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Mbaye, Amadou. "Linéarisation des amplificateurs de puissance large-bande pour des applications de communications tactiques et de diffusion audio ou vidéo numérique". Thesis, Paris Est, 2015. http://www.theses.fr/2015PEST1021/document.

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

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Amédéo, Alexandre. "Etude des phénomènes de Réflexions, de Diaphonie et de Stabilité des alimentations sur les cartes à haute densité d'interconnexions". Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00505781.

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Resumen

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

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Lajoinie, Jérôme. "Contribution à la conception optimale en terme de linéarité et consommation des amplificateurs de puissance en fonctionnement multiporteuses". Limoges, 2000. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/db9f1c38-f96b-4798-9ae8-94e63c48d9fb/blobholder:0/2000LIMO0007.pdf.

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Resumen

Les signaux traités par les systèmes de télécommunications actuels sont très complexes : multiporteuses modulées, modulation numérique et signaux à spectre étalé. La particularité de ces signaux est d’être des signaux à enveloppe variable. Pour caractériser la linéarité des amplificateurs de puissance de ces systèmes, l’un des critères qui s’impose aujourd’hui est le NPR (Noise Power Ratio). Après la description des moyens de caractérisations en fonctionnement CW et multiporteuses des amplificateur de puissance ainsi que des outils de simulations, une étude approfondie du facteur de linéarité en fonctionnement multiporteuses (le NPR) est entreprise. Une méthode de conception d’amplificateur de puissance optimisé en linéarité et en consommation a été développée. Cette méthode fait appel à une nouvelle figure de mérite spécifique (C/(N+I))=f(Pdc/N) qui intègre directement le rapport signal à bruit de la liaison dans l’optimisation conjointe de la consommation et du NPR. Une étude systématique des conditions de fonctionnement optimales des amplificateurs de puissances concernant les impédances de fermeture et les classes de fonctionnement est entreprise. On montre l’intérêt de la prise en compte des impédances de charge et de source à la 2ème harmonique dans la linéarité multiporteuse. La nouvelle méthodologie de conception est appliquée à la réalisation de deux amplificateurs optimisés en linéarité et consommation. Les étapes successives de la conception sont exposées en présentant en parallèle une vérification expérimentale des résultats. Une caractérisation complète sur banc des deux amplificateurs réalisés est présentée
The signals used in modern telecommunication systems are very complex in the sense that multicarrier signals, digitally modulated and spread spectrum signals are required. The main characteristic of these signals is their time variant envelope. To characterize the linearity of power amplifiers used in these systems, one of the criterions, which is essential today is the NPR (Noise Power Ratio). After the description of the means of power amplifier characterizations under CW and multicarrier operations as well as CAD tools, an in depth study of the multicarrier linearity factor used (the NPR) is undertaken. A design method for power amplifier in terms of linearity and consumption was developed. This method is based on the optimisation of a new specific figure of merit (C/(N+I)=f(Pdc/N) which directly integrates the total signal to noise ratio of the system in a joint optimization of consumption and NPR. A systematic study of the optimal loading impedance and the operation classes of amplifiers is performed. One shows the interest of taking into account load and source impedances at the 2nd harmonic. The new design methodology is applied to the realization of two amplifiers optimized in linearity and consumption. An experimental checking validates the successive steps of the design. A complete characterization on a NPR measurement set-up of the two produced amplifiers is presented

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Amairi, Amor. "Caractérisation en petit signal, en puissance et en impédances des transistors à effet de champ millimétriques : étude et réalisation d'un banc de "load-pull à charge active" 26,5-40 GHz". Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10090.

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Le développement technologique du transistor à effet de champ à grille submicronique, l'évolution croissante de sa montée en fréquence et ses capacités actuelles en puissance nécessitent de mettre en œuvre des méthodes de caractérisation adéquates. Ce travail concerne d'une part, la réalisation, entre 45 MHz et 40 GHz, des mesures de paramètres S petit signal des transistors à effet de champ et d'autre part, la réalisation des mesures de leurs performances optimales en puissance et en impédances dans la bande 26,5-40 GHz. Dans la première partie, nous développons la méthode de mesure des paramètres S à l'analyseur de réseau HP 8510 des transistors à effet de champ millimétriques jusqu'à 40 GHz et nous déterminons leurs performances potentielles petit signal ainsi que leurs schémas équivalents optimums. Dans la deuxième partie, nous développons pour ces transistors, en premier lieu, les mesures de puissance au banc classique et en second lieu, les mesures de puissance et d'impédance de charge au banc «load-pull à charge active» dans la bande 26,5-40 GHz. Parallèlement, nous étudions les problèmes posés par la réalisation de ces bancs de mesure. Des comparaisons sont effectuées en permanence entre les résultats obtenus par les trois systèmes de mesure: analyseur de réseau, banc classique et banc «load-pull à charge active». Cette étude nous a amené à définir les conditions permettant des mesures précises et «in situ» des performances en puissance du transistor dans la bande 26,5-40 GHz et à envisager, pour un développement ultérieur le couplage du banc «load-pull à charge active» avec un analyseur de réseau performant du type HP 8510 (ou Wiltron 360) assisté par une méthode d'étalonnage automatique équivalente à la méthode TRL

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Lienhardt, Anne-Marie Gateau Guillaume Meynard Thierry. "Étude de la commande et de l'observation d'une nouvelle structure de conversion d'énergie de type SMC (Convertiseur Multicellulaire Superposé)". Toulouse : INP Toulouse, 2007. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000335.

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Desrumaux, Laurent. "Contribution à la conception de sources de rayonnement Ultra Large Bande appliquées à l'imagerie Radar et aux rayonnements forte puissance". Limoges, 2011. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/30fa4b9e-60bc-4c6f-9b0e-810914356a83/blobholder:0/2011LIMO4034.pdf.

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Ce mémoire présente la conception et la réalisation d'une antenne Ultra Large Bande, de dimensions minimales, dédiée au rayonnement d'impulsions ultra courtes dans une bande de travail comprise entre 800MHz et 8GHz. En s'appuyant sur des mesures de rayonnement impulsionnel, l'association de cette antenne à un dispositif optoélectronique d'alimentation, garantissant la meilleure synchronisation possible entre plusieurs sources, a conduit au dimensionnement en puissance d'un système global constitué d'autant de générateurs que d'antennes (évaluation du nombre d'antennes nécessaire pour rayonner une densité de puissance de 1W/cm² à une distance de 1km en fonction du niveau crête d'alimentation). Initialement dédiée à des applications de guerre électronique, cette antenne a également été utilisée pour des applications de détection électromagnétique. Elle a été le point de départ du développement d'un nouveau concept Radar, consistant à rayonner des impulsions dans différentes directions successives, azimut par azimut, de manière autonome et ultra rapide. Ce développement a été rendu possible grâce à la mise en place d'un dispositif optoélectronique d'alimentation particulier, reposant sur la création de trains d'impulsions de fréquences de répétition différentes. Enfin, pour remonter à l'image électromagnétique d'une scène balayée avec ce principe, deux traitements de signaux ont été développés, chacun étant propre à une configuration de réception particulière. Ces traitements ont été comparés aux algorithmes existants que sont la sommation cohérente et le retournement temporel, ces deux derniers étant associés à une configuration de type SAR
This document presents the design and the realization of a miniature Ultra Wide Band antenna, dedicated to the radiation of very short pulses in the frequency band [800MHz - 8GHz]. From experimental performances, the association of this antenna with an optoelectronic device, assuring the best synchronization possible between different sources, has lead to the evaluation of the performances of a global system including as many generators as antennas (evaluation of the necessary antenna number in the array to radiate a power density of 1W/cm² at a distance of 1km as function of the peak level of the feeding pulses). Previously dedicated to electronic warfare applications, this antenna has also been used for imaging Radar applications. It has been the starting point in the development of a novel autonomous and ultrafast Radar system, consisting in radiating pulses in different directions successively along time, azimuth per azimuth. This development has been made possible thanks to the use of a particular optoelectronic device, based on the creation of asynchronous optical pulses trains with different repetition rates. Finally, in order to obtain an electromagnetic image of the analyzed scene with this principle, two imaging algorithms have been developed, each of them being associated with a particular reception configuration. These algorithms have been compared with the time reversal method and the back projection algorithm, in association with a SAR imaging system

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Cauffet, Gilles. "Optimisation d'une chaîne de mesures électriques pour l'électronique de puissance : analyse des problèmes de mesure, caractérisation, correction et validation". Phd thesis, Grenoble INPG, 1992. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00134137.

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L'amélioration de la fiabilité des convertisseurs hautes fréquences nécessite la connaissance de la puissance instantanée fournie par chaque interrupteur. Cette grandeur est très difficile à mesurer et le travail présenté ici vise à obtenir une bonne précision sur sa détermination en utilisant un oscilloscope numérique.

Bien qu'en théorie la grandeur cherchée soit simplement le produit du courant par la tension, aucun oscilloscope ne permet d'atteindre la précision requise. Au long de cette étude, de nombreuses causes d'erreurs sont identifiées. Pour la plupart d'entre elles, des améliorations faisant appel soit à des procédures d'étalonnage - correction, soit à des techniques de traitement du signal, sont présentées et testées.

Les erreurs introduites par les convertisseurs analogique-numérique de l'oscilloscope (quantification, non linéarités), ainsi que par les sondes de tension et de courant sont étudiées avec un soin particulier.

Enfin, l'ensemble de cette étude permet de dégager des méthodes de mesures et des critères pour le choix d'un oscilloscope numérique pour ce type d'application. Ce travail s'est concrétisé par le développement et la mise au point d'une chaîne de mesure pour l'électronique de puissance.

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Loudot, Serge. "Filtrage actif des réseaux moyenne tension : association d'un convertisseur multicellulaire et d'un circuit passif". Toulouse, INPT, 1997. http://www.theses.fr/1997INPT089H.

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Cette these traite de la reduction des courants harmoniques dans les reseaux moyenne tension par filtrage actif. Apres un etat de l'art sur les effets connus de la pollution harmonique et les solutions deja existantes (filtrage passif, augmentation de l'immunite des materiels, augmentation de la puissance des reseaux. . . ), l'interet du filtrage mixte actif-passif est presente. De par sa modularite et ses performances (forte puissance, qualite de la tension delivree), le convertisseur multicellulaire serie s'impose comme la topologie la mieux adaptee pour assurer la partie active d'un filtre mixte. Une etude theorique du fonctionnement de l'ensemble et de sa commande pour un reseau 20 kv sont valides par simulation. Sur ce principe, une maquette de 40kva fonctionnant sous 6,6 kv et commandee par un systeme numerique (dspace) base sur un dsp estrealisee. Les resultats du fonctionnement en filtre actif basse tension du convertisseur multicellulaire seul sont presentes.

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Hami, Fahim. "Caractérisation et modélisation comportementale des composants passifs sur une large bande de fréquence en intégrant l'aspect thermique. Application au filtrage CEM". Rouen, 2016. http://www.theses.fr/2016ROUES004.

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Les composants passifs, tels que les résistances, bobines et condensateurs, sont largement utilisés dans les applications d'électronique de puissance, essentiellement dans les filtres CEM. Les éléments parasites de ces composants et l'impact des conditions de service (température, tension et courant) sur leur comportement en fréquence est très considérable et ne doit pas être négligé ; ces effets indésirables ont un impact majeur sur les performances du circuit passif global. Cette thèse s'inscrit dans le domaine de la caractérisation expérimentale et la modélisation via la mesure des composants passifs utilisés en électronique de puissance, dans le but d'estimer et de contrôler le comportement CEM de chaque composant. Le travail de recherche réalisé s'inscrit dans le cadre d'une collaboration entre l'institut VeDeCoM (Véhicule décarboné et Communicant et de sa Mobilité) et l'Institut de Recherche en Systèmes Eléctroniques EMbarqués (IRSEEM). Cette thèse expose deux approches (expérimentale et par modélisation) qui ont conduit à l'élaboration de modèles de composants passifs en intégrant les conditions de service, telles que la température. Les modèles développés sont simulés pour plusieurs valeurs de températures et de conditions de charge imosées. Afin de valider ces modèles, les résultats de simulation obtenus sont comparés aux données de mesure dans le domaine fréquentiel. Les modèles développés sont ensuite transcrits en langage VHDL-AMS pour faciliter leur intégration dans les différentes plateformes de simulation électrique. Finalement, ces modèles comportementaux sont par la suite exploités pour modéliser une structure d'un filtre CEM en intégrant les variations de la température de fonctionnement. Cette modélisation est validée expérimentalement en comparant, sous différentes contraintes, le comportement réel du filtre étudié avec les résultats de simulation de son modèle électrique développé
Passive components, such as resistors, chokes and capacitors, are widely used in power electronic applications, especially in EMI passive filters. The parasitic elements of these components and the impact of operating conditions (temperature, voltage and current) on their frequency behavior are very significant and should not be neglected; these unwanted effects have a major impact on the global passive circuit performances. This thesis deals with characterization by measurement and modeling of passive components used in power electronics devices, with the aim of estimating and controlling the electromagnetic compatibility of such devices. The thesis was conducted in collaboration with the VeDeCoM and IRSEEM Institutes, including several industry partners of the automotive and avionic sectors. This thesis describes an experimental / modeling approach towards the production of sophisticated models of passive devices, with the inclusion of operational conditions (like temperature effects). The new models are simulated for several values of temperature and load conditions, the obtained results are compared to the experimental measurements in the frequency domain. The developed models are then translated to VHDL-AMS language for an easy implementation in most electrical simulation softwares. Finally, these behavioral models of passive components are subsequently used to model a structure of an EMI filter by integrating the variations of its operating temperature. This model is validated experimentally by comparing, under different constraints, the real behavior of the filter with the simulation results of its developed model

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Boguszewski, Guillaume. "Contribution à la modélisation de l'Intégrité des alimentations dans les system-in-Package". Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00991198.

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Ce travail de recherche intitulé " Contribution à la modélisation de l'Intégrité des Alimentations dans les System-in-Package", effectué chez NXP semi-conducteurs, se propose d'étudier l'intégrité des alimentations et des signaux dans un système complexe tel que le System-in-Package(SiP), les System-on-Chip(SoC) ou autres (PoP,...). C'est-à-dire la générations de perturbations électromagnétiques conduites dues à l'activité d'un système complexe sur son environnement d'intégration. Un bilan de puissance statique et dynamique permet de considérer l'influence de l'activité des fonctions numériques sur le système SiP. L'activité dynamique est représentée sous forme de profils canoniques caractérisés par la technologie de conception des fonctions logiques. Cette représentation en base tient compte du cadencement multi fréquentiel (ou multi-harmonique) du système. Un logiciel a été développé permettant d'extraire un profil d'activité numérique définit suivant la géométrie de la fonction, sa technologie et ses fréquences d'activation. Les fonctions analogiques et le réseau passif d'interconnexions sont modélisés au travers de fonctions de transfert et validés par une approche expérimentale (domaine fréquentiel et temporel) et en simulation. Cette analyse a permis de souligner les potentialités de la modélisation BBS (Broad Band Spice Model). Ceci a permis une modélisation multi-port globale de l'environnement d'intégration modélisé depuis le PCB jusqu'aux fonctions actives (PCB-Boitier-interconnexions-circuits). Les modèles extraits sont utilisables dans un environnement SPICE où l'ensemble du système est modélisé dans un environnement unique. La CO-MODÉLISATION et la CO-SIMULATION GLOBALES permettent la proposition de règles de conception et l'optimisation du découplage souligné par le potentiel du substrat de report PICS (Passive Integrating Component Substrate).

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Lienhardt, Anne-Marie. "Étude de la commande et de l'observation d'une nouvelle structure de conversion d'énergie de type SMC (Convertiseur Multicellulaire Superposé)". Toulouse, INPT, 2006. http://ethesis.inp-toulouse.fr/archive/00000335/.

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Le convertisseur multicellulaire superposé, breveté par le LEEI en 2001, connaît un intérêt croissant surtout pour les applications moyenne tension/forte puissance. La première partie de ce mémoire est consacrée à l'étude comparative des pertes, performances et coûts des topologies 2 et 3 niveaux à base d’IGBTs pour une application basse tension/forte puissance. L'enjeu consiste à légitimer l'utilisation du SMC pour ce domaine. La deuxième partie est dédiée à l'observation des tensions internes du SMC. Leur contrôle actif conditionne la survie du convertisseur et nécessite leur connaissance. Trois méthodes sont présentées : un reconstructeur de tension, une simulation en temps réel associée à une mesure de tension et un observateur à modes glissants. L'objectif est de réduire le nombre de capteurs nécessaires au contrôle, afin de diminuer les coûts industriels. Elles ont été validées par simulation pour le SMC 7 niveaux. L'observateur à modes glissants sera validé expérimentalement
Dedicated to medium voltage high power applications, the Stacked Multicell Converter was developed and validated within the LEEI at the beginning of years 2000. The first part of this manuscript consists in a comparative study of the losses, performances and costs of IGBT-based 2 and 3-level topologies. The main objective is to legitimate the use of the SMC structure for low voltage/high power applications. The second part is dedicated to the observation of the SMC flying capacitor voltages. An active control of those voltages has to be introduced to ensure a good balancing of the voltage constraint over the power switches. Three estimation methods are presented: a voltage reconstruction, a digital real time simulation of the converter combined with a voltage measure and a sliding mode observer. The aim is to reduce the number of sensors and thus the SMC industrial cost. They were validated by simulation for a 7-level SMC. The sliding mode observer is confirmed experimentally

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Louët, Yves. "Prise en compte du facteur de crête dans le dimensionnement des systèmes de télécommunications". Habilitation à diriger des recherches, Université Rennes 1, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00471891.

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Toute forme de signal mettant en oeuvre une sommation de porteuses (orthogonales ou non) génère de fait des fluctuations temporelles, qui selon l'occurrence et l'amplitude, peuvent occasionner des distortions sévères au passage d'éléments non linéaires. Ces fluctuations sont le plus souvent désignées sous l'acronyme Peak to Average Power Ratio (PAPR). Ce PAPR peut être très élevé et il est alors nécessaire de le diminuer en proposant des méthodes appropriées. Ce document d'HDR synthétise l'ensemble de mes activités de recherche entre 1997 et 2010. Il aborde de façon très large la problématique de réduction du PAPR dans des problématiques variées (OFDM, radio logicielle, radio intelligente) et des contextes différents (projets collaboratifs et bilatéraux). J'ai été amené dans ce cadre à encadrer des étudiants en thèse ainsi que des post-doctorants.

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Bouazzati, Karim El. "Contribution à la modélisation électrique des interconnexions "cuivre" dans les circuits intégrés ULSI : application aux technologies 0.25, 0.13 microns et 70 nanomètres". Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2005/50376-2005-87.pdf.

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Ce travail consiste en la modélisation électrique des interconnexions "cuivre" dans les circuits intégrés ULSI des technologies 0. 25, 0. 13 micromètres et 70 nanomètres. L'action de l'effet de peau sur la validité du schéma électrique équivalent RC d'une connexion dans la technologie 0. 25 [micron] a été évaluée. Nous avons ensuite déterminé précisément l'impact de l'effet inductif sur les évolutions des temps de retard de propagation et de commutation des impulsions véhiculées par l'interconnexion afin d'étudier l'intégrité des signaux. Cette opération a été effectuée en présence des niveaux environnants à pertes ou parfaitement conducteurs. L'impact de l'inductance dans le schéma électrique RLC est quantifié grâce à l'utilisation d'une méthode d'éléments finis à éléments d'arêtes couplée à la théorie des lignes de transmission. Le comportement de deux et trois interconnexions en mutuelle interaction, d'un même niveau de métallisation, dans la technologie 0. 25 [micron] a été analysé, et ce, grâce au calcul de la diaphonie. Enfin, nous concluons ce travail en comparant les performances conjointes des interconnexions associées aux technologies 0. 25 {micron], 0. 13 [micron] et 70 nm.

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Battiston, Alexandre. "Modélisation, commande, stabilité et mise en oeuvre des onduleurs à source impédante : application aux systèmes embarqués". Thesis, Université de Lorraine, 2014. http://www.theses.fr/2014LORR0357/document.

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Depuis les dix dernières années, dans les domaines liés aux transports (automobile, avionique, ferroviaire, naval), les technologies thermiques et hydrauliques tendent à laisser de plus en plus de place aux systèmes électriques. L’intérêt et le dynamisme de la Recherche en électronique de puissance se justifient par le rôle déterminant que la discipline joue au sein du développement des systèmes embarqués "plus électriques". Ce mémoire de thèse s’intéresse à l’étude de convertisseurs d’électronique de puissance, les onduleurs à source impédante, en tant que topologies alternatives aux architectures existantes au sein des systèmes de traction électrique. Plusieurs études sont établies suivant différents critères, qui, au delà d’une simple comparaison avec les architectures conventionnelles, proposent des solutions et des améliorations intervenant aussi bien dans le contrôle du système que dans sa topologie initiale. Ces études sont toutes appliquées à un système de traction électrique muni d’une machine synchrone à aimants et d’un onduleur à source impédante alimentée par une source de tension continue. Les résultats qui en découlent ont montré de larges intérêts de ces topologies concernant la maîtrise de la qualité du courant de batterie (annulation de ses ondulations hautes fréquences) mais aussi la maîtrise de certaines contraintes liées aux vieillissement des machines (possibilité de maîtriser les dv/dt). Certains inconvénients sont néanmoins établis comme le fait que la topologie n’offre guère d’amélioration du rendement (en comparaison avec les structures classiques) ou comme le fait que l’architecture rende dépendantes les commandes de l’onduleur à source impédante (côté DC) et de la machine (côté AC)
Over the past ten years, hydraulic and thermal technologies tend to make room for electrical system. Fields related to transportation (automotive, avionics, railway or naval) are directly impacted. The interest and dynamism in power electronics Research are justified by the impact of such a field in the development of embedded systems. This thesis focuses on the study of impedance-source inverters as possible topologies to replace conventional ones. Several studies are conducted according to different criteria and do not aim at only comparing the topologies. It proposes solutions and improvements in the control system as well as in its basis architecture. These studies are all applied to an electric traction system composed of an synchronous machine fed by an impedance-source inverter. It is showed that large interests come out of the obtained results. For instance, the cancellation of the high-frequency current ripples allows mastering the quality of the battery current. Moreover, some constraints as regards machine ageing can be reduced by mastering the slew rates dv/dt. Some drawbacks are nevertheless pointed out. There is no need in using such a topology to improve efficiency that is above the same as conventional structures. Moreover, controls of DC-side AC-side of the system are dependent due to the fact that inverter’s control is used to step up the DC-bus voltage

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Messé, Arnaud. "Caractérisation de la relation structure-fonction dans le cerveau humain à partir de données d'IRM fonctionnelle et de diffusion : méthodes et applications cognitive et clinique". Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845014.

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La compréhension des mécanismes cognitifs est un défi que les prouesses technologiques en imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et de diffusion permettent de relever. Les réseaux neuronaux, ensembles de régions interconnectées anatomiquement et fonctionnellement, sont à l'ori- gine des processus cognitifs. Nous nous sommes intéressés à la relation entre la structure anatomique et la fonction de ces réseaux, au travers des deux principes fondamentaux du fonctionnement céré- bral que sont la ségrégation et l'intégration, ainsi que via la notion d'intégrité. En premier lieu, nous nous sommes penchés sur la ségrégation anatomique des noyaux gris centraux et son interprétation fonctionnelle. Puis, nous avons abordé le principe d'intégration, d'un point de vue descriptif par le biais de la théorie des graphes, puis explicatif par l'utilisation du modèle spatial autorégressif. Enfin, nous avons étudié l'intégrité structurelle du cerveau en présence de déficits neurocomportementaux suite à un traumatisme crânien léger. Nous avons ainsi mis en évidence l'existence d'un substrat ana- tomique sous-jacent aux réseaux fonctionnels. Nos résultats suggèrent que la structure anatomique des réseaux cérébraux est un substrat complexe optimisant les processus fonctionnels. De plus, une perte d'intégrité de ce substrat anatomique lors d'un traumatisme crânien léger se répercute sur le comportement et les performances cognitives. Ceci démontre que le fonctionnement cérébral, traduit par les réseaux neuronaux, est intimement lié à la structure anatomique de ces réseaux.

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Bensaid, Rédha. "Observateurs des tensions aux bornes des capacités flottantes pour les convertisseurs multicellulaires séries". Toulouse, INPT, 2001. http://www.theses.fr/2001INPT013H.

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Le présent travail a pour objet le dévelopement d'observateurs permettant la mise en oeuvre de commandes sans capteurs de tensions flottantes pour les convertisseurs multicellulaires séries. Après avoir montré l'intérêt d'un observateur pour ce type de convertisseur, nous présentons deux modèles échantillonés : le modèle exact et le modèle moyen sur un tiers de période de découpage. Ces modèles nous permettent tout d'abord de tester l'observabilité d'un convertisseur à trois cellules lorsque le courant dans la charge est mesuré une fois par période de découpage. Ils seront ensuite utilisés pour le développement d'un observateur de type Luenberger et d'un filtre de Kalman récursif. Les résultats de simulation obtenus pour un convertisseur à trois cellules confirment la possibilité d'observer les tensions flottantes à partir du courant de charge en s'affranchissant des problèmes de singularités. Nous développons par la suite un autre type d'observateur basé sur un modèle instantané du convertisseur : l'observateur à modes glissants. Les performances de cet observateur seront montrées pour le cas d'un hacheur à deux ou trois cellules. Il convient de souligner que cette structure est compatible avec tous les types de commandes (commandes en durée ou en amplitude). Des résultats expérimentaux pour un hacheur à trois cellules de puissance 3kW et de fréquence de découpage 5kHz seront finalement montrés. L'observateur testé ici est le filtre de Kalman récursif utilisant un modèle moyen sur un tiers de période de découpage. Le banc d'essai a été réalisé au LEEI autour d'une carte numérique basée sur un DSP et un FPGA.

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Magne, Pierre. "Contribution à l'étude de la stabilité et à la stabilisation des réseaux DC à récupération d'énergie". Thesis, Université de Lorraine, 2012. http://www.theses.fr/2012LORR0119/document.

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Ce mémoire est consacré à l'étude du phénomène d'instabilité pouvant apparaître sur les bus continus des réseaux DC. En effet, l'interaction entre les différents sous-systèmes électriques (source, charge, filtre) composant le réseau DC peut conduire, sous certaines conditions, à l'instabilité du système. A partir de la modélisation des charges sous forme de "Charge à Puissance Constante" (notée CPL), des méthodes d'études permettant l'analyse de la stabilité "petit-signal" et "grand-signal" des systèmes électriques sont présentées. Celles-ci permettent de mettre en évidence le fait qu'un réseau DC ne peut pas fournir n'importe quelle puissance à ses charges sans devenir instable. Ces puissances limites dépendent à la fois de la structure du réseau et des valeurs de ses éléments passifs et de sa tension de bus. Afin de pouvoir augmenter l'amortissement/les marges de stabilité du système, des méthodes de stabilisation sont présentées dans ce mémoire. Elles proposent d'adapter les commandes des charges de manière à assurer sa stabilité. Ceci se fait grâce à l'addition d'un signal stabilisant sur la référence de chaque charge. Ce signal n'est visible que durant les régimes transitoires de la charge afin de ne pas modifier le point de fonctionnement demandé. Néanmoins, plus on voudra stabiliser une charge et plus son signal stabilisant sera important. Un bon compromis doit donc être trouvé afin d'assurer la stabilité du système sans altérer les performances dynamiques des charges. Deux approches différentes sont proposées afin de générer ces commandes stabilisantes. La première se base sur la mise en place d'un stabilisateur centralisé. Deux méthodes centralisées sont alors proposées : la première s'appuie sur la théorie des multimodèles de Takagi-Sugeno alors que la seconde s'appuie sur la théorie de Lyapunov. Cette dernière permettra d'orienter les efforts de stabilisation sur les charges souhaitées pour par exemple, les diriger principalement vers les organes de récupération d'énergie. La seconde approche se base sur la mise en place d'un système de stabilisation multi-agent. Celui-ci présente une structure décentralisée où chaque agent correspond à un bloc de stabilisation. Ceux-ci vont compenser localement les impacts déstabilisants de leur charge respective et leurs actions combinées permettront d'assurer la stabilité du système. De plus, on propose d'utiliser un algorithme d'optimisation sous contraintes qui permettra de donner un dimensionnement du système minimisant les efforts de stabilisation tout en considérant des cas de défaut tels que la perte de l'un des agents ou la reconfiguration du réseau
This thesis is devoted to the analysis of the instability phenomenon that may appear on the DC bus of DC microgrids. Indeed, interaction between the different electrical subsystems of the grid (source, load, filters) can lead, under certain conditions, to the system instability. From the "Constant Power Load" (CPL) hypothesis for the loads, this thesis presents studying methods for "small-signal" and "large-signal" stability analysis of electrical systems. This highlights that a DC microgrid cannot power the loads more than a maximum limit without becoming unstable. This power limitation depends on the structure of the grid, the value of its passive components, and its bus voltage. In order to improve the microgrid stability, stabilization methods are presented in this thesis. They propose to adapt the loads control to ensure the system stability. This is achieved by the addition of a stabilizing signal to the reference of each load. This signal is only visible during the load power transient mode to not change the requested operating point. However, a good trade-off must be found to ensure system stability without affecting the dynamic performance of its loads. Two approaches are investigated to generate the stabilizing commands. The first one is based on the establishment of a centralized stabilization block. Two centralized methods have been developed: the first one is based on the Takagi-Sugeno theory while the second is based on the Lyapunov theory. This latest permits to guide the stabilizing effort on the desired loads. For example, stabilizing effort can be oriented on the energy storage device. The second approach is based on the establishment of a multi-agent stabilizing system. It consists of a decentralized structure in which each agent corresponds to a stabilization block. These will locally compensate the destabilizing impact of their respective load on the microgrid, and their combined actions ensure the system stability. To design the system, the use of a constrained optimization algorithm is proposed. This permits to minimize stabilization efforts while considering faulty events such as the failure of one of the agents or a reconfiguration of the microgrid

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Chaillan, Fabien. "Sécurisation des smart cards par masquage de signal informationnel sur canal secondaire". Phd thesis, Université du Sud Toulon Var, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00145061.

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Les cartes à puce, mondialement appelées Smart Cards, sont de véritables ordinateurs embarqués dont le but est d'effectuer des opérations de cryptographie et de stocker des données confidentielles, telles que des sommes d'argent, des informations biométriques, des droits d'accès. Il n'est donc pas étonnant que les pirates tentent de s'accaparer ces données, par des failles où la carte laisse fuir des informations capitales, appelées canaux secondaires. Le but de cette thèse est de concevoir des techniques de traitement du signal de masquage de signaux de consommation de courant. Un premier chapitre introductif présente l'univers de la carte à puce ainsi que les enjeux de sa sécurisation. Cela permet de fixer l'objectif à atteindre qui est de concevoir des techniques de masquage des signaux compatibles avec la technologie Smart Card. Le second chapitre présente l'étude et la caractérisation statistique d'un système dynamique chaotique servant à la genèse de nombres pseudo-aléatoires. Le chapitre suivant présente la méthode de masquage par décomposition des signaux, consistant à remplacer les échantillons du signal à masquer par les coefficients de son développement de Karhunen-Loève. Enfin, un dernier chapitre présente une autre technique de masquage des signaux où le modèle utilisé pour la consommation de courant est paramétrique. Le paramètre est estimé selon le critère du maximum de vraisemblance par une technique originale basée sur le couplage du filtrage adapté stochastique utilisé en détection avec l'algorithme Expectation-Maximization. Toutes les techniques sont validées à l'aide de signaux réels.

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Hussain, Sajjad. "PEAK TO AVERAGE POWER RATIO ANALYSIS AND REDUCTION OF COGNITIVE RADIO SIGNALS". Phd thesis, Université Rennes 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00426930.

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* La multiplication des standards de télécommunications fait apparaître la nécessité de disposer de terminaux multistandard et reconfigurables. Ces nouvelles fonctionnalités trouvent leurs réponses dans le domaine de la radio logicielle. De tels terminaux ne sont pas encore réalisables pour des raisons technologiques liées à la complexité nécessaire à leur réalisation (convertisseurs ultra rapides, processeurs reconfigurables, antennes et amplificateurs très large bande, ....). En se basant alors sur une véritable technologie radio logicielle, la radio intelligente va encore plus loin dans la prospective en dotant le terminal de capteurs qui lui permettront de s'adapter et de réagir vis à vis de son environnement. La radio devient alors décentralisée et flexible se détachant de la notion de standards et transmettant de façon opportuniste une communication dans une bande qui aura été détectée comme libre. Cette présentation s'inscrit dans le contexte présenté ci-dessus en se focalisant sur les conséquences de l'amplification de puissance d'un signal multistandard. En effet, l'amplication de puissance est un étage fondamental de tout système radio et certaines précautions doivent être prises avant d'amplifier un signal. En effet, les amplificateurs ont des caractéristiques non linéaires et de faibles rendements nécessitant un traitement du signal à amplifier afin de limiter d'une part les distorsions non linéaires et d'autre part la consommation des terminaux. Les signaux caractérisant les systèmes multistandard ayant des caractéristiques proches de celle d'un signal OFDM (connu pour les problèmes liés à l'amplification de puissance), ce travail apporte des réponses sur : * les niveaux de puissance d'un signal multistandard * les méthodes à développer pour en minimiser les fluctuations de puissance * les conséquences de l'accès opportuniste au spectre sur les fluctuations de puissance dans un contexte de radio intelligente

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Laurent, Johann. "Estimation de la consommation dans la conception système des applications embarquées temps réel". Lorient, 2002. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00077293.

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Cette thèse a donc pour objet de développer un modèle d'estimation permettant la modélisation de différents types de processeurs (processeurs généraux ou spécialisés). Ce type de cibles architecturales est encore très utilisé puisqu'elles permettent de conserver une flexibilité d'utilisation du fait de l'exécution d'un code logiciel. Le deuxième objectif de ces travaux est de développer un outil automatique permettant une estimation rapide et précise de la consommation de puissance et d'énergie quelle que soit la complexité du code utilisé sur la cible. Notre méthode ne nécessite qu'un nombre limité d'informations concernant la cible puisqu'un schéma bloc de l'architecture est suffisant pour pouvoir appliquer la FLPA. La méthode d'estimation, que nous avons développée, peut être appliquée soit au niveau assembleur soit au niveau C. Les résultats obtenus sur différentes applications de TNS montrent que notre erreur maximale d'estimation est de 8% au niveau C et de 4% au niveau assembleur.

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Touzani, Youssef. "Commande aléatoire du convertisseur Buck-Boost triphasé à prélèvement sinusoïdal du courant". Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00693968.

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Resumen

Ce mémoire traite de la commande aléatoire du convertisseur Buck-Boost triphasé à prélèvement sinusoïdal du courant. Cette famille de convertisseurs est peu maîtrisée, et ce malgré le grand avantage qu'elle apporte par rapport à la structure Boost. L'objectif de ce travail est de développer une commande adaptée à cette structure améliorant la fiabilité et la qualité du convertisseur tout en réduisant le coût de réalisation. L'objectif étant d'aboutir à un convertisseur plus compétitif par rapport au convertisseur Boost. Après une présentation du contexte de l'étude dans le premier chapitre, le second chapitre est consacré au dimensionnement et à la mise en oeuvre de la commande du convertisseur. Le troisième chapitre décrit la modulation à fréquence aléatoire RCFM, permettant d'atténuer la densité spectrale des courants de ligne tout en conservant l'amplitude de la composante fondamentale. Le quatrième chapitre porte sur l'amélioration de la fiabilité et la réduction du coût du convertisseur. Qui consiste en l'élaboration d'une architecture de commande s'affranchissant des capteurs de courant alternatif, et réduisant le nombre des capteurs utilisés ce qui améliore sa fiabilité. Enfin, le dernier chapitre est consacré à l'étude expérimentale et aux simulations. L'étude expérimentale de la modulation a permis de valider les résultats théoriques de l'analyse de la RCFM. De plus, les simulations (intégrant des contraintes expérimentales) ont permis de valider le dimensionnement du convertisseur, sa dynamique ainsi que la reconstruction des différents signaux

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Alam, Muhammad Mahtab. "Techniques adaptatives pour la gestion de l'énergie dans les réseaux capteurs sans fil". Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00931860.

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De plus en plus d'objets électroniques nomades incorporent à la fois des capacités de traitement, de contrôle et un ou plusieurs émetteur-récepteur radios. Les objets, lorsqu'ils communiquent entre eux, forment des réseaux de capteurs sans l (WSN). Leur point commun est qu'ils doivent fonctionner aussi longtemps que possible sans avoir à remplacer ou recharger les batteries. Par conséquent, la consommation d'énergie est la principale contrainte à prendre en considération dans l'élaboration de ces articles. Les recherches sur l'optimisation de l'énergie sont nombreuses, et sont appliquées à tous les niveaux de la conception. Dans cette thèse, nous proposons des techniques d'optimisation au niveau algorithmique visant une réduction de l'énergie consommée. Dans ce contexte, tout d'abord, nous avons proposé un modèle énergétique hybride pragmatique et précis pour les WSN. Ce modèle prend en compte les différents scénarios qui se produisent pendant la communication et évalue leur consommation d'énergie en distinguant composantes logicielles et matérielles. Le modèle présenté est une combinaison d'approche analytique et de mesures en temps réel. La validation du modèle montre que l'erreur relative est de 1 à 8 pour cent. Dans la deuxième partie de la thèse nous nous sommes concentrés sur le contrôle d'accès au medium (MAC). La couche MAC joue un rôle essentiel dans la gestion de l'énergie dans les réseaux de capteurs, car l'activité de l'émetteur-récepteur radio (composante la plus gourmande en énergie) est contrôlée par la couche MAC. Par ailleurs, l'état d'écoute " idle " se trouve être l'état dans lequel s'opère un gaspillage énorme d'énergie dans la plupart des protocoles MAC. À ce sujet, nous proposons un nouveau protocole MAC dynamique (TAD-MAC) efficace en énergie avec une connaissance à priori du trafic courant. Le protocole repose sur l'adaptation dynamique des intervalles de réveil basée sur une estimation du trafic. Une approche heuristique est utilisée pour modéliser le système en caractérisant chacun des paramètres de l'algorithme adaptatif. Une analyse détaillée de la convergence et des métriques de performance pour atteindre un état d'équilibre est présentée et évaluée. En outre, TAD-MAC est appliqué dans le contexte des réseaux corporels de capteurs sans fil pour des taux de trafics fixes et variables. TAD-MAC surpasse les autres protocoles MAC à faible consommation énergétique en termes de latence ainsi que de consommation d'énergie et donc permet d'augmenter la durée de vie de trois à six fois. Dans la dernière partie de la thèse une technique adaptative d'optimisation de la puissance d'émission est appliquée avec une variation dynamique des canaux de transmission afi n de réduire l'énergie par bit transmis avec succès au niveau de la couche physique. La puissance d'émission est réglée de manière adaptative sur un critère de type " link-to-link" . Chaque nœud adapte localement sa puissance en fonction des variations du rapport signal-sur-bruit (SNR) (pour tous les nœuds voisins). Différents profils d'émetteurs-récepteurs radio sont utilisés pour montrer le gain par rapport à l'utilisation d'une puissance d'émission fixe. Il se trouve que par l'adaptation dynamique de la puissance d'émission, la consommation d'énergie peut être réduite d'un facteur 2.

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Royet, Anne-Sophie. "Contribution à l'optimisation d'une technologie de composants hyperfréquences réalisés en carbure de silicium (SIC)". Grenoble INPG, 2000. http://www.theses.fr/2000INPG0158.

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Le carbure de silicium (sic) est un materiau a large bande interdite combinant une vitesse de saturation des electrons elevee, un fort champ de claquage, une tres bonne conductivite thermique et de nombreuses proprietes specifiques qui en font un candidat de choix pour repousser les limites du silicium (si) et de l'arseniure de gallium (asga), dans les domaines de la puissance, des hautes temperatures et des hautes frequences. Ce travail presente la caracterisation et la modelisation de dispositifs sic dedies en particulier aux applications hyperfrequences de puissance. Les avantages du sic pour ce type d'applications sont detailles dans le premier chapitre. La description des principes de mesure en haute frequence est aussi presentee. Dans le second chapitre, nous avons caracterise des lignes de transmission coplanaires realisees sur des substrats sic de resistivites differentes et analyse les differents modes de propagation presents dans chaque structure. Le troisieme chapitre est consacre a l'etude statique des transistors a effet de champ et a contact schottky (mesfet). L'influence des effets d'autoechauffement sur les caracteristiques des transistors est analysee. Le chapitre iv concerne particulierement les performances des mesfet dans la gamme 45 mhz-18 ghz. La modelisation petit signal de ces composants a permis de mettre en evidence l'influence des effets d'autoechauffement sur les performances hyperfrequences. Dans le dernier chapitre, une etude en bruit basse frequence (< 100 khz) de diodes schottky et de mesfet est developpee.

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Ouachani, Ilham. "Analyse de performances de systèmes de communication sans-fils exploitant micro- et macro-diversité". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011058.

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Cette thèse s'intéresse à l'étude de la couche physique des réseaux locaux sans-fils dits WLAN (Wireless Local
Area Networks). Durant les dernières décennies, les applications destinées aux réseaux locaux sans-fils sont devenues
de plus en plus nombreuses, d'où la nécessité d'avoir des débits de transmission plus importants. Cependant,
les ingénieurs de conception des systèmes de communication radio sont généralement confrontés à de nombreux
challenges ; Parmi ceux-ci nous citons la limitation de la bande fréquentielle du canal, les variations complexes de
l'environnement de propagation (évanouissements et trajets multiples), etc. Les techniques de diversité et plus particulièrement
les techniques de diversité spatiale s'avèrent très efficaces pour réduire l'impact de ces problèmes sur
les performances des systèmes sans-fils. Cette thèse s'interesse à l'analyse de performance de systèmes de commnications
sans-fils exploitant micro- et macrodiversité. Dans une première partie, les systèmes de communication
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) utilisant la modulation OFDM sont considérés. L'impact de considérer
le vrai profile des retards du canal sur la capacité ergodique et la capacité complémentaire est étudié. Puis deux
schémas de codage spatio-emporels de rendement 1/2 sont proposés pour le système MIMO munis deux antennes
émetrices qui, profitant des propriétés de la modulation OFDM, présentent une diversité qui converge vers celle
d'un système MIMO ayant 4 antennes émettrices et utilisant un schéma de codage de rendement 1/2.
Dans une deuxième partie, les systèmes à antennes multiples dans un contexte de macro-diversité sont étudiés.
L'analyse de performance des systèmes MIMO dans un contexte de micro-diversité est effectué en termes de capacité
ergodique. Cette étude est faite en prenant en considération un modèle réaliste du bloc radio-fréquence
(RFFE). Les résultats trouvés montrent que ce nouveau modèle de canal permet de décrire la saturation de la
capacité, phénomène observé dans des implémentations réelles. Ensuite, un algorithme d'allocation optimale de
puissance est proposée pour un système de transmission à deux relais numériques mis en parallèle. L'optimation
est faite sous la contrainte d'un certain budget de puissance afin de minimiser le taux d'erreur au niveau de la destination.
Il est à noter que l'allocation de puissance est d'autant plus utile que les liens relayés sont dissymétriques,
et que la transmission relayée peut être plus performante que la transmission direct dans certains contextes.

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Zaid, Bilel. "Méthode d’optimisation du volume des bobines de mode commun pour la conception des filtres CEM". Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I065/document.

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Ce travail de thèse présente une méthode d'optimisation du volume de la bobine de mode commun qui est généralement l'élément le plus volumineux du filtre. Le manuscrit commence par faire l'état de l'art des perturbations électromagnétiques conduites en électronique de puissance et des moyens permettant leur réduction. Ensuite, un calcul analytique de l'inductance de mode commun minimale qui permet de respecter la norme CEM est présenté. Ce calcul prend en considération la perméabilité complexe du matériau magnétique et les impédances des chemins de propagation des perturbations de mode commun dans la chaîne. Une fois l'inductance minimale calculée, une méthode d'optimisation du volume de la bobine de mode commun monocouche qui tient compte de la saturation du matériau magnétique est présentée. L'application de la méthode proposée dans diverses situations a montré l'existence d'une meilleure inductance, pouvant être supérieure à sa valeur minimale, qui permet de réduire au mieux le volume de la bobine. Par ailleurs, des règles de dimensionnement en relation avec la fréquence de commutation du convertisseur et de son rapport cyclique sont définies. La dernière partie de cette étude est dédiée à la prise en compte des effets de la capacité parasite équivalente de la bobine dans la procédure de dimensionnement. D'abord, une méthode pour la détermination des permittivités relatives du noyau magnétique et pour l'estimation de la capacité parasite équivalente est proposée. Cette méthode, accompagnée d'un calcul de la capacité maximale autorisée, permet d'adapter la géométrie de la bobine afin de respecter la contrainte normative en HF tout en optimisant son volume
This work presents an optimization method of the common mode inductor volume that is generally the biggest element of the filter. The manuscript starts by presenting the state of art of conducted electromagnetic interferences in power electronics and techniques that allow their reduction. Then, an analytical calculation method of the minimal inductance value that allows respecting the normative constraint is presented. This calculation method takes into account the complex permeability of the magnetic material and the impedances of the different propagation path of common mode disturbances in the conversion system. After that, an optimization method of the single layer inductor volume with considering the magnetic core saturation issues is proposed. The application of the proposed method in different situations has shown the existence of the best inductance value that can be higher than its minimal value while reducing the optimal inductor volume. In addition, some rules that can be used in the design process in relation to the switching frequency of the converter and its duty cycle are defined. In the last part of this study, the effect of the equivalent parasitic capacitance of the common mode inductor is discussed and introduced in the proposed optimization process. A determination method of magnetic core relative permittivities and of the equivalent parasitic capacitance is proposed. This method, in addition to the proposed analytical calculation of the maximal allowed parasitic capacitance, makes it possible to adapt common mode inductor geometry in order to respect the normative constraint in the high frequencies while optimizing its volume

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Cheng, Xinying. "Study and mitigation techniques of RF impairments for beyond 5G multi-carrier waveforms". Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2021. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2021SORUS181.pdf.

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La recherche fondamentale vers les réseaux cellulaires au-delà de la 5G est en cours et la vision de 2020 et au-delà comprend un nombre important de cas d'utilisation comptenu d'un grand nombre d'appareils avec un large éventail de caractéristiques et de demandes. D'une part, la bonne efficacité spectrale donne plus de capacité pour la transmission tandis que d'autre part, la construction d'équipements radio compacts et peu coûteux, flexibles et de haute qualité est une tâche très difficile. Le contexte des travaux de cette thèse est l'étude des techniques de type massive MIMO en présence d'imperfections RF, notamment celles apportées par les amplificateurs de puissance (PA) non linéaires (NL). Le nombre important de PA dans une station de base de type massive-MIMO crée différentes contraintes et les résultat de ces contraintes entraine fortes dégradation des signaux émis tant dans la bande que hors bande. D'autre part, la normalisation 5G a introduit le concept de différentes numérologies conjointement à la technique massive MIMO. L'influence des différentes numérologies utilisées par les différents utilisateurs sera aussi étudiée dans cette thèse
Fundamental research towards beyond 5G cellular networks is ongoing and the vision of 2020 and beyond includes a significant amount use cases considering a massive number of devices with a wide range of characteristics and demands. On the one hand, the good spectral efficiency gives more capacity for the transmission while on the other hand, building compact and low-cost flexible and high-quality radio equipment is a very challenging task. The context of this thesis is the study of massive MIMO techniques with the presence of radio frequency (RF) imperfections, in particular, the non-linear (NL) power amplifiers (PA). The large number of PAs equipped in the base station (BS) creates various constraints which lead to strong degradation of the transmission quality both in the band and out of band. On the other hand, 5G standardization introduced the concept of different numerologies together with the massive MIMO technique. The influence of the different numerologies used by the different users will also be studied in this thesis

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Guilloux, Frédéric. "Analyse harmonique et Estimation spectrale sur la Sphère.Applications à l'étude du Fond diffus cosmologique". Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00347673.

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Cette thèse porte sur l'utilisation d'ondelettes de seconde génération pour l'étude statistique de champs aléatoires sphériques. Parmi les phénomènes modélisables par un tel champ, on s'intéressera en particulier au Fond diffus cosmologique (CMB).

La localisation des needlets (récente construction d'ondelettes) sur la sphère est étudiée et optimisée en terme de concentration spatiale et d'estimation statistique. Ces fonctions sont ensuite utilisées pour construire un nouvel estimateur du spectre de puissance angulaire. L'examen des propriété de cet estimateur, d'un point de vue théorique (dans l'asymptotique des hautes fréquences angulaires) et pratique, montre qu'il améliore les méthodes existantes dans un modèle réaliste comportant des données manquantes et un bruit hétéroscédastique. A côté de l'estimation spectrale, l'utilisation des needlets est également introduite dans un problème de séparation de sources.

Après quatre chapitres introductifs (dédiés respectivement aux aspects physiques, analytiques et statistiques de l'étude du CMB, puis à une présentation d'ensemble des résultats), quatre articles de revue (en collaboration) sont présentés : "Practical wavelet design on the sphere" ; "CMB power spectrum estimation using wavelets" ; "Spectral estimation on the sphere with needlets: high frequency asymptotics" et "A full sky, low foreground, high resolution CMB map from WMAP".

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Diaby, Fatimata. "Réseaux transmetteurs reconfigurables pour le dépointage et la formation de faisceau en bande millimétrique". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018GREAT125/document.

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De nos jours, les antennes à réseaux transmetteurs attirent un grand intérêt pour de nombreuses applications civiles et militaires aux bandes de fréquence comprises entre 10 et 110 GHz (réseaux de communication 5G, liens point à point, radars, etc.).Le travail de thèse vise à faire des innovations dans la modélisation et la conception d'antennes à réseaux transmetteurs pour des applications en bande Ka (28-40 GHz). Il porte plus précisément sur le développement d'outils numériques pour l’analyse théorique des réseaux transmetteurs, la conception et la démonstration de plusieurs prototypes avec des fonctionnalités avancées, telles que des réseaux transmetteurs passifs (larges bandes ou à multifaisceaux) et actifs (à reconfiguration électronique).La première partie des travaux consiste en une analyse théorique des réseaux transmetteurs. Dans un premier temps, l’impact de la méthode de compensation de phase sur les performances des réseaux transmetteurs est étudié. La loi de compensation de phase de l’onde quasi-sphérique incidente sur l’ouverture du réseau transmetteur est calculée en utilisant deux méthodes nommées compensation à phase constante et compensation par ligne à retard, et nous montrons que cette dernière permet d’augmenter la bande passante du réseau transmetteur et de corriger les erreurs de dépointage du faisceau. Dans un second temps, le principe de fonctionnement des réseaux transmetteurs facettés est décrit en détail. La simulation numérique du réseau transmetteur à trois facettes est validée au travers de simulations électromagnétiques 3-D. Pour un certain angle d’inclinaison, nous montrons que la bande passante et la capacité de dépointage du réseau transmetteur sont améliorées au détriment du gain.La suite des travaux porte sur la conception et le prototypage de deux réseaux transmetteurs passifs, dont l’un à faisceau collimaté et très large bande et l’autre à quatre faisceaux fixes. Les deux réseaux transmetteurs sont basés sur une cellule élémentaire à 3bits qui assure une double fonction à savoir la compensation de phase et la conversion de la polarisation linéaire en circulaire. Le réseau passif à faisceau collimaté présente un gain mesuré de 33,8 dBi (correspondant à une efficacité d'ouverture de 51,2%) et une bande passante à -3 dB supérieure à 15,9%. La distribution de phase du réseau transmetteur à quatre faisceaux a été optimisée par un algorithme génétique afin d’avoir des faisceaux dépointés à ± 25° dans le plan horizontal et le plan vertical à la fréquence d’optimisation.La dernière partie des travaux vise la conception d’un réseau transmetteur reconfigurable à 27-31 GHz. Dans un premier temps, une cellule élémentaire active à quatre états de phase (2 bits) en polarisation linéaire a été conçue et validée expérimentalement. Elle est composée de six couches métalliques imprimées sur trois substrats. Les éléments rayonnants sont des antennes patch rectangulaires comprenant chacun deux diodes PIN pour contrôler la phase de transmission. Le principe de fonctionnement de la cellule élémentaire a été validé expérimentalement avec des pertes d’insertion minimales de 1.6-2,1 dB et une bande passante en transmission (à 3 dB) de 10-12,1% pour les quatre états de phase 0 °, 90°, 180° et 270°. Cette cellule a ensuite été utilisée pour la conception d’un réseau transmetteur reconfigurable comprenant 14 × 14 cellules unitaires et 784 diodes PIN. Un prototype a été réalisé et caractérisé, il présente un gain maximum mesuré de 19,8 dBi, correspondant à une efficacité d'ouverture de 23,5%, et une bande passante à 3 dB de 4,7 GHz (26,2-30,9 GHz). Malgré quelques éléments défaillants, ce prototype valide le principe de fonctionnement et la faisabilité de réseaux transmetteurs en bande Ka avec une quantification de phase de 2 bits et constitue une des premières réalisations de ce type dans l’état de l’art actuel
Nowadays, transmitarray antennas are of great interest for many civil and military applications in frequency bands between 10 and 110 GHz (5G mobile networks, point-to-point communication systems, radars, etc.).This thesis aims to make major innovations in modeling and design of transmitarray antennas for Ka-band applications (28-40 GHz). It focuses on the development of numerical tools, and the design and demonstration of several prototypes with advanced functionalities, such as passive (broadband or multibeam) and active (at electronic reconfiguration) transmitarrays.The first part of the work consists of a theoretical analysis of the transmitarray antenna. In a first step, the impact of the phase compensation method on the performance of the transmitarray is studied. The phase compensation law of the quasi-spherical wave incident on the array aperture is calculated using two methods called constant phase compensation and true-time delay (TTD) compensation. The numerical results show that TTD compensation allows an increase of the transmitarrays bandwidth and a reduction of the beam squint as compared to constant phase-shift compensation. In a second step, the operating principle of facetted transmitarrays is described in detail. The numerical simulation of a 3-facet transmitarray is validated through 3-D electromagnetic simulations. For a certain facet angle, the bandwidth and the beam scanning capability of the TA are improved at the expense of the gain.The next step of the work concerns the design and prototyping of two passive transmitarray antennas, one with a collimated and a large bandwidth, and the other with four fixed beams. The two transmitarrays are based on a 3-bit unit-cell providing two functions, namely the phase compensation and the polarization conversion from linear to circular. The passive beam-collimated transmitarray exhibits a measured gain of 33.8 dBi (corresponding to an aperture efficiency of 51.2%) and a 3-dB gain-bandwidth larger than 15.9%. The quad-beam transmitarray phase distribution has been optimized by a genetic algorithm code coupled with an analytical tool. The array is designed to radiate four beams at ±25° in the horizontal and vertical planes at the optimization frequency.The last part of the work aims to the design of a 27-31 GHz reconfigurable transmitarray antenna. Initially, an active unit-cell with four phase states (2 bits) in linear polarization was designed and validated experimentally. It consists of six metal layers printed on three substrates. The radiating elements are rectangular patch antennas, each of them including two PIN diodes to control the transmission phase. The operating principle of the unit-cell has been experimentally validated with a minimum insertion loss of 1.6-2.1 dB and a 3-dB transmission bandwidth of 10-12.1% for the four phase states. 0°, 90°, 180° and 270°.Then, this unit-cell was used for the design of a reconfigurable transmitarray antenna comprising 14 × 14 unit cells and 784 PIN diodes. A prototype was realized and characterized, it presents a measured maximum gain of 19.8 dBi, corresponding to an aperture efficiency of 23.5%, and a 3-dB bandwidth of 4.7 GHz (26.2% at 30.9 GHz). Despite some faulty elements, this prototype validates the operating principle and the feasibility of Ka-band transmitarray antennas with a 2-bit phase quantization. It is one of the first demonstration of such an antenna in the current state of the art

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Tesis sobre el tema "Intégrité du signal et de la puissance"

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