Conversion analogique-numérique Sigma-Delta large bande appliquée à la mesure des non-linéarités des amplificateurs de puissance

par Dang Kien Germain Pham

Thèse de doctorat en Electronique et Communications

Sous la direction de Patrick Loumeau et de Patricia Riffaud-Desgreys.

Le jury était composé de Eric Kerhervé, Guillaume Monnerie, Dominique Morche, Tim Ridgers.

Les rapporteurs étaient Philippe Bénabes, Maher Kayal.


  • Résumé

    Les amplificateurs de puissance, éléments constitutifs essentiels de tout système de télécommunication, vont jouer un rôle capital dans le développement des futurs systèmes de communication. Aujourd'hui l'amélioration des amplificateurs de puissance nécessite un progrès technologique au niveau du composant lui même mais doit aussi tenir compte d'une approche plus globale. En particulier, le progrès dans les traitements numériques permet aujourd'hui de corriger en amont certaines distorsions qui seront générées en aval de la chaîne de communication. La pré-distorsion numérique est une technique de correction des amplificateurs de puissance qui connaît un intérêt grandissant de par son intégration complètement numérique et par les gains en linéarité et en consommation. Cette technique nécessite une voie de retour dont un élément critique est le convertisseur analogique-numérique. Ce composant doit répondre à des contraintes de résolution, de bande passante et de linéarité élevées. Dans cette thèse, nous proposons une nouvelle architecture de convertisseur analogique-numérique à base de modulateurs Sigma-Delta passe-bande. Cette architecture tire partie du fonctionnement passe bande des modulateurs que nous faisons travailler en parallèle, chacun centré sur différentes fréquences, mais aussi d'un agencement en cascade particulier pour éliminer le signal utile, qui est de forte puissance, dans le but de diminuer les contraintes de dynamique.La conception haut niveau et les simulations ont été menées pour des systèmes à temps discret et aussi à temps continu et a nécessité le développement d'outils adaptés de simulation se basant sur la boîte à outils Delta Sigma Toolbox de Richard Schreier

  • Titre traduit

    Wideband bandpass sigma-delta analog-to-digital conversion for nonlinearly distorted signals of power amplifiers


  • Résumé

    Power amplifiers, which are essential elements of any communication system, will play a crucial role in the development of future communication systems. Today improving power amplifiers requires technological advances at the circuit device level, but one also must consider a more global approach. In particular, advances in digital processing can now correct in the early stage of the communication chain some distortions that are generated downstream in the chain. Digital pre-distortion is a correction technique for power amplifiers that has a growing interest because of its completely digital implementation and of its gains in linearity and energy consumption. This technique requires a feedback path where the analog-to-digital converter is a critical element. This component must satisfy the constraints of high resolution , wide bandwidth, and high linearity. In this thesis, we propose a new architecture of analog-to-digital converter based on bandpass Delta-Sigma modulators. This architecture takes advantage of operating bandpass modulators that are designed to work in parallel, each focusing on different frequencies, but also of a particular cascading arrangement to eliminate the useful signal, which has a high power, in order to reduce dynamics constraints. High-level design and simulations were carried out for discrete time and continuous time systems and also required the development of appropriate simulation tools.


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