Brevet FR2752128A1 — publié le 19980206

La présente invention se rapporte aux émetteurs à synthétiseur numérique, tels qu'il en existe, en particulier, en radiodiffusion de puissance. Les chaînes d'amplification des émetteurs et tout particulièrement des émetteurs de puissance ne sont pas parfaites: elles génèrent de la distorsion. II est connu de corriger cette distorsion par une précorrection de l'enveloppe au niveau du modulateur. Une telle correction donne généralement satisfaction en modulation d'amplitude classique, c'est-à-dire en modulation de la forme A.costot.s(t) où t est le temps, s(t) le signal modulant, /2s la fréquence porteuse et A la valeur de crête de la porteuse. Mais une telle correction est généralement insuffisante en BLU c'est-à-dire en bande latérale unique, appelée SSB ou single-side bande dans la littérature anglo-saxonne. Le but de l'invention est de proposer une correction qui soit satisfaisante, en particulier en BLU. Ceci est obtenu par une précorrection de phase au niveau du synthétiseur. Selon l'invention il est proposé un émetteur à synthétiseur numérique, comportant une entrée pour recevoir un signal de modulation, un codeur couplé à l'entrée, le synthétiseur pour fournir un signal radiofréquence et un circuit de sortie couplé au codeur et au synthétiseur pour fournir un signal modulé, le synthétiseur comportant un circuit oscillateur numérique, caractérisé en ce que le synthétiseur comporte des moyens de correction de phase disposés en série entre l'entrée et le circuit oscillateur pour corriger la phase du circuit oscillateur en fonction d'échantillons du signal de modulation. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent - la figure 1, un schéma d'un émetteur à synthétiseur - la figure 2, un schéma plus détaillé d'une partie de l'émetteur selon la figure 1, dans le cas d'une première réalisation selon l'invention, - la figure 3, un schéma relatif à une deuxième réalisation selon l'invention. Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. La description qui suit est donnée dans le cadre d'un émetteur 8LU, étant entendu qu'elle est facilement transposable, pour un homme du métier, à un émetteur à modulation d'amplitude classique, à un émetteur à modulation de phase et à un émetteur à modulation numérique. La figure I est un schéma simplifié d'un émetteur BLU à synthétiseur numérique. Un signal de modulation s(t), où t est le temps, est appliqué sur l'entrée d'un codeur basse fréquence 1 et sur l'entrée E2 d'un synthétiseur numérique 2. Le synthétiseur 2 comporte une entrée d'horloge, El, reliée à un circuit d'horloge 6, une sortie principale, SI, couplée par un amplificateur 5 à une chaîne d'amplification 4 et une sortie annexe, S2, reliée au codeur 1. La chaîne d'amplification 4 comporte des amplificateurs basse fréquence couplés en série à des amplificateurs haute fréquence, des moyens de filtrage et des moyens de modulation pour que le signal fourni par le synthétiseur 2 soit modulé par le signal fourni par le codeur 1. Les sorties du codeur 1 commandent la chaîne d'amplification 4 et cette dernière fournit, sur une sortie S, un signal dont la modulation est assurée par le signal de modulation s(t) et dont la porteuse est fournie par le synthétiseur 2. En BLU la sortie S1 du synthétiseur fournit un signal à fréquence porteuse, modulé en phase par le signal de modulation et la sortie S2 fournit l'enveloppe du signal de modulation. En modulation d'amplitude classique les liaisons correspondant aux accès E2 et S2 de la figure 1 n'existent pas et la sortie SI délivre le signal à fréquence porteuse sans modulation. Le rôle du codeur 1 est de fournir les signaux de commande des amplificateurs basse fréquence de la chaîne d'amplification 4, en fonction de l'amplitude instantanée du seul signal de modulation s(t) dans le cas d'une modulation d'amplitude classique et en fonction de l'enveloppe du signal de modulation dans le cas d'une modulation BLU. Le figure 2 est un schéma du synthétiseur 2 de la figure 1. Sur cette figure les éléments qui font partie de ce qui peut être considéré comme un synthétiseur classique ont été dessinées en traits pleins tandis que les parties nouvelles ont été dessinées en traits interrompus. Les accès El, E2, S1, S2 selon la figure 1 ont été reportés sur cette figure. Le signal de modulation s(t) arrive sur l'entrée E2 qui est l'entrée d'un convertisseur analogique-numérique 20. Le convertisseur 20 fournit un signal de sortie noté 1 et des moyens de déphasage 21 reçoivent le signal I et le déphasent de x/2 afin de donner un signal noté Q. Ces signaux I et Q sont utilisés dans des moyens de calcul d'enveloppe 22 et dans des moyens de calcul de phase 23 pour fournir, en numérique, respectivement l'enveloppe et la phase du signal s(t); I'enveloppe A est donnée par et la phase ? par (p=Arctan 110. Le signal d'enveloppe est fourni à la sortie S2 tandis que le signal de phase est fourni à un oscillateur numérique 24 dont l'accès d'horloge constitue l'entrée El du synthétiseur. L'oscillateur 24 comporte un accès pour l'affichage de sa fréquence de travail F. La sortie de l'oscillateur 24 est couplée à la sortie S1 du synthétiseur par un convertisseur numériqueanalogique 25. La description qui précède se rapporte à un émetteur équipé d'un synthétiseur classique. Pour améliorer le fonctionnement de ce synthétiseur, afin d'éviter la distorsion de phase de l'émetteur équipé de ce synthétiseur, il est ajouté au synthétiseur des moyens d'application d'une correction de phase 26 qui, en fonction des signaux I et Q élaborent un signal de correction de phase qui est appliqué à l'oscillateur numérique 24 après addition, dans un additionneur 27, avec le signal fourni par les moyens de calcul de phase. A partir d'une série de mesures de la phase du signal de sortie de l'émetteur, pour différentes valeurs de fréquence et d'amplitude des signaux I et Q, les paramètres d'une fonction polynomiale f sont définis. Cette fonction polynomiale est le modèle de correction de phase. Dans l'exemple décrit les moyens d'application d'une correction de phase 26 fournissent la valeur de la fonction polynomiale, c'est-à-dire la correction de phase, en fonction de 7 échantillons successifs de I et Q: Apo =f(A~3,A~2,A-1,AO,A1,A2,A3) avec où ApO est l'erreur de phase affectée d'un coefficient -1, et cette erreur concerne la phase pour les échantillons lo, Qo. Comme Acp0 nécessite, pour être calculé, la connaissance d'échantillons 11, 12, 13 et Q1, Q2, Q3 postérieurs aux échantillons lo, Qo le synchronisme entre la valeur de phase et la valeur d'erreur de phase est rétabli, au niveau de l'additionneur 27, par un retard apporté, avant addition, au signal provenant des moyens de calcul de phase 23. II est à noter que, dans l'émetteur selon l'exemple décrit, une correction d'amplitude s'ajoute à la correction de phase; sur le même principe que pour la correction de phase. Pour cela il est ajouté au synthétiseur des moyens d'application d'une correction d'amplitude 28 qui, en fonction des signaux I et Q, élaborent un signal de correction d'amplitude qui est additionné, dans un additionneur 29, au signal fourni par les moyens de calcul d'enveloppe 22. A partir d'une série de mesures de l'enveloppe du signal de sortie de l'émetteur, pour différentes valeurs de fréquence et d'amplitude des signaux I et Q, les paramètres d'une fonction polynomiale g sont définis. Cette fonction polynomiale est le modèle de correction d'amplitude. Dans l'exemple décrit les moyens d'application d'une correction d'amplitude 28 fournissent la valeur de la fonction polynomiale, c'est-à-dire la correction d'amplitude, en fonction de 7 échantillons successifs de I et Q: tAo =g(A3,A,Aî,A0,A1,A2,A3) où hAo est l'erreur d'amplitude affectée d'un coefficient -1 et cette erreur concerne l'amplitude pour les échantillons o Qo. Comme hAo nécessite, pour être calculé, la connaissance d'échantillons 11, 12, 13 et Q1, Q2, Q3 postérieurs aux échantillons lo, QO, le synchronisme entre la valeur de l'enveloppe et la valeur d'erreur d'amplitude est rétabli, au niveau de l'additionneur 29 par un retard apporté, avant addition, au signal provenant des moyens de calcul d'enveloppe 22. L'ensemble des opérations dont il a été question au sujet des blocs 21-23, 26-29 de la figure 2 est assuré par un processeur de signal numérique, couramment appelé DSP dans les milieux techniques utilisateurs, d'après son appellation dans la littérature anglo-saxonne: Digital Signal Processor; dans l'exemple décrit ce processeur est un processeur à virgule flottante ADSP 21060 fabriqué par ANALOG DEVICES. Une variante à la réalisation selon la figure 2 est donnée par la réalisation selon la figure 3 qui ne se distingue de la précédente que par le fait que les fonctions d'erreur d'amplitude et de phase sont établies de façon évolutive dans un asservissement à partir du signal de sortie de l'émetteur, c'est-à-dire à partir du signal délivré par la chaîne d'amplification 4 représentée sur la figure 1. Pour cela un capteur 30 est couplé à la sortie S de l'émetteur afin de fournir à un démodulateur 31 une partie du signal de sortie de l'émetteur. Le démodulateur 31 comporte deux convertisseurs analogiquesnumériques de sortie et ses signaux de sortie sont comparés, dans des moyens de comparaison 33, aux signaux I et Q selon la figure 1 après que ces derniers aient été retardés par des moyens de retard 32; le retard apporté par les moyens de retard 32 est destiné à assurer que les signaux sur les deux entrées des moyens de comparaison soient synchrones, c'està-dire à tenir compte du temps de transfert de la chaîne d'amplification 4. Des moyens de recherche de la fonction erreur de phase, 34, délivrent, aux moyens d'application d'une correction de phase 27, la meilleure fonction polynomiale de correction compte tenu des valeurs fournies par les moyens de comparaison 33 et compte tenu des signaux I et Q. Et cette fonction qui constitue le modèle de correction de phase sert aux moyens d'application d'une correction de phase 27, comme dans la réalisation selon la figure 2, à calculer l'erreur de phase. Dans cette seconde réalisation, comme dans la première, une correction d'amplitude est effectuée en plus de la correction de phase; cette correction d'amplitude emploie des moyens de recherche de la fonction erreur d'amplitude 35 pour donner aux moyens d'application d'une correction d'amplitude 29 la meilleure fonction polynomiale de correction. L'ensemble des opérations effectuées par les blocs 32-35 est assuré par un second processeur de signal numérique qui, dans l'exemple décrit, est un processeur identique à celui qui est dévolu à l'exécution des opérations propres aux blocs 21-23, 26-29 de la figure 2. Dans ce qui précède il n'a pas été étudié en détail comment étaient obtenues les fonctions polynomiales constituant les modèles de correction il y a deux raisons à cela: - ces fonctions sont spécifiques non seulement de l'émetteur mais aussi des signaux de modulation s(t) employés - l'homme du métier sait établir des modèles de correction étant donné qu'il s'agit d'une technique classique de correction dont la complexité croît avec la finesse de la correction désirée, cette finesse étant en rapport avec le degré de la fonction polynomiale et avec le nombre de variables de cette fonction c'està-dire avec le nombre d'échantillons utilisés par les moyens d'application d'une correction de phase ou d'amplitude pour élaborer un signal de correction grâce à la fonction polynomiale. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, c'est ainsi que la correction d'amplitude n'est, le plus souvent, pas indispensable, et donc que sur la figure 2 le bloc 28 peut être supprimé tandis que sur la figure 3 les blocs 28 et 35 peuvent être supprimés. Ce qui a été décrit pour un émetteur BLU de radiodiffusion reste valable pour d'autres émetteurs sous réserve de quelques corrections pour tenir compte de la spécificité de ces autres émetteurs. Ainsi, dans un émetteur en modulation d'amplitude classique, telle que cette modulation a été rappelée au début de ce document, il n'y a ni calcul de phase ni calcul d'enveloppe si bien que sur la figure 2 les blocs 21-23 sont à supprimer et que l'additionneur 29 existe toujours avec une entrée reliée au circuit 28 et une entrée directement au convertisseur 20 pour recevoir le signal l; quant à l'additionneur 27 il est remplacé par un court-circuit entre la sortie des moyens d'application d'une correction de phase et l'oscillateur 24. De même, dans un émetteur de télévision, le codeur 1 fournit directement le signal en radiofréquence si bien que la chaîne d'amplification 4 n'amplifie plus en basse fréquence puis en radiofréquence mais seulement en radiofréquence. REVENDICATIONS 1. Emetteur à synthétiseur numérique (2), comportant une entrée pour recevoir un signal de modulation (S(t)), un codeur (1) couplé à l'entrée, le synthétiseur (2) pour fournir un signal radiofréquence et un circuit de sortie (4) couplé au codeur et au synthétiseur pour fournir un signal modulé, le synthétiseur comportant un circuit oscillateur numérique (24), caractérisé en ce que le synthétiseur comporte des moyens de correction de phase (26, 27) disposés en série entre l'entrée et le circuit oscillateur pour corriger la phase du circuit oscillateur en fonction d'échantillons du signal de modulation. 2. Emetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de correction de phase disposent d'un modèle de correction de phase préétabli, pour calculer une valeur de correction de phase en utilisant comme variables, dans le modèle de correction, les valeurs des échantillons. 3. Emetteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de correction de phase disposent d'un modèle de correction de phase pour calculer une valeur de correction de phase en utilisant comme variables, dans le modèle de correction, les valeurs des échantillons et en ce que l'émetteur comporte un ensemble de commande (30-34) avec : un démodulateur (31) pour démoduler le signal modulé et fournir des premiers signaux représentatifs du signal de modulation, des moyens de retard (32) couplés à l'entrée pour fournir des seconds signaux représentatifs du signal de modulation, les moyens de retard occasionnant un retard choisi pour que les premiers et les seconds signaux soient représentatifs du signal de modulation à un même instant donné, des moyens de comparaison (33) pour comparer les premiers et les seconds signaux et fournir des signaux de comparaison et des moyens de recherche d'une fonction erreur de phase (34) pour, en fonction des signaux de comparaison, fournir le modèle de correction aux moyens de correction. 4. Emetteur selon la revendication 1, comportant des moyens de calcul d'enveloppe (22) couplés à une entrée du codeur (1) pour fournir un signal d'enveloppe, caractérisé en ce que le synthétiseur comporte des moyens de correction d'amplitude (28, 29) disposés en série entre l'entrée de l'émetteur et l'entrée du codeur pour corriger l'amplitude du signal d'enveloppe en fonction d'échantillons du signal de modulation. 5. Emetteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de correction d'amplitude disposent d'un modèle de correction d'amplitude préétabli, pour calculer une valeur de correction d'amplitude en utilisant comme variables, dans le modèle de correction d'amplitude, les valeurs des échantillons. 6. Emetteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de correction d'amplitude disposent d'un modèle de correction d'amplitude pour calculer une valeur de correction d'amplitude en utilisant comme variables, dans le modèle de correction, les valeurs des échantillons et en ce que l'émetteur comporte un ensemble de commande (30-33, 35) avec: un démodulateur (31) pour démoduler le signal modulé et fournir des premiers signaux représentatifs du signal de modulation, des moyens de retard (32) couplés à l'entrée pour fournir des seconds signaux représentatifs du signal de modulation, les moyens de retard occasionnant un retard choisi pour que les premiers et les seconds signaux soient représentatifs du signal de modulation à un même instant donné, des moyens de comparaison (33) pour comparer les premiers et les seconds signaux et fournir des signaux de comparaison et des moyens de recherche d'une fonction erreur d'amplitude (35) pour, en fonction des signaux de comparaison, fournir le modèle de correction d'amplitude aux moyens de correction d'amplitude.