Académies de Paris, Créteil, Versailles

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 2 TABLE DES MATIERES EQUIPEMENT DU BANC DE MESURE 3 GROS EQUIPEMENT 3 PETIT MATERIEL A VERIFIER EN DEBUT ET FIN DE MANIP 3 DIRECTIVES POUR L EXPERIMENTATION 3 REGLAGE ET PRISE EN EN MAIN DE L ANALYSEUR DE RESEAU VECTORIEL 4 1 - CHOISIR LES PARAMETRES DE MESURE AVEC L AMPLIFICATEUR CONNECTE 4 2 - FAIRE UNE CORRECTION D ERREUR ET DE CALIBRATION DE L ANALYSEUR 5 3 - EXECUTER LA MESURE 6 4 - IMPRESSION DES RESULTATS 6 5 - REPRESENTATION EN ABAQUE DE SMITH 6 REGLAGE DU CIRCUIT D ENTREE OU DE SORTIE 6 METHODE DE DEPOSE DE LA LAQUE CONDUCTRICE ( PEINTURE D ARGENT) 7 REGLAGE DE L UN DES CIRCUITS 7 ABAQUE DE SMITH (Document réponse) 8 REPONSES (Document professeur) 9 CIRCUIT DE SORTIE AVANT REGLAGE (ligne à sa longueur nominale) 9 λ C 10 FIN DU REGLAGE 12 CIRCUIT D ENTREE AVANT REGLAGE (ligne à sa longueur nominale) 13 C 7 FIN DU REGLAGE 15 CALIBRAGE (Document professeur) 16

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 3 EQUIPEMENT DU BANC DE MESURE GROS EQUIPEMENT 1 analyseur de réseau HP 8753D 30KHz à 3GHz 1 Binoculaire avec son réticule 1 Ordinateur PC/EXCEL/LIGNE PETIT MATERIEL A VERIFIER EN DEBUT ET FIN DE MANIP 2 Adaptateurs APC7 SMA/F 1 câble SMA M M 1 Clef dynamométrique SMA 1 Guide d utilisation HP8753D 1 Disquette de sauvegarde des configurations 1 Circuit d entrée à adapter 1 Circuit de sortie à adapter 1 Flacon de laque conductrice (peinture d argent) 1 Flacon d acétone Languettes de réglages Cotons tige Bâtonnet de réglage DIRECTIVES POUR L EXPERIMENTATION Les circuits sur lesquels vous intervenez doivent resservir plusieurs fois En fin de séance vous débarrasserez soigneusement les circuits de leur laque conductrice Le poste de mesure doit être rangé lorsque vous le quittez

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 4 La première partie de ce travail va consister à régler la cellule d adaptation du circuit d entrée de l amplificateur de sortie d émission Au départ cette cellule est équipée d éléments qui ont été rendus réglables : Ligne rallongée Capacités raccourcies Le dipôle d entrée du transistor a été simulé par son modèle équivalent entre les fréquences de 2 à 3 GHz L opération d adaptation d impédance va se faire par la mesure de réflexion (paramètre S11) Les deux modes de représentation; en abaque de Smith et en diagramme de Bode, seront utilisés Le diagramme de Bode parce qu il est d un usage plus habituel pour les étudiants, parce que la représentation sur une grande plage de fréquence y est plus aisée En abaque de Smith parce que le réglage y est beaucoup plus facile, parce que la représentation des paramètres S est celle des études en haute fréquence REGLAGE ET PRISE EN EN MAIN DE L ANALYSEUR DE RESEAU VECTORIEL Une procédure de mesure avec l analyseur de réseau vectoriel s établit en quatre temps Choisir les paramètres de mesure avec l amplificateur connecté Faire une correction d erreur et de calibrage de l analyseur Exécuter la mesure Impression et sauvegarde des résultat 1 - CHOISIR LES PARAMETRES DE MESURE AVEC L AMPLIFICATEUR CONNECTE 1a) Monter le circuit à calibrer directement sur le port 1 en utilisant : Un adaptateur APC7 (appelés aussi 7mm) / SMA M Un cable SMA F/F Attention! Vous utiliserez la clef dynamométrique pour le serrage au couple préconisé de tous les éléments SMA (appelés aussi 35mm ou RIM) Vous maintiendrez le circuit seulement par son connecteur lors de l effort nécessaire au serrage (pour éviter la rupture de composants CMS) Les connecteurs exigent un soin extrême, leur vieillissement peut affecter totalement des mesures qui seraient faites avec l analyseur Ne pas toucher les zones de contacts avec les doigts Respecter les procédures de montage et les couples, ne pas exercer d efforts mécaniques 1b) Choisir les paramètres de mesure Initialiser les réglages Fréquence de début = 30KHz Fréquence de fin = 3GHz Le type de paramètre mesuré Le mode d affichage Régler les paramètres de calibrage PRESET START 3 0 K / m STOP 3 G / n MEAS Refl : FWD S11 (B/R) FORMAT MODULE LOG SCALE REF AUTO SCALE

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 5 Retoucher les paramètres de calibrage REFERENCE SCALE si nécessaire Passer en deux voies DISPLAY Dual On/Off Passer sur l édition voie 2 Chan 2 Le mode d affichage FORMAT Phase Régler les paramètres de calibrage SCALE REF AUTO SCALE DISPLAY MEAS Chan 2 FORMAT hp Hewlett Packard 8753D START STOP PRESET PORT 1 2 - FAIRE UNE CORRECTION D ERREUR ET DE CALIBRATION DE L ANALYSEUR L opération de calibrage de l analyseur permet de s affranchir des imperfections internes à l appareil et surtout à la connectique externe A partir de cette opération l analyseur construit des tables de correction pour la mesure engagée La correction se fait dans les différents modes Transmission Port 1 Port 2 donc S21 Transmission Port 2 Port 1 donc S12 Réflexion Port 1 Port 1 donc S11 Réflexion Port 2 Port 2 donc S22 Pour les paramètres de réflexion cette opération se fait sur des éléments élémentaires simples (mais pas faciles à faire pratiquement) à savoir : Sur court-circuit Sur circuit ouvert Sur charge 50Ω Dans le cas qui est le nôtre, le calibrage serait à faire dans le mode de réflexion S11 (Le deuxième port pourrait, dans cette configuration, être utilisé comme charge 50Ω si une application particulière le requerrait)

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 6 Le calibrage se fait avec la connectique utilisée pour la mesure et un «kit d étalonnage» comportant les éléments mentionnés ci dessus A titre indicatif le coût d un kit d étalonnage est de l ordre de 20Kf, ceci se justifiant par le fait qu il s agit d un matériel métrologique Le calibrage a déjà été fait pour vous Vous vous contenterez de : Vérifier que le câble que vous utilisez porte la référence «MANIP 1» Passer dans le mode de sauvegarde SAVE/RECALL Sélectionner le calibrage «MANIP1CB» Rappeler le calibrage 3 - EXECUTER LA MESURE La mesure peut être agrémentée de marqueurs Trois de ceux ci sont intéressants, un marqueur en début de gamme, un en fin de gamme, le troisième à la fréquence de travail du circuit d adaptation soit 2,3GHz Poser le marqueur 1 MARKER MARKER 1 Modifier sa position à l aide de la molette ou du clavier numérique et de K / m Ou de : Poser les deux autres marqueurs de la même façon 4 - IMPRESSION DES RESULTATS RECALL STATE Imprimer les résultats en actionnant : COPY PRINT MONOCHROME 5 - REPRESENTATION EN ABAQUE DE SMITH Reprendre toute la procédure de 1 à 4 en se plaçant cette fois ci dans les conditions suivantes : Affichage en abaque de Smith Affichage une voie seulement Deux curseurs en début et fin de bande Un curseur à la fréquence de 2,3GHz Terminer par l impression du document dans cette représentation REGLAGE DU CIRCUIT D ENTREE OU DE SORTIE Le réglage va consister à déposer des plages de peinture d argent afin de Réduire les longueurs de lignes, Augmenter la valeur des capacités cela en se servant de l analyseur de réseau en mode de réflexion S11 L adaptation sera parfaite lorsque le curseur réglé à 2,3GHz sera au centre de l abaque normalisée à 50Ω (TOS=1)

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 7 METHODE DE DEPOSE DE LA LAQUE CONDUCTRICE ( PEINTURE D ARGENT) Cette procédure requiert le plus grand soin, il vaut mieux, dans ce genre d entreprise, s appeler Léonard La barbouille est interdite En se servant d un bâtonnet prendre la quantité de vernis juste nécessaire et le déposer sur le circuit (1 ou 2mm 2 pas plus) Etaler avec précaution avec la pointe du bâtonnet Sécher la laque au sèche cheveux 2 à 3mn L évaporation du solvant doit être complète sinon vôtre réglage se décalera (séchage complet en 24h) Terminer le réglage, sèche cheveux en position «froid» Un excès de vernis peut s éliminer en utilisant le diluant, (il n y a pas de polymérisation de la laque) Tremper l extrémité d un Coton-Tige dans le diluant Le Coton-Tige ne doit pas être saturé Si nécessaire, en enlever l excès en posant le Coton-Tige sur un papier absorbant Balayer doucement la zone de laque à éliminer toujours dans le même sens, (pas de barbouille) lorsqu elle commence à partir donner un léger mouvement de rotation au Coton-Tige pour qu il présente une surface toujours nette au circuit REGLAGE DE L UN DES CIRCUITS On donne : Circuit d entrée réglage de C 7 C 8 (λ 2 =9,9mm) Circuit de sortie réglage de C 9 C 10 (λ 3 =2,8mm) Les réglages se font avec le circuit à régler relié à l analyseur en fonctionnement a) Commencer par régler la ligne à sa valeur nominale En effet deux paramètres (2 capacités) suffisent pour placer un point dans un plan La ligne pourra éventuellement être retouchée ultérieurement b) A l aide des languettes de circuit imprimé regarder, sur la réponse en abaque de Smith, l action d une modification de la valeur de C x puis de C y (il est probable qu une modification de la ligne ne soit pas significative à ce stade du réglage) c) Corriger l élément qui vous semble avoir l effet le plus efficace pour amener le marqueur 2,3GHz au centre de l abaque Au fur et à mesure du séchage observer l évolution du lieu de S11 sur l abaque La surface corrigée à la laque doit amener une correction analogue à celle prévue Observer la sensibilité du circuit à la température lors de la phase de refroidissement d) Reprendre les étapes b et c jusqu au réglage complet de la cellule Au fur et à mesure de la progression du réglage réduire la taille des corrections apportées e) Le réglage étant terminé, imprimer les résultats dans ce mode de représentation puis, repasser dans le mode d affichage initial ( représentation de Bode) et imprimer f) Relever les dimensions du circuit final à l aide du binoculaire g) En utilisant «LIGNE» tracer la figure d adaptation de ce circuit en abaque de Smith h) Indiquer sur les deux représentations les pulsations de coupure à -3dB (Pour le paramètre S11 cela signifie que la moitié de l énergie incidente est renvoyée à la source)

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 8 ABAQUE DE SMITH (Document réponse)

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 9 REPONSES (Document professeur) CIRCUIT DE SORTIE AVANT REGLAGE (ligne à sa longueur nominale)

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 10

Manip 1 ADAPTATIONS D IMPEDANCES SUR L AMPLIFICATEUR DE SORTIE EMISSION 16 CALIBRAGE (Document professeur) Nous utiliserons ici un kit d étalonnage de type N femelle, le type du port est donc mâle, la procédure de calibrage prend en compte ces deux paramètres 2a) Exécuter le calibrage Sélectionner un kit de calibrage CAL RETURN CAL KITS Sélectionner le type de paramètre CALIBRATE MENU Remplacer le circuit à régler par le circuit ouvert Exécuter le calibrage de court-circuit OPEN (M) Remplacer le circuit ouvert par le court-circuit Exécuter le calibrage de circuit ouvert SHORT (M) Remplacer le court-circuit par la charge 50Ω Exécuter le calibrage sur charge 50Ω Terminer le calibrage par LOAD (M) DONE 1-PORT CAL N M S11 1-PORT 2b) Sauvegarder les paramètres de calibrage pour pouvoir les retrouver tout au long du réglage de l amplificateur La sauvegarde se fait sur disquette ou en mémoire interne Passer dans le mode de sauvegarde Sélectionner le mode disque interne Sauvegarder le calibrage Noter le nom proposé à votre sauvegarde SAVE/RECALL INTERNAL DISK SAVE STATE RETURN