Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
Gérard CACHIER : Ancien élève de l’École Polytechnique - Docteur ès sciences - Ingénieur retraité (ancien de Thalès)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article vise à présenter les différents aspects du bruit en hyperfréquences. Pour préciser le domaine concerné, il faut se rappeler que, de façon générale, on appelle bruit « tout phénomène qui se superpose à un signal et limite la transmission de l’information » (Le Robert). Par extension, on a pris l’habitude d’appeler bruit les phénomènes physiques stochastiques à l’origine de ces limitations – il s’agit par exemple du bruit thermique, et des différentes sources de bruit physique qui accompagnent la propagation d’un courant dans un composant.
La définition du bruit ne comprend pas les distorsions créées par le signal lui-même, qui sont les non-linéarités du circuit. Elle ne comprend pas non plus les phénomènes lents par rapport aux signaux utilisés (dérive de température, vieillissement...) – on les mentionnera toutefois en décrivant certains problèmes rencontrés dans les matériels.
Pour définir plus précisément l’intérêt spécifique du bruit dans les hyperfréquences (bande UHF ou décimétrique ou RF, bande SHF ou centimétrique, bande EHF ou millimétrique) qui sont maintenant les fréquences les plus utilisées dans les applications hertziennes, il faut dire que de nombreux aspects particuliers – les composants utilisés, les architectures mises en œuvre, et les applications – ont fini par former au cours du temps un domaine technique particulièrement dynamique.
Ce document comprend la description des sources de bruit des équipements : les sources physiques de bruit propres au fonctionnement des composants, comme les bruits externes ramenés par rayonnements naturels et ceux liés aux activités industrielles. L’analyse des bruits dans les fonctions élémentaires est ensuite faite pour les différentes fonctions utilisées dans les matériels, ce qui révèle des situations très différentes et explique ainsi la complexité des architectures généralement utilisées. L’impact du bruit sur les performances des systèmes est abordé à travers des exemples particulièrement significatifs (les lecteurs se reporteront aux références bibliographiques Bruit en hyperfréquences- Origine et modélisation pour avoir des informations plus complètes sur les systèmes hyperfréquences concernés). Le dernier paragraphe rappellera finalement que la créativité des ingénieurs semble infinie, puisque paradoxalement ils ont su faire du bruit un atout pour améliorer les matériels fournis à leurs clients.
L'expertise technique et scientifique de référence
VERSIONS
- Version courante de févr. 2013 par Gérard CACHIER
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Bruit dans les circuits linéaires1. Sources de bruit
1.1 Bruit thermique
1.1.1 Calcul du bruit dans un barreau conducteur
Le bruit thermique est créé par l’agitation de particules électrisées ou « porteurs ». On considère que dans le barreau conducteur les porteurs sont en équilibre thermique et transportés d’une électrode à l’autre en subissant de nombreuses collisions. Le barreau voit se développer à ses bornes une source aléatoire de courant, telle que :
( 1 )
avec :
-
![]()
: - densité spectrale de courant, soit par définition :
![]()
- b (Hz) :
- bande passante
- n0 (m–3) :
- densité de porteurs libres
- q (C) :
- charge des porteurs, soit pour un électron 1,6 × 10–19 C
-
![]()
: - coefficient de diffusion des porteurs
- A (m2) :
- section transverse du barreau
- L (m) :
- longueur du barreau.
Comme la conductance G de ce barreau conducteur est :
avec...
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Sources de bruit
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - OLIVER (B.M.) - Thermal and quantum noise. - Proc IEEE, mai 1965.
-
(2) - VASILESCU (G.) - Bruits et signaux parasites. - Dunod, 1999.
-
(3) - DEGAUQUE (P.), HAMELIN (J.) - Compatibilité électromagnétique. - Dunod, 1990.
-
(4) - VAN DER ZIEL (A.) - Noise : sources, characterization, measurement. - Prentice Hall, 1970.
-
(5) - ROTHE (H.) - Theory of noisy fourpoles. - Proceedings of the IRE, June 1956, pp. 811-818.
-
(6) - ALI (F.), GUPTA (A.) - HEMT’s and HBT’s, devices, fabrication, and circuits. - Artech House, 1990.
-
(7) - HARTER (A.) - LNA...
ANNEXES
Dans les Techniques de l’Ingénieur :
SAVELLI (M.) - COMALLONGA (J.) - BOGGIANO (L.) - Bruit de fond et mesures. - E 1 150.
SAVELLI (M.) - NOUGIER (J.P.) - Méthodes de calcul dans les composants électroniques. - TI E 1 160.
HAUT DE PAGE2 Organismes de normalisation (gestion du spectre électromagnétique)
ITU (International Telecommunications Union)
ETSI (European Telecommunication Standardisation Organization)
FCC (Federal Communications Commission)
ARIB (Association of Radio Industries and Businesses)
ERO (European Radiocommunications Office)
ANFR (Agence nationale des fréquences)
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