18
Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Thème : Conception, simulation et mesure de composants et circuits photoniques et microondes Dirigé par C. Rumelhard

Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Thème : Conception, simulation et mesure de composants et circuits

photoniques et microondes

Dirigé par C. Rumelhard

Page 2: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Laboratoire Systèmes de Communication

3 Equipes 3 Equipes (13 chercheurs - 12 chercheurs associés – 18(13 chercheurs - 12 chercheurs associés – 18 doctorants)doctorants)

Equipe Hyperfréquence et Propagation (UMLV)

Equipe Circuits et systèmes de radiocommunication numériques (ESIEE)

Equipe Composants et circuits microondes et optoélectroniques (CNAM)

4 Thèmes4 Thèmes

Emetteurs de radiocommunications numériques (ESIEE, CNAM)

Algorithmes de modélisation électromagnétique et mesures comparatives (UMLV, CNAM)

Conception, simulation, mesure de composants et circuits photoniques et microondes (CNAM, ESIEE, UMLV)

Codage des signaux et applications de la théorie de l'information au traitement du signal (ESIEE)

Environnement de mesures et de simulationEnvironnement de mesures et de simulation

Banc de mesure de communications numériques

Banc de caractérisation hyperfréquence

Banc de mesure opto-microonde

Banc de caractérisation d’antennes et de matériaux absorbants

Moyens de simulation de composants, de circuits et d’antennes

Technologie hybride

Page 3: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Sujets

• Conception de MMIC

• Modélisation de phototransistors et photodiodes, conception et mesure de circuits opto-microondes

• Simulation de liaisons optiques en microondes

• Réseau télécom UWB

Page 4: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Conception de MMIC

• Conception d’un modulateur millimétrique à suppression d’OL et de bande latérale basse, M. Mehdi

Difficulté d’effectuer un bon filtrage à des fréquences très élevées de l’ordre de plusieurs GHz et sur une bande étroite.

Cahier des charges : Transistors utilisés UMS- Fréquence intermédiaire : FFI = 2 GHz - Fréquence de l’oscillateur local : FOL = 29 GHz

Page 5: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Principe du mélangeur up-converter à réjection

OL

FI

OL1 OL2 OL3 OL4

D

FI1

E

B

F

A

FI2 FI4 FI3

C

Z0

Z0

RF

L2 L2 L2 L2

L1 2L1 2L1 2L1 L1

Mélangeur cascode Combineur

C2/2 C2/2 C2/2 C2 C2

C1 C1 C1 C1

FI1 FI 0

FI2 FI 90

FI3 FI 180

FI4 FI 270

Phase FI OL RF(OL+FI) LB(OL-FI)

A 0° 0° 0° 0°

C 180° -180° 0° -360°

B 90° -90° 0° -180°

D 270° -270° 0° -180°

OL1 OL 0

OL2 OL -90

OL3 OL -180

OL4 OL -270

Phase RF(OL+FI) LB(OL-FI)

E 0° 0°

F 0° 180°

Page 6: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Modélisation de phototransistors et photodiodes, conception et mesure de circuits opto-microondes

Page 7: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Modèle de phototransistor

E

CB

Popt

POUT

E

Ict

RC

RE

C

Rb1 Rb2B

Icni X.CjCICC

CjE IEni IEC

(1-X).CjC

.Vopt

IAV

IcN

IbN

Vopt

Page 8: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

C3

L3

VceCd

R0

T510

CdVbe

C2

L2

Vce

Vbe

Cd

Cd

RdPV4D

/4

Vbe Cd

C1

L1

Vce

Vbe

Cd

Cd

Rd

Amplificateur opto-millimétrique :

- Conception et dessin CNET Bagneux- Réalisation Opto+/Alcatel- Packaging ESIEE- Mesures LEST Brest

Page 9: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Génération d’un signal microondepar la technique de battement de deux lasers

21

12

.

.

c

ff hyper

Ondes optiques

t

ff

D

étec

teur

(PiN

, HP

T, …

)

Coupleur

50/50

Las

ers

acco

rdab

les

Microondes

Pélec

Pélec

Popt

Popt

Page 10: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

laser 1

laser 2

Coupleur Coupleur

Spectre Optique

Analyseur deSpectre microondes

Circuitsous test

Puissancemètre

S2S1

S3

50/50 50/50

atténuation

Photodiode rapide

Rac

k d’

alim

enta

tion

Banc de caractérisation de photodétecteurs à 940 nm

Cavités externes étendues

Analyseur de

Page 11: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

• Thèse de J-L. Polleux

• Contact avec l’Université de Ulm (Allemagne)

• Réalisation de PTH Si/SiGe Atmel – Ulm (Allemagne)

• Caractérisation électrique statique ESIEE, IEF

• Montage d’un banc de mesure à 940 nm au CNAM/ESCPI

Le HBT Si/SiGe est-il un bon phototransistor?

Page 12: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Simulation de liaisons optiques en microondes

Fibre optiqueTransmetteur optique Récepteur optique

Entrée Sortie

Microonde Microonde

Page 13: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Modèle du Laser

• Circuit électrique équivalent de la couche active

ISP

IST

ICAPA

OL OL OL N NN

n dnI q.V . q.V . q.V .g.(n no).(1 . .S .S'). .S .S'

dt

OLOL N N OL N OL N

N P

q.Vn dS'q.V .go.(n no).(1 . .S .S'). .S .S' q.V . . .S .S' q.V .S .

dt

NS

S S'

Page 14: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

• Introduction dans le modèle de diode laser existant du bruit en 1/f

avec THALES

Liaisons optiques

Page 15: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Réseau télécom UWB

Page 16: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

Le monocycle gaussien

Page 17: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

La modulation par position d’impulsion (PPM)

Page 18: Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002 Thème : Conception, simulation et mesure de composants

Labo Systèmes de Communication 17 mai 2002Equipe Composants, Circuits microondes et optoélectronique

- Projet RNRT ERABLE

Simulation ampli faible bruitSimulation ampli de puissance

UWB