Brevet FR2071933A1 — publié le 19710924

L'invention concerne un circuit permettant de supprimer le signal d'information de couleur existant dans un signal vidéo (signal FBAS) d'un signal de télévision en couleur PAL. Le circuit doit donc séparer les raies spectrales de 5 fréquence du signal de luminance de celles du signal de couleur, situées entre les raies précitées, et supprimer le signal de couleur. La fig. 1 montre le spectre de fréquences d'un signal PAL. Les raies spectrales ou composantes du signal de luminance -y se situent à des multiples entiers dé la fréquence de lignes f et peuvent s'étendre jusque dans le domaine 10 de fréquences de la porteuse de couleur â fréquence f » 4»43 MHz. Dans le domaine de fréquences de la porteuse de couleur, les raies spectrales ou composantes des signaux de différence de couleur ïï, Y et la composante de la porteuse de couleur sont groupées, chaque fois déphasées d'un quart de la fréquence de lignes, autour des composantes Y. Lorsqu'il s'agit de 15 récepteurs de télévision commerciaux, pour séparer du signal de luminance, les composantes citées en dernier lieu, on se contente de l'emploi d'un filtre de bande et d'un circuit de "blocage dans le domaine de la porteuse de couleur, et on n'est en outre pas trop incommodé par des perturbations de couleur et de détails d'image plus fins aux limites des régions de 20 passage et de suppression de ces filtres. Toutefois, lorsque par. exemple un signal vidéo suivant la norme PAL est transcodé en un signal suivant la norme SECAM, déjà des signaux de faibles amplitudes causent à ces limites des interférences gênantes avec la porteuse (les porteuses) de couleur SECAM. 25 Par conséquent, un dispositif devant filtrer le signal de luminance Y devrait donc avoir une caractéristique dans laquelle le rapport entre la tension de sortie et la tension d'entrée est donné en fonction de la fréquence. La fig. 1b montre cette caractéristique. Les dispositifs de filtrage présentant une telle caractéristique dans laquelle 30 les points zéro se présentent périodiquement le long de l'axe des fréquences, sont appelés "filtres sectionneurs". Généralement, un signal est alors fourni, directement ainsi que par l'intermédiaire d'une ligne à retard, à un circuit d'addition ou à un circuit de soustraction. La tension de sortie d'un tel circuit dépend alors du déphasage que la ligne à 35 retard donne au signal} lorsque le déphasage est égal à 180°, la tension de sortie est minimale lorsqu'il s'agit d'un circuit d'addition, et maximale lorsqu'il s'agit d'un circuit de soustraction, tandis que dans r* le cas où le déphasage est égal à 0 ou atteint 36O0, on obtient une valeur maximale (minimale). Lorsque le retarè T établi par la ligne â re-40 tard est choisi égal à la durée d'une période de ligne l/fz» Ie signal de 70 4539T 2 2071933 luminance peut passer ou être bloqué également à des fréquences élevées, suivant que le signal retardé et le signal non retardé sont additionnés l'un â l'autre ou soustraits l'un de l'autre. Par contre, lorsqu'on désire filtrer une des composantes des signaux de différences de couleur 5 ïï ou T, ledit retard T doit être plus grand. Il faut alors respecter l'équation» 1/T - fa (1 - e/n) dans laquelle e » 0,25 et n = 284 lorsqu'il s'agit du système PAL. (voir la publication "Telefunken-Zeitung", année 371 2, pages 115 & 135)» 10 parue en 1964» Parfois, de tels filtres ont été utilisés pour la séparation du signal de couleur. Toutefois, un inconvénient de principe de tous les circuits connus de ce genre est la dégradation de la définition de l'image en direction verticale. Dans ce qui suit, cette dégradation 15 est expliquée plus en détail en référence à la fig. 2. On admet qu'à partir de la fin d'une ligne n, la luminance varie par sauts, c'est-à-dire que l'amplitude du signal Y saute par exemple d'une valeur 100$ à la valeur 0. On a illustré sur la fig. 2a ce saut de signal de luminance à 1'éntrée du filtre sectionneur en fonction du nombre de durées 20 de ligne. Durant la ligne n + 1, le signal Y non retardé a la valeur 0; le signal Y retardé a toutefois toujours (de la ligne précédente) la valeur 100$, de sorte qu'après une addition ou une soustraction des deux signaux, il se produit à la sortie du filtre sectionneur un signal de sortie moyen correspondant à environ 50$ du signal de sortie précédent. 25 (voir la fig. 2b). Etant donné que dans le système PAL le signal doit partiellement être retardé même d'une durée correspondant à deux lignes, il se produit également pendant la durée de la ligne n + 2 une valeur moyenne, et c'est seulement ensuite que lés variations du signal de sortie suivent fidèlement celles du signal d'entrée. 30 ïïn autre inconvénient est qu'en l'absence de mesures spéciales, les régions de passage ont chaque fois la forme d'une demi-période d'une courbe sinusoïdale, Pour un signal Y toutefois, le filtre sectionneur doit avoir une région de passage très large, commé le montre la fig. 1b, en raison de ce que le spectre du signal Y, â l'opposé du 35 spectre du signal de couleur - différent de celui illustré sur la fig.1a ne présente pas de lignes nettes dans la région de la porteuse de cou-. leur. De la publication précitée, il est connu que lorsque la sortie du filtre sectionneur est rétrocouplée d'une manière adéquate vers l'entrée de la ligne à retard, la région de passage peut affecter la forme désirée 40 Toutefois, la définition en direction verticale est de ce fait dégradée 70 4539T 3 2071933 davantage, en raison de ce que par l'intermédiaire du rétrocouplage, le signal retardé est ramené vers l'entrée de la ligne à retard qu'il traverse de nouveau bien que cela se fasse à l'état affaibli, de sorte que pendant de nombreuses périodes de ligne encore, le signal de sortie du 5 filtre sectionneur n'est pas à mime de suivre le saut du signal d'entrée. Dans un circuit connu (voir la publication "Internationale Elektronische Rundschau", 11° 8, 19&9» voir surtout la fig. 5)» cet effet d'intégration du filtre sectionneur, qui en direction verticale dégrade la définition, est supprimé en grande partie du fait que le 10 signal vidéo avec l'information de couleur est divisé â l'aide d'un filtre passe-haut et d'un filtre passe-bas, exclusivement la partie haute fréquence comportant l'information de couleur étant fournie au filtre sectionneur, tandis que la partie basse fréquence ne contenant aucune information de couleur est retardée d'une période de ligne et subit une 15 correction de distorsion d'ouverture verticale. Toutefois, cette correction donne lieu à des frais élevés. Le but de l'invention est d'éviter ces inconvénients. En partant d'un circuit devant supprimer le signal d'information de couleur (signal F) dans un signal de télévision en couleur PAL (signal FBAS) 20 à l'aide d'au moins un filtre sectionneur comportant une ligne qui retarde environ de la durée de période de la fréquence de lignes ledit signal FBAS ou les composantes de ce signal qui se trouvent dans la région de fréquences du signal F, et qui additionne le signal retardé et le signa} non retardé ou les soustrait et qui ensuite rétrocouple la somme ou la 25 différence vers l'entrée de la ligne à retard, on élimine conformément à l'invention lesdits inconvénients du fait qu'au moins les composantes du signal FBAS situées dans la région de fréquences du signal F sont fournies aux entrées branchées en parallèle appartenant à deux filtre^ sec-tionneurs, dont le premier additionne le signal retardé au signal non 30 retardé tandis que l'autre soustrait du signal non retardé le signal retardé, et du fait que les signaux se produisant â la sortie des filtres seotionneurs sont amplifiés d'un facteur déterminé, additionnés et soustraits du signal FBAS. La description suivante en regard des dessins annexés, 35 le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 montre le spectre de fréquences d'un signal PAL. Les figures 2a et 2b sont des diagrammes explicatifs. 40 La fig. 3 est le schéma synoptique d'un circuit con- 70 45391 4 2071933 forme à l'invention. La fig. 4 montre la caractéristique de fréquences (fig. 4a) d'un élément de transfert utilisé dans le circuit suivant la fig* 3» pour le signal FBAS total, la caractéristique de fréquences 5 (fig. 4b) du premier filtre sectionneur, la caractéristique de fréquences (fig. 4°) du deuxième filtre sectionneur, et la caractéristique de fréquences (fig. 4â) mesurée à la sortie du circuit suivant la fig. 3. La fig. 5 montre la variation du signal de sortie du circuit de la fig. 3» lorsqu'un signal d'entrée varie comme le montre 10 la fig. 2a. Dans le circuit illustré sur la fig. 3» un signal vidéo d'un signal de télévision en couleur PAL contenant l'information de luminance et l'information de couleur est fourni â un filtre de bande 4 ainsi qu'à une ligne 5 établissant un retard qui correspond au temps 15 de transit des signaux à travers ledit filtre 4» La sortie de la ligne 5 est connectée à tin circuit de soustraction 3« Le filtre 4 ne laisse passer que les composantes de fréquence du signal d'entrée qui comportent les composantes de couleur, et fournit les signaux ainsi filtrés aux entrées de deux filtres sectionneurs 1 et 2 dont les signaux de sortie sont 20 amplifiés par des amplificateurs 6, 7 additionnés et fouenis à l'entrée du circuit de soustraction 3» dans lequel ils sont soustraits du signal FBAS arrivant par l'intermédiaire de la ligne à retard 5• Le filtre de bande 4 permet l'emploi de lignes à retard simples présentant une faible largeur de bande de fréquences (2 MHz) 25 et fait en sorte que l'effet intégrateur du filtre sectionneur pour le signal Y - effet qui également dans le circuit conforme à l'invention -se produit encore dans line faible mesure, n'influence que les composantes de signal à fréquences élevées. Les filtres sectionneurs sont en principe identiques. 30 Chaque filtre comporte un étage d'addition 11, 21, qui additionne le signal retardé et le signal non retardé. A l'aide d'un réseau de rétro-couplage 12 (22), le signal résultant de ladite addition est, de la sortie de l'étage d'addition, rétrocouplé à l'entrée d'un autre circuit d'addition 13 (23)» Cet autre circuit d'addition additionne le signal rétro-35 couplé au signal de sortie du filtre sectionneur 1 et fournit son signal de sortie à l'entrée de la ligne 14 (24) qui retarde d'une durée T le signal, alors que pour un signal PAL courant est respecté la relation: 1/T = fz (1 - e/n), dans laquelle e = 0,25 40 n = 284 70 4539t 5 2071933 f * la fréquence de lignes. En outre, dans le filtre sectionneur 2, le signal amplifié est déphasé sur 180° par le circuit inverseur 25 et fourni au circuit d'addition 21. (il va de soi qu'il est également possible d'utiliser 5 un circuit de soustraction, qui remplace alors les parties 21 et 25 et qui soustrait du signal non retardé, le signal retardé). Les filtres sectionneurs décrits sont connus de la publication citée en premier lieu dans le présent exposé. Voir surtout la fig. 27 accompagnant cette publication. Aux sorties de ces filtres appa-10 raissent uniquement et exclusivement les composantes V appartenant à un premier signal de différence de couleur (filtre sectionneur 2) et celles V appartenant à un deuxième signal de différence de couleur (filtre sectionneur 1), associées au signal PAL. Le fonctionnement de l'ensemble comportant ces filtres et le reste du circuit peut être ex-15 pliqué en référence aux différentes caractéristiques de fréquences illustrées sur la fig. 4« La fig. 4a qui montre l'allure de la caractéristique de fréquences de la ligne à retard 5» permet de se rendre compte que le signal PBAS total arrive, non affaibli, â la sortie du circuit de sous-20 traction 3. Les figures 4b et 4c montrent l'allure des caractéristiques de fréquences des filtres sectionneurs 2 et 1, qui chaque fois n'autorisent le passage que des composantes de signal de différence de couleur U et V. Les caractéristiques deviennent plus pointues à mesure de l'importance de la réaction positive. Or, lorsque les coefficients d'ampli-25 fication des amplificateurs 6 et 7 8ont tels que l'amplitude des composantes ïï et V fournies au circuit de soustraction soit égale à l'amplitude des composantes ïï et V associées au signal PBAS, celles-ci sont compensées très convenablement dans le signal disponible à la sortie du circuit de soustraction 3, de sorte que l'on obtient la caractéristique 30 de filtrage total illustrée sur la fig. 4 ïïn examen quantitatif permet de se rendre compte des autres propriétés du circuit conforme à l'invention, Pour autant qu'elle se situe dans l'étendue de fréquences du signal de couleur, la tension de sortie ïïg peut être calculée par l'expressioni 35 u2 » U1 - Vlus - v2ud ' . C) Dans cette expression: u^= la tension d'entrée. ""u = tension de sortie du filtre s sectionneur 1, Ug = tension de sortie du filtre 40 sectionneur 2. 70 453") î 6 2071933 Les valeurs u^, Ug, ug et u^ représentent des amplitudes de tension complexe. Les valeurs v^ et v2 sont les coefficients d'amplification des amplificateurs 6 et f. Suivant les relations 21 et 22 de la publication citée 5 en premier lieu dans le présent exposé, les tensions ug et u^ répondent aux expressions suivantes: Us 1 + exp(-.jwT) /-y -u.j * 1 - k1 exp(-jwt) * ' et ud 1 - exp(-.iwT) ( ) u., 1 + k2 exp(-jwT) K:>J 10 Bans ces expressions, les symboles et k2 (k^, kg ^ 1) sont les facteurs de réaction (rétrocouplage) (positifs) des réseaux 12 et 22, tandis que le symbole w indique la pulsation, lorsqu'on substitue dans l'expression 1 les expressions 2 et 3 et en admettant que v.j = Vg « v et k^ » kg » k, on obtient «e ■ ^ . 1 2 + 2k exp(-2.jwT) # » 15 ^ = 1_ V 1 - k» exp(-2jwT) W) Lorsque pour v on choisit une valeur telle que dans l'équation (4) le deuxième terme soit au maximum égal â l'unité, (des valeurs maximales de ces termes se produisent lorsque exp(2-jwT) - +1). la valeur de fonction est égale à zéro; pour cela il faut que /• , 20 T - fHfc ' (5) Les valeurs zéro se situent aux fréquences de la porteuse de couleur, les composantes U et des composantes V, pour lesquelles on peut écrire que 1/T » f (1 - e/n). La valeur 5 ayant été introduite dans l'expression 4» on obtient après simplification: 25 tt2 _ k x (1 - exp(-2.1wT) ^ U1 1 - k? exp (2-jwT) Cette équation 6 montre que pour k = 0, la tension de sortie Ug devient égale à zéro. Ceci se comprend facilement en raison de ce que l'effet de la ligne à retard 14 est compensé par celui de la ligne à retard 24, car il se produit une fois une soustraction et une fois une 30 addition. Ceci revient à dire qu'une réaction (rétrocouplage) (k / 0) . est indispensable. Comme il a déjà été démontré, les valeurs minimales du quotient ug/u^ se produisent pour exp(-2jwT) = +1. Les valeurs maximales se produisent pour exp(-2jwT) « -1. Ces valeurs maximales se 70 4539î 7 2071933 trouvent exactement au milieu entre les valeurs minimales et donc à l'endroit des composantes du signal Y. Les valeurs maximales sont: — (pour k > 0) (7) U1 1 + k2 La valeur maximale par exemple pour k = 0,7, est égale 5 à 0,94* Par conséquent, pour autant d'être situées dans l'étendue de fréquences du signal de couleur, les composantes Y du signal de sortie Ug ont donc une amplitude qui est inférieure cè 6$ à celle des composantes Y dans le signal d'entrée u^ et les composantes "basse fréquence du signal Y, fournies à l'entrée du circuit de soustraction. Cette faible diffé-10 rence, qui diminue avec l'augmentation de k, peut éventuellement être éliminée par une amplification supplémentaire des composantes Y haute fréquence. Lorsqu'à l'entrée du circuit, le signal de luminance Y saute d'une amplitude 100$ à l'amplitude 0 comme le montre la fig. 2a, il 15 se passe ce qui suit: le signal Y fourni par l'intermédiaire de la ligne à retard 5 et du filtre de "bande 4 prend directement l'amplitude 0 après le saut si on ne prend pas en considération le temps de transit des signaux dans ces éléments 4 et 5« Toutefois, la ligne à retard 14 (24) fonctionne comme mémoire de la valeur de signal existant avant le saut. 20 Etant donné que lorsque ce "saut" est ajouté â la tension (où lorsqu'il en est soustrait), on obtient la tension Ug (u,j)» la tension s'identifiant à ce saut doit avoir comme valeur: ug + u^ (u^ + u^). Les signaux sortant des lignes â retard 14 et 4 fournissent, après addition ainsi qu'avant le saut, la valeur u^ + Ug. Toutefois, en raison de ce que 25 (pour k » 0,7)» la composante Y des signaux arrivant par l'intermédiaire des filtres sectionneurs ne diminue que de 6$ l'amplitude de la composante Y du signal u^, uniquement cette fàible composante du signal Y apparaît â l'entrée ainsi qu'à la sortie du dispositif de soustraction en raison de ce qu'aucun signal n'est fourni à travers la ligne à retard 5. 30 Par suite du rétrocouplage vers l'entrée des lignes à retard 14 et 24» il se produit à la fin de la période de ligne un signal qui est affaibli d'un facteur de réaction k, ce signal étant affaibli davantage à la fin de la période de ligne suivante. Les signaux se produisant à la sortie des circuits de soustraction sont toutefois tellement faibles qu'ils 35 n'introduisent aucune perturbation. Le circuit réagit de la même façon en présence d'un saut de couleur, ce qui se produit rarement. Du fait de la forte amplitude des composantes ïï et V arrivant par l'intermédiaire de la. ligne à retard, (cette amplitude correspondant à 100$ des composantes ïï et V 70 4539T 8 2071933 existant dans le signal ), une forte déformation de couleur pourrait se produire aux sorties. D'une manière connue (voir la publication "Internationale Elektronische Rundsckau", N® 8, page 199a fig. S, parue en 1969)» cette déformation peut être évitée par l'emploi d'un dispositif de suppression de porteuse de couleur, non représenté sur le dessin. Dans une zone limitée autour de la porteuse de couleur, un tel circuit supprime la majeure partie de l'énergie contenue dans le signal de couleur. BAD ORIGINAL 70 4539î 9 2071933 REVENDICATIONS » 1. Circuit permettant de supprimer le signal d'information de couleur (signal F) existant dans un signal vidéo (signal FBAS) d'un signal de télévision en couleur PAL à l'aide d'au moins un filtre 5 sectionneur comportant une ligne qui retarde environ de la durée de période de la fréquence de lignes ledit signal FBAS ou les composantes de ce signal qui se trouvent dans la région d» fréquences du signal F, et qui additionne le signal retardé et le signal non retardé ou les soustrait, et qui ensuite rétrocouple la somme ou la différence vers l'entrée 10 de la ligne à retard, caractérisé en ce qu'au moins les composantes du signal FBAS situées dans la région de fréquences du signal F sont fournies aux entrées en parallèle appartenant à deux filtres sectionneurs, dont le premier additionne le signal retardé au signal non retardé tandis que l'autre soustrait du signal non retardé le signal retardé, et du 15 fait que les signaux se produisent â la sortie des filtres sectionneurs sont amplifiés d'un facteur déterminé, additionnés et soustraits du signal FBAS. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans l'autre filtre sectionneur, le signal retardé est dépàasé de 20 180° et additionné au signal non retardé. 5. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal FBAS est fourni aux entrées des filtres sectionneurs à travers un filtre de bande ne laissant passer que les fréquences de l'étendue dans laquelle se situent les composantes du signal de couleur, et que 25 le signal FBAS est fourni au dispositif de soustraction par l'intermédiaire d'une ligne à retard qui compense le temps de transit des signaux dans le filtre de bande. 4. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux se produisent aux sorties des filtres sectionneurs sont 30 smplifiés d'un même facteur v et que les facteurs de réaction k des deux filtres sont égaux, alors que l'on respecte la relation v= (1 -k?) / (2+ 2k), dans laquelle k > 0. 5. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le temps de transit T des signaux dans les lignes â retard des 35 filtres sectionneurs répond à l'équation 1/T = 1 f (1 - e/n), dans laquelle f est la fréquence de ligne alors que e = 0,25 et n « 284.