Oscilloscopes Exploitation et optimisation des architectures sur FPGA pour réduire les incertitudes d'échantillonnage temporel dans les oscilloscopes numériques industriels

Cette thèse aborde l’amélioration des oscilloscopes numériques d’échantillonnage (DSO) grâce à des techniques innovantes visant à atténuer les incertitudes de mesure et à améliorer la précision globale. La première contribution se concentre sur la minimisation du jitter d’échantillonnage dans les DSO en introduisant une technique visant à améliorer la précision de mesure, avec des améliorations pouvant atteindre 50%.S’appuyant sur cela, la deuxième contribution examine la mise en œuvre d’une technique de base de temps de précision (PTB) sur un FPGA pour améliorer davantage la performance de jitter de mesure des DSO. Cette technique utilise deux signaux de référence pour corriger les erreurs de base de temps et réduire le jitter introduit par le DSO lui-même. Les résultats expérimentaux montrent une réduction substantielle du jitter de mesure, passant de 1,3 picoseconde (ps) à 280 femtosecondes (fs), en fonction du débit de données et de la longueur du motif du DSO haute vitesse.Enfin, cette thèse présente une technique d’échantillonnage par déclenchement de phase. L’approche proposée utilise un déclencheur de décalage de phase d’horloge pour remplacer la boucle à verrouillage de phase (PLL) pour la génération de fréquence d’échantillonnage. Implémentée sur un FPGA, le DSO à déclenchement de phase montre une amélioration significative des performances.