Radiocommunications, principes et circuits

RADIOCOMMUNICATIONS
Principes & circuits
Joël REDOUTEY
Novembre 2010

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SOMMAIRE
CIRCUITS ELECTRONIQUES UTILISES EN RADIOCOMMUNICATIONS ..............................6
Chapitre I LA MODULATION.......................................................................................................7
1 Modulation d'amplitude..............................................................................................................8
1.1 Spectre d'un signal modulé en amplitude.............................................................................8
1.2 Modulation d'amplitude à bande latérale unique (BLU)....................................................10
2 Modulations angulaires.............................................................................................................11
3 Modulation de fréquence..........................................................................................................11
3.1 Modulation de fréquence à bande étroite...........................................................................12
3.2 Modulation de fréquence à bande large (FM)....................................................................12
3.3 Largeur de bande d'un signal FM.......................................................................................13
4 Modulation de phase.................................................................................................................14
CHAPITRE II composants ACTIFS ET PASSIFS en hautes Fréquences ......................................15
1 Effet de peau.............................................................................................................................15
2 Inductance en haute fréquence .................................................................................................16
3 Condensateur en haute fréquence.............................................................................................17
4 DIODES....................................................................................................................................18
4.1 Diodes Schottky.................................................................................................................19
4.2 Diodes PIN.........................................................................................................................20
5 TRANSISTOR BIPOLAIRE....................................................................................................21
5.1 MODELE HAUTE FREQUENCE DU TRANSISTOR BIPOLAIRE..............................21
5.2 Evolution du gain en courant β (ou h
21
) en fonction de la fréquence................................22
5.3 Fréquence de transition......................................................................................................23
5.4 Bande passante d'un étage amplificateur. ..........................................................................24
5.5 Influence du boîtier et des connexions...............................................................................25

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5.6 Impédance d'entrée.............................................................................................................26
5.7 Impédance de sortie ...........................................................................................................27
5.8 Modèle général du transistor..............................................................................................28
6 TRANSISTOR A EFFET DE CHAMP MOS..........................................................................28
6.1 frequence de transition.......................................................................................................29
6.2 Effet MILLER....................................................................................................................30
6.3 Réponse en fréquence d'un amplificateur à MOSFET.......................................................30
CHAPITRE III LES CIRCUITS RESONANTS.............................................................................33
1 Circuit résonant série................................................................................................................33
1.1 Coefficient de surtension Q................................................................................................33
2 Circuit résonant parallèle..........................................................................................................35
2.1 Coefficient de surtension Q................................................................................................35
3 Récapitulation...........................................................................................................................36
4 Facteur de qualité en charge (loaded Q)...................................................................................37
Exemple .............................................................................................................................................38
5 Transformation d’impédance....................................................................................................38
5.1 Prise intermédiaire capacitive............................................................................................39
Exemple .............................................................................................................................................41
CHAPITRE IV ADAPTATION D’IMPEDANCE..........................................................................43
1 Puissance maximale fournie par un générateur relié à une charge quelconque. ......................43
2 Circuits d’adaptation d’impédance...........................................................................................44
3 Circuit d’adaptation en L..........................................................................................................44
3.1 Transformation d’une résistance pure................................................................................44
3.2 Facteur de qualité du circuit...............................................................................................47
Exemple .............................................................................................................................................47
3.3 Cas où les resistances terminales ne sont pas des résistances pures..................................49

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Exemple .............................................................................................................................................49
3.4 Bande passante et facteur de qualité..................................................................................50
4 Réseaux d’adaptation en Té ou en Pi........................................................................................51
4.1 Circuit d’adaptation d’impédance en PI.............................................................................51
Exemple .............................................................................................................................................52
Calcul de la valeur des éléments (à F =100 MHz):............................................................................53
CHAPITRE V Changement de fréquence ......................................................................................54
1 MELANGEUR MULTIPLICATIF..........................................................................................54
2 MELANGEUR A COMMUTATION......................................................................................56
2.1 MELANGEUR A DIODES...............................................................................................57
2.2 MELANGEUR EN ANNEAU ..........................................................................................59
2.3 MELANGEUR ACTIF......................................................................................................61
2.4 MELANGEURS A REJECTION DE LA FREQUENCE IMAGE...................................62
Généralités .........................................................................................................................................65
1.1 Définitions..........................................................................................................................65
1.2 Performances d’un oscillateur............................................................................................65
Principe de fonctionnement d’un oscillateur .....................................................................................66
3 Oscillateurs hautes fréquences..................................................................................................68
3.1 Oscillateur COLPITTS à transistor bipolaire.....................................................................69
4 Oscillateurs à quartz .................................................................................................................71
3 Oscillateurs commandés en tension..........................................................................................75
4 Boucle à verrouillage de phase (PLL)......................................................................................76
5 Synthétiseur de fréquence.........................................................................................................83
CHAPITRE VII La Démodulation .................................................................................................87
1 Démodulation d'amplitude........................................................................................................87

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2 Démodulation de fréquence......................................................................................................88
ANNEXES.........................................................................................................................................90
1 Conversion parallèle → série ...................................................................................................91
2 Conversion série → parallèle....................................................................................................92
3 Facteur de qualité......................................................................................................................93
THEOREME DE MILLER................................................................................................................94
LE BRUIT………………………………………………………………………...……………….. 95
LA DISTORSION ……………………………………………………………………………….. 101