FR2786342A1 - Synthetiseur de frequence et procede de saut de frequence double avec un temps de verrouillage rapide - Google Patents
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Abstract
Circuit et procédé de saut de fréquence double pour un synthétiseur de fréquence ayant une boucle à verrouillage de phase double.On diminue une fréquence d'oscillation locale intermédiaire en prenant comme unité une première fréquence à un nombre prédéterminé de fois lorsque le canal augmente séquentiellement, pour donner en sortie un signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire.On augmente la fréquence d'oscillation locale radio d'un niveau selon une unité de la seconde fréquence lorsque la fréquence d'oscillation locale intermédiaire est diminuée à un nombre prédéterminé de fois, pour donner en sortie un signal de fréquence d'oscillation locale radio.
Description
La présente invention concerne un circuit et un procédé de saut de fréquence double pour un synthétiseur de fréquence ayant une boucle à verrouillage de phase double.
Art antérieur :
Dans un système général de communication radio, un circuit de fréquence radio (RF) comprend un synthétiseur de fréquence ayant une boucle verrouillée en phase PLL. En particulier dans les systèmes de communication globale personnelle par satellites (GMPCS) tels que les systèmes Iridium
Global Star et ICO (Intermediate Circuit Orbit), le synthéti- seur de fréquence utilise une bande de fréquence double. Pour répondre à ce besoin, le synthétiseur de fréquence du système
GMPCS comporte une double boucle à verrouillage de phase PLL qui génère une fréquence d'oscillation locale radio et une fréquence d'oscillation locale intermédiaire. Ces deux fréquences servent à convertir une fréquence de signal d'entrée en une fréquence de porteuse souhaitée fc.
Dans un système général de communication radio, un circuit de fréquence radio (RF) comprend un synthétiseur de fréquence ayant une boucle verrouillée en phase PLL. En particulier dans les systèmes de communication globale personnelle par satellites (GMPCS) tels que les systèmes Iridium
Global Star et ICO (Intermediate Circuit Orbit), le synthéti- seur de fréquence utilise une bande de fréquence double. Pour répondre à ce besoin, le synthétiseur de fréquence du système
GMPCS comporte une double boucle à verrouillage de phase PLL qui génère une fréquence d'oscillation locale radio et une fréquence d'oscillation locale intermédiaire. Ces deux fréquences servent à convertir une fréquence de signal d'entrée en une fréquence de porteuse souhaitée fc.
Le synthétiseur de fréquence comprend un oscillateur de référence, un détecteur de phase, un filtre de boucle, un oscillateur commandé en tension (VCO) et un compteur programmable.
Dans la boucle double PLL, on utilise un compteur fractionnel N pour la fréquence d'oscillation locale radio et un compteur d'entiers N pour la fréquence d'oscillation locale intermédiaire. Le compteur d'entiers N est formé de P, B et A compteurs répondant à Inéquation suivante N = P x B + A, dans laquelle P, B et A sont tous des nombres entiers. Le compteur de fraction N comporte un compteur de fraction F en plus des compteurs P, B, et A satisfaisant à l'équation suivante : N = P x B + A + F) (dans cette équation P, B et A sont des entiers et F représente une fraction inférieure à 1).
Le synthétiseur de fréquence ayant une boucle PLL double, générale, utilise la technique d'accès multiples par répartition de fréquence (FDMA). Pour attribuer une fréquence à un canal selon cette technique FDMA, le compteur d'entiers
N et le compteur de fraction N fonctionnent avec une donnée de commande à 24 bits d'un circuit de bande de base. Le comp teur d'entiers N donne une fréquence uniforme sans saut de fréquence par la commande du circuit de bande de base pour donner en sortie, une fréquence d'oscillation locale, inter médiaire. Le compteur de fraction N donne en sortie un saut de fréquence d'oscillation locale radio. en prenant comme unité une fréquence prescrite selon un canal. Par exemple dans un émetteur du système ICO, on démultiplie par douze une fréquence d'oscillation locale intermédiaire de 430,0 MHz et on applique ainsi un signal d'une fréquence de 215,0 MHz à un mélangeur comme signal d'entrée. L'une des fréquences d'oscillation locale radio de (2200 + 0,025 x n) MHz, en unité respective de 25 KHz, est également appliquée au mélangeur comme autre signal d'entrée. Ainsi la sortie du mélangeur qui est la fréquence de transmission du système ICO est la suivante :
1 (2200 + 0,025 x n)-215} MHz = (1985 + 0,025 x n) ;
sa largeur de bande est égale à 25 KHz.
N et le compteur de fraction N fonctionnent avec une donnée de commande à 24 bits d'un circuit de bande de base. Le comp teur d'entiers N donne une fréquence uniforme sans saut de fréquence par la commande du circuit de bande de base pour donner en sortie, une fréquence d'oscillation locale, inter médiaire. Le compteur de fraction N donne en sortie un saut de fréquence d'oscillation locale radio. en prenant comme unité une fréquence prescrite selon un canal. Par exemple dans un émetteur du système ICO, on démultiplie par douze une fréquence d'oscillation locale intermédiaire de 430,0 MHz et on applique ainsi un signal d'une fréquence de 215,0 MHz à un mélangeur comme signal d'entrée. L'une des fréquences d'oscillation locale radio de (2200 + 0,025 x n) MHz, en unité respective de 25 KHz, est également appliquée au mélangeur comme autre signal d'entrée. Ainsi la sortie du mélangeur qui est la fréquence de transmission du système ICO est la suivante :
1 (2200 + 0,025 x n)-215} MHz = (1985 + 0,025 x n) ;
sa largeur de bande est égale à 25 KHz.
Dans un récepteur du système ICO, la fréquence d'oscillation locale intermédiaire est fixée à 456,0 MHz et la fréquence d'oscillation locale radio est augmentée selon une unité de 25 KHz.
Pour un plan de fréquences dans le système GMPCS, de façon classique, on utilise la fréquence d'oscillation locale radio selon une unité de 25 KHz, car la largeur de bande de fréquence du système GMPCS est de 25 KHz. Si le plan des fréquences d'oscillation locale radio a pour unité 25 KHz, on utilise un détecteur de phase d'une boucle PLL pour l'oscillation locale radio à 25 KHz comme fréquence de comparaison. Comme la boucle PLL utilisée pour l'oscillation locale radio utilise un compteur de fraction N de modules 16, la fréquence de comparaison maximale du détecteur de phase est de 400 KHz (= 25 KHz x 16). La fréquence de comparaison est un élément important pour déterminer le temps de verrouillage dans la conception d'un système ; le temps de verrouillage augmente de vitesse lorsque la fréquence de comparaison augmente. De manière générale, le système GMPCS présente 1199 canaux et nécessite un temps de verrouillage de 350 s. Plus il y a de canaux dans le système et plus la de mande de temps de verrouillage sera rapide. Il est avantageux que la fréquence de comparaison soit élevée pour obtenir un temps de verrouillage rapide.
Comme décrit ci-dessus, il est difficile de modifier de manière souple la fréquence de comparaison dans une bande de fréquence souhaitée, si bien qu'il est impossible d'obtenir un temps de verrouillage plus rapide. En effet, comme la fréquence d'oscillation locale intermédiaire est fixe, la fréquence de comparaison est limitée par exemple à 25 KHz (mod. 16/16), 50 KHz (mod. 8/16), 100 KHz (mod. 4/16) et 400 KHz (mod. 1/16). Le temps de verrouillage et le bruit de phase sont influencés par la fréquence de comparaison. En particulier, le temps de verrouillage peut présenter de bonnes caractéristiques avec une fréquence de comparaison éle- vée. Toutefois comme la plage de génération de la fréquence de comparaison est limitée, il est difficile d'avoir un temps de verrouillage rapide.
Résumé de l'invention :
La présente invention a ainsi pour but de développer un dispositif de saut de fréquence double et un procédé de synthèse de fréquence selon lequel la fréquence d'oscillation locale intermédiaire saute suivant une unité correspondant à une première fréquence prescrite par canal et la fréquence d'oscillation locale radio saute suivant l'unité définie par une seconde fréquence prescrite lorsque la fréquence d'oscillation locale intermédiaire atteint une certaine fréquence lorsque le canal augmente, de manière à utiliser largement une bande de canal RF.
La présente invention a ainsi pour but de développer un dispositif de saut de fréquence double et un procédé de synthèse de fréquence selon lequel la fréquence d'oscillation locale intermédiaire saute suivant une unité correspondant à une première fréquence prescrite par canal et la fréquence d'oscillation locale radio saute suivant l'unité définie par une seconde fréquence prescrite lorsque la fréquence d'oscillation locale intermédiaire atteint une certaine fréquence lorsque le canal augmente, de manière à utiliser largement une bande de canal RF.
L'invention a également pour but de développer un dispositif et un procédé utilisant largement une bande de canal par répétition cyclique du procédé de diminution de la fréquence d'oscillation locale intermédiaire 5 fois pour 50 KHz, puis en maintenant 5 fois une fréquence d'oscillation locale radio, augmentée de 125 KHz.
L'invention a également pour but de développer un dispositif et un procédé permettant de réduire un temps de verrouillage en répétant cycliquement les opérations de diminution d'une fréquence d'oscillation locale intermédiaire deux fois pour 50 KHz, puis en maintenant deux fois la fréquence d'oscillation locale radio augmentée de 50 KHz.
A cet effet, l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce que : -on diminue une fréquence d'oscillation locale intermé
diaire en prenant comme unité une première fréquence à un
nombre prédéterminé de fois lorsque le canal augmente sé
quentiellement, pour donner en sortie un signal de fré
quence d'oscillation locale intermédiaire, et -on augmente la fréquence d'oscillation locale radio d'un
niveau selon une unité de la seconde fréquence lorsque la
fréquence d'oscillation locale intermédiaire est diminuée
à un nombre prédéterminé de fois, pour donner en sortie un
signal de fréquence d'oscillation locale radio.
diaire en prenant comme unité une première fréquence à un
nombre prédéterminé de fois lorsque le canal augmente sé
quentiellement, pour donner en sortie un signal de fré
quence d'oscillation locale intermédiaire, et -on augmente la fréquence d'oscillation locale radio d'un
niveau selon une unité de la seconde fréquence lorsque la
fréquence d'oscillation locale intermédiaire est diminuée
à un nombre prédéterminé de fois, pour donner en sortie un
signal de fréquence d'oscillation locale radio.
L'invention concerne également un dispositif de saut de fréquence double pour un synthétiseur de fréquence ayant un processeur de bande de base et un générateur de fréquence de référence pour générer un signal de fréquence de référence en commandant le processeur de bande de base, ca ractérisé en ce qu'il comprend : -un oscillateur local de fréquence intermédiaire pour dé
multiplier le signal de fréquence de référence et on dimi
nue la fréquence d'oscillation locale intermédiaire un
nombre prescrit de fois en prenant comme unité la première
fréquence lorsque le canal est augmenté séquentiellement
et -un oscillateur local de fréquence radio pour démultiplier
la fréquence de référence et augmenter la fréquence radio
d'oscillation locale, en prenant comme unité la seconde
fréquence si la fréquence d'oscillation locale intermé
diaire diminue un nombre prédéterminé de fois.
multiplier le signal de fréquence de référence et on dimi
nue la fréquence d'oscillation locale intermédiaire un
nombre prescrit de fois en prenant comme unité la première
fréquence lorsque le canal est augmenté séquentiellement
et -un oscillateur local de fréquence radio pour démultiplier
la fréquence de référence et augmenter la fréquence radio
d'oscillation locale, en prenant comme unité la seconde
fréquence si la fréquence d'oscillation locale intermé
diaire diminue un nombre prédéterminé de fois.
Description résumée des dessins :
La présente invention sera décrite ci-après de manière détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels : -la figure 1 est un schéma par blocs d'un circuit RF mettant
en oeuvre l'invention, -la figure 2 est un schéma par blocs d'un synthétiseur de
fréquence selon un premier mode de réalisation de
l'invention, -la figure 3 est un diagramme d'un plan de fréquence selon
un premier mode de réalisation de l'invention, -la figure 4 est un schéma par blocs d'un synthétiseur de
fréquence selon un second mode de réalisation de
l'invention, -la figure 5 est un diagramme d'un plan de fréquence selon
un second mode de réalisation de l'invention.
La présente invention sera décrite ci-après de manière détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels : -la figure 1 est un schéma par blocs d'un circuit RF mettant
en oeuvre l'invention, -la figure 2 est un schéma par blocs d'un synthétiseur de
fréquence selon un premier mode de réalisation de
l'invention, -la figure 3 est un diagramme d'un plan de fréquence selon
un premier mode de réalisation de l'invention, -la figure 4 est un schéma par blocs d'un synthétiseur de
fréquence selon un second mode de réalisation de
l'invention, -la figure 5 est un diagramme d'un plan de fréquence selon
un second mode de réalisation de l'invention.
Description détaillée du mode de réalisation préférentiel :
Un mode de réalisation préférentiel de l'invention sera décrit ci-après en référence aux dessins annexés. Dans la description suivante, les éléments et fonctions bien connus ne seront pas détaillés pour ne pas compliquer la présentation de l'invention.
Un mode de réalisation préférentiel de l'invention sera décrit ci-après en référence aux dessins annexés. Dans la description suivante, les éléments et fonctions bien connus ne seront pas détaillés pour ne pas compliquer la présentation de l'invention.
Selon la figure 1, on décrira d'abord un circuit
RF suivant le chemin de réception de fréquence. Un duplexeur 101 fournit séparément en sortie un signal RF transmis et re çu par une antenne. Un amplificateur à faible bruit 103 amplifie avec un faible niveau de bruit, le signal RF sortant du duplexeur 101. Un premier mélangeur 107 mélange le signal
RF amplifié à faible bruit qui traverse un premier filtre à bande passante de réception (BPF) 105 avec un premier signal de fréquence d'oscillation locale (c'est-à-dire un signal de fréquence d'oscillation locale radio de réception (RX RFLO)) en sortie d'un synthétiseur de fréquence 140 pour donner un premier signal de réception de fréquence intermédiaire (RX lst IF). Un second filtre à bande passante de réception BPF 109 filtre le premier signal IF de réception. Le premier signal IF de réception en sortie du second moyen de réception
BPF 109 est amplifié par un premier amplificateur de récep- tion 110 pour tre appliqué comme signal d'entrée à un second mélangeur 111. Le second mélangeur 111 mélange le signal IF amplifié à un second signal de fréquence d'oscillation locale d'un démultiplicateur 156 pour donner en sortie un signal de bande de base (c'est-à-dire un second signal de réception IF (RX 2 IF)) qui est à 13 MHz dans le système GMPCS. Le signal de bande de base est appliqué à un démodulateur en phase/quadrature (IQ) 117 par un troisième filtre à bande passante BPF 113 et un second amplificateur de réception 115.
RF suivant le chemin de réception de fréquence. Un duplexeur 101 fournit séparément en sortie un signal RF transmis et re çu par une antenne. Un amplificateur à faible bruit 103 amplifie avec un faible niveau de bruit, le signal RF sortant du duplexeur 101. Un premier mélangeur 107 mélange le signal
RF amplifié à faible bruit qui traverse un premier filtre à bande passante de réception (BPF) 105 avec un premier signal de fréquence d'oscillation locale (c'est-à-dire un signal de fréquence d'oscillation locale radio de réception (RX RFLO)) en sortie d'un synthétiseur de fréquence 140 pour donner un premier signal de réception de fréquence intermédiaire (RX lst IF). Un second filtre à bande passante de réception BPF 109 filtre le premier signal IF de réception. Le premier signal IF de réception en sortie du second moyen de réception
BPF 109 est amplifié par un premier amplificateur de récep- tion 110 pour tre appliqué comme signal d'entrée à un second mélangeur 111. Le second mélangeur 111 mélange le signal IF amplifié à un second signal de fréquence d'oscillation locale d'un démultiplicateur 156 pour donner en sortie un signal de bande de base (c'est-à-dire un second signal de réception IF (RX 2 IF)) qui est à 13 MHz dans le système GMPCS. Le signal de bande de base est appliqué à un démodulateur en phase/quadrature (IQ) 117 par un troisième filtre à bande passante BPF 113 et un second amplificateur de réception 115.
Le démodulateur en phase/quadrature 117 démodule le signal de bande de base pour obtenir une donnée en phase et une donnée en quadrature.
Un circuit de bande de base 160 reçoit la donnée en phase et la donnée en quadrature du démodulateur en phase/quadrature 117 et fournit la donnée en phase et la donnée en quadrature, prescrites à un démodulateur en phase/quadrature 119. Le circuit de bande de base 160 fournit également un signal de commande à 24 bits au synthétiseur de fréquence 140 pour définir la fréquence d'oscillation locale radio et la fréquence d'oscillation locale intermédiaire du synthétiseur de fréquence 140.
Sur le chemin de transmission de fréquence, le modulateur en phase/quadrature 119 module la donnée en phase prescrite et la donnée en quadrature dans un signal de bande de base et reçoit le second signal de fréquence d'oscillation locale par un démultiplicateur par 12,157 pour fournir en sortie un signal de transmission de fréquence intermédiaire
IF (TX IF). Le signal de transmission IF est amplifié par un premier amplificateur de transmission 121 pour tre appliqué à un troisième mélangeur 123. Le troisième mélangeur 123 mélange le signal IF amplifié par le premier amplificateur de transmission 121 au premier signal de fréquence d'oscillation locale pour donner en sortie un signal de transmission RF (TX fc) allant de 1985,0225 MHz à 2014,975 MHz, avec une largeur de bande de 25 KHz par canal. Le signal RF est également ap pliqué au duplexeur 101 par un filtre passe bande de transmission BPF 125, un amplificateur de puissance 127 et un filtre passe-bas (LPF) 129. Le signal RF est alors séparé du signal RF reçu par le duplexeur 101 pour tre émis par l'antenne.
IF (TX IF). Le signal de transmission IF est amplifié par un premier amplificateur de transmission 121 pour tre appliqué à un troisième mélangeur 123. Le troisième mélangeur 123 mélange le signal IF amplifié par le premier amplificateur de transmission 121 au premier signal de fréquence d'oscillation locale pour donner en sortie un signal de transmission RF (TX fc) allant de 1985,0225 MHz à 2014,975 MHz, avec une largeur de bande de 25 KHz par canal. Le signal RF est également ap pliqué au duplexeur 101 par un filtre passe bande de transmission BPF 125, un amplificateur de puissance 127 et un filtre passe-bas (LPF) 129. Le signal RF est alors séparé du signal RF reçu par le duplexeur 101 pour tre émis par l'antenne.
Le synthétiseur de fréquence 140 génère le premier signal de fréquence d'oscillation locale (c'est-à-dire le signal de fréquence d'oscillation locale radio) destiné au premier mélangeur 107 et au troisième mélangeur 123 ; il gé nère le second signal de fréquence d'oscillation locale (c'est-à-dire le signal de fréquence d'oscillation locale in termédiaire) destiné au second mélangeur 111 par le démulti- plicateur 156 et le modulateur en phase/quadrature 119 par le démultiplicateur par 12,157.
Le synthétiseur de fréquence 140 comporte un générateur de fréquence de référence 141, un oscillateur local
IF (fréquence intermédiaire) 149 et un oscillateur local RF (oscillateur de fréquence radio). Le générateur de fréquence de référence 141 générant un signal de fréquence de référence est un oscillateur à cristal commandé en tension et à compensation de température (VCTCXO). L'oscillateur local de fréquence intermédiaire IF 149 démultiplie le signal de fréquence de référence et génère le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire sautant selon l'unité d'une basse fréquence lorsque le canal augmente séquentiellement. L'oscillateur local RF 142 démultiplie le signal de fréquence de référence et génère le signal de fréquence d'oscillation locale radio sautant selon l'unité de la haute fréquence lorsque le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire a sauté un nombre prédéterminé de fois lors de l'augmentation séquentielle du canal.
IF (fréquence intermédiaire) 149 et un oscillateur local RF (oscillateur de fréquence radio). Le générateur de fréquence de référence 141 générant un signal de fréquence de référence est un oscillateur à cristal commandé en tension et à compensation de température (VCTCXO). L'oscillateur local de fréquence intermédiaire IF 149 démultiplie le signal de fréquence de référence et génère le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire sautant selon l'unité d'une basse fréquence lorsque le canal augmente séquentiellement. L'oscillateur local RF 142 démultiplie le signal de fréquence de référence et génère le signal de fréquence d'oscillation locale radio sautant selon l'unité de la haute fréquence lorsque le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire a sauté un nombre prédéterminé de fois lors de l'augmentation séquentielle du canal.
La figure 2 est un schéma par blocs détaillé du synthétiseur de fréquence 140 représenté à la figure 1.
Selon la figure 2, l'oscillateur local RF 142 de la figure 1 est formé d'un second démultiplicateur (1/R1) 143, d'un second détecteur de phase 145, d'un second filtre en boucle (filtre RF) 146, d'un oscillateur commandé en tension en fréquence radio RF VCO 147 et d'un second compteur programmable (compteur de fraction N1) 148. Le second démul- tiplicateur 143 démultiplie le signal de fréquence de réfé- rence selon le rapport 1/R1 (RI correspond à 1/3 dans le système GMPCS). L'oscillateur RF VCO 147 reçoit un signal prédéterminé et oscille sur un signal RF compris entre 2200,125 MHz à 2230,0 MHz, pendant la transmission et entre 2385,125 MHz à 2415,0 MHz pendant la réception. Le compteur de fraction N1 148 fractionne le signal de fréquence d'oscillation selon des pas de 125 KHz en commandant le cir cuit de bande de base 160. Le second filtre en boucle 146 fonctionne comme un filtre passe-bas pour la sortie du second détecteur de phase 145 et détermine une caractéristique de synchronisation ou caractéristique de réponse. Le second dé- tecteur de phase 145 compare la phase d'un signal de sortie du second démultiplicateur 143 à la phase d'un signal de sortie du second compteur programmable 148. Si les deux phases sont les mmes, le second détecteur de phase 145 applique un signal de fréquence d'oscillation locale radio à l'oscillateur RF VCO 147 par le second filtre en boucle 146.
L'oscillateur local IF 149 selon la figure 1 est formé d'un premier démultiplicateur (démultiplicateur par 1/R2) 150, un premier détecteur de phase 151, un premier filtre en boucle (filtre IF) 152, un oscillateur commandé en tension IF VCO 153, et un premier compteur programmable 154.
Le premier démultiplicateur 150 démultiplie le signal de fréquence de référence selon 1/R2 (R2 étant égal à 260 dans le système GMPCS). L'oscillateur IF VCO 153 reçoit un signal prédéterminé et oscille sur le signal IF. Le premier compteur programmable 154 fractionne le signal de fréquence de l'oscillateur IF VCO 153 selon les tranches de 50 KHz en commandant le circuit de bande de base 160. Le premier filtre en boucle 152 assure le filtrage passe-bas du signal de sortie du premier détecteur de phase 151 et détermine une caractéristique de synchronisation ou caractéristique de réponse. Le premier filtre en boucle 152 commande l'oscillateur IF VCO 153 pour donner en sortie le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire. Le premier détecteur de phase 151 compare la phase du signal de sortie du premier démultiplicateur 150 à la phase du signal de sortie du premier compteur programmable 154. Si les deux phases sont les mmes, le premier détecteur de phase 151 donne une fréquence d'oscillation locale intermédiaire correspondante à l'oscillateur IF VCO 153 par le premier filtre en boucle 152.
Le fonctionnement du synthétiseur de fréquence 140 pour le premier canal de transmission (TX Ch) sera décrit ci-après en référence aux figures 2 et 3. Le générateur de fréquence de référence 141 génère un signal de fréquence de référence de 13 MHz. Ce signal est démultiplié par le second démultiplicateur 143 selon le rapport 1/13 donnant ainsi un signal à 1 MHz. Le signal à 1 MHz est appliqué comme signal d'entrée au second détecteur de phase 145. De plus l'oscillateur RF VCO 147 oscille à la fréquence d'oscillation locale radio d'émission (TX RFLO) égale à 2200, 125 MHz ; ce signal est démultiplié par le second compteur programmable 148 selon le rapport 1/2200,125, c'est-à-dire pour donner un signal à 1 MHz. Le signal 1 MHz est appliqué comme autre entrée au second détecteur de phase 145. S'il n'y a pas de dif férence de phase entre les deux entrées, le détecteur de phase 145 donne en sortie le signal TX RFLO de 2200,125 MHz comme signal de sortie de l'oscillateur RF VCO 147 par le second filtre en boucle 146. Le plan de fréquences de la fréquence d'oscillation locale radio, la fréquence d'oscillation locale intermédiaire (RF, IF) selon le canal est donné à la figure 3.
Le signal à 13 MHz généré par le générateur de fréquence de référence 141 est démultiplié par le premier démultiplicateur 150 selon le rapport 1/260, c'est-à-dire donnant un signal de 50 MHz qui est appliqué comme signal d'entrée au premier détecteur de phase 151. Un signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire d'émission (TX
IFLO) à 430,2 MHz provenant de l'oscillateur IF VCO 153 ; ce signal est démultiplié par le premier compteur programmable 154 selon le rapport 1/8604, c'est-à-dire donnant un signal à 50 MHz. Ce signal est appliqué comme autre signal d'entrée au premier détecteur de phase 151. S'il n'y a pas de différence de phase entre les deux signaux d'entrée, le détecteur de phase 151 donne en sortie le signal TX IFLO comme sortie de l'oscillateur IF VCO 153 par le premier filtre en boucle 152.
IFLO) à 430,2 MHz provenant de l'oscillateur IF VCO 153 ; ce signal est démultiplié par le premier compteur programmable 154 selon le rapport 1/8604, c'est-à-dire donnant un signal à 50 MHz. Ce signal est appliqué comme autre signal d'entrée au premier détecteur de phase 151. S'il n'y a pas de différence de phase entre les deux signaux d'entrée, le détecteur de phase 151 donne en sortie le signal TX IFLO comme sortie de l'oscillateur IF VCO 153 par le premier filtre en boucle 152.
Le fonctionnement décrit ci-dessus est appliqué dans les mmes conditions à la partie de réception. Dans ce cas, un signal de sortie de fréquence d'oscillation locale intermédiaire (RX IFLO) de l'oscillateur IF VCO 153 est démultiplié par le démultiplicateur 156 selon le rapport 1/2, puis il est fourni comme signal de sortie de fréquence d'oscillation locale intermédiaire (RX IFL02).
Selon la figure 3, la fréquence d'oscillation locale intermédiaire d'émission (TX IFLO) est modifiée selon le canal de la manière suivante : 430,200 MHz 430,150 MHz 430,100 MHz 430,050 MHz 430,000 MHz 430,200 MHz.... En effet
TX IFLO est modifié cinq fois de 50 KHz, puis revient à la première fréquence de canal pour le sixième canal. La fréquence d'oscillation locale radio d'émission (TX RFLO) est tenue à 2200,125 MHz jusqu'au cinquième canal, puis fait des sauts de 125 KHz jusqu'à 2200,250 MHz pour le sixième canal.
TX IFLO est modifié cinq fois de 50 KHz, puis revient à la première fréquence de canal pour le sixième canal. La fréquence d'oscillation locale radio d'émission (TX RFLO) est tenue à 2200,125 MHz jusqu'au cinquième canal, puis fait des sauts de 125 KHz jusqu'à 2200,250 MHz pour le sixième canal.
Ce procédé de saut de fréquence est appliqué de la mme manière à la partie de réception.
Les valeurs de la fréquence d'oscillation locale radio, de la fréquence d'oscillation locale intermédiaire des pas (125 KHz et 50 KHz) données ci-dessus en référence aux figures 1 et 2 peuvent tre modifiées et une fréquence de comparaison du circuit à verrouillage de phase PLL peut avoir une valeur plus grande qu'une valeur utilisée dans le système classique. En supposant que le circuit RF du système GMPCS utilise un compteur de fraction N de module 8, la fréquence de comparaison de l'oscillateur local RF classique va jusqu'à un maximum de 200 KHz, mais la fréquence de comparaison de l'oscillateur local RF selon l'invention va jusqu'à 1 MHz.
La figure 4 est un schéma par blocs du synthéti- seur de fréquence selon un second mode de réalisation de la présente invention. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, le procédé de diminution de la fréquence d'oscillation locale intermédiaire cinq fois pour 50 KHz est répétée de manière cyclique et la fréquence d'oscillation locale radio est augmentée de 125 KHz après avoir été maintenue cinq fois à la mme fréquence. Dans le second mode de réali- sation de la présente invention, le procédé de diminution de la fréquence d'oscillation locale intermédiaire est double chaque fois pour 50 KHz et se répète de manière cyclique ; la fréquence d'oscillation locale radio est augmentée de 50 KHz après avoir été maintenue deux fois à la mme fréquence, ce qui réduit le temps de verrouillage du synthétiseur de fréquence.
Le synthétiseur de fréquence 140 selon le second mode de réalisation de l'invention génère les signaux de fréquence d'oscillation locale radio d'émission et de réception pour les appliquer au premier mélangeur 107 et au troisième mélangeur 123 ; il génère les signaux de fréquence d'oscillation locale intermédiaire d'émission et de réception pour les appliquer au second mélangeur 111 par le démultipli- cateur 1/2 156 et le modulateur en phase/quadrature 119 par le démultiplicateur 1/2 157.
Selon la figure 4, l'oscillateur local RF 142 est formé d'un démultiplicateur 1/R3 443, d'un second détecteur de phase 445, d'un second filtre en boucle 446, d'un oscillateur commandé en tension RF VCO 447 et d'un compteur de fraction N3,448. Le démultiplicateur 443 démultiplie le signal à 13 KHz généré par le générateur de fréquence de référence 143 selon le rapport 1/R3 (R3 est égal à 52 dans le système
GMPCS), c'est-à-dire pour obtenir un signal à 250 KHz.
GMPCS), c'est-à-dire pour obtenir un signal à 250 KHz.
L'oscillateur RF VCO 447 reçoit un signal prédéterminé et oscille sur un signal RF allant de 2259,05 MHz à 2289,0 MHz selon un pas de 50 KHz pendant l'émission et pour la plage 2320,05 MHz à 2350,0 MHz avec un pas de 50 KHz pendant la réception. Ce signal de fréquence d'oscillation locale radio est appliqué au premier et troisième mélangeur 107,123 comme décrit ci-dessus. Le compteur de fraction N3,448 est un second compteur programmable qui fractionne la fréquence d'oscillation locale radio de l'oscillateur RF VCO 447 selon un pas de 250 KHz par la commande du circuit de bande de base 160. Le second filtre en boucle 446 fonctionne comme filtre passe-bas pour la sortie du second détecteur de phase 445 ; il détermine une caractéristique de synchronisation ou de réponse. Le second détecteur de phase 445 compare la phase du signal de sortie du second démultiplicateur 443 à la phase du signal de sortie du second compteur programmable 448. S'il y a identité, le second détecteur de phase 145 fournit la fréquence d'oscillation locale radio à l'oscillateur RF VCO 447 par le filtre en boucle 446.
L'oscillateur local IF 149 de la figure 1 est formé d'un premier démultiplicateur 450 (démultiplicateur 1/R4), d'un premier détecteur de phase 451, d'un premier filtre en boucle 452, d'un oscillateur commandé en tension IF
VCO 453 et d'un premier compteur programmable 454. Le premier démultiplicateur 450 démultiplie le signal de fréquence de référence selon le rapport 1/R4 (R4 est égal à 260).
VCO 453 et d'un premier compteur programmable 454. Le premier démultiplicateur 450 démultiplie le signal de fréquence de référence selon le rapport 1/R4 (R4 est égal à 260).
L'oscillateur IF VCO 453 reçoit un signal prédéterminé et oscille sur un signal IF. Le premier compteur programmable 454 fractionne le signal de fréquence de l'oscillateur IF VCO 153 selon un pas de 50 KHz par la commande du circuit de bande de base 160. Le filtre IF 452 filtre en mode passe-bas le signal de sortie du premier détecteur de phase 451 et détermine une caractéristique de synchronisation ou caractéristique de réponse. Le premier filtre en boucle 452 commande l'oscillateur
IF VCO 453 pour donner en sortie le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire. Le premier détecteur de phase 151 compare la phase du signal de sortie du premier démultiplicateur 450 à la phase du signal de sortie du premier compteur programmable 454. S'il y a identité, le premier détecteur de phase 151 donne un signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire correspondant à l'oscillateur IF
VCO 453 par le premier filtre en boucle 452.
IF VCO 453 pour donner en sortie le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire. Le premier détecteur de phase 151 compare la phase du signal de sortie du premier démultiplicateur 450 à la phase du signal de sortie du premier compteur programmable 454. S'il y a identité, le premier détecteur de phase 151 donne un signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire correspondant à l'oscillateur IF
VCO 453 par le premier filtre en boucle 452.
Le fonctionnement du synthétiseur de fréquence du premier canal de transmission sera décrit ci-après en réfé- rence aux figures 4 et 5. Le générateur de fréquence de réfé- rence 141 génère un signal à 13 MHz démultiplié par le second démultiplicateur 443 selon le rapport 1/52, c'est-à-dire donnant un signal à 250 KHz. Le signal à 250 MHz est appliqué comme signal d'entrée du second détecteur de phase 445. De plus un signal oscillant à une fréquence de 2259,05 MHz de l'oscillateur RF VCO 447 est démultiplié par le second compteur programmable 448 selon le rapport 1/9036,2, c'est-à-dire donnant un signal à 250 MHz. Le signal à 250 MHz est appliqué comme autre entrée au second détecteur de phase 445. S'il n'y a pas de différence de phase entre les deux entrées, le détecteur de phase 145 donne en sortie une fréquence d'oscillation locale radio d'émission à 2259,05 MHz comme sortie de l'oscillateur RF VCO 447 par l'intermédiaire du second filtre en boucle 446.
De plus le signal de fréquence de référence à 13 MHz est démultiplié par le premier démultiplicateur 450 selon le rapport 1/260 donnant un signal à 50 MHz. Le signal à 50 MHz est appliqué comme signal d'entrée au premier détec- teur de phase 451. Un signal oscillant à 548,05 MHz de l'oscillateur IF VCO 453 est démultiplié par le premier compteur programmable 454 selon le rapport 1/10961, c'est-à-dire qu'il donne un signal à 50 MHz. Le signal à 50 MHz est appliqué comme autre entrée au premier détecteur de phase 451.
S'il n'y a pas de différence de phase entre les deux signaux d'entrée, le détecteur de phase 451 donne en sortie une fréquence d'oscillation locale intermédiaire d'émission comme sortie de l'oscillateur IF VCO 453 par l'intermédiaire du premier filtre en boucle 452. Le fonctionnement décrit cidessus est appliqué de manière identique à la partie de réception.
Ainsi pour le premier canal de transmission, la fréquence d'oscillation locale radio de transmission (TX
RFLO) à 2259,05 MHz est fournie au troisième mélangeur 123 selon la figure 1 et la fréquence d'oscillation locale inter médiaire d'émission (TX IFLO) à 274,025 MHz traversant le démultiplicateur 1/2, 157 est appliquée au modulateur en phase/quadrature 119. La sortie du troisième mélangeur 123 est un signal de fréquence 1985,025 MHz (= 2259,05 MHz274,025 MHz qui est le signal de fréquence radio (TX fc) du premier canal de transmission. Le fonctionnement ci-dessus est appliqué à la partie de réception ainsi qu'aux autres canaux de la partie d'émission. Dans la partie de réception, le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire de réception (RX IFLO) est démultiplié par le démultiplicateur 156 selon le rapport 1/4 contrairement au mode de réalisation qui diminue une largeur de bande de l'oscillateur RF VCO 447.
RFLO) à 2259,05 MHz est fournie au troisième mélangeur 123 selon la figure 1 et la fréquence d'oscillation locale inter médiaire d'émission (TX IFLO) à 274,025 MHz traversant le démultiplicateur 1/2, 157 est appliquée au modulateur en phase/quadrature 119. La sortie du troisième mélangeur 123 est un signal de fréquence 1985,025 MHz (= 2259,05 MHz274,025 MHz qui est le signal de fréquence radio (TX fc) du premier canal de transmission. Le fonctionnement ci-dessus est appliqué à la partie de réception ainsi qu'aux autres canaux de la partie d'émission. Dans la partie de réception, le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire de réception (RX IFLO) est démultiplié par le démultiplicateur 156 selon le rapport 1/4 contrairement au mode de réalisation qui diminue une largeur de bande de l'oscillateur RF VCO 447.
La fréquence d'oscillation locale intermédiaire d'émission (TX IFLO) est égale à 548, 05 MHz pour les canaux impairs et 548,0 MHz pour les canaux pairs comme l'indique la figure 5. La fréquence d'oscillation locale intermédiaire de réception (RX IFLO) est égale à 548,1 MHz pour les canaux d'ordre impair et 548,0 MHz pour les canaux d'ordre pair. La fréquence d'oscillation locale radio d'émission (TX RFLO) est inchangée pour les canaux pairs et saute de 50 KHz pour les canaux impairs.
Pour le canal de réception 1199, pris à titre d'exemple, la réception du signal RF (RX fc) à 2199,975 MHz et le signal de fréquence d'oscillation locale radio de réception (RX RFLO) à 2350,0 MHz sont appliqués au premier mélangeur 107 ; le premier signal de réception IF (RX 1 IF) à 150,025 KHz est la différence entre le signal appliqué au second mélangeur 111 et l'entrée. Le signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire de réception (RX IFLO) à 548,1 MHz est démultiplié par le démultiplicateur 150 assurant une démultiplication 1/4, ce qui donne un signal à 137,025 MHz et en sortie un signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire de réception (RX IFL04). Le signal RX
IFLO4
IFLO4
Claims (1)
- REVENDICATIONS 1 ) Procédé de saut de fréquence double pour un synthétiseur de fréquence ayant une boucle à verrouillage de phase double, caractérisé par les étapes suivantes : -on diminue une fréquence d'oscillation locale intermédiaire en prenant comme unité une première fréquence à unnombre prédéterminé de fois lorsque le canal augmente séquentiellement, pour donner en sortie un signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire, et -on augmente la fréquence d'oscillation locale radio d'unniveau selon une unité de la seconde fréquence lorsque lafréquence d'oscillation locale intermédiaire est diminuéeà un nombre prédéterminé de fois, pour donner en sortie unsignal de fréquence d'oscillation locale radio.2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première fréquence est égale à 50 KHz.3 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre prescrit de fois est égal à 5.4 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde fréquence est égale à 25 KHz.5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le nombre prescrit de fois est égal à 2.6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde fréquence est égale à 50 KHz.7 ) Circuit de saut de fréquence double pour un synthétiseur de fréquence ayant un processeur de bande de base, et un générateur de fréquence de référence générant un signal de fré quence de référence commandé par le processeur de bande de base, caractérisé en ce qu'il comprend : -un oscillateur local de fréquence intermédiaire pour démultiplier le signal de fréquence de référence et on diminue la fréquence d'oscillation locale intermédiaire unnombre prescrit de fois en prenant comme unité la premièrefréquence lorsque le canal est augmenté séquentiellementet -un oscillateur local de fréquence radio pour démultiplierla fréquence de référence et augmenter la fréquence radiod'oscillation locale, en prenant comme unité la secondefréquence si la fréquence d'oscillation locale intermédiaire diminue un nombre prédéterminé de fois.8 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la fréquence est égale à 50 KHz.9 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le nombre prescrit de fois est égal à 5.10 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde fréquence est égale à 25 KHz.11 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le nombre prescrit de fois est égal à 2.12 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde fréquence est égale à 50 KHz.13 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'oscillateur local de fréquence intermédiaire est caractéri- sé en ce qu'il comprend : -un premier démultiplicateur pour démultiplier le signal defréquence de référence, -un oscillateur commandé en tension à la fréquence intermédiaire pour recevoir un signal prescrit et osciller sur unsignal de fréquence intermédiaire, -un premier compteur programmable pour démultiplier le signal de fréquence d'oscillation par la commande du processeur de bande de base, -un filtre à boucle de fréquence intermédiaire pour filtreren mode passe-bas, un signal d'entrée et déterminer unecaractéristique de synchronisation ou une caractéristiquede réponse et, -un premier détecteur de phase pour comparer la phase dusignal de sortie du premier démultiplicateur à la phase dusignal de sortie du premier compteur programmable et appliquer un signal de fréquence d'oscillation locale intermédiaire à l'oscillateur commandé en tension à lafréquence intermédiaire par le filtre à boucle de fréquence intermédiaire lorsque les signaux sont les mmes.14 ) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'oscillateur local de fréquence radio comprend : -un second démultiplicateur pour démultiplier le signal defréquence de référence, -un oscillateur commandé en tension pour la fréquence radio, recevant un signal prescrit et oscillant sur un signal de fréquence radio, -un second compteur programmable pour démultiplier le signal de fréquence d'oscillation par la commande du processeur de bande de base, -un filtre à boucle de fréquence radio pour appliquer unfiltrage passe-bas au signal d'entrée et déterminer unecaractéristique de synchronisation ou une caractéristiquede réponse et, -un second détecteur de phase pour comparer la phase du signal de sortie du second démultiplicateur à la phase dusignal de sortie du second compteur programmable et fournir un signal de fréquence d'oscillation locale radio àl'oscillateur commandé en tension à la fréquence radio parle filtre en boucle de fréquence radio lorsque les signauxsont les mmes.15 ) Procédé pour générer une fréquence applicable à un syn thétiseur de fréquence dans un système GMPCS ( Global MobilePersonal Communication by Satellite ) comprenant les étapes suivantes : -on génère les fréquences d'oscillation locale radiod'émission et de réception avec une bande de fréquence prédéfinie, -on génère des fréquences d'oscillation locale intermédiaire d'émission et de réception selon une bande de fréquence prédéfinie, -on démultiplie la fréquence d'oscillation locale intermédiaire d'émission selon le rapport 1/2, et -on démultiplie la fréquence d'oscillation locale intermédiaire de réception selon le rapport 1/4.16 ) Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce que les fréquences d'oscillation locale radio d'émission et de réception correspondent respectivement à une bande de fréquence de 2259,05-2289 MHz et 2320,05-2350 MHz, augmentée en prenant comme unité 50 KHz.17 ) Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce que les fréquences d'oscillation locale intermédiaire d'émission et de réception correspondent respectivement à 548,05 MHz et 548,1 MHz pour les canaux impairs et 548 MHz pour les canaux pairs.
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