Academic literature on the topic 'Circuits non-linéaires'

Ce travail propose une etude de l'optimisation des circuits non lineaires microondes, a partir d'un logiciel d'analyse non lineaire de type equilibrage harmonique. L'architecture de ce dernier permet d'inserer de nouvelles fonctionnalites telles qu'un processus d'optimisation. On montre comment choisir une fonction objectif appropriee afin de trouver l'optimum d'une performance d'un circuit tel qu'un amplificateur de puissance. Un choix est aussi effectue entre toutes les methodes d'optimisation classiques, afin de selectionner qui prend le mieux en compte les particularites de l'analyse non lineaire. Ce logiciel pourra evoluer afin d'optimiser d'autres dispositifs non lineaires microondes et de s'adapter aux exigences croissantes des concepteurs de circuits

Cette contribution à la théorie des systèmes non linéaires et à la théorie des circuits en particulier est basée sur l’utilisation des séries génératrices en variables non commutatives. Les fondements mathématiques de cette nouvelle théorie sont rappelés dans le chapitre I. L'utilisation des développements fonctionnels n'est pas nouvelle; mais ici, grâce à la nature algébrique des développements utilisés, un outil informatique, décrit dans le chapitre III, a pu être développé. Il s'agit de FANEC,- Functional Analysis of Nonlinear Electronic Circuits. On montre qu'en utilisant le langage LISP, il est possible de développer un calcul opérationnel pratique pour les circuits non linéaires, qui généralise le calcul standard de Heaviside pour les systèmes linéaires. Avant d'exposer ces méthodes de calcul effectif, des règles préliminaires sur la topologie du circuit étudié, permettant d'affirmer l'existence de tels développements, ont été dégagées dans le chapitre II. Les chapitres suivants sont consacrés à l'analyse proprement dite des systèmes non linéaires. On montre d'abord sur des exemples pratiques comment peut s'effectuer systématiquement l'analyse transitoire ou permanente lorsque des entrées typiques déterministes (harmoniques, Dirac, échelons,. . . ) sont introduites ou encore comment déduire des propriétés statistiques en présence d'une entrée aléatoire. Dans le cas de l'analyse transitoire, la méthode proposée st une alternative aux techniques d'association de variables qui sont difficiles à mettre en œuvre informatiquement. L'aisance de la programmation de tous les algorithmes symboliques présents dans ce travail, joint à l'avènement d'ordinateurs puissants, nous laissent penser que l'ingénieur électronicien pourra disposer dans le futur d'outils flexibles lui permettant d'analyser et d'optimiser les circuits non linéaires.

La modelisation electrique des transistors a effet de champ (fet, hemt) pour la cao des circuits lineaires et non lineaires constitue le theme essentiel de notre travail. La modelisation electrique des composants semi-conducteurs est aujourd'hui la solution adoptee pour la cao des circuits hyperfrequences. Differentes techniques de mesure et de modelisation doivent etre mises en uvre afin de prevoir le comportement des composants. La caracterisation impulsionnelle des sources de conduction et des parametres s est la methode experimentale la plus adequate. L'activite principale de la modelisation electrique consiste a obtenir une topologie de description des composants ainsi que des methodes d'extraction des elements qui soient efficaces et precises. Notre etude nous a permis de determiner un nouveau modele electrique faible signal des transistors a effet de champ qui constitue une representation plus intuitive de son comportement electrique. Ce nouveau schema equivalent permet de modeliser aussi les sources de bruit de diffusion. Une methode d'extraction du modele faible signal a ete mise au point permettant de respecter la coherence du modele complet et les conditions particulieres de fonctionnement. Une approche non lineaire, non quasi statique, permettant la conservation de la charge et elle aussi coherente avec les conditions de fonctionnement hyperfrequence du composant a effet de champ, a ete etablie a partir de mesures impulsionnelles. Nous evoquons en conclusion l'extension qui peut etre donnee aux travaux presentes en vue de l'obtention de modeles plus fiables pour la cao des circuits hyperfrequences

La conception de circuits micro-ondes non lineaires s'est developpee de maniere considerable durant ces dernieres annees. Des composants ont ete simules et des methodes d'analyse ont ete mises en uvre pour atteindre les performances desirees. De plus, une etape d'optimisation s'est averee necessaire car la theorie des circuits non lineaires ne permet pas d'indiquer de prime abord les topologies optimales correspondant a une fonction non lineaire donnee. Comme l'optimisation a topologie fixee n'est pratiquement utilisee que pour optimiser un seul element a la fois, c'est vers l'optimisation d'un composant selon sa caracteristique, sans imposer de topologie, que s'orientent les recherches. Le principe est de fixer les tensions a l'entree du composant non lineaire afin de determiner les courants optima et par la meme les charges optimales correspondantes. Cependant, cette approche est numerique et donc specifique a chaque type de fonction non lineaire a optimiser. Nous avons alors developpe une approche d'optimisation similaire puisqu'elle consiste a determiner les charges optimales de l'element actif sans topologie imposee. L'interet de la methode reside dans le fait que la demarche est analytique, donc independante de la fonction non lineaire a optimiser. Elle se base sur la determination, dans l'espace des puissances, d'une surface appelee surface caracteristique renfermant toutes les puissances permises aux portes de l'element non lineaire afin d'en deduire les puissances optimales et par la meme les charges optimales correspondantes. Appliquee aux multiplicateurs de frequence, notre approche a donne des resultats satisfaisants

Les alimentations électriques à découpage sont des systèmes fortement non-linéaires qui peuvent naturellement présenter un comportement chaotique. Dans un premier temps, nous étudions le contrôle du chaos, c'est-à-dire un moyen d'éliminer le chaos, grâce à une commande à mode glissant. Toutefois, l'introduction volontaire du chaos dans ces systèmes présente l'avantage de réduire leurs émissions d'interférences électromagnétiques, mais au détriment d'une augmentation de l'ondulation de leur tension de sortie. Nous proposons alors une nouvelle méthode de contrôle non-linéaire induisant du chaos et permettant à la fois de limiter les émissions spectrales et d'assurer une faible ondulation de la sortie. Nous introduisons ensuite une commande binaire, utilisant la technique de l'anticontrôle, qui produit plusieurs attracteurs chaotiques indépendants. Nous démontrons que les systèmes non-linéaires possèdent plusieurs attracteurs qui se répartissent de façon équidistante dans l'espace d'état, sur une courbe précise. Nous déduisons alors une relation mathématique donnant la distance entre deux attracteurs successifs. Enfin, nous décrivons une réalisation pratique et donnons quelques résultats expérimentaux<br>Switch-mode power supplies are highly non-linear systems that can naturally exhibit a chaotic behavior. We first study the control of chaos, i. E, a means to remove chaos, with sliding mode control. Nevertheless, inducing chaos in these systems reduces their electromagnetic interferences emissions, yet at the expense of aggravating the overall magnitude of the output voltage ripple. We then introduce a nonlinear feedback control method, which induces chaos, and which is able at the same time to achieve low spectral emission and to maintain a small ripple in the output. We also propose a new technique to generate several independent chaotic attractors, by designing a switching binary controller of continuous-time systems : this controller can create chaos using an anticontrol of chaos feedback. We show that non-linear continuous-time systems have several attractors and demonstrate that their state space equidistant repartition is on a precise curve. A mathematical formula giving the distance between the attractors is then deduced. Finally, a practical implementation is described, with some experimental measurements

Ce travail propose une etude des methodes d'analyse numerique dans le domaine des circuits non lineaires microondes, basee sur l'amelioration des proprietes de convergence des algorithmes. La principale methode classique de la resolution des equations d'equilibrage harmonique est presentee. Elle est suivie par les descriptions des methodes abs, quasi-newton et de relaxation. Les methodes de type abs sont des methodes iteratives de resolution dont les proprietes de convergence peuvent apporter une amelioration du temps de calcul global. A partir de l'application d'equilibrage harmonique, il est montre que la convergence pres de la solution n'est pas assuree. Les methodes quasi-newton evitent de calculer des derivees partielles pour construire le jacobien en le remplacant par une approximation. Elles laissent envisager une reduction du cout de calcul. Cependant, le gain obtenu par rapport a la methode de newton-raphson reste faible, de l'ordre de 2. Les methodes de relaxation, quant a elles, utilisent les iterations non lineaires lineaires qui peuvent remplacer la resolution exacte de l'equation de recurrence par une resolution approchee. Il est possible de realiser une diminution du cout de calcul a condition que le jacobien soit diagonalement dominant, ce qui n'est pas toujours le cas

Resume des principales techniques d'analyse numerique et matricielle des circuits non lineaires. Etude detaillee des techniques de transformation de fourier discrete pour signaux quasi-periodiques avec des contributions originales. Etude detaillee de la technique d'analyse de circuits par equilibrage spectral. Description fonctionnelle du simulateur de circuits non lineaires micro-ondes lisa

Dans ce mémoire sont initialement analysés les caractéristiques de 4 filtres non linéaires et leurs performances sont comparées dans le cadre de l'estimation de la trajectoire d'un mobile dans l'espace à 3 dimensions. Ensuite est traité le problème particulier de la poursuite dans l'espace à deux dimensions à partir de la seule mesure de l'azimut. L'observabilité de ce système est analysée et une méthode de quantification est développée ce qui permet d'établir un niveau de confiance pour les estimations obtenues ainsi que d'obtenir une politique sous-optimale de manœuvre de l'observateur dans le but d'améliorer l'observabilité.

La conception de dispositifs à transposition de fréquence comporte un élément non linéaire entouré d'éléments linéaires. Il n'existe à présent pas de méthode de synthèse simple pour ce type de dispositifs. Pour cela nous avons proposé une nouvelle méthode, qui réside dans la prédétermination des impédances optimales à présenter à chaque accès du transitoire afin d'atteindre un objectif, par exemple un gain de conversion optimal. La méthode proposée consiste à déterminer les meilleurs valeurs à présenter aux accès du composant non linéaire. Pour cela toutes les non-linéarités du composant (un Mesfet) ont été décrites par le formalisme de la matrice de conversion. En particulier, la matrice de conversion d'une capacité non-linéaire a été mise en évidence. Les résultats obtenus par cette méthode concernant le gain de conversion, ont été comparés avec ceux trouvés dans la littérature basés sur des méthodes empiriques. Dans l'état actuel du développement des logiciels de simulation non linéaire, l'optimisation est naissante. Il faut donc prévoir les bonnes valeurs des éléments à présenter au composant non linéaire. Même lorsque les optimiseurs seront aussi performants que ceux qui existent actuellement en linéaire, ils ne pourront fonctionner que pour des valeurs initiales raisonnables. De plus, si ces valeurs initiales sont proches de l'optimum, le temps de calcul est considérablement diminué. La méthode proposée ayant été validée par des simulations, elle est utilisée actuellement au laboratoire pour la réalisation d'un mélangeur très large bande.

L'objectif de ce travail consiste à mettre au point une méthodologie de modélisation boîte noire non linéaire pour circuits hyperfréquences. Cette méthodologie est générique et peut s'appliquer à plusieurs fonctions radar. Pour cela nous avons d'abord étudié les différents modes d'analyses non linéaires d'un logiciel du commerce : MDS de Hewlett Packard. Aussi nous avons décrit les impératifs de notre modèle pour son utilisation optimal. Ensuite nous avons développé un logiciel de modélisation par l'intermédiaire d'un réseau de neurones nous permettant de gérer un grand nombre de variables. Enfin, une modélisation commencant d'abord par une bonne caractérisation, nous avons développé un banc de caractérisation load pull / source pull passif non linéaire associé à une acquisition temporelle. L'ensemble de la procédure nous a permis de mettre au point une méthode viable, encourageante pour de nouvelles possibilités de modélisations non linéaires