Brevet FR2009175A1 — publié le 19700130

La présente invention concerne un ré cepteur servant à la réception et à la démodulation d'une porteuse modulée en fréquence, le signal modulateur étant constitué par un signal principal dont les frénuences sont situées dans une bande de fréquences limitée qui 5 s'étend jusqu'à une fréquence limite déterminée, et par des signaux de sous-porteuse dont les fréquences sont supérieures à ladite fréquence limite. Des récepteurs de ce genre sont notamment utilisés dans des systèmes pour la télémesure par l'intermédiaire de 10 liaisons radio. Dans un système particulier de télémesure, des données de mesure sont transmises sous forme digitale au moyen d'une modulation par codage d'impulsions, et d'autres données de mesure sont transmises sous forme analogique par modulation de fréquence d'un certain nombre de sous-porteuses. 15 L'invention fournit un récepteur qui présente pour le signal principal un rapport signal/bruit plus élevé, de sorte que soit la portée du système pour la télémétrie peut être étendue, soit, pour une portée donnée du système, l'on peut se contenter d'une puissance d'émetteuT plus faible. 20 Dans le récepteur conforme à l'invention, la sous- porteuse modulée en fréouence reçue est âpoliquée à deux canaux sélectifs en fréquence, à larqeurs de bande différentes, dans chacun desquels se trouve un discriminateur de fréquencei le premier canal ayant ayant une faible largeur de bande de fréquences passante pour la sé-25 lection des composantes de modulation provoquées par le signal principal lors de modulation en fréouence de la porteuse et émises, alors que le deuxième canal a une grande largeur de bande de fréquences passante, et qu'un canal pour prélever un signai," correspondant au signal principal, est connecté au discriminateur de fréquence 30 du premier canal sélectif en fréquence. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fara bien comprendre comment l'invention peut âtre réalisée. La figure t représente le spectre de fréquence du 35 signal à bande d'un émetteur pour télémétrie. La figure 2 est le schéma synoptique d'un récepteur 69 16487 2009175 conforme à 1'invention* La fig. 1 représente le spectre de fréquence d'un signal à bande de base d'tm émetteur pour télémétrie» ce signal étant constitué par un signal de modulation par codage 5 d'impulsion (1) ou signal PCM, et un certain nombre ^6) de signaux analogiques,, chacun modulant une sous-porteuse (2), 13)» (4)s> (5), (6) et {7) par modulation de fréquence. Ce signal à bande de base est émis par 1'émetteur de modulation de fréquence d'une porteuse haute fréquence. Dans le 10 récepteur représenté sur la fig. 2, la porteuse haute fréquence modulée en fréquence, reçue par l'antenne (8), est transmise par l'intermédiaire d'un amplificateur haute fréquence (9) à tm étage mélangeur (11) commandé par un oscillateur local (,10) ç, étage (,11) qui transforme le signal haute fré-15 quence en signal à fréquence moyenne. Le signal moyenne fréquence, quîapparaît à la sortie de l'étage mélangeur (11)» e3t appliqué à deux amplificateurs moyenne fréquence (12) et (Ij), dont le premier (12) a une large bande passante et dont le second (15) a une bande passante étroite. Le signal 20 moyenne fréquence de l'amplificateur moyenne fréquence (.12) est démodulé par un discriminateur de fréquence à limitation d'amplitude (14j et appliqué ensuite aux canaux de sous-porteuse (l6j? (17)9 (18), (19j et (20.)» Chacun de ces canaux comporte un filtre.da bande (21), (22), (23), (24), 25 (25)s (26) qui sélectionne la sous-porteuse modulée correspondant au canal« Le signal moyenne fréquence de l'amplificateur moyenne fréquence \15) est démodulé par le discriminateur de fréquence à limitation d'amplitude (27) et appliqué ensuite au canal de démodulation PCM (28), comportant un 30 régénérateur d'impulsions \2S)e Le spectre de fréquence de la porteuse haute fréquence modulée en fréquence comporte toutes sortes de composantes d'interférence entre les ondes sous-porteuses et entre les composantes de fréquence du signal PCM et les 35 sous-porteuses, qui tombent dans la bande de fréquences 5e l'amplificateur moyenne fréquence â bande passante étroite ^15;. Les fréquences de ces eoaposantés d5 interférence peuvent être représentées part (!) c + (fc> s ci « % aeâ-) 4Q (2j (sj c + £& Dcm 69 16487 2009175 - 3 - expression dans laquelle: •= îjè e est la fréquence de la porteuse haute fréquence. ~ y) pcm est la fréquence d'une composante du signal PCM» •=■ jj? sci et 1$ scj sont le fréquences de deux sous-3 porteuse voisines. Les composantes dlinterférence avec les fréquences: Q c + (0 sci = sej ) entraînent une modulation d'amplitude pure de la porteuse haute fréquence. De même» les composantes d'interférence avec 10 les fréquences: iê c +£cÉ?cm + (Cû sci - Q sej)J entraînent une modulation d'amplitude pure des signaux de "bande latérale ayant les fréquences: ta! c ± © pcm. 15 La modulation d'amplitude résultante» provoquée par les composantes d'interférence précitée» est éliminée par le discriminateur de fréquence à limitation d'amplitude {27) et elle n;entraîne de ce fait pas de distorsion du signal PGM. 20 Toutes les composantes d'interférence de type (2) ne tombent pas dans la bande passante de l'amplificateur moyenne fréquence (,13j; en particulier» c'est le cas pour les composantes de fréquence supérieure du signal PCM et par ailleurs» il se produit» par suite de la faible largeur de 25 bande» une conversion de la modulation d'amplitude en modulation de fréquence» de sorte qu'il se produit malgré tout une certaine distorsion du signal PCM. La distorsion est également provoquée par des composantes d'interférence d'ordre supérieur. 30 La distorsion résultante du signal PCM est toute fois surcompensée par la baisse du bruit dans l'amplificateur moyenne fréquence à band'e passante étroite (13J par rapport à l'amplificateur moyenne fréquence à large bande passante (.12). .far suite de la détection du signal PCM dans une bande 35 de fréquences étroite, on peut obtenir en pratique une augmentation du rapport signal/bruit d'environ 6 décibels par rapport à la détection dans une large bande de fréquences. Dans le système de transmission envisagé avec détection du signal PCM dans une bande de fréquences étroite, 40 l'indice de modulation mpem du signal PCM est choisi en fonc 69 16487 2009175 tion de la largeur de la bande de fréquences étroite de manière à obtenir un rapport signal/bruit optimal, une valeur appropriée pour mpcm est: mpcm - 0,7° 5 L:indiee de modulation msc de chacune des sous-porteuses est choisi en fonction de la largeur de bande haute fréquence admissibles la distorsion admissible et l'intermodulation dans les signaux analogiquesf et la distorsion admissible sur le signal PCM. Une valeur appropriée pour msc 10 est: mso = 0y 2o Dans le système de transmission connu avec détection du signal PCM dans une bande de fréquences large9 on ne peut donner à l'indice de modulation du signal PCM une 15 valeur optimale» Pour des valeurs élevées de l'indice de modulation, il se produit en effet des composantes d'interférence fortes entre les signaux de bande latérale d!ordre supérieur ayant les fréquences: {Q c ± n pcm 20 et les sous-porteusess ces composantes d'interférence tombant en partie dans les bandes de fréquences des canaux de sous«porteuse et causant une distorsion des signaux analogiques. Pour illustrer ce qui précèdes voici quelques 25 données concernant un système de transmission réalisé en pratique : 30 35 signal .PCM : 20.000 bits par seconde ; largeur de bande 15.000 fiz fréquences de sous~porteuses : 37=5 kHz augmentant de 16 kHz signaux analogiques s largeur de bande 2000 Hz : écart de fréquence maximale de la sous-porteuse 4000 az amplificateur moyenne fréquence 12? largeur de bande 500 kHz amplificateur moyenne fréquence 15; largeur de bande 40 kHz largeur de bande de la porteuse haute fréquence modulée en 69 16487 2009175 REVENDICATION; Récepteur servant à la réception et à la démodulation d'une porteuse modulée en fréquence» le- signal modo*» lateur étant constitué par un signal principal dont les 5 fréquences sont situées dans une "bande de fréquences limitée qui s'étend jusqu'à une fréquence liaite déterminée, et par des signaux de sous-porteuse dont les fréquences sont supérieures à ladite fréquence limite, caractérisé en ce que la sous-porteuse modulée en fréquence reçue est appliquée 10 à deux canaux sélectifs an fréquence, à largeurs de bande différentes9 dans chacun desquels 39 -trouve un discriminateur de fréquence, le premier canal ayent une faible largeur de bande de fréquences passante pour la sélection des composantes de modulation provoquées par le signal principal 15 lors de modulation en fréquence sur la porteuse et émises, alors que le deuxième canal a une grande largeur de bandes de fréquences passante, et qu'un canal pour prélever un signal, correspondant au signal principal, est connecté au discrimateur de fréquence du premier canal sélectif en 20 fréquence.