Brevet FR2905537A1 — publié le 20080307

PROCEDE ET DISPOSITIF PERMETTANT DE COMPENSER LA DERIVE DUE A LA VARIATION D'UN PARAMETRE DANS UN FILTRE L'invention concerne un procédé et un dispositif permettant de compenser la dérive résultant de la variation d'un paramètre physique dans tout type de filtre susceptible de présenter un tel phénomène. Elle s'applique notamment dans le cas d'une chaîne radio à double changement de fréquence. Elle est utilisée aussi pour compenser la dérive de filtre de type onde acoustique de surface ou SAW (Surface Acoustic Wave). Les filtres et, en particulier les filtres de type onde acoustique de surface SAW, présentent généralement une dérive en fréquence centrale en fonction de la température, proportionnelle au coefficient thermique du substrat. Les filtres SAW sont habituellement utilisés dans des émetteurs/récepteurs à double changement de fréquence. Un filtre est positionné entre deux transpositions de fréquence, en fréquence intermédiaire comme il est illustré sur la figure 1. La fonction de transfert du filtre possède deux caractéristiques : la fréquence centrale et la réjection hors bande. La fréquence IF1 est fixe. Lorsque la température varie, la fonction de transfert du filtre se décale comme il est illustré à la figure 2. Pour palier cet inconvénient, Il est donc nécessaire d'utiliser un filtre dont la bande passante est suffisamment large pour que le signal traverse le bloc fréquence intermédiaire sans dégradation. Dans l'exemple de la figure 1, la chaîne est réversible et les fonctions sont utilisées en émission et en réception. La demande de brevet US 2003/0035071 divulgue un dispositif et un procédé permettant de compenser la dérive en température d'un filtre onde acoustique de surface, SAW, utilisé dans une application télévision ou TV. Le procédé utilise un capteur de température positionné à côté du filtre que l'on souhaite compenser en température, et un algorithme ou des tables donnant 2905537 2 la dérive en fréquence en fonction de la température. Les tables sont appliquées à un oscillateur contrôlé en tension ou VCO. La fréquence de l'oscillateur contrôlé en tension est programmé de manière à compenser la dérive. Le procédé de recalage s'effectue à l'aide d'un seul VCO intégré 5 dans un démodulateur. L'invention concerne un système permettant de compenser la dérive d'un filtre variable sous l'effet d'au moins un paramètre dans un dispositif à double changement de fréquence caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison 10 au moins les éléments suivants : • un capteur adapté à déterminer la valeur d'un ou de plusieurs paramètres responsables de la dérive du filtre, • un dispositif contenant la ou les lois de dérive du filtre fonction du ou des paramètres et adapté à déterminer le décalage en fréquence à 15 appliquer au filtre, • un premier oscillateur local synthétisé et un deuxième oscillateur local synthétisé, • un premier dispositif et un deuxième dispositif permettant de mélanger la fréquence issue d'un oscillateur local avec une autre fréquence, 20 • le filtre à compenser étant disposé entre le premier dispositif de mélange et le deuxième dispositif de mélange. Le procédé selon l'invention présente notamment les avantages suivants : • Il permet d'optimiser la largeur de bande passante du filtre, ainsi que 25 la réjection hors bande, • le recalage est fait à la vitesse du saut de fréquence, de manière synchronisée et contrôlé par un système numérique, • les deux oscillateurs mis en oeuvre dans l'invention peuvent fonctionner indépendamment en mode infra ou en mode supradyne. 30 2905537 3 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif, annexé des figures qui représentent : 5 • la figure 1, un exemple de filtre compensé selon l'art antérieur, • la figure 2, les décalages de la fonction de transfert correspondante, • la figure 3, un exemple de système de compensation selon l'invention et • la figure 4, la fonction de transfert du filtre obtenue. 10 La description est donnée pour un émetteur-récepteur à double changement de fréquence utilisé dans une chaîne radio à double changement de fréquence comprenant un filtre de type SAW. Sans sortir du cadre de l'invention, il est bien entendu qu'un Homme du métier peut élargir son application et l'utiliser pour tout type de filtre ou tout 15 dispositif qui met en oeuvre un filtre présentant des problèmes de dérive en température. La figure 3 représente un schéma d'une partie d'une chaîne radio comprenant le dispositif de compensation selon l'invention. Le dispositif comprend par exemple un bloc numérique 1 comprenant un 20 capteur de température 2 et un dispositif programmable tel qu'un dispositif programmable FPGA 3. Le bloc numérique 1 reçoit les ordres de contrôle du bus radio 4. Le dispositif programmable FPGA 3 comprend un premier oscillateur local 5 et un deuxième oscillateur local 6. Les deux oscillateurs sont synthétisés et synchronisés sur la même référence en fréquence Leur 25 programmation est assurée par le dispositif programmable FPGA 3 sous contrôle du bus radio 4. Le capteur de température 2 est positionné à côté du filtre 7 dont il faut compenser les erreurs. Le filtre 7 est disposé entre un premier mélangeur 8 et un deuxième mélangeur 9. Le premier mélangeur 8 est relié au premier oscillateur local 5 30 et le deuxième mélangeur 9 est relié au deuxième oscillateur local 6. 2905537 4 Le premier mélangeur 8 reçoit un signal du premier oscillateur local et la ou les fréquences antennes. Le deuxième mélangeur 9 reçoit un signal du deuxième oscillateur local et la fréquence de sortie du filtre Fs. Il délivre une fréquence fixe Fm au modem. 5 La loi de dérive du filtre en température est connue et mémorisée par exemple dans le FPGA, sous forme de table. Elle peut aussi être stockée dans des mémoires. Elle est par exemple obtenue, après des essais réalisés indépendamment du fonctionnement de l'invention. Le dispositif fonctionne de la manière suivante : 10 A la température ambiante, le filtre 7 est centré sur une fréquence intermédiaire FI. La fréquence FI est supérieure à la fréquence antenne Fa et à la fréquence modem Fm. Le capteur de température mesure la température et ses variations, et le FPGA détermine le décalage en fréquence à appliquer sur le premier oscillateur local 5 et sur le deuxième 15 oscillateur local 6 pour recaler le signal au centre du filtre 7. Le premier oscillateur local 5 et le deuxième oscillateur local 6 sont décalés sensiblement de la même valeur dF au même instant t, et ceci de manière synchronisée. Le bus radio 4 envoie une commande spécifique pour activer la 20 compensation en température. Cette compensation est prise en compte lorsqu'une commande de changement de fréquence antenne est envoyée au FPGA. Le FPGA envoie simultanément au premier oscillateur local (5) et au deuxième oscillateur local (6), un signal qui déclenche le changement de fréquence antenne et le décalage en température de manière synchrone. Les 25 deux oscillateurs ont sensiblement le même temps de changement de fréquence, c'est-à-dire qu'ils mettent le même temps pour changer de fréquence. La valeur du décalage en fréquence est déterminée en tenant compte, par exemple de la loi de dérive en fréquence connue suite à une variation de 30 température. 2905537 5 La figure 4 représente la fonction de transfert du dispositif selon l'invention. On remarque que le signal est toujours centré dans la bande passante du filtre. La table 1 regroupe des exemples donnant le décalage fréquence à prévoir 5 en fonction de la température : Le pas de décalage est égal à 250 kHz. Les deux oscillateurs synchronisés et synthétisés sont décalés en même temps. A chaque envoi du mot changement de fréquence antenne, le dispositif teste le code température. En cas de changement de température, le premier oscillateur local et le 10 deuxième oscillateur local sont reprogrammés et prennent en compte la nouvelle fréquence antenne auquel on ajoute le décalage. RFO, RF1, RF2 et RF3 représentent le codage sur 4 bits de chaque pas de décalage . Sur ces 4 bits, le premier bit envoyé est le bit de poids faible ( LSB en anglais ) et le dernier est le bit de poids fort ( MSB ). Les 4 bits 15 représentent un message codé en binaire. RF3 RF2 RF1 RFO Décalage à prévoir Remarque 0 0 0 0 +1750 kHz Pour environ -35 C 0 _ 0 0 1 +1500 kHz Pour environ -28 C 0 0 1 0 +1250 kHz Pour environ -19 C 0 0 1 1 +1000 kHz Pour environ -12 C 0 1 0 0 +750 kHz Pour environ -4 C 0 1 0 1 +500 kHz Pour environ +4 C 0 1 1 0 +250 kHz Pour environ +13 C _ 0 1 1 1 Pas de décalage _ Pour environ +21 C 1 0 0 0 -250 kHz Pour environ +29 C 1 0 0 1 -500 kHz Pour environ +37 C 1 0 1 0 -750 kHz Pour environ +45 C 1 0 1 1 -1000 kHz Pour environ +53 C 1 1 0 0 -1250 kHz Pour environ +61 C 1 1 0 1 -1500 kHz Pour environ +69 C 1 1 1 0 -1750 kHz Pour environ +77 C _ 1 1 1 1 -2000 kHz _ Pour environ +85 C 2905537 6 Les étapes détaillées ci-dessus peuvent être mises en oeuvre dans tout dispositif à double changement de fréquence. Sans sortir du cadre de l'invention, les étapes décrites précédemment s'appliquent pour compenser la dérive d'un filtre due à la variation d'un 5 paramètre physique quelconque ou tout autre paramètre. La loi de dérive du filtre en fonction de ce paramètre peut être stockée dans le FPGA ou dans une mémoire quelconque. REVENDICATIONS 1 û Système permettant de compenser la dérive d'un filtre variable sous l'effet d'au moins un paramètre dans un dispositif à double changement de fréquence caractérisé en ce qu'il comporte en combinaison au moins les éléments suivants : • un capteur (2) adapté à déterminer la valeur d'un ou de plusieurs paramètres responsables de la dérive du filtre, • un dispositif (3) comprenant la ou les lois de dérive du filtre fonction des paramètres et adapté à déterminer le décalage en fréquence à appliquer au filtre, • un premier oscillateur local synthétisé (5) et un deuxième oscillateur local synthétisé, (6), • un premier dispositif (8) et un deuxième dispositif (9) permettant de mélanger la fréquence issue desdits oscillateurs locaux (5, 6) avec une autre fréquence, • le filtre à compenser (7) étant disposé entre le premier dispositif de mélange (8) et le deuxième dispositif de mélange (9). 2 û Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (2) est un capteur de température. 3 û Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (3) 25 adapté à déterminer le décalage en fréquence est un dispositif programmable FPGA. 4 û Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à double changement de fréquence est un émetteur-récepteur. 30 2905537 8 5 ù Procédé permettant de compenser la dérive d'un filtre variable sous l'effet d'un paramètre dans un dispositif à double changement de fréquence caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : • déterminer la valeur du paramètre responsable de la dérive du filtre, 5 • en fonction d'une loi connue de dérive du filtre en fonction du paramètre mesuré, déterminer la valeur de décalage en fréquence à appliquer à un premier et à un deuxième oscillateur afin de recaler le signal sensiblement au centre du filtre, le premier et le deuxième oscillateur étant décalés sensiblement de la même valeur et au même io instant de manière synchronisée. 6 ù Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on mesure la température.