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Conception des amplificateurs faible bruit

Conception des amplificateurs faible bruit. Philippe DUEME THALES Systèmes aéroportés 2 Avenue Gay-Lussac 78851 Elancourt philippe.dueme@fr.thalesgroup.com. u n. I 1. - Z c. I 2. Z c. [Z]. i. [Z]. V 2. V 1. Q’. Q. Bruit dans les quadripôles. Van der Ziel, R.A.Pucel, Fukui,

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Conception des amplificateurs faible bruit

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Presentation Transcript

  1. Conception des amplificateurs faible bruit • Philippe DUEME THALES Systèmes aéroportés 2 Avenue Gay-Lussac 78851 Elancourt philippe.dueme@fr.thalesgroup.com

  2. un I1 -Zc I2 Zc [Z] i [Z] V2 V1 Q’ Q Bruit dans les quadripôles Van der Ziel, R.A.Pucel, Fukui, A. Cappy • 1) Analyse physique des sources de bruit • 2) Élaboration d ’un schéma équivalent ROTHE et DAHLKE F=Fmin+(gn/Rs).((Rs-Ropt)²+(Xs-Xopt)²) • 3) Formalisation analytique ~ Rs+j.Xs Zch [Z]

  3. Adaptation en bruit F (dB) • Représentation graphique « 3D » de l ’équation du facteur de bruit Fmin B G

  4. Schéma équivalent un I1 -Zc I2 Zc F=Fmin+(gn/Rs).((Rs-Ropt)²+(Xs-Xopt)²) Formalisation analytique [Z] i [Z] V2 V1 ~ Rs+j.Xs Zch [Z] Q’ Q Xopt = -Xcor Rn = gn*|Zopt|² Exemple de formules de passage

  5. Ls=0 nH Cercle de stabilité Ls=0,4 nH Exemples de cercles:de stabilité à gain constant à bruit constant Ls

  6. F=Fmin+(gn/Rs).((Zs-Zopt)²+(Xs-Xopt)²) F=F’min+(g’n/Rs).((Zs-Z’opt)²+(Xs-X’opt)²) un Zc -Zc u’n i [Z] Z’c -Z’c Zs i’ [Z’] Zs Z Exemple d’utilisation du schéma équivalent • Calcul des paramètres de bruit d’un « nouveau » composant formé d ’un transistor connu avec une inductance de source (contre-réaction série)

  7. Ls=0 nH Cercle de stabilité Ls=0,7 nH Ls=0,4 nH Influence d ’une contre-réaction de source Ls

  8. Mise en place d'une Méthode de Conception • Objectif: • Matérialiser la "mémoire" d'une équipe de conception en • Formalisant un processus de conception (suite d'actions: décisions, calculs, dessins...) • Mémorisant et rendant accessibles de tels processus pour des utilisations ultérieures • Permet de: • Diminuer les temps et donc les coûts de conception • Exploiter de manière optimale la connaissance théorique des circuits • Utiliser de manière optimale les outils de CAO • Gérer de façon optimale les données de conception (mesures, modèles, circuits dans leurs différentes versions, ...) • Minimiser les sources d'erreurs

  9. Paramètres de conception

  10. Processus de conception

  11. Exemple d ’intégration d ’équations (MDS)

  12. Exploitation des résultats

  13. Optimal Use of CAD applied to a Ku-Band LNA • Identification of a re-usable Design Process • Only 2 Design Parameters (independent variables): Wg, Ls • Parameters of ideal matching networks automatically calculated through equations to achieve, for each (Wg, Ls): • NF=NFmin, S22=0 at f0 • Only objectives: Gain, S11, ng=1 (for a simple input circuit) nd(Ls,Wg) Wg Wg Wg ng(Ls,Wg) Ld(Ls,Wg) Lg(Ls,Wg) Ls Ls Ls Step 2 (input) Step 3 (output) Step 1

  14. Result: Straightforward Design (no optimisation) achieving 1.2 dB Noise Figure at 14 GHz Technology: ThomsonVLN02 Work supported by DRET (French MoD)

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