Thèse soutenue

Optimisation de chaînes de traitement de signaux numériques radiofréquences et application à une cascade de filtres
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Auteur / Autrice : Arthur Hugeat
Direction : Jean-Michel FriedtPierre-Yves BourgeoisJulien Bernard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 09/12/2019
Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies (UMR 6174) / FEMTO-ST
Etablissement de préparation : Université de Franche-Comté (1971-....)
Jury : Président / Présidente : Frédéric Pétrot
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Michel Friedt, Pierre-Yves Bourgeois, Julien Bernard, Frédéric Pétrot, Tanguy Risset, Emmanuel Casseau
Rapporteurs / Rapporteuses : Tanguy Risset, Emmanuel Casseau

Résumé

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La thèse s'articule autour de deux axes : d'une part la caractérisation, d'un point de vue du traitement numérique du signal, de la résolution et des ressources occupées par les algorithmes pertinents pour l'analyse de signaux issus d'oscillateurs stables (phase, fréquence). Nous ne nous intéressons pas ici à l'implémentation proprement dite de ces algorithmes mais dans une description de leurs entrées, sorties, ressources, latences et acceptances. Ayant identifié ces caractéristiques, elles sont exploitées dans un contexte de recherche d'ordonnancement optimal pour atteindre les meilleures performances possibles (en terme de résolution et de bande passante) du traitement de signaux issus d'oscillateurs sur une plate-forme matérielle donnée. La question de la limitation de la résolution numérique de traitement est abordée en regard du bruit intrinsèque des composants (convertisseurs analogique-numériques, horloges, bruits des références de tension, jitter sur l'échantillonnage), problème qui est actuellement considéré dans une thèse engagée sur l'analyse des composants numériques dans le contexte du temps-fréquence. Ainsi, le travail de thèse considéré ici est clairement orienté sur les aspects informatiques du traitement de signaux radiofréquences, mais en abordant des problématiques classiques de résolution de calculs et d'ordonnancement dans le contexte spécifique de la métrologie du temps-fréquence(corrélations, transformée de Fourier aux diverses échelles visant plus de 6-ordres de grandeur entre la gamme de fréquence la plus élevée et la plus lente – 10 MHz à moins de 1 Hz de la porteuse – filtres anti-repliement, extraction de phase à partir des signaux échantillonnés, oscillateur local numérique). Pour mettre en contexte la complexité de la tâche, rappelons qu'un niveau de bruit de -160 dBrad²/Hz se traduit par 16 décimales pertinentes dans le résultat du calcul.