Brevet FR2724276A1 — publié le 19960308

La présente invention est relative aux dispositifs de récupération de rythme. Elle concerne également les récepteurs de télécommande destinés à être utilisés dans un environnement de véhicule automobile ou analogue, ainsi que les dipositifs de transmission comportant de tels récepteurs et les signaux radiofréquences mis en oeuvre par ces récepteurs. Classiquement, un signal pour la transmission radiofréquence est une porteuse modulée par un signal en bande de base (ou signal audio) ayant une fréquence inférieure à 15 kHz. Après réception et mélange avec la porteuse récupérée, le signal dont dispose le récepteur est le signal en bande de base, sur lequel le récepteur doit réaliser une récupération de rythme. Classiquement, la récupération de rythme est réalisée au moyen d'une boucle à verrouillage de phase mettant en oeuvre un oscillateur commandé en tension et un mélangeur. Les boucles à verrouillage de phase sont néanmoins trop onéreuses pour certaines applications relatives aux véhicules automobiles. L'invention a pour but principal de proposer un dipositif de récupération de signal qui n'utilise pas de boucle à verrouillage de phase. On a découvert à cet égard qu'en modifiant de façon simple la construction d'un oscillateur à pont de Wien, et en particulier en appliquant sur une borne de l'une des impédances du pont le signal dont on cherche à récupérer le rythme, alors que cette borne est normalement reliée au neutre, on pouvait d'une manière extrêmement simple et économique assurer cette récupération. L'invention propose ainsi un dispositif pour la récupération d'un signal de rythme d'une fréquence donnée à partir d'un signal présentant un spectre étalé de part et d'autre de cette fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend un oscillateur à pont de Wien comportant: - un amplificateur, - une première impédance montée entre une première entrée et la sortie de l'amplificateur, - une deuxième impédance montée entre ladite première entrée de l'amplificateur et le neutre, - une troisième impédance de type essentiellement résistif montée entre une seconde entrée de l'amplificateur et la sortie de l'amplificateur, et - une quatrième impédance de type essentiellement résistif montée entre ladite seconde entrée de l'amplificateur et un point d'injection d'une tension qui correspond au signal sur lequel on cherche à récupérer le signal de rythme. De préférence, l'amplificateur est un amplificateur opérationnel, sa première entrée étant son entrée non-inverseuse et son autre entrée étant son entrée inverseuse. L'invention propose également un récepteur de télécommande destiné à être utilisé dans un environnement de véhicule automobile ou analogue, et destiné à recevoir et à traiter un signal radiofréquence qui est une porteuse modulée en bande de base, ce récepteur comportant des moyens pour la récupération du signal en bande de base, des moyens pour la récupération d'un signal de rythme à partir du signal en bande de base, une unité centrale de traitement à laquelle le signal en bande de base et le signal de rythme récupéré sont transmis, caractérisé en ce que les moyens pour la récupération du signal de rythme comportent un dispositif de récupération du type précité. Un autre objet de l'invention est aussi un dispositif de transmission radiofréquence destiné à être utilisé dans un environnement de véhicule automobile ou analogue comportant un émetteur pour l'émission d'un signal radiofréquence qui est une porteuse modulée en bande de base et un récepteur radiofréquence destiné à recevoir et à traiter ce signal, caractérisé en ce que le récepteur est un récepteur du type précité et en ce que le signal en bande de base présente un spectre étalé autour de la fréquence de résonnance de l'oscillateur du dispositif de récupération de rythme dudit récepteur. Le signal en bande de base est avantageusement un signal qui prend au moins deux états et qui est une succession de signaux binaires de durée 2T constitués chacun: - d'une portion de durée T qui porte le codage binaire, - d'une portion de synchronisation de durée T qui est identique d'un signal binaire à l'autre et qui comporte deux parties alternées de part et d'autre de ladite portion de durée T qui porte le codage binaire. Par "alternées", on entend que ces deux parties correspondent à des états ou des séquences d'états de signal distinct(e)s, ce qui garantit des transitions de signal nombreuses. Plus particulièrement, de façon avantageuse, la portion de durée T qui porte le codage binaire est constituée: - pour une première valeur binaire, par un signal qui prend un premier état pendant une durée aT, a étant compris entre 0 et 1 et étant différent de 0, de 1 et de 1/2, puis un deuxième état pendant une durée (1-a)T, - pour une deuxième valeur binaire, par un signal qui prend ledit premier état pendant une durée (1a)T, puis ledit deuxième état pendant une durée aT. Selon un mode de réalisation particulièrement préférentiel, a est égal à 1/3. De façon avantageuse également, la portion de synchronisation de durée T est constituée: - pour sa première partie, par un signal qui prend ledit second état pendant une durée PT, P étant compris entre 0 et 1 et étant différent de 0 et de 1, - pour sa seconde partie par un signal qui prend ledit premier état pendant une durée (1-P)T. Préférentiellement alors P est égal à 1/2. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit. Cette description est purement illustrative et non limitative. Elle doit être lue en regard des dessins annexes sur lesquels: 15. la figure 1 est un schéma synoptique illustrant l'application de l'invention; la figure 2 est une représentation schématique faisant partie d'un dispositif de récupération conforme à l'invention; 20. les figures 3a à 3b représentent des signaux de valeur binaire 0 et 1 mis en oeuvre par l'invention; la figure 3c représente le signal de rythme mis en oeuvre par l'invention pour la régénération de l'information binaire; 25. la figure 4 représente un dispositif de récupération conforme à l'invention; la figure 5 est le schéma d'un exemple de réalisation pour le dispositif de la figure 3. On a représenté sur la figure 1 une unité centrale de télécommande 1 destinée à recevoir un signal S en bande de base, récupéré après mélange du signal reçu avec une porteuse. Ce signal S est également reçu par un dispositif de récupération de rythme 2 qui envoie à l'unité centrale 1 un signal d'horloge H lui permettant de régénérer l'information binaire portée par le signal S. Le dispositif de récupération 2 comprend plus particulièrement un oscillateur 3 tel que représenté sur la figure 2. Cet oscillateur 3 comporte un amplificateur opérationnel 4 dont l'entrée inverseuse 5 est reliée à une extrémité d'une résistance R2. Une tension logique (entre 0 et 5 Volts) correspondant au signal S en bande de base est imposée à l'autre extrémité de cette résistance R2. Egalement, une résistance R1 est montée en réaction entre cette entrée inverseuse 5 et la sortie 6 de l'amplificateur 4. L'entrée non-inverseuse 7 de l'amplificateur 4 est quant à elle reliée à une extrémité d'une impédance Z2 dont l'autre extrémité est reliée au neutre. L'entrée non-inverseuse 7 de l'amplificateur 4 est également reliée par une impédance Z1, à sa sortie 6. On notera que la structure représentée sur la figure 2 ne constitue pas un oscillateur à pont de Wien classique, puisque la résistance R2 n'est pas connectée au neutre. De façon surprenante, alors que l'on pourrait s'attendre, de ce fait, à ce que cette structure n'oscille pas, la Demanderesse a constaté que cette structure permettait la récupération d'un signal de rythme de fréquence F0 à partir d'un signal présentant un étalement de fréquences entre F0 + DF et F0 - DF. En particulier, la structure d'oscillateur proposée par l'invention est avantageusement utilisée avec un signal d'entrée qui est une suite de signaux binaires du type de ceux représentés sur les figures 3a et 3b. Le signal de la figure 3a correspond par exemple à la valeur binaire "0"; le signal de la figure 3b correspond à la valeur binaire "1". Chacun de ces bits s'étend sur une durée 2T. Le signal de la figure 3a prend successivement: 5. la valeur +V pendant une durée égale à T/2 (partie I), la valeur 0 pendant une durée égale à T/3 (partie III), la valeur +V à nouveau pendant une durée égale à 2T/3 (partie IV), la valeur 0 à nouveau pendant une durée égale à T/2 (partie II). Le signal de la figure 3b prend successivement: la valeur +v pendant une durée égale à T/2 (partie I), la valeur 0 pendant une durée égale à 2T/3 (partie V), la valeur +V pendant une durée égale à T/3 (partie VI), 15. la valeur 0 pendant une durée égale à T/2 (partie II). La première et la dernière parties de chaque bit (parties I et II) sont identiques d'un bit à l'autre. C'est la portion centrale des bits (parties III et IV ou parties V et VI) qui contient l'information binaire. Lorsqu'un signal composé d'une succession de signaux binaires configurés, ainsi que représenté sur les figures 3a et 3b, est envoyé en entrée de l'oscillateur 3 (figure 2), le signal en sortie de l'amplificateur 4 de cet oscillateur 3 est un signal périodique pur de fréquence F0 = 1/T. Bien entendu, les valeurs des résistances R1 et R2, ainsi que des impédances Zl et Z2 sont choisies de façon que la fréquence F0 corresponde à la fréquence de résonnance de l'oscillateur 3. Ce signal de rythme est traité par l'unité 1 pour fournir le signal de régénération de l'information binaire représenté sur la figure 3c. La valeur binaire "O" ou "1" de chaque bit du signal en bande de base reçu s'obtient, tous les 2T, aux fronts montants du signal de la figure 3c, en mettant en oeuvre des moyens de régénération classiquement connus de l'Homme du Métier. Le dispositif de récupération 2 a été représenté de façon complète sur la figure 4. Il comprend, outre l'oscillateur 3: - une entrée 8 de signal logique (signal 0/5 Volts correspondant au signal en bande de base), - un diviseur de tension 9 relié à l'entrée 8, - un filtre basse- bas 10 monté en sortie de ce diviseur de tension 9, - un élément de couplage 11 relié au filtre passe-bas 10 et réalisant l'injection du signal en entrée de l'oscillateur 3, - une ligne de retard 12 entre l'oscillateur 3 et l'unité de traitement 1 à laquelle le signal reçu sur l'entrée 8 est parallèlement envoyé. Le diviseur de tension 9 et le filtre passe-bas 10 servent au préconditionnement du signal logique. L'oscillateur 3, centré à la fréquence F0 = 1/T, réalise la récupération de la fréquence et de la phase du signal en bande de base. La ligne de retard 12 sert à annuler, à l'entrée de l'unité 1, tout déphasage entre le signal S binaire et le signal de rythme en sortie de l'oscillateur 3. Un exemple de montage particulier a été représenté sur la figure 5. Sur ce montage, le diviseur de tension 9 comporte une résistance 13 de 110 kOhms à une extrémité de laquelle est imposée la tension correspondant au signal logique (source 14 de faible impédance). Cette résistance 13 est reliée par son autre extrémité à une résistance 15 de 350 kOhms, qui est alimentée à son extrémité opposée par une tension de +5 Volts. Le filtre passe-bas est constitué par un condensateur 16, dont la valeur de capacité est de 470 pF. Ce condensateur 16 est monté en parallèle avec la résistance 15 entre la tension d'alimentation de 5 volts et la résistance 13. Le noeud, sur lequel sont montées les résistances 13 et 15 ainsi que le condensateur 16, est en outre relié à un condensateur qui constitue l'élément de couplage et dont la valeur de capacité est de 100 nF. A son autre extrémité, ce condensateur 11 est monté en série avec la résistance R2 dont la valeur est de 24 kOhms. La résistance R1 est constituée par deux résistances 17 et 18 montées en parallèle, la résistance 17 étant de 470 kOhms, la résistance 18 étant de 220 kOhms. L'amplificateur opérationnel 3 est du type TLC 271. L'entrée noninverseuse de cet amplificateur 3 est reliée, d'une part, à une résistance 20 de 160 kOhms, reliée au neutre et montée en parallèle avec un condensateur 19, dont la valeur de capacité est de 1 nF. L'entrée non-inverseuse est également reliée à un condensateur 21 dont la valeur de capacité est de 1 nF et qui est monté en série avec une résistance 22 de 43 kOhms. Cette entrée non-inverseuse est en outre reliée à une résistance 23 de 160 kOhms dont l'extrémité opposée est alimentée par une tension de +5 Volts. La sortie 6 de l'amplificateur 3 est quant à elle reliée à l'extrémité de la résistance 22, qui est opposée au condensateur 21. Cette sortie 6 est également reliée à l'entrée d'horloge d'une bascule RS, référencée par 24 sur la figure 5. L'entrée S de cette bascule 24 est reliée au neutre. Sa sortie Q est reliée par une résistance de 25 kOhms à son entrée R, cette entrée R étant reliée à un condensateur 26, dont l'extrémité opposée est reliée au neutre. La sortie non Q délivrant le signal de rythme extrait est retardée. Bien entendu, d'autres montages sont possibles, en particulier pour réaliser la fonction retard ou pour réaliser le traitement préalable à 1l'injection. Les caractéristiques spécifiques de ce montage sont les suivantes, pour un débit de transmission de 1 Kbit/s: F0 = 1/T = 4kHz (T=250 Us, Td=75 Us, Tp=85 Us 1/-30%) d = rapport de division du diviseur de tension 9 = 4.3 Fc = fréquence de coupure du filtre passe- bas 10 = 4KHz C = valeur de la capacité de couplage 11 = 100 pF Td = retard de la ligne 12 = 75 ps. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour la récupération d'un signal de rythme d'une fréquence donnée à partir d'un signal présentant un spectre étalé de part et d'autre de cette fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend un oscillateur à pont de Wien comportant: - un amplificateur (4), - une première impédance (Zl) montée entre une première entrée et la sortie de l'amplificateur, - une deuxième impédance (Z2) montée entre ladite première entrée de l'amplificateur et le neutre, - une troisième impédance (R1) de type essentiellement résistif montée entre une seconde entrée de l'amplificateur et la sortie de l'amplificateur, et - une quatrième impédance (R2) de type essentiellement résistif montée entre ladite seconde entrée de l'amplificateur et un point d'injection d'une tension qui correspond au signal sur lequel on cherche à récupérer le signal de rythme. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amplificateur est un amplificateur opérationnel (4), sa première entrée étant son entrée non- inverseuse et son autre entrée étant son entrée inverseuse. 3. Récepteur de télécommande destiné à être utilisé dans un environnement de véhicule automobile ou analogue, et destiné à recevoir et à traiter un signal radiofréquence qui est une porteuse modulée en bande de base, ce récepteur comportant des moyens pour la récupération du signal en bande de base, des moyens (2) pour la récupération d'un signal de rythme à partir du signal en bande de base, une unité centrale (1) de traitement à laquelle le signal en bande de base et le signal de rythme récupéré sont transmis, caractérisé en ce que les moyens pour la récupération du signal de rythme comportent un dispositif selon la revendication 1 ou 2. 4. Récepteur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en sortie de l'oscillateur (3) une ligne de retard (12) qui déphase le signal de rythme pour qu'il corresponde au signal en entrée de l'unité centrale de traitement. 5. Dispositif de transmission radiofréquence destiné à être utilisé dans un environnement de véhicule automobile ou analogue comportant un émetteur pour l'émission d'un signal radiofréquence qui est une porteuse modulée en bande de base et un récepteur radiofréquence destiné à recevoir et à traiter ce signal, caractérisé en ce que le récepteur est un récepteur selon la revendication 4 et en ce que le signal en bande de base présente un spectre étalé autour de la fréquence de résonnance de l'oscillateur (3) du dispositif de récupération de rythme dudit récepteur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le signal en bande de base est un signal qui prend au moins deux états et qui est une succession de signaux binaires de durée 2T constitués chacun: - d'une portion de durée T qui porte le codage binaire, - d'une portion de synchronisation de durée T qui est identique d'un signal binaire à l'autre et qui comporte deux parties (I, II) alternées de part et d'autre de ladite portion de durée T qui porte le codage binaire. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la portion de durée T qui porte le codage binaire est constituée: - pour une première valeur binaire, par un signal qui prend un premier état pendant une durée aT (partie IV), a étant compris entre 0 et 1 et étant différent de 0, de 1 et de 1/2, puis un deuxième état (partie IV) pendant une durée (1-a)T, pour une deuxième valeur binaire, par un signal qui prend ledit premier état pendant une durée (1-a)T (partie V) et ledit deuxième état pendant une durée aT (partie VI). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que a est égal à 1/3. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la portion de synchronisation de durée T est constituée: - pour sa première partie (I), par un signal qui prend ledit second état pendant une durée PT, P étant compris entre 0 et 1 et étant différent de 0 et de 1, - pour sa seconde partie (II) par un signal qui prend ledit premier état pendant une durée (1-P)T. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que f est égal à 1/2. 11. Signal radiofréquence destiné à être utilisé dans un environnement de véhicule automobile ou analogue, constitué par une porteuse modulée en bande de base, caractérisé en ce que le signal en bande de base est du type défini dans l'une des revendications 6 à 10.