Brevet FR2735629A1 — publié le 19961220

La présente invention concerne un modulateur d'amplitude, comportant une paire différentielle de transistors, dite paire différentielle d'entrée, recevant un signal d'entrée modulant et une cellule de Gilbert réalisant la multiplication d'un signal dit porteur avec le signal d'entrée modulant. La cellule de Gilbert, qui constitue l'organe essentiel d'un tel modulateur est connue du document "A Precise Four- Quadrant Multiplier with Subnanosecond Response" de Barrie Gilbert, paru dans le IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. sc-3, n'4, en Décembre 1968). Le circuit présenté par Barrie Gilbert, couramment utilisé dans les modulateurs d'amplitude, réalise la multiplication d'un signal d'entrée modulant, de la forme Vm(t)=Kl.sinrfmt, avec un signal porteur de la forme Vc(t)=K2.sin0oct. La paire différentielle composant l'étage du bas de la cellule de Gilbert reçoit le signal porteur Vc, tandis que les paires différentielles composant l'étage du haut de la cellule de Gilbert reçoivent le signal d'entrée modulant après amplification dans la paire différentielle d'entrée, auquel on ajoute une composante continue, appelée tension de décalage d'entrée qui peut être réalisée de différentes manières, par un système de pont diviseur de la tension d'alimentation, ou à partir d'une tension régulée, par exemple. Cette tension de décalage d'entrée réalise deux fonctions essentielles: elle permet au modulateur d'amplitude de fournir un signal de sortie en toutes circonstances, même en cas d'absence ou de nullité du signal d'entrée modulant. Elle permet d'autre part de fournir en sortie un signal Vout(t) comportant une composante proportionnelle au seul signal porteur. Le signal de sortie Vout est alors de la forme Vout(t)=A.(l+K.sirmmt).sirfOct, ce qui correspond bien à l'équation d'un signal modulé en amplitude. La tension de décalage d'entrée présente en elle-même un inconvénient majeur. Sa valeur doit être du même ordre de grandeur que l'amplitude de variation de la tension d'entrée modulant. Selon le cas, elle peut être aussi faible que quelques milivolts, aussi est elle difficile à contrôler de manière précise et stable, ce qui est très gênant. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient, en proposant un modulateur d'amplitude dans lequel la tension de décalage d'entrée n'est plus nécessaire pour assurer l'existence du signal de sortie en cas d'absence de signal d'entrée, ni pour générer en sortie un signal dont l'équation correspond à celle d'un signal modulé décrite plus haut. En effet, selon la présente invention, un modulateur d'amplitude du type défini dans le paragraphe introductif est caractérisé en ce qu'il comporte une paire différentielle de transistors recevant le signal porteur et dont le signal de sortie est ajouté au signal de sortie de la cellule de Gilbert. Au lieu d'ajouter une composante continue au signal modulant, qui se voit multipliée par le signal porteur dans la cellule de Gilbert, un modulateur d'amplitude selon l'invention ajoute au signal résultant de la multiplication du signal modulant avec le signal porteur une composante proportionnelle au seul signal porteur. Un modulateur d'amplitude selon l'invention élimine donc la nécessité de générer une tension de décalage d'entrée, puisque la composante issue de la paire différentielle recevant le signal porteur est toujours présente en sortie du modulateur, quel que soit l'état du signal d'entrée modulant, et permet de fournir un signal de sortie comportant une composante proportionnelle au seul signal porteur. La stabilité de cette composante proportionnelle au seul signal porteur est améliorée par rapport à celle obtenue dans l'état présent de la technique, car elle ne dépend que de paramètres (sources de courant, résistances de dégénération d'émetteur des transistors composant la paire différentielle), dont une variation parasite serait uniforme pour l'ensemble du circuit; les proportionnalités entre les différents signaux seraient donc conservées. Une variante de l'invention présente un modulateur d'amplitude tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comporte des commutateurs permettant de déconnecter la paire différentielle d'entrée du reste du modulateur d'amplitude. Une telle variante de l'invention permet d'arrêter la modulation en amplitude sans nécessairement annuler le signal d'entrée modulant. De la sorte, le signal de sortie du modulateur ne présente plus que la composante proportionnelle au seul signal porteur. Un observation aisée du signal porteur à des fins de contrôle est ainsi rendue possible. Ce dispositif permet également de choisir entre une modulation en amplitude de la porteuse ou une modulation en fréquence, celle-ci étant alors réalisée par action du signal modulant sur le dispositif générant le signal porteur par ailleurs. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non-limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. - La figure 1 représente un schéma décrivant un modulateur d'amplitude selon l'invention, et - la figure 2 représente un schéma décrivant l'étage d'entrée recevant le signal d'entrée modulant selon une variante de l'invention. Selon la figure 1, un modulateur d'amplitude selon l'invention comporte une paire différentielle d'entrée, composée des transistors Tl et T2, recevant un signal d'entrée modulant Vm, qui est de la forme Vm(t)=Kl.siriomt, et une cellule de Gilbert, composée des transistors T3, T4, T7, T8, T9, T10, qui réalise la multiplication du signal porteur avec le signal d'entrée modulant, signal porteur qui est de la forme Vc(t)=K2.siroct. La paire différentielle composant l'étage du bas de la cellule de Gilbert (transistors T3 et T4) reçoit le signal porteur Vc, tandis que les paires différentielles composant l'étage du haut de la cellule de Gilbert (transistors T7, T8 et T9, T10) reçoivent le signal d'entrée modulant après traitement dans la paire différentielle d'entrée. Une paire différentielle supplémentaire, composée des transistors T5 et T6, reçoit le signal porteur. Le signal de sortie Vout du modulateur est la somme du signal de sortie de cette paire différentielle supplémentaire avec le signal de sortie de la cellule de Gilbert. Si V1 est le signal de sortie de la cellule de Gilbert, on a Vl(t)=K3. sinrmt.sirnct. Si V2 est le signal de sortie de la paire différentielle supplémentaire recevant le signal porteur, on a V2(t)=K4.sirûct. Le signal de sortie du modulateur Vout, qui est la somme de ces deux signaux se présente donc sous la forme Vout(t)=A'.(l+ K'.sirnmt).sirc t, ce qui correspond bien à l'équation d'un signal modulé en amplitude. La figure 2 montre une variante de l'invention, selon laquelle un modulateur d'amplitude comporte des commutateurs permettant de déconnecter la paire différentielle d'entrée du reste du modulateur d'amplitude. Ces commutateurs peuvent être réalisés de différentes manières, par exemple avec des transistors. Une telle variante de l'invention permet d'arrêter la modulation sans nécessairement annuler le signal d'entrée modulant, en reliant les bases des transistors T7, T8, T9 et T10 à des sources de courant dont les sorties sont à des potentiels égaux. De la sorte, le signal de sortie du modulateur ne présente plus que la composante proportionnelle au seul signal porteur: Vout(t)=A'.sir&Oct Une observation aisée du signal porteur à des fins de contrôle est ainsi rendu possible. REVENDICATIONS 1. Modulateur d'amplitude, comportant une paire différentielle de transistors, dite paire différentielle d'entrée, recevant un signal d'entrée modulant et une cellule de Gilbert réalisant la multiplication d'un signal dit porteur avec le signal d'entrée modulant, caractérisé en ce qu'il comporte une paire différentielle de transistors recevant le signal porteur et dont le signal de sortie est ajouté au signal de sortie de la cellule de Gilbert. 2. Modulateur d'amplitude selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des commutateurs permettant de déconnecter la paire différentielle d'entrée du reste du modulateur d'amplitude. 3. Modulateur d'amplitude selon la revendication 2, caractérisé en ce que les commutateurs permettant de déconnecter la paire différentielle d'entrée du reste du modulateur d'amplitude sont réalisés avec des transistors.