Brevet FR2604044A1 — publié le 19880318

La présente invention concerne un système de modulation de phase délivrant à sa sortie une onde modulée en phase. La présente invention concerne un tel système de modulation permettant d'obtenir un temps de stabilisation en fréquence très court et une bande passante de modulation élevée, la modulation en phase se réalisant de façon simple et reproductible dans la boucle à verrouillage de phase (sans réglage). A cette fin, selon l'invention, le système de modulation de phase, est remarquable en ce qu'il comporte - un générateur émettant à sa sortie un signal destiné à constituer une référence de phase - un oscillateur commandé, émettant à sa sortie un signal dont la fréquence est fonction d'une tension de commande appliquée à son entrée - un comparateur de phase dont les entrées sont repctive- ment reliées aux sorties dudit générateur et dudit oscillateur commandé et qui est destiné à-comparer les phases des signaux émis par ceux-ci, pour émettre à sa sortie une tension représentative du déphasage du signal émis par l'oscillateur commandé par rapport au signal dudit générateur - un générateur de signal de modulation ; et - un modulateur-intégrateur recevant ladite tension représentative du déphasage et ledit signal de modulation et délivrant à sa sortie, reliée à l'entrée dudit oscillateur commandé, un signal constitué par la modulation intégrée de ladite tension représentative du déphasage par ledit signal de modulation. Ainsi, on obtient une boucle de modulation à verrouillage de phase et ledit modulateur-intégrateur, qui constitue le filtre de boucle, remplit les deux fonctions de modulation de signal de commande de ltoscillateur commandé et d'amplification sous haute impédance du signal de modulation. I1 en résulte que la modulation de phase est réalisée de façon simple et reproductible et est très stable. De préférence, ledit modulateur-intégrateur comporte un amplificateur opérationnel monté en intégrateur. Ainsi, la modulation du signal de déphasage peut se faire par une simple sommation algébrique du signal de modulation et du signal d'erreur de phase. Avantageusement, ledit comparateur de phase comporte une porte logique de type OU exclusif et un intégrateur pour obtenir une tension continue proportionnelle au déphasage entre les deux signaux d'entrée. La fréquence centrale émise par l'oscillateur commandé (c'est-à-dire la fréquence autour de laquelle varie en plus ou en moins la fréquence modulée dudit oscillateur) est très élevée, par exemple de l'ordre de 400 MHz. Afin d'obtenir une boucle de phase rapide et donc atteinre rapidement une fréquence stable, il est avantageux que la comparaison de phase s'effectue à un rythme aussi élevé que possible, mais toutefois moins élevé que celui qui correspond à cette fréquence centrale et qui ne pourrait permettre une comparaison efficace (problème de technologie, de consommation et de prix). Aussi, selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, la fréquence du signal de référence de phase émis par le générateur correspondant étant égale à F, la fréquence centrale dudit oscïllateur commandé est égale à nxF, n étant un nombre entier positif, et un diviseur de fréquence de rapport n est interposé entre la sortie dudit oscillateur commandé et l'entrée correspondante dudit comparateur de phase. Par exemple, la fréquence F est égale à 5,075 MHz et n est égal à 80, de sorte que la fréquence centrale nxF de l'oscillateur commandé est égale à 1406 MHz. On remarquera que, grâce à l'amplification effectuée par ledit modulateur-intégrateur, on peut obtenir une bande passante de modulation élevée. Bien entendu, la bande passante de bruit est optimisée pour que l'émission de bruit dans les canaux de fréquence adjacents soit négligeable. De plus, l'oscillateur commandé est choisi à bande étroite et optimisé pour être stable et sans oscillations secondaires sur toute sa plage de réglage. La fonction de transfert dudit filtre de boucle peut être égale ou analogue à - t + t2D, expression dans laquelle p tlp est la variable de Laplace et tl et t2 des constantes de temps. Une telle fonction de transfert est facilement réalisable par l'amplificateur opérationnel. La fréquence de coupure du filtre de boucle doit être bien supérieure à la fréquence de coupure de la fonction de transfert du système de modulation pris dans sa totalité (phase de sortie/tension de modulation). Cette dernière fonction de transfert correspond pratiquement à un filtre du premier ordre, dont la fréquence de coupure peut être de quelques KHz, par exemple 15 KHz. Quoique non exclusivement, le système de modulation conforme à la présente invention est particulièrement approprié à la réalisation de balise de détresse. Notamment dans ce cas, il est avantageux que le signal de modulation (et donc le signal émis) soit un signal en créneau carré. Il peut alors être facilement engendré par le processeur gérant l'émission de ladite balise, par exemple par commutation de résistances à l'aide de transistors, Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est le schéma synoptique d'un exemple de réalisation du modulateur de phase selon l'invention. La figure 2 est un chronogramme de signaux apparaissant en différents points du schéma synoptique de la figure 1. Le système de modulation selon l'invention, montré sur la figure 1, comporte - un générateur 1 émettant sur sa sortie 2 un signal destiné à constituer une référence de phase. A titre d'exemple, le diagramme h de la figure 2 montre un tel signal, qui peut être constitué de créneaux de fréquence F - un oscillateur commandé 3, émettant sur sa sortie 14 un signal dont la fréquence est fonction d'une tension de commande appliquée à son entrée 5. Cette tension de commande, qui est variable, est asservie pour que la fréquence centrale de l'oscillateur commandé 3 soit égale à n fois la fréquence F du signal A, n étant égal à un nombre entier, - un diviseur de fréquence 6, de rapport de division égal à n, dont l'entrée 7 est reliée à la sortie 4 de l'oscillateur commandé 3 et reçoit le signal émis par celui-ci à la fréquence n x F, pour délivrer à sa sortie 8 un signal de fréquence F, par exemple le signal montré par le diagramme B de la figure 2 - un comparateur de phase 9, dont une entrée 10 est reliée à la sortie 2 du générateur 1 pour recevoir le signal A et dont l'autre entrée il est reliée à la sortie 8 du diviseur 6 pour recevoir le signal B.Le comparateur 9, comportant par exemple une porte logique 12 de type "OU exclusif", détecte le déphasage d du signal B (et donc du signal à la sortie 4 de l'oscillateur commandé 3) par rapport au signal A et fait apparaître en 13, un signal d'erreur, tel que celui montré par le diagramme C de la figure 2. Un intégrateur 14 transforme le signal C en un signal moyenné D, de sorte que ce dernier signal apparalt à la sortie 15 dudit comparateur de phase 9 - un générateur 16 émettant un signal de modulation à sa sortie 17 - un modulateur-intégrateur 18, par exemple constitué par un amplificateur opérationnel 19 monté en intégrateur avec un réseau de correction à avance de phase grâce à un circuit RC 20. Lorsque les deux entrées 21 et 22 sont au même potentiel, l'amplificateur opérationnel 19 n'a aucun courant à intégrer et le.déphasage d du signal B par rapport au signal A est de 900. Par suite, le signal C est constitué d'une suite de créneaux identiques, de fréquence égale à 2F et le niveau de tension du signal D et égal à la moitié de l'amplitude desdits créneaux du signal C. Le niveau de la tension de commande apparaissant à la sortie 23 et appliquée à l'entrée 5 de l'oscillateur commandé 3 correspond alors à l'émission par ce dernier de sa fréquence centrale nxF. C'est ce cas qui est représenté par la figure 2 et qui illustre le fonctionnement du système de modulation conforme à l'invention en régime établi. L'une des entrées 21 de l'amplificateur opérationnel 19 est reliée à la sortie 15 du comparateur de phase 9 par l'intermédiaire d'une résistance 24, tandis que l'autre entrée 22 dudit amplificateur différentiel 19 est reliée à la sortie 17 du générateur 16. Ainsi, ledit amplificateur opérationnel 19 effectue la somme algèbrique du signal D provenant du comparateur de phase 9 et du signal de modulation du générateur 16, e'est-à-dire effectue la modulation dudit signal D par ledit signal de modulation et en régime établi hors modulation tend à annuler la différence de tension à ses entrées + et -, c'est-à-dire à annuler le courant dans le circuit RC20. En conséquence la . tension de commande 5 est constante et correspond à une fréquence de sortie-égale à nxF. Lorsque le générateur 16 émet à sa sortie .17, un signal de modulation qui est constitué par une variation rapide d'amplitude, par exemple positive, l'amplificateur opérationnel 19 annule la différence de tension à ses entrées en augmentant la tension de sortie pour créer un courant dans la résistance 214. Une fois le nouveau régime établi la tension en sortie 33 est constante et le courant dans la résistance 24 est nul. Par conséquent il y a égalité des tensions en 15 et en 22. La tension en C a donc augmenté de la même quantité que le générateur 17. Par conséquent le déphasage d s'est réduit et la phase en B (donc la phase en sortie) a varié de façon positive par rapport à la phase initiale. Il y eu un saut de phase positive en sortie. Par un raisonnement analogue on montrerait que l'on obtient en saut de phase négatif avec une variation d'amplitude négative du générateur 17. Ainsi, on voit que l'on asservît la phase de l'oscillateur 3 au niveau du signal du générateur 16, c'est-à-dire que l'on module la phase dudit oscillateur en fonction des variations du signal de modulation émis par ce dernier. REVENDICATIONS 1 - Système de modulation de phase, caractérisé en ce qu'il comporte - un générateur (1) émettant à sa sortie (2) un signal destiné à constituer une référence de phase - un oscillateur commandé (3), émettant à sa sortie (4) un signal dont la fréquence est fonction d'une tension de commande appliquée à son entrée (5) - un comparateur de phase (9) dont les entrées (10,11) sont respectivement reliées aux sorties (2,14) dudit générateur (1) et dudit oscillateur commandé (3) et qui est destiné à comparer les phases des signaux émis par ceux-ci, pour émettre à sa sortie (13) une tension représentative du déphasage du signal émis par l'oscillateur commandé (3) par rapport au signal dudit générateur (1) - un générateur (16) de signal de modulation ; et - un modulateur-intégrateur (18) recevant ladite tension représentative du déphasage et ledit signal de modulation et délivrant à sa sortie (23), reliée à l'entrée (5) dudit oscillateur commandé (3), un signal constitué par la modulation intégrée de ladite tension représentative du déphasage par ledit signal de modulation. 2 - Système de modulation de phase selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit modulateur-intégrateur (18) comporte un amplificateur différentiel (19) monté en intégrateur (20). 3 - Système de modulation de phase selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit comparateur de phase (9) comporte une porte logique (12) de type OU exclusif et un intégrateur (114). 14 - Système de modulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, la fréquence du signal de référencede phase émis par le générateur correspondant (1) étant égale à F, la fréquence centrale dudit oscillateur commandé (3) est égale à nxF, n étant un nombre entier positif, et en ce qu'un diviseur de fréquence de rapport n est interposé entre la sortie (4) dudit oscillateur commandé (3) et entrée correspondante (41) dudit comparateur de phase (9).