Électronique radio-fréquence

18h C / 6h TD /18h EL / EE / 4 crédits ECTS

Pascal Bareau & Gilles Tourneur (Rennes), Alain Destrez (Gif), Richard Kielbasa (Gif), Dominique Picard (Gif), Georges Seignier (Metz)

Les systèmes de communication sur fréquence porteuse en transmission hertzienne ou en transmission par câble connaissent un développement nouveau et très important. Les applications concernées sont par exemple la téléphonie, la radiodiffusion, la télévision, la transmission de données, les réseaux locaux. Le traitement des signaux à fréquence élevée pour véhiculer une information numérique implique l'emploi de techniques spécifiques dont la présentation fait l'objet de ce cours.

Architecture des circuits radiofréquence

Architecture de circuits radiofréquences : exemple d'une chaîne d'émission réception. Identification des fonctions de base : amplification, filtrage, modulation, démodulation, changement de fréquence, conversion A/N et N/A ; génération de signaux. Importance du bruit et de la linéarité. Modes de réalisation. Composants discrets, MMIC. Influence de la technologie Spécifications. Niveaux de modélisation : fonctionnel, électrique. Outils de description et de simulation (Matlab, ADS, Spice....).

Spécification et optimisation

Caractérisation linéaire : réponse temporelle et fréquentielle. Origine des limitations en fréquence. Éléments parasites des composants. Effets d'interface. Multipoles. Modélisation par les paramètres d'insertion (paramètres S). Propagation dans les interconnexions : les lignes. ROS, représentation polaire (abaque de Smith). Méthodes mise en oeuvre dans la conception de systèmes rapides : mode courant, adaptation d'impédance, amplification distribuée. Caractérisation non linéaire : distorsion, point de compression, intermodulation (IM3, IP3,...). Bruits : origine des bruits ; modélisation au niveau fonctionnel et au niveau électrique, facteur de bruit, température de bruit, sources de bruit, corrélations, techniques de calcul des bruits.

Blocs fonctionnels

Amplificateurs large bande/bande étroite, amplificateurs de puissance : distorsion ; rendement. Oscillateurs libres et commandés ; notion de bruit de phase. Mélangeurs, modulateurs. Filtres : passifs, actifs, à onde de surface ... Boucle d'asservissement de phase. Circuits de numérisation du signal : résolution, bruit de quantification.

Tendances actuelles

Intégration, réduction de la consommation, apport du traitement de signal, numérisation déportée en amont, fréquence intermédiaire nulle,....

Bibliographie :

A. PACAUD: Électronique radiofréquence, Ellipses
B. RAZAVI: RF microelectronics, communication electronics, Prentice Hall
P.L.D. ABRIE : Design of RF and microwave amplifiers and oscillators, Artech House
S.C. CRIPPS : RF power amplifiers for wireless communications, Artech House