FR2645688A1 - Modulateur en quadrature - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un modulateur en quadrature comprenant des moyens 8, 11 pour la compensation d'un signal échappé d'un oscillateur local dans un signal RF de sortie du modulateur 15, lesquels moyens additionnent des tensions de compensation différentes à deux signaux I, Q de modulation. Pour réaliser une compensation automatique du signal échappé de l'oscillateur local, le modulateur en quadrature selon la présente invention comprend des moyens 6, 9, 13 permettant d'effectuer une régulation de l'intensité des tensions de compensation indépendamment l'une de l'autre, d'après la corrélation entre la variation d'amplitude dans le signal RF de sortie et le signal I ou Q de modulation correspondant.
Description
Modulateur en quadrature L'invention concerne un modulateur en quadrature
comprenant des moyens pour la compensation d!un signal de fuite provenant d'un oscillateur local dans un signal de sortie du modulateur, lesquels moyens ajoutant à deux signaux de
modulation des tensions de compensation différentes.
On désigne globalement par modulateur en quadrature un appareil dans lequel une porteuse est modulée orthogonalement avec deux signaux de modulation. Un schéma de principe d'un modulateur en quadrature typique est présenté sur la Figure 1. Le modulateur comprend deux mélangeurs 1 et 3, comportant tous deux une entrée de modulation, une entrée d'oscillateur local et une sortie haute fréquence. Au mélangeur 1 est fourni un signal I de modulation, ainsi qu'un signal LO d'oscillateur local issu d'une source, non représentée, de signaux d'oscillateur local. Un signal Q de modulation est fourni d'une manière correspondante au mélangeur 3, mais un signal LO d'oscillateur local est fourni au mélangeur 3 par l'intermédiaire d'un moyen de déphasage 2 avec un déphasage de 90 degrés par rapport au signal d'oscillateur local fourni au mélangeur 1. Les sorties haute fréquence des mélangeurs 1 et 3 sont reliées à un élément additionneur 4 qui combine les signaux haute fréquence modulés en un seul signal haute fréquence à transmettre vers l'avant, lequel signal est
acheminé jusqu'à la sortie de l'élément additionneur 4.
Une modulation MDPQ est un procédé de modulation typique mis
en oeuvre à l'aide d'un modulateur en quadrature de ce type.
Dans un modulateur, dans lequel une porteuse ne devra pas être transmise vers l'avant, il est difficile d'équilibrer les mélangeurs de telle manière que le niveau d'une porteuse sortante, c'est-à-dire d'un signal d'oscillateur local s'échappant dans un signal haute fréquence modulé, soit suffisamment faible par rapport à un signal sortant. Une fuite de signal d'oscillateur local est plus difficile qu'avant si la fréquence de la porteuse, c'est-à-dire la fréquence de l'oscillateur local, est élevée et variable. Un signal d'oscillateur local qui s'est échappé dans un signal sortant crée une pointe de puissance à une fréquence de points, laquelle pointe de puissance provoque des perturbations dans d'autres appareils radioélectriques, voire perturbe la réception du signal à l'extrémité réceptrice. Par conséquent, les autorités ont de temps à autre formulé des instructions concernant le niveau maximal autorisé pour une composante porteuse s'étant échappée dans un signal modulé. En outre, l'émission d'une porteuse implique une consommation de courant inutile, puisqu'elle ne
contient aucune information.
On a antérieurement résolu le problème posé par la fuite d'un signal d'oscillateur local en essayant de construire des mélangeurs intégrés dans le modulateur qui soient
suffisamment bons pour la gamme de fréquences utilisée.
Cependant, dans certains cas, cela peut être très difficile et onéreux, voire impossible. Par exemple, la mesure dans laquelle le signal LO d'oscillateur local s'échappe à la sortie du mélangeur dépend de l'équilibre interne des
mélangeurs 1 et 3 représentés sur la Figure 1.
D'autres tentatives ont été faites pour remédier à ce problème en ajoutant des tensions continues aux signaux de modulations I et Q, lesquelles tensions créent un signal de sortie avec une composante constante à la fréquence de l'oscillateur local. Au stade de la fabrication ou du montage du modulateur, les tensions continues sont réglées manuellement de telle manière que la composante du signal de sortie à la fréquence de l'oscillateur local ait la même intensité que le signal s'échappant de l'oscillateur local du modulateur, mais à une phase inversée. Ces deux signaux
s'annulent donc mutuellement.
Cependant, le vieillissement des composants, les variations de température et une éventuelle modification de la fréquence de l'oscillateur local accroissent généralement les fuites depuis l'oscillateur local quand le modulateur est
en fonctionnement.
La présente invention vise à réaliser une régulation automatique adaptative pour un modulateur fonctionnant selon le principe de la quadrature, laquelle régulation élimine ce problème. Cet objectif est atteint selon la présente invention à l'aide d'un modulateur en quadrature du type présenté dans le préambule, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de régulation pour réguler l'intensité des tensions de compensation indépendamment l'une de l'autre, d'après la corrélation entre la variation d'amplitude dans le signal de
sortie et le signal de modulation correspondant.
L'invention repose sur l'observation, faite par le
demandeur, de ce qu'une fuite à l'oscillateur local provoque -
une variation de l'amplitude d'un signal de sortie modulé, laquelle variation est en corrélation avec les signaux de modulation I et Q. L'invention utilise cette corrélation afin de produire des tensions pour la compensation d'une-fuite à
l'oscillateur local.
Tant que les signaux de modulation sont présents, la solution selon la présente invention tient en ce qu'une composante appropriée de signal de sortie, ayant la même intensité que le signal s'échappant de l'oscillateur local du modulateur, mais à une fréquence inverse, est produite dans le signal de sortie du modulateur pour annuler la fuite à l'oscillateur local. L'appareil fonctionne automatiquement et annule une fuite à l'oscillateur local provoquée, par exemple, par des erreurs d'accord du modulateur, par des variations de température et par des changements de fréquence
dans le signal de l'oscillateur local.
L'invention est réalisable d'une manière avantageuse et permet de réduire considérablement les exigences à imposer
aux mélangeurs et aux autres composants du modulateur.
L'invention sera maintenant décrite plus en -détail à l'aide de formes de réalisation et en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Figure I représente un schéma de principe d'un modulateur en quadrature typique; et la Figure 2 représente un schéma de principe d'un modulateur selon la présente invention, avec une compensation
automatique d'une fuite de signal depuis l'oscillateur local.
La partie formant modulateur proprement dit du modulateur en quadrature de la Figure 2 est indiquée par le repère numérique 15 et, par exemple, elle peut être du type représenté sur la Figure 1. La partie formant modulateur 15 comporte une entrée LO d'oscillateur local et deux entrées de signaux de modulation. A la sortie du modulateur 15 est de préférence relié un amplificateur 14, par lequel un signal de sortie modulé est amplifié jusqu'à un niveau de puissance auquel fonctionne un circuit 13 de mesure de puissance relié à la sortie de l'amplificateur. Le circuit 13 de mesure de puissance produit un signal de réaction, par exemple une tension, proportionnel à l'amplitude du signal de sortie modulé. Une composante de courant continu est éliminée de la tension de réaction à l'aide d'un filtre passe-haut 12 relié à la sortie du circuit 13 de mesure de puissance, et une composante de courant alternatif peut de préférence être amplifiée jusqu'à un niveau approprié à l'aide d'un amplificateur monté en série avec un filtre passe-bas 10. Le signal amplifié est fourni à une première entrée d'un corrélateur 6 et à une première entrée d'un corrélateur 9. Un signal I de modulation est acheminé jusqu'à l'autre entrée du corrélateur 6, et un autre signal Q de modulation est acheminé jusqu'à l'autre entrée du corrélateur 9, les corrélateurs comparant le signal de réaction avec les signaux de modulation I et Q. Le signal de sortie du corrélateur 6, c'est-à-dire le résultat de la corrélation, est intégré dans le temps à l'aide d'un intégrateur ou subit un filtrage passe-bas à l'aide d'un filtre 7 approprié, de telle sorte que les variations rapides d'amplitude du signal de sortie modulé, les variations étant indépendantes d'une fuite de signal depuis l'oscillateur local, sont éliminées du résultat de la corrélation. Une tension de compensation produite à la sortie de l'intégrateur ou du filtre 7 est fournie à une première entrée d'un élément additionneur 8. A l'autre entrée de l'élément additionneur 8 est fourni un signal de modulation I, puis l'élément additionneur 8 additionne la tension de compensation et le signal de modulation I et produit à sa sortie un signal de modulation final qui est acheminé jusqu'à l'entrée de modulation du modulateur 15. Le fait que, concrètement, l'addition de la tension de compensation et du signal de modulation ait pour effet que la tension de compensation et le signal de modulation sont additionnés l'un avec l'autre ou que la tension de compensation soit soustraite du signal de modulation dépend, dans chaque cas particulier, de la configuration du circuit
et des polarités des portions précédentes.
A la sortie du corrélateur 9 est une nouvelle fois relié un intégrateur ou un filtre passe-bas 10 pour que les variations rapides soient éliminées des résultats de la corrélation. Une tension de compensation produite à la sortie du filtre 10 est reliée à une première entrée d'un élément additionneur 11. A l'autre entrée de l'élément additionneur 11l est fourni un signal de modulation Q,- grâce à quoi l'élément additionneur 11, de la manière décrite plus haut, produit un autre signal de modulation à acheminer jusqu'au
modulateur 15.
Si le signal de réaction produit par le circuit 13 de mesure de puissance, par le filtre passe-haut 12 et par un amplificateur 5 est mis en corrélation, par exemple, avec le signal de modulation Q, le signal de sortie du modulateur 15 contient une composante du signal d'oscillateur local qui s'est échappée via le modulateur et est parallèle au niveau de modulation Qi et la réaction tend à éliminer automatiquement cette composante du signal d'oscillateur local en modifiant l'intensité de la tension de compensation fournie à l'additionneur 11. La réaction de la branche I fonctionne de la même manière, si le signal de réaction est mis en corrélation avec le signal de modulation I. Dans le modulateur en quadrature selon la présente invention, chaque tension de compensation est ainsi régulée indépendamment l'une de l'autre d'après la corrélation entre le signal de modulation correspondant à chaque tension de compensation et
le signal de réaction.
L'amplificateur 5 ou 14, ou encore les deux, peut être éliminé de la configuration de circuit de la Figure 2, si le signal sortant du modulateur est suffisamment puissant pour
qu'on n'ait pas besoin d'un amplificateur.
Claims (5)
1. Modulateur en quadrature comprenant des moyens (8, 11) pour la compensation d'un signal échappé d'un oscillateur local dans un signal (RF) de sortie du modulateur (15), lesquels moyens additionnent des tensions de compensation différentes à deux signaux (I, Q) de modulation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de régulation (6, 9, 13) pour réguler l'intensité des tensions de compensation indépendamment l'une de l'autre, d'après la corrélation entre la variation d'amplitude dans le signal (RF) de sortie et
le signal (I ou Q) de modulation correspondant.
2. Modulateur en quadrature selon la revendication 1, caractérise en ce qu'il comprend un moyen formant détecteur (13) relié à la sortie du modulateur (15 pour la production d'un signal de réaction proportionnel aux variations d'amplitude dans le signal (RF) de sortie, deux moyens de corrélation (6, 9), un signal de réaction et le premier signa] (I) de modulation étant reliés aux entrées d'un premier moyen de corrélation pour la production de la première tension de compensation, et un signal de réaction et le second signal de modulation (Q) étant reliés aux entrées de l'autre moyen de corrélation pour la production de la seconde tension de compensation, et les premier (8) et second (11) éléments additionneurs pour additionner la première tension de compensation avec le premier signal (I) de modulation et pour additionner la seconde tension de compensation avec le second signal (Q) de
modulation.
3. Modulateur en quadrature selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tensions de compensation sont reliées aux éléments additionneurs (8, 11.) par l'intermédiaire d'intégrateurs ou de filtres passe-bas (7,
10).
4. Modulateur en quadrature selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il y a un amplificateur (14) avant le
moyen formant détecteur (13) à la sortie du modulateur.
5. Modulateur en quadrature selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un filtre passe-bas (12) et un amplificateur (5) sont montés en série entre la sortie du moyen formant détecteur (13) et les entrées des moyens de
corrélation (6, 8).
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