Brevet FR2676877A1 — publié le 19921127

CIRCUIT SOURCE DE FREQUENCE D'UN RADIOTELEPHONE MOBILE La présente invention se rapporte à un circuit source de fréquence d'un radiotéléphone mobile. D'une manière générale un émetteur récepteur d'un radiotéléphone mobile nécessite un circuit source de fréquence comportant trois à quatre cristaux pour produire une fréquence de référence pour un synthétiseur de fréquence et un signal d'horloge pour un processeur audio, un circuit intégré personnalisé (appelé dans la suite un IC personnalisé) et une unité centrale de traitement (CPU). Dans ce cas, une constance d'oscillation 50 ppm est nécessaire, et un cristal avec une constance d'oscillation dans la fourchette de 10 ppm est utilisé pour produire une seconde fréquence intermédiaire. En se référant à la figure 1, un signal reçu d'une antenne 1 et transmis à travers un duplexeur 2 est amplifié par un amplificateur à faible bruit 3 Le signal amplifié est passé à travers un filtre passe bande (BPF) de réception 4, dont la bande spécifique est délivrée à un premier mélangeur 5 et est mélangée avec une sortie d'un synthétiseur de fréquence 20. Dans le synthétiseur de fréquence 20, un oscillateur à cristal compensé en température 11 fournit une sortie de ,36 M Hz à des circuits intégrés à boucle verrouillée en phase (dans la suite appelés PLLIC) 8 et 28 Le signal de ,36 M Hz est divisé pour donner un signal de 30 K Hz par un diviseur de fréquence ( 512) du PLLIC Le signal de 30 K Hz est transformé en courant continu en passant à travers un filtre passe bas (LPF) 9 et il ajuste un fréquence d'oscillation d'un oscillateur commandé en tension 10 (dans la suite appelé un VCO) Un signal de sortie du VCO 10 est délivré au PLLIC 8 à travers un pré- démultiplicateur de fréquence 7 et il est également délivré au premier mélangeur 5 à travers un filtre passe bande 6 de manière à permettre au premier mélangeur 5 de produire une première fréquence intermédiaire (dans la suite appelée première IF). La première IF passée à travers un filtre à cristal 13 est appliquée à un second mélangeur 14 et elle est mélangée avec un signal d'un oscillateur local comportant un cristal coûteux, pour produire une seconde fréquence intermédiaire (dans la suite appelée seconde IF) Le signal passé à travers le second mélangeur 14 est délivré à une unité logique 50 par l'intermédiaire d'un démodulateur 25. Un IC personnalisé 18 et un processeur audio 19 de l'unité logique 50 comportent des cristaux X 2 et X 3 pour produire une impulsion d'horloge et son erreur admissible est à l'intérieur de la fourchette de 50 ppm Comme ces cristaux X 2 et X 3 oscillent de manière non constante en raison des variations de leur oscillation (variation de la capacité de la charge) et d'un changement des valeurs des résistances périphériques Ri et R 2 et des condensateurs Cl à C 4 en fonction des variations thermiques, ceci fait en sorte que la performance de l'ensemble du système est détériorée Et il est difficile pour l'oscillateur local du cristal X 1 de garantir une bonne performance sans utiliser un circuit compensé en température comportant une thermistance ou un condensateur ajustable pour réduire la variation à cause des variations thermiques. Comme il est difficile pour les cristaux X 2 et X 3 d'osciller avec une valeur faible des résistances Ri et R 2 et qu'il est instable pour eux d'osciller avec une faible valeur des condensateurs Cl à C 4, un processeur audio 19 et un IC personnalisé 18 sont susceptibles de présenter des fonctionnements défectueux Une modification excessive de la variation d'oscillation admissible de l'oscillateur Xi en fonction des variations thermiques est susceptible d'augmenter le bruit et de détériorer la sensibilité de réception et l'intensité du champ de réception En outre, puisque trois à quatre cristaux sont utilisés pour la source de fréquence, un impact et un essai de chute du produit provoquent un défaut d'interruption d'une oscillation. Par conséquent, c'est un objectif de la présente invention que de créer un circuit propre à réduire le coût en réduisant le nombre des sources de fréquence. C'est un autre objectif de la présente invention que de créer un circuit propre à éliminer une oscillation instable provoquée par une variation des résistances et des condensateurs. C'est un objectif supplémentaire de la présente invention que de créer un circuit non seulement propre à éviter une mauvaise sensibilité de réception et un bruit engendré par des variations thermiques mais également capable de supporter un impact et un choc provoqués par une chute. Selon l'un des aspects de la présente invention, un multiplexeur de fréquence délivre un signal d'oscillation à un mélangeur en multipliant une fréquence d'oscillation à partir d'un oscillateur à cristal compensé en température. Un premier diviseur délivre une fréquence de référence de fonctionnement à un processeur audio en divisant la fréquence issue de l'oscillateur à cristal compensé en température, et un second diviseur délivre une fréquence de référence de fonctionnement à un IC personnalisé en divisant le signal multiplié par une valeur donnée. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma blocs d'un circuit classique; et la figure 2 est un schéma blocs d'un circuit selon la présente invention. En se référant à la figure 2, le circuit de l'invention comprend un premier diviseur de fréquence 17, un multiplieur 15 et un second diviseur de fréquence 16. Le premier diviseur de fréquence 17 sert à produire un signal d'horloge de référence de 768 kilo hertz (K Hz) nécessaire pour un processeur audio 19 en divisant par 20 un signal d'oscillation de 15,36 méga hertz (M Hz) issu d'un oscillateur à cristal compensé en température 11 d'un synthétiseur de fréquence 20 Un multiplieur 15 sert à procurer un signal d'oscillation pour un second mélangeur 14 en multipliant par 6 le signal d'oscillation de 15,36 M Hz issu de l'oscillateur à cristal compensé en température 11 Un second diviseur de fréquence 16 sert à produire un signal d'horloge de référence de 10,24 M Hz pour un IC personnalisé 18 en divisant par 9 une sortie du multiplieur 15. L'explication physique des autres éléments et composants de la figure 2 est omise car ils sont identiques à ceux de la figure 1. En prenant comme exemple un AMPS, le fonctionnement de ce circuit de l'invention va maintenant être décrit de la manière suivante. Il est supposé qu'une fréquence d'oscillation issue de l'oscillateur à cristal compensé en température 11 est de 15,36 M Hz, qu'une fréquence de référence du PLLIC 8 est de K Hz et qu'une fréquence de sortie d'un synthétiseur de fréquence 20 va de 961,665 M Hz à 986,595 M Hz, qu'une fréquence de réception va de 869,040 à 893,970 M Hz et qu'une fréquence d'émission va de 824,040 à 848,970 M Hz, qu'une première IF est de 92,615 M Hz et qu'une seconde IF est de 455 K Hz, et qu'une fréquence d'entrée de 1 'IC personnalisé 18 est de 10,24 M Hz et qu'une fréquence d'entrée du processeur audio 19 est de 768 K Hz. En passant à travers un duplexeur 2 comprenant un filtre de bande diélectrique avec une haute sélectivité pour un signal d'émission ou d'autres signaux parasites et une caractéristique plate pour un signal de réception, un signal à haute fréquence issu d'une antenne 1 est amplifié par un amplificateur à faible bruit 3 Un premier mélangeur 5 produit une première fréquence intermédiaire (appelé dans la suite première IF) en mélangeant le signal amplifié qui est passé à travers un filtre passe bande de réception 4 et un signal de sortie d'un synthétiseur de fréquence 20. Un second mélangeur 14 produit une seconde fréquence intermédiaire (appelé dans la suite seconde IF) en mélangeant la première IF passée à travers un filtre à cristal 13 et un signal de sortie d'un multiplieur 15. Le synthétiseur de fréquence 20 comprend un pré- démultiplicateur de fréquence 7, un IC à boucle verrouillée en phase 8, un filtre passe bas 9, un oscillateur commandé en tension 10, et un oscillateur à cristal compensé en température 11, et il produit un signal de fréquence de référence de 30 K Hz par un diviseur de fréquence ( 512) d'un PLLIC en divisant un signal issu de l'oscillateur à cristal compensé en température 1 i et il le délivre à l'extrémité entrée d'un comparateur de phase pour produire une fréquence correspondant à un certain canal avec une donnée issue d'un circuit logique (non représenté) Dans ce cas, le comparateur de phase est intégré dans le PLLIC. Un signal produit à partir de l'oscillateur commandé en tension 10 est délivré par l'intermédiaire du pré-démultiplicateur de fréquence 7 à l'autre extrémité du comparateur de phase qui produit une erreur proportionnelle à la différence de phase des deux entrées Le signal d'erreur est délivré à une extrémité entrée de commande de fréquence du VCO 10 et il élimine une différence de phase entre une fréquence de référence et une fréquence du VCO. Lorsque le PLLIC est verrouillé, le signal de sortie du synthétiseur de fréquence 20 est appliqué au premier mélangeur à haute fréquence 5 par l'intermédiaire d'un filtre passe bande 6. L'autre synthétiseur de fréquence 40 a la même structure que le synthétiseur de fréquence 20 et la fréquence d'oscillation est décidée par un ordre d'une station locale la plus proche de l'émetteur et la constance de la fréquence doit se trouver à l'intérieur d'une tolérance de fréquence de 2,5 ppm. Un filtre capacitif à commutation, incorporé dans le processeur audio 19, nécessite un signal d'horloge de référence d'une fréquence donnée, qui est délivré comme fréquence de 768 K Hz par un diviseur de fréquence 17 en divisant par 20 une fréquence de l'oscillateur à cristal compensé en température 11 Comme processeur audio 19, un processeur Japonais de Fujitsu MB 87087 (processeur audio) conçu pour AMPS (Etats-Unis), TACS (Grande Bretagne) et NMT (Scandinavie), peut être utilisé. Un signal d'horloge de 10,24 M Hz pour un réseau de portes incorporé dans 1 'IC personnalisé 18 est fourni par le diviseur de fréquence 16 en divisant par 9 un signal délivré au second mélangeur 14 L'IC personnalisé est un élément SCX 62 XXXX fabriqué par National Semiconductor des Etats-Unis. Comme cela a été expliqué dans ce qui précède, le coût est réduit par la réduction du nombre de sources de fréquence, et la fréquence constante de la seconde IF, par rapport aux variations thermiques, non seulement réduit le bruit mais également améliore la sensibilité de réception et l'intensité de champ électrique En délivrant une fréquence d'oscillation à 2,5 ppm de l'oscillateur à cristal compensé en température, au processeur audio et à 1 'IC personnalisé, la variation d'oscillation admissible en fonction des variations thermiques est stabilisée de 50 ppm à 2,5 ppm et des problèmes comme une oscillation interrompue ou instable sont complètement éliminés En cas de chute d'impact, le pourcentage de défauts de vibration du cristal est également réduit par la réduction du nombre de sources de fréquence. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à des modes de réalisation préférés de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit et du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 Circuit source de fréquence d'un radiotéléphone mobile comportant des premiers et des seconds moyens synthétiseurs de fréquence ( 20, 40), des moyens de processeur audio ( 19), des moyens de circuit intégré personnalisé ( 18) et de mélangeurs ( 5, 14), ledit circuit de source de fréquence étant caractérisé en ce qu'il comprend: des premiers moyens diviseurs de fréquence ( 17) connectés auxdits premiers moyens synthétiseurs de fréquence ( 20), pour diviser une sortie de fréquence d'oscillation issue desdits premiers moyens synthétiseurs de fréquence ( 20) par une première valeur donnée, pour produire par ce moyen un signal d'horloge de référence desdits moyens de processeur audio ( 19); des moyens multiplieurs de fréquence ( 15) connectés auxdits premiers moyens synthétiseurs de fréquence ( 20) pour multiplier ladite fréquence d'oscillation sortie desdits premiers moyens synthétiseurs de fréquence ( 20) par une seconde valeur donnée pour produire par ce moyen un signal d'oscillation local; et des seconds moyens diviseurs de fréquence ( 16) connectés auxdits moyens multiplieurs de fréquence ( 15) pour diviser le signal sorti desdits moyens multiplieurs de fréquence ( 15) par une troisième valeur donnée, pour produire par ce moyen un signal d'horloge desdits moyens de circuit intégré personnalisé ( 18). 2 Circuit source de fréquence d'un radiotéléphone mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une fréquence d'oscillation pour lesdits premiers synthétiseurs de fréquence ( 20) est 15,36 M Hz et qu'elle est fournie par un oscillateur à cristal compensé en température ( 11). 3 Circuit source de fréquence d'un radiotéléphone mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première valeur donnée est un diviseur égal à 20. 4 Circuit source de fréquence d'un radiotéléphone mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite seconde valeur donnée est un multiplicateur égal à 6. Circuit source de fréquence d'un radiotéléphone mobile selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite troisième valeur donnée est un diviseur égal à 9. 6 Circuit source de fréquence d'un radiotéléphone mobile, caractérisé en ce qu'il comprend: des premiers moyens diviseurs de fréquence ( 17) connectés à un premier synthétiseur de fréquence ( 20), pour diviser par 20 un signal d'oscillation de 15,36 M Hz sorti d'un oscillateur à cristal compensé en température ( 11) pour produire par ce moyen un signal d'horloge de référence de 768 K Hz requis par un processeur audio ( 19); des moyens multiplieurs de fréquence ( 15) connectés audit premier synthétiseur de fréquence, pour multiplier par 6 ledit signal d'oscillation de 15,36 M Hz sorti dudit oscillateur à cristal compensé en température ( 11), pour produire par ce moyen un signal d'oscillation local; et des seconds moyens diviseurs de fréquence ( 16) connectés auxdits moyens multiplieurs de fréquence ( 15), pour diviser par 9 un signal de sortie issu desdits moyens multiplieurs de fréquence ( 15), pour produire par ce moyen un signal d'horloge de référence de 10,24 M Hz requis pour un circuit intégré personnel ( 18).