Correction des défauts de l’analogique 

Dans les systèmes électroniques et les microsystèmes, une part importante des limitations de performances est liée aux défauts des parties analogiques : déviations par rapport aux valeurs nominales des composants liées aux procédés de fabrication, sensibilité aux variations de l’environnement (température, etc.) et autres bruits, non-linéarités. Les méthodes de conception analogique basées sur des arrangements géométriques particuliers et des architectures symétriques et/ou différentielles permettent de réduire ces limitations dans une certaine mesure.

Pour aller plus loin, la tendance historique a été de réduire dans ces systèmes la part de l’analogique au profit du numérique, plus fiable, plus robuste et plus rapide à développer. Cette stratégie a toutefois ses limites. Premièrement, certaines fonctions analogiques ne peuvent être traduites en numérique, typiquement les étages de puissance et toutes les interfaces avec le monde physique, par nature analogique. Deuxièmement, il n’est pas toujours avantageux, du point de vue du compromis global (vitesse, consommation, coût, robustesse, précision), de remplacer une fonction analogique par son équivalent numérique, particulièrement dans le cas de systèmes à hautes performances.

L’équipe MiSCaS travaille à développer des méthodes innovantes de compensation des défauts analogiques, adaptées au système et à l’application considérée. Cette compensation peut se faire directement dans le domaine analogique ou par association d’un circuit numérique dédié, voire les deux. L’association d’un circuit numérique dédié permet notamment l’implémentation d’algorithmes récursifs pour une compensation s’adaptant aux variations de l’environnement. Dans le cas d’une solution mixte, se pose par ailleurs la question de la répartition optimale de l’effort de compensation entre le numérique et l’analogique.

Parmi les travaux de l’équipe MiSCaS dans ce domaine, plusieurs se rapportent à la thématique des convertisseurs :

  • correction de l’excess loop delay dans les boucles sigma-delta (solution purement analogique) ;
  • correction de la non-linéarité du CAN dans un convertisseur sigma-delta (solution mixte) ;
  • compensation des désappariements entre les voies dans les CAN à entrelacement temporel par calibration (solution mixte ou purement numérique) ;
  • compensation des déviations par rapport aux caractéristiques nominales du banc d’analyse dans les BFH par calibration (solution mixte ou purement numérique).

Dans le domaine des MEMS, des travaux menés au sein de l’équipe ont montré qu’il était possible de compenser une non-linéarité mécanique par l’introduction d’un biais électrostatique afin d’améliorer la stabilité en phase d’un oscillateur.

D’autres travaux ont concerné l’électronique pour les radars, plus spécifiquement la correction numérique des défauts des VCO dans les radars de type FCWM

Par ailleurs, une thématique en développement dans l’équipe est celle de la linéarisation des amplificateurs de puissance RF par prédistorsion numérique.