Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La première partie est consacrée aux définitions importantes utiles pour la description du bruit dans les dipôles et les quadripôles. Le facteur de bruit est soigneusement introduit et la classique méthode du facteur Y est décrite avec ses limitations. La dernière partie décrit une méthode rigoureuse de mesure des quatre paramètres de bruit d’un quadripôle.
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The first part is dedicated to the important definitions useful for the description of the noise in one-ports and two-ports. The noise figure is carefully introduced and its measurement with the well- known Y-factor method is described with its limitations. The last part describes a rigorous method for the two-port four noise parameters measurement.
Auteur(s)
-
Daniel PASQUET : Professeur des universités - Chercheur au LaMIPS, Caen
INTRODUCTION
Les dispositifs utilisés pour les télécommunications mobiles utilisent des circuits électroniques pouvant ajouter du bruit au signal qu’ils sont censés traiter. Un bruit important nécessite d’augmenter le niveau du signal. Ceci a pour première conséquence l’augmentation du niveau d’émission, ce qui conduit à une décharge rapide des batteries pour un dispositif mobile, à un rayonnement plus important dans le cerveau de l’utilisateur de téléphone portable et à un accroissement de la pollution électromagnétique. Le bruit dans un récepteur conduit à une baisse de sensibilité. Cela a pour conséquence de nécessiter soit une augmentation du niveau émis par les antennes relais, soit un accroissement de leur nombre, ce qui n’est pas sans susciter des inquiétudes de la part des riverains.
Le point le plus sensible au bruit, dans une chaîne de réception, est l’amplificateur placé en tête de chaîne. C’est pourquoi, il est souvent appelé « amplificateur faible bruit ». Pour concevoir de tels amplificateurs, il est important de connaître précisément les caractéristiques décrivant la manière dont chaque élément contribue au bruit. Le bruit dans les éléments passifs, essentiellement thermique aux fréquences qui nous intéressent, est relativement simple à connaître à partir des modèles électriques. Les éléments actifs sont plus complexes et il est souvent nécessaire de mener des mesures spécifiques de bruit.
Le facteur de bruit est une notion globale utile lorsqu’on associe des dispositifs. Cette notion n’est pas assez précise lorsqu’on s’adresse aux composants. Leur bruit est décrit par des « paramètres de bruit » qui sont au nombre de quatre pour les quadripôles. La connaissance de ces paramètres permet de construire, autour du composant, l’environnement permettant de minimiser le bruit qu’il transmet en plus du signal. C’est la ligne directrice de la conception des amplificateurs faible bruit.
Il existe des instruments automatiques permettant de mesurer le facteur de bruit sous certaines conditions de validité décrites ci-après. Il n’existe pas actuellement d’instrument mesurant automatiquement les paramètres de bruit. Les fabricants d’adaptateurs d’impédance et de récepteurs de bruit proposent des bancs de mesure pour les paramètres de bruit. Ce sont des ensembles comportant pour l’essentiel un analyseur de réseaux vectoriel, un mesureur de bruit et un adaptateur d’impédance. Mais on n’en est pas encore à une solution intégrée telle qu’elle existe pour le facteur de bruit.
Le but de cet article est de donner les éléments pour comprendre comment ces dispositifs fonctionnent et de fournir les bases pour la constitution de son propre banc de mesure.
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KEYWORDS
high frequency | Noise figure | Y-factor method
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Conclusion5. Mesure des paramètres de bruit
5.1 Banc de mesure
La mesure des paramètres de bruit consiste à présenter à l’entrée du quadripôle plusieurs impédances pour disposer d’au moins autant d’équations que d’inconnues. Le nombre de paramètres de bruit est quatre, quelle que soit la représentation qu’on choisit.
Le choix des impédances doit obéir à quelques règles :
-
les points représentatifs du facteur de réflexion des quatre impédances sur l’abaque de Smith ne doivent pas se placer sur un cercle centré sur la charge adaptée ;
-
les points représentatifs du facteur de réflexion des quatre impédances et la charge adaptée sur l’abaque de Smith ne doivent pas être alignés ;
-
l’impédance présentée ne doit pas rendre le quadripôle instable, même pour des fréquences différentes de la fréquence de mesure ;
-
l’impédance présentée ne doit pas faire sortir le point représentatif de l’impédance de sortie du quadripôle de l’abaque de Smith.
On pourrait s’attendre à utiliser uniquement quatre impédances. Les mesures de puissance de bruit étant soumises à une incertitude importante, plusieurs approches utilisant un nombre important d’impédances ont été proposées. On utilise alors une méthode d’optimisation pour déterminer la valeur des paramètres de l’équation (49) :
( 49 )
La constitution d'un banc de mesure pour une méthode multi-impédances est présentée figure 14.
L’analyseur de réseaux est calibré entre les plans P1 et P2 pour la mesure des paramètres S du quadripôle et les impédances présentées à chaque accès du quadripôle. En particulier, en plaçant trois charges connues dans le plan P3 (par exemple une charge adaptée, un court-circuit et un circuit ouvert), il est possible d’étalonner l’adaptateur...
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Mesure des paramètres de bruit
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ROTHE (H.), DAHLKE (W.) - Theory of noisy fourpoles - Proceedings of the IRE, vol. 56, issue 6, p. 811-818 (1956).
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(2) - HILLBRAND (H.), RUSSER (P.) - An efficient method for computer aided noise analysis of linear amplifier networks - IEEE Transactions on Circuits and Systems, vol. 23, issue 4, p. 235-238 (1976).
-
(3) - FRIIS (H.T.) - * - . – Noise figures of radio receivers – Proceedings of the IRE, vol. 32, issue 7, p. 419-422 (1944).
-
(4) - PASQUET (D.), BOURDEL (E.), QUINTANEL (S.), RAVALET (T.), HOUSSIN (P.) - New method for noise-parameter measurement of a mismatched two-port - IEEE Transactions on Microwave Theory and Technique, vol. 56, issue 9, p. 2136-2142 (2008).
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(5) - LANE (R.Q.) - The determination of noise parameters - Proc. IEEE, vol. 57, issue 8, p. 1461-1462 (1969).
-
(6) - MITAMA (M.), KATOH...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Microwave Theory and Technique Society, Microwave Measurement Technical Committee (MTT-11)
http://www.mtt-archives.org/~mtt11/
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ARFTG (Automatic RF Technique Group) organise deux fois par an un symposium sur les mesures en hyperfréquences en général (analyse de réseaux linéaire et non linéaire, mesures de bruit…)
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