INTRODUCTION AUX TRANSMETTEURS

INTRODUCTION AUX TRANSMETTEURS

Les effets de la non-linéarité

Une partie du signal modulé à l’entrée de l’amplificateur de puissance non linéaire sera exposée au point de saturation de ce dernier causant des distorsions. Il est donc nécessaire d’appliquer un certain recul par rapport à la zone de saturation. Le niveau de recul dépend souvent du type de la modulation, du taux d’échantillonnage, ainsi que le coefficient de filtrage (Roll-off). Dans le domaine spectral, la non-linéarité de l’amplificateur cause des interférences dans les canaux adjacents du spectre du signal de sortie. Plusieurs facteurs permettent de quantifier cette non-linéarité. Les plus utilisés sont l’ACI (Adjacent Channel Interference) qui représente le rapport entre la puissance du signal dans le canal utile et celle dans les canaux adjacents et l’EVM (Error Vector Magnitude) qui représente l’erreur quadratique moyenne entre la constellation du signal reçu et la constellation idéale. Un autre effet de la non-linéarité s’implique au niveau de la démodulation. En effet, la nonlinéarité rend difficile la détection des symboles au niveau du récepteur ce qui mène à des difficultés de distinction dhttps://chatpfe.com/?s=Feedforward’un symbole par rapport à l’autre et augmente par la suite le BER (Bit Error Rate). C’est pourquoi les modulations d’ordre supérieur sont plus sensibles à la non-linéarité que celle d’ordre inférieur (Cripps, 2006).

La technique Feedforward

La figure 1.9 représente le principe de la technique Feedforward. Cette technique est souvent utilisée pour des applications à large bande et ultra-linéaires (Legarda, 2006). Elle comprend deux amplificateurs : un amplificateur principal (Main amplifier) et un amplificateur d’erreur (Error amplifier), des coupleurs, des lignes de délai, et des boucles de contrôle. Le signal d’entrée est décomposé sur deux chemins. Le premier attaque l’amplificateur principal, le second passe à travers la ligne de délai. On obtient alors à la sortie de l’amplificateur le signal désiré avec une distorsion. Ce signal est échantillonné et atténué puis recombiné avec le signal d’entrée à la sortie de la ligne de délai. On obtient alors le signal d’erreur ou la distorsion du signal d’entrée vu à la sortie de l’amplificateur principal. Le signal d’erreur est amplifié ensuite par un amplificateur très linéaire à faible puissance et recombiné avec le signal de sortie de l’amplificateur principal passé à travers une ligne de délai. On obtient alors le signal d’entrée amplifié sans effets de distorsion. La boucle de contrôle sert à 14 ajuster le gain et la phase du signal pour aboutir à une meilleure linéarité à la sortie du système.

Le débalancement entre les deux branches

Plusieurs sources peuvent être à l’origine de dégradation des performances d’un transmetteur LINC (Conradi, 2000) . Ces sources peuvent apparaître à plusieurs niveaux de l’architecture présentée dans la figure 1.15. Elles sont à l’origine de la génération des distorsions sur le signal de sortie. En effet, ces performances peuvent être affectées par : • La décomposition non parfaite du signal : la quantification numérique des signaux et les contraintes matérielles associées (taux d’échantillonnage, espace mémoire…). • Le déséquilibre entre les différents éléments de l’étage RF qui sert à la transposition à la fréquence RF (les filtres de reconstitution, les modulateurs I/Q…). • Le débalancement de gain et/ou de phase entre les deux branches qui peut être causé par une différence de gain et/ou de phase entre les deux branches. • La recombinaison non parfaite des deux signaux entre les deux branches (imperfections du combineur utilisé). Tous ces phénomènes peuvent nuire à la linéarité du système. Cependant, le débalancement de gain et de phase entre les deux branches représente le facteur le plus influant sur les performances d’un transmetteur LINC. Ce dernier peut être causé initialement par : • Un déséquilibre entre les composants d’amplification non linéaire entre les deux branches. 22 • Une légère différence de délai de propagation des signaux entre les deux branches (exemple : la différence entre les longueurs des deux branches).

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Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE 1 INTRODUCTION AUX TRANSMETTEURS
1.1 Introduction
1.2 Problématique des amplificateurs de puissance
1.2.1 La linéarité
1.2.2 Les effets de la non-linéarité
1.2.3 L’efficacité
1.3 La technique EE&R
1.4 La technique Doherty
1.5 La technique feedback
1.6 La technique Feedforward
1.7 La technique de prédistorsion
1.8 Étude d’un transmetteur LINC : Architecture et performances
1.8.1 Architecture générale d’un transmetteur LINC
1.8.2 Le débalancement entre les deux branches
1.8.3 Les techniques de correction
1.9 Étude du transmetteur LINC existant et architectures proposées
1.9.1 Banc d’expérimentation actuel du système LINC et problèmes associés
1.9.2 Architectures proposées du transmetteur LINC
1.10 Conclusion
CHAPITRE 2 SECTION BANDE DE BASE/IF DU TRANSMETTEUR LINC
2.1 Introduction
2.2 Spécifications de la section bande de base/IF du transmetteur
2.3 Architecture de la section bande de base/IF du transmetteur
2.3.1 Le générateur pseudo aléatoire de la séquence binaire
2.3.2 Le modulateur des données numérique
2.3.3 Le filtre de mise en forme
2.3.4 La décomposition du signal
2.3.5 La modulation I/Q numérique
2.3.6 L’interpolation des données
2.4 Conception et implémentation de la section numérique
2.4.1 FPGA Vs. DSP
2.4.2 Description de la plateforme matérielle et logicielle
2.4.3 Implémentation du générateur pseudo aléatoire de la séquence binaire
2.4.4 Implémentation du modulateur des données numérique
2.4.5 Implémentation du filtre de mise en forme
2.4.6 Implémentation du bloc SCS
2.4.7 Implémentation du bloc modulateur I/Q numérique
2.4.8 Le diviseur d’horloge
2.5 Tests et résultats de la section numérique
2.5.1 Utilisation des ressources FPGA
2.5.2 Impact de la décomposition sur le bilan énergétique
2.5.3 Simulation des signaux à enveloppe constante
2.5.4 Tests et résultats expérimentaux
2.6 Conclusion
CHAPITRE 3 SECTION RF FRONT-END DU TRANSMETTEUR LINC
3.1 Introduction
3.2 Spécifications de la section RF
3.3 Architecture de la section RF
3.3.1 Architecture des chaînes directes de la section analogique
3.3.2 Architecture de la chaîne de retour de la section analogique
3.4 Conception de la carte RF front-end
3.4.1 Le filtre de reconstitution
3.4.2 Le modulateur I/Q analogique
3.4.3 L’oscillateur local
3.4.4 L’amplificateur à gain variable
3.4.5 L’atténuateur variable
3.4.6 Le mélangeur
3.4.7 Le contrôleur automatique de gain
3.5 Tests et résultats de la carte RF
3.5.1 Le CPLD
3.5.2 Le générateur et distributeur d’horloge
3.5.3 Les oscillateurs locaux (LO)
3.5.4 Les modulateurs I/Q
3.5.5 Recommandations
3.6 Conclusion
CONCLUSION
RECOMMANDATIONS
ANNEXE I ARCHITECTURE DE LA CARTE FPGA DE LYRTECH
ANNEXE II LE FICHIER DES COEFFICIENTS DU FILTRE FIR
ANNEXE III TABLE DE CORRESPONDANCE (LUT) DU SCS
ANNEXE IV BOUCLE DE VERROUILLAGE DE PHASE
ANNEXE V ADISimPLL
ANNEXE VI PCB DE LA CARTE RF FRONT-END DU TRANSMETTEUR LINC …142
BIBLIOGRAPHIE