FR2888428A1 - Dispositif et procede de mixage de signaux - Google Patents

Abstract

Ce dispositif de mixage d'un premier et d'un second signal (BB et LO, modulés respectivement à une première et une seconde fréquence (F1 et F2) est adapté pour délivrer un signal de sortie à une fréquence obtenue par combinaison des première et seconde fréquences (F1 et F2). Il comprend un étage (2) à résistance variable commandé par le second signal (LO) et destiné à être connecté entre un premier et un second potentiel (VREF et VDD) pour délivrer le signal de sortie. Il est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un étage (10) de commande configuré pour piloter également la variation de résistance de l'étage (2) à résistance variable en fonction du premier signal (BB).

Description

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE MIXAGE DE CIRCUITS

La présente invention concerne le mixage de signaux modulés en fréquence pour délivrer un signal de sortie à une fréquence obtenue par une combinaison des fréquences des premier et second signaux.

Les dispositifs de mixage connus utilisent deux étages à résistance 5 variable, connectés en série entre une tension d'alimentation et une tension de référence, la variation de résistance de chaque étage étant commandée par un des deux signaux à mixer.

Classiquement, chacun de ces deux étages est réalisé sous la forme de deux transistors montés en cascode, les variations des signaux en entrée entraînant des variations du courant circulant dans les transistors. Tous les transistors conduisent l'un des signaux à mixer, de sorte qu'ils doivent chacun répondre à des contraintes de fonctionnement strictes.

Notamment, afin de réduire la surface de circuit utilisée ainsi que la consommation d'énergie électrique, ces transistors présentent une résistance interne élevée et doivent fonctionner à des fréquences importantes avec des tensions faibles. En conséquence, ces transistors présentent une excursion de tension élevée à leurs bornes, ce qui réduit la puissance utile disponible au niveau du signal de sortie.

Toutefois, dans de nombreuses applications telles que les 20 télécommunications, il est nécessaire de disposer d'une puissance de sortie déterminée.

En conséquence, il se pose un problème de puissance disponible à la sortie des dispositifs de mixage existants.

Le but de la présente invention est de résoudre ce problème grâce à 25 un dispositif de mixage apte à délivrer en sortie un niveau de puissance plus important.

A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de mixage d'un premier et d'un second signal, modulés respectivement à une première et une seconde fréquence pour délivrer un signal de sortie à une fréquence obtenue par combinaison des première et seconde fréquences, comprenant un étage à résistance variable commandé par le second signal et destiné à être connecté entre un premier et un second potentiel pour délivrer le signal de sortie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un étage de commande configuré pour piloter également la variation de résistance de l'étage à résistance variable en fonction du premier signal.

L'invention a également pour objet un procédé de mixage d'un premier et d'un second signal modulés respectivement à une première et une seconde fréquence pour délivrer un signal de sortie à une fréquence obtenue par combinaison des première et seconde fréquences, comprenant: -la variation de la résistance, en fonction du second signal, d'un étage à résistance variable destiné à être connecté entre un premier et un second 10 potentiel; et - la variation de la résistance de cet étage à résistance variable également en fonction du premier signal.

Grâce à l'utilisation d'un seul étage à résistance variable, le dispositif de l'invention présente une excursion de tension plus faible, ce qui permet de disposer d'une puissance plus importante pour le niveau du signal de sortie.

D'autres avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des revendications, de la description et des dessins sur lesquels: - la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif de mixage selon l'invention; -la figure 2 est un schéma détaillé d'un mode de réalisation particulier; et - la figure 3 représente le signal de commande du dispositif décrit en référence à la figure 2.

Selon un mode de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1, le dispositif de mixage comprend un étage 2 à résistance variable destiné à être connecté entre une tension d'alimentation notée VDD au travers d'une résistance de charge dans la quelle circule un courant ID et une tension de référence notée VREF.

Ce dispositif de mixage est adapté pour réaliser le mixage d'un premier signal modulé en basse fréquence FI, également appelé signal en bande de base et noté BB, et d'un second signal modulé en haute fréquence F2, également appelé signal d'oscillateur local et noté LO. II délivre un signal de sortie à une fréquence obtenue par combinaison des fréquences FI et F2.

Dans le mode de réalisation décrit, l'étage 2 à résistance variable comprend une pluralité de composants formant un transistor de taille variable, la variation de la taille de ce transistor constituant la variation de la résistance.

Avantageusement, le dispositif comprend également un étage 4 de mise en forme du signal LO comprenant une capacité 6 et une résistance 8 permettant la polarisation de l'étage 2 ou tout dispositif de polarisation assurant ces fonctions. Avantageusement, l'étage 4 de mise en forme comprend également un dispositif de contrôle du gain du signal LO.

Par ailleurs, le dispositif comprend un étage de commande 10 apte à piloter la variation de la valeur de résistance de l'étage 2 à résistance variable à la fréquence F1 du premier signal BB. Cet étage de commande influe, dans le mode de réalisation décrit, sur la taille du transistor formant l'étage 2.

En conséquence, la sortie du dispositif dépend du second signal LO à la fréquence F2 et également du premier signal BB à la fréquence F1. En effet, la résistance de l'étage 2 dépend du signal LO qui influe sur le courant qui circule dans le transistor et du signal BB qui influe sur la taille de ce transistor. En conséquence, le signal de sortie varie en fonction des deux fréquences F1 et F2 et constitue un produit de mixage.

L'utilisation d'un seul étage à résistance variable 2 permet de limiter 20 l'excursion de tension subie par la tension d'alimentation VDD de sorte qu'une puissance importante est disponible au niveau du signal de sortie.

La figure 2 décrit le détail d'un mode de réalisation du dispositif de la figure 1.

Dans ce mode de réalisation, l'étage 2 à résistance variable comprend une pluralité de transistors 121 à 12n montés en parallèle. Chaque transistor 12; reçoit en entrée le second signal LO et est connecté en série entre la tension d'alimentation VDD et la tension de référence VREF au travers d'interrupteurs 141 à 14n. Les interrupteurs 14; sont commandés individuellement ou en groupe par l'étage de commande 10.

Dans ce mode de réalisation, le nombre d'interrupteurs 14; fermés détermine la taille globale du transistor équivalent formé par l'ensemble de ces transistors 12; et donc la résistance de l'étage 2.

En effet, lorsqu'un des interrupteurs 14; est fermé, le transistor correspondant qui est monté en série entre la tension d'alimentation VDD et la tension de référence VREF, est passant. A l'inverse, lorsque le transistor 14; est ouvert, le transistor correspondant 12; ne fonctionne plus, ce qui augmente la résistance de l'étage 2.

Par exemple, les interrupteurs 14; sont formés par des transistors, de sorte que chaque ensemble formé d'un transistor 12; et d'un transistor 14; constitue un montage dit cascode. Toutefois, les transistors 14; ne véhiculent pas directement le signal à mixer et fonctionnent uniquement comme des interrupteurs de commande. En conséquence, ils ne doivent pas répondre aux mêmes exigences que les transistors 12; et peuvent être formés de composants de grande taille et présenter une résistance interne de faible valeur et donc une faible excursion de tension à leurs bornes pour conserver un maximum de puissance au niveau de la sortie.

Dans le mode de réalisation décrit, l'étage de commande 10 reçoit en entrée le signal BB à la fréquence FI, sous la forme d'un signal analogique, et délivre en sortie une pluralité de signaux de commande CI à C,, destinés respectivement aux interrupteurs 141 à 14n.

De plus, dans le mode de réalisation décrit, chaque transistor 14; est monté en parallèle avec un condensateur 16;. L'utilisation des condensateurs 16; permet de également de filtrer une fuite du signal LO ou tout autre fréquence indésirable sur le transistor interrupteur 14; en jouant le rôle d'une masse radio-fréquence.

Dans l'exemple, l'étage 10 comprend un comparateur multi-seuils 18, le franchissement par le signal BB des seuils entraînant la commande des interrupteurs 14; comme cela est représenté à la figure 3.

Sur cette figure, les signal BB est représenté sous la forme d'un signal en escalier correspondant à la sortie du comparateur 18, chaque marche entraînant la commutation d'un interrupteur. La commande des interrupteurs peut également être réalisée en numérique à l'aide d'un DSP ou d'une sortie analogique convertie en numérique.

Ce dispositif de mixage permet de mettre en oeuvre un procédé de mixage du premier et du second signal BB et LO, modulés respectivement à une première et une seconde fréquence FI et F2, pour délivrer un signal de sortie à une fréquence obtenue par combinaison des première et seconde fréquences FI et F2.

Ce procédé comprend: - l'introduction du second signal LO en entrée de l'étage 2 à résistance variable, destiné à être connecté entre un premier et un second potentiel VREF etVDD; et - la variation de la résistance de cet étage 2 à résistance variable également en fonction de la première fréquence FI du premier signal BB.

Plus précisément, dans le cas où l'étage 2 à résistance variable comprend une pluralité de transistors 12; montés en parallèle, chacun recevant en entrée le second signal LO et étant destiné à être connecté entre les premier et second potentiels VDD et VREF en série avec un interrupteur 14; , le procédé comprend la commande individuellement ou en groupe de ces interrupteurs 14; en fonction de la fréquence FI du premier signal BB.

Ainsi, la variation de résistance de l'étage 2 est commandée à la fois par la fréquence F2 du signal LO qui influe sur le courant circulant dans le transistor et par la fréquence FI du signal BB qui influe sur la taille du transistor.

Bien entendu, d'autres moyens de réaliser l'étage 2 à résistance variable ou l'étage 10 de commande peuvent être envisagés.

Notamment, dans l'exemple, la fréquence FI du signal BB est 20 inférieure à la fréquence F2 du signal LO et d'autres combinaisons peuvent être envisagées.

Par ailleurs, dans d'autres modes de réalisation, un mélangeur comprend plusieurs étages à résistance variable tels que ceux décrits précédemment. Chaque étage reçoit le même second signal LO avec un déphasage prédéterminé et un étage de combinaison reçoit les sorties de manière à délivrer un signal présentant essentiellement uniquement une combinaison prédéterminée des fréquences FI et F2 par une combinaison appropriée des signaux de sortie de chacun des étages en déphasage. La génération d'un tel signal de sortie pour la combinaison de signaux en décalage est réalisée de manière classique.

II est également possible d'utiliser plusieurs étages à résistance variable connectés en parallèle les uns avec les autres, chacun délivrant un signal de sortie et tous les signaux de sortie étant additionnés entre eux. Un tel montage permet d'appliquer ainsi un gain statique sur le signal de sortie correspondant au nombre d'étages connectés.

Un tel dispositif de mixage peut être intégré dans toute sorte de circuit électronique comme un syntoniseur, un modulateur numérique ou autre. Ce dispositif peut être réalisé sous la forme de circuits dédiés ou encore peut être intégré dans un autre circuit comportant plusieurs fonctions. Un tel circuit peut à sont tour faire partie d'un appareil électronique tel que par exemple, un téléphone portable, un ordinateur ou un appareil équivalent.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de mixage d'un premier et d'un second signal (BB et LO), modulés respectivement à une première et une seconde fréquence (FI et F2) pour délivrer un signal de sortie à une fréquence obtenue par combinaison des première et seconde fréquences (FI et F2), comprenant un étage (2) à résistance variable commandé par le second signal (LO) et destiné à être connecté entre un premier et un second potentiel (VREF et VDD) pour délivrer le signal de sortie, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un étage (10) de commande configuré pour piloter également la variation de résistance de l'étage (2) à résistance variable en fonction du premier signal (BB).

2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la première fréquence (FI) est inférieure à la seconde fréquence (F2).

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'étage à 15 résistance variable (2) est un transistor de taille variable dont la taille varie en fonction du premier signal (BB).

4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel l'étage à résistance variable (2) comprend une pluralité de premiers transistors (12;) montés en parallèle, chacun recevant en entrée le second signal (LO) et étant destiné à être connecté entre les premier et second potentiels (VDD et VREF) en série avec un interrupteur (14;), ces interrupteurs (14i) étant commutés individuellement ou en groupe par l'étage de commande (10) en fonction du premier signal (BB).

5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'étage de commande (10) reçoit en entrée le premier signal (BB) et comprend un module de comparaison multi-seuils, le franchissement des seuils par le premier signal (BB) entraînant la commutation des interrupteurs (14;).

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, dans lequel les interrupteurs (14;) sont des seconds transistors montés en cascode avec les premiers transistors (12;) recevant le second signal (LO) .

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel chaque interrupteur (14i) est monté en parallèle avec un condensateur (16;).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, 10 comprenant en outre un étage de mise en forme (4) du second signal (LO) disposé en amont de l'étage (2) à résistance variable.

9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel ledit étage (4) de mise en forme du second signal (LO) comprend un dispositif de contrôle de gain.

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant plusieurs étages à résistance variable recevant chacun le second signal (LO) avec un déphasage déterminé, et un étage de combinaison recevant les sorties de chacun desdits étages à résistance variable pour délivrer un signal de sortie du dispositif présentant une combinaison voulue des première et seconde fréquences.

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 25 comprenant plusieurs étages à résistance variable montés en parallèle, chaque étage pouvant être inhibé pour modifier le gain statique du dispositif.

12. Circuit électronique caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de mixage selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.

13. Appareil électronique caractérisé en ce qu'il comprend un circuit électronique selon la revendication 12.

14. Procédé de mixage d'un premier et d'un second signal (BB et LO) modulés respectivement à une première et une seconde fréquence (FI et F2) pour délivrer un signal de sortie à une fréquence obtenue par combinaison des première et seconde fréquences (FI et F2), comprenant: -la variation de la résistance, en fonction du second signal (LO), d'un étage (2) à résistance variable destiné à être connecté entre un premier et un second potentiel (VREF et V00) ; et - la variation de la résistance de cet étage (2) à résistance variable également en fonction du premier signal (BB).

15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel l'étage (2) à résistance variable comprend une pluralité de transistors (12;) montés en parallèle, chacun recevant en entrée le second signal (LO) et étant destiné à être connecté entre les premier et second potentiels (VDD et VREF) en série avec un interrupteur (14;), le procédé comprenant la commande individuellement ou en groupe de ces interrupteurs (14;) en fonction du premier signal (BB).