Dissertations / Theses: 'Amplificateurs faible bruit – Conception'

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Tongbong, Jeanne Madeleine. "Conception et évaluation d'une technique de BIST pour amplificateurs faible bruit RF." Grenoble INPG, 2009. http://www.theses.fr/2009INPG0149.

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Abstract:

Le test en production des circuits intégrés analogiques RF (Radio Fréquences) est coûteux aussi bien en ressources (équipement spécifique) qu'en temps. Afin de réduire le coût du test, des techniques de DfT (Design for Test) et d'auto test (BIST, Built-in-Self-Test) sont envisagées bien qu'actuellement inutilisées par l'industrie du semi-conducteur. Dans cette thèse, nous concevons et évaluons une technique d'auto test pour un amplificateur faible bruit (LNA, Low Noise Amplifier) RF. Cette technique utilise des capteurs intégrés pour la mesure du courant de consommation et de la tension en sortie du circuit à tester. Ces capteurs fournissent en sortie un signal basse fréquence. La qualité de la technique de BIST est évaluée en fonction des métriques de test qui tiennent compte des déviations du process et de la présence de fautes catastrophiques et paramétriques. Pour obtenir une estimation des métriques de test avec une précision de parts-par-million, un premier échantillonnage du circuit à tester est obtenu par simulation électrique Monte Carlo. Par la suite, un modèle statistique de la densité de probabilité conjointe des performances et des mesures de test du circuit est obtenu. Finalement, l'échantillonnage de ce modèle statistique nous permet la génération d'un million de circuits. Cette population est alors utilisée pour la fixation des limites de test des capteurs et le calcul des métriques. La technique d'auto test a été validée sur un LNA en technologie BiCMOS 0. 25m, utilisant différents modèles statistiques. Une validation au niveau layout a été faite afin d'obtenir des résultats aussi proches que possible lors d'un test en production d'une population de circuits
Production testing of Radio Frequency (RF) integrated circuits is costly due to the high cost of the test equipment and the long test times. In order to reduce this cost, DfT (Design-for-Test) and BIST (Built-in Self-Test) techniques are currently under research. However, these techniques are not yet considered by the Semiconductors Industry since their test quality is not fully demonstrated. In this thesis, the design and the evaluation of a BIST technique for RF Low Noise Amplifiers (LNAs) is considered. The BIST technique uses integrated sensors for measuring current consumption and output power of the LNA. The output of theses sensors are DC or low frequency signals that can be treated with low-cost test equipment. The BIST quality is evaluated using test metrics that consider device process deviations, catastrophic and parametric faults. To obtain an estimate of test metrics with an accuracy of ppm (parts-per-million), a first sample of the LNA is obtained by Monte Carlo electrical simulation. Next, a statistical model of the joint probability density function of LNA performances and test measures is obtained. Finally, a million synthetic instances of the LNA is generated by sampling the statistical model. This large sample is used to set the test limits of the embedded sensors and for computing test metrics. The BIST technique has been validated for a ST Microelectronics 0. 25 ¸tm BiCMOS LNA using different statistical models. The validation of the technique at the layout level has also been considered in order to get results as close as possible to the production test of a real LNA population

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El, Gharniti Ouail. "Conception, modélisation et caractérisation des transformateurs intégrés sur silicium : application aux amplificateurs faible bruit." Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13309.

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Abstract:

Ce mémoire et articulé autour de quatre chapitres. Dans le premier chapitre, nous décrivons les différentes structures de transormateurs planaires et emplilés, ainsi que les mécanismes de pertes d'énergie dans ces derniers. Nous introduisons un plan de masse en dessous de la structure du transformateur pour réduire ses pertes. Dans le deuxième chapitre, nous présentons un modèle électrique large bande pour les transformateurs intégrés avec plan de masse. Les éléments du modèle sont dérivés des paramètres géométriques du transformateur et des caractéristiques de la technologie silicium utilisée. Dans le troisième chapitre, nous présentons une nouvelle méthodologie de conception des transformateurs intégrés. Enfin, dans le quatrième chapitre, nous présentons une nouvelle technique d'adaptation large bande basé sur des transofrmateurs intégrés. Avec cette technique, nous implémentons deux amplificateurs faible bruit dédiés aux applications WLAN et UWB.

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Mabrouki, Aya. "Mise en œuvre de l’effet de substrat dans la conception des amplificateurs faible bruit sous contrainte de faible puissance." Thesis, Bordeaux 1, 2010. http://www.theses.fr/2010BOR14158/document.

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Abstract:

La mise à l’échelle des technologies CMOS s’accompagne d’une réduction des tensions d’alimentation qui dégrade fortement la fonctionnalité des circuits RF. L’effet de substrat, conventionnellement considéré comme un effet parasite du transistor MOS, est ici exploité pour proposer des topologies de circuits capables de supporter un fonctionnement sous faible tension d’alimentation. Cette thématique est l’objet principale de ma thèse que j’ai débuté en Septembre 2007, supportée par une bourse MENRT. La pré-polarisation a permis de réduire de 1.2 V à 0.5 V la tension d’alimentation d’une structure cascode en technologie CMOS 0.13 µm. Une méthodologie de conception sous contrainte de faible consommation en puissance a été ensuite validée par les mesures. Il a été également démontré que la linéarité de circuits RF peut être optimisée par l’application d’une tension appropriée sur le substrat du transistor principal MOS. Le démonstrateur, un LNA, utilise un DAC pour l’ajustement de cette tension. Il accède ainsi au concept des circuits à contrôle numérique ou « digitally enhanced »
Abstract

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Fall, Mohamed Papa Talla. "Conception et réalisation d'un amplificateur faible bruit à 2,4 Ghz en technologie CMOS fortement submicronique." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-287.pdf.

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Abstract:

Le travail de cette thèse porte sur un amplificateur faible bruit radiofréquence, entièrement intégré en technologie CMOS 0,25 micromètres, fonctionnant dans la gamme ISM (2,4-2,4835Ghz), sous une alimentation de 1,5V. Le LNA (Low Noise Amplifier) est un des blocs critiques des récepteurs radiofréquences. Sa fonction étant d'amplifier le signal provenant de l'antenne, il doit avoir un gain suffisamment élevé, un facteur de bruit le plus faible possible et pouvoir limiter au mieux la distorsion d'intermodulation. D'autre part celui-ci doit présenter obligatoirement une impédance de 50 Ohms afin d'assurer l'adaptation d'impédance avec l'antenne. L'entrée d'un amplificateur à transistors MOS étant par nature capacitive, il est nécessaire d'utiliser des inductances qui permettent avec le dimensionnement adéquat des transistors MOS, d'accorder le circuit d'entrée de l'amplificateur et d'annuler la partie imaginaire de l'impédance d'entrée. Celle-ci est alors réelle et avec un choix approprié de la transconductance du transistor d'entrée, on peut rendre l'impédance d'entrée égale à 50 Ohms. Dans le cas présent, les inductances d'accord sont spirales et intégrées au circuit.

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Chambon, Cédric. "Étude du bruit électrique dans les dispositifs fonctionnant en régime non linéaire : application à la conception d'amplificateurs micro-ondes faible bruit." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/110/.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse est centré sur l'étude du bruit hyperfréquence lorsque les composants et circuits actifs sont soumis à de forts signaux. Ceci peut être le cas des amplificateurs faible bruit utilisés dans les récepteurs large bande qui seront désensibilisés. Les mélangeurs et les oscillateurs sont aussi à considérer. La première partie de cette thèse est consacrée à la présentation d'un modèle comportemental permettant de prévoir notamment l'interaction entre un signal sinusoïdal et un bruit blanc. Le modèle théorique est confronté avec des mesures effectuées pour différentes conditions de fonctionnement et l'accord obtenu est satisfaisant. Plusieurs amplificateurs sont ainsi comparés et le modèle comportemental est utilisé pour étudier leur bruit propre. La seconde partie aborde les techniques de mesure développées au cours de nos travaux pour mesurer le facteur de bruit et les paramètres de bruit de dispositifs micro-ondes en présence d'un fort signal. Nous proposons ensuite une méthode originale permettant de déterminer les quatre paramètres de bruit de transistors et d'amplificateurs fonctionnant en régime non-linéaire. Les résultats obtenus sont comparés de manière indirecte avec des mesures de bruit de phase résiduel. La dernière partie concerne la conception d'amplificateurs faible bruit en régime de fonctionnement non-linéaire. Différents transistors bipolaires sur silicium ont ainsi été caractérisés et un facteur de mérite a été trouvé de manière à choisir le meilleur composant en terme de facteur de bruit et de linéarité. Finalement les résultats de simulation démontrent l'intérêt de concevoir des circuits faible bruit qui fonctionnent en régime fortement non-linéaire
This work deals with the study on high frequency noise when components and active circuits are working under large signal conditions. It could be the case for broadband receivers fitted with low noise amplifiers, which are desensitized by blocking signals. Mixers and oscillators are also under consideration. Firstly, a behavioural modelling is described and allows us to point out the interaction of white noise with a sinusoidal signal. The theoretical model is compared to several conditions of operation, and we obtained satisfying agreements. Many amplifiers are tested and compared; at least, the behavioural modelling is used to study their additive noise. The second part is dedicated to measurement techniques we have developed for this work. We are capable to measure noise figure and noise parameters of microwave active devices functioning with strong power signals. We also propose an original method which provides the four noise parameters of discrete components or amplifiers working under large signal condition. The results we have found are indirectly compared to residual phase noise measurements. After all, the last part affects the design of low noise amplifiers working under nonlinear condition. Various silicon bipolar transistors have been characterized, and a figure of merit have been set in order to find the best component taking into account noise figure and linearity. Finally, simulations and experimental results demonstrate the interest of designing circuits working under strong nonlinear regime

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Nsele, Séraphin Dieudonné. "Analyse électrique et en bruit basse fréquence et haute-fréquence des technologies InAIN/GaN HEMTs en vue de la conception d'amplificateurs robustes faible bruit en bande Ka." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2501/.

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Abstract:

Les technologies à grande bande interdite font l'objet d'un engouement croissant depuis plus d'une décennie, en raison de leurs aptitudes naturelles pour réaliser des fonctions électroniques opérant à forte puissance, à forte température et à haute fréquence. Parmi ces technologies, celle basée sur l'hétérostructure AlGaN/GaN est la plus mature à l'heure actuelle en hyperfréquence. L'utilisation d'une hétérojonction InAlN/GaN est une solution attractive pour augmenter les fréquences de fonctionnement de ces dispositifs et réaliser ainsi des circuits fonctionnant aux ondes millimétriques. La première partie de notre travail est consacrée à l'étude électrique des différentes déclinaisons technologiques InAlN/GaN développées à III-V Lab. Celle-ci a permis de mettre en évidence les différents mécanismes de conduction du courant de grille grâce à une analyse du courant de fuite et à des mesures C(V) de la jonction Schottky. Des mesures en petit-signal ont mis en évidence la dispersion fréquentielle de la conductance de sortie et de la transconductance extrinsèques jusqu'aux fréquences de 1 GHz. Nous avons ainsi proposé des modèles analytiques large-bande afin de prendre en compte ces phénomènes de dispersion lors de la conception des circuits. Une deuxième partie a consisté en l'étude du bruit de fond dans les transistors InAlN/GaN. Les caractérisations et modélisations du bruit basse-fréquence ont mis en évidence et confirmé les mécanismes de piégeage/dépiégeage observés lors de l'étude électrique. L'étude du bruit en haute fréquence a permis d'évaluer les évolutions technologiques de cette filière et de connaitre les conditions optimales en bruit pour la conception des LNAs. Dans la dernière partie, des amplificateurs faible bruit hybrides ont été réalisés à partir de ces dispositifs reportés en flip-chip sur des alumines afin de démontrer les potentialités de cette technologie en bande Ka. Des amplificateurs à un étage ont été conçus, notamment pour des tests de robustesse, et présentent un gain de 5 dB et un facteur de bruit de 3. 1 dB à 29. 5 GHz. Les simulations effectuées sur des amplificateurs 3 étages indiquent des performances intéressantes en termes de gain (20 dB) et de facteur de bruit (3 dB) comparées à celles obtenues dans la littérature sur des composants à base de GaN
The high bandgap technologies are being increasingly popular for over a decade because of their natural ability to perform electronic functions operating at high power, high temperature and high frequency. Among these technologies, one based on the heterostructure AlGaN / GaN is most mature currently at microwave frequencies. The use of a heterojunction InAlN / GaN is an attractive solution to increase the operation frequency of these devices and thus to realize circuits operating at millimeter waves. The first part of our work is devoted to the study of various InAlN/GaN technology developed by III-V Lab. It helped to highlight the different gate current conduction mechanisms through an analysis of the leakage current and the C-V measurements of the Schottky junction. Measures in small-signal showed the frequency dispersion of the output conductance and the extrinsic transconductance until 1 GHz. We have proposed broadband analytical models to take into account the dispersion phenomena during the circuit design. A second part consisted of the study of the background noise in the InAlN / GaN transistors. The low-frequency noise characterizations and modeling revealed and confirmed trapping / detrapping mechanisms observed in the electrical study. The study of highfrequency noise has assessed the technological developments of this sector and to know the optimal conditions for the design of LNAs. In the last part, hybrid low noise amplifiers have been made from these devices deferred flip-chip on alumina to demonstrate the potential of this technology in Ka-band. Single stage amplifiers have been designed especially for stress testing, and have a gain of 5. 6 dB and a noise figure of 3. 1 dB at 29. 5 GHz. The simulations carried out on 3 stages amplifiers indicate interesting performances in terms of gain (20 dB) and noise figure (3 dB) compared to those obtained in the literature on the GaN based devices

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Eyoum, Patrick Henri. "Conception d'un amplificateur de faible bruit basé sur l'optimisation et l'intégration d'une micro-inductance /." Thèse, Trois-Rivières : Université du Québec à Trois-Rivières, 2008. http://www.uqtr.ca/biblio/notice/resume/30042223R.pdf.

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Eyoum, Patrick Henri. "Conception d'un amplificateur de faible bruit basé sur l'optimisation et l'intégration d'une micro-inductance." Thèse, Université du Québec à Trois-Rivières, 2008. http://depot-e.uqtr.ca/1263/1/030042223.pdf.

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Guitton, Gabrielle. "Design methodologies for multi-mode and multi-standard low-noise amplifiers." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0861/document.

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Abstract:

L'engouement récent pour l'Internet des Objets comme pour les communications satellites entraine des besoins forts en systèmes de communication radio-fréquence (RF) performants. Afin de répondre aux contraintes du marché de masse, ces systèmes doivent être toujours moins encombrants et permettre de maitriser leur consommation de puissance. Ils doivent également être capable d'adresser plusieurs standards de communications et d'ajuster leur performances aux besoins de leur environnement, toujours afin de réduire leur taille et leur consommation. Actuellement, beaucoup de travaux se concentrent sur le développement d'amplificateurs faible-bruits (LNA), le bloc le plus critique des récepteurs RF. L'objectif est donc de concevoir des récepteurs multi-mode et multi-standard. Pour cela, les LNA nécessitent des flots de conception capables de s'adapter aux différentes technologies et topologies afin de répondre à des cahiers des charges très diverses. Cette thèse a donc pour objectif le développement de méthodologies de conception simple et précise pour l'implémentation d'amplificateurs faible bruit.La première méthodologie présentée est dédiée à l'implémentation de LNA en technologie COTS pour des applications spatiales. Ce LNA présente une adaptation large-bande pour adresser plusieurs standards. Il a été conçu pour faire partie d'un récepteur RF dédié aux nano-satellites. Ce dernier a donc fait l'objet d'une étude préliminaire afin de déterminer le cahier des charges à partir des normes des standards visés.La seconde méthodologie est dédiée à l'implémentation de LNA en technologie CMOS pour n'importe quelle type d'applications. Cette méthodologie est d'abord présentée au travers de topologies simples, puis appliquée à un LNA sans inductances à forte linéarité. Cette méthodologie permet notamment de comparer les topologies mais également les technologies CMOS, même les plus avancées telle que la 28 nm FDSOI.Enfin le LNA sans inductances est rendu reconfigurable pour adresser plusieurs standards tout en gardant le dimensionnement optimum obtenu par la méthodologie présentée précédemment. En effet les tailles et polarisation de chaque transistor sont contrôlées numériquement afin d'adapter les performances du LNA à un standard donné. De plus, l'étude de filtres de type N-path combinés au LNA proposé permet d'étendre encore la linéarité du circuit
The recent enthusiasm for the Internet of Objects as well as for satellite communications leads to the need for high-performance radio-frequency (RF) communication systems. In order to meet the constraints of the mass market, these systems must be compact and be as low power as possible. Beside, they are expected to address multiple communication standards and to adjust their performance to the environment, still in order to reduce the size and the power consumption. Currently, many works focus on the development of low-noise amplifiers (LNA), the most critical block of RF receivers. To address this purpose, the goal is to design multi-mode and multi-standard receivers. Hence, LNAs require design flows that can adapt to the different technologies and topologies in order to meet any given set of specifications. This thesis aims at the development of simple and accurate design methodologies for the implementation of low-noise amplifiers.The first proposed methodology is dedicated to the implementation of a LNA in COTS technology for spatial applications. This LNA offers a broadband matching to address several standards. It is designed to be part of an RF receiver for nano-satellites. Thus, the latter is first studied in order to determine the specifications based on the standards of the targeted applications.The second methodology is dedicated to the implementation of LNAs in CMOS technology for any kind of applications. This methodology is first illustrated with basic topologies and then applied to an highly linear inductorless LNA. The design methodology also enables a fair comparison between the topologies and also CMOS technologies, even the most advanced ones such as the 28 nm FDSOI.Finally, reconfigurability is added to the inductorless LNA, to address several standards while retaining the optimum sizing given by the previously introduced methodology. Indeed, the size and polarization of each transistor are digitally controlled in order to adjust the LNA's performance to a given standard. Furthermore, the study of N-path filters combined with the proposed LNA is explored to improve the linearity of the circuit

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Sejalon, Frédéric. "Conception et réalisation d'amplificateurs cryotechniques faible bruit à base de transistors à effet de champ dans la bande 16-20 GHz." Toulouse 3, 1993. http://www.theses.fr/1993TOU30201.

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Abstract:

Les amplificateurs cryotechniques faible bruit a base de transistors a haute mobilite electronique trouvent des applications a bord de satellites ou sondes spatiales dans tout systeme dont l'antenne de reception ne voit pas la terre: radioastronomie, sciences de l'univers, liaisons inter-satellites. Ce memoire comprend donc une premiere partie consacree a la physique et au fonctionnnement, en particulier a basse temperature, des transistors a haute mobilite electronique (hemt). Dans la seconde partie, nous traitons de la caracterisation aux temperatures cryogeniques, tant en parametres s qu'en parametres de bruit des composants hemt en puce. Une methode originale permettant de s'affranchir du gradient thermique que supportent les cables de liaison, basee sur la mesure d'un transistor a effet de champ non polarise monte en grille commune, est presentee. Des differents resultats experimentaux sont ensuite extraites les evolutions des elements du schema equivalent et des sources de bruit du transistor en fonction de la temperature et de la polarisation. Enfin, nous abordons la conception et la realisation de l'amplificateur cryotechnique. Apres avoir selectionne le composant et la technologie les mieux adaptes au fonctionnement en basse temperature, nous donnons les elements necessaires a la determination d'une topologie optimale d'amplificateur faible bruit. Les resultats de simulation obtenus sur les differents amplificateurs realises au moyen de logiciel d'aide au developpement de circuits micro-ondes sont presentes, avant d'analyser les resultats experimentaux releves a la temperature de l'azote liquide

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Fadhuile-Crepy, François. "Méthodologie de conception de circuits analogiques pour des applications radiofréquence à faible consommation de puissance." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0028/document.

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Abstract:

Les travaux de thèse présentés se situent dans le contexte de la conception de circuits intégrés en technologie CMOS avancée pour des applications radiofréquence à très faible consommation de puissance. Les circuits sont conçus à travers deux concepts. Le premier est l'utilisation du coefficient d'inversion qui permet de normaliser le transistor en fonction de sa taille et de sa technologie, ceci permet une analyse rapide pour différentes performances visées ou différentes technologies. La deuxième approche est d'utiliser un facteur de mérite pour trouver la polarisation la plus adéquate d'un circuit en fonction de ses performances. Ces deux principes ont été utilisés pour définir des méthodes de conception efficaces pour deux blocs radiofréquence : l'amplificateur faible bruit et l'oscillateur
Thesis work are presented in the context of the integrated circuits design in advanced CMOS technology for ultra low power RF applications. The circuits are designed around two concepts. The first is the use of the inversion coefficient to normalize the transistor as a function of its size and its technology, this allows a quick analysis for different performances or different technologies. The second approach is to use a figure of merit to find the most appropriate polarization of a circuit based on its performance. These two principles were used to define effective design methods for two RF blocks: low noise amplifier and oscillator

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Desèvedavy, Jennifer. "Conception de circuits intégrés radiofréquences reconfigurables en technologie FD-SOI pour application IoT." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0177/document.

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Abstract:

La pénétration importante d’objets communicants dans notre vie quotidienne révèle des défis important quant à leur développement. Notamment l’explosion d'applications multimédia sans fil pour l'électronique grand public fait de la consommation électrique une métrique clef dans la conception des dispositifs portables multimodes sans fil. Les émetteurs-récepteurs conventionnels proposent des performances fixes et sont conçus pour respecter ces hautes performances dans toutes les conditions de communication sans fil. Cependant, la plupart du temps, le canal n'est pas dans le pire cas de communication et ces émetteurs-récepteurs sont donc surdimensionnés. En connaissant l’état du canal en temps réel, de tels dispositifs pourraient s'adapter aux besoins et réduire significativement leur consommation électrique. Le défi consiste à respecter la Qualité de Service , ou Quality of Service (QoS) en anglais, imposée par les différents standards de communication. Afin de rester compétitifs, les émetteurs-récepteurs adaptatifs doivent donc proposer une même QoS que ceux déjà disponibles sur le marché. Ainsi, ni la portée de communication ni le temps de réponse ne peuvent être dégradés.Basé sur ces exigences, cette thèse propose une technique d'adaptation pour la conception d'un récepteur reconfigurable qui fonctionne à la limite des performances nécessaires pour recevoir le signal utile. Ainsi, le récepteur proposé est toujours au minimum de consommation électrique tout en garantissant la bonne QoS. Ceci permet alors de multiplier la durée de vie de sa batterie par un facteur 5.Cette adaptabilité est démontrée ensuite côté circuit par la conception d'un LNA (Amplificateur Faible Bruit) dont les performances sont reconfigurables. En effet, en tant que premier élément de la chaîne de réception, le LNA limite le récepteur en termes de sensibilité. Ces travaux exploitent la technologie FD-SOI (Fully Depleted Silicon-On-Insulator) pour d’une part, réduire la consommation du LNA et d’autre part, ajouter de la reconfigurabilité à ce même circuit
Communicating objects are inviting themselves into daily life leading to digitization of the physical world. This explosion of multimedia wireless applications for consumer electronics makes the power consumption a key metric in the design of multi-mode wireless portable devices. Conventional transceivers have fixed performances and are designed to meet high performances in all wireless link conditions. However, most of the time, the channel of communication is not at worst case and these transceivers are therefore over specified. Being aware of the channel link conditions would allow such devices to adapt themselves and to reduce significantly their power consumption. Therefore, the challenge is to propose a QoS (Quality of Service) in terms of communication range, response time as instance, equivalent to industrial modules with a reduced overall power consumption.To address this purpose, this thesis proposes a design strategy for the implementation of adaptive radio-frequency receiver (Rx) modules. Hence the Rx front end achieves the correct QoS for various scenarii of communications with a minimum of power consumption.As a proof of concept, the adaptive approach is demonstrated with the design of a tunable LNA (Low Noise Amplifier). As the first element of the receiver chain, the LNA limits the receiver in terms of sensitivity and is therefore a good candidate to perform reconfiguration. The body biasing of the FD-SOI (Fully Depleted Silicon-On-Insulator) technology is first exploited to reduce the power consumption of a circuit and then as an opportunity to perform circuit tunability

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De, Souza Marcelo. "Conception d'amplificateur faible bruit reconfigurable en technologie CMOS pour applications de type radio adaptative." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0295/document.

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Abstract:

Les systèmes de communication mobiles permettent l’utilisation de l’information en environnements complexes grâce à des dispositifs portables qui ont comme principale restriction la durée de leurs batteries. Des nombreux efforts se sont focalisés sur la réduction de la consommation d’énergie des circuits électroniques de ces systèmes, une fois que le développent des technologies des batteries ne avance pas au rythme nécessaire. En outre, les systèmes RF sont généralement conçus pour fonctionner de manière fixe, spécifiés pour le pire cas du lien de communication. Toutefois, ce scénario peut se produire dans une petite partie du temps, entraînant ainsi en perte d’énergie dans le reste du temps. La recherche des circuits RF adaptatifs, pour adapter le niveau du signal d'entrée pour réduire la consommation d'énergie est donc d'un grand intérêt et de l'importance. Dans la chaîne de réception radiofréquence, l'amplificateur à faible bruit (LNA) se montre un composant essentiel, autant pour les performances de la chaîne que pour la consommation d'énergie. Au cours des dernières décennies, des techniques pour la conception de LNAs reconfigurables ont été proposées et mises en oeuvre. Cependant, la plupart d'entre elles s’applique seulement au contrôle du gain, sans exploiter Le réglage de la linéarité et du bruit envisageant l'économie d'énergie. De plus,ces circuits occupent une grande surface de silicium, ce qui entraîne un coût élevé, ou NE correspondent pas aux nouvelles technologies CMOS à faible coût. L'objectif de cette étude est de démontrer la faisabilité et les avantages de l'utilisation d'un LNA reconfigurable numériquement dans une chaîne de réception radiofréquence, du point de vue de la consommation d'énergie et de coût de fabrication
Mobile communication systems allow exploring information in complex environments by means of portable devices, whose main restriction is battery life. Once battery development does not follow market expectations, several efforts have been made in order to reduce energy consumption of those systems. Furthermore, radio-frequency systems are generally designed to operate as fixed circuits, specified for RF link worst-case scenario. However, this scenario may occur in a small amount of time, leading to energy waste in the remaining periods. The research of adaptive radio-frequency circuits and systems, which can configure themselves in response to input signal level in order to reduce power consumption, is of interest and importance. In a RF receiver chain, Low Noise Amplifier (LNA) stand as critical elements, both on the chain performance or power consumption. In the past some techniques for reconfigurable LNA design were proposed and applied. Nevertheless, the majority of them are applied to gain control, ignoring the possibility of linearity and noise figure adjustment, in order to save power. In addition, those circuits consume great area, resulting in high production costs, or they do not scale well with CMOS. The goal of this work is demonstrate the feasibility and advantages in using a digitally controlled LNA in a receiver chain in order to save area and power
Os sistemas de comunicação móveis permitem a exploração da informação em ambientes complexos através dos dispositivos portáteis que possuem como principal restrição a duração de suas baterias. Como o desenvolvimento da tecnologia de baterias não ocorre na velocidade esperada pelo mercado, muitos esforços se voltam à redução do consumo de energia dos circuitos eletrônicos destes sistemas. Além disso, os sistemas de radiofrequência são em geral projetados para funcionarem de forma fixa, especificados para o cenário de pior caso do link de comunicação. No entanto, este cenário pode ocorrer em uma pequena porção de tempo, resultando assim no restante do tempo em desperdício de energia. A investigação de sistemas e circuitos de radiofrequência adaptativos, que se ajustem ao nível de sinal de entrada a fim de reduzir o consumo de energia é assim de grande interesse e importância. Dentro de cadeia de recepção de radiofrequência, os Amplificadores de Baixo Ruído (LNA) se destacam como elementos críticos, tanto para o desempenho da cadeia como para o consumo de potência. No passado algumas técnicas para o projeto de LNA reconfiguráveis foram propostas e aplicadas. Contudo, a maioria delas só se aplica ao controle do ganho, deixando de explorar o ajuste da linearidade e da figura de ruído com fins de economia de energia. Além disso, estes circuitos ocupam grande área de silício, resultando em alto custo, ou então não se adaptam as novas tecnologias CMOS de baixo custo. O objetivo deste trabalho é demonstrar a viabilidade e as vantagens do uso de um LNA digitalmente configurável em uma cadeia de recepção de radiofrequência do ponto de vista de custo e consumo de potência

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Coustou, Anthony. "Conception et caractérisation de circuits intégrés en technologie BiCMOS SiGe pour application de télécommunication en bande X." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2001. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00131800.

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Abstract:

Les progrès de la technologie silicium germanium (SiGe) suscitent sa possible utilisation dans les applications à haute fréquence. Les travaux décrit dans ce mémoire visent à étudier les potentialités de cette technologie pour la réalisation de circuits intégrés monolithiques (MMIC) faibles bruit dans la bande de 10 GHz. Ce mémoire est articulé autour de trois chapitres. Le premier rappelle les contraintes auxquelles doit répondre un transistor bipolaire afin d'être utilisable dans les circuits RF millimétriques. La technologie qu'à développé STMicroelectronics pour ce domaine d'application est ensuite présentée. Enfin, le travail de caractérisation qui a été réalisé afin de valider le comportement des modèles que nous allons utiliser pour concevoir des circuits RF est présenté. Le second chapitre est consacré à la conception de circuits amplificateurs à faible bruit. La méthode de travail ainsi que les topologies de circuits sont présentées. Le résultat des caractérisations effectuées est ensuite présenté. Nous terminons en concluant au sujet des performances en terme de consommation, linéarité, gain et facteur de bruit des différents circuits. Le troisième chapitre aborde la conception de sources radiofréquence à faible bruit de phase. Les différentes topologies de circuits que nous avons étudiés sont présentées, ce qui nous a permis de mettre en évidence les topologies offrant les meilleures performances. Enfin, une technique basée sur le principe de dégénérescence de bruit, est également présentée. Ce travail nous a permis d'intégrer sur un circuit MMIC, autour d'un circuit oscillateur de type Colpitts, un dispositif réducteur de bruit. Les résultats théoriques de cette étude ont montré l'efficacité de cette méthode.

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Bouvier, Stéphane. "Conception et mise au point d'un amplificateur integre rapide, a transimpedance, a faible bruit. Applicaiton a la detection de photons uv." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1993. http://www.theses.fr/1993STR13255.

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Abstract:

Le travail accompli dans cette these porte sur la conception et la realisation d'un amplificateur a transimpedance associe a un detecteur de photo-electrons fonctionnant sur le principe de multiplication par avalanche. Les caracteristiques requises pour cette architecture sont les suivantes: mesures de courant, temps de montee inferieur a 15 nanosecondes, impedance d'entree de l'ordre de 100 ohms, gain de 100 millivolts par microampere, consommation inferieure a 100 milliwatts par canal et mise en forme du signal permettant la suppression de queue du signal ainsi que la compression de la dynamique. L'architecture globale comporte un preamplificateur faible bruit, a gain eleve, assurant la conversion courant tension, un etage de mise en forme, un etage tampon permettant la sortie differentielle sur 50 ohms et la compression dynamique. Un prototype a 4 voies, realise en technologie cmos, a confirme la validite de l'ensemble des concepts et des calculs developpes (fonctions de transfert, modeles de bruit)

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Cimino, Mikael. "Conception de systèmes radiofréquences sous contraintes de fiabilité étendue." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13438.

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Abstract:

De façon à répondre à la demande émergente des industriels pour le développement de méthodes pouvant augmenter la fiabilité des systèmes radiofréquences (RF), je propose, dans le cadre de ma thèse, une méthodologie susceptible d'augmenter la fiabilité de tels circuits. Cette dernière se décompose en deux axes : - Méthodologie de test des cricuits RF : dans le but de détecter les défaillances d'un circuit RF, une surveillance des paramètres caractéristiques du circuit sous test est réalisée en fonctionnement grâce à un circuit d'auto-test qui ne perturbe pas les performances de ce dernier. - Méthodologie d'amélioration de la fiabilité : une redondance passive des éléments critiques, qui composent le circuit, est réalisée de manière à assurer le fonctionnement de celui-ci tout en minimisant sa surface et donc le coût du système global. Cette méthode est ensuite appliquée à deux amplificateurs à faible bruit, connu pour être un élément RF critique, ce qui démontre sa faisabilité et son efficacité.

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Severino, Raffaele Roberto. "Design methodology for millimeter wave integrated circuits : application to SiGe BiCMOS LNAs." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14284/document.

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Abstract:

Grace aux récents développements des technologies d’intégration, il est aujourd’hui possible d’envisager la réalisation de circuits et systèmes intégrés sur Silicium fonctionnant à des fréquences auparavant inatteignables. Par conséquence, depuis quelques années, on assiste à la naissance de nouvelles applications en bande millimétrique, comme la communication sans fil à haut-débit à 60GHz, les radars automobiles à 76-77 et 79-82GHz, et l’imagerie millimétrique à 94GHz.Cette thèse vise, en premier lieu, à la définition d’une méthodologie de conception des circuits intégrés en bande millimétrique. Elle est par la suite validée au travers de son application à la conception des amplificateurs faible-bruit en technologie BiCMOS SiGe. Dans ce contexte, une attention particulière a été portée au développement d’une stratégie de conception et de modélisation des inductances localisées. Plusieurs exemples d’amplificateurs faible-bruit ont été réalisés, à un ou deux étages, employant des composants inductifs localisés ou distribués, à 60, 80 et 94 GHz. Tous ces circuits présentent des caractéristiques au niveau de l’état de l’art dans le domaine, ainsi en confirmant l’exactitude de la méthodologie de conception et son efficacité sur toute la planche de fréquence considérée. En outre, la réalisation d’un récepteur intégré pour applications automobiles à 80GHz est aussi décrite comme exemple d’une possible application système, ainsi que la co-intégration d’un amplificateur faible-bruit avec une antenne patch millimétrique intégrée sur Silicium
The interest towards millimeter waves has rapidly grown up during the last few years, leading to the development of a large number of potential applications in the millimeter wave band, such as WPANs and high data rate wireless communications at 60GHz, short and long range radar at 77-79GHz, and imaging systems at 94GHz.Furthermore, the high frequency performances of silicon active devices (bipolar and CMOS) have dramatically increased featuring both fT and fmax close or even higher than 200GHz. As a consequence, modern silicon technologies can now address the demand of low-cost and high-volume production of systems and circuits operating within the millimeter wave range. Nevertheless, millimeter wave design still requires special techniques and methodologies to overcome a large number of constraints which appear along with the augmentation of the operative frequency.The aim of this thesis is to define a design methodology for integrated circuits operating at millimeter wave and to provide an experimental validation of the methodology, as exhaustive as possible, focusing on the design of low noise amplifiers (LNAs) as a case of study.Several examples of LNAs, operating at 60, 80, and 94 GHz, have been realized. All the tested circuits exhibit performances in the state of art. In particular, a good agreement between measured data and post-layout simulations has been repeatedly observed, demonstrating the exactitude of the proposed design methodology and its reliability over the entire millimeter wave spectrum. A particular attention has been addressed to the implementation of inductors as lumped devices and – in order to evaluate the benefits of the lumped design – two versions of a single-stage 80GHz LNA have been realized using, respectively, distributed transmission lines and lumped inductors. The direct comparison of these circuits has proved that the two design approaches have the same potentialities. As a matter of fact, design based on lumped inductors instead of distributed elements is to be preferred, since it has the valuable advantage of a significant reduction of the circuit dimensions.Finally, the design of an 80GHz front-end and the co-integration of a LNA with an integrated antenna are also considered, opening the way to the implementation a fully integrated receiver

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Collot, Ludovic. "Étude de nouvelles architectures de filtres RF intégrés dans le contexte de la radio opportuniste." Limoges, 2011. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/790e39b6-b073-4378-9625-215ed53b5b21/blobholder:0/2011LIMO4020.pdf.

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Abstract:

Ce travail de thèse porte sur la conception de fonctions filtrantes passe-bandes microondes à la fois intégrables en technologie MMIC, accordables et différentielles. L’objectif principal est de réaliser des structures filtrantes et accordables utilisables dans un context de radio opportuniste. Le second objectif est de montrer que l’utilisation d’inductances ferromagnétiques dans ces structures en améliore les performances. Les chaînes de reception actuelles sont figées de part leurs architectures et les composants utilisés (SAW filter, LNA par exemple). Nous proposons de concevoir de nouveaux circuits intégrés : LNA filtrant et filtres à 1, 2 et 3 pôles permettant de rendre la chaîne RF agile en fréquence. Ces circuits reposent sur une topologie très simple de résonateurs LC compensés et permettent d’obtenir une accordabilité continue de la bande passante et de la fréquence centrale sur une octave. Les résultats obtenus, et principalement ceux du LNA filtrant, montent qu’il est possible de concilier fonction de filtrage accordable, gain et faible facteur de bruit sur une unique puce MMIC, ce qui constitue un premier pas vers la conception d’une chaîne de reception opportuniste
This work concerns the conception of microwaves filtering functions at the same time band-pass, MMIC technology compliant, tunable and differential. The main objective is to realize filtering structures compatible with opportunist radio. The second objective is to demonstrate that ferromagnetics inductors improves the performance of such devices. Commersialised RF receivers are deadlocked due to their topologies and used components (SAW filter, LNA for example). We put forward new integrated circuits : filtering LNA and 1, 2 and 3 poles filters usable in fully frequency tunable receivers. These circuits are Q-enhanced resonator based. They have a continuous frequency and bandwidth tunability over an octave. The observed results at first for filtering LNA mixe wide tunablility, gain and low noise figure on a unique MMIC circuit. This contribution is a first step toward opportunists receivers

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Bensahla-Tani, Benoît. "Contribution à la conception et à la réalisation d’émetteurs/récepteurs monolithiques 140 GHz pour réseaux de capteurs sans fil." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10174/document.

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Abstract:

Cette thèse est une contribution au développement d’émetteurs-récepteurs monolithiques en bande millimétrique pour réseau de capteurs sans fils. Le déploiement des réseaux de capteurs sans fils autonomes de courte portée s’oriente vers l’intelligence ambiante, modifiant la façon dont nous interagissant avec notre environnement. L’internet des objets se démocratise rapidement, avec une augmentation sans précédent des objets connectés. Ces noeuds, de plus en plus nombreux, doivent être le plus discrets et autonomes, tout en ayant des caractéristiques et performances toujours meilleures. La densification des réseaux de nœuds autonomes amplifie de surcroit les problématiques d’interférences et de multi-trajets. Le développement de capteurs en bandes millimétriques doit permettre de réduire la taille des noeuds. Notamment en réduisant les dimensions de la partie antennaire qui constitue généralement le facteur limitant l’intégration d’un système. Cette intégration sera accompagnée de solutions permettant la réduction de la consommation des capteurs. Ainsi, nous avons conçu des antennes, basées sur le principe de rayonnement des lignes à fentes progressives permettant de réduire les contraintes habituelles de conception des antennes. Les antennes sont réalisables sur des substrats de permittivité élevée et de taille réduite, et directement intégrables en technologie MMIC. Nous avons également effectuée une caractérisation expérimentale d’amplificateurs et une étude poussée de la stabilité des circuits amplificateurs en bande G. Notamment en utilisation la méthode NDF. Ceci nous a permis de concevoir un amplificateur faible bruit dont les grilles peuvent être commandées par des impulsions courte permettant la conception d’un système émetteur/récepteur très faible consommation adapté à une utilisation au sein de réseaux de capteurs autonomes sans-fils
This thesis is a contribution to the development of transceivers for monolithic millimeter-wave wireless sensors networks. The deployment of short-range and autonomous wireless sensors networks tends towards ambient intelligence, changing the way we interact with our environment. The Internet of Things is democratizing rapidly with an unprecedented increase of connected objects. These nodes must and should become more discrete and independent, while still improving their features and performance. Moreover, the increase in nodes number constituting those networks amplifies well-known issues as interferences and indoor multipath problems. The development of sensors using millimeter-wave communications (D-band and G-band) should allow smaller nodes by reducing the antennas dimensions since the antenna is usually the technological lock in system integration. This integration will be accompanied by solutions for reducing node’s consumption. Thus, we have designed antennas, based on slot-line to reduce the usual constraints of antenna design. The antennas are well on substrates of high permittivity and small dimensions, with MMIC compatible technology. The experimental results are well consistent with the 3D electromagnetic simulation. We have also performed an experimental characterization of amplifiers and extensive study of amplifier’s stability in G-band. This study was performed using NDF method. This has allowed us to design a low noise amplifier that can be controlled by short pulses in order to realize a very low power tranceiver suitable for autonomous wireless networks-sensors

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Lohou, Anaël. "Conception de circuits intégrés pour antenne à pointage électronique destinée aux télécommunications par satellite en bande Ka." Thesis, Limoges, 2018. http://www.theses.fr/2018LIMO0096/document.

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Abstract:

Dans un monde où l’information va de plus en plus vite, il est important de pouvoir rester connecté en permanence. De nouvelles solutions émergent pour connecter les passagers à bord d’un avion grâce aux communications par satellite. Parmi elles, on retrouve les antennes à pointage électronique dans lesquelles cette thèse de doctorat s’intègre. Une étude sur les différentes antennes existantes ou en projet est présentée. Les puces électroniques MMIC AsGa permettent d’appliquer des lois d’amplitude et de phase pour chaque élément rayonnant d’une antenne réseau. Cette thèse de doctorat porte sur la conception d’un déphaseur, après avoir étudié les technologies et les topologies de celui-ci. Ensuite, la conception d’un amplificateur faible bruit à gain variable est proposée à partir d’un état de l’art. Les résultats de simulation et de mesures de ces deux fonctions sont exposés
In a world where the information is moving faster and faster, it is important to be able to stay connected continuously. Some new solutions for air transport connectivity are in development thanks to the rise of satellite communications. This thesis work is part of an electronically steerable antenna array project, developed as a solution to achieve In-Flight Connectivity in Ka-band. A state- of-the art review on electronically steerable antenna arrays is also presented. In these arrays, each radiating element needs a specific amplitude and phase to obtain a scanning beam by adding their contribution. This thesis focus on the design of a GaAs MMIC chip inclusion two functions: a phase shifter and a variable-gain low-noise amplifier. The simulation and measurement results are presented for these two functions

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Germain, Yves phaede. "Méthode de conception des systèmes différentiels RF utilisant le formalisme des Modes Mixtes." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0010/document.

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Abstract:

Ces travaux de recherche visent à introduire et à généraliser l'utilisation des systèmes différentiels dans les applications RF et Micro-ondes. En particulier, dans la conception de dispositifs pour les fonctions d'amplification à faible bruit. Pour cela, il est indispensable de développer des outils fiables et rigoureux tels que le formalisme des modes mixtes introduit par Bockelman. C'est dans cet esprit que s'inscrit la première phase de l'étude. Le but étant de développer un outil pour l'analyse de la stabilité linéaire des systèmes différentiels à trois et quatre accès. Par ailleurs, les interfaces des circuits numériques ultra-rapides (CNA) sont de topologie différentielle. Ce qui augmente encore l'intérêt de disposer de méthodes rigoureuses pour la conception des systèmes différentiels. Dans la deuxième phase de l'étude la problématique de l'intégration système des CNAs dans les nouvelles générations des chaines de transmission RF des satellites de télécommunications est traitée. La conception d'un balun actif large bande capable d'assurer la conversion de la sortie analogique différentielle du CNA en sortie simple accès (Single-ended) référencée par rapport à la masse est détaillée. Afin de répondre aux contraintes d'intégration, une technologie BiCMOS SiGe 0.25 μm est utilisée pour son implémentation. Les performances obtenues par la mesure de la puce Silicium réalisée respectent les spécifications techniques initiales de l'application. Ce qui permet de valider la méthodologie de conception utilisée. L'objectif final est d'être capable d'intégrer sur un même substrat monolithique le CNA et le balun actif large bande de conversion de modes
This research work aims to develop analytical tools for the analysis and design of differential systems. While the use of differential circuits in RF reception/transmission chains is increasingly growing, there is no accurate method to study their stability. First the common tools to study RF differential components are introduced. Then, the development of a CAD tool that can be rigorously used to investigate the extrinsic stability of linear differential systems is presented. Finally this tool is applied to study the stability of in a real case. The design addresses a three port component that aims to convert the differential output of digital to analog converter into a single-ended access for a spatial application purpose. This broadband active balun is designed using BiCMOS technology. Measurements are performed and the results are in good agreement with the simulation. All the initial specications are achieved, which validate the approach developed in this study

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Lanzeray, Sylvain. "Méthodologie de CAO innovante pour la conception de MMICs prenant en compte les pertes des éléments réactifs des technologies intégrées." Thesis, Limoges, 2018. http://www.theses.fr/2018LIMO0097/document.

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Abstract:

L’augmentation du nombre d’appareils communicants et du débit de données a pour conséquence une montée en fréquence des dispositifs micro-ondes, notamment dans le secteur du spatial. L’optimisation des modules existants n’est pas toujours suffisante. Il faut donc synthétiser de nouveaux circuits. Cependant, la plupart des méthodes de synthèse existantes, inclues dans les logiciels de CAO, ne prennent pas en compte les modèles à pertes des fondeurs. Or, plus la fréquence de fonctionnement est élevée, plus leurs prises en compte est indispensable. Cette thèse propose une nouvelle méthode de synthèse et de conception pour les circuits faible bruit intégrés (amplificateur faible bruit et mélangeur). Elle prend en compte les modèles à pertes des composants passifs des fondeurs, les lignes de connexion, les jonctions et elle combine plusieurs fonctions comme l’amplification et le filtrage ainsi que le mélange et le filtrage. Elle a été validée en simulation et en mesure
Due to the evolution of wireless systems and data rate, it is necessary to increase microwave operating frequencies, especially in space industry. Optimization of existing circuit topologies are always not enough and therefore, we need to synthetize new circuits. Unfortunately, most of the existing synthesis methods, including in CAD softwares, are only based on lossless passive component models. With the increase of operating frequency, we need to take the effect of losses in the passive component models during synthesis. This thesis introduces a new synthesis and design method for low noise integrated circuits(low noise amplifier and mixer). Lossy passive component models from foundries, connecting wires, junctions and co-design (amplification and filtering or mixing and filtering)are included. The design procedure was validated by simulations and measurements

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Izquierdo, Christian. "Conception et réalisation d’un front-end analogique pour un récepteur multistandard multi-mode." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10013/document.

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Abstract:

L‘objectif de la thèse est la conception d’un front-end analogique RF large bande pour récepteurs cellulaires multistandard multi-mode. La principale limitation des récepteurs actuels par rapport à cet objectif est la nécessité d’un filtre SAW externe afin de protéger le LNA et le mélangeur des bloqueurs hors bande. Nous proposons dans cette thèse une technique de contre-réaction positive, basée sur la transposition de fréquences, qui permet un filtrage RF sélectif dès l’entrée du récepteur. Cette architecture diminue les contraintes de linéarité dès l’entrée du LNA. Ce filtrage est en plus reconfigurable en fréquence et en largeur de bande. Un circuit expérimental a été réalisé en technologie CMOS 65nm. La contre-réaction permet une amélioration de 17dB de l’IIP3 hors bande de l’amplificateur faible bruit. La fréquence centrale est accordable de 1,3GHz à 2,85GHz ; la consommation est de 30 mW pour un facteur de bruit maximal de 6,5dB
The aim of this thesis is the design of a wide-band RF analogue front-end for a cellular multi-standard and multiband receiver. The main limitation of receivers today is the need of external SAW filters to protect the LNA and mixer from out-of-band interferers. In this thesis we propose a new technique of positive feed-back which transposes the filters transfer function in RF. Thus, a selective RF filter is created in the LNA input to improve non-linearity performances of the receiver. This RF filter is also configurable in bandwidth and center frequency. An experimental prototype has been made in 65nm CMOS technology. The positive feed-back improves the LNA out-of-band IIP3 by 17dB. The center frequency is configurable from 1.3GHZ to 2.85GHz. Power consumption is of 30mW, while maximal NF is of 6.5dB

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Chen, Si. "Conception d’ASICs Mixtes Durcis aux Radiations pour Observatoires Spatiaux." Thesis, Université de Paris (2019-....), 2019. http://www.theses.fr/2019UNIP7051.

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Abstract:

Le sujet de ma thèse est la conception d’ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) mixtes durcis aux radiations pour observatoires spatiaux. La thèse se déroule dans le contexte d'un futur observatoire spatial à rayons X de l’ESA, se nomme « Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics (ATHENA) ». Les ASICs développés appartiennent à l'un des deux instruments scientifiques de cet observatoire, s’appelle « X-ray Integral Field Unit (X-IFU) », et sont dédiés à l'un des sous-systèmes de l'instrument X-IFU, le WFEE (Warm Front End Electronics).Le WFEE est un système électronique mixte comprenant principalement un amplificateur à bas bruit (LNA), un circuit de polarisation configurable pour SQUIDs, un buffer et un thermomètre. Par conséquent, mes travaux de thèse sont composés de deux parties: la partie numérique et la partie analogique.Mes contributions aux circuits numériques du WFEE sont présentées dans « Part III » de ma thèse. Elles comprennent la conception d'une nouvelle librairie des portes logiques numériques durcies aux radiations et la création d'un nouveau décodeur I2C avec ses schémas et layouts optimisés, en utilisant ma nouvelle librairie numérique. Les résultats représentatifs des essais de radiation sur les composants et les registres à 8-bit avec une telle conception durcie aux radiations sont également discutés dans « Part III » de ma thèse. Tous les circuits numériques dans les deux nouveaux ASICs «AwaXe_v2» et «AwaXe_v2.5» sont constitués de cette nouvelle librairie numérique durcie aux radiations, ainsi que ceux dans les futurs ASICs. Les décodeurs I2C optimisés ont prouvé un bon fonctionnement, testés avec les autres circuits intégrés dans «AwaXe_v2» et «AwaXe_v2.5».Mes contributions sur les circuits analogiques du WFEE sont présentées dans « Part IV ». Elles comprennent la conception d'un LNA, d'un buffer, d'une référence de courant et d'un convertisseur numérique-analogique (DAC). Le LNA est essentiel pour atteindre la résolution spectrale élevée sans précédent de 2,5 eV proposée par l'instrument X-IFU. Il a une conception originale, intégrée dans les ASICs v2 et v2.5. Il a été entièrement testée et a donné des résultats satisfaisants et cohérents. Ses performances ont été prouvées expérimentalement pour répondre à toutes les spécifications requises par le CNES. Fonctionnant dans la bande de fréquence de 1-5 MHz, il fournit un gain de tension super-linéaire de 85 V/V, une large bande passante de -1 dB à 17,5 MHz et une faible dérive de gain <350 ppm/K. Il réalise un très faible bruit à tension ≈ 0,8 nV/√Hz à l’entrée, ainsi qu’une faible fréquence de coupure de bruit 1/f <4 kHz, un bon PSRR et un bon CMRR. Le buffer utilise une conception similaire à celle du LNA et a besoin plus d’études dans les travaux futurs. La référence de courant a été entièrement testée avec une sortie de 1 mA. Grâce à sa conception originale, qui compense les références CTAT et PTAT, elle est capable de fournir un courant super stable, indépendant de la température, parfaite pour la polarisation de SQUID. Enfin, j'ai également développé un DAC à 8-bit pour la polarisation de SQUID. 8 DACs, une référence de courant et un bus série composent un circuit complet de la polarisation de SQUID d’un canal WFEE. Ce circuit a été intégré dans l’ASIC «AwaXe_v2.5» et a donné un bon résultat lors de la première mesure.En conclusion, ma thèse a produit deux ASICs pour le WFEE: «AwaXe_v2» et «AwaXe_v2.5». Les deux ASICs montrent de bonnes performances. En particulier, le dernier ASIC intègre tous les composants d'un canal WFEE, ce qui peut être considéré comme un prototype. Ainsi, il est un bon représentant de mes travaux de la thèse. En outre, les performances élevées du LNA et de la référence de courant aussi montrent le potentiel pour s’adapter à d’autres missions scientifiques similaires
The subject of my thesis is the development of radiation-hardened mixed-signal Application-Specific Integrated Circuits (ASICs) for space observatories. The thesis takes place in the context of a future X-ray space observatory of the European Space Agency, named Advanced Telescope for High ENergy Astrophysics (ATHENA). The ASICs developed belong to one of the two scientific instruments of the observatory, called X-ray Integral Field Unit (X-IFU) and are dedicated to one of the subsystems of the X-IFU instrument, the WFEE (Warm Front End Electronics).The WFEE is a mixed electronic system, mainly including a Low Noise Amplifier (LNA), a configurable SQUID bias, a buffer and a thermometer. Consequently, my thesis work is composed of two parts: the digital part and the analogue part.My contributions to the digital microelectronics of the WFEE are presented in Part III of my thesis. It includes the design of a new radiation-hardened digital library and the creation of a new I2C decoder with optimised schematic and layout, made of my new digital library. The representative radiation assessment results concerning the components and 8-bit registers with such radiation-hardened design are also discussed in Part III of the thesis. All the digital circuits of the two new ASICs “AwaXe_v2” and “AwaXe_v2.5” are made of this new radiation-hardened digital library, as well as those in the future ASICs. The optimised I2C decoders have been proved a good functioning along with the other circuits, integrated into the “AwaXe_v2” and “AwaXe_v2.5”.My contributions on the analogue circuits of the WFEE are presented in Part IV. It includes the design of an LNA, a buffer, a current reference and a Digital-to-Analog Converter (DAC). The LNA is critical for fulfilling the unprecedented high spectral resolution of 2.5 eV proposed by the X-IFU instrument. Its original design has been integrated into the ASICs v2 and v2.5, both fully tested and showing satisfying and coherent results. Its performance has been experimentally proved to fulfil all the specifications required by the CNES. Operating within the frequency band of 1-5 MHz, it provides a super-linear voltage gain of 85 V/V, with a large bandwidth of −1 dB up to 17.5 MHz and a low gain drift < 350 ppm/K. It realises an ultra-low voltage noise ≈ 0.8 nV/√Hz at the input, as well as a low 1/f noise corner frequency < 4 kHz, a good PSRR and CMRR. The buffer uses a similar design as the LNA and needs to be further studied in future work. The current reference has been fully tested with an output of 1 mA. Thanks to its original design compensating a CTAT and a PTAT reference, it has been proved to be capable of providing a super-stable temperature independent current, perfect for the SQUID bias. At last, I have also developed an 8-bit DAC for the SQUID bias. 8 DACs along with a current reference and a series bus compose a complete SQUID bias of one WFEE channel. This circuit has been integrated into the ASIC “AwaXe_v2.5” and showed a good result for the first measurement.In conclusion, my thesis has yielded two ASICs for the WFEE: “AwaXe_v2” and “AwaXe_v2.5”. Both ASICs show good performance. In particular, the last ASIC integrates all the components of one WFEE channel, which can be considered as a prototype. Thus, it is a good representative of my work. Moreover, the high performance of the LNA and the current reference also give them the potential to adapt with other similar scientific missions

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Bardyn, Jean-Paul. "Amplificateurs CMOS faible bruit pour applications sonar." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10167.

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Abstract:

Ce travail a pour but d'évaluer les possibilités d'une intégration monolithique d'amplificateurs à très faible bruit dans une technologie CMOS. Il présente les principales caractéristiques et limitations des dispositifs actifs de cette technologie pour des applications analogiques pointues. En particulier, le bruit 1/F du transistor MOS est caractérisé et modélisé par une approche unifiée valide pour tous les régimes de fonctionnement. Dans le cadre d'applications en acoustique sous-marine, différents critères d'optimisation de l'amplificateur sont évalués. Ils ont été implémentés au sein d'un circuit prototype original de part certains aspects de sa structure. Le niveau de performances atteint par ce circuit nous permet d'envisager le remplacement des actuels circuits hybrides BIFET. Ceci ouvre la perspective d'une intégration monolithique de chaînes en traitement de signal complètes pour des capteurs sonar.

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Christoforou, Georges. "Conception de préamplificateurs intégrés pour fonctionnement à basse température et sous rayonnement intense." Université Joseph Fourier (Grenoble), 1998. http://www.theses.fr/1998GRE10031.

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Abstract:

Le grand nombre de voies d'acquisition des signaux issus du calorimetre electromagnetique du detecteur atlas (machine lhc) pose un probleme de cablage et des solutions prevoyant le placement de la partie amont de la chaine electronique d'acquisition dans le meme milieu que l'element froid de detection ont ete envisagees. L'electronique amont doit donc etre resistante aux radiations (2 10#1#4n/cm#2, 0. 5mrad), fonctionner a la temperature de l'argon liquide (89k), avoir un faible niveau de bruit, une non-linearite inferieure a 1%, consommer peu et etre rapide (40mhz). Dans le cadre de ce projet nous avons explore les possibilites offertes par les differentes technologies. Nous avons retenu les technologies asga qui resistent aux radiations et fonctionnent jusqu'a des temperatures cryogeniques. Nous avons mis en evidence au moyen de caracterisations (a basse temperature) le fait que les technologies asga sont capables de fonctionner dans un tel environnement. Les amplificateurs concus presentent une amelioration de leurs performances quand ils fonctionnent a basse temperature (reduction du bruit, reduction de la puissance dissipee augmentation du gain) rencontrant les contraintes posees par la calorimetrie dans atlas, faible niveau de bruit, faible puissance dissipee, grande dynamique de sortie et bonne non-linearite integrale, mais ne sont pas encore capables d'assurer un niveau de fiabilite de fabrication suffisant. Nous abordons egalement le probleme de la simulation des mesfet a basse temperature. Les modeles manquant, nous avons employe pour la simulation des parametres spice extraits a la temperature de l'azote liquide. Finalement, nous avons approfondi la simulation du bruit des circuits analogiques et mis en evidence les problemes existant ainsi que les precautions a prendre afin de rendre la simulation spice du bruit plus fiable.

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Olomo, Ngongo Ambroise. "Synthèse et réalisation d'amplificateurs micro-ondes faible bruit et transimpedance par la méthode des fréquences réelles." Brest, 1992. http://www.theses.fr/1992BRES2021.

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Abstract:

Dans ce travail, nous presentons deux logiciels de synthese de quadripoles destines a la conception de dispositifs microondes tres large bande. Ils sont bases sur la methode des frequences reelles. Celle-ci, lorsqu'elle est associee a un algorithme d'optimisation, permet de concevoir les amplificateurs microondes faible bruit et transimpedance. Cette methode permet de resoudre le probleme de la double adaptation pour la conception des amplificateurs multi-etages. Elle prend en compte le caractere non-unilateral du transistor; aucune modelisation prealable des transistors n'est necessaire. Par consequent la connaissance des parametres de repartition et de bruit du transistor suffit pour la synthese des amplificateurs. Sur la base de cette technique, le premier logiciel, freel, a permis de concevoir un amplificateur faible bruit (ou le gain, le bruit et le tos sont optimises simultanement) a trois etages dans la bande 1. 15-1. 5 ghz. Cet amplificateur a donne lieu a une realisation en technologie hybride. Le deuxieme logiciel, trans, permet la synthese d'amplificateurs transimpedance qui sont souvent inclus dans un dispositif de reception sur fibre optique. Ici, le processus d'optimisation est applique a une fonction de transfert entre un injecteur de courant (photodiode) et une charge complexe. Un amplificateur transimpedance 2-8 ghz a ete concu a l'aide du logiciel trans. Dans les deux logiciels, la topologie des reseaux d'adaptation est optimale. La synthese de ces derniers peut etre obtenue en elements localises ou distribues

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Busquère, Jean-Pierre. "Développement et intégration de MEMS RF dans les architectures d'amplificateur faible bruit reconfigurables." Toulouse, INSA, 2005. http://www.theses.fr/2005ISAT0042.

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Abstract:

De nos jours, les modules hyperfréquences doivent de plus en plus présenter non seulement des performances électriques sans cesse améliorées mais aussi des fonctionnalités nouvelles ainsi que de fortes compacités, et des coûts de fabrication les plus réduits possibles. Les perspectives attractives apportées par l'utilisation des technologies SiGe permettent aujourd'hui d'envisager la réalisation de circuits intégrés jusqu'aux fréquences millimétriques tandis que, dans le même temps, le développement rapide des technologies MEMS RF permet de réaliser de nouvelles fonctionnalités au niveau des circuits radiofréquences. Dans la première partie de ce mémoire, nous proposons un concept d'amplificateur faible bruit reconfigurable en fréquence et basé sur l'association des technologies SiGe et MEMS RF. Conception et performances simulées des amplificateurs élaborés à la fois pour une intégration monolithique et une autre par fil de soudure sont alors présentées. La deuxième partie est entièrement consacrée à la conception et la réalisation des MEMS RF suivant les spécifications que nous avons établi lors de la première partie. Conception, réalisation et caractérisation des structures MEMS RF sont présentés, pour aboutir à l'obtention de performances situées à l'état de l'art pour des capacités autant séries que parallèles. La dernière partie, traite de l'assemblage entre les deux technologies MEMS et SiGe, avec trois études réalisées sur une intégration monolithique dite " Above IC ", un assemblage par fils de soudure et un assemblage Flip Chip. Au final, des modules de test assemblés sont présentés et caractérisés
Nowadays, high frequencies modules must present electric performances unceasingly improved but also, new functionalities as well as strong compactness, and manufacturing costs, which are more and more reduced. SiGe technologies enables to plan the realization of integrated circuits until the millimetre-length frequencies while, in the same time, the fast development of RF MEMS technologies makes possible to design new functionalities. Within the framework of this memory, we will present the development of a reconfigurable in frequency Low Noise Amplifier at HIPERLAN (5. 5 GHz) and BLUETOOTH (2. 45 GHz) frequencies, thanks to the specific association of the SiGe technologies developed by STMicroelectronics and RF MEMS elaborated at LAAS-CNRS. In the first part of this memory, we propose the concept of a reconfigurable in frequency Low Noise Amplifier, which is assembled in post-processing with RF MEMS varactors on the integrated SiGe circuit. Design and simulated performances of amplifiers integrated monolithically or through wire bonding are presented. The second part is entirely devoted to the design and the realization of RF MEMS, according to the different specifications defined previously. Electromagnetic and mechanical considerations and optimised process are presented. The RF MEMS characterization led to performances located at the state of the art for varactors. The last part is dedicated to the assembly of both MEMS and SiGe technologies. Monolithic (currently called Above IC), flip chip and wire bonding integrations have been studied. Finally the assembled test modules are presented and characterized

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Boutez, Corinne. "Amplificateurs cryogéniques faible bruit à base de transistors à hétérostructures de huate mobilité pour applications spatiales." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10010.

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Abstract:

Cette these traite des amplificateurs hyperfrequences faible bruit developpes dans le cadre d'applications spatiales. Une premiere partie est consacree a l'utilisation de ces amplificateurs en frequence intermediaire dans la chaine de reception : la conception et la realisation d'un amplificateur cryogenique faible bruit en bande x (8 - 12 ghz) est detaillee. Dans le cadre de cette etude, differents transistors a heterostructures de haute mobilite sur asga ont ete entierement caracterises : mesures statiques et hyperfrequences. L'option de l'utilisation de circuits d'accord de l'amplificateur en supraconducteurs a ete etudiee. Cette premiere partie a abouti a la realisation d'un amplificateur cryogenique faible bruit performant, ayant les performances de l'etat de l'art. Une seconde partie de ce travail de these a consiste a caracteriser des hemt sur inp a tres haute frequence (90 - 110 ghz) en parametres de bruit. Ces transistors seront utilises dans un amplificateur faible bruit a 119 ghz, en tete de reception dans le cadre d'un projet satellite. Pour cela, nous avons employe un modele de bruit extrinseque. Le developpement de differents bancs de mesure de bruit a permis d'extraire le modele de bruit de ces composants et ainsi de les caracteriser entierement. Ces differentes etudes ont permis une approche pratique des differents aspects lies au developpement d'amplificateurs faible bruit.

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Dupis, François. "Analyse temporelle et conception d'oscillateurs microondes a faible bruit de phase." Limoges, 1986. http://www.theses.fr/1986LIMO0001.

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Nguyen, Tran Linh. "Caractérisation et modélisation d'interconnexions et d'inductances en technologie BiCMOS : application à l'amplification faible bruit." Cergy-Pontoise, 2009. http://biblioweb.u-cergy.fr/theses/09CERG0445.pdf.

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Abstract:

Les communications mobiles mettent en œuvre des dispositifs analogiques et numériques. La partie analogique concerne l’émission, utilisant l’amplification de puissance, et la réception dont l'élément essentiel est l’amplificateur faible bruit qui doit amplifier le signal reçu de l'antenne en y apportant le moins de dégradation possible afin de reconnaître des signaux de plus en plus faibles. La technologie silicium est de plus en plus utilisée dans la conception des circuits intégrés micro-ondes car cette technologie offre aujourd’hui de très bonnes performances en haute fréquence. Cette technologie moins coûteuse que celles sur substrat III-V permet d’intégrer sur une même puce la partie numérique et la partie analogique. Cependant, les éléments déposés sur ce type de substrat, notamment les interconnexions et les éléments passifs, possèdent des caractéristiques parasites importantes, liées aux couplages électromagnétiques dans le substrat silicium. Dans le cadre de cette thèse, nous avons caractérisé des composants passifs (interconnexions et inductances) sur substrat silicium. À partir de l’évolution fréquentielle des paramètres électriques de ces composants, nous en déduisons des modèles électriques équivalents originaux qui font ressortir les phénomènes physiques sous-jacents. Nous proposons une méthode d’extraction qui permet d’obtenir analytiquement les éléments constituant chaque modèle, sans avoir recours à des méthodes d’optimisation. Les résultats obtenus sont ensuite appliqués à la conception d’un amplificateur faible bruit
Mobile communications involve analogue and digital elements. The analogue part relates usually to transmission, using a power amplifier while a low noise amplifier (LNA) plays an essential role in reception. This amplifier allows amplifying weak signal received from the antenna without degradation. Nowadays, silicon technology is frequently used in microwave since this technology possesses good performances at high frequencies and this low-cost technology offers a possibility to integrate on a same chip the analogue and digital part. However, due to electromagnetic coupling effects in the conductive substrate, elements disposed on this type of substrate like interconnections, passive elements have undesirable parasitic characteristics. In this thesis, we have thus characterized passive elements (interconnects and inductors) on a silicon substrate. Starting with the variation against frequency of the fundamental parameters, we introduce a new model for transmission lines and integrated inductors on a silicon substrate. The extraction of elements in the model is completely analytical without any optimization procedure. Finally, we apply the obtained results to an LNA design

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Sion, Arnaud. "Conception de sources à très faible bruit de phase pour les radars automobiles." Limoges, 2002. http://www.theses.fr/2002LIMO0058.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne la conception et la réalisation d'oscillateurs hyperfréquences à forte pureté spectrale utilisés dans les radars automobiles anticollisions. Pour réaliser ces oscillateurs en technologie MMIC, nous avons utilisé les différentes technologie de la société UMS (United Monolithic Semiconductors) et notamment des transistors PHEMT (filière PH25) et des transistors HBT (filière HB20P-O). Après un rapide tour d'horizon sur les différents types de radars, leurs avantages et inconvénients, nous mettrons en évidence la nécessité de développer un radar à émission continue à modulation de fréquence dit FM-CW. Le second chapitre présente les différentes sources de bruit existantes dans les semi-conducteurs et donne les sources de bruit présentes dans les transistors à effet de champ et HBT qui ont été utilisés lors des conceptions. Les différentes méthodes d'analyse du bruit dans les oscillateurs sont ensuite détaillées. Le troisième chapitre est consacré, après un rapide rappel théorique sur les oscillateurs, à la méthode de conception d'oscillateurs à faible coût développée au cours de ces travaux. Les différentes phases de la conception y sont présentées. Dans le dernier chapitre de ce mémoire, nous présentons les règles de conception que nous avons suivies pour minimiser le bruit de phase des oscillateurs ainsi que la réalisation et la caractérisation de plusieurs oscillateurs contôlés en tension

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Gourdon, Cyril. "Simulation en bruit et conception d'OCT MMIC à très faible bruit de phase pour applications automobiles et télécommunications." Limoges, 2006. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/ced5d94b-986c-4467-9955-25e9f001ce8b/blobholder:0/2006LIMO0070.pdf.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire concerne les oscillateurs hyperfréquences contrôlés en tension et réalisés en technologie MMIC. Ils sont utilisés dans les radars automobiles et dans des applications de télécommunications. Après la présentation des deux domaines d’utilisation des oscillateurs, nous nous intéressons au bruit de phase de l’oscillateur. La deuxième partie est consacrée à la présentation d’un modèle de bruit avancé pour la filière TBH InGaP/GaAs constitué de sources de bruit basse fréquence cyclostationnaires. Une filière de transistors TBH de la société UMS (United Monolithic Semiconductors) a été utilisée pour déterminer l’architecture de ce modèle afin qu’il permette de prédire précisément le bruit de phase des oscillateurs. Dans la troisième partie, nous présentons la méthode de conception et d’optimisation des performances d’oscillateurs contrôlés en tension en technologie MMIC et de configuration « pushpush ». Enfin, les résultats de simulations et de mesures obtenus, confirment la précision du modèle de bruit basse fréquence. De plus, les performances de plusieurs oscillateurs sont présentées et comparées aux OCT existants
The work presented in this memory is related to the microwaves voltage controlled oscillators (VCO). These VCO are used in the automobile radars and telecommunications applications. After the presentation of the two fields of application of the oscillators, we are interested in the phase noise of oscillators. The second part is devoted to the presentation of an advanced low frequency noise model of InGaP/GaAs HBT. The cyclostationary low frequency noise sources are justified. The whole noise model is implemented in the nonlinear HBT model used in the UMS foundry. In the third part, we have applied the design method and optimisation of performance of voltage controlled oscillators in MMIC technology and "pushpush" configuration. Finally, simulations and measurements results validate the proposed low frequency noise modelling of multi-fingers HBT. Moreover, performance of several oscillators are presented and compared with existing VCO

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Boujamaa, El Mehdi. "Interface faible consommation pour capteurs MEMS résistifs à faible sensibilité." Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20186.

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Abstract:

Durant ces vingt dernières années l'émergence des technologies MEMS a rendu possible l'intégration de capteurs au sein de systèmes complexes de taille réduite. Quelques-uns de ces capteurs se retrouvent dans des dispositifs tels que les téléphones mobiles, GPSs, ordinateurs portables… Il existe néanmoins une contrainte majeure, quand à l’utilisation de capteurs dans les applications fonctionnant sur batterie : leurs «consommation». En effet du fait de cette contrainte la plus part des capteurs développés de nos jours sont basés sur des modes de transduction capacitif limitant ainsi la consommation mais par la même occasion complexifiant lourdement la conception de l’élément sensible. Cette complexité de réalisation de l’élément sensible se répercute donc sur le prix du produit final. Le meilleur moyen de diminuer le prix de revient d’un capteur est l’utilisation d’une technologie de transduction qui permet de diminuer la complexité structurelle du capteur. La transduction résistive répond bien à ce problème, cependant les structures de conditionnement de signal les plus utilisées dissipent une puissance excessive. Cette thèse propose donc l’étude d’une structure électronique faible bruit / faible consommation innovante (le pont Actif) permettant le conditionnement de signaux issus de capteurs résistifs. Les critères d’évaluation du pont actif sont ici le gain, le bruit intrinsèque de l’électronique (facteur limitant de la résolution) et, le plus important, la consommation globale du capteur (éléments sensible + électronique de traitement)
Since resistive sensors exist, the Wheatstone bridge has been the most commonly used conditioningand read-out architecture. Even with the development of MEMS in the last decade, the Wheatstonebridge remains the preferred solution to transpose a physical magnitude into the electrical domain assoon as a resistive transduction method is used. Nevertheless the Wheatstone bridge introduces amajor issue for low-power sensors, the dependence of resolution to power consumption. Moreover,the output signal is directly proportional to the supply voltage. Finally, power consumption is theprice to pay for high resolution in a Wheatstone bridge.Low-power requirement, in mobile applications, is probably one of the main reasons to explain whycapacitive transduction has been preferred for many MEMS. Indeed, even if the fabrication process isoften more complex than for resistive sensors, the power consumption of capacitive transduction isfar below the one of dissipative resistor-based sensors.In order to extend the potential application of resistive MEMS, a power-efficient interface circuit isrequired. My PhD thesis deals with the design and manufacturing of an innovative conditioning andread-out interface for resistive MEMS sensor. The proposed structure includes a digital offsetcompensation for robustness to process, voltage, temperature variations, and/or analog to digitalconversion. Results demonstrate good resolution to power consumption ratio and a good immunityto environmental parameters. Experimental results on a fully integrated CMOS/MEMS sensor finallydemonstrate the efficiency of this promising read-out architecture called The active bridge

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Samnouni, Mohammed. "Fabrication et caractérisation du HEMT InP pour amplification faible bruit THz." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1I103.

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Abstract:

Les avancées des technologies III-V permettent aujourd’hui de concevoir des composants électroniques fonctionnant en gammes millimétrique et submillimétrique (fréquences Terahertz) pour répondre aux besoins émergeants du marché des télécommunications et de l’électronique à destination de différents secteurs industriels. L’électronique THz trouve des débouchées importantes dans les applications d’imagerie, entre autres pour la sécurité et les communications sans fils ultra haut débit (5G plus).La technologie des transistors HEMT InP a connu ces dernières années un progrès remarquable dans la réalisation des circuits intégrés à très hautes fréquences (fréquence de fonctionnement à 1 THz) et de faible bruit. Peu d’acteurs mondiaux de la microélectronique (aucun en France) ont établi des performances atteignant ces fréquences THz. Nous proposons de développer une technologie répondant à cette demande.Dans ces travaux de thèse, nous proposons de développer des HEMT InAlAs /InGaAs/InAs sur substrat d’InP de fréquence de coupure THz pour amplification faible bruit dans les systèmes de réception-détection THz. Nous avons pour cela optimisé la structure semiconductrice utilisée afin d’obtenir un meilleur compromis mobilité/charges électroniques. Nous avons également apporté des modifications géométriques (longueur de grille, taille du recess et espacements des électrodes du transistor) qui ont permis d’augmenter considérablement les fréquences de fonctionnement du transistor. Nous avons réalisé des mesures de paramètres S jusque 750 GHz et en bruit jusque 110 GHz, afin de valider les optimisations technologiques apportées à la structure HEMT
Progress of III-V technologies are now making it possible to design electronic components operating in the millimeter and sub-millimeter wave range (THz) are facing the needs of the telecommunications and electronics market for various industrial sectors. The technology of InP High Electron Mobility Transistor (HEMT) allowed in recent years a remarkable progress in the realization of integrated circuits at very high frequencies (operating frequency at 1 THz) and low noise. Few world players in microelectronics (none in France) have established performances reaching these THz frequencies. We propose to develop a technology that meets this demand.We propose to develop InAlAs /InGaAs/InAs HEMT with THz cutoff frequency and low noise, mainly for reception-detection THz electronic system. The work will therefore focus on the determination of an optimal epitaxial structure using InAlAs/InGaAs/InAs materials by performing Hall effect measurements of several heterostructures, in order to determine the layer offering a better mobility / electronic charges tradeoff. The modifications of the transistor geometry (gate length, recess size and the spacings of the electrodes of the transistor) made it possible to considerably increase the operating frequency of the transistor. We achieved the characterizations of S-parameters up to 750 GHz and noise up to 110 GHz, in order to validate the technological optimizations

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Vanabelle, Éric. "Filtres actifs et amplificateur faible bruit monolithiques à 22GHz en technologie P-HEMT destinés à la télévision haute définition." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-287.pdf.

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Abstract:

A l'instar du téléphone mobile, la télévision haute définition est devenue depuis quelques années le secteur des télécommunications aux percées les plus spectaculaires. La bande de fréquences 21,4-22 GHz a été attribué à la radiodiffusion par satellite de télévision haute définition en 1992. Le travail présente dans ce mémoire est consacré à la réalisation d'un filtre actif à haute sélectivité fréquentielle en vue d'une intégration au sein d'un transpondeur de satellite. Afin de répondre aux critères de performance et de fiabilité intrinsèque à ce type de réalisation, le composant utilise est le HEMT (High Electron Mobility Transistor) de longueur de grille 0,2 m. Les circuits ont été réalisés par la fonderie PML (Philips Microwave Limeil). L'état de l'art sur les filtres permet de constater qu'une topologie à base d'inductances actives est appropriée en vue de répondre au cahier des charges imposé. Ce mémoire présente dans une première partie la conception et la caractérisation d'une inductance active faibles pertes à 22 GHz. Cette structure a permis d'obtenir un coefficient de qualité élevé (2800) accordable en fonction de la tension appliquée et un faible facteur de bruit compte tenu de la topologie retenue. Les performances obtenues avec l'inductance active étant conformes aux prévisions, l'étape suivante fut la conception du filtre actif à partir d'inductances actives. Le filtre actif possède une bande passante de 60 MHz à la fréquence de 22 GHz, une réjection hors bande supérieure à 20 dB, une stabilité inconditionnelle et un faible facteur de bruit. Afin de diminuer le facteur de bruit du filtre actif, un amplificateur faible bruit dans la bande 21,4-22 GHz a été conçu et caractérisé sous pointes et en boîtier. Enfin, nous concluons ce mémoire par une présentation de la chaîne émission-réception par satellite de la TVHD et nous développons les perspectives de ce travail.

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Tsouli, Mohammed. "Conception, réalisation et caractérisation d'amplificateurs a faible distorsion non-linéaire a base de transistors bipolaires à hétérojonction pour communications spatiales." Toulouse 3, 1994. http://www.theses.fr/1994TOU30132.

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Abstract:

Ce travail porte sur la conception, la realisation et la caracterisation d'amplificateurs hyperfrequences de puissance en technologie bipolaire a heterojonction gaalas/gaas pour communications spatiales. Les travaux debutent par l'analyse des besoins en composants pour les communications spatiales. La comparaison, des performances du transistor bipolaire a heterojonction (tbh) gaas avec celles du transistor bipolaire silicium et des transistors a effet de champ gaas est presentee. Par la suite, un modele electrique non lineaire et thermoelectrique du tbh est etabli, en utilisant les methodes classiques de caracterisation statique et dynamique. Les problemes de stabilisation du tbh en temperature ont ete traites et les valeurs des resistances de stabilisation ont ete optimisees, en utilisant une analyse tridimensionnelle complete, couplee avec le modele thermoelectrique tenant compte des proprietes specifiques du tbh. Une etude de stabilite utilisant des circuits de contre reaction sans pertes a ete menee. Une contre reaction serie capacitive a permis d'obtenir une stabilite inconditionnelle, dans toute la bande de frequence, pour un transistor de moyenne puissance monte en base commune. De meme, nous avons mis au point une contre reaction parallele utilisant un quadripole sans pertes, permettant de stabiliser un transistor en emetteur commun, tout en ameliorant son gain dans la bande d'utilisation. La modelisation et le travail d'optimisation sur le composant ont ete concretises par la conception de deux amplificateurs de puissance en bande c pour antenne active: un amplificateur hybride de moyenne puissance et un amplificateur monolithique de puissance a trois etages. Le transistor de puissance de l'amplificateur monolithique comporte 128 doigts d'emetteur avec une longueur totale d'emetteur de 2. 56 mm. L'espacement entre les doigts d'emetteur et la resistance de stabilisation sur chaque doigt ont ete optimises dans le but d'uniformiser la distribution de la temperature

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Chambon, Cédric. "Etude du bruit électrique dans les dispositifs fonctionnant en régime non linéaire. Application à la conception d'amplificateurs micro-ondes faible bruit." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00206284.

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Abstract:

Le travail présenté dans cette thèse est centré sur l'étude du bruit hyperfréquence lorsque les composants et circuits actifs sont soumis à de forts signaux. Ceci peut être le cas des amplificateurs faible bruit utilisés dans les récepteurs large bande qui seront désensibilisés. Les mélangeurs et les oscillateurs sont aussi à considérer. La première partie de cette thèse est consacrée à la présentation d'un modèle comportemental permettant de prévoir notamment l'interaction entre un signal sinusoïdal et un bruit blanc. Le modèle théorique est confronté avec des mesures effectuées pour différentes conditions de fonctionnement et l'accord obtenu est satisfaisant. Plusieurs amplificateurs sont ainsi comparés et le modèle comportemental est utilisé pour étudier leur bruit propre. La seconde partie aborde les techniques de mesure développées au cours de nos travaux pour mesurer le facteur de bruit et les paramètres de bruit de dispositifs micro-ondes en présence d'un fort signal. Nous proposons ensuite une méthode originale permettant de déterminer les quatre paramètres de bruit de transistors et d'amplificateurs fonctionnant en régime non-linéaire. Les résultats obtenus sont comparés de manière indirecte avec des mesures de bruit de phase résiduel. La dernière partie concerne la conception d'amplificateurs faible bruit en régime de fonctionnement non-linéaire. Différents transistors bipolaires sur silicium ont ainsi été caractérisés et un facteur de mérite a été trouvé de manière à choisir le meilleur composant en terme de facteur de bruit et de linéarité. Finalement les résultats de simulation démontrent l'intérêt de concevoir des circuits faible bruit qui fonctionnent en régime fortement non-linéaire.

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Maxin, Jérémy. "Oscillateurs optoélectroniques largement accordables et faible bruit pour les applications radar." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2727/.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est le développement de deux architectures d'oscillateurs optoélectroniques (OEO) afin de générer des signaux microondes très stables pour des applications radar. Les nouvelles génération de radar et de systèmes de guerre électronique requièrent le développement de nouvelles sources de signaux microondes très stables. La première architecture réalisée consiste à stabiliser le signal d'un laser bifréquence avec une boucle à verrouillage de fréquence optique. L'étude théorique et expérimentale du système a permis d'améliorer significativement la pureté spectrale du signal délivré par le laser. Implémenté avec une fibre optique de 100 m de long, l'oscillateur présente un bruit de phase de -105 dBc/Hz à 10 Hz de la porteuse avec une accordabilité de 2,5 à 5,5 GHz par pas de 2 MHz. Ces résultats correspondent aux limites techniques fixées par les composants hyperfréquences utilisés pour la boucle de stabilisation. L'implémentation de la boucle avec deux retards optiques en parallèles ou avec un anneau de fibre résonant comme retard optique est également étudiée. La seconde architecture développée est un oscillateur optoélectroniques couplé (COEO). Celle-ci, similaire à celle d'un laser à verrouillage de modes régénératif, résulte de l'imbrication d'une cavité laser à modes bloqués et d'une cavité optoélectronique résonante. Le développement du laser autour d'un amplificateur optique à semiconducteur (SOA) à semelle permet de tirer parti d'une puissance de saturation élevée et du faible bruit inhérent à ces composants. Nous mesurons avec ce dispositif une densité spectrale de puissance de bruit de phase de -135 dBc/Hz à 10 Hz de la porteuse à 10 GHz
The objectives of this thesis is the developement of two optoelectronic oscillator architectures dedicated to the generation of low noise microwave signals for radar applications. The first oscillator is based on the stabilization of the beatnote of a widely tunable dual-frequency laser with an optical fiber delay line. A fine analysis of the stabilization loop implemented with a 100 m long optical fiber allowed us to reach the technical limit fixed by the loop microwave amplifiers. The oscillator is tunable from 2. 5 to 5. 5 GHz by 2 MHz steps and present a phase noise power spectral density of -105 dBc/Hz at 10 kHz offset from the carrier (performance independent of the carrier frequency). The use of two optical fibers in a double delay lines architecture and of a fiber ring resonator as a delay line are also investigated. The second architecture developed is a coupled optoelectronic oscillator (COEO). The architecture, similar to a regenerative mode-locked laser, is realized by coupling a resonant laser cavity to a resonant optoelectronic loop. The developpement of this oscillator is based on a new architecture of SOA : an asymmetrical cladding semiconductor optical amplifier. This component offers better saturation power and lower intrinsic noise than the classical design. The COEO operates around 10 GHz. A phase noise power spectral density of -135 dBc/Hz is measured at 10 kHz offset from the carrier

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Roubadia, Régis. "Conception de PLL à large bande passante et faible bruit de phase en technologie CMOS submicronique." Montpellier 2, 2007. http://www.theses.fr/2007MON20116.

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Boyavalle, Christophe. "Conception de récepteurs à faible bruit dans le domaine millimétrique en étudiant le bruit électrique dans les circuits non linéaires micro-ondes." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10216.

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Abstract:

Dans tout systeme de communication, le signal transportant l'information de l'emetteur au recepteur se trouve au cours de sa propagation denature par divers bruits. Aussi, la reception et le traitement de signaux de faibles puissances, necessitent l'utilisation de moyens techniques appropries pour favoriser la diminution du bruit. Dans cette perspective d'immunite au bruit, nous avons presente dans ce memoire la realisation de recepteurs a faible bruit dans le domaine millimetrique, en etudiant le bruit dans les circuits non lineaires afin de minimiser le bruit du melangeur. S'appuyant sur la synthese des differents modes et architectures de melange, et sur l'etude du bruit dans les melangeurs, differentes fonctions de melange ont ete concues en optimisant le facteur de bruit, les niveaux d'intermodulation, la consommation et la taille du circuit. L'etape ultime de cette demarche nous a conduit a la realisation d'un circuit multifonctions en accord avec la description d'une chaine de reception. Ce circuit se compose d'un doubleur de frequence pour l'acces de l'oscillateur local, et d'un melangeur doublement equilibre a fets froids associe a un amplificateur fi. Cette realisation a demontre la faisabilite de circuits complexes dans le domaine millimetrique. L'excellente concordance entre les resultats de simulations et les mesures des differents circuits realises, montre la validite des modeles non lineaire de transistor que nous avons elabores. De plus, compte tenu des resultats obtenus sur les circuits quad5 (melangeur doublement equilibre) et dl28 (circuit multifonctions) leur phase d'industrialisation a ete engagee. Enfin, la production de tels circuits offre des perspectives de vente a grande echelle, avec des objectifs de faible cout en terme de surface et de consommation.

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Bary, Laurent. "Caractérisation et modélisation du bruit basse fréquence de composants bipolaires micro-ondes : application à la conception d'oscillateurs à faible bruit de phase." Toulouse 3, 2001. http://www.theses.fr/2001TOU30204.

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Ntagwirumugara, Etienne. "Co-intégration d'un filtre à ondes de surface avec un amplificateur d'entrée de faible bruit sur Si pour téléphone mobile." Valenciennes, 2007. http://ged.univ-valenciennes.fr/nuxeo/site/esupversions/4bd689b6-f6f2-4c58-8579-cd72bb25debf.

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Abstract:

L’étude présentée dans cette thèse porte sur l'analyse d'un filtre en échelle co-intégré avec un amplificateur faible bruit (LNA) en technologie CMOS dans une gamme de fréquence autour de 945-MHz. L’étude théorique du filtre a été réalisée en utilisant en premier lieu la méthode des modes couplés mais aussi en appliquant le circuit équivalent RLC du résonateur. Le filtre a été développé sur une structure constituée d'un film de ZnO et d'électrodes en aluminium (Al) sur un substrat de silicium (Si) avec une métallisation en Ti. Ce filtre se compose de six résonateurs sur le même port. Les résultats théoriques et expérimentaux ont été analysés. Un amplificateur entièrement co-intégré avec ce filtre destiné à l'utilisation dans un récepteur mobile (GSM), a été mis en application dans un processus standard de 0,35µm en technologie CMOS. Les résultats de la simulation pour la conception de l’ensemble filtre-LNA avec un amplificateur utilisant quatre types d’inductances de coefficients qualité différents ont été présentés. Notre étude nous permet d’affirmer qu’aujourd’hui, on peut faire la co-intégration des deux composants. En final, nous présentons l’implantation de l’ensemble filtre-LNA
The study presented in this thesis relates to the analysis of a ladder-type filter co-integrated with a CMOS low noise amplifier (LNA) in the frequency band around 945-MHz. The theoretical study of the filter was carried out by using initially the coupling of modes model (COM) but also by applying equivalent circuit RLC of the resonator. The filter was developed on a structure with three layers of a ZnO film and aluminium (Al) electrodes on a silicon (Si) substrate with a Ti for metallization. This filter is composed of six resonators on the same port. The theoretical and experimental results were analyzed. An amplifier low noise entirely co-integrated with this filter intended for the use in a global system mobile(GSM) receiver, was implemented in a standard process of 0,35µm in technology CMOS. Design procedure and simulation results of filter-LNA unit by using an amplifier with four types of inductances of different quality factors (Q) were presented. Our study enables us to affirm that today; we can make the co-integration of the two components (filter with LNA). Finally, we present the layout of the filter-LNA unit

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Tapfuh, Mouafo Joseph. "Etude d'amplificateurs faible niveau à haute linéarité en technologies intégrées HEMT AsGa pour applications spatiales." Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/82c545c3-edac-49d5-a891-3f4fbc7ceba0/blobholder:0/2008LIMO4056.pdf.

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Abstract:

Dans ce mémoire, nous examinons en détail les différentes méthodes d'évaluation de la linéarité dans les amplificateurs. Une analyse mathématique par séries de Volterra, basée sur le schéma équivalent d'un transistor HEMT nous a permis de dégager les différents paramètres qui influencent la linéarité d'un amplificateur faible niveau, notamment, son point de polarisation et ses impédances de charge. Ainsi, l'optimisation de la linéarité ne passe plus par l'optimisation du P1dB comme dans le cas des amplificateurs de puissance, mais sur l'optimisation de la charge des transistors du dernier étage à partir des données issues d'une mesure load-pull bi-porteuse visant à maximiser directement le C/I3 pour une puissance de fonctionnement nominale. Cette approche permet de palier à l'absence de modèle non-linéaire fiable pour prédire l'intermodulation à bas niveau de puissance de fonctionnement et d'optimiser la linéarité à partir d'une simple simulation linéaire robuste, fiable et rapide
This work presents an analysis of low-level and high linearity amplifier circuits, and proposes solutions in order to optimise the ratio between high linearity and low consumption (IP3/Pdc). Different methods to evaluate linearity in amplifier has been studied. Mathematical analysis with Volterra series based on equivalent circuit of HEMT transistor allows us to highlight different parameters influencing linearity in low amplifier, in particular, bias point and load impedances. Hence, linearity optimisation does not involve optimisation of output power at 1 dB gain compression, as for high power amplifier, but optimisation of load of transistor for the last stage, using data from 2 tones load-pull measurement, in order to maximise the C/I3 ratio for a given output power. This approach allow us to bypass the lack of reliable non-linear model of transistor for an accurate IM3 prediction, and help to optimise the linearity using a simple, fast and robust linear simulation

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Rhouni, Amine. "Étude de fonctions électroniques en technologie ASIC pour instruments dédiés à l’étude des plasmas spatiaux." Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066593.

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Abstract:

Le développement des instruments destinés à être embarqués à bord de satellites et de sondes spatiales permet d’étudier, in situ, les relations soleil Terre et plus généralement le vent solaire et les environnements ionisés planétaires. L’étude de ces phénomènes nécessite la combinaison d’instruments permettant de caractériser à la fois les ondes et leurs particules. Nous nous sommes intéressés à l’intégration de l’électronique des instruments spatiaux, et notamment la chaine d’amplification analogique de magnétomètres à induction et la chaîne d’amplification / discrimination de détecteurs de particules, en technologie standard CMOS 0. 35μm. Un travail important sur les structures d’amplifications a été mené afin de réduire considérablement la consommation et augmenter la sensibilité de la chaine électronique de traitement du détecteur de particules. Ainsi, la faisabilité d’une électronique intégrée multivoie pour l’analyseur de particules à optique hémisphérique contenant jusqu’à 256 pixels a été prouvée. Réduire le niveau de bruit en basse fréquence (de quelques 100 mHz à quelque 10 kHz) des circuits à base de composants MOS a toujours été une tache fastidieuse, puisque ce type de composants n’est à la base, pas destiné à une telle gamme de fréquence. Il a été donc nécessaire de concevoir des structures d’amplification originales par la taille non habituelle, voir à la limite autorisée par les procédés de fabrication, de leur transistors d’entrée. Les résultats obtenus lors des tests de validations et en radiations sont très satisfaisants. Ils permettent d’ouvrir une éventuelle voie pour l’électronique intégrée au sein de l’instrumentation spatiale
The development of instruments to be embedded on board satellites and space probes allows to study, in situ, the earth and sun relationships and more generally the solar wind and planetary ionized environments. The study of these phenomena requires a combination of instruments to characterize both waves and particles. We are interested in the integration, in a standard technology CMOS 0. 35 μm, of space instruments electronic, especially the analogue amplification chain of induction magnetometers and the amplification / discrimination chain of particle detectors. Important work on amplification structures was carried out in order to significantly reduce consumption and increase the sensitivity of the processing electronic chain for the particle detector. Thus, the feasibility of an integrated multichannel electronic for the particle analyser using a hemispherical electrostatic optical and containing up to 256 pixels, has been proven. Reducing the low frequency noise level in circuits based on MOS devices has always been a tedious task, since this type of components is the basis, not intended for such a range frequency. It was therefore necessary to design original amplification structures by the not usual size of their input transistors. This solution has significantly reduced the input equivalent noise of magnetometers amplification electronic. The advantage of using CMOS technology is the low current noise, the low power consumption and the overcrowding problem resolving. Obtained results in validation and radiation tests are very satisfactory. They can open the way for a possible integrated electronic in space instrumentation

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Belquin, Jean-Maxence. "Développement de bancs de mesures et de modèles de bruit de HEMT pour la conception de circuits "faible bruit" en gamme d'ondes millimétriques." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10035.

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Abstract:

L'accroissement du nombre d'applications dans le domaine des ondes millimetriques, necessite l'etablissement d'outils de simulation precis et fiables. Par consequent, le principal objectif de ce travail est l'etablissement de modeles lineaires incluant le bruit hyperfrequence des h. E. M. T. De longueur de grille largement sub-micronique valides jusqu'aux ondes millimetriques. Ceci a necessite le developpement de bancs de mesures de parametres s et de facteur de bruit sous pointes. La premiere partie traite de la mesure de bruit de la gamme d'ondes centimetriques jusqu'aux millimetriques. Les principaux aspects de cette partie, concernent la mesure de bruit en gamme d'ondes millimetriques ainsi qu'une nouvelle methode de caracterisation en bruit des transistors a effet de champs. Le deuxieme chapitre traite de la representation petit signal des hemt. Les principales conclusions de ce travail montrent qu'il est possible d'obtenir les parametres s et de bruit avec une precision acceptable en gamme d'ondes millimetriques a partir de modeles simples etablis a partir de caracterisations a de plus basses frequences. Cette partie s'attache aussi a la comparaison des deux approches en gamme d'ondes millimetriques. La troisieme partie considere les modeles de bruit pour la conception de circuits faible bruit en gamme d'ondes millimetriques. Nous montrerons donc un nouveau modele de bruit pour les hemt et un modele complet pour la realisation de circuits a base de hemts. Ce travail montre qu'on peut realiser une modelisation precise en gamme d'ondes millimetriques des parametres de bruit et des parametres s a partir de mesures effectuees en gamme d'ondes centimetriques.

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Cerasani, Umberto. "Modélisation et optimisation d'un émetteur-récepteur faible bruit pour implants cochléaires." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4093/document.

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Abstract:

Les implants cochléaires permettent aux personnes atteintes de surdité profonde de percevoir des sons. La modélisation comportementale de la partie externe de l’implant a été réalisée avec le logiciel Matlab. L’étude du canal de transmission et sa modélisation utilisant des modèles électriques de tissus biologiques a été ensuite effectuée ainsi que l’étude du niveau de bruit introduit par le canal. Deux types de modulations différentes sont réalisés à l’émission chacune nécessitant un oscillateur. L’étude théorique et la création d’un nouveau modèle afin d’évaluer le bruit de phase ont été proposés. L’extraction du jitter à partir du bruit de phase et son impact sur la chaine de réception complète a été estimée. La compréhension précise et la modélisation des différentes parties de l’oreille humaine qui conduisent à la stimulation des terminaisons nerveuses sont décrites. Par la suite nous avons développé un nouveau modèle mécanique de l’organe de Corti et du déplacement des stéréociles, que nous avons validé à l’aide de données provenant d’expériences physiques. La modélisation mathématique de la synapse entre les cellules ciliées et les fibres nerveuses a été réalisée, afin d’obtenir le stimulus électrique relatif à un son perçu quelconque. De plus un nouveau modèle analogique décrivant la propagation de l’information nerveuse a été développé. En se basant sur la spectroscopie d’impédance électrochimique des tissus biologiques, nous avons créé un modèle électrique du fil d’électrodes inséré dans la cochlée
Cochlear implants are used by severely deaf people for partial hearing sensation. Behavioral modeling of the external part of the cochlear implant was first performed using the software Matlab. Then the propagation channel was modeled using electrical analogy of the biological tissues. Noise extraction of the propagation channel was performed in order to obtain the specifications for the RF receiver. Two types of diverse modulations are performed in the transmitter each one requiring an oscillator. The theoretical study and the creation of a new model allowing phase noise estimation is also proposed in this document. Jitter estimation from phase noise was performed and significantly impacted the overall chain transmission, suggesting oscillators blocks optimization. The accurate heterogeneous modeling of the various part of the internal ear leading to auditory nerve excitation was developed. Then a new mechanical equivalent of the organ of Corti and stereocilia displacement was developed and confirmed by physical experiments. The synapse between the hair cells and nerve fibers was mathematically modeled, in order to obtain the electrical stimulus of the auditory nerve associated with a random sound stimulus. Furthermore a new analog model of the nerve fiber information propagation was realized in order to obtain a realistic electrical analogy with nerve fiber depolarization propagation. Based on impedance spectroscopy biological tissue characterization, we proposed a new electrical analogy of the system composed of the electrodes inserted inside the cochlea

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Kerherve, Eric. "Conception et réalisation d'amplificateurs microondes faible bruit à éléments distribués par la méthode simplifiée des fréquences réelles." Bordeaux 1, 1994. http://www.theses.fr/1994BOR10611.

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Abstract:

Cette these traite de la synthese d'amplificateurs micro-ondes faible bruit a elements distribues. Cette synthese est basee sur la methode simplifiee des frequences reelles associee a un algorithme d'optimisation. Elle prend en compte les elements de polarisation et de contre-reaction du transistor. Apres quelques rappels fondamentaux sur le transistor a effet de champ en arseniure de gallium, cette presente le formalisme adopte pour l'analyse des reseaux complexes que sont les circuits de polarisation d'un transistor. Le chapitre consacre a l'analyse du bruit d'un amplificateur micro-onde est suivi d'une presentation detaillee de la methode simplifiee des frequences reelles. Apres l'analyse des contraintes technologiques liees a l'utilisation des lignes micro-ruban, les resultats de la simulation de trois amplificateurs micro-ondes faible bruit a elements distribues sont presentes. Deux de ces trois amplificateurs ayant fait l'objet de realisations experimentales, les resultats des mesures pratiquees sont presentes et commentes dans un dernier chapitre

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Palan, Bohuslav. "Conception de microcapteurs pH-ISFET faible bruit et d'inductances intégrées suspendues à fort facteur de qualité Q." Grenoble INPG, 2002. http://www.theses.fr/2002INPG0023.

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Amrouche, Faïza. "Analyse, conception et réalisation de mélangeurs micro-ondes faible bruit à transistor à effet de champ HEMT." Poitiers, 2004. http://www.theses.fr/2004POIT2350.

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Abstract:

Les systèmes de communications micro-ondes connaissent actuellement un formidable essor. Un rôle clé est dévolu, tant en émission qu'en réception, aux mélangeurs qui servent à transposer le signal utile véhiculant l'information. Les travaux effectués dans ce mémoire portent sur l'étude du bruit non-linéaire dans les mélangeurs. L'objectif principal est la réduction du facteur de bruit. Pour cela, une première approche a été faite par l'élaboration d'une formulation analytique pour le calcul du facteur de bruit. En seconde approche, un modèle non-linéaire de bruit a été implanté sur le simulateur d'équilibrage harmonique et une méthode de simulation a été proposée. Des caractérisations fines de transistors ont été effectuées pour l'extraction du schéma équivalent. Deux circuits hybrides ont été réalisés : le premier avec une optimisation en gain, le second optimisé en bruit. Une réduction de 4 dB sur le facteur de bruit a été observée pour un mélangeur fonctionnant en bande X
In the communication systems, the mixer is an essential element as well with the level of the emission (Up-converter), as on the level of the reception (Down-converter). The principal objective of this work is to reduce the noise figure in the microwaves mixers. For that, an analytic expression is developed to predict the noise performance of the gate mixers. In second approach, a non-linear model of noise was established and implanted in the harmonic balance simulator. The simulation method is also proposed. The measured non-linear elements of equivalent model are interpolated to provide a description of the HEMT's nonlinearitie. Two HEMT gate mixers for X band applications have been designed. The configuration of the first one enables a high conversion gain. The second one is designed to reduce the noise figure. It is shown that the noise figure is reduced of 4 dB in the low noise mixer circuit. Good agreement is obtained between simulated, calculated and experimental noise figure

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Dissertations / Theses on the topic 'Amplificateurs faible bruit – Conception'

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