Brevet FR2028295A1 — publié le 19701009

La présente invention a pour objet un système de traitement de modulation destiné à un émetteur modulg en fréquence ou en phase, La commande de la déviation des émetteurs modulés en phase et en fréquence est importante, non seulement car elle est exigée par la "Fédéral 5 Communication Commission", mais aussi parce qu'elle-prévient toute distorsion acoustique, toute perte de compréhension et diminution du rapport signal/bruit dans le récepteur ,qui peuvent être dues à une déviation de modulation excessive. Des circuits ont été mis au point pour commander la déviation à partir du traitement du signal modulant. Ces circuits ont 10 très bien fonctionné dans les systèmes actuels, mais ils n'ont pas été retenus car ils ne peuvent pas faire p a r tie d'un circuit intégré. Par exemple, ils peuvent comprendre des inductances qui ne peuvent pas actuellement faire partie d'un circuit intégré,ou des condensateurs dont les valeurs sont si élevées qu'il est très difficile de les inclure dans la stmcture d'un circuit 15 intégré. En outre, les limiteurs,utilisés dans certains circuits de commande dé déviation utilisant uniquement des composants à l'état solide, étaient constitués d'un transistor limiteur polarisé entre la coupure et la saturation. Tandis qu'un transistor peut rapidement être déconnecté avec précision, il ne peut pas être polarisé facilement à un point de saturation défini, 20 si bien que la forme d'onde divisée, développée par un transistor à la saturation^1 est pas définie avec précision. Ceci donne lieu à une forme d'onde divisée asymétrique, ayant une distorsion excessive. En outre, il est nécessaire d'utiliser un grand nombre de composants pour équilibrer la température du transistor utilisé dans un tel circuit. 25 En conséquence, l'invention a pour objet un circuit de commande de déviation comprenant des transistors et d'autres dispositifs semiconducteurs. Dans lé circuit de l'invention, l'onde de forme limitée est symétrique. Ce circuit comprend un circuit d'équilibrage de la température. 30 En outre, il peut facilement faire partie d'une structure de cir cuit intégré. Dans la pratique de l'invention, un signal vocal utilisé pour moduler onde portéuSe est différencié et le signal de modulation différencié est appliqué à un circuit de division de phase. Ce circuit développe 35 deux signaux démodulation différenciés, déphasés d'approximativement 180°. Un limiteur est constitué de deux transistors à émetteur commun couplé. Les deux signaux de modulation différenciés sont appliqués aux bases séparées de deux transistors limiteurs, pour les polariser alternativement entre la 70 01092 2 2028295 conduction et la coupure. Un-circuit à courant constant est couplé en série avec les électrodes communes, pour maintenir le courant passant dans le limiteur à une certaine valeur, et limiter le courant passant dans celui des transistors limiteurs qui conduit , à une valeur inférieure à la saturation. 5 Une sortie est captée à partir du collecteur de l'un des transistors limiteurs. Ainsi, le courant qui passe dans les transistors limiteurs oscille entre 0 et une valeur déterminée, inférieure à la saturation,et la forme d'onde de sortie est limitée avec précision, est symétrique et présente une faible distorsion. 10 Le circuit comprend légalement des circuits de polarisation à semi conducteur , servant à stabiliser le circuit qui subit les variations de la température ambiante. Ce circuit peut aisément faire partie d'un circuit intégré. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor-15 tiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une représentation partiellement sous forme de blocs et partiellement schématique, d'un émetteur comprenant le circuit de commande de déviation conforme à l'invention ; et 20 - la figure 2 est une représentation d'une microplaquette de circuit intégré comprenant le circuit de traitement de modulation de la figure 1. Si l'on se réfère à la figure 1, les signaux de modulation provenant du microphone 10 sont couplés au circuit de traitement de modu-' 25 lation de signal 12, à travers le condensateur 13. La sortie du circuit de traitement de modulation 12 est couplée à l'oscillateur 14, pour faire varier sa déviation en fonction du signal de modulation. La sortie de l'oscillateur 14 est amplifiée et sa fréquence est triplée dans chacun des premier et second tripleurs 15 et 16. Le signal de sortie du second tripleur 16 est 30 également amplifié dans le préamplificateur 17 et 'dans l'amplificateur final 19. La sortie de l'amplificateur 19 est couplée à l'antenne 24 pour le rayonnement. Le signal de modulation appliqué au circuit de traitement 12 est différencié par le condensateur 13 et la résistance 24, pour obtenir un 3-5 pré-emphasage,et est amplifié par les transistors 22 et 23. Le transistor 25 est branché comme une diode et sert à équilibrer la température des transistors amplificateurs 22 et 23. Le signal de sortie du transistor 23 est 70 01092 3 2028295 couplé à partir de l'émetteur 26, à travers le condensateur 28, à la base 32 du transistor 31 et à la base 35 du transistor 34. Le condensateur 28 et l'impédance d'entrée des transistois31 et 34 peuvent également effectuer un pré-emphasage ou une différentiation. Les résistances 37 et 38 ainsi que la 5 résistance d'entrée du transistor 34 servent à affaiblir le signal appliqué à la base 35. Les émetteurs 40 et 41 des transistors 32 et 34 sont couplés à travers les résistances 42 et 43 pour constituer un amplificateur à couplage par émetteur. La jonction des résistances 42 et 43 est couplée à un potentiel de référence à travers une source de courant constant formée 10 par le transistor 45 et la résistance 46. Un courant de polarisation de la base 47 du transistor 45 est appliqué à partir d'un circuit de polarisation formé par les résistances 49 et 50 et le transistor 51 branché comme une diode. Le transistor 51 a la même caractéristique de chute de tension base-émetteur en fonction de la température que le transistor 45, si bien que 15 les variations de chutes de tension du transistor 51 en fonction de la température agissent pour équilibrer les chutes de tension de la base 47 à l'émetteur 53 du transistor 45, maintenant ainsi le courant dans le transistor 45 à une valeur relativement constante. La conduction des transistors 31 et 34 est déterminée par la 20 différence entre les signaux d'entrée apparaissant sur les bases 32 et 35. Le signal sur la base 35 étant affaibli par rapport au signal sur la base 32, le transistor ayant la plus grande conduction subit une alternance, de façon que les sorties des collecteurs 55 et 66 soient des signaux pratiquement identiques, déphasés de 180° l'un par rapport à l'autre. Ainsi, les tran-25 sistors 31 et 34 agissent comme diviseurs de phase pour le circuit. Le transistor 70 branché comme une diode avec les résistances 71 et 72 constituent un réseau de polarisation pour la base 32 du transistor 31 et la base 35 du transistor 34. Le transistor 70 sert à équilibrer la température du réseau de polarisation, de façon que la tension de polarisation appliquée auxtran-30 sistors 31 et 34 soit modifiée pour équilibrer les variations de la température ambiante. Les signaux de sortie des collecteurs 55 et 56 des transistors 31 et 34 sont couplés aux bases 68 et 61 des transistors 65 et 60. Les transistors 60 et 65 constituent un limiteur qui produit une forme d'onde limitée 35 et divisée très symétrique. Le signal appliqué aux bases 61 et 68 est toujours suffisamment intense pour déconnecter l'un des deux transistors et rendre l'autre conducteur. Les émetteurs 62 et 66 sont couplés et mis en série 70 01092 4 2028295 avec le transistor 74 et le transistor 75. La base 76 du transistor 74 est couplée au réseau de polarisation qui maintient le courant passant dans le transistor 74 à une valeur constante. Le transistor 51 branché en diode agit pour équilibrer la température du transistor 74 à courant constant, de la 5 même manière qu'il équilibre la température du transistor 45. Le courant passant dans les transistors 60 et 65 est maintenu constant à une valeur déterminée par le transistor 74. Puisque l'un des transistors est toujours déconnecté, tout le courant passe dans l'autre transistor. Par exemple, le transistor 65 alterne entre la conduction à une intensité de courant déter-10 minée et la non-conduction. L'intensité de courant déterminée est choisie de façon que le transistor fonctionne à une valeur de conduction inférieure à la saturation. Ceci produit une forme d'onde de sortie très symétrique sur le collecteur 67 du transistor 65, puisque l'allure arrondie et "brouillée" de la courbe de conduction du transistor, lorsqu'il approche 15 et atteint la saturation, n'affecte pas le signal de sortie et la distorsion est maintenue faible. Le signal de sortie du collecteur 67 du transistor 65 est couplé à l'oscillateur 14 à travers le filtre 82 et les transistors 86 et 87. Le filtre 82 est un filtre passe-bas * cftm type particulier dit 'feplatter" exigé par 20 la "Fédéral Communication Commission" et sert à. supprimer les harmoniques di signal de sortie. . La figure 2 représente une microplaquette de circuit intégré comprenant le dispositif de traitement du signal acoustique de la figure 1. Les parties de la microplaquette, qui ont la même fonction que les éléments du circuit de la figure 1, portent les mêmes références. L'entrée du microphone 25 correspond.à la borne 21 de la microplaquette et la sortie correspond à la borne 93. Le condensateur 28 et le filtre 82 sont des composants discrets branchés aux bornes 27 et 29 et aux bornes 83 et 84 respectivement. Les bornes 91 et 92 sont alimentées normalement. La borne 90 constitue une borne d'essai. 30 L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications sans pour autant sortir de son cadre. 70 01092 5 2028295 REVENDICATIONS 1 - Système de modulation dans lequel un signal d'onde porteuse est modulé en fréquence ou en phase par un signal modulant, le système de commande de la déviation et de la réponse en audio-fréquence comprenant un circuit d'entrée pour recevoir le signal modulant, des dispositifs diffé-5 ciateurs couplés au circuit d'entrée pour produire un signal modulant différencié et des moyens pour limiter le signal modulant différencié, le système étant caractérisé en ce qu'il comprend un diviseur de phase couplé aux dispasitifs différenciateuis pour développer deux signaux modulants différenciés, déphasés d'approximativement l8ô° et en ce que les moyens limiteurs compren-10 nent deux transistots ayant des électrodes communes couplées, un circuit pour brancher le diviseur auxmoyens limiteurs et appliquer l'un des signaux modulants différenciés à l'électrode d'entrée de l'un des transistors et l'autre signal modulant différencié à l'électrode d'entrée de l'autre transistor, des dispositifs à courant constant branchés en série avec les électrodes com-15 munes des transistors limiteurs à un premier potentiel de référence, les deux signaux modulants différenciés polarisant chacun des transistors limiteurs alternativement entre la conduction et la coupure et les dispositifs à courant constant limitant le courant dans celui des transistors limiteurs de courant qui conduit, à une valeur inférieure à la saturation. 20 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs à courant constant comprennent un transistor ayant une première électrode branchée aux électrodes communes, une seconde électrode branchée au premier potentiel de référence et une électrode de commande et un premier circuit de polarisation branché à l'électrode de commande pour appliquer une 25 tension de polarisation et établir la valeur du courant dans la première et la seconde électrode du transistor à courant constant. 3 - Système de modulation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première électrode du transistor à courant constant est un collecteur, la seconde électrode du transistor à courant constant est un émetteur 30 et l'électrode de commande du transistor à courant constant est une base, le premier circuit de polarisation comprenant la diode de polarisation a une première et une seconde électrode branchées en série avec une résistance divisant la tension entre une première tension de référence et une seconde tension de référence et la preriare électrode de la première diode de polari- 70 01092 6 2028295 sation est branchée à la base du transistor à courant constant, la chute de tension de la diode de polarisation variant en fonction de la température,de la même manière que la chute de tension base-émetteur du transistor à courant constant, pour équilibrer les variations de température du transistor à 5 courant constant. 4-- Système de modulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que le diviseur de phase comprend un premier et un second transistor diviseuisde phase, ayant chacun une base, un émetteur et un collecteur, les émetteurs des transistors diviseurs de phase étant reliés pour former un 10 amplificateur à couplage d'émetteur, les collecteurs des transistors diviseurs de phase étant branchés individuellement aux électrodes d'entrée séparées • » des deux transistors limiteurs, la base du premier transistor diviseur de phase étant branchée au dispositif différenciateur , et des dispositifs d'affaiblisaement relient la base du second transistor diviseur de phase 15 aux dispositifs différenciateurs pour affaiblir les signaux appliqués au second transistor diviseur de phase et les signaux modulants différenciés appliqués à la base du second transistor ont une amplitude inférieure aux signaux modulants différenciés appliqués à la base du premier transistor. 5 - Système de modulation selon la revendication 4, caractérisé 20 en ce que les diviseurs de phase comprennent un transistor régulateur de . courant couplant l'émetteur du transistor diviseur de phase à la prenfere tension de référence, le transistor régulateur de courant comprenant une base branchée à la prenfere électrode de la diode de polarisation, cette diode constituant un équilibreur de température du transistor régulateur de 25 courant, un second circuit de polarisation comprenant une diode de polarisation couplée à la base du premier et du second transistor diviseur , pour lui appliquer un courant de polarisation, la chute de tension de la diode de polarisation du second circuit de polarisation variant en fonction de la température,de la même manière que la chute de tension base-émetteur du pre-30 mier et du second transistor diviseurs de phase, pour équilibrer les variations de température du diviseur de phase. 6 - Système -dé modulation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le circuit d'entrée comprend des dispositifs d'amplification branchés aux dispositifs différenciateurs pour amplifier le signal modulant. 35 7 - Système de modulation selon la revendication 6, caractérisé en ce que le circuit de sortie est pourvu d'un filtre branché à l'une des première et seconde électrodes de sortie des transistors limiteurs. 70 01092 7 2028295 8 - Système de modulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dispositifs différenciateurs comprennent un condensateur et une impédance et en ce que le circuit d'entrée, l'impédance du dispositif différenciateur, le diviseur de phase, le circuit, le limiteur et le dispositif 5 à courant constant sont constitués d'un circuit intégré. 9 - Système de modulation selon la revendication 8, caractérisé en ce que les dispositifs à courant constant comprennent un transistor formant une partie du circuit intégré et ayant une première électrode branchée en série avec les électrodes communes;, une seconde électrode branchée à la 10 tension de référence et une électrode de coamande, le premier circuit de polarisation formant une partie du circuit intégré et étant branché à l'électrode de commande pour lui appliquer une tension de polarisation et établir la valeur du courant dans la première et la seconde électrode du transistor à courant constant.