Brevet FR2787947A1 — publié le 20000630

PROCEDE DE MODULATION ANALOGIQUE ET CIRCUIT INTEGRE MONOLITHIQUE A ETAGE MELANGEUR COMPRENANT DES TRANSISTORS A EFFET DE CHAMP NON POLARISES L'invention concerne un procédé de modulation analogique d'un signal de porteuse à haute fréquence avec un signal de modulation analogique basse fréquence, et un circuit intégré monolithique comprenant au moins un étage mélangeur destiné à former un signal modulé à partir d'un signal de porteuse à haute fréquence et d'un signal de modulation analogique basse fréquence. Dans tout le texte, les expressions "haute fréquence" et "basse fréquence" signifient que la fréquence du signal de porteuse est plus élevée que celle du signal de modulation analogique sans préjuger de la valeur absolue de ces fréquences. L'invention est avantageusement, mais non exclusivement, applicable au cas de signaux de porteuse dont la fréquence est située dans le domaine des hyperfréquences (fréquence comprise entre 1 GHz et 300 GHz) le circuit intégré étant alors dit MMIC. Dans ce cas, les signaux de modulation analogiques à basse fréquence ont une fréquence qui peut être comprise entre 0 Hz (signal continu) et 1 GHz. Les circuits dits modulateurs I/Q linéaires analogiques sont nécessaires pour certains types de modulation, tels que la modulation SRC ("square raised cosine") dans le but de minimiser l'encombrement spectral et d'augmenter le nombre de canaux de communication dans chaque bande de fréquence allouée. On connaît essentiellement deux types de circuits mélangeurs permettant d'obtenir des modulateurs I/Q linéaires analogiques. Dans un premier type connu, les circuits mélangeurs sont formés essentiellement de transistors FET polarisés (cf. "GaAs Monolithic Direct 2 2787947 Linear (1-2.8) GHz Q.P.S.K Modulator", R. Pyndiah, P. Jean, R. Leblanc, J-C Meunier, 19th EuMC Conference, 4-7 sept. 1989, London; "A 10-14 GHz Linear MMIC Vector Modulator With Less Than. 0.1 and 0.8 Amplitude and phase error" F.l.m. Van den Bogaart, R. Pyndiah, 1990, IEEE MTT-S Digest, p. 465- 468). Ces circuits présentent une consommation électrique élevée, ce qui peut constituer un inconvénient dans de nombreuses applications, notamment dans les systèmes spatiaux. En outre, ils nécessitent l'implantation de nombreux circuits annexes de polarisation et imposent de nombreux réglages. Ils 1o sont donc complexes et nécessitent un environnement complexe, ce qui grève non seulement leur coût de fabrication, mais également l'encombrement de l'ensemble et le temps nécessaire à leur conception, leur fabrication et leur mise en oeuvre, paramètre de plus en plus important dans l'industrie moderne des circuits intégrés. Dans un deuxième type connu, les circuits mélangeurs sont formés essentiellement de diodes (cf. "Conventional and New Applications for the Quadrature IF Microwave Mixer", D. Neuf, S. Spohrer, Microwave Journal, January 1983, p. 99-109) dont l'utilisation est proscrite dans les circuits intégrés car les diodes disponibles ne sont pas fiables dans les modes de fonctionnement correspondant à la réalisation de mélangeurs. De plus, dans les mélangeurs d'architecture simple, le signal de porteuse et le signal modulant sont appliqués sur les mêmes bornes, et il est difficile de les isoler l'un de l'autre. Ces circuits sont donc nécessairement réalisés en technologie hybride (et non monolithique), incorporent nécessairement de nombreux filtres et composants passifs et ne peuvent donc pas être de taille réduite. L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé de modulation analogique et un circuit intégré monolithique comprenant au moins un étage mélangeur, qui ne modifient pas l'encombrement spectral du 3 2787947 signal, sans consommation électrique, et compatibles avec les contraintes de fiabilité des systèmes spatiaux. L'invention vise également à permettre la réalisation d'un circuit modulateur I/Q linéaire analogique. L'invention vise en outre à proposer un tel circuit qui soit peu encombrant (dimension maximum de l'ordre de 3mmx3mm dans le domaine des hyperfréquences). L'invention vise en outre à proposer un tel circuit intégré dans lequel le signal modulant analogique basse fréquence est isolé de façon simple du signal de porteuse à haute fréquence. A ce titre, l'invention vise également à proposer des étages, dits étages d'adaptation, ayant pour fonction de générer des signaux analogiques modulant basse fréquence adaptés aux étages mélangeurs, notamment qui ne nuisent pas eux-mêmes à la linéarité des étages mélangeurs. L'invention vise en outre à proposer un tel circuit intégré incorporant sur le même substrat des étages d'adaptation des signaux analogiques modulant basse fréquence. L'invention vise aussi à proposer un tel circuit qui peut être conçu, fabriqué, et mis en oeuvre de façon simple, rapide et économique. En particulier, l'invention vise à proposer un circuit intégré compatible avec les contraintes de durées de développement imposées par l'industrie spatiale. On sait en effet que le succès d'un développement d'un système spatial moderne dépend non seulement des solutions et composants techniques mis en oeuvre, mais aussi pour une grande part de la durée nécessaire à sa réalisation concrète. Pour ce faire, l'invention concerne un procédé de modulation analogique tel que mentionné ci-dessus, caractérisé en ce que: - on choisit un circuit intégré monolithique comprenant au moins un étage mélangeur comprenant: une entrée, dite entrée de porteuse, recevant le signal de porteuse à haute fréquence, 4 2787947 deux transistors à effet de champ identiques, dits transistors de modulation, montés avec les sources reliées en commun à la masse, - on applique sur les drains des transistors de modulation, des signaux à haute fréquence issus de l'entrée de porteuse, déphasés l'un de l'autre de 180 et centrés sur une tension nulle, de sorte que les drains des transistors de modulation ne sont pas polarisés, - on récupère un signal modulé sur une sortie reliée à chacun des drains des transistors de modulation par l'intermédiaire d'un étage sommant vectoriellement sur la sortie les signaux formés sur les drains des transistors de modulation, - on applique sur les grilles des transistors de modulation des signaux analogiques modulant I ou Q, I ou Q à basse fréquence issus dudit A A signal de modulation analogique basse fréquence I ou Q, complémentaires l'un de l'autre, dont l'amplitude est inférieure à une valeur maximum Amax au-delà de s5 laquelle la puissance du signal modulé n'est plus proportionnelle à la puissance A A du signal de modulation analogique basse fréquence I ou Q. L'invention s'étend, en outre, à un circuit intégré monolithique tel que mentionné ci-dessus, caractérisé en ce que chaque étage mélangeur comprend: - une entrée, dite entrée de porteuse, recevant le signal de porteuse à haute fréquence, - deux transistors à effet de champ identiques, dits transistors de modulation, montés avec les sources reliées en commun à la masse et avec les drains non polarisés recevant des signaux à haute fréquence issus de l'entrée de porteuse, centrés sur une tension nulle, de sorte que les transistors de modulation ne sont pas polarisés, - des moyens de déphasage de 180 entre le signal de porteuse à haute fréquence appliqué sur le drain de l'un des transistors de modulation et celui appliqué sur le drain de l'autre transistor de modulation, 2787947 - une sortie reliée à chacun des drains des transistors de modulation par l'intermédiaire d'un étage sommant vectoriellement sur la sortie les signaux formés sur les drains des transistors de modulation pour délivrer un signal modulé sur la sortie, - des moyens pour appliquer sur les grilles des transistors de modulation, des signaux analogiques modulant I ou Q, I ou Q à basse ^ ^ fréquence issus dudit signal de modulation analogique basse fréquence I ou Q, complémentaires l'un de l'autre, dont l'amplitude est inférieure à une valeur maximum Amax au- delà de laquelle la puissance du signal modulé n'est plus proportionnelle à la puissance du signal de modulation analogique basse A A fréquence I ou Q. On sait que les transistors à effet de champ non polarisés présentent une résistance dont la valeur varie non linéairement selon la tension grille-source Vgs. Néanmoins, les inventeurs ont constaté avec surprise, et contrairement à ce qu'on pensait jusqu'à maintenant, que malgré ce défaut de linéarité, il est possible d'obtenir un signal modulé linéaire par rapport au signal de modulation grâce à l'invention. Ainsi, dans un circuit conforme à l'invention, les transistors à effet de champ de modulation non polarisés n'ont pas pour fonction de réaliser une commutation ou un hâchage comme dans l'art antérieur. Il est à noter que l'on connaît déjà des circuits modulateurs par déplacement de phase à deux états de phase, dits BPSK, (FR-2 760 301 ou "High bit rate four phase MMIC remodulation demodulator and modulator", A. Primerose et al, Proceedings of the GAAS 92 European Gallium Arsenide and related III-V compounds applications, Symposium, 27-29 avril 1992, NOORDWIJK) comprenant deux transistors à effet de champ non polarisés faisant office de commutateurs pour la modulation du signal de porteuse par un signal de commande numérique à deux états logiques. Dans ces circuits, les transistors sont utilisés en commutateurs traditionnels, et rien ne pouvait laisser 6 2787947 penser qu'un montage similaire peut être utilisé avec des signaux modulant analogiques pour obtenir une modulation analogique linéaire. Il est à noter également que le document "High performance resistive EHF mixers using InGaAs HEMTs", K.w. Chang et al, IEEE MTT-S Digest, 1992, p 1409, décrit un circuit intégré monolithique mélangeur comprenant deux transistors FET/HEMT recevant un signal de porteuse haute fréquence sur leur grille par l'intermédiaire d'un coupleur de Lange et de filtres passe-haut, et un signal RF haute fréquence sur leur drain par l'intermédiaire d'un coupleur de Lange et de filtres passe-haut. Ce circuit permet d'obtenir un signal basse fréquence à partir des deux signaux haute fréquence. Ce document n'enseigne donc pas un circuit mélangeur servant à moduler un signal de porteuse haute fréquence par un signal basse fréquence. En outre, le montage décrit présente de nombreux défauts et inconvénients des filtres sont nécessaires pour séparer la haute fréquence et la basse fréquence; les coupleurs assurent un l 5 déphasage des signaux haute fréquence sans les rendre réellement opposés comme cela est imposé par la théorie, d'o des imperfections de fonctionnement; dans le cas de coupleurs à 180 , le circuit présente des problèmes rédhibitoires d'adaptation sur les entrées haute fréquence; le circuit présente une dimension de 2,4mmx2,8mm à 26-29 GHz alors qu'il ne réalise qu'un étage mélangeur, et sa taille deviendrait rédhibitoire pour des fréquences plus basses. En outre, et surtout, la grille des transistors recevant un signal à haut niveau, les transistors présentent un fonctionnement en commutation pure (en tout ou rien) sur toute la plage o la résistance drain-source Rds présente des variations non linéaires en fonction de la tension Vgs grille-source. Dès lors, ce document n'enseigne pas une solution pour l'obtention d'un étage mélangeur modulateur analogique linéaire. Avantageusement et selon l'invention, on applique sur les grilles des transistors de modulation des signaux analogiques modulant à basse 7 2787947 fréquence I ou Q, I ou Q centrés sur une tension Vn choisie de l'ordre de la tension de pincement Vp des transistors de modulation pour minimiser les pertes. De façon usuelle, la tension de pincement Vp d'un transistor à effet de champ est la tension grille-source Vgs pour laquelle il n'y a plus de courant entre le drain et la source lorsque le transistor est à l'état polarisé dans des conditions normalisées. Les inventeurs ont constaté qu'il existe une valeur de la tension sur laquelle les signaux analogiques modulant I, Q; I Q sont centrés, qui a pour effet de minimiser les pertes de l'étage mélangeur, c'est- à-dire pour laquelle la puissance du signal modulé obtenu en sortie est maximale. Avantageusement et selon l'invention, le circuit comprend des moyens de déphasage de -90 du signal de porteuse à haute fréquence entre l'entrée de porteuse et le drain de l'un des transistors de modulation, et des moyens de déphasage de +90 du signal de porteuse à haute fréquence entre l'entrée de porteuse et le drain de l'autre transistor de modulation. Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, le circuit incorpore des moyens, dits moyens de mise en forme, aptes à générer au moins une paire I, I; Q, Q de signaux analogiques modulant à basse fréquence complémentaires l'un de l'autre à partir du signal de modulation analogique basse A ^ fréquence I; Q. L'amplitude de variation des signaux analogiques modulant est liée à l'amplitude du signal de modulation, elle-même contrôlée par des moyens externes au circuit selon l'invention. Avantageusement et selon l'invention, lesdits moyens de mise en forme comprennent une source de courant; un étage amplificateur différentiel générant, à partir de la source de courant et d'un signal de modulation analogique basse fréquence I; Q, deux signaux analogiques modulant à basse fréquence I, I; Q, Q complémentaires délivrés sur les grilles de deux transistors à effet de champ, chacun d'entre eux étant monté en drain commun avec sa source reliée à un pont diviseur fournissant en sortie l'un des deux signaux 8 2787947 analogiques modulant à basse fréquence complémentaires I, I; Q, Q centré sur une tension Vn, et destiné à être appliqué sur la grille d'un transistor de modulation. Un circuit selon l'invention peut être adapté pour former un modulateur analogique I/Q. Dans ce cas, il est caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux étages mélangeurs recevant chacun l'un des deux signaux de modulation analogique I; Q basse fréquence, une entrée principale haute fréquence recevant un signal de porteuse à haute fréquence, des moyens pour appliquer ce signal de porteuse à haute fréquence aux entrées de porteuse des l0 étages mélangeurs avec entre elles un déphasage A q non nul prédéterminé, et des moyens pour sommer en phase sur une sortie commune les deux signaux modulés issus des étages mélangeurs, de façon à former un circuit modulateur I/Q linéaire analogique. Avantageusement et selon l'invention, A 4=90 . Par ailleurs, avantageusement, un circuit selon l'invention est formé d'une seule puce de circuit intégré réalisée en technologie MMIC, la fréquence du signal de porteuse à haute fréquence étant supérieure à 1 Gigahertz. L'invention concerne aussi un procédé et un circuit caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaissent de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et qui se réfere aux figures annexées dans lesquelles: - la figure I est un schéma d'un circuit modulateur I/Q linéaire analogique selon l'invention, - la figure 2 est un schéma d'un étage mélangeur d'un circuit selon l'invention, - la figure 3 est un schéma illustrant un étage de mise en forme des signaux analogiques d'un circuit selon l'invention, 9 2787947 - la figure 4 est un exemple de topographie d'un circuit modulateur I/Q linéaire analogique selon le schéma de la figure 1, - la figure 5 est un diagramme illustrant un exemple de caractéristique Rds=f(Vgs) d'un transistor à effet de champ non polarisé formant l'un des transistors de modulation du circuit de la figure 4, - la figure 6 est un diagramme illustrant les variations de la puissance du signal modulé obtenu en sortie du circuit de la figure 4 selon le niveau du signal de modulation analogique. Le circuit selon l'invention représenté figure 1 est un circuit modulateur I/Q. Ce circuit comprend une entrée principale haute fréquence I recevant un signal de porteuse à haute fréquence, deux entrées basse fréquence 2, 3 recevant respectivement l'un de deux signaux de modulation analogiques I, A respectivement Q basse fréquence, et une sortie commune 4 délivrant un signal modulé en phase et/ou en amplitude. Le signal modulé par le signal analogique I est en phase avec le signal de porteuse à haute fréquence tandis que le signal A modulé par le signal analogique Q est en quadrature de phase avec le signal de porteuse à haute fréquence. Ce circuit comprend également deux étages mélangeurs 5, 6 permettant chacun la modulation en amplitude du signal de porteuse par l'un A ^ des signaux de modulation analogiques I,Q. Chaque étage mélangeur 5, 6 comprend une entrée, dite entrée de porteuse 7, 8, recevant le signal de porteuse à haute fréquence issu de l'entrée principale 1 par l'intermédiaire d'un circuit déphaseur 9, 10, par exemple formé d'un filtre LC, et d'un diviseur de puissance de Wilkinson 1l permettant de scinder en phase le signal de porteuse haute fréquence en deux signaux identiques attaquant les entrées des circuits déphaseurs 9, 10. En pratique, l'un des circuits déphaseurs 9 est par exemple constitué d'un circuit LC déphasant le signal de +45 , alors que l'autre circuit déphaseur 10 est un circuit LC déphasant le signal de -45 , de sorte que les 2787947 entrées de porteuse des étages mélangeurs 5, 6 présentent entre elles un déphasage A4 non nul prédéterminé égal à 90 . Chaque étage mélangeur 5, 6 reçoit deux signaux analogiques modulant à basse fréquence complémentaires I, I, respectivement Q, Q complémentaires l'un de l'autre issus d'un étage, dit étage d'adaptation 12, 13, qui génère ces signaux analogiques complémentaires à partir de chaque A ^ signal de modulation analogique à basse fréquence I, Q appliqué sur les entrées basse fréquence 2, 3. Sur la figure 1, on a représenté des exemples de signaux îo modulant analogiques basse fréquence complémentaires I, I, Q tels que reçus par les étages mélangeurs 5, 6. Les signaux I et I sont complémentaires en ce sens qu'à chaque instant leur somme I + Iest égale à une constante. Il en va de même de Q et Q. Les signaux analogiques modulant à basse fréquence I,, Q, Q sont centrés sur la même tension négative Vn=1/2 (I+ I) = 1/2 (Q+Q) et ont leur amplitude qui varie dans une plage de tension comprise entre une valeur Vmin et une valeur Vmax prédéterminées. Chaque étage mélangeur 5, 6 délivre un signal modulé en amplitude à partir du signal de porteuse à haute fréquence qu'il reçoit, et du A signal de modulation analogique basse fréquence I, respectivement Q correspondant. Ce signal modulé est fourni sur une sortie 14, 15 de l'étage mélangeur 5, 6, et les deux sorties 14, 15 des étages mélangeurs 5, 6 sont sommées vectoriellement par un coupleur de Wilkinson 16 sur la sortie commune 4. Les signaux analogiques modulant basse fréquence I, I ou respectivement Q, Q sont délivrés par les étages de mise en forme 12, 13 à chaque étage mélangeur 5, 6 sur deux entrées distinctes 17, 18, ou respectivement 19, 20, de ces étages mélangeurs 5, 6. il l 2787947 La figure 2 représente le schéma d'un étage mélangeur 5, 6 d'un circuit selon l'invention. Cet étage mélangeur 5, 6 comprend deux transistors à effet de champ identiques 21, 22, dits transistors de modulation 21, 22, montés en source commune, c'est-à-dire avec les deux sources 23, 24 reliées en commun à la masse du circuit. Les drains 25, 26 des deux transistors 21, 22 reçoivent des signaux à haute fréquence issus de l'entrée de porteuse 7, 8 qui sont centrés sur une tension continue nulle (masse), de sorte que les transistors de modulation 21, 22 ne sont pas polarisés. Les signaux à haute fréquence appliqués sur les drains 25, 1o 26 résultent du signal de porteuse à haute fréquence appliqué sur l'entrée de porteuse 7, 8, transformés par des circuits de déphasage 27, 28 en deux signaux à haute fréquence, dont le premier est déphasé de -90 par rapport au signal de porteuse par le circuit de déphasage 27, tandis que le deuxième est déphasé de +90 par le circuit de déphasage 28 par rapport au signal de porteuse. Les circuits de déphasage 27, 28 sont interposés entre l'entrée de porteuse 7, 8 et les drains , 26 des transistors de modulation 21, 22. Ils peuvent être simplement constitués de filtres LC en T passe-bas 27 ou passe-haut 28. L'entrée de porteuse 7, 8 est donc scindée en deux branches, dont l'une va au premier circuit de déphasage 27 tandis que l'autre va au deuxième circuit de déphasage 28. Avantageusement, avant la séparation de ces deux branches, l'entrée de porteuse 7, 8 peut être dotée d'une inductance série d'adaptation d'impédance (non représentée). En sortie, les deux drains 25, 26 sont combinés en phase par un circuit 29 combineur à inductances en étoile et capacité parallèle délivrant le signal modulé sur la sortie 14, 15 de l'étage mélangeur 5, 6. Les grilles 30, 31 des deux transistors de modulation 21, 22 sont attaquées par les signaux analogiques modulant à basse fréquence eux- mêmes reçus sur les entrées basse fréquence 17, 19, ou 18, 20. Ainsi, le premier transistor de modulation 21 reçoit le signal I ou Q analogique modulant à basse 12 2787947 fréquence sur sa grille 30, tandis que le deuxième transistor de modulation 22 reçoit sur sa grille 31 un signal I ou Q analogique modulant à basse fréquence complémentaire. Ainsi, on applique sur les grilles des transistors de modulation 21, 22 des signaux analogiques modulant I, Q ou I,Q à basse fréquence issus du signal de modulation analogique basse fréquence qui sont centrés sur la tension négative Vn. Cette tension Vn est choisie de l'ordre de la tension de pincement Vp des transistors de modulation 21, 22 pour minimiser les pertes. En effet, on constate qu'il existe une valeur, de l'ordre de la tension de 0o pincement Vp, pour laquelle les pertes sont minimum, et que lorsqu'on s'éloigne de cette valeur, les pertes du circuit augmentent rapidement. L'amplitude des signaux analogiques modulant à basse fréquence I, I, Q, Q doit rester inférieure à une valeur maximum Amax au-delà de laquelle la puissance du signal modulé obtenu en sortie de chaque étage mélangeur 5, 6 n'est plus proportionnelle à la puissance du signal de modulation A A analogique basse fréquence I ou Q. Autrement dit, Vmax-Vn=Vn-Vmin La valeur de Amax dépend de la technologie utilisée pour réaliser les transistors de modulation 21, 22. L'amplitude des signaux analogiques modulant I ou Q, I ou ( à basse fréquence est liée à l'amplitude du signal de modulation A A analogique basse fréquence I,Q utilisé. La figure 4 représente un schéma d'un étage d'adaptation 12, 13 permettant de générer les signaux analogiques modulant à basse fréquence complémentaires à partir d'un signal de modulation analogique basse fréquence A I, Q. Le schéma de la figure 4 représente donc un des étages de mise en forme 11, 13 du circuit selon l'invention représenté figure 1. Ce circuit comprend une source de courant 40 formée d'un transistor à effet de champ dont la grille est reliée à la tension négative VE (par exemple égal à -5 volts) dont la source est reliée par une résistance série à la tension négative VE, et le drain fournit la 13 2787947 sortie de cette source de courant par l'intermédiaire d'une résistance série; un étage amplificateur différentiel 41 générant, à partir de la source de courant 40 et A ^ du signal de modulation analogique basse fréquence,Q, les deux signaux analogiques modulant à basse fréquence I, Q et I, Q délivrés sur les grilles 42, 43 de deux transistors 44, 45, à effet de champ, chacun d'entre-eux étant monté en drain commun avec sa source 46, 47 reliée à un pont diviseur 48, 49 fournissant en sortie l'un des deux signaux analogiques modulant à basse fréquence complémentaire I, I1, Q, Q sur les grilles 30, 31 des deux transistors de modulation 21, 22. L'étage amplificateur différentiel 41 est formé également de deux transistors à effet de champ 50, 51, dont l'un 50 reçoit le signal de ^ A modulation analogique à basse fréquence I, Q, sur sa grille 52 avec une résistance d'adaptation 60 parallèle de valeur R (par exemple de 50 Q) reliée à la masse, tandis que la grille 53 de l'autre transistor 51 est reliée à la masse par une résistance d'adaptation 61 de valeur R/2 reliée à la masse. Ces deux transistors 50, 51 ont leurs sources 54, 55 reliées ensemble à la sortie de la source de courant 40 (résistance série du drain du transistor à effet de champ de cette source 40) et leurs drains 62, 63 reliés aux grilles 42, 43 des deux transistors 44, 45. Des résistances 56, 57 sont interposées entre les grilles 42, 43 et les drains 58, 59 des transistors 44, 45 qui sont reliés à la tension positive Vcc (par exemple de l'ordre de +5 volts). EXEMPLE: Un exemple de topographie de circuit intégré monolithique selon l'invention est représenté figure 4. Sur ce circuit, on a: Amax=0,3 V et Vn= -0,5 V, qui est de l'ordre de la tension de pincement Vp qui est égale à -0,6 V. Ce circuit est entièrement réalisé sur une puce de 3mmx3mm, et incorpore les étages de mise en forme 12, 13. Il est à noter néanmoins que des entrées I, I1, Q, Q sont aussi prévues pour permettre, en variante, le pilotage du circuit de l'extérieur, par exemple à des fins de test. 14 2787947 La figure 5 représente la caractéristique Rds=f(Vgs) des transistors de modulation 21, 22 obtenue avec ce circuit. Comme on le voit, cette résistance n'est pas linéaire sur toute la plage de variation de l'amplitude des signaux analogiques modulant, mais uniquement sur une partie de cette plage. Malgré cela, et pour une raison encore inexpliquée, le circuit obtenu est linéaire en ce sens que la puissance de sortie est proportionnelle à la puissance du signal de modulation. La figure 6 représente, pour le circuit de la figure 4, les variations de la puissance du signal de sortie obtenu avec ce circuit selon le A niveau des signaux de modulation analogiques I, Q à basse fréquence. Sur cette figure, on a représenté en abscisses la somme Pe ^ A des puissances des signaux de modulation analogiques I et Q (en dBm décibels par rapport au milliwatt) et en ordonnées la puissance Ps (en dBm) du signal de sortie obtenu sur la sortie 4. On constate ainsi que si l'amplitude des signaux analogiques modulant est augmentée au-delà d'une certaine valeur (Amax) le circuit n'est plus linéaire. Par ailleurs, les signaux analogiques modulant I, I, Q Q doivent avoir une amplitude suffisante, supérieure à une valeur minimum Amin, pour que le circuit présente une précision (amplitude et phase du signal modulé obtenu) suffisante, selon les exigences de son utilisation. Pour caractériser le circuit modulateur, on l'alimente par deux signaux sinusoïdaux déphasés de 90 formant les signaux de modulation I, A Q. On relève le spectre en sortie et on mesure les réjections de la fréquence porteuse notée Crej et de la fréquence image notée Brej. La précision ducircuit modulateur est majorée par: SA 2787947 On note que la précision des plots de phase diminue quand l'amplitude du signal modulant diminue mais reste très bonne sur une dynamique de 10 dB. Le tableau 1 suivant donne ainsi, pour trois fréquences F différentes, les valeurs de la précision 5A d'amplitude et 80 de phase du signal de sortie du circuit selon la puissance d'entrée Pe des signaux de modulation analogiques I, Q basse fréquence. Tableau 1: F= 8.0 GHz F = 8.2 GHz F= 8.4 GHz 8A 50 _A 60 5A 60 dBm dBm dBm -30 0.4677 3.1665 -30 0.1131 0.7511 -30 0.7535 5. 1784 -25 0.2669 1.7871 -25 0.0707 0.4681 -25 0.4426 2. 9924 -20 0.1450 0.9645 -20 0.0501 0.3314 -20 0.2665 1. 7846 -15 0.0637 0.4221 -15 0.0500 0.3310 -15 0.1761 1. 1734 -10 0.0460 0.3043 -10 0.0653 0.4321 -10 0.1440 0. 9575 16 2787947 REVENDICATIONS 1/ - Procédé de modulation analogique d'un signal de porteuse à haute fréquence avec un signal de modulation analogique basse A * fréquence I ou Q, caractérisé en ce que - on choisit un circuit intégré monolithique comprenant au moins un étage mélangeur (5, 6) comprenant: une entrée, dite entrée de porteuse (7, 8), recevant le signal de porteuse à haute fréquence, deux transistors à effet de champ identiques, dits 1o transistors de modulation (21, 22), montés avec les sources (23, 24) reliées en commun à la masse, - on applique sur les drains (25, 26) des transistors de modulation (21, 22), des signaux à haute fréquence issus de l'entrée de porteuse (7, 8), déphasés l'un de l'autre de 180 et centrés sur une tension nulle, de sorte que les drains (25, 26) des transistors de modulation (21, 22) ne sont pas polarisés, - on récupère un signal modulé sur une sortie (14, 15) reliée à chacun des drains (25, 26) des transistors de modulation (21, 22) par l'intermédiaire d'un étage (29) sommant vectoriellement sur la sortie (14, 15) les signaux formés sur les drains (25, 26) des transistors de modulation (21, 22). - on applique sur les grilles (30, 31) des transistors de modulation (21, 22) des signaux analogiques modulant I ou Q, I ou Q à basse A ^ fréquence issus dudit signal de modulation analogique basse fréquence I ou Q, complémentaires l'un de l'autre, dont l'amplitude est inférieure à une valeur maximum Amax au-delà de laquelle la puissance du signal modulé n'est plus proportionnelle à la puissance du signal de modulation analogique basse Ax A fréquence I ou Q. 2/ - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique sur les grilles (30, 31) des transistors de modulation (21, 22) des 17 2787947 signaux analogiques modulant à basse fréquence I ou Q, I ou Q centrés sur une tension Vn choisie de l'ordre de la tension de pincement Vp des transistors de modulation (21, 22) pour minimiser les pertes. 3/ - Circuit intégré monolithique comprenant au moins un étage mélangeur (5, 6) destiné à former un signal modulé à partir d'un signal de porteuse à haute fréquence et d'un signal de modulation analogique basse A A fréquence I ou Q, caractérisé en ce que chaque étage mélangeur (5, 6) comprend: - une entrée, dite entrée de porteuse (7, 8), recevant le signal de porteuse à haute fréquence, - deux transistors à effet de champ identiques, dits transistors de modulation (21, 22), montés avec les sources (23, 24) reliées en commun à la masse et avec les drains (25, 26) non polarisés recevant des signaux à haute fréquence issus de l'entrée de porteuse (7, 8), centrés sur une tension nulle, de sorte que les transistors de modulation (21, 22) ne sont pas polarisés, - des moyens (27, 28) de déphasage de 180 entre le signal de porteuse à haute fréquence appliqué sur le drain (25) de l'un (21) des transistors de modulation et celui appliqué sur le drain (26) de l'autre (22) transistor de modulation, - une sortie (14, 15) reliée à chacun des drains (25, 26) des transistors de modulation (21, 22) par l'intermédiaire d'un étage (29) sommant vectoriellement sur la sortie (4) les signaux formés sur les drains (25, 26) des transistors de modulation pour délivrer un signal modulé sur la sortie (14, 15), - des moyens (12, 13) pour appliquer sur les grilles (30, 31) des transistors de modulation (21, 22), des signaux analogiques modulant I ou Q, I ou Q à basse fréquence issus dudit signal de modulation analogique basse A A fréquence I ou Q, complémentaires l'un de l'autre, dont l'amplitude est inférieure à une valeur maximum Amax au-delà de laquelle la puissance du signal modulé 18 2787947 n'est plus proportionnelle à la puissance du signal de modulation analogique A A basse fréquence I ou Q. 4/ - Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que les signaux analogiques modulant à basse fréquence I ou Q, I ou Q sont centrés sur une tension Vn choisie de l'ordre de la tension de pincement Vp des transistors de modulation (21, 22) pour minimiser les pertes. / - Circuit selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (27) de déphasage de -90 du signal de porteuse à haute fréquence entre l'entrée de porteuse (7, 8) et le drain (25) de l'un (21) des transistors de modulation, et des moyens (28) de déphasage de +90 du signal de porteuse à haute fréquence entre l'entrée de porteuse (7, 8) et le drain (26) de l'autre (22) transistor de modulation. 6/ - Circuit selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il incorpore des moyens, dits moyens (12, 13) d'adaptation, aptes à générer au moins une paire de signaux analogiques modulant à basse fréquence I, I, Q, Q complémentaires l'un de l'autre à partir du signal de modulation A ^ analogique basse fréquence I ou Q. 7/ - Circuit selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (12, 13) d'adaptation comprennent une source de courant (40); un étage amplificateur différentiel (41) générant, à partir de la source de courant A A (40) et d'un signal de modulation analogique basse fréquence I; Q, deux signaux analogiques modulant à basse fréquence I, I; Q, Q complémentaires délivrés sur les grilles (42, 43) de deux transistors (44, 45) à effet de champ, chacun d'entre eux étant monté en drain commun avec sa source (46, 47) reliée à un pont diviseur (48, 49) fournissant en sortie l'un des deux signaux analogiques modulant à basse fréquence complémentaires I, I, Q, Q centré sur une tension Vn, et destiné à être appliqué sur la grille (30, 31) d'un transistor de modulation (21, 22). 19 2787947 8/ - Circuit selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux étages mélangeurs (5, 6) recevant chacun ^ ^ l'un des deux signaux de modulation analogique I, Q basse fréquence, une entrée principale (1) haute fréquence recevant un signal de porteuse à haute fréquence, des moyens (9, 10, 11) pour appliquer ce signal de porteuse à haute fréquence aux entrées de porteuse (7, 8) des étages mélangeurs (5, 6) avec entre elles un déphasage Aj non nul prédéterminé, et des moyens pour sommer en phase sur une sortie commune (4) les deux signaux modulés issus des étages mélangeurs (5, 6), de façon à former un circuit modulateur I/Q linéaire o0 analogique. 9/ - Circuit selon la revendication 8, caractérisé en ce que A =90 . / - Circuit selon l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il est formé d'une seule puce de circuit intégré réalisée en technologie MMIC, la fréquence du signal de porteuse à haute fréquence étant supérieure à 1 Gigahertz.