Filtres à fréquence agile totalement actifs : théorie générale et circuits de validation en technologie SiGe BiCMOS 0.25μm

• Auteur / Autrice : Yahya Lakys
• Direction : Alain Fabre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 03/12/2009
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Yann Deval
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Balwant Godara, Didier Belot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Bernard Jarry, Farid Temçamani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amplificateurs haute fréquence

Filtres électriques actifs

Mots clés libres

Filtres actifs

Filtres agile

Filtres reconfigurable

Mode courant

Récepteur multistandard

Active Filters

Agile Filters

Current mode

Multistandard receivers

Reconfigurable

Résumé

Ce mémoire fait tout d’abord l’état de l’art des filtres reconfigurables (passifs et actifs) pour les radiocommunications. Les différentes architectures de réception sont comparées pour déterminer celles qui sont les mieux adaptées aux récepteurs de type multistandard. Les concepts de radio logicielle et de radio cognitive ainsi que la façon de les mettre en œuvre sont ensuite indiqués afin de souligner l’intérêt d’utiliser des filtres reconfigurables. Les notions de filtres réglables, reconfigurables et agiles qui sont alors comparées illustrent tout l’intérêt des filtres agiles. Une nouvelle théorie qui permet pour la première fois la réalisation de filtres passe bande du second ordre entièrement actifs à fréquence agile est ensuite introduite. Un amplificateur de contre réaction dont le gain est réglable permet de modifier facilement la valeur de la fréquence centrale du filtre obtenu. Cette théorie est ensuite généralisée et ses nouvelles propriétés sont étudiées. Il en résulte alors une plage de réglage de la fréquence beaucoup plus étendue. Des filtres passe bande ont été réalisés en mode courant en technologie SiGe BiCMOS 0.25 µm de STMicroelectroincs à partir de convoyeurs de courant contrôlés (CCCII). Les résultats de simulation obtenus pour ces différents filtres confirment les avantages de cette théorie. Ils montrent ainsi que la généralisation précédente conduit à des structures entièrement actives dont la plage de réglage de la fréquence augmente et la puissance dissipée diminue. Des résultats de mesure obtenus sous pointes pour un filtre passe bande réalisé dans la technologie précédente sont donnés. Ils sont aussi en parfait accord avec cette théorie. Cette nouvelle approche permettra de réaliser des filtres agiles pour les récepteurs multistandard de radiocommunication.

In this thesis, we explore the state of the art of reconfigurable filters (passive and active) used in radio-communications. Different receiving architectures are compared to determine the most suitable for multi-standard devices. The concept of software and cognitive radio as well as the means to implement them are indicated in order to highlight the advantage of reconfigurable filters. The concepts of tunable, reconfigurable and agile filters are compared, illustrating the advantage agile ones. A new theory which allows, for the first time, the realization of second order band-pass fully active filters is then introduced. A feedback amplifier with tunable gain allows modifying easily the center frequency of the resulting filter; this theory is then generalized and its new properties are studied. This results in a large frequency tuning range. Current mode band-pass filters are implemented in SiGe BiCMOS 0.25 µm from STMicroelectroincs using current controlled conveyors (CCCII), the simulation results confirm the interest of this theory. They also show that the generalization leads to entirely active structures whose tuning range increases while its power dissipation decreases. The measurements carried out on the fabricated chip are given; they are in perfect agreement with this theory. The new approach allows realizing agile filters for multi-standard radio-communication receivers.