Brevet FR2934405A1 — publié le 20100129

PROCEDE D'EXTENSION DE LA DYNAMIQUE D'UNE MEMOIRE NUMERIQUE DE RADIOFREQUENCES La présente invention se rapporte à un procédé d'extension de la dynamique 5 d'une mémoire numérique de radiofréquences. Certaines applications des mémoires numériques de radiofréquences, c'est-à-dire de très hautes fréquences, couramment dénommées � DRFM � (Digital Radio Frequency Memory) nécessitent un fonctionnement très rapide, par exemple à des fréquences de l'ordre de 1 à 3 GHz. Les convertisseurs analogique/numérique (ADC) 10 actuellement disponibles pour de telles fréquences ont une résolution (et donc une dynamique) limitée, de l'ordre de 8 à 10 bits, en fonction de la fréquence de fonctionnement. Le problème est actuellement résolu : - soit par un CAG (Contrôle Automatique de Gain) analogique, mais le temps 15 de réponse pour des impulsions courtes (moins de 1 �s) est trop important, - soit par une commutation de gains fixes contrôlés en général par logiciel, mais cette solution présente une faible réactivité pour un fonctionnement en temps réel, - soit en utilisant en amont plusieurs convertisseurs analogique-numérique en 20 parallèle travaillant sur des dynamiques décalées, mais une telle solution a un coût et encombrement élevés, et nécessite la fusion des différents flots de données provenant des différents convertisseurs. La présente invention a pour objet un procédé d'extension de la dynamique 25 d'une mémoire numérique de radiofréquences permettant d'obtenir une dynamique supérieure à celle du convertisseur analogique-numérique branché en amont de son entrée, et ce, sans saturations perturbatrices ni création d'harmoniques ou de raies parasites. La présente invention a également pour objet l'ensemble comportant un étage 30 analogique récepteur de radiofréquences suivi d'une mémoire numérique de radiofréquences ne présentant pas les inconvénients cités ci-dessus. Le procédé conforme à l'invention, appliqué à un étage analogique récepteur de radiofréquences, fonctionnant dans une bande de fréquences utiles déterminée. suivi d'un convertisseur analogique-numérique et de la mémoire numérique de radiofréquences, est caractérisé en ce qu'il consiste à faire saturer la chaîne analogique dans la partie haute de la dynamique du spectre reçu, et à une fréquence intermédiaire telle que toutes ses fréquences harmoniques soient plus élevées que la fréquence supérieure du spectre utile. Selon une autre caractéristique de l'invention, on transpose en fréquence intermédiaire un signal d'entrée à porteuse analogique, on applique la saturation à un amplificateur recevant ce signal d'entrée transposé, et on filtre le signal de sortie de cet amplificateur pour en éliminer les harmoniques. Le dispositif conforme à l'invention est un dispositif d'extension de la dynamique d'une mémoire numérique de radiofréquences, appliqué à un étage analogique récepteur de radiofréquences, fonctionnant dans une bande de fréquences utiles déterminée, suivi d'un convertisseur analogique-numérique et de la mémoire numérique de radiofréquences, et il est caractérisé en ce qu'il comporte, entre un premier mélangeur de fréquences et un second mélangeur de fréquences, un amplificateur à saturation dynamique haute suivi d'un filtre passe-bande. Ainsi, l'invention consiste à faire travailler une DRFM à haute fréquence d'échantillonnage dans une dynamique supérieure à celle de son convertisseur analogique-numérique, les harmoniques ainsi créées étant facilement filtrées, car en dehors de la bande utile. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description 25 détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel : - la figure unique est un bloc-diagramme simplifié d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention. La présente invention est décrite ci-dessous en référence à une chaîne de 30 réception de signaux hertziens, située en amont de la DRFM et destinée à recevoir des signaux dont la fréquence porteuse analogique est située, par exemple, entre 1 et 3 GHz, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à cette application, et qu'elle peut être mise en oeuvre pour la réception de signaux diffusés autrement que par voie hertzienne et quel que soit leur contenu. L'étage 1 de réception schématisé sur la figure unique du dessin est relié à 5 une antenne de réception 2. L'antenne 2 est suivie d'un préamplificateur 3 à courbe de réponse linéaire à faible bruit relié à une entrée d'un mélangeur 4 recevant sur son autre entrée une première fréquence intermédiaire FII. La sortie du mélangeur 4 est reliée à un amplificateur 5 à saturation dynamique haute suivi d'un filtre passe-bande 6 de fréquences harmoniques hautes. La sortie du filtre 6 est reliée à une entrée d'un 10 second mélangeur 7 dont l'autre entrée reçoit une seconde fréquence intermédiaire FI2. La sortie du mélangeur est reliée via un amplificateur 8 à courbe de réponse linéaire à un convertisseur analogique-numérique 9 dont la sortie numérique est reliée à l'entrée de la mémoire DRFM 10. De façon optionnelle, la sortie du mélangeur 4 est également reliée à une voie 15 logarithmique 11 comprenant un amplificateur vidéo logarithmique et détecteur 12 suivi d'un convertisseur analogique-numérique 13. La chaîne amplificatrice 12, (généralement dénommée DLVA, soit � Detector Logarithmic Video Amplifier �) comporte ici un amplificateur 14 suivi, dans l'ordre, d'un détecteur 15, d'un filtre passe-bas 16 et d'un amplificateur vidéo 17 de type logarithmique. 20 Près de chacun des éléments 3, 5, 6, 8 et 17, on a schématisé la courbe de réponse correspondante. Pour les éléments 3, 5, 8, les courbes sont du type log-log (abscisses et ordonnées en dB), pour l'élément 17, la courbe est du type linéaire-log (entrée en dB et sortie en linéaire), alors que pour le filtre passe-bas 6, la courbe donne le niveau de sortie en dB en fonction de la fréquence. 25 L'étage de réception 1 conforme à l'invention est similaire à un étage de réception classique, mais il comporte en plus, à la sortie du premier convertisseur 4, l'amplificateur à saturation dynamique 5 suivi du filtre passe-bande 6 dont la fréquence centrale est égale à FI2. Ainsi, les harmoniques significatives, qui sont impaires, créées par la saturation de l'amplificateur 5 (étant bien entendu que son 30 signal d'entrée est de niveau suffisant pour le saturer) peuvent être filtrées efficacement, car elles se trouvent en dehors de la bande utile. Cette bande utile de largeur LB est centrée sur FI2 et a donc pour valeur FI2 � LB/2, tandis que les harmoniques impaires occupent respectivement des bandes de 3.( FI2 � LB/2), 5.(FI2 � LB/2), 7.( FI2 � LB/2),... qui sont en dehors de la bande utile. Ainsi, grâce à l'invention, selon un exemple de réalisation, la mémoire 10 peut avoir une dynamique supérieure d'environ 20dB (en tension) à celle du convertisseur 9, ce convertisseur ayant par exemple une résolution de 8 à 10 bits, et ce, pour un convertisseur fonctionnant à plus de 1 GHz. On remarquera que la voie logarithmique optionnelle 11 permet d'obtenir à la sortie de l'amplificateur 17 une information de valeur de dynamique absolue, alors que l'information contenue dans la voie numérique principale (en aval du convertisseur 9) a subi une compression dans sa partie haute. Cette information de dynamique absolue peut être utilisée pour reconstituer la vraie dynamique de la voie principale comprimée. Cette information de dynamique peut être délivrée soit sous forme analogique (avant le convertisseur 13), soit sous forme numérique (après le convertisseur 13), et dans ce dernier cas, l'information délivrée par le convertisseur a par exemple une résolution de 8 à 12 bits et peut fonctionner à une fréquence inférieure à 100 MHz.20 REVENDICATIONS1. Procédé d'extension de la dynamique d'une mémoire numérique de radiofréquences, appliqué à un étage analogique récepteur de radiofréquences (1), fonctionnant dans une bande de fréquences utiles déterminée, suivi d'un convertisseur analogique-numérique (9) et de la mémoire numérique de radiofréquences (10), caractérisé en ce qu'il consiste à faire saturer la chaîne analogique (5) dans la partie haute de la dynamique du spectre reçu, et à une fréquence intermédiaire telle que toutes ses fréquences harmoniques soient plus élevées que la fréquence supérieure du spectre utile. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on transpose en fréquence intermédiaire un signal d'entrée (2) à porteuse analogique. qu'on applique la saturation à un amplificateur (5) recevant ce signal d'entrée transposé, et qu'on filtre le signal de sortie de cet amplificateur pour en éliminer les harmoniques. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on détecte (15) et filtre (16) le signal d'entrée transposé, puis on l'amplifie selon une caractéristique logarithmique (17) pour obtenir une information de dynamique absolue du signal d'entrée. 4. Dispositif d'extension de la dynamique d'une mémoire numérique de radiofréquences, appliqué à un étage analogique récepteur de radiofréquences (1), fonctionnant dans une bande de fréquences utiles déterminée, suivi d'un convertisseur analogique-numérique (9) et de la mémoire numérique de radiofréquences (10), caractérisé en ce qu'il comporte, entre un premier mélangeur de fréquences (4) et un second mélangeur de fréquences (7), un amplificateur à saturation dynamique haute (5) suivi d'un filtre passe-bande (6). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, un amplificateur vidéo logarithmique et détecteur (12) branché à la sortie du premier mélangeur.