Brevet FR2752651A1 — publié le 19980227

La présente invention concerne un circuit pour réaliser une oscillation modulée en amplitude, en particulier pour un système de protection contre le vol d'un véhicule automobile. Avec un tel circuit, des signaux de données et des signaux d'énergie sont émis. Dans le cas d'un circuit connu (US 5,287,112), des signaux d'énergie sont transmis à un transpondeur sur une première fréquence, et des signaux de données sur une deuxième fréquence. Pour la transmission de données et d'énergie, le circuit présente un circuit oscillant, dont la bobine crée un champ magnétique à haute fréquence. Le circuit oscillant doit être réalisé pour les deux fréquences pour que puisse avoir lieu une transmission la plus efficace possible. Dans une bobine, couplée inductivement à la première bobine, d'un autre circuit oscillant situé dans un transpondeur portable, est produite, par suite du champ magnétique, une oscillation à haute fréquence, à partir de laquelle sont récupérés de l'énergie et des données provenant du premier circuit oscillant. Afin que la transmission de données et d'énergie soit la plus efficace possible, la qualité du circuit oscillant du transpondeur est modifiée en branchant en plus, de façon coûteuse, un condensateur et une bobine. Le problème de l'invention consiste à créer un circuit destiné à produire une oscillation modulée en amplitude, qui soit d'une conception simple et avec laquelle on puisse transmettre le plus efficacement possible des données et de l'énergie. Ce problème est résolu, selon l'invention, par un circuit tel que défini ci-dessus et comportant - un dispositif d'excitation à haute fréquence produisant une oscillation porteuse à fréquence d'excitation constante, un modulateur, produisant, à partir de l'oscillation porteuse, une oscillation modulée en amplitude à l'aide d'un signal numérique, et - une antenne d'émission, constituant une partie d'un circuit oscillant, auquel est envoyé l'oscillation modulée en amplitude, pour transmettre cette dernière, - tandis que le modulateur présente un élément d'amortissement, qui est mis en circuit en fonction de l'état logique de l'oscillation modulée en amplitude, l'amplitude de l'oscillation porteuse n'étant pas amortie dans le premier état logique et étant amortie dans le deuxième état logique par l'élément amortisseur, ce qui a pour effet de transmettre de l'énergie dans les deux états logiques de l'oscillation modulée en amplitude. Grâce à ces caractéristiques, une oscillation porteuse constante est produite par un générateur et est modulée en amplitude au moyen d'un modulateur. Au cours de la modulation, un organe d'amortissement RD est raccordé dans un état logique, et ne l'est pas dans l'autre état logique. Ainsi est produite une oscillation modulée en amplitude, dont l'amplitude est respectivement affaiblie dans le premier état logique, et ne l'est pas dans le deuxième état logique. Par un choix approprié de l'organe d'amortissement, on peut faire varier dans un large domaine l'énergie rayonnée et on peut parfaitement l'adapter au cas d'utilisation. D'après une forme d'exécution avantageuse de l'invention, le modulateur présente un étage d'amplificateur symétrique (push pull), auquel est envoyée l'oscillation porteuse, et enclenche ou déclenche un commutateur en parallèle avec l'élément amortisseur au rythme du signal numérique, de telle façon que l'oscillation porteuse est transmise à l'antenne d'émission sous la forme d'une oscillation modulée en amplitude, sans être amortie dans le premier état logique et en étant amortie dans le deuxième état logique. Le modulateur peut également présenter un deuxième étage d'amplificateur symétrique (push pull), l'oscillation porteuse étant, dans le deuxième état logique, transmise directement à l'antenne par le premier étage d'amplificateur push pull, et l'étant, dans le premier état logique (H), par l'intermédiaire du deuxième étage d'amplificateur push pull. Il est par ailleurs avantageux, selon l'invention, que l'élément amortisseur soit une résistance ohmique, dont la valeur de résistance détermine l'amortissement dans le deuxième état logique. On décrira ci-après plus en détail des exemples d'exécution l'invention, en référence aux dessins schématiques, sur lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique du circuit selon l'invention dans le cas de l'utilisation dans un système de protection contre le vol d'un véhicule automobile; les figures 2a et 2b représentent le déroulement dans le temps d'oscillations modulées en amplitude; et les figures 3 et 4 représentent des exemples d'exécution du circuit selon l'invention de la figure 1. Dans le cas d'un système de protection contre le vol ou d'un système d'immobilisation de véhicule automobile, des signaux codés, spécifiques de l'utilisateur, sont transmis au moyen d'une clef 1 (figure 1) à une serrure 2 située dans le véhicule automobile. Dans le cas d'un signal codé correct, la clef 1 prouve sa conformité (authentification) afin que l'on puisse ouvrir le véhicule et le faire démarrer. Afin que la serrure 2 soit rendue disponible pour recevoir le signal codé, un signal d'appel est d'abord envoyé par la serrure 2-à la clef 1. Le signal codé est alors produit dans la clef 1 et il est renvoyé à la serrure 2. Comme la clef 1 ne possède aucune source de courant qui lui soit propre, sous forme d'une pile, de l'énergie est transmise à la clef 1 dans le signal d'appel. Cette énergie doit être suffisante pour renvoyer le signal codé. Pour la transmission de l'énergie, il est important qu'il arrive à la clef 1 au moins autant d'énergie qu'il est nécessaire pour la retransmission du signal codé. Afin que, dans la serrure 2, on ne doive pas utiliser trop d'énergie pour le signal d'appel, la transmission devrait se dérouler le plus efficacement possible. Pour cela, le circuit selon l'invention présente, dans la serrure 2, un circuit oscillant 3, constitué d'une antenne 4, sous la forme d'une bobine, et d'un condensateur 5. Ce circuit oscillant 3 est excité avec la même fréquence d'oscillation, au moyen d'un générateur 6, qui oscille avec une oscillation porteuse 7 à haute fréquence (voir les figures 3 et 4). L'oscillation porteuse 7 est modulée par un modulateur 8 et est envoyée au circuit oscillant. Le générateur 6 et le modulateur 8 sont alimentés en énergie par une source de tension 9. Le circuit oscillant 3 produit un champ magnétique à haute fréquence, au moyen duquel l'oscillation modulée est transmise à la clef 1. La clef 1 présente, de même, un circuit oscillant 10, comportant une bobine 11 et un condensateur 12. Dans ce circuit, par suite de l'oscillation modulée reçue, une oscillation modulée correspondante est engendrée. Une unité d'interprétation 14, située dans la clef 1, retire de cette oscillation de l'énergie, avec laquelle on charge ainsi une réserve d'énergie 15, se présentant sous la forme d'un condensateur ou d'un accumulateur rechargeable. Quand la réserve d'énergie 15 est suffisamment chargée, l'unité d'interprétation 14 est de nouveau active et prête à produire un signal codé, qui est transmis en retour, par l'intermédiaire du circuit oscillant 10 situé dans la clef 1, au circuit oscillant 3 situé dans la serrure 2. Un démodulateur 16, dans la serrure 2, interprète le signal codé reçu et, si le signal reçu est conforme à un signal codé attendu, déclenche, avec un signal d'autorisation, une unité de sécurité 17. L'unité de sécurité 17 peut, par exemple, être une commande de moteur qui, en cas d'autorisation, est activée par le démodulateur 16, de façon que l'on puisse faire démarrer le véhicule automobile. Pour la transmission de signaux numériques 18 (voir figures 3 et 4) sous forme binaire (valeurs O ou 1, comportant le niveau L ou H), l'oscillation porteuse 7 est modulée en amplitude (oscillation modulée en amplitude 19). Habituellement, l'oscillation porteuse 7 est enclenchée ou déclenchée au rythme du signal numérique (figure 2a). L'amplitude est alors L = 0 V, au niveau L. L'amplitude uH, au niveau H, est sensiblement égale à l'amplitude de l'oscillation porteuse 7 (par exemple, ûH = + 5 V. C'est-à-dire que seulement pendant une durée d'impulsion prédéfinie, il existe une oscillation, et que, pendant une pause entre impulsions, il n'y a pas d'oscillation. La durée d'impulsion peut, dans ce cas, correspondre à un ou plusieurs bits du signal numérique 18 (ce qui correspond à la courbe enveloppante de la figure 2a). Le taux de modulation m est, de façon connue, le rapport de l'amplitude des oscillations de signal à l'amplitude de l'oscillation porteuse 7 non modulée: uH - L m = f H + uL iH étant, dans le cas de signaux numériques 18, la plus grande amplitude (niveau H) et iL étant la plus petite. Dans le cas de l'oscillation modulée en amplitude, comme représentée sur la figure 2a, le taux de modulation m est sensiblement égal à 1. Dans le cas de telles oscillations modulées en amplitude, de l'énergie est seulement transmise au niveau H. Si on a besoin de plus d'énergie dans la clef 1, de l'énergie est, selon l'invention, également transmise au niveau L (voir figure 2b). Dans ce cas, il existe également au niveau L une amplitude d'oscillation, qui se distingue toutefois de l'amplitude d'oscillation au niveau H. Dans le cas d'une telle oscillation modulée en amplitude 19, le taux de modulation m est essentiellement inférieur à 1 (sur la figure 2b, m est sensiblement égal à 0,35). L'amplitude au niveau L peut, dans ce cas, être chaque fois ajustée au besoin en énergie. De toute façon, les amplitudes d'oscillation au niveau L et au niveau H doivent être distinguées de façon claire, afin que le signal binaire puisse être démodulé à partir de l'oscillation modulée en amplitude 19. Par une modification de l'amplitude d'oscillation au niveau L, l'importance de l'énergie rayonnée peut être modifiée de façon simple, sans modifier l'amplitude maximale d'oscillation au niveau H. Une telle oscillation modulée en amplitude 19 est produite, selon l'invention, avec un circuit tel que celui représenté, dans son principe, sur la figure 3. Dans ce cas, l'oscillation porteuse 7 est envoyée à un étage d'amplificateur symétrique 20 (push-pull), constitué de deux transistors complémentaires Tl et T2, par l'intermédiaire de leur résistance série Rb de la base. Le deuxième transistor T2 amplifie, dans ce cas, seulement la demi-onde positive de l'oscillation porteuse 7, et le premier transistor Tl seulement la demi-onde négative. A la sortie de l'étage d'amplificateur push pull 20 (désigné également par point de raccordement des deux transistors T1 et T2, ou par borne intermédiaire), l'oscillation porteuse 7 se présente avec une amplitude amplifiée. L'oscillation porteuse 7 est envoyée à l'antenne 4 par l'intermédiaire d'un élément amortisseur RD( réalisé ici sous la forme d'une résistance ohmique), grace à quoi le circuit oscillant est excité pour osciller avec une fréquence égale à la fréquence de l'oscillation porteuse 7. Pour produire alors une oscillation modulée en amplitude 19 comportant des amplitudes H > L > O V, il est prévu un commutateur 21, disposé en parallèle avec l'élément amortisseur RD. Le commutateur 21 est enclenché et déclenché au rythme du signal numérique 18. Ainsi, l'oscillation porteuse 7 comportant une amplitude non modifiée parvient à l'antenne 4 quand le commutateur 21 est à l'état fermé. Par contre, quand le commutateur 21 est ouvert, l'oscillation porteuse 7 est affaiblie par l'élément amortisseur RD et parvient ensuite à l'antenne 4. Il en résulte ainsi l'oscillation modulée en amplitude 19, pour laquelle est obtenue, au niveau L, une amplitude L > 0 V, de telle façon que, même au niveau L, de l'énergie est transmise. L'élément amortisseur RD peut être réalisé sous la forme d'une résistance ohmique ou d'un composant fonctionnellement équivalent, par lequel l'amplitude de l'oscillation porteuse 7 est réduite quand l'élément amortisseur RD est actif, c'est-à-dire quand l'oscillation porteuse 7 est envoyée par l'intermédiaire de l'élément amortisseur RD. Sur la figure 4, on a représenté un autre exemple d'exécution du circuit selon l'invention. Des composants fonctionnellement équivalents portent, dans ce cas, les mêmes chiffres de référence que sur la figure 3. Dans le cas de ce deuxième exemple d'exécution, on utilise, en plus du premier étage d'amplificateur symétrique 20 (push pull), comportant les transistors Tl et T2, un deuxième étage d'amplificateur push pull 22, comportant des transistors T3 et T4, avec, en plus, d'autres résistances série Rb de la base. L'oscillation porteuse 7 est envoyée aux deux étages d'amplificateur push pull 20 et 22, alternativement, par l'intermédiaire du commutateur 21, la sortie du premier étant reliée au circuit oscillant 3 comportant- l'antenne 4, par l'intermédiaire de l'élément amortisseur RD, et la sortie du deuxième étage d'amplificateur push pull 22 y étant reliée directement. Le commutateur 21 est enclenché et déclenché alternativement, au rythme du signal numérique 18, entre les deux étages d'amplificateurs push pull 20 et 22. Le signal numérique 18 est, de son côté, envoyé par l'intermédiaire du modulateur 8. Il en résulte ainsi une oscillation modulée en amplitude 19 dont les amplitudes d'oscillation, aussi bien au niveau L qu'au niveau H, sont plus grandes que 0 V. De l'énergie est donc transmise aux deux niveaux. Si l'un des deux étages d'amplificateur push pull 20 et 22 est non actif, ses transistors T1, T2 ou T3, T4 se trouvent dans un état désigné par état triple, c'est-à-dire dans un état ouvert. A cela servent, de façon connue, des diodes D et des condensateurs C qui, comme représentés sur la figure 4, sont raccordés aux bases des transistors T1, T2, T3 et T4, ainsi qu'entre les résistances Rb et + 5 V et, respectivement, la masse. Dans un tel cas, l'étage d'amplificateur push pull 20 ou 22 n'agit pas en l'état triple sur le gain de chaque autre étage d'amplificateur push pull 22 ou 20 concerné. Entre les bases des transistors Tl à T4 et chacune des bornes intermédiaires concernées, peuvent être disposées des diodes de Schottky (non représentées) afin de commuter plus vite les transistors Tl à T4. De plus, un troisième étage (également non représenté) d'amplificateur push pull, et d'autres, peuvent également être raccordés, à leur sortie, directement à l'antenne 4. L'oscillation porteuse 7 est alors, de même, renvoyée au troisième étage d'amplificateur push pull. Par cet étage supplémentaire d'amplificateur push pull, l'oscillation modulée en amplitude 19 est encore amplifiée de façon complémentaire aussi bien au niveau L qu'au niveau H. On peut ainsi augmenter plus fortement l'énergie totale transmise. Le choix approprié du facteur d'amortissement, ou celui de la valeur de la résistance de l'élément amortisseur RD peut faire varier l'énergie rayonnée, et cette énergie rayonnée peut être ajustée aux besoins en énergie dans la clef 1. Dans le cas d'un plus fort amortissement, on transmet moins d'énergie, et dans le cas d'un amortissement plus faible, on transmet plus d'énergie. Les transistors T1 et T3 peuvent être du type BC327 et les transistors T2 et T4 peuvent être du type complémentaire BC337. Le type de transistor avec lequel est réalisé l'étage d'amplificateur push pull 20 n'est cependant pas essentiel. Par contre il est essentiel que, d'une part, l'oscillation porteuse 7 soit amplifiée, et que, d'autre part, il soit créé une possibilité simple de produire une oscillation modulée en amplitude 19 qui transmette de l'énergie dans les deux états logiques. La fonction du commutateur 21 peut également être prise en charge par un circuit intégré du modulateur 8. Dans le modulateur 8, le signal numérique 18 peut, par exemple, être stocké dans une mémoire de valeurs fixes. Sous la désignation "clef 1", il faut comprendre une unité électronique portable qui puisse recevoir des signaux et puisse produire et émettre des signaux codés. De telles clefs 1 peuvent être également désignées par "transpondeurs". L'unité électronique peut être disposée sur une clef mécanique usuelle 1, sur une carte de la grandeur d'une carte de crédit, ou sur des dispositifs équivalents fonctionnellement. Dans le cas d'un dispositif anti-démarrage, l'unité électronique est disposée habituellement dans la poignée de la clef de contact. Sous la désignation "serrure 2", il faut comprendre une unité électronique placée dans le véhicule automobile et pouvant émettre et recevoir des signaux. Les signaux reçus sont comparés à des signaux de consigne attendus. En cas de conformité, un signal d'autorisation, provoquant le verrouillage ou le déverrouillage d'un système. Dans le cas d'un dispositif anti-démarrage, le système est un organe de commande du moteur, un organe de commande de l'allumage, une pompe de carburant ou des organes fonctionnellement équivalents, permettant de n'utiliser le véhicule automobile qu'en cas de conformité. L'unité électronique "serrure 2" est, dans ce cas, disposée d'habitude sur la serrure de contact, ou à son voisinage. REVENDICATIONS 1. Circuit pour réaliser une oscillation modulée en amplitude, en particulier pour un système de protection contre le vol d'un véhicule automobile, comportant - un dispositif d'excitation à haute fréquence (6) produisant une oscillation porteuse (7) à fréquence d'excitation constante, - un modulateur (8), produisant, à partir de l'oscillation porteuse (7), une oscillation modulée en amplitude (19) à l'aide d'un signal numérique (18), et - une antenne d'émission (4), constituant une partie d'un circuit oscillant (3), auquel est envoyé l'oscillation modulée en amplitude (19), pour transmettre cette dernière, - circuit dans lequel: - le modulateur (8) présente un élément amortisseur (RD), qui est mis en circuit en fonction de l'état logique (L, H) de l'oscillation modulée en amplitude (19), l'amplitude de l'oscillation porteuse (7) n'étant pas amortie dans le premier état logique (H) et étant amortie dans le deuxième état logique (L) par l'élément amortisseur (RD), ce qui a pour effet de transmettre de l'énergie dans les deux états logiques de l'oscillation modulée en amplitude (19). 2. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le modulateur (8) présente un étage d'amplificateur symétrique (20) (push pull), auquel est envoyée l'oscillation porteuse (7), et enclenche ou déclenche un commutateur (21) en parallèle avec l'élément amortisseur (RD) au rythme du signal numérique (18), de telle façon que l'oscillation porteuse (7) est transmise à l'antenne d'émission (4) sous la forme d'une oscillation modulée en amplitude (19), sans être amortie dans le premier état logique (H), et en étant amortie dans le deuxième état logique (L). 3. Circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le modulateur (8) présente un deuxième étage *2752651 d'amplificateur symétrique (22) (push pull), l'oscillation porteuse (7) étant, dans le deuxième état logique (L), transmise directement à l'antenne (4) par l'intermédiaire du premier étage d'amplificateur push pull (20), et l'étant, dans le premier état logique (H), par l'intermédiaire du deuxième étage d'amplificateur push pull (22). 4. Circuit suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément amortisseur (RD) est une résistance ohmique, dont la valeur de résistance détermine l'amortissement dans le deuxième état logique (L).