Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
-
Pascal BAREAU : Ingénieur Supélec (École supérieure d’électricité) Professeur à Supélec, service Radioélectricité et Électronique
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Selon leurs applications, les spécifications que l’on demande aux amplificateurs peuvent être très différentes. Des étages faible bruit que l’on rencontre dans les récepteurs sont difficilement comparables à des étages de puissance alimentant une antenne d’émission. Pourtant, certaines caractéristiques comme la linéarité et la consommation sont, à des échelles diverses, communes à la plupart des amplificateurs.
Dans cet article, l’accent est surtout mis sur les amplificateurs « radiofré-quences » ou « micro-ondes ».
On se propose d’exposer dans une première partie les principaux concepts relatifs aux amplificateurs (différents gains, désadaptation, facteur de bruit, produits d’intermodulation...) On évoquera brièvement la mesure de certaines de ces caractéristiques.
Dans une deuxième partie, on discutera des différentes structures possibles d’amplificateurs à fort niveau en fonction des contraintes de rendement, de linéarité et de bande de fréquence.
Le lecteur pourra se reporter aux références [1] à [3].
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Mesures à fort niveau
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2. Non-linéarités
On peut considérer deux sortes de non-linéarités : d’une part, des limitations qui entraînent l’écrêtage des signaux à partir d’un certain seuil et, d’autre part, la linéarité imparfaite de la caractéristique de transfert. Les limitations à seuil n’interviennent qu’à fort niveau alors que les non-linéarités « douces » sont présentes quel que soit le niveau appliqué. Cependant, à très bas niveau il est clair que n’importe quelle caractéristique peut être considérée comme linéaire.
Les grandeurs mesurables, telles que gain composite, impédances d’entrée et de sortie, définies en petit signal, peuvent être étendues en grand signal. Cependant, ces grandeurs sont beaucoup moins utiles car elles varient en fonction de la puissance moyenne et de la valeur crête du signal appliqué. Par exemple, la connaissance du paramètre S21 (gain composite entre terminaisons de Z0 = 50 Ω) pour un niveau de puissance moyenne donné, mesuré avec un signal sinusoïdal pur à l’entrée ne permet ni de prédéterminer la puissance que l’on aurait à la sortie dans une autre charge que Z0 = 50 Ω ni même de prédéterminer la puissance dans Z0 pour un signal de même puissance moyenne mais qui ne serait pas sinusoïdal pur.
prenons une somme de deux sinusoïdes de fréquences voisines et de mêmes amplitudes :
La puissance moyenne dans Z0 vaut P = A2 / Z0 alors que la valeur crête vaut 2 A.
Par rapport à un signal monofréquence de même amplitude A, la puissance moyenne est augmentée de 3 dB alors que la valeur de crête est augmentée de 6 dB. La connaissance du point de compression à − 1 dB, généralement mesuré avec une seule fréquence, est donc insuffisante pour prédéterminer le point de compression à − 1 dB « en général », c’est-à-dire lorsque le signal d’entrée est quelconque, à enveloppe non constante comme...
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Non-linéarités
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PACAUD (A.) - Électronique radiofréquence - . 242 p. Ellipses (2000).
-
(2) - CRIPPS (S.) - RF – Power Amplifiers for Wireless Communications - – (amplificateurs de puissance pour communications sans fils). 337 p., Artech House (1999).
-
(3) - ABRIE (P.) - RF and Microwave Amplifiers and Oscillators - – (Amplificateurs et oscillateurs RF et microondes). 480 p., Artech House (1999).
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