Brevet FR2551937A1 — publié le 19850315

X 937 La présente invention concerne un récepteur radioélecrique et en particulier un récepteur destiné à recevoir des signaux radioélectriques à manipulation par glissement de fréquence Dans de tels réseaux, les 5 bits sont transmis par émission de bits à l'état un à une première fréquence et de bits à l'état zéro à une autre fréquence Les bits sont transmis à une fréquence prédéterminée de données. A la réception, on doit décider si une fréquence 10 reçue représente un "un" ou un "zéro". Un récepteur connu à cet effet a deux canaux de réception Chaque canal récepteur a un mélangeur et les signaux reçus sont transmis au mélangeur en quadrature l'un par rapport à l'autre Un oscillateur local 15 transmet un signal de mélange à chacun des mélangeurs, les signaux de mélange étant à une fréquence qui se trouve à mi-chemin entre les fréquences émises pour les états logiques "un" et "zéro" Les signaux des deux mélangeurs sont filtrés, amplifiés puis transmis à un détecteur 20 qui donne des signaux de sortie qui sont représentatifs des données émises Le brevet britannique n 1 172 977 décrit un tel système à deux canaux. L'utilisation de deux canaux récepteurs séparés nécessite une duplication des différents éléments, si 25 bien que le récepteur est complexe et coûteux. Le brevet britannique n 2 076 238 décrit un récepteur radioélectrique destiné à recevoir des signaux radioélectriques manipulés par glissement de fréquence, permettant l'utilisation d'un seul canal récepteur. L'invention décrite dans le document précité se rapporte à un récepteur radioélectrique destiné à recevoir des signaux radioélectriques manipulés par glissement de fréquence dans lesquels des bits différents sont émis à l'une desdeux fréquences, le récepteur compre35 nant un mélangeur destiné à recevoir les signaux émis, un oscillateur local destiné à transmettre un signal de mélange au mélangeur, un détecteurdestiné à recevoir un signal à fréquence intermédiaire du mélangeur par l'intermédiaire d'un canal récepteur unique, un circuit découpeur destiné à appliquer un signal de découpage à l'oscillateur local afin qu'il modifie la fréquence de l'oscillateur 5 avec une fréquence prédéteminée, entre les deux valeurs dont aucune ne se trouve à mi-chemin entre les deux fréquences, le signal de découpage étant transmis, lors du fonctionnement, au détecteur en synchronisme avec celui qui est appliqué à l'oscillateur local si bien 10 que le détecteur peut détecter les bits émis. A tout moment, le mélangeur transmet soit une tonalité de fréquence relativement élevée soit une tonalité de fréquence relativement faible, suivant les données émises à cet instant et la fréquence de l'oscillateur 15 local Lorsque le signal de sortie du circuit découpeur est tel que l'oscillateur est mis à la plus grande des deux fréquences et le mélangeur transmet un signal de sortie qui est aussi la tonalité de fréquence relativement élevée, les fréquences de l'oscillateur local et du signal 20 reçu sont les plus éloignées Lorsque le signal de sortie du mélangeur est à une fréquence relativement faible alors que l'oscillateur local est à sa fréquence élevée, la fréquence émise du signal reçu et la fréquence de l'oscillateur local sont les plus proches. Le détecteur assure la comparaison du signal du circuit découpeur au signal de sortie du mélangeur d'une manière logique et transmet un signal de sortie qui représente les données émises. Le récepteur précité à un seul canal présente 30 un avantage pour la commutation de la fréquence de l'oscillateur local car un seul canal est multiplexé par partage dans le temps de manière qu'il fonctionne comme deux canaux Ceci assure une réduction importante du coût et de la complexité. Un problème se pose, dans le cas du récepteur précité à un seul canal, lorsque le fonctionnement doit être réalisé à des fréquences élevées de données Il f 55193 ? est essentiel pour le fonctionnement satisfaisant du récepteur que le mélangeur transmette un signal qui est l'une ou l'autre de deux tonalités distinctes Lorsque la fréquence de données augmente, un point est atteint 5 auquel le signal de sortie du mélangeur cesse d'être une tonalité distincte et devient une bande de fréquences. La demande de brevet britannique n 80 27 511 décrit un récepteur de signaux manipulés par glissement de fréquence qui utilise un seul canal récepteur et qui 10 ne présente pas les inconvénients précités Ce récepteur a un mélangeur destiné à recevoir les signaux émis, un oscillateur local qui peut être commuté entre deux fréquences dont aucune ne se trouve à mi-chemin entre les deux fréquences émises, l'oscillateur étant destiné à 15 transmettre au mélangeur un signal de mélange, et un commutateur de commande qui est lui-même commandé par des signaux tirés du mélangeur et qui est destiné à commuter l'oscillateur afin qu'il maintienne la fréquence du signal tiré du mélangeur à une valeur prédéterminée. 20 On a constaté que ce récepteur fonctionnait d'une manière tout à fait satisfaisante, mais il necessite que l'oscillateur soit commuté entre les deux fréquences qui sont équidistantes par rapport à la moyenne arithmétique des fréquences émises. L'invention concerne un récepteur dans lequel cet espacement des fréquences par équidistance n'est pas nécessaire. L'invention concerne ainsi un récepteur radioélectrique destiné à recevoir des signaux radioélectriques 30 manipulés par glissement de fréquence, dans lequel des bits différents sont émis à deux fréquences différentes d'émission, le récepteur comprenant un mélangeur qui a une entrée de signaux destinée à recevoir les fréquences d'émission, une entrée d'un signal d'un oscillateur local 35 et une sortie, un oscillateur local ayant une sortie reliée à l'entrée correspondante du mélangeur, l'oscillateur local ayant une entrée de signaux de commutation et pouvant commuter entre deux fréquences qui sont décalées de quantités différentes par rapport à la moyenne arithmétique des deux fréquences d'émission, un détecteur ayant une entrée reliée à la sortie du mélangeur et une sortie 5 de commutation reliée à l'entrée de commutation de l'oscillateur local, ce détecteur étant destiné à déterminer le moment o le signal de sortie du mélangeur contient une fréquence qui est la différence entre l'une des deux fréquences d'émission et l'une des fréquences de l'oscil10 lateur local ou l'autre des fréquences d'émission et l'autre des fréquences de l'oscillateur local, ce détecteur étant destiné à transmettre un signal de commutation de l'oscillateur local à son autre fréquence soit lors de la détection d'une telle fréquence soit au contraire 15 en l'absence de la détection d'une telle fréquence, si bien que le signal de commutation suit les bits émis et est couplé à une sortie du récepteur afin qu'il forme un signal représentatif de l'information numérique émise. Le récepteur peut comprendre un dispositif 20 silencieux commandé par l'absence d'un signal reçu et destiné à empêcher la commutation de la fréquence de l'oscillateur local. Dans une variante, le signal de commutation peut être transmis à la sortie du récepteur par l'intermé25 diaire d'un dispositif de commutation et le récepteur peut comprendre un dispositif formant silencieux, destiné à fermer le commutateur à la suite de la présence d'un signal reçu et à ouvrir le commutateur en l'absence d'un signal reçu. Les fréquences de l'oscillateur local peuvent se trouver dans ne bande de fréquences dont les extrémités sont délimitées par les deux fréquences d'émission afin que le risque d'interférence pa r les canaux adjacents soit réduit. Le récepteur peut comprendre un filtre monté entre la sortie du mélangeur et l'entrée du détecteur et ayant une bande passante destinée à permettre le passage des fréquences à détecter et à rejeter les fréquences plus élevées Le filtre peut être d'un type passe-b Ls. Le détecteur peut comporter un circuit détecteur de fréquence des signaux tirés du mélangeur et, dans 5 un mode de réalisation de l'invention, le circuit détecteur de fréquence est un détecteur de type numérique. Un basculeur peut être couplé au détecteur de fréquence et peut assurer un changement d'état chaque fois que le détecteur de fréquence détecte le changement 10 de la fréquence des signaux tirés du mélangeur par rapport à la valeur prédéterminée. Le basculeur peut être relié à l'oscillateur local afin qu'il assure la commutation de celui-ci à chaque changement de son état. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un diagramme synoptique d'un récepteur radioélectrique réalisé selon l'invention; 20 la figure 2 est un graphique représentant la répartition des fréquences des signaux et de l'oscillateur dans le circuit de la figure 1, avec une échelle des fréquences, ainsi que les fréquences Ce sortie du mélangeur; la figure 3 représente la disposition relative 25 des fréquences cherchées B et des fréquences des canaux adjacents non recherchées C et D dans le circuit de la figure 1, sur une échelle des fréquences; la figure 4 est un diagramme synoptique d'une variante de récepteur radioélectrique réalisé selon l'in30 vention la figure 5 est un diagramme synoptique d'une autre -variante de récepteur radioélectrique selon l'invention; et la figure 6 est un diagramme synoptique analogue 35 à la figure 5 mais représentant une variante d'inhibition. Dans le circuit de la figure 1, les signaux radioélectriques manipulés par glissement de fréquence à des fréquences f et f + Af, correspondant à une modulation numérique selon que les données émises sont à l'état logique zéro ou un, sont reçus par une antenne 1 Ces signaux sont transmis à une première entrée d'un mélangeur 2 dont une seconde entrée reçoit un signal de mélange 5 d'un oscillateur local 3 qui peut être commuté entre deux fréquences, une fréquence relativement faible fo 1 et une fréquence relativement élevée fo 2 ' les deux fréquences étant comprises entre les fréquences f et f + Af mais aucune d'elles ne se trouvant à mi-chemin, comme 10 représenté sur la figure 2. Les signaux de sortie du mélangeur 2 sont transmis par un filtre passe-bas 4 et un amplificateur limiteur 5 à un détecteur 6 qui est relié à la fois à l'oscillateur 3 afin qu'il assure sa commutation, et à une borne 7 15 de sortie. En présence d'un signal, le signal de sortie du mélangeur contient les fréquences fo 1 f, fo 2 f' f + Af f 1 et f + Af fo 2 fol et fo 2 ne sont pas placées symétriquement par rapport à la moyenne arithmé20 tique de f et f + Af si bien que les fréquences fo 2 f et f + Af fol ne sont pas égales De même, les fréquences fo 1 -f et f + Af fo 2 ne sont pas égales Les fréquences f + Af et f + Af fol sont des fréquences relativement élevées et les fréquences fo 1 f et f + Af fo 2 sont des 25 fréquences relativement faibles On les distingue en considérant qu'il s'agit de "tonalités élevées" et de "basses tonalités". Le filtre passe-bas a une bande passante A (figure 3) suffisante pour qu'il transmette à la fois les 30 tonalités faibles et élevées B sans distorsion alors que les signaux C des canaux adjacents donnent, pendant l'opération de mélange, des fréquences D qui sont supérieures à la tonalité élevée et qui sont rejetées par le filtre passe-bas 4 La figure 3 représente cette carac35 téristique. Le filtre 4 assure la sélectivité du récepteur et, comme il s'agit d'un filtre passe-bas, il est rela- Z 55193-? tivement simple à réaliser Il ne s'agit pas d'un filtre réellement passebas car la plus faible fréquence qu'il doit transmettre est égale à fol f Cela signifie qu'un couplage capacitif peut être utilisé En outre, le rapport 5 signal/bruit peut être amélioré étant donné la réduction de la largeur de bande du bruit L'incorporation de ce qui est en fait un filtre passe-bande présente l'avantage de réduire les effets nuisibles du bruit de scintillement ( 1/f) formé dans le mélangeur. Il existe de nombreux types de circuits détecteurs 8 pouvant être utilisés dans le détecteur 6, comme le savent les hommes du métier Par exemple, un circuit détecteur de tonalité à boucle à verrouillage de phase destiné à se verrouiller sur chaque tonalité élevée peut 15 être utilisé Un dispositif convenable est le circuit intégré détecteur de tonalité LM 567 de National Semiconductors D'autres possibilités sont les circuits détecteurs linéaires, les circuits détecteurs par comptage d'impulsions qui donnent une tension qui varie avec le nombre 20 d'impulsions ou même un circuit discriminateur de fréquence, par exemple de type Foster Seeley ou Travis Un arrangement encore plus commode pour la réalisation sous forme d'un circuit intégré, est une forme numérique d'un circuit de détection de fréquence comprenant des compteurs et 25 une synchronisation permettant la détection de la différence entre les tonalités élevées et basses. Le circuit détecteur peut comprendre un circuit de déclenchement, par exemple un circuit basculeur 9 (tel que représenté sur la figure 1) ou une bascule de Schmitt, 30 destinée à donner un signal de commutation à l'oscillateur local, à partir d'un signal analogique. Le circuit de la figure 1 peut être réalisé de manière que son fonctionnement soit le suivant On suppose que le signal reçu est à une fréquence f 1 à un 35 moment particulier alors que l'oscillateur local 3 est à la fréquence fo 2 ' et une tonalité élevée apparaît à l'entrée du détecteur Le signal de sortie du détecteur peut être traité afin qu'il donne une tension qui ne provoque pas un changement d'état du basculeur 9 si bien que l'oscillateur local reste à la fréquence fo 2 lorsque cette tonalité élevée est présente Si le signal reçu passe à la 5 fréquence f + Af, le signal de sortie du mélangeur prend une valeur de faible tonalité La fonction de discrimination de fréquence du détecteur est telle que le signal de sortie de ce dernier passe à une tension différente et provoque ainsi le changement d'état du basculeur et le 10 changement à la fréquence fo 1 de l'oscillateur Le signal de sortie du détecteur redevient une tonalité élevée, la tension du détecteur revient à la tension d'origine et le système reste dans cet état jusqu'à un changement ultérieur de la fréquence d'entrée Le signal de sortie 15 de commutation provenant du circuit basculeur 9 du détecteur 6 est décalé entre deux niveaux d'une manière qui correspond à la fréquence du signal reçu et reproduit l'information binaire transmise en mode de manipulation par glissement de fréquence; cette information est couplée à 20 la sortie 7. L'oscillateur local 3 peut être d'un type qui est obligé de fonctionner à l'une de deux fréquences seulement, du fait de sa réalisation Une possiblité d'un tel oscillateur est un multivibrateur ayant des cou25 rants commutés de synchronisation qui peuvent être réglés par le signal de sortie du détecteur Une autre possibilité est l'utilisation d'un circuit déclencheur, par exemple d'un circuit bistable, qui transmet des niveaux prédéterminés de polarisation destinés à changer la polarisation 30 d'une diode à capacité variable incorporée au circuit oscillateur, d'après la détection d'une tonalité élevée ou faible Comme les fréquences fol et fo 2 ne sont pas disposées symétriquement par rapport à la moyenne arithmé35 tique de f et f + Af, les fréquences fo 2 f et f + Af -fo 1 ne sont pas égales De mêmes, les fréquences fo 1 f et f + Af fo 2 ne sont pas égales (voir figure 2) Cepen- dant, pourvu que le détecteur de fréquence soit tel qu'il puisse faire la distinction entre les valeurs de tonal zé élevée et basse tonalité, le système fonctionne. Bien que la description qui précède du fonction5 nement se rapporte au maintien d'une valeur de tonalité élevée à l'entrée du détecteur, il faut noter que l'arrangement peut être réalisé afin qu'il assure le maintien d'une valeur de faible tonalité Une telle configuration entre dans le cadre de l'invention Le maintien ou la détection 10 de la valeur de tonalité élevée est avantageux dans certains cas, par exemple lors de l'utilisation d'un détecteur de tonalité Un tel détecteur nécessite un nombre fini de cycles pour une détection convenable et en conséquence la tonalité la plus élevée donne une réponse plus rapide. 15 Bien que l'arrangement préféré mette en oeuvre des fréquences d'oscillateur local qui se trouvent dans une bande dont les extrémités sont délimitées par les fréquences d'émission afin que le rejet des signaux des canaux adjacents soit bon, il faut noter qu'elles peuvent 20 aussi se trouver en dehors de cette bande En outre, les fréquences de l'oscillateur local peuvent être à la fois plus élevées que cette bande de fréquences et moins élevées que celle-ci Le rejet des signaux des canaux adjacents peut ne pas poser de problème dans cer25 taines applications, par exemple la recheche de personnes, lorsqu'un nombre limité de canaux est nécessaire. La figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'invention Celuici a un circuit analogue à celui de la figure -I 1 mais dans -lequel le filtre passe-bas 30 est remplacé par un filtre passe-bande 10 destiné à transmettre les tonalités élevées et à rejeter les basses tonalités Un simple circuit détecteur 11 peut alors être utilisé dans le détecteur 6 afin qu'il transmette une tension de sortie qui commute un circuit bistable 9 de 35 déclenchement dans son autre etat lors de la détection d'une tonalité élevée Le circuit de déclenchement est destiné à commuter l'oscillateur local 3 à son autre fré- y 255 t 1937 quence afin que le signal de sortie de faible tonalité du mélangeur soit rétabli. Un autre arrangement de fonctionnement analogue met en oeuvre un filtre passe-bande ou passe-bas pour 5 la sélection de la seule faible tonalité La commutation est réalisée dans ce cas chaque fois qu'une faible tonalité est détectée Les deux arrangements sont considérés comme entrant dans le cadre de l'invention. La figure 5 représente un autre mode de réalisa10 tion Celui-ci est analogue à celui de la figure 4 Cependant, le détecteur 12 est destiné à déclencher le circuit 9 de déclenchement lorsqu'aucune tonalité élevée n'est détectée Ainsi, le circuit tente de commuter à l'état à tonalité élevée En l'absence d'un signal reçu, l'oscil15 lateur donnerait une commutation perpétuelle entre les deux fréquences Cependant, un circuit inhibiteur 13 est destiné à empêcher ce comportement et détecte le fait qu'un signal de sortie du filtre passe-bande est présent et, en son absence, il transmet un signal d'inhibition 20 au circuit 9 de déclenchement afin qu'il empêche la commutation Un circuit convenable est un simple circuit détecteur de niveau ou redresseur. La figure 6 représente un circuit d'inhibition selon une variante, dans lequel le commutateur 14 est 25 monté entre l'oscillateur local 3 et l'entrée du mélangeur 2 Le commutateur est destiné à se fermer à la suite de la détection d'un signal par le circuit 13 d'inhibition. Il faut noter que, bien qu'on n'ait décrit les circuits des figures 5 et 6 comme détectant l'absence 30 d'une tonalité élevée, un circuit analogue peut être réalisé pour la détection de l'absence d'une basse tonalité. Ces deux circuits sont considérés comme entrant dans le cadre de l'invention. Certains avantages donnés par les circuits 35 décrits, par rapport aux récepteurs à manipulation par glissement de fréquence à canaux en quadrature, sont les suivants: 1 1 1) Un seul filtre et un seul mélangeur sont nécessaires. 2) Des signaux en quadrature d'un oscillateur local ne sont pas nécessaires au pilotage de deux mélangeurs. 5 3) La consommation d'énergie peut être réduite. 4) Les circuits peuvent être considérablement réduits et l'espace nécessaire peut être réduit, selon une caractéristique très avantageuse pour la fabrication sous forme de circuits intégrés. L'invention s'applique en particulier à la recherche radioélectrique des personnes, à l'aide de dispositif porté dans la poche, auxcommandesradioélectriques et aux communications radioélectriques, et il est particulièrement avantageux lorsque la consommation d'énergie 15 doit être faible. REVENDICATIONS 1 Récepteur radioélectrique destiné à recevoir des signaux radioélectriques manipulés par glissement de fréquence, dans lequel des bits différents sont émis 5 à deux fréquences différentes, le récepteur étant caractérisé en ce qu'il comprend un mélange ( 2) ayant une entrée de signaux destinée à recevoir les fréquences d'émission, une entrée d'oscillateur local et une sortie, un oscillateur local ( 3) ayant une sortie reliée à l'entrée d'oscillateur 10 local du mélangeur ( 2), l'oscillateur local ayant une entrée de signaux de commutation et pouvant être commuté entre deux fréquences qui sont décalées de quantités différentes par rapport à la moyenne arithmétique des deux fréquences d'émission, un détecteur ( 6) dont une 15 entrée est reliée à la sortie du mélangeur ( 2) et dont une sortie de commutation est reliée à l'entrée de commutation de l'oscillateur local ( 3), le détecteur ( 6) étant destiné à déterminer le moment o le signal de sortie du mélangeur ( 2) contient une fréquence qui est la diffé20 rence entre l'une des deux fréquences d'émission et l'une des fréquences de l'oscillateur local ou l'autre des fréquences d'émission et l'autre des fréquences de l'oscillateur local, le détecteur étant destiné à transmettre un signal de commutation de l'oscillateur local à son 25 autre fréquence lorsqu'il détecte une telle fréquence, si bien que le signal de commutation suit les bits émis et est transmis à la sortie du récepteur ( 7) afin qu'il forme un signal représentatif de l'information numérique émise. 2 Récepteur radioélectrique destiné à recevoir les signaux radioélectriques manipulés par glissement de fréquence, dans lesquels des bits différents sont transmis à des fréquences différentes d'émission, le récepteur étant caractérisé en ce qu'il comprend un mélan35 geur ( 2) ayant une entrée de signaux destinée à recevoir les fréquences d'émission, un entrée d'oscillateur local et une sortie, un oscillateur local ( 3) ayant une sortie reliée à l'entrée d'oscillateur local du mélangeur ( 2), l'oscillateur local ayant une entrée de signaux de commutation et pouvant être commuté entre deux fréquences qui sont décalées de quantités différentes par rapport à 5 la moyenne arithmétique des deux fréquences d'émission, un détecteur ( 6) ayant une entrée reliée à la sortie du mélangeur ( 2) et une sortie de commutation reliée à l'entrée de commutation de l'oscillateur local ( 3), le détecteur étant destiné à déterminer le moment o le 10 signal de sortie du mélangeur contient une fréquence qui est égale à la différence entre l'une des deux fréquences d'émission et l'une des fréquences de l'oscillateur local ou l'autre des fréquences d'émission et l'autre des fréquences de l'oscillateur local, le détecteur étant 15 destiné à transmettre un signal de commutation de l'oscillateur local à son autre fréquence en l'absence de détection d'une telle fréquence, si bien que, en présence d'un signal, le signal de commutation suit les bits émis et est transmis à une sortie du récepteur ( 7) sous forme 20 d'un signal représentatif de l'information numérique émise. 3 Récepteur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif silencieux commandé par l'absence de signal reçu et destiné à empêcher la 25 commutation de la fréquence de l'oscillateur local ( 3). 4 Récepteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le signal de commutation est transmis à la sortie du récepteur ( 7) par l'intermédiaire d'un dispositif de commutation, et le récepteur comporte un dispositif 30 silencieux commandé par la présence d'un signal reçu et destiné à ouvrir le commutateur. Récepteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé an ce quc les fréquences de l'oscillateur local ( 3) se troujent toutes deux dans 35 une bande de fréquences dont les extremites sont délimitées par les deux fréquences d'émission. 6 Récepteur selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce qu'il compr -d un filtre ( 4) monté entre la sortie du mélangeur ( 2) et l'entrée du détecteur ( 6) et ayant une bande passante disposée afin qu'elle permette le passage des fréquences 5 à détecter et qu'elle rejette les fréquences plus élevées. 7 Récepteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le filtre ( 4) est un filtre passe-bas. 8 Récepteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que le détecteur 10 ( 6) est un détecteur de fréquence numérique. 9 Récepteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un basculeur ( 9) est relié au détecteur de fréquence ( 6) et est destiné à changer d'état chaque fois que le détecteur de fréquence 15 détecte un changement de la fréquence des signaux reçus en provenance du mélangeur par rapport à la valeur prédéterminée. Récepteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que le basculeur ( 9) est relié à l'oscillateur 20 local ( 3) afin qu'il assure la commutation de ce dernier à chaque changement d'état du basculeur.