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Thèse Année : 2007

Study of basic elements and concepts for digitizers with very wide bandwidth and high resolution

étude d'éléments de base et de concepts pour un numériseur à très large bande passante et à haute résolution

Résumé

Nowadays, high bandwidth signals can be sampled at even higher sampling frequencies. Signals from telecommunication systems, experimental sensors or radar systems can be directly digitized, without analog IF conversion. This work is about the design of a sampling system for radar applications, which need a significant increase of actual systems resolution. The main objectives we target are a sampling frequency of 40 GS/s, a bandwidth of15 GH and 10 effective bits at 8 GHz. As very promising results have been obtained with single-shot sampling architectures, this study is based on this principle which has been adapted to large sampling windows. We have chosen an InP HBT technology because it has the best potentialities for our application. Within these systems, two basic elements have been optimized to increase the resolution: the inverter in order to reduce the jitter, and the track-and-hold, to increase the linearity. Taking the results into account, three innovative sampling architectures have been proposed. For each one of them, a system was designed and its performances were simulated.
La numérisation de plus en plus rapide de signaux à très large bande-passante permet aujourd'hui d'envisager de nombreuses applications pour les systèmes de télécommunication, les mesures expérimentales ou les systèmes radar. Les signaux issus des capteurs peuvent être analysés directement, en évitant la conversion en fréquences intermédiaires. Dans ce travail, nous nous intéressons plus particulièrement au système d'échantillonnage pour des applications radar, qui nécessitent une amélioration significative de la résolution des systèmes existants. L'objectif que nous visons inclus les spécifications suivantes : une fréquence d'échantillonnage de 40 GEch/s, une bande-passante supérieure à 15 GHz et une résolution de 10 bits effectifs à 8 GHz. Partant des excellents résultats obtenus sur les architectures mono-coup à entrelacement temporel, nous avons choisi d'adapter leur principe à un fonctionnement répétitif. Nous avons aussi choisi de baser cette étude sur la technologie TBH sur InP car elle présente les meilleures potentialités pour notre application. Deux éléments de base de ces systèmes ont fait l'objet d'une optimisation particulière pour améliorer la résolution du système : l'inverseur pour minimiser le jitter et l'échantillonneur-bloqueur, principalement pour améliorer la linéarité. Partant de ces résultats, trois architectures innovantes ont été proposées. Pour chacune nous avons conçu un système dont nous avons simulé les performances
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Dates et versions

tel-00271255 , version 1 (08-04-2008)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00271255 , version 1

Citer

Benoît Gorisse. étude d'éléments de base et de concepts pour un numériseur à très large bande passante et à haute résolution. Micro et nanotechnologies/Microélectronique. Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2007. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00271255⟩
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