FR2969426A1

FR2969426A1 - Circuit de dephasage

Info

Publication number: FR2969426A1
Application number: FR1060569A
Authority: FR
Inventors: Sebastien Pruvost
Original assignee: STMicroelectronics SA
Current assignee: STMicroelectronics SA
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2012-06-22
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: US20120155573A1; FR2969426B1

Abstract

L'invention concerne (I , Q ) circuit de déphasage pour déphaser au moins l'une d'une première et d'une deuxième composante en quadrature (I , Q ) d'un signal de données, le circuit comprenant : un premier déphaseur (114, 124) adapté à déphaser, d'un premier angle de phase (φ , φ ), la première composante en quadrature (I , Q ) en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature.

Description

B10428 - 10-GR1-099 1 CIRCUIT DE DÉPHASAGE

Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale le domaine des émetteurs et récepteurs RF, et plus particulièrement des déphaseurs et des procédés de déphasage de composantes en quadrature de signaux RF. Exposé de l'art antérieur Les processus de modulation par déplacement d'amplitude (ASK) et par déplacement de phase (PSK) sont basés sur l'émission et la réception de composantes en quadrature, appelées généralement I et Q, qui sont des formes d'onde déphasées de 90 degrés et qui représentent des données en fonction de leurs phases. Des exemples de tels processus comprennent la modulation d'amplitude en quadrature 4-QAM, 8-QAM, etc., la modulation QPSK (PSK en quadrature), 8-PSK, PSK différentielle et PSK à décalage. L'émission de ces composantes en quadrature comprend en général leur modulation en les mélangeant avec un signal de fréquence porteuse en quadrature. Dans certaines applications, comme des applications de formation de faisceaux, un réseau d'antennes est prévu du côté de l'émetteur pour émettre des versions déphasées du signal modulé. En particulier, des déphaseurs sont prévus pour déphaser B10428 - 10-GR1-099

2 le signal modulé selon des quantités différentes pour émission par des antennes correspondantes. Du côté récepteur, une pluralité d'antennes de réception est prévue, un déphasage correspondant étant appliqué au signal reçu par chaque antenne. Ensuite, après une démodulation par un mélange avec le signal de fréquence porteuse en quadrature, les composantes en quadrature d'origine peuvent être récupérées. On rencontre des difficultés pour la mise en oeuvre de tels circuits d'émission et de réception QSK ou PSK. En particulier, alors qu'il serait souhaitable de prévoir un système permettant de grandes largeurs de bande, on rencontre des difficultés pour contrôler avec précision les amplitudes des signaux émis, qui peuvent facilement être distordus par les déphaseurs à des fréquences élevées du signal de modulation. En outre, il est difficile de contrôler avec précision la variation de phase ou la variation du délai de groupe dans toute la largeur de la bande de fréquences, en particulier aux fréquences élevées.

Résume de l'invention Un objet de modes de réalisation de la présente invention est de résoudre partiellement une ou plusieurs difficultés de l'art antérieur. Selon un aspect de la présente invention, on prévoit un circuit de déphasage pour déphaser au moins l'une d'une première et d'une deuxième composante en quadrature d'un signal de données, le circuit comprenant : un premier déphaseur adapté pour déphaser, d'un premier angle de phase, la première composante en quadrature en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature. Selon un mode de réalisation, le circuit de déphasage comprend en outre un deuxième déphaseur adapté pour déphaser, du premier angle de déphasage, la deuxième composante en quadrature en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature.

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3 Selon un autre mode de réalisation, chacun des premier et deuxième déphaseurs comporte au moins un transistor pour convertir chacune des première et deuxième composantes en quadrature en un signal de courant, et au moins une résistance pour ajuster chaque signal de courant pour appliquer ladite pondération. Selon un autre mode de réalisation, le premier déphaseur est adapté pour appliquer une pondération de cos(p à la première composante en quadrature et une pondération de -sin(p à la deuxième composante en quadrature, et le deuxième déphaseur est adapté pour appliquer une pondération de sin(p à la première composante en quadrature et une pondération de cos(p à la deuxième composante en quadrature, (p étant le premier angle de phase.

Selon un autre mode de réalisation, chacune des première et deuxième composantes en quadrature est un signal différentiel comprenant des première et deuxième composantes différentielles, et chacune des première et deuxième composantes en quadrature déphasées comprend des première et deuxième compo- santes différentielles générées sur la base des formules suivantes : 'out+= Iin+-cos(p + Qin_.sin(P ; 'out-= lin-.cos(p + Qin+. sin(P ; Qout+= Qin+. cos(P + Iin+- sin(P et Qout-= Qin- - cos(P + Iin-. sin(P . Selon un autre mode de réalisation, le circuit déphaseur comprend en outre : un troisième déphaseur adapté pour déphaser, d'un deuxième angle de phase, la première composante en quadrature en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature ; et un quatrième déphaseur adapté pour déphaser, du deuxième angle de phase, la deuxième composante en quadrature en ajoutant entre elles des versions pondérées des premières et deuxièmes composantes en quadrature. Selon un autre mode de réalisation, chacune des première et deuxième composantes en quadrature est un signal différentiel comprenant des première et deuxième composantes B10428 - 10-GR1-099

4 différentielles, et chacun des premier et deuxième déphaseurs comprend : des première, deuxième, troisième et quatrième branches de courant comprenant respectivement des premier, deuxième, troisième et quatrième transistors, chacun étant couplé entre un noeud intermédiaire et une source de courant correspondante, et les premier et deuxième transistors étant respectivement commandés par les première et deuxième composantes différentielles de la première composante en quadrature, les troisième et quatrième transistors étant respectivement commandés par les première et deuxième composantes différentielles de la deuxième composante en quadrature ; une première résistance couplée entre les première et deuxième branches ; et une deuxième résistance couplée entre les troisième et quatrième branches, les valeurs de résistance des première et deuxième résistances déterminant les valeurs de pondération appliquées aux première et deuxième composantes en quadrature, respectivement. Selon un autre mode de réalisation, les première et deuxième résistances sont des résistances variables contrôlables 20 par un signal de commande. Selon un autre mode de réalisation, les première et deuxième résistances du premier déphaseur ont des résistances de Rcos(p et Rsin(p respectivement, et les première et deuxième résistances du deuxième déphaseur ont des résistances de Rsin(p 25 et Rcos(p respectivement, R étant une constante. Selon un autre mode de réalisation, les première et deuxième composantes en quadrature représentent des données modulées par déplacement de phase ou déplacement d'amplitude. Selon un autre mode de réalisation, les premières et 30 deuxièmes composantes en quadrature représentent des données modulées par déplacement de phase en quadrature (QPSK). Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit un circuit d'émission RF comprenant : les circuits de déphasage susmentionnés ; un premier mélangeur adapté pour multiplier la 35 première composante en quadrature déphasée par un premier signal B10428 - 10-GR1-099

de fréquence porteuse ; un deuxième mélangeur adapté pour multiplier la deuxième composante en quadrature déphasée par un deuxième signal de fréquence porteuse, les sorties des premier et deuxième mélangeurs étant additionnées pour fournir un 5 premier signal déphasé ; et une antenne adaptée pour émettre le premier signal déphasé. Selon un mode de réalisation, le circuit d'émission RF comprend les premier et deuxième déphaseurs susmentionnés, le premier mélangeur étant couplé entre une tension d'alimentation et des première, deuxième, troisième et quatrième branches de courant du premier déphaseur, et le deuxième mélangeur étant couplé entre ladite tension d'alimentation et les première, deuxième, troisième et quatrième branches de courant du deuxième déphaseur.

Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un circuit de réception RF comprenant : les circuits de déphasage susmentionnés ; une antenne adaptée pour recevoir un premier signal d'entrée ; un premier mélangeur adapté pour multiplier le premier signal d'entrée par un premier signal de fréquence porteuse pour générer la première composante en quadrature ; un deuxième mélangeur adapté pour multiplier le deuxième signal d'entrée par un deuxième signal de fréquence porteuse pour générer la deuxième composante en quadrature. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un procédé de déphasage d'au moins l'une d'une première et d'une deuxième composante en quadrature d'un signal de données, le procédé comprenant l'étape suivante : déphaser, d'un premier angle de phase, la première composante en quadrature en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature. Brève description des dessins Ces objets, 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 : B10428 - 10-GR1-099

6 la figure lA illustre un circuit d'émission selon un mode de réalisation de la présente invention ; les figures 1B et 1C sont des diagrammes de constellation illustrant des exemples de codage par déplacement de phase qui peuvent être utilisés dans le mode de réalisation de la figure 1A ; la figure 2A illustre plus en détail un déphaseur du circuit de la figure lA dans le cas où les signaux d'entrée sont non différentiels ; la figure 2B illustre plus en détail un déphaseur du circuit de la figure lA dans le cas où les signaux d'entrée sont différentiels ; la figure 3 est un diagramme de constellation illustrant la phase des signaux d'entrée initiaux et des signaux déphasés du circuit de la figure 1A selon un mode de réalisation de la présente invention ; les figures 4A et 4B illustrent plus en détail des mises en oeuvre différentielles de circuits combinés de déphasage et de mélange du circuit de la figure 1A selon des modes de réalisation de la présente invention ; la figure 4C illustre plus en détail un bloc de résistance variable du circuit de déphasage et de mélange des figures 4A et 4B selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 4D illustre des circuits de commutation selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 5 illustre plus en détail une mise en oeuvre non différentielle du circuit combiné de déphasage et de mélange de la figure lA selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 6 illustre un circuit de réception selon un mode de réalisation de la présente invention ; les figures 7A et 7B illustrent plus en détail des mises en oeuvre différentielles d'un circuit de déphasage du B10428 - 10-GR1-099

7 circuit de réception de la figure 6 selon des modes de réalisation de la présente invention ; et la figure 8 illustre un dispositif comprenant une pluralité d'antennes selon un mode de réalisation de la présente 5 invention. Description détaillée des modes de réalisation de l'invention Dans la suite, seules les caractéristiques utiles pour la compréhension de l'invention seront décrites en détail. En particulier, les systèmes qui pourraient inclure le déphaseur de 10 la présente invention n'ont pas été décrits en détail, les modes de réalisation décrits ici pouvant s'appliquer à une large gamme de systèmes dans lesquels des signaux en quadrature sont reçus et/ou émis. Cela inclut des systèmes utilisant toutes formes de modulation vectorielle. En outre, bien que dans la suite on 15 décrive un déphaseur dans le cas particulier d'un déphasage des deux composantes I et Q pour plusieurs signaux, l'homme de l'art notera que dans certaines applications on pourrait utiliser un tel déphaseur pour déphaser seulement l'une des composantes I et Q d'un signal unique. 20 En outre, dans la suite, le terme "composantes en quadrature" sera utilisé pour désigner une paire de formes d'onde, par exemple des sinusoïdes, qui sont déphasées de 90°. Par exemple, la composante "Q" est en arrière de 90° par rapport à la composante "I", bien que l'opposé puisse être vrai. En 25 outre, ces composantes en quadrature modulent au moins un signal de données, par exemple sur la base d'un processus de modulation à déplacement d'amplitude (ASK) ou à déplacement de phase (PSK). Le terme "déplacement de phase en quadrature" (QPSK) désigne un processus de modulation qui non seulement génère des 30 composantes en quadrature, mais aussi dans lequel les composantes en quadrature représentent un signal de données modulé sur la base de quatre valeurs de phase. La figure lA illustre un circuit d'émission 100 pour l'émission de composantes en quadrature, et en particulier de 35 composantes I et Q, Iin et Qin, reçues sur des lignes d'entrée B10428 - 10-GR1-099

8 102 et 104 respectivement. Par exemple, les signaux Iin et Qin sont générés par un circuit de modulation PSK ou ASK (non représenté), bien que dans des variantes, elles puissent être fournies par d'autres types de circuit.

Le signal de chaque ligne d'entrée 102 et 104 est filtré par un filtre passe-bas respectif 106 et 108, avant d'être fourni à chacun de deux modules combinés de déphasage et de mélange 110 et 112. Le module 110 comprend un circuit de déphasage 110A et un circuit de mélange 110B. Le circuit de déphasage 110A comprend des déphaseurs 114 et 116, chacun recevant les deux signaux d'entrée Iin et Qin, et chacun introduisant un déphasage 91. En particulier, le déphaseur 114 génère un signal déphasé Ioutl, qui correspond à la composante en quadrature Iin avec un retard de phase de 91, tandis que le déphaseur 116 génère un signal déphasé Qouti' qui correspond à la composante en quadrature Qin avec un retard de phase cpl. Les signaux Ioutl et Qout1 sont fournis au circuit mélangeur 110B, et en particulier à des mélangeurs 118 et 120 respectivement. Les mélangeurs 118 et 120 multiplient les signaux Ioutl et Qouti par des fréquences porteuses respectives LOi et LOq fournies par un synthétiseur de fréquence (FREQ SYNTH) 119 pour générer des signaux fout' et Q'outi à la sortie du module 110. Les signaux fout' et Q'out1 sont ajoutés entre eux et fournis à l'entrée d'un amplificateur 122, qui génère un signal Sout1 pour émission sur une antenne 123 d'un réseau d'antennes. De façon similaire, le module 112 comprend un circuit de déphasage 112A et un circuit de mélange 112B. Le circuit de déphasage comprend des déphaseurs 124 et 126, chacun recevant les signaux Iin et Qin, et chacun introduisant un déphasage 92. En particulier, le déphaseur 124 génère un signal déphasé Iout2, qui correspond au signal Iin avec un retard de phase de 'v2, tandis que le déphaseur 126 génère un signal déphasé Qout2' qui correspond au signal Qin avec un retard de phase de 92. Les signaux Iout2 et Qout2 sont fournis à des mélangeurs 128 et 130 B10428 - 10-GR1-099

9 respectivement, qui multiplient ces signaux par les fréquences porteuses LOi et LOq respectivement pour générer les signaux I'out2 et Q'out2 à la sortie du module 112. Les signaux I'out2 et Q'out2 sont ajoutés entre eux et fournis à l'entrée d'un amplificateur 132, qui génère un signal Sout2 pour émission sur une antenne 133 d'un réseau d'antennes. Ainsi, Sout2 est déphasé par rapport à Souti de P2-y1 Le réseau d'antennes comprend par exemple deux antennes. A titre de variante, le réseau d'antennes pourrait comprendre N antennes, N étant par exemple compris entre 2 et plusieurs centaines, chaque antenne n, pour n compris entre 1 et N, recevant par l'intermédiaire d'un amplificateur correspondant un signal Sn généré par un module combiné de déphasage et de mélange correspondant qui introduit un déphasage (Pn correspondant. L'angle de phase 91 introduit par les déphaseurs 114, 116, l'angle de phase q)2 introduit par les déphaseurs 124, 126 et plus généralement l'angle de phase cpn, vont dépendre de l'application particulière. Dans un exemple, 9P2_29P1 et de façon plus générale 'Pn=nyl. Cependant, cela n'est qu'un exemple et dans des variantes de réalisation il pourrait y avoir une progression non linéaire dans le déphasage pour chaque antenne, par exemple pour assurer une réjection de lobes du deuxième ordre.

La figure 1B est un diagramme de constellation illustrant, dans le plan d'Argand, un exemple de processus de modulation PSK correspondant à QPSK (déplacement de phase en quadrature) pour générer les composantes en quadrature Iin et Qin de la figure 1A, sur la base des composantes en quadrature I et Q représentées sur l'axe x et l'axe y respectivement. Dans cet exemple, les bits "11" sont codés par des versions en phase de I et Q, les bits "10" sont codés par une version en phase de I et une version de Q déphasée de 180 degrés, les bits "00" sont codés par des versions de I et Q toutes deux déphasées de 180 degrés, et les bits "01" sont codés B10428 - 10-GR1-099

10 par une version de I déphasée de 180 degrés et une version en phase de Q. Les quatre points de constellation codant ces quatre valeurs de 2 bits tombent sur un cercle, ce qui implique que les amplitudes des valeurs I et Q restent constantes.

La figure 1C est un diagramme de constellation illustrant, dans le plan d'Argand, un autre exemple de processus de modulation PSK correspondant à 8-PSK. Dans cet exemple, en plus des quatre points de constellation de la modulation QPSK, quatre points supplémentaires sont ajoutés à des angles de 45°, 135°, 225° et 315° par rapport au signal I, de sorte que l'on peut coder 3 bits de données. L'homme de l'art notera que les modes de réalisation décrits ici pourraient être appliqués à une large gamme de processus de modulation, comprenant mais sans être limités à cela, 4-QAM, 8-QAM, 16-QAM, 32-QAM, 64-QAM, QPSK, 8-PSK, PSK différentiel, et PSK à décalage. La figure 2A illustre plus en détail le déphaseur 114 de la figure 1A, selon un exemple dans lequel les composantes en quadrature lin et Qin sont toutes deux non différentielles. Les déphaseurs 116, 124 et 126 ont par exemple la même structure. Le déphaseur 114 comprend des premier et deuxième amplificateurs variables 202 et 204, qui appliquent des pondérations aux signaux d'entrée Iin et Qin respectivement. Les sorties des amplificateurs 202 et 204 sont fournis à des entrées respectives d'un additionneur 206, qui combine ces signaux pour fournir le signal de sortie Ioutl- La figure 2B illustre plus en détail le déphaseur 114 de la figure 1A, selon un autre exemple dans lequel les composantes en quadrature Iin et Qin sont toutes deux différentielles, comprenant les composantes différentielles Iin+, lin- et Qin+, Qin- respectivement. Les déphaseurs 116, 124 et 126 ont par exemple la même structure. Le circuit est simi- laire à celui de la figure 2A, excepté que les amplificateurs 202 et 204 de la figure 2A sont remplacés par des amplificateurs différentiels 212 et 214 respectivement. En outre, l'addition- B10428 - 10-GR1-099

11 neur 206 de la figure 2A est remplacé dans la figure 2B par un additionneur 216, qui ajoute les signaux pondérés Iin+ et Qin+ pour générer la sortie Ioutl+ et les signaux pondérés Iin_ et Qin- pour générer le signal de sortie Ioutl La figure 3 est un diagramme de constellation illustrant, dans le plan d'Argant, des signaux du circuit de déphasage 110A et 112A de la figure 1A, selon un exemple dans lequel les composantes en quadrature sont différentielles, et les déphasages 91 et 92 sont tous deux inférieurs à 90°. Les composantes différentielles Iin+ et Iin_ de la composante en quadrature Iin sont représentées par des flèches sur l'axe x, tandis que les composantes différentielles Qin+ et Qin_ de la composante en quadrature Qin sont représentées par des flèches sur l'axe y. Des flèches en trait alterné représentent ces signaux déphasés, en d'autres termes retardés dans le domaine temporel, d'un angle 91, tandis que les flèches en trait pointillé représentent ces signaux déphasés, en d'autres termes retardés dans le domaine temporel, d'un angle 92. Comme cela est représenté par le cercle passant par les pointes de ces flèches, les amplitudes des signaux restent constantes après le déphasage. Dans des variantes de réalisation, les valeurs de 91 et 92 pourraient être supérieures à 90°, par exemple allant jusqu'à 360°.

Les déphaseurs 114 et 116 déphasent chacune des compo- santes différentielles Iin+, Iin Qin+ et Qin_ dans le sens anti-horaire dans le plan d'Argand d'un angle 91, et d'après le schéma de la figure 3, il apparaît que cela peut être obtenu en effectuant les calculs suivants : Ioutl+- Iin+-cos91 + Qin_.sin(p1 Ioutl-- Iin-.cos(P1 + Qin+.sin91 Qout1+- Qin+-cos(P1 + Iin+-sin91 Qout1-- Qin-.cos(p1 + Iin_Ssin(p1 De façon similaire, les déphaseurs 124 et 126 déphasent chacune 35 des composantes différentielles Iin+, Iin Qin+ et Qin_ dans le B10428 - 10-GR1-099

12 sens anti-horaire dans le plan d'Argand d'un angle 92, en réalisant les calculs suivants : Iout2+- Iin+.cos(P2 + Qin-.sin92 Iout2-- lin-.cos(P2 + Qin+-sin92 Qout2+- Qin+-cos(P2 + Iin+-sin92 Qout2-- Qin- -cos(P2 + lin- sin(P2 Ainsi, en général, pour appliquer un déphasage de (P, on peut déterminer que : 'out- lin-cos(P - Qin.sin(P et Qout= Qin. cos(P + Iin. sin(P Ainsi, en faisant encore référence aux figures 1A, 2A et 2B, l'amplificateur 202 ou 212 des déphaseurs 114 et 124 applique par exemple une pondération de coscp, tandis que l'amplificateur 204 ou 214 des déphaseurs 114 et 124 applique par exemple une 15 pondération de -sincp. L'amplificateur 202 ou 212 des déphaseurs 116 et 126 applique par exemple une pondération de coscp, tandis que l'amplificateur 204 ou 212 des déphaseurs 116 et 126 applique par exemple une pondération de sincp. L'homme de l'art notera que les modules combinés 110 20 et 112 de déphasage et de mélange de la figure lA pourraient être mis en oeuvre de diverses façons. Une mise en oeuvre différentielle présentant certains avantages particuliers va maintenant être décrite en référence aux figures 4A à 4D. Les figures 4A et 4B illustrent plus en détail et 25 respectivement les modules combinés 110 et 112 de mélange et de déphasage de la figure 1A selon un exemple. Le circuit de déphasage 110A comprend une branche de courant 402 comprenant un transistor 402A et une source de courant 402B couplés en série entre un noeud intermédiaire 403 30 et une tension de masse, une branche de courant 404 comprenant un transistor 404A et une source de courant 404B couplés en série entre le noeud intermédiaire 403 et la tension de masse, une branche de courant 406 comprenant un transistor 406A et une source de courant 406B couplés en série entre un noeud 35 intermédiaire 407 et la tension de masse, et une branche de 10 B10428 - 10-GR1-099

13 courant 408 comprenant un transistor 408A et une source de courant 408B couplés en série entre le noeud intermédiaire 407 et la tension de masse. Les sources de courant 402B à 408B fournissent toutes, par exemple, un courant égal. Les transistors 402A, 404A, 406A et 408A sont par exemple des transistors bipolaires de type N recevant sur leurs bornes de commande les composantes différentielles Iin+, Qin-, Qin+ et Iin_ respectivement, et les transistors 402A et 404A ont leurs collecteurs couplés au noeud intermédiaire 403, tandis que les transistors 406A et 408A ont leurs collecteurs couplés au noeud intermédiaire 407. Les émetteurs des transistors 402A et 408A sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'une résistance variable 410 ayant une résistance Ra, tandis que les émetteurs des transistors 404A et 406A sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'une résistance variable 411 ayant une résistance Rb. Le circuit mélangeur 110B comprend deux transistors 412 et 414, dans cet exemple des transistors bipolaires, ayant leurs émetteurs reliés entre eux et couplés au noeud intermédiaire 403, et deux transistors 416 et 418, dans cet exemple aussi des transistors bipolaires, ayant leurs émetteurs couplés entre eux et au noeud intermédiaire 407. Les transistors 412 à 418 ont leurs bornes de commande couplées pour recevoir des composantes différentielles LOi+, LOi_, LOi_ et Loi+ respectivement, du signal de fréquence porteuse LOi. Les collecteurs des transistors 412 et 416 sont couplés à un noeud de sortie 420, qui est lui-même couplé à une tension d'alimentation VDD par l'intermédiaire d'une résistance 422. Les collecteurs des transistors 414 et 418 sont couplés à un noeud de sortie 424, qui lui-même est couplé à une tension d'alimentation VDD par l'intermédiaire d'une résistance 426. Les noeuds de sortie 420 et 424 fournissent respectivement les composantes différentielles I'out1+ et I'outl- de la composante de sortie en quadrature I'outl- B10428 - 10-GR1-099

14 Les résistances Ra et Rb des résistances 410 et 411 ont pour effet de réduire le différentiel entre les signaux correspondants, et ainsi d'appliquer des pondérations aux signaux Iin et Qin respectivement. Dans un exemple, Ra=Rcos(P et Rb=Rsintp, R étant une valeur de résistance constante, par exemple comprise entre plusieurs dizaines et plusieurs milliers d'ohms. En prévoyant pour ces résistances des résistances variables, on peut ajuster leurs valeurs de résistance. A titre de variante, on peut aussi utiliser des résistances fixes.

Comme cela est illustré en figure 4B, le module combiné 112 de déphasage et de mélange est très similaire au module 110, et des éléments similaires portent les mêmes références et on ne va pas les décrire de nouveau ici. La différence dans le circuit de la figure 4B est que, dans le circuit de déphasage 112A, le transistor 404A de la branche de courant 404 reçoit sur sa borne de commande le signal Qin+- tandis que le transistor 406 de la branche de courant 406 reçoit sur sa borne de commande le signal Qin-. En outre, la résistance 410 a une résistance Rc, tandis que la résistance 411 a une résistance Rd, Rc étant par exemple égale à Rsinp, et Rd étant par exemple égale à Rcosp, R étant une valeur de résistance constante, par exemple comprise entre plusieurs dizaines et plusieurs milliers d'ohms. Comme précédemment, en prévoyant pour ces résistances des résistances variables, on peut ajuster leurs valeurs. A titre de variante, on peut aussi utiliser des résistances fixes. En outre, dans le circuit mélangeur 112B les collecteurs des transistors 412 et 414 sont couplés au noeud 420, et les collecteurs des transistors 416 et 418 sont couplés au noeud 424. Les noeuds 420 et 434 fournissent respectivement les signaux de sortie Qout- et Qout+ du signal de sortie Qouti. Aussi, les transistors 412, 414, 416 et 418 reçoivent sur leurs bornes de commande les composantes différentielles LOq+, LOq-LOq_ et LOq+ respectivement du signal de fréquence porteuse LOq.

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15 La figure 4C illustre plus en détail un exemple de réalisation des résistances variables 410 et/ou 411 des figures 4A et 4B. Des résistances fixes 452, 454 et 456 sont couplées en parallèle à un noeud 458 par l'intermédiaire de transistors respectifs 460, 462 et 464, et à un noeud 466 par l'intermédiaire de transistors respectifs 468, 470 et 472. Les résistances 452 à 456 ont par exemple des résistances r, 2r et 4r respectivement, de sorte qu'en activant sélectivement les transistors de chaque côté de chaque résistance, on peut sélec- tionner une résistance combinée de r, 2r, 4r, 2r2/3r, 4r2/5r ou 8r2/6r, r étant par exemple de l'ordre de quelques centaines d'ohms. Des résistances supplémentaires peuvent être prévues en parallèle sur les résistances 452 à 456, et des valeurs de résistances différentes seraient possibles, comme des valeurs r, 10r et 100r pour les résistances 452 à 456 etc. En référence de nouveau à la figure 3, les circuits des figures 4A et 4B sont adaptés pour fournir un déphasage cp compris entre 0 et 90°. Pour obtenir un déphasage compris entre 90° et 180°, il suffit d'inverser les signaux lin+ et Qin+, et Iin_ et Qin_, au niveau des entrées des transistors 402A, 404A, 406A et 408A. Un circuit peut être prévu pour permettre une sélection entre un déphasage 0-90°, un déphasage 90°-180°, un déphasage 180°-270° et un déphasage 270°-360°, comme on va le décrire maintenant en référence à la figure 4D.

La figure 4D illustre des circuits de commutation 480 et 482 qui peuvent être ajoutés au niveau des entrées des transistors 404A et 406A respectivement dans les figures 4A et 4B. A la place ou en plus, on peut ajouter un circuit similaire sur les entrées des transistors 402A et 408A des figures 4A et 4B. Chaque circuit 480, 482 comprend un multiplexeur à quatre entrées 484 recevant sur ses entrées les signaux lin+, lin-' Qin+ et Qin-. Une entrée de commande 486 de chaque multi- plexeur permet à l'un de ces signaux d'entrée I ou Q d'être sélectionné par chaque multiplexeur, afin de commuter entre un B10428 - 10-GR1-099

16 déphasage compris entre 0 et 90°, 90° et 180°, 180° et 270°, ou 270° et 360°. Un exemple de mise en oeuvre non différentielle des modules combinés de mélange et de déphasage 110 et/ou 112 va 5 maintenant être décrit en référence à la figure 5. La figure 5 illustre le circuit de déphasage 110A/112A, qui comprend une branche 502 comprenant un transistor bipolaire 502A et une source de courant 502B couplés en série entre un noeud intermédiaire 503 et la masse, et une branche 504 10 comprenant un transistor bipolaire 504A et une source de courant 504B couplés en série entre le noeud intermédiaire 503 et la masse. En outre, une résistance variable 502C de résistance Ra est couplée en parallèle avec la source de courant 502B, tandis qu'une résistance variable 504C de résistance Rb est couplée en 15 parallèle avec la source de courant 504B. Le transistor 502A reçoit sur sa borne de commande le signal d'entrée Iin, tandis que le transistor 504A reçoit sur sa borne de colm ande le signal d'entrée Qin. Le circuit mélangeur 110B comprend un transistor bipolaire 506 couplé en série avec une résistance 508 entre la 20 tension d'alimentation VDD et le noeud intermédiaire 503. Un noeud 510 entre le transistor 506 et la résistance 508 fournit un signal de sortie Sout, correspondant à la combinaison de Iin et Qin sur la base du rapport entre les résistances Ra et Rb. Le transistor 506 reçoit sur sa borne de commande un signal de 25 fréquence porteuse LO, qui pourrait être le signal LOi ou LOq, en fonction de la mise en oeuvre du circuit 110 ou du circuit 112. Les résistances variables 502C et 504C jouent un rôle similaire à celui des résistances 410 et 412 des figures 4A et 30 4B, permettant des pondérations, sur la base des valeurs Ra et Rb, à appliquer au courant passant dans les branches 502 et 504. Le circuit 100 de la figure 1A correspond au côté d'émission d'un système de communication. Le circuit de déphasage des figures 2A et 2B peut également être appliqué au côté B10428 - 10-GR1-099

17 de réception d'un système de communication, comme on va maintenant le décrire en référence à la figure 6. La figure 6 illustre un circuit de réception 600 comprenant deux antennes 602, 604, qui reçoivent des signaux Sinl et Sin2 respectivement. L'antenne 602 est couplée à un module combiné de déphasage et de mélange 605, qui n'est pas exactement le même que le module 110 de la figure 1A, en ce que le mélange est réalisé avant le déphasage. Ainsi, le signal Sint est d'abord fourni à un circuit mélangeur 605A du module 605, et en particulier à chacun de deux mélangeurs 606 et 608, qui multiplient le signal d'entrée Sin], par les signaux de fréquence porteuse LOi and LOq respectivement, pour générer des signaux d'entrées respectifs Iinl et Qin1- De façon similaire, l'antenne 604 est couplée à un module combiné de déphasage et de mélange 609, et en particulier à chacun de deux mélangeurs 610 et 612 d'un circuit mélangeur 609A, qui multiplient le signal d'entrée Sin2 par les signaux de fréquence porteuse LOi et LOq respectivement, pour générer des signaux d'entrée respectifs Iin2 et Qin2- Les deux signaux Iin1 et Qinl sont fournis à chacun de deux déphaseurs 616 et 618 du circuit de déphasage 605B, tandis que les deux signaux Iin2 and Qin2 sont fournis à chacun de deux déphaseurs 620 et 622 du circuit de déphasage 609B. Les circuits de déphasage 605B et 609B sont par exemple identiques au circuit de la figure 2A dans le cas de signaux non différentiels, ou 2B dans le cas de signaux différentiels. Comme cela est illustré, les sorties Iout1 et Iout2 des déphaseurs 616 et 620 sont par exemple additionnés en couplant les lignes entre elles pour générer une composante de sortie en quadrature Iout' tandis que les sorties Qoutl et Qout2 des déphaseurs 618 et 622 sont par exemple additionnés en couplant les lignes entre elles pour générer une composante de sortie en quadrature Qout- B10428 - 10-GR1-099

18 Un exemple de la mise en oeuvre des circuits de déphasage 616 et 618 va maintenant être décrit en référence aux figures 7A et 7B. La figure 7A illustre le circuit de déphasage 616, dont la mise en oeuvre est similaire à celle du circuit combiné de mélange et de déphasage 110 de la figure 4A, et de mêmes éléments portent de mêmes références. Cependant, dans le circuit 616 de la figure 7A, le circuit de mélange a été supprimé, et est par exemple mis en oeuvre séparément. En particulier, les transistors 412 à 418 sont supprimés, et ainsi les noeuds 420 et 403 sont fusionnés pour former un noeud de signal 420, et les noeuds 424 et 407 sont fusionnés pour former un noeud de signal 424. Les signaux d'entrée vers les transistors 402A, 404A, 406A et 408A sont les signaux différentiels Iinl+, Qini_, Qinl+ et Iinl- respectivement, fournis par les mélangeurs 606 et 608. La figure 7B illustre le circuit de déphasage 618, dont la mise en oeuvre est similaire à celle du circuit combiné de mélange et de déphasage 112 de la figure 4B, et de mêmes éléments portent de mêmes références. Cependant, dans le circuit 618 de la figure 7B, comme avec le circuit de la figure 7A, le circuit de mélange a été supprimé, et est par exemple mis en oeuvre séparément. Les signaux d'entrée vers les transistors 402A, 404A, 406A et 408A sont les signaux différentiels Iinl+, Qinl+, Qini- et Ifni- respectivement, fournis par les mélangeurs 606 et 608. Comme dans les circuits des figures 4A et 4B, les circuits 480 et 482 de la figure 4D peuvent être utilisés dans les figures 7A et 7B au niveau des bornes de commande des transistors 402A à 408A pour sélectionner un déphasage compris entre 0 et 90°, 90° et 180°, 180° et 270° ou bien 270° et 360°. La figure 8 illustre un dispositif 800 d'un système de communications pour émettre et/ou recevoir un signal en quadrature par l'intermédiaire de plusieurs antennes 802, 804, bien que des antennes supplémentaires puissent être prévues. Le dispositif 800 comprend un bloc de réception/émission 806 couplé B10428 - 10-GR1-099

19 aux antennes, qui comprend par exemple le circuit d'émission 100 de la figure 1, et/ou le circuit de réception 600 de la figure 6. En outre, le dispositif 800 comprend un circuit de traitement 808, qui génère par exemple les composantes en quadrature à émettre par l'antenne, et/ou traite les signaux en quadrature reçus. Le dispositif 800 est par exemple un téléphone mobile ou une station de base, une interface de réseau local (LAN) sans fil, un émetteur/récepteur radar ou un autre dispositif d'émission/réception sans fil ayant plusieurs antennes. Un avantage des modes de réalisation décrits ici est que, en réalisant un déphasage d'une composante en quadrature en ajoutant des valeurs pondérées de chaque composante en quadrature, le déphasage peut être réalisé avec précision, en particulier il permet un contrôle relativement précis des amplitudes des signaux dans une grande plage de fréquences. En outre, il est possible de contrôler avec précision la variation de phase et la variation du délai de groupe dans toute la largeur de la bande de fréquences.

En outre, le fait d'utiliser des résistances pour déterminer les pondérations permet un contrôle d'amplitude particulièrement précis, et en faisant en sorte que ces résistances soient variables, on peut obtenir une correction de déséquilibre d'amplitude et de phase.

Les circuits combinés de déphasage et de mélange des figures 4A et 4B procurent les avantages supplémentaires de mettre en oeuvre les déphaseurs dans le circuit de mélange de manière simple par l'ajout de très peu de transistors. Avec la description d'au moins un mode de réalisation illustratif de l'invention, divers changements, diverses modifications et améliorations apparaîtront facilement à l'homme de l'art. Par exemple, les figures 4A, 4B, 5, 7A et 7B ne sont que des exemples de mise en oeuvre, et il apparaîtra à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être appliquées. Par B10428 - 10-GR1-099 20 exemple, alors que les résistances 410 et 411 des figures 4A, 4B, 7A et 7B, ou les résistances 502C, 504C de la figure 5 pourraient être mises en oeuvre sous forme de résistances ohmiques fixes ou variable, dans une variante, on pourrait utiliser des sources de courant fixes ou variables. En outre, l'homme de l'art notera que bien que les circuits de la figure 4D permettent de sélectionner l'une quelconque des composantes différentielles I et Q en entrée de chaque transistor, à titre de variante, en fonction de l'appli- cation particulière du déphaseur, les multiplexeurs à quatre entrées 484 pourraient être remplacés par des multiplexeurs à trois entrées ou à deux entrées, ce qui permettait de sélectionner seulement certains des groupes de phase. En outre, les modes de réalisation décrits ici 15 pourraient être appliqués à une large gamme de techniques de modulation PSK ou ASK. L'homme de l'art notera que la tension de masse décrite ici pourrait être 0 V ou tout autre niveau de tension d'alimentation VSS-

Claims

REVENDICATIONS1. Circuit de déphasage pour déphaser au moins l'une d'une première et d'une deuxième composante en quadrature (lin, Qin) d'un signal de données, le circuit comprenant : un premier déphaseur (114, 124) adapté pour déphaser, d'un premier angle de phase (CP1, (P2), la première composante en quadrature (lin, Qin) en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature.
2. Circuit de déphasage selon la revendication 1, comprenant en outre : un deuxième déphaseur (116, 126) adapté pour déphaser, du premier angle de phase, la deuxième composante en quadrature (Qin, lin) en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature.
3. Circuit de déphasage selon la revendication 2, dans lequel chacun des premier et deuxième déphaseurs comporte au moins un transistor (402A à 408A) pour convertir chacune des première et deuxième composantes en quadrature en un signal de courant, et au moins une résistance (410, 411) pour ajuster chaque signal de courant pour appliquer ladite pondération.
4. Circuit de déphasage selon la revendication 2 ou 3, dans lequel le premier déphaseur est adapté pour appliquer une pondération de cos(p à la première composante en quadrature et une pondération de -sin(p à la deuxième composante en quadrature, et le deuxième déphaseur est adapté pour appliquer une pondération de sin(p à la première composante en quadrature et une pondération de cos(p à la deuxième composante en quadrature, Cp étant le premier angle de phase.
5. Circuit de déphasage selon la revendication 4, dans lequel chacune des première et deuxième composantes en quadrature est un signal différentiel comprenant des première et deuxième composantes différentielles (lin+, lin Qin+- Qin-)' et dans lequel chacune des première et deuxième composantes en quadrature déphasées comprend des première et deuxièmeB10428 - 10-GR1-099 22 composantes différentielles (fout+, Iout' Qout+, Qout-) générées sur la base des formules suivantes : fout+= Iin+ -cos(P + Qin- sin(P Tout-= lin--cos(P + Qin+ - sin(P Qout+= Qin+ - cos(P + Iin+-sin(P Qout-= Qin- - cos(P + Iin_. sin().
6. Circuit de déphasage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, comprenant en outre : un troisième déphaseur (124, 114) adapté pour déphaser, d'un deuxième angle de phase ((P2, (P1), la première composante en quadrature (Iin) en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature ; et un quatrième déphaseur (126, 116) adapté pour déphaser, du deuxième angle de phase, la deuxième composante en quadrature (Qin) en ajoutant entre elles des versions pondérées des premières et deuxièmes composantes en quadrature.
7. Circuit de déphasage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel chacune des première et deuxième composantes en quadrature est un signal différentiel comprenant des première et deuxième composantes différentielles (Iin+, Iin-' Qin+, Qin-), et chacun des premier et deuxième déphaseurs comprend : des première, deuxième, troisième et quatrième branches de courant comprenant respectivement des premier, deuxième, troisième et quatrième transistors, chacun étant couplé entre un noeud intermédiaire (403, 407) et une source de courant correspondante (402B, 404B, 406B, 408B), et les premier et deuxième transistors étant respectivement commandés par les première et deuxième composantes différentielles (Iin+, lin...) de la première composante en quadrature, les troisième et quatrième transistors étant respectivement commandés par les première et deuxième composantes différentielles (Qin+, Qin-) de la deuxième composante en quadrature ;B10428 - 10-GR1-099 23 une première résistance (410) couplée entre les première et deuxième branches ; et une deuxième résistance (411) couplée entre les troisième et quatrième branches, les valeurs de résistance (Ra, Rb, Rc, Rd), des première et deuxième résistances déterminant les valeurs de pondération appliquées aux première et deuxième composantes en quadrature, respectivement.
8. Circuit de déphasage selon la revendication 7, dans lequel les première et deuxième résistances sont des résistances 10 variables contrôlables par un signal de commande.
9. Circuit de déphasage selon la revendication 7 ou 8, dans lequel les première et deuxième résistances du premier déphaseur ont des résistances de Rcos(p et Rsin(p respectivement, et les première et deuxième résistances du deuxième déphaseur 15 ont des résistances de Rsin(p et Rcos(p respectivement, R étant une constante.
10. Circuit de déphasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les première et deuxième composantes en quadrature représentent des données modulées par 20 déplacement de phase (PSK) ou déplacement d'amplitude (ASK).
11. Circuit de déphasage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel les premières et deuxièmes composantes en quadrature représentent des données modulées par déplacement de phase en quadrature (QPSK). 25
12. Circuit d'émission RF comprenant : le circuit de déphasage de l'une quelconque des revendications 2 à 9 ; un premier mélangeur (118) adapté pour multiplier la première composante en quadrature déphasée (fout) par un 30 premier signal de fréquence porteuse (LOi); un deuxième mélangeur (120) adapté pour multiplier la deuxième composante en quadrature déphasée (Q'out) par un deuxième signal de fréquence porteuse (LOq), les sorties des premier et deuxième mélangeurs étant additionnées pour fournir 35 un premier signal déphasé (S1); etB10428 - 10-GR1-099 24 une antenne (123) adaptée pour émettre le premier signal déphasé.
13. Circuit d'émission RF selon la revendication 12, comprenant des premier et deuxième déphaseurs selon la revendication 7, dans lequel le premier mélangeur est couplé entre une tension d'alimentation (VDD) et des première, deuxième, troisième et quatrième branches de courant du premier déphaseur, et le deuxième mélangeur est couplé entre ladite tension d'alimentation (VDD) et les première, deuxième, troisième et quatrième branches de courant du deuxième déphaseur.
14. Circuit de réception RF comprenant : le circuit de déphasage de l'une quelconque des revendications 1 à 11 ; une antenne (602) adaptée pour recevoir un premier signal d'entrée ; un premier mélangeur (606) adapté pour multiplier le premier signal d'entrée par un premier signal de fréquence porteuse (LOi) pour générer la première composante en quadra- ture ; un deuxième mélangeur (608) adapté pour multiplier le deuxième signal d'entrée par un deuxième signal de fréquence porteuse (LOq) pour générer la deuxième composante en quadrature.
15. Procédé de déphasage d'au moins l'une d'une première et d'une deuxième composante en quadrature (Iin, Qin) d'un signal de données, le procédé comprenant l'étape suivante : déphaser, d'un premier angle de phase (9P1, (P2), la première composante en quadrature (Iin) en ajoutant entre elles des versions pondérées des première et deuxième composantes en quadrature.