Brevet FR2760150A1 — publié le 19980828

PROCÉDÉ ET DISPOSITIF POUR LA TRANSMISSION DE SIGNAUX DE FREQUENCE RADIO La présente invention concerne, de façon globale, les dispositifs de communication et plus particulièrement, un procédé et un dispositif pour la transmission de signaux de fréquence radio. Avec l'augmentation de l'utilisation de dispositifs de communication sans fil, le spectre devient à peine suffisant. Dans la plupart des cas, les opérateurs de10 réseau fournissant des services dans une bande particulière ont dû fournir un service sur une bande séparée pour s'adapter à leurs clients. Par exemple, les opérateurs de réseau fournissant un service dans un système GSM à une fréquence de 900 MHz peuvent se baser sur un système DCS à15 une fréquence de 1.800 MHz. Ainsi, les dispositifs de communication, comme les radiotéléphones cellulaires, doivent être capables de communiquer sur chacune des fréquences ou même selon un troisième système comme le DCS 1900. Une telle condition de fonctionnement sur deux ou plusieurs fréquences soulèvent un certain nombre de problèmes. Par exemple, le dispositif de communication devra subir une augmentation de taille et de coût si l'émetteur comprenait des composants séparés pour émettre les signaux dans chaque bande. Ainsi, on recherche un procédé et un dispositif pour l'émission de signaux de communication dans une pluralité de bandes tout en minimisant l'augmentation du nombre des composants. Sur les dessins: la Figure 1 est un synoptique d'un dispositif de communication selon la présente invention; la Figure 2 est un synoptique d'un émetteur 123 de la Figure 1 selon la présente invention; et la Figure 3 est un schéma de circuit d'un oscillateur commandé en tension d'émetteur 204 selon la présente invention. En référence à présent à la Figure 1, on illustre un synoptique d'un dispositif de communication sans fil comme un radiotéléphone cellulaire selon la présente invention. Dans le mode de mise en oeuvre préféré, un ASIC générateur10 de trame 101 comme un ASIC CMOS disponible chez Motorola Inc. et un microprocesseur 103, comme un microprocesseur 68HC11 disponible, de même, chez Motorola Inc., sont combinés pour générer le protocole requis de communication pour un fonctionnement dans un système cellulaire. Le15 microprocesseur 103 utilise une mémoire 104 comprenant une mémoire vive RAM 105, une mémoire EEPROM 107 et une mémoire morte ROM 109, associées, de préférence, dans un boîtier 111, pour exécuter les étapes requises par la génération du protocole et les autres fonctions du dispositif de communication sans fil, comme l'écriture sur un moyen d'affichage 113, l'acceptation d'une information d'un clavier 115, l'acceptation d'une information d'entrée/sortie via un connecteur 116 selon la présente invention, la commande d'un synthétiseur en fréquence 12525 ou l'exécution d'étapes requises pour l'amplification d'un signal selon le procédé de la présente invention. Le circuit ASIC générateur de trame l01 traite une information audio transformée par un circuit audio 119 à partir d'un microphone 117 vers un haut-parleur 121. Un émetteur/récepteur traite les signaux de fréquence radio. En particulier, un émetteur 123 émet via une antenne 129 à l'aide de fréquences porteuses produites par un synthétiseur en fréquence 125. Une information reçue par l'antenne du dispositif de communication 129 pénètre dans le récepteur 127 qui démodule les symboles à l'aide des fréquences porteuses provenant du synthétiseur en fréquence 125. Le dispositif de communication peut comprendre, en option, un dispositif de stockage et de réception de message 130 comprenant un moyen de traitement de signal numérique. Le dispositif de stockage et de réception de message 130 peut être, par exemple, une machine de répondeur numérique ou un récepteur d'appel. En référence à présent à la Figure 2, on illustre un circuit d'émetteur 123 de la Figure 1. En particulier, un circuit intégré IC de translation 202 et un oscillateur commandé en tension (VCO) d'émetteur forment un modulateur 205. Le circuit intégré IC de translation 202 fournit une boucle à blocage de phase pour le circuit d'émetteur. Le circuit intégré IC de translation 202 reçoit un signal d'entrée modulé à partir d'un oscillateur commandé en tension (VCO) a décalage et d'un oscillateur commandé en tension (VCO) principal. Comme cela sera décrit, de façon plus détaillée, en référence à la Figure 3, le circuit20 intégré IC de translation 202 fournit une tension de sortie (ou tension de direction) qui commande l'oscillateur commandé en tension d'émetteur 204. La sortie de l'oscillateur commandé en tension d'émetteur 204 est fournie à un amplificateur d'excitation 206 qui fournit une25 attaque à l'amplificateur de puissance 208. La sortie de l'oscillateur commandé en tension d'émetteur 204 est renvoyée, de même, dans le circuit intégré IC de translation 202. En référence à présent à la Figure 3, un schéma de circuit illustre un oscillateur commandé en tension d'émetteur 204 selon la présente invention. L'oscillateur commandé en tension d'émetteur 204 comprend des noeuds pour la réception d'une tension de sélection de bande, de préférence fournie par le microprocesseur 103, pour35 modifier la capacitance base/émetteur afin de permettre à l'amplificateur de se comporter comme un oscillateur dans la bande appropriée et pour modifier la capacitance du résonateur afin de faire varier la fréquence de résonance de l'oscillateur. En particulier, un élément d'induction,5 comme un moyen d'induction à ligne en bande 304, est couplé à un condensateur 306 sur la base du transistor 302. Les valeurs du moyen d'induction à ligne en bande 304 et du condensateur 306 sont sélectionnées pour permettre au transistor 302 d'osciller dans une bande particulière de10 fréquences. Par exemple, l'élément d'induction possède, de préférence, une largeur de 0,2 mm et une longueur de 5 mm tandis que le condensateur 306 est, de préférence, de 0,75 pF. Avec une tension nulle ou négative de sélection de bande, la diode 308 reste non polarisée, isolant le condensateur 310 et permettant une oscillation dans la bande DCS de 1.800 MHz. Lorsque l'oscillateur commandé en tension d'émetteur 204 doit osciller à une fréquence dans une autre bande, la tension de sélection de bande est modifiée pour polariser la diode 308. En appliquant une tension de sélection de bande positive, la diode 308 est rendue passante, couplant ainsi le condensateur 310, de préférence de 5,6 pF, en parallèle avec le condensateur 306. Ainsi, la capacitance du circuit de rétroaction base/émetteur est à présent25 déterminée par l'élément d'induction 304 et les condensateurs en parallèle 306 et 310. Par la variation de la capacitance créée par les condensateurs en parallèle, le transistor oscille dans la bande dSM de 900 MHZ. De même, une tension de sélection de bande est couplée à une seconde diode 320 pour modifier la fréquence de résonance de l'oscillateur en couplant/découplant un second condensateur 322 en parallèle avec le condensateur 324 en série avec un condensateur variable 328. Pour un fonctionnement DCS à 1.800 MHz, une tension de sélection de bande nulle ou négative ne polarisera pas la diode 320. Comme le condensateur 322 sera isolé, la fréquence de résonance de l'oscillateur est déterminée par l'élément d'induction 326 et par la capacitance du condensateur en série 324 et du condensateur variable 328. Avec un élément5 d'induction à micro-bande 326 présentant une largeur de 0,2 mm et une longueur de 4 mm et des valeurs de condensateur de 5,6 pF pour le condensateur 324 et d'environ 4 pF pour le condensateur variable 328, le transistor oscillera dans la bande de 1.800 MHz selon la10 tension de direction. Pour un fonctionnement GSM de 900 MHz, une tension de sélection de bande positive polarise la diode 320. Par conséquent, la fréquence de résonance est déterminée par l'élément d'induction 326 et la capacitance des15 condensateurs en série 322 et 327 en parallèle avec le condensateur en série 324 et le condensateur variable 328. Avec une capacitance de 15 pF pour le condensateur variable 327 et de 10 pF pour le condensateur 322, le transistor oscillera dans la bande GSM de 900 MHz. Finalement, une tension de direction est appliquée aux condensateurs à tension variable 327 et 328 afin de modifier la fréquence de résonance dans la bande sélectionnée. Bien que l'invention ait été décrite et illustrée dans la description ci-dessus et par les dessins, on comprendra que cette description est donnée à titre d'exemple seulement et que de nombreuses variantes et modifications peuvent être apportées par l'homme du métier sans sortir de l'esprit et du cadre de l'invention. Bien que la présente invention trouve une application30 particulière dans les radiotéléphones cellulaires portables, l'invention pourrait être appliquée à un dispositif portable quelconque comprenant les récepteurs d'appel, les organiseurs électroniques ou les ordinateurs. La présente invention ne sera limitée que par les35 revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Oscillateur commandé en tension (204), caractérisé en ce qu'il comprend: - un transistor (302) pour la génération d'un signal de sortie de résonance, ledit transistor possédant une base, un collecteur et un émetteur; - un premier élément d'induction (304) et un premier condensateur (306) couplés à ladite base dudit transistor; - un premier noeud de commande couplé pour recevoir une tension de sélection de bande, ladite tension de sélection de bande couplant un second condensateur à ladite base et audit émetteur afin de modifier la bande dudit signal de sortie; et - un second noeud de commande couplé pour recevoir ladite tension de sélection de bande afin de coupler un troisième condensateur à l'émetteur pour modifier ledit signal de sortie de résonance. 2. Oscillateur commandé en tension selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit second condensateur est couplé en parallèle avec ledit premier condensateur. 3. Oscillateur commandé en tension selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite bande dudit signal de sortie est déterminée par ledit premier élément25 d'induction, ledit premier condensateur et ledit second condensateur. 4. Oscillateur commandé en tension selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, un quatrième condensateur couplé à un élément d'induction30 et en parallèle avec le troisième condensateur. 5. Oscillateur commandé en tension selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit signal de sortie de résonance est déterminé par ledit troisième condensateur, ledit quatrième condensateur et ledit élément5 d'induction. 6. Procédé de génération d'un signal oscillant variable de sortie, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - la génération d'un signal oscillant de sortie; - la réception d'une première tension de sélection de bande; et - le couplage d'un premier condensateur avec une base dudit transistor afin de modifier la bande de fréquences dudit signal oscillant de sortie en réponse à ladite15 première tension de sélection de bande. 7. Procédé de génération d'un signal oscillant variable de sortie selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, une étape de couplage d'un second condensateur avec ledit émetteur afin de modifier la20 fréquence d'oscillation dudit signal oscillant de sortie. 8. Procédé de génération d'un signal oscillant variable de sortie selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, une étape de réception d'une seconde tension de sélection de bande. 9. Procédé de génération d'un signal oscillant variable de sortie selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, une étape de découplage dudit premier condensateur en réponse à ladite seconde tension de sélection de bande. 10. Procédé de génération d'un signal oscillant variable de sortie selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend, de plus, une étape de découplage dudit second condensateur en réponse à ladite seconde tension de sélection de bande.