Brevet FR3126570A1 — publié le 20230303

Doubleur et tripleur radiofréquence La présente description concerne un doubleur radiofréquence (1) comprenant : un premier transistor (T1) et un deuxième transistor (T2) connectés en parallèle entre une première sortie différentielle (OUT2+) et une source de courant (100) ; un troisième transistor (T3) connecté entre la source de courant (100) et une deuxième sortie différentielle (OUT2-) ; un circuit (106) appliquant une première tension continue à la grille du premier transistor (T1) et à la grille du deuxième transistor (T2), et une deuxième tension continue (Vbias) à la grille du troisième transistor (T3) ; et une boucle de contre réaction (108) asservissant la première ou la deuxième tension à partir d'un écart entre les composantes continues des sorties différentielles (OUT2+, OUT2-). Figure pour l'abrégé : Fig. 1 Doubleur et tripleur radiofréquence La présente description concerne de façon générale les circuits électroniques, et, plus particulièrement un doubleur et un tripleur de fréquence d'un signal radiofréquence. Un doubleur radiofréquence ("radiofrequency doubler" en anglais), respectivement un tripleur radiofréquence ("radiofrequency tripler" en anglais), est un circuit configuré pour recevoir un signal radiofréquence d'entrée et pour fournir un signal de sortie dont la fréquence est égale à deux fois, respectivement trois fois, la fréquence du signal d'entrée. A titre d'exemple, la fréquence du signal d'entrée est supérieure ou égale à 1 GHz, voire supérieure ou égale à 10 GHz, voire encore supérieure ou égale à 20 GHz. Les doubleurs radiofréquences et les tripleurs radiofréquences connus présentent divers inconvénients. Il existe un besoin pour un doubleur radiofréquence palliant au moins certains inconvénients des doubleurs radiofréquences connus. Il existe également un besoin un pour tripleur radiofréquence palliant au moins certains inconvénients des tripleur radiofréquence connus. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des doubleurs radiofréquences connus. Un mode de réalisation pallie tout ou partie des inconvénients des tripleurs radiofréquences connus. Un mode de réalisation prévoit un doubleur radiofréquence comprenant : un premier transistor et un deuxième transistor connectés en parallèle entre une première sortie différentielle et une première borne d'une source de courant configurée pour fournir un courant de polarisation, une deuxième borne de la source de courant étant connectée à un potentiel d'alimentation, de préférence la masse ; un troisième transistor connecté entre la première borne de la source de courant et une deuxième sortie différentielle ; un circuit configuré pour : - appliquer une composante alternative d'une première entrée différentielle et une première tension continue à la grille du premier transistor, - appliquer une composante alternative d'une deuxième entrée différentielle et la première tension continue à la grille du deuxième transistor, et - appliquer une deuxième tension continue à la grille du troisième transistor ; et une boucle de contre réaction configurée pour asservir la première tension ou la deuxième tension à partir d'un écart entre les composantes continues des première et deuxième sorties différentielles de manière à rendre égale lesdites composantes continues. Selon un mode de réalisation, la boucle de contre réaction est configurée pour fournir une tension de sortie représentative dudit écart. Selon un mode de réalisation, la boucle de contre réaction comprend une première entrée couplée, par exemple connectée, à la première sortie différentielle, une deuxième entrée couplée, par exemple connectée, à la deuxième sortie différentielle et une sortie configurée pour fournir ladite tension de sortie. Selon un mode de réalisation, la boucle de contre réaction comprend : un amplificateur opérationnel ; une capacité connectée entre une entrée non inverseuse de l'amplificateur et ledit potentiel d'alimentation ; une capacité connectée entre une entrée inverseuse de l'amplificateur et une sortie de l'amplificateur ; une première résistance couplant l'entrée non inverseuse à la première entrée de la boucle de contre réaction lorsque la première tension est asservie par la boucle de contre réaction, ou à la deuxième entrée de la boucle de contre réaction lorsque la deuxième tension est asservie par la boucle de contre réaction ; et une deuxième résistance couplant l'entrée inverseuse à la deuxième entrée de la boucle de contre réaction lorsque la première tension est asservie par la boucle de contre réaction, ou à la deuxième entrée de la boucle de contre réaction lorsque la deuxième tension est asservie par la boucle de contre réaction. Selon un mode de réalisation, le circuit est configuré pour fournir la première tension à partir de la tension de sortie de la boucle de contre réaction lorsque la première tension est asservie par la boucle de contre réaction, ou pour fournir la deuxième tension à partir de la tension de sortie de la boucle de contre réaction lorsque la deuxième tension est asservie par la boucle de contre réaction. Selon un mode de réalisation, le circuit est configuré pour recevoir la tension de sortie de la boucle de contre réaction. Selon un mode de réalisation, ledit circuit comprend une sortie connectée à la grille du troisième transistor, ladite sortie étant configurée pour fournir la tension de sortie de la boucle lorsque la deuxième tension est asservie par la boucle de contre réaction ou une tension de polarisation constante lorsque la première tension est asservie par la boucle de contre réaction. Selon un mode de réalisation, le circuit comprend : une première capacité couplant la première entrée différentielle à la grille du premier transistor ; une deuxième capacité couplant la deuxième entrée différentielle à la grille du deuxième transistor ; une première résistance couplant la grille du premier transistor à un premier noeud configuré pour recevoir la tension de sortie de la boucle de contre réaction lorsque la première tension est asservie par ladite boucle ou la tension de polarisation lorsque la deuxième tension est asservie par ladite boucle ; une deuxième résistance couplant la grille du deuxième transistor au premier noeud ; et une troisième capacité couplant le premier noeud audit potentiel d'alimentation. Selon un mode de réalisation, le circuit comprend un transformateur ayant son primaire couplé aux première et deuxième entrées différentielles, et son secondaire couplé aux grilles des premier et deuxième transistors, le secondaire étant configuré pour être polariser par la tension de sortie de la boucle de contre réaction lorsque la première tension est asservie par ladite boucle ou par la tension de polarisation lorsque la deuxième tension est asservie par ladite boucle. Selon un mode de réalisation, le circuit comprend une quatrième capacité couplant ladite sortie du circuit au potentiel d'alimentation. Un autre mode de réalisation prévoit un tripleur radiofréquence comprenant : un doubleur radiofréquence tel que décrit ; et un mélangeur radiofréquence configuré pour mélanger un premier signal radiofréquence et un deuxième signal radiofréquence, le mélangeur radiofréquence comprenant une première paire d'entrées différentielles configurées pour recevoir le premier signal et une deuxième paire d'entrées différentielles configurées pour recevoir le deuxième signal, dans lequel la première paire d'entrées différentielles est connectée aux première et deuxième entrées différentielles du doubleur radiofréquence, et la deuxième paire d'entrées différentielles est connectée aux première et deuxième sorties différentielles du doubleur radiofréquence. Selon un mode de réalisation, le mélangeur radiofréquence comprend : un premier transistor connecté entre une première entrée de la deuxième paire d'entrées et une première sortie différentielle du tripleur radiofréquence ; un deuxième transistor connecté entre la première entrée de la deuxième paire d'entrées et une deuxième sortie différentielle du tripleur radiofréquence ; un troisième transistor connecté entre une deuxième entrée de la deuxième paire d'entrées et la première sortie du tripleur radiofréquence ; et un quatrième transistor connecté entre la deuxième entrée de la deuxième paire d'entrées et la deuxième sortie du tripleur radiofréquence. Selon un mode de réalisation : une première entrée de la première paire d'entrées différentielles est couplée, par exemple connectée, à la grille dudit premier transistor et à la grille dudit quatrième transistor ; et une deuxième entrée de la première paire d'entrées différentielles est couplée, par exemple connectée, à la grille dudit deuxième transistor et à la grille dudit troisième transistor. Selon un mode de réalisation, le mélangeur comprend une charge différentielle couplée entre les première et deuxième sorties différentielles du tripleur radiofréquence et accordée à une fréquence égale à trois fois une fréquence du premier signal radiofréquence, la charge différentielle comprenant, par exemple : une capacité connectée entre les première et deuxième sorties différentielles du tripleur radiofréquence ; une première inductance connectée entre la première sortie différentielle du tripleur radiofréquence et un noeud configuré pour recevoir un potentiel d'alimentation ; et une deuxième inductance connectée entre la deuxième sortie différentielle du tripleur radiofréquence et ledit noeud. Un autre mode de réalisation prévoit une chaine d'émission et/ou de réception radiofréquence comprenant un doubleur radiofréquence ou un tripleur radiofréquence tel que décrit. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la représente, de manière schématique et sous la forme de blocs, un mode de réalisation d'un doubleur radiofréquence ; la représente, de manière plus détaillée, un exemple de mode de réalisation du doubleur radiofréquence de la ; la représente, de manière plus détaillée, un autre exemple de mode de réalisation du doubleur radiofréquence de la ; la représente, de manière schématique et sous la forme de blocs, un mode de réalisation d'un tripleur radiofréquence ; la représente, de manière plus détaillée, un exemple de mode de réalisation du tripleur radiofréquence de la ; et la représente, de manière schématique, partielle et sous la forme de bloc, un mode de réalisation d'un chaîne d'émission ou de réception radiofréquence. Doubleur radiofréquence (1) comprenant : un premier transistor (T1) et un deuxième transistor (T2) connectés en parallèle entre une première sortie différentielle (OUT2+) et une première borne (102) d'une source de courant (100) configurée pour fournir un courant de polarisation (Ibias), une deuxième borne de la source de courant (100) étant connectée à un potentiel d'alimentation, de préférence la masse ; un troisième transistor (T3) connecté entre la première borne (102) de la source de courant (100) et une deuxième sortie différentielle (OUT2-) ; un circuit (106) configuré pour : - appliquer une composante alternative d'une première entrée différentielle (IN+) et une première tension continue à la grille du premier transistor (T1), - appliquer une composante alternative d'une deuxième entrée différentielle (IN-) et la première tension continue à la grille du deuxième transistor (T2), et - appliquer une deuxième tension continue (Vbias) à la grille du troisième transistor (T3) ; et une boucle de contre réaction (108) configurée pour asservir la première tension ou la deuxième tension (Vbias) à partir d'un écart entre les composantes continues des première et deuxième sorties différentielles (OUT2+, OUT2-) de manière à rendre égale lesdites composantes continues. Doubleur radiofréquence selon la revendication 1, dans lequel la boucle de contre réaction (108) est configurée pour fournir une tension de sortie (Verr) représentative dudit écart. Doubleur radiofréquence selon la revendication 2, dans lequel la boucle de contre réaction (108) comprend une première entrée (1081) couplée, par exemple connectée, à la première sortie différentielle (OUT2+), une deuxième entrée (1082) couplée, par exemple connectée, à la deuxième sortie différentielle (OUT2-) et une sortie (1083) configurée pour fournir ladite tension de sortie (Verr). Doubleur radiofréquence selon la revendication 3, dans lequel la boucle de contre réaction (108) comprend : un amplificateur opérationnel (200) ; une capacité (C1) connectée entre une entrée non inverseuse (+) de l'amplificateur (200) et ledit potentiel d'alimentation ; une capacité (C2) connectée entre une entrée inverseuse (-) de l'amplificateur (200) et une sortie de l'amplificateur (200) ; une première résistance (R2) couplant l'entrée non inverseuse (+) à la première entrée (1081) de la boucle de contre réaction (108) lorsque la première tension est asservie par la boucle de contre réaction, ou à la deuxième entrée (1082) de la boucle de contre réaction (108) lorsque la deuxième tension (Vbias) est asservie par la boucle de contre réaction ; et une deuxième résistance (R1) couplant l'entrée inverseuse (-) à la deuxième entrée (1082) de la boucle de contre réaction (108) lorsque la première tension est asservie par la boucle de contre réaction, ou à la deuxième entrée de la boucle de contre réaction (108) lorsque la deuxième tension (Vbias) est asservie par la boucle de contre réaction. Doubleur radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le circuit (106) est configuré pour fournir la première tension à partir de la tension de sortie (Verr) de la boucle de contre réaction (108) lorsque la première tension est asservie par la boucle de contre réaction, ou pour fournir la deuxième tension (Vbias) à partir de la tension de sortie (Verr) de la boucle de contre réaction (108) lorsque la deuxième tension (Vbias) est asservie par la boucle de contre réaction. Doubleur radiofréquence selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel le circuit (106) est configuré pour recevoir la tension de sortie (Verr) de la boucle de contre réaction (108). Doubleur radiofréquence selon la revendication 5 ou 6, dans lequel ledit circuit (106) comprend une sortie (1065) connectée à la grille du troisième transistor (T3), ladite sortie (1065) étant configurée pour fournir la tension de sortie (Verr) de la boucle lorsque la deuxième tension (Vbias) est asservie par la boucle de contre réaction (108) ou une tension de polarisation (V1) constante lorsque la première tension est asservie par la boucle de contre réaction. Doubleur radiofréquence selon la revendication 7, dans lequel le circuit (106) comprend : une première capacité (C3) couplant la première entrée différentielle (IN+) à la grille du premier transistor (T1) ; une deuxième capacité (C4) couplant la deuxième entrée différentielle (IN-) à la grille du deuxième transistor (T2) ; une première résistance (R3) couplant la grille du premier transistor (T1) à un premier noeud (204) configuré pour recevoir la tension de sortie (Verr) de la boucle de contre réaction (108) lorsque la première tension est asservie par ladite boucle (108) ou la tension de polarisation (V1) lorsque la deuxième tension (Vbias) est asservie par ladite boucle (108) ; une deuxième résistance (R4) couplant la grille du deuxième transistor (T2) au premier noeud (204) ; et une troisième capacité (C5) couplant le premier noeud (204) audit potentiel d'alimentation. Doubleur de fréquence selon la revendication 7, dans lequel le circuit (106) comprend un transformateur ayant son primaire couplé aux première et deuxième entrées différentielles (IN+, IN-), et son secondaire couplé aux grilles des premier et deuxième transistors (T1, T2), le secondaire étant configuré pour être polariser par la tension de sortie (Verr) de la boucle de contre réaction (108) lorsque la première tension est asservie par ladite boucle (108) ou par la tension de polarisation (V1) lorsque la deuxième tension (Vbias) est asservie par ladite boucle. Doubleur radiofréquence selon l'une quelconque des revendication 7 à 9, dans lequel le circuit (106) comprend une quatrième capacité (C6) couplant ladite sortie (1065) du circuit (106) au potentiel d'alimentation. Tripleur radiofréquence (4) comprenant : un doubleur radiofréquence (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ; et un mélangeur radiofréquence (400) configuré pour mélanger un premier signal radiofréquence et un deuxième signal radiofréquence, le mélangeur radiofréquence comprenant une première paire d'entrées différentielles (IN1+, IN1-) configurées pour recevoir le premier signal et une deuxième paire d'entrées différentielles (IN2+, IN2-) configurées pour recevoir le deuxième signal, dans lequel la première paire d'entrées différentielles (IN1+, IN1-) est connectée aux première et deuxième entrées différentielles (IN+, IN-) du doubleur radiofréquence (1), et la deuxième paire d'entrées différentielles (IN2+, IN2-) est connectée aux première et deuxième sorties différentielles (OUT2+, OUT2-) du doubleur radiofréquence (1). Tripleur radiofréquence selon la revendication 11, dans lequel le mélangeur radiofréquence (400) comprend : un premier transistor (T4) connecté entre une première entrée (IN2+) de la deuxième paire d'entrées (IN2+, IN2-) et une première sortie différentielle (OUT3+) du tripleur radiofréquence (4) ; un deuxième transistor (T5) connecté entre la première entrée (IN2+) de la deuxième paire d'entrées (IN2+, IN2-) et une deuxième sortie différentielle (OUT3-) du tripleur radiofréquence (4) ; un troisième transistor (T6) connecté entre une deuxième entrée (IN2-) de la deuxième paire d'entrées (IN2+, IN2-) et la première sortie (OUT3+) du tripleur radiofréquence (4) ; et un quatrième transistor (T7) connecté entre la deuxième entrée (IN2-) de la deuxième paire d'entrées (IN2+, IN2-) et la deuxième sortie (OUT3-) du tripleur radiofréquence (4). Tripleur radiofréquence selon la revendication 12, dans lequel : une première entrée (IN1+) de la première paire d'entrées différentielles (IN1+, IN1-) est couplée, par exemple connectée, à la grille dudit premier transistor (T4) et à la grille dudit quatrième transistor (T7) ; et une deuxième entrée (IN1-) de la première paire d'entrées différentielles (IN1+, IN1-) est couplée, par exemple connectée, à la grille dudit deuxième transistor (T5) et à la grille dudit troisième transistor (T6). Tripleur radiofréquence selon la revendication 11 ou 12, dans lequel le mélangeur (400) comprend une charge différentielle (402) couplée entre les première et deuxième sorties différentielles (OUT3+, OUT3-) du tripleur radiofréquence (4) et accordée à une fréquence égale à trois fois une fréquence du premier signal radiofréquence, la charge différentielle comprenant, par exemple : une capacité (C7) connectée entre les première et deuxième sorties différentielles (OUT3+, OUT3-) du tripleur radiofréquence (4) ; une première inductance (L1) connectée entre la première sortie différentielle (OUT3+) du tripleur radiofréquence (4) et un noeud (404) configuré pour recevoir un potentiel d'alimentation (Vdd) ; et une deuxième inductance (L2) connectée entre la deuxième sortie différentielle (OUT3-) du tripleur radiofréquence (4) et ledit noeud (404). Chaine (6) d'émission et/ou de réception radiofréquence comprenant un doubleur radiofréquence (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 ou un tripleur radiofréquence (4) selon l'une quelconque des revendications 11 à 14.