Brevet FR2857801A1 — publié le 20050121

I La présente invention concerne un procédé de partage d'une antenne entre deux tuners ou similaires ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un tuner, appelé plus rarement syntoniseur, est un dispositif 5 électronique permettant de recevoir des signaux transmis sur une fréquence porteuse d'un canal choisi par un utilisateur et de rejeter, en même temps, tous les autres signaux émis sur des fréquences appartenant à d'autres canaux. On trouve un tel dispositif par exemple dans un appareil récepteur de télévision ou de radio. Les signaux entrant dans le tuner sont généralement reçus par une antenne. Il existe des récepteurs de radio, et aussi de télévision, comportant deux tuners. L'un des tuners est utilisé pour diffuser le son et/ou l'image d'un canal choisi par l'utilisateur tandis que l'autre tuner explore la bande de fréquences. On peut alors équiper chaque tuner d'une antenne mais il est également connu de faire partager aux deux tuners une même antenne. Bien entendu, le fait de ne prévoir qu'une seule antenne est avantageux en matière de prix de revient. Toutefois deux tuners qui se partagent une même antenne se perturbent mutuellement. L'impédance d'entrée de l'un des tuners atténue le signal reçu par l'autre. On remarque alors une perte de sensibilité pour les deux tuners. La figure 1 du dessin annexé illustre ce problème. On a représenté sur cette figure deux tuners portant les références 2 et 4. Le premier tuner 2 a une impédance de 75 Q à une fréquence F0 choisie par l'utilisateur. Le second tuner 4 qui n'est pas calé sur la fréquence F0 présente tout de même à cette fréquence F0 une impédance de Z Q. Si l'on considère P la puissance du signal à l'entrée du 25 système, P2 la puissance à l'entrée du premier tuner 2 et P4 la puissance à l'entrée du second tuner 4, on remarque que la puissance P2 reçue par le tuner 2 est diminuée, par rapport à la puissance d'entrée P, de la puissance P4 reçue par le second tuner 4. Cette perte de puissance est d'autant plus importante que la fréquence sur laquelle est calé le second tuner 4 est proche de la fréquence F0. Le document EP-0 942 529-A révèle un dispositif répartiteur de signaux à haute fréquence. Le répartiteur décrit dans ce document a pour but d'augmenter la bande passante du dispositif vers le haut tout en permettant une bonne isolation des récepteurs (tuners) I'un vis-à-vis de l'autre. Toutefois, I'isolation entre les deux récepteurs obtenue avec le répartiteur décrit dans ce document présente encore le problème de perte de sensibilité décrit plus haut. La présente invention a pour but de fournir un procédé, et un dispositif correspondant, pour réaliser le partage d'un signal reçu par une antenne entre deux récepteurs, ou tuners, permettant une meilleure isolation d'un récepteur vis-à-vis de l'autre que les dispositifs répartiteurs de l'art antérieur. A cet effet, elle propose un procédé de partage d'une antenne entre 10 deux tuners ou similaires dans lequel une même antenne fournit un signal à deux tuners ou similaires. Selon la présente invention, le signal fourni par l'antenne est commuté d'un tuner à l'autre, à une fréquence prédéterminée. Le signal commuté est ensuite filtré au niveau de chaque tuner pour former un signal utile. Avec ce procédé, le signal de l'antenne est divisé en deux signaux totalement isolés l'un de l'autre. Les tuners ne peuvent se perturber l'un l'autre car ils ne captent jamais en même temps le signal de l'antenne. En outre, en choisissant une fréquence de commutation élevée, supérieure au double de la bande passante du signal transmis, la théorie de Shannon nous enseigne 20 qu'après filtrage du signal commuté, le signal d'origine (avant commutation) est intégralement récupéré. La division du signal de l'antenne se fait donc sans perte d'information et sans dégradation de la sensibilité lorsque la fréquence de commutation est suffisamment élevée. La fréquence de commutation est également de préférence supérieure 25 à la largeur de la bande de réception de chacun des tuners. Ainsi si le signal est transmis à une fréquence F, les signaux "parasites" apparaissant après commutation aux fréquences F-Fcomm et F+Fcomm (Fcomm étant la fréquence de commutation) se trouvent en dehors de la bande de réception du tuner et ne viennent donc pas perturber le fonctionnement de celui-ci. Dans un procédé de partage selon l'invention, la commutation est par exemple réalisée en prévoyant une diode entre chaque tuner et l'antenne, en montant les diodes dans le sens inverse l'une par rapport à l'autre, en injectant un même signal dont la fréquence correspond à la fréquence de commutation entre chaque diode et le tuner correspondant, la tension de ce signal variant entre une première tension et une seconde tension, et en maintenant un point commun entre les diodes et l'antenne à une tension comprise entre les première et seconde tensions. La présente invention concerne également un dispositif de partage d'une antenne entre deux tuners ou similaires pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Ce dispositif comporte un dispositif de commutation permettant d'envoyer le signal reçu par l'antenne alternativement vers l'un ou l'autre des tuners. Dans une forme de réalisation préférée, ce dispositif de partage selon l'invention comporte un point commun relié d'une part à l'antenne et d'autre part à chacun des tuners par une branche; chaque branche présente une diode, les deux diodes étant inversées l'une par rapport à l'autre; une même sortie d'un générateur de signaux est reliée entre chaque diode et le tuner correspondant, les 15 signaux générés étant compris entre une première tension et une seconde tension, et une sortie d'un générateur de tension est reliée au point commun pour le maintenir à une tension comprise entre les première et seconde tensions. Dans ce dispositif de partage, la tension du point commun correspond avantageusement sensiblement à la moyenne des première et seconde tensions. Les signaux du 20 générateur de tension sont par exemple compris entre environ 0 V et une tension Vcc. La tension au point commun dans ce dernier cas peut par exemple être obtenue à partir de la tension Vcc divisée par un pont de résistances. Des détails et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur 25 lequel: La figure 1, décrite au préambule, illustre le problème technique à la base de l'invention, La figure 2 est un schéma illustrant une solution proposée par la présente invention, La figure 3 représente schématiquement un dispositif de partage selon l'invention, et Les figures 4.1 à 4.4 montrent des signaux obtenus avec les dispositifs des figures 2 et 3 afin d'expliquer l'invention. La figure 2 illustre un procédé selon l'invention. La présente invention sera décrite ci-après en référence à un appareil radio équipé d'un système RDS (pour Radio Data Système) et travaillant en modulation de fréquence. De façon connue un tel appareil radio comporte deux tuners. La présente invention peut 5 toutefois aussi s'appliquer à tout système utilisant deux ou plusieurs récepteurs analogiques se partageant la même antenne: appareil de télévision, CB, émetteur/récepteur de radio amateurs, etc. On reconnaît sur cette figure deux tuners 2 et 4 (on reprend ici les mêmes références que celles de la figure 1) partageant une même antenne 6. Ces 10 deux tuners 2 et 4 sont représentés parallèlement, chacun se trouvant sur une branche de circuit. En amont, chaque branche comprenant un tuner est reliée à l'antenne 6 et elle fournit en aval un signal démodulé, appelé aussi signal utile, qui, amplifié, correspond au son délivré par l'appareil radio à son utilisateur. De manière connue, le signal reçu de l'antenne 6 est filtré par un filtre 15 HF (Haute Fréquence) 8 avant de rentrer dans le tuner correspondant. Le filtre HF 8 correspondant au premier tuner 2 est accordé sur une fréquence F0 tandis que le second filtre HF 8 correspondant au tuner 4 est accordé sur une fréquence F1. A l'intérieur de ce tuner, un filtre Fi (Fréquence Intermédiaire) 10 est utilisé de manière classique pour obtenir, à l'aide d'un démodulateur, le signal utile. Pour répartir le signal entre les tuners, I'invention propose d'envoyer successivement le signal à un tuner, puis à l'autre. De cette manière, I'antenne n'est jamais connectée au même moment aux deux tuners. Pour que l'information puisse alors être transmise intégralement aux deux tuners, il faut que la fréquence de commutation entre les deux tuners soit élevée. Cette commutation est alors 25 réalisée de préférence électroniquement. Pour la mise en oeuvre de ce procédé, on a représenté sur la figure 2, en amont des filtres HF 8, entre l'antenne 6 et ces filtres HF 8, un dispositif de commutation 12. Ce dispositif est symbolisé par une double flèche. Pour bien montrer que le signal reçu par l'antenne 6 n'est envoyé qu'à un seul tuner à la fois, 30 une branche, ici la branche inférieure, a été représentée en pointillés au niveau de ce dispositif de commutation 12, entre le point de raccordement ou point commun 14 des deux branches et le filtre HF 8. Une forme de réalisation préférentielle du dispositif de commutation 12 est représentée schématiquement sur la figure 3. Le point commun 14 est isolé de l'antenne 6 par un premier condensateur Ci. Il est maintenu à une tension constante grâce à un générateur de tension fournissant une tension constante de valeur Vcc par l'intermédiaire d'un 5 pont diviseur. Pour réaliser ce dernier, une sortie du générateur de tension est relié à une masse se trouvant à potentiel nul par l'intermédiaire de deux résistances R identiques. Le point commun 14 est relié entre les deux résistances R. De cette manière, le point commun 14 se trouve toujours à une tension valant Vcc/2. En aval du point commun 14, en direction des tuners, chaque branche comporte une diode PIN 16. Les deux diodes PIN 16 sont montées inversées l'une par rapport à l'autre. La borne de chaque diode PIN 16 opposée au point commun 14 est reliée à un générateur de signaux qui fournit un signal en créneaux, la tension de sortie correspondante de ce signal valant 0 V sur une demi période et 15 Vcc sur l'autre demi période. La fréquence de ce signal correspond à la fréquence de commutation entre les deux tuners 2 et 4 mentionnée plus haut. De cette manière les diodes PIN 16 ont chacune une borne en permanence à une tension valant Vcc/2 et l'autre borne à la tension 0 V ou Vcc. Lorsque le signal fourni par le générateur de signaux présente une tension nulle, 20 les bornes des deux diodes PIN 16, du côté des tuners, sont au potentiel nul. Puisqu'elles sont montées inversées l'une par rapport à l'autre une première diode PIN 16 est passante tandis que l'autre est bloquée. Inversement, lorsque la tension à la borne des diodes PIN 16 côté tuner vaut Vcc, la première diode PIN 16 est bloquée et l'autre passante. Le signal reçu par l'antenne 6 est ainsi 25 transmis sur une demi période à un tuner et sur la demi période suivante à l'autre tuner. Pour bien isoler les générateurs de tension et de signaux des signaux radio reçus par l'antenne 6 et transmis aux tuners 2 et 4, on remarque sur la figure 3 la présence de self de choc 18. Il s'agit par exemple d'inductances de l'ordre de 30 2 pH. Les figures 4.1 à 4.4 illustrent le fonctionnement de ce dispositif. Les figures 4.1 et 4.2 correspondent au signal d'entrée à l'antenne 6 tandis que les figures 4.3 et 4.4 correspondent au signal après commutation. Dans le présent exemple, le signal radio à recevoir est constitué d'une porteuse modulée en FM (modulation de fréquence) - cf. fig. 4.1 - par un signal sinusoïdal - cf. fig. 4.2 -. Le signal radio peut s'écrire sous la forme: E(Fo) = cos[coot + m.sin(qt)] Fo est la fréquence de la porteuse, par exemple 100 MHz. eo0 = Fo / 27 t est la variable temps m = AF / q où AF est la déviation en fréquence. Elle vaut par exemple 22,5 kHz. 10 q est la fréquence du signal modulant et vaut par exemple 1 kHz. Comme expliqué plus haut, ce signal radio est envoyé alternativement vers la première branche comportant le premier tuner 2 puis vers la seconde branche comportant le second tuner 4. La fréquence de commutation est appelée ci-après Fcomm et vaut par exemple 35 MHz. Le signal reçu par chaque tuner est représenté sur les figures 4.3 et 4.4. Soit E1 le signal reçu par le tuner 2. E1 = E(Fo) x F(Fcomm) E est le signal avant commutation défini plus haut. F(Fcomm) vaut 1 lorsque la diode PIN 16 disposée entre le tuner 2 et 20 I'antenne est passante et vaut 0 sinon. On peut également écrire E1 sous la forme suivante: E1 = E(Fo) + E(Fo + Fcomm) + E(Fo - Fcomm) Cette formule est illustrée par la figure 4.3 sur laquelle on remarque que le tuner 2 reçoit un signal de fréquence Fo Fcomm, un signal de fréquence Fo et un 25 signal de fréquence Fo + Fcomm. Le filtrage par le filtre Fl réalisé au niveau du tuner 2 permet de ne conserver que le signal de fréquence Fo. Pour éviter que les signaux E(Fo), E(Fo + Fcomm) et E(Fo - Fcomm) ne se chevauchent, il est préférable que Fcomm soit supérieur à la déviation en fréquence 30 AF. De plus, on choisit de préférence Fcomm pour que les signaux E(Fo + Fcomm) et E(F0 - Fcomm) ne se trouvent pas dans la bande de fréquences couverte par le tuner 2. Si le tuner 2 couvre la bande FM (76 MHz à 108 MHz), pour être sûr que ces signaux ne "tombent" pas dans la bande FM, on choisit Fcomm supérieure à la largeur de la bande FM, soit supérieure à 32 MHz (soit 108-76). En ce qui concerne le signal démodulé correspondant à ce signal radio (figure 4.3), celui-ci est représenté schématiquement sur la figure 4.4. On constate que ce signal est haché mais on arrive à reconnaître sur celui-ci la forme de "base" à partir de laquelle il est extrait. La théorie de Shannon nous enseigne qu'un tel signal est intégralement récupéré après filtrage. En effet, dans la mesure 10 où la fréquence de commutation est supérieure au double de la bande passante du signal, le signal d'origine est récupéré dans son intégralité après filtrage. La bande passante, dans le cas présent d'un tuner FM est en général inférieure à 50 kHz. La fréquence de commutation de 35 MHz est donc très supérieure au double de la bande passante (100 kHz). On retrouve donc après le filtrage réalisé 15 dans le tuner 2 un signal correspondant à celui représenté sur la figure 4.2. On retrouve donc après filtrage dans le tuner 2 le signal d'origine. Le même calcul peut bien entendu être réalisé pour le tuner 4 qui est calé sur la fréquence Fl. Le procédé de commutation et le dispositif présentés permettent ainsi 20 de diviser un signal de réception radio en deux signaux totalement isolés l'un de l'autre. Le tuner 2 ne peut en effet dégrader la réception du tuner 4, ou inversement, puisque ces deux tuners ne captent jamais en même temps. Ce procédé ne provoque aucune perte d'information et ne dégrade pas la sensibilité des tuners. La présente invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation du dispositif de commutation ni à la variante de procédé selon l'invention décrits cidessus à titre d'exemples non limitatifs. Elle concerne également toute variante de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ciaprès. Comme indiqué dans la description faite ci-dessus, la présente invention peut s'utiliser avec tout système utilisant plusieurs récepteurs analogiques se partageant une même antenne. Lorsqu'il y a plus de deux récepteurs, on peut envisager plusieurs dispositifs de commutation disposés en cascade. Les fréquences indiquées sont données uniquement à titre d'exemples numériques. La présente invention peut trouver des applications dans des domaines de fréquences tout à fait différents de celui mentionné dans la description qui précède. De même, les indications concernant les composants sont données uniquement à titre d'exemple illustratif. Le dispositif utilisé pour faire passer alternativement le signal vers un tuner puis vers l'autre est une forme de réalisation préférentielle bien adaptée à l'exemple présenté. D'autres dispositifs de 10 commutation pourraient être mis en oeuvre dans le procédé de partage selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de partage d'une antenne (6) entre deux tuners (2, 4) ou similaires dans lequel une même antenne (6) fournit un signal à deux tuners (2, 4) ou similaires, caractérisé en ce que le signal fourni par l'antenne est commuté d'un tuner à l'autre, à une fréquence prédéterminée (Fcomm). 2. Procédé de partage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de commutation (Fcomm) est supérieure au double de la bande passante du signal transmis. 3. Procédé de partage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence de commutation (Fcomrnm) est supérieure à la largeur de la bande de réception de chacun des tuners (2, 4). 4. Procédé de partage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la commutation est réalisée en prévoyant une diode (16) entre chaque 15 tuner (2, 4) et l'antenne (6), en montant les diodes (16) dans le sens inverse l'une par rapport à l'autre, en injectant un même signal dont la fréquence correspond à la fréquence de commutation (Fcomm) entre chaque diode (16) et le tuner (2, 4) correspondant, la tension de ce signal variant entre une première tension et une seconde tension, et en maintenant un point commun (14) entre les diodes (16) et 20 I'antenne (6) à une tension comprise entre les première et seconde tensions. 5. Procédé de partage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le signal commuté est ensuite filtré au niveau de chaque tuner (2,4) pour former un signal utile. 6. Dispositif de partage d'une antenne (6) entre deux tuners (2, 4) ou similaires, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commutation permettant d'envoyer le signal reçu par l'antenne (6) alternativement vers l'un ou l'autre des tuners (2, 4). 7. Dispositif de partage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un point commun (14) relié d'une part à l'antenne (6) et d'autre part à 30 chacun des tuners (2, 4) par une branche, en ce que chaque branche présente une diode (16), les deux diodes (16) étant inversées l'une par rapport à l'autre, en ce qu'une même sortie d'un générateur de signaux est reliée entre chaque diode (16) et le tuner (2, 4) correspondant, les signaux générés étant compris entre une première tension et une seconde tension, et en ce qu'une sortie d'un générateur de tension est reliée au point commun (14) pour le maintenir à une tension comprise entre les première et seconde tensions. 8. Dispositif de partage selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tension du point commun (14) correspond sensiblement à la moyenne des première et seconde tensions. 9. Dispositif de partage selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que les signaux du générateur de tension sont compris entre environ 0 V et une tension Vcc. 10. Dispositif de partage selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tension au point commun (14) est obtenue à partir d'une tension Vcc divisée par un pont de résistances (R).