Brevet FR2791840A1 — publié le 20001006

CIRCUIT D'ÉMISSION ET RÉCEPTION À MODULATION FSK La présente invention concerne un émetteur/récepteur à modulation par sauts de fréquence, également appelée modulation FSK (Frequency Shift Keying). De tels circuits servent générale- ment à transmettre, notamment par voie hertzienne, des données numériques. La figure représente schématiquement un émetteur/ récepteur FSK d'un type utilisable selon l'invention. La partie émetteur Tx et la partie récepteur Rx sont intégrées dans un même circuit. La partie émetteur comprend une boucle à verrouillage de phase 10 utilisée pour obtenir une fréquence de porteuse réglable. Cette boucle à verrouillage de phase comprend un oscillateur de référence 12 dont le signal de sortie, de fréquence fixe, est fourni à un comparateur de phase 14. Le comparateur de phase 14 reçoit la sortie d'un oscillateur commandé 16 par l'intermédiaire d'un diviseur 18. L'oscillateur 16 est commandé par un filtre passe-bas 20 qui reçoit la sortie du comparateur de phase 14. Le signal binaire à émettre TXin est reçu sur une bro- che 22 du circuit intégré. Ce signal Txin est ajouté à la commande de l'oscillateur 16 en 24 par l'intermédiaire d'un amplificateur 26. Le gain de l'amplificateur 26 détermine la "déviation" de la modulation FSK, c'est-à-dire le saut de fré- quence subi par la porteuse fournie par l'oscillateur 16 lorsque le signal Txin commute entre les niveaux logiques 0 et 1. Cette déviation doit dans certaines applications être fixée de manière précise. Pour cela, le gain de l'amplificateur 26 est réglable, par exemple de manière externe à l'aide d'une résistance réglable 28 connectée à une broche 30 du circuit. La sortie de l'oscillateur 16 fournit le signal modulé à émettre Txout sur une broche 32, le cas échéant par l'intermé- diaire d'un amplificateur 34. Dans la partie réception Rx, un signal modulé reçu Rxin, fourni par exemple par une antenne 36, est appliqué sur une broche 38 du circuit intégré. Un amplificateur 40 transmet ce signal à deux mélangeurs 42 et 43. Par ailleurs, ces deux mélan- geurs reçoivent respectivement deux porteuses de même fréquence en quadrature de phase. Comme le circuit est généralement utilisé à sens uni- que, soit en émission, soit en réception, on utilise, en réception, l'oscillateur commandé 16 de la boucle à verrouillage de phase 10 pour fournir les deux porteuses en quadrature de phase. Alors, aucun signal modulant n'est fourni à la boucle à verrouillage de phase, de sorte que l'oscillateur 16 fonctionne à la fréquence définie par l'oscillateur de référence 12 et le diviseur 18, laquelle fréquence n'est autre que la fréquence de porteuse. Les sorties des mélangeurs 42 et 43 sont fournies à des filtres passe- bas respectifs 45 et 46. On obtient ainsi deux signaux en quadrature de phase dont la fréquence est celle de la déviation susmentionnée. Par ailleurs, l'état 1 correspond à une avance de phase de 90 de la première voie sur l'autre, et l'état 0 correspond à un retard de phase de 90 de la première voie sur l'autre. Les signaux de sortie des filtres 45 et 46, d'allure sinusoïdale, sont fournis à des amplificateurs à écrêtage respec- tifs 48 et 49 destinés à convertir ces signaux en des signaux rectangulaires. Ces signaux rectangulaires sont fournis à un démodulateur FSK 51 qui extrait les valeurs logiques 0 ou 1 en analysant la phase des signaux fournis par les amplificateurs à écrêtage 48 et 49. Le démodulateur 51 fournit le signal binaire extrait RXout à une broche du circuit intégré. En général, conmme le nombre de broches du circuit est limité et que le circuit est utilisé de manière unidirection- nelle, ce signal Rxout peut être fourni, comme cela est représenté, à la broche 22 qui sert, en mode émission, à recevoir le signal Rxin à émettre. Un commutateur K permet de choisir la fonction requise de la broche 22. Conme on l'a précédemment mentionné, le gain de l'ampli- ficateur 26 doit être réglé de manière précise pour obtenir une déviation correcte dans la modulation du signal émis. Pour cela, le circuit est mis en mode émission, on applique un signal de test sur la broche 22, et on analyse le signal de sortie prélevé sur la broche 32. L'analyse consiste généralement à effectuer une démodulation de fréquence suivie d'une analyse de spectre. La résistance 28 est réglée jusqu'à ce que le spectre corresponde à la déviation souhaitée. Cette solution de réglage nécessite un matériel de laboratoire particulièrement coûteux. Un objet de la présente invention est de prévoir une solution permettant de régler la déviation avec un matériel de laboratoire peu coûteux. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un circuit émetteur/récepteur à modulation par sauts de fréquence (FSK), comprenant un oscillateur commandé servant, dans un mode d'émission, à moduler une porteuse par des sauts de fréquence en fonction d'un signal d'émission binaire présent sur une broche d'entrée du circuit, l'amplitude des sauts étant déterminée par un élément de réglage connecté à une broche de réglage du circuit; deux mélangeurs connectés pour recevoir un signal de réception présent sur une broche de réception et, respectivement, deux porteuses en quadrature de phase de l'oscillateur commandé qui, en mode de réception, ne reçoit aucun signal modulant; et un démodulateur relié aux sorties des mélangeurs par l'intermé- diaire de filtres respectifs, la sortie de l'un des filtres étant accessible de l'extérieur par une broche de test du circuit. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'oscillateur commandé fait partie d'une boucle à verrouillage de phase. La présente invention vise également un procédé de réglage du circuit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes: * mettre l'oscillateur commandé en mode d'émission; * appliquer une porteuse sur la broche de réception; * appliquer un signal binaire de test sur la broche d'entrée; * mesurer la fréquence du signal présent sur la broche de test; et * agir sur l'élément de réglage pour obtenir la fré- quence requise du signal présent sur la broche de test. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec la figure jointe qui représente schématiquement un circuit d'émission/réception à modulation FSK permettant de mettre en oeuvre la présente inven- tion. La présente invention exploite l'architecture particu- lière de l'émetteur/récepteur de la figure pour régler la déviation, c'est-à-dire le saut de fréquence de la porteuse modulée en fonction des valeurs logiques du signal à émettre, en utilisant du matériel de mesure peu coûteux. Pour cela, le circuit est mis en mode émission et on applique sur la broche d'entrée 22 un signal binaire de test. Ceci est classique. Par contre, on n'analyse pas le signal modulé résultant sur la broche de sortie 32. Au lieu de cela, on utilise la partie Rx du circuit servant à la réception qui, normalement, n'est pas utilisée lorsque le circuit est en mode émission. On applique sur la borne d'entrée 38 de la partie réception une porteuse non modulée correspondant à la porteuse non modulée fournie par l'oscillateur 16 de la boucle à verrouillage de phase lorsque le circuit est en mode réception. Il en résulte que les mélangeurs 42 et 43 reçoivent des signaux permutés par rapport à un fonctionnement en réception: au lieu de recevoir une porteuse fixe de l'oscillateur 16, ils reçoivent une porteuse modulée par le signal de test appliqué sur la broche 22 et, au lieu de recevoir une porteuse modulée par la broche 38, ils reçoivent une porteuse fixe. Pourtant, les mélan- geurs 42 et 43 vont se comporter de la même manière et fournir, par l'intermédiaire des filtres respectifs 45 et 46 et des ampli- ficateurs à écrêtage respectifs 48 et 49, des signaux rectangulaires dont la fréquence est celle du saut de fréquence imposé à l'oscillateur 16 par le signal de test appliqué sur la broche 22. Il suffit alors de mesurer la fréquence de l'un de ces signaux rectangulaires et d'ajuster la résistance 28 jusqu'à l'obtention de la fréquence requise. En procédant ainsi, on a simplement besoin d'un généra- teur de fréquence qui fournit la porteuse à la broche 38, et d'un fréquencemètre (ou un oscilloscope) pour mesurer la fréquence du signal de sortie de l'un des amplificateurs à écrêtage 48 ou 49. Bien entendu, il faut pouvoir accéder de l'extérieur à la sortie de l'un des amplificateurs à écrêtage 48 et 49, qui n'est pas reliée à l'extérieur dans un circuit classique. Pour cela, comme cela est représenté à titre d'exemple, la sortie de l'amplificateur 49 est reliée à une broche dédiée de test 52. Conmme on l'a précédemment indiqué, le nombre de broches est souvent limité, et il est possible qu'il n'y ait plus de broches disponibles pour créer la broche de test 52. Dans ce cas, la sortie de l'amplificateur 49 peut être reliée, au moyen d'un commutateur, à une broche qui n'est pas utilisée en mode d'émis- sion, comme cela est fait pour la broche 22. En outre, un circuit d'émission/réception unidirection- nel du type décrit ici est souvent prévu pour minimiser la consommation de courant. Dans ce cas, en mode émission, la partie réception du circuit est mise en veille, tandis qu'en mode récep- tion, la partie émission du circuit, sauf la boucle à verrouillage de phase 10, est mise en veille. Par contre, la présente invention a besoin d'utiliser les deux parties. Dans ce cas, on prévoit un mode de fonctionnement supplémentaire du circuit, à savoir un mode de test dans lequel les deux parties du circuit sont actives, alors que dans les deux autres modes les parties du circuit seront désactivées de manière classique. On dispose alors, en mode de test, d'une plus grande liberté de choix de broches pouvant servir de broche de test 52. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. Dans l'exemple décrit, on prélève la sortie d'un anmplifi- cateur à écrêtage pour effectuer la mesure de fréquence. En effet, il est plus simple de mesurer la fréquence d'un signal logique rectangulaire, que celle de signaux sinusoïdaux tels que fournis par les filtres 45 et 46. Toutefois, il n'est pas exclu de mesurer la fréquence de ces signaux sinusoïdaux. Par ailleurs, on a décrit un système o la modulation et la génération de porteuse sont effectuées à l'aide d'une boucle à verrouillage de phase. Toutefois, la présente invention s'applique également à un système utilisant un oscillateur commandé en boucle ouverte pour réaliser la modulation et la génération de porteuse. REVENDICATIONS 1. Circuit émetteur/récepteur à modulation par sauts de fréquence (FSK), comprenant: * un oscillateur commandé (16) servant, dans un mode d'émission, à moduler une porteuse par des sauts de fréquence en fonction d'un signal d'émission binaire (TXin) présent sur une broche d'entrée (22) du circuit, l'amplitude des sauts étant déterminée par un élément de réglage (28) connecté à une broche de réglage (30) du circuit, * deux mélangeurs (42, 43) connectés pour recevoir un signal de réception (Rxin) présent sur une broche de réception (38) et, respectivement, deux porteuses en quadrature de phase de l'oscillateur commandé qui, en mode de réception, ne reçoit aucun signal modulant, et * un démodulateur (51) relié aux sorties des mélan- geurs par l'intermédiaire de filtres respectifs (45, 46), la sortie de l'un des filtres étant accessible de l'extérieur par une broche de test (52) du circuit. 2. Circuit émetteur/récepteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'oscillateur conmmandé (16) fait partie d'une boucle à verrouillage de phase (10). 3. Procédé de réglage d'un circuit selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: * mettre l'oscillateur commandé (16) en mode d'émis- sion; * appliquer une porteuse sur la broche de réception (38); * appliquer un signal binaire de test sur la broche d'entrée (22); * mesurer la fréquence du signal présent sur la broche de test (52); et * agir sur l'élément de réglage (28) pour obtenir la fréquence requise du signal présent sur la broche de test.