Chapitre 5 M©thodes de Conception et de R©alisation de ... et de centre S C sur...

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  • 5-1

    Chapitre 5

    Mthodes de Conception et de Ralisation

    de Blocs Fonctionnels

    5 Mthodes de Conception et de Ralisation de Blocs Fonctionnels ........................................... 5-2

    5.1 Graphes de Fluence ................................................................................................................ 5-2

    5.2 Dfinitions de Gain en Puissance .......................................................................................... 5-6

    5.3 Unilatralit............................................................................................................................ 5-8

    5.4 Concept de Stabilit ............................................................................................................... 5-9

    5.4.1 Cercle de Stabilit de Sortie ........................................................................................... 5-9

    5.4.2 Cercle de Stabilit dEntre ......................................................................................... 5-10

    5.4.3 Stabilit Inconditionnelle ............................................................................................. 5-11

    5.5 Cercles de Gain Constant ..................................................................................................... 5-12

    5.5.1 Cercles de Gain Oprant .............................................................................................. 5-12

    5.5.2 Cercles de Gain Disponible ......................................................................................... 5-13

    5.6 Adaptation Simultane Entre-Sortie .................................................................................. 5-15

    5.7 Gain Stable Maximal ........................................................................................................... 5-16

    5.8 Facteur de Bruit....................................................................................................................... 17

    5.9 Cercles de Facteur de Bruit Constant...................................................................................... 25

    5.10 Polarisation DC ................................................................................................................... 27

    5.11 Amplificateur Large Bande ................................................................................................. 28

    5.12 Amplificateur de Puissance................................................................................................. 33

    5.13 Amplificateur Deux Etages .............................................................................................. 38

    5.14 Stabilisation dun transistor ................................................................................................ 39

  • 5-2

    5 Mthodes de Conception et de Ralisation de Blocs Fonctionnels

    5.1 Graphes de Fluence

    1- Chaque variable est dsigne par un nud.

    2- Les paramtres S et les coefficients de rflexion sont reprsents par des branches.

    3- Les branches partent dun nud indpendant vers un nud dpendant. Les variables associes aux nuds indpendants correspondent aux ondes incidentes, alors que les

    variables associes aux nuds dpendants correspondent aux ondes rflchies.

    4- Un nud correspond la somme de toutes les branches qui y entrent.

    La fonction de transfert dun nud dpendant un nud indpendant sobtient en appliquant la

    rgle de Mason:

    O

    ,,21

    PP sont les diffrents chemins reliant le noeud indpendant au noeud dpendant dont on

    dsire calculer la fonction de transfert. La valeur dun chemin correspond au produit

    de toutes les branches le long de ce chemin.

    1L correspond la somme de toutes les boucles de premier ordre. Une boucle de

    premier ordre correspond au produit des branches dfinissant un chemin ferm, en

    suivant le sens des flches.

    2L correspond la somme de toutes les boucles de second ordre. Une boucle de second

    ordre correspond au produit de deux boucles de premier ordre ne se touchant pas.

    3L correspond la somme de toutes les boucles de troisime ordre. Une boucle de

    troisime ordre correspond au produit de trois boucles de premier ordre ne se

    touchant pas.

    P

    L 1 correspond la somme des boucles de premier ordre qui ne touchent pas au chemin

    P .

    P

    L 2 correspond la somme des boucles de second ordre qui ne touchent pas au chemin P .

    3211

    21121122

    2

    11

    1

    LLL

    LLPLLPT Equation 5-1

  • 5-3

    1a 1

    a

    2a

    2a

    1b

    1b

    11S

    12S

    21S

    22S

    2121111aSaSb

    2221212aSaSb

    11S21

    S

    22S

    12S

    1a

    2b

    1b

    2a

    2221

    1211

    SS

    SS

    Figure 5-3: Graphe de fluence dun quadriple deux ports

    SZ

    S

    sb

    gb

    1

    ga

    SE

    gV

    gI

    ga

    gb

    Figure 5-2: Graphe de fluence de la source

    Figure 5-1: Graphes de fluences associs aux paramtres S

  • 5-4

    O:

    O:

    S

    o

    g

    o

    g

    SggSgSgZ

    Z

    V

    Z

    VEVVZIEV

    gSsgabb

    o

    g

    gZ

    Vb

    o

    g

    gZ

    Va

    oS

    oS

    sZZ

    ZEb

    oS

    oS

    SZZ

    ZZ

    CV

    CI

    CZ

    ca

    cb

    ca

    cb

    C

    Figure 5-4: Graphe de fluence de la charge

    o

    C

    o

    C

    CCCCCCZ

    V

    Z

    VZVVIZV

    cCcab

    o

    Cc

    Z

    Vb

    o

    Cc

    Z

    Va

    oC

    oC

    CZZ

    ZZ

  • 5-5

    SES

    Z

    CZ

    2221

    1211

    SS

    SS

    sb

    1a

    2b

    1b

    2a

    S

    C11

    S22

    S

    21S

    12S

    Figure 5-5: Graphe de fluence dun circuit deux ports

    CSSCCS

    CC

    sSSSSSS

    SSSS

    b

    b

    221112212211

    122122111

    1

    1

    CSSCCS

    C

    sSSSSSS

    S

    b

    a

    221112212211

    221

    1

    1

    CSSCCSs

    SSSSSS

    S

    b

    b

    221112212211

    212

    1

    CSSCCS

    C

    sSSSSSS

    S

    b

    a

    221112212211

    212

    1

    Equation 5-2

    Equation 5-3

    Equation 5-4

    Equation 5-5

  • 5-6

    5.2 Dfinitions de Gain en Puissance

    DGP Puissance disponible du gnrateur

    EP Puissance dentre dans le rseau

    DSP Puissance disponible la sortie du rseau

    CP Puissance dlivre dans la charge

    11

    S Coefficient de rflexion lentre du rseau lorsque sa sortie est termine dans C

    22

    S Coefficient de rflexion la sortie du rseau lorsque son entre est termine dans S

    DGP

    EP

    DSP

    CP

    S

    C

    11S

    22

    S

    Transistor

    2221

    1211

    SS

    SSRseau dAdaptation

    dentre

    Rseau dAdaptation

    de sortie

    oZ

    oZ

    gV

    EPDGP CPDSP

    sb

    2b

    1b

    2a

    1a

    11S

    22S

    21S

    12S

    S

    C

    Figure 5-6: Dfinition des gains

  • 5-7

    Puissance dlivre la charge

    Puissance disponible au gnrateur

    Puissance dlivre la charge

    Puissance dentre

    Puissance disponible la sortie

    Puissance disponible au gnrateur

    Gain Transducique =

    Gain Oprant =

    Gain Disponible =

    C

    C

    S

    SSSS

    22

    2112

    11111

    S

    S

    S

    SSSS

    11

    2112

    22221

    Equation 5-6

    Equation 5-7

    2

    22

    2

    2

    212

    11

    2

    2

    22

    2

    2

    212

    11

    2

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    1

    C

    C

    S

    S

    C

    C

    S

    S

    T

    S

    SSS

    S

    S

    G

    Equation 5-8

    2

    22

    2

    2

    212

    11

    1

    1

    1

    1

    C

    C

    P

    S

    S

    S

    G

    2

    22

    2

    212

    11

    2

    1

    1

    1

    1

    S

    S

    S

    G

    S

    S

    A

    Equation 5-9

    Equation 5-10

  • 5-8

    5.3 Unilatralit

    Gain Transducique unilatrale

    Figure dunilatralit

    O

    Equation 5-11 2

    22

    2

    2

    212

    11

    2

    0

    1

    1

    1

    1

    12

    C

    C

    S

    S

    STTU

    S

    S

    S

    GG

    SG

    CG

    oG

    2

    11

    ,

    1

    1

    11

    S

    GGSSMAXS S

    Equation 5-12

    2

    22

    ,

    1

    1

    22

    S

    GGSCMAXC C

    Equation 5-13

    2

    22

    2

    212

    11

    ,

    1

    1

    1

    1

    S

    S

    S

    GMAXTU

    Equation 5-14

    2

    ,

    21

    1

    1

    1

    UG

    G

    U MAXTU

    T

    222

    2

    11

    21122211

    11 SS

    SSSSU

    Equation 5-15

    Equation 5-16

  • 5-9

    5.4 Concept de Stabilit

    5.4.1 Cercle de Stabilit de Sortie

    111

    S pour 1C

    Les valeurs de C

    qui produisent 111

    S se retrouvent sur un cercle de rayon C

    r et de centre C

    C

    sur labaque de Smith:

    o

    Pour dterminer si cest lintrieur ou lextrieur du cercle qui reprsente la rgion stable, cest dire

    la rgion qui correspond 111

    S , il faut considrer 11

    S . Si 111

    S alors le ce