Brevet FR2020913A1 — publié le 19700717

La présente invention se rapporte aux modulateurs angulaires, et plus particulièrement aux uodulateurs do phase. L'invention propose un modulateur de phase capable d'une grande variation (85°) pour une porteuse à fréquence radio. Selon l'invention, le raodiilateur de phase est caractérisé on ce qu'il comporte ; - des premiers moyens pour engendrer un signal porteur, présentant une phase donnée, le signal porteur étant décalé de i80° par rapport à la phase donnée s - une réactance, couplée aux premiers ioyens? répondant soit au signal porteur aérant la phase donnée, soit au signal porteur décalé de 180° par rapport â la ph-3.se donnée y - une impédance variable qui est résistive à la fréquence du signal porteur et qui est couplée aux proniiors raoyens répondant respectivement soit au signal porteur décalé de 180° par rapport à la phase donnée, soit au signal porteur ayant la phase donnée; - une source de signaux de modulation, couplée à l'impédance variable pour faire varier sa valeur résistive par le signal de modulation ; - des moyens de sortie, couplés en cônroun à la réactance et à l'impédance variable pour obtenir,comme signal de sortie pour le modulateur, le signal porteur dont la phase est modulée par le signal de modulation. * D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. lia figure 1 représente, schématiquement, un modulateur do phase selon l'invention. La figure 2 illustre un diagramme de phase. La figure 3 représente, schématiquc-ncnt, un Modulateur de phase transistorisé selon l'invention. En se référant à la figure 1s il y est représenté un transformateur 10, â fréquence radio avec un secondaire à prise centrale» Une borne extérieure de l'enroulement secondaire est connectée au condensateur 12 et'l'autre borne extérieure de 1'-nroulene-nt secondaire est connectée à «ne résistance variable 11e La prise centrale do 1'onrouloErmi secondaire est reliée à la terre, ot la? ostrénit-?* de la répistanc;; 11 et du «iondensateur 12s qui ne sont pas reliées b 1'enroul^ron-t secondaire du transformateur » sont connectées à la borne 13t. Lportoueo à fréquence radio à moduler est envoyée à l'enroulement primaire du transformateur 10» L'amplifevlc do la fréquence do modulation est appropriée rscar la valeur do la résistance variable 11 c- Une tension; j" 1 S -i c>o .-i _ ^-■-■ 'T-'h't,^ 7.5 13 et- 2.3. *tj0X*2?0c. ifce m hilctixjn Cij -nfcas-i est engendrée c.e -1?. manière saivantoo Il y a une bad original 6935452 2 différence do phaso de 180e entre los tensions aux extrémités cxtérjjgCtycg ils l'enroulement secondaire du transformateur 10. La tonsic^ appliquai! au trajet capacitif entre le transformateur et la terre, par 1 'intermédiaire âu eondonsatcur 12 et do la borne 13? est tou.jeu.rs décalée de 90° par rapport 5 à la tension dans lo trajet résistif, par l'internedxairc do la résistance variable 11. La figura 2 aontre la relation do phaso entre les tensions.; dans 1s circuit âe la figure 1.. La flèche V de la figure 2 représente 1" phase de l'onde porteuse d'entrée. Le dianètre du cercle de la figure S ro~ présente la tension au:c bornés de l'enroulement secondaire du transformateur 10 10. V, et VQ représentent los tensions aux 'bornes de la résistance et.du eeniensateurj respectivement. T.. est la tension résultante entre la ï-Qrnc- C*tt- i£ i . *2 et la terre. La terre est le contre du cercle. V et V présentent une . r o relation do phase de .90°, comme cela est mentionné ci—dessus. Le lieu gêess!~ trioue de l'extrémité de ¥ , doit, en conséquence, être situé sur"îc àcM~ out ^ . 15 cercle. Quand varie, la phaso do 7CU^. r par "rapport à varie. ; Âins i t . quand la valeur do la résistance 11 est commandée par un signal do > la phase do varie en fonction do 1'anplitude du signal de modulâtion ' -4 out WJ- • .* —o— — ^ : appliqué. Ainsi, lo signal à-la borne 13 représente l'onde porteusegdoat la i phaso varie on fonction de l'amplitude du signal do modulation, otIjSînt"la 20 vitesse do variation do phase représente la fréquence du signal do jpgfffen.a~ tion. "VÏSe La figure 3 représente un circuit nettant on oeuvre 1*invont: illustre un modulateur do phase approprié pour moduler une onde poz 25 3>Hz avec un signal de modulation à fréquence audio. Ce modulai 25 particulièrement approprié quand la puissance do la fréquence poi limitée, comme dans les émetteurs mobiles. Le transistor 31 se conno un divisour do phase ot correspond, au point do vuo foncticaiy au transformateur 10 de la figure 1. Los tension?', développées aux bo:^©» de charge résistive 32 et 33 sont on opposition de phase (différence"de phase 30 de 100®)» Lo condensateur 12 oorrospond au composant portant la réfs- rouée sur la. figure- i. La res-is tancé varieble 11 de la figure 1, M été ronplaoéo. par 11onroulcnont prinairc du transformateur 36. Le coH#iKsatour 37 est un condensateur'1'isolerontf en courant continu," pour la hiÉae 13» Le modulât3er do phase rep-réaenté siir lr fi«are 1« présente un &f^j&iont i5 '/ariabla purement résistif^ deti-inA c assurer eu'aucune modnlatio»-d*amplitude n'a ut mélangée avc;-i_. 1;. r^d&l.sfcir-v. -le plve^Cc L'on roule; u.i«t ^.rî^e. d~ transformateur 36 doit apparaître rceâetanac pure à la :£r€e!3er:-o do l'onde porteuse* afin 5e s'ascera? .q,ne la uc:-teuso> modulée à rla Mrsie 13 de la figure 3s r,r»it -eoiuléc- puronar irsqu.en.ee ju.ro est vAv.tf;'to m r r-lflexiuï: l'.mo résistance dont Xâ iralout BAD ORIGINAL 6935452 2020913 3 varie on fonction du signal do modulation do 11onroulcmont secondaire vers l'onrouicmont primaire du transformateur 3*5. Chaque extrémité do 11 enroulement secondaire, du transformateur 36, est connectée à un- diode. La diode 41 est connectée do manière à polariser les extrémités correspondantes do l'onroule-5 ment secondaire du transformateur à une tension positiva par rapport à la terro. Cette tension positive est dérivée, par l'intermédiaire de la résistance 34, d'une source do tension positive, ot sort à polariser, en diront, la diode 44» La diodo 44 redresse la tension de la porteuse à fréquence radio 10 induite dans 1'enroulement secondaire- du transformateur 36 et engendre une toiasion unidirectionnelle dan lo condonsatour 45 o« la résistance 46. La tonsion do modulation est également envoyée au condensateur 45 ot à la résistan.-o 46, par l'intermédiaire du condensateur d'isolement 47* La combinaison du courant à fréquence radio redressé ot du courant à fréquence audio, 15 dans la résistance 46 ot le condonsatour 45j engendre une impédance de charge, do valeur variable, sur la diodo 44» Cette impédance variable est réfléchie par 1'intermédiaire du transformateur 36 ot apparaît aa-i bornes de l'enroulement primaire do co transformateur, dans lo réseau à division do phaso, avoc uno valeur proportionnelle au rondement du redresseur et au rapport du 20 transformateur. Los condensateurs 42 ot 43 forment, respectivement, un trajet à fréquence audio ot à fréquence radio vors la diode by-pass 41• La variation de l'impé—» dane-o de charge, pour le redresseur 44, dépend de l'amplitude du courant à fréquence audio, ot la vitosso de variation .de l'impédance dépond do la fré-25 quonce do co courant. En conséquence, uno résistance pure hyporfréquonco est créée dano le réseau divisour do phase ot présente une valeur, fonction do l'amplitudo ot de la fréquence du signal de modulation. La réalisation du transformateur 36 n'est pas critique, mais certains types donnent de meilleurs résultats que d'autres. Le rapport do spires est 30 choisi de tello sorte que la tension envoyée à la diode rodresseuso 44 est à un niveau domant un redressement satisfaisant. Par oxoinplo, un transformateur du type à large bande dans lequel les réactances capacitives et indue— tivos sont égales, entendre des résultats très satisfaisants. Toutefois, un transf ormr~tc.ur du type à bande étroite, prévu avec un condensateur à l'onrou-35 lemont primaire connecté on shunt et uno spire de court-circuit pour 1'accord, afin d'équilibrer los impédances réactives, donne dos résultats satisfaisants. La diode 44 doit être do type rapide pour redresser la fréquence radio do manière satisfaisante. La diodo 41 ot son circuit associé, sont appropriés pour engendrer une polarisation convenable à de faibles niveaux du signal 40 à fréquence porteuse. Si un signal porteur, suffisamment grand, est utilisé, BAD ORIGINAL 6935452 2020913 4 le circuit do polarisation pout etre omis. Avoc un circuit utilisant dos composants du typo décrit ci-dessus , un modulateur do phaso a été réalise pour fonctionnai' â des fréquences porteuses comprises entre 25 ot 31 MHz, dans lesquelles une variation do quoique + 85° a été obtenue. D'autres "types d'éléments de résistance variable ont été trouvés appropriés dans la branche résistive du réseau diviseur de phase. Par exemple, une diode PUT pout être utilisée. Uno telle diode, due au phénomène d'emmagasinage do trous supplémentaires, se comporte coane une résistance pure à la fréquence radio.En laissant passer simultanément le courant audio et le courant à fréquence radio à travers la diode, la résistance varie à la fréquence audio ot cotte variation do résistance fait varier la phase du courant à fréquence radio, comme cola ost représenté sur la figura 2. Lo circuit à diodo PUT utilise moins do composants que le circuit roprésonté sur la figure 3, mais la diodo ello-momo ost plus onéreuse ot est également sujette à être surchargée à des niveaux, du signal à fréquence radio, inférieurs à cquz du circuit do la figura 3. Une autre variants réside dans l'utilisation d'un transistor à effet de champ comme élément do résistance variable. Co transistor a sa polarisation commandée par lo signeiî à fréquence audio st se comporte, également, d'une manière semblable à celle décrite en référence avoc la figure 2. Il est avantageux de shuntor lo transistor à effet do champ avec un inducteur pour compenser la capacité parasite. Los diverses réalisations décrites ci-dessus, donnent des modulateurs de phaso à grande gamme, particulièrement appropriés pour dos fréquences allant de 25 à 30 £Hz, avec dos variations approchant le maximum théorique. Etant donné que l'élément do modulation est uno résistance pure aux fréquences radio, il n'y a pas de modulation d'amplitude sur le signal modulé on phaso. L'invention n'ost pas limitée aux modulateurs do phase pour ces fréquences, mais est convenable pour ôtre utilisée sur une grande gamme de fréquences de modulation et de fréquences porteuses5 en tenant compto des points critiques mentionnes ainsi que des .variations normales dans la technique dos circuits nécessaires pour des fréquences porteuses supérieures et inférieures. Bien que les principes do la présente invention aient été décrits ci-dcssus on relation avec un exemple particulier do réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple ot no limite pas la portée do 1'invention. BAD ORIGINAL ' -4935452" " - 2028913 5 - 3£g¥iaï)TaAfiOSS t€/- Isiodulataur da phase? caractérisé on oc qu'il comporta s — dos proniors î?«.jcns pour engendrer un signal po-rtsur ayant une phaso donnée5 ot un signal portosr ayant uno phaso. décaléc de 180°S par rapport à la phase 5 donnée j — uno réactaaeo, eoupléo cuz premiers moyens, ot répondant soit au signal porteur ayant la phase donnée, soit au signal porteur ayant une phaso décaléo do 180° par- rapport à la phase donnée 3 — une impédance variable: — une source de signaux do modulation couplée à l'iapédance variable, afin do faire varier sa valeur do résistance par le signal de modulation j 15 - dos moyens do sortie, couplés en connu;! à la rsactanco ot à l'impédance variable, pour obtenir, conno signal do sortie du modulateur, un signal porteur dont la phase est modulée par le signai de Modulation. 2°/— Modulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premiers moyens comportent une sourco de signaux porteurs et un divisour de phaso. 20 3®/~ $5b«lulateur selon la revendication 2, caractérisé on co 4°/~ Modulateur scl«m la revendication- 2, caractérisé on ce ouo lo diviseur do phase comporte un auplificatcur à transistor comprenant un transistor dont la baac- est cotrpléo à la sourco do signaus porteurs, dont 1 ' a ne-1 tour ocre 30 connecté de manière â délivrer soit un signal porteur ayant la phase donnée, soit un signal porteur ayant une. phase décalée de 180° par rapport à la phase donnée, et dont lo collecteur ost connecté do manière à délivres? soit lo signal .porteur- ayant une phase décalés cto 180° par rapport â la phase donnée, suit le signal perteur ayant la phase donnéa. Î5 5e/-- ii>dulatour selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'impédance variable comporte ; ~ un. premier Turansformateur ayant un proiaior "jnrouïement primaire inséra entre les premiers moyens et les moyensr do sortie, et un premier cnroulcaont secondaire ; 40- — un redresseur euuple à uno borne du premier enroulement secondaire afin de bad original 6935452 2020913 redresser lo signal porteur allfr.t du pa?ssior onroulomont priwaircgfyors lo second onroulonant secondaire 5 â" ~ uni iapédanca de oàarfo euuplcb au redresseur et à la sourco do signaux -le modulation, la valeur effective do 1 ' inpêdanco do charço étant ran^ic varia-blo par lo signal do modulation, l'inipédaneo âo charge -srariàblo étant réfléchi 3 entre 1'onrouloaoat secondaire ot 13onroulcnont primaire, afin de forsc; 1'impédance varia"blo. " 6®/- - Modulateur soloa la revendication. 5» caractérisé on co que l'impédance de charge conpo-rto un circuit à résistance et condonsatour on paraïïêle. 7®/~ Ifodulatour solon la revendication 5? caractérisé, en co qu !il comporte, .r 8°/- Modulateur selon la revendication 7 s caractérisé on ce que l'irirpédance do charge comporta un circuit à résistance ot condonsatour on parallèle, ot en co que les premiers noyons comportent une sourco do signaux portëurs ot un divisour do phaso. 9°/- Modulateur selon la revendication 8, caractérisé on co quo lo Jgjiseur do phase comporte un second transformateur présentant un second enrdBSesoni' prinairo, couplé à la source do signaux porteurs, ot un second onro^lcnoirb secondaire à prise centrale mise à la terre, une- "borne du socond enroulement secondaire délivrant le signal porteur ayant la phase donnée, tandis que l'autre "borne du second onroulomont socondairo délivrant le signal por-tocr. présente uno phase décalée do 180° par rapport à la phase donnée. 10°/- liodulateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que lo diviseur do phase ost identique au divisour de phaso de la revendication 4» bad original