Brevet FR2133461A1 — publié le 19721201

- 1 - 2133461 La présente invention concerne un dispositif de contre-réaction par échantillonnage destiné en particulier à compenser les variations d'amplitude d'un signal. Dans les dispositifs de contre-réaction par échantillonnage, 5 le signal à corriger est prélevé à la sortie d'une chaîne de transmission de ce signal, et échantillonne par des impulsions dont la fréquence de répétition est choisie au moins deux fois plus grande que la plus grande fréquence des variations d'amplitude à compenser. Les impulsions qui en résultent sont ainsi 10 modulées par cette modulation parasite, et on peut en extraire, par amplification et intégration par exemple, un signal d'erreur utilisable pour la compensation dans la chaîne de transmission. De tels dispositifs de contre-réaction par échantillonnage 15 sont souvent utiles, et un. exemple d'application intéressant est celui" des émetteurs de télévision où le signal vidéo transmis comporte un niveau de référence, appelé niveau de suppression ou encore niveau du noir, qui doit être défini avec précision et -une grande stabilité. Une boucle de contre-réaction 20 est alors utilisée qui prélève une partie du signal transmis à l'antenne, le détecte et, par échantillonnage à fréquence ligne, fournit pendant la durée de suppression, des impulsions modulées en amplitude représentant les fluctuations du niveau de suppression. Ces impulsions modulées en amplitude sont alors 25 amplifiées, intégrées et le signal basse fréquence qui en résulte fournit un potentiel de référence variable à un dispositif d'alignement, appelé encore dispositif de "clamping" dans la littérature anglo-saxonne. Ce dispositif d'alignement est disposé à l'entrée de l'émetteur de télévision et il 30 transmet à l'émetteur des signaux vidéo dont le niveau de suppression varie en sens inverse de la modulation d'amplitude parasite apportée par l'émetteur. Ces dispositifs de contre-réaction par échantillonnage présentent des inconvénients graves. Les périodes de suppression 35 à fréquence de ligne sont séparées par des intervalles de temps 64 microsecondes par exemple, qui sont longs par rapport à la largeur possible, -environ 1 microseconde, des impulsions d'échantillonnage. Cela nécessite donc une forte amplification dans la boucle de contre-réaction et crée des risques importants 40 d'instabilité de cette boucle. De plus, les impulsions 71 12968 "2 - 2133461 d'échantillonnage étant en général extraites des impulsions de synchronisation contenues dans le signal vidéo, la transmission des signaux de synchronisation de trame qui interviennent au début de chaque trame, est déformée par ces dispositifs de 5 contre-réaction. En effet, des impulsions d'échantillonnage supplémentaires sont formées au cours de la synchronisation de trame, modifiant d'une manière erronée le potentiel de référence du dispositif d'alignement qui effectue la compensation. l'objet de la présente invention est un dispositif de 10 contre-réaction par échantillonnage, notamment utilisable pour un émetteur de télévision, qui ne présente pas les inconvénients précités et exclut toute instabilité dans labcucle de contre-réaction. l'invention concerne un dispositif de contre-réaction par 15 échantillonnage dans lequel un organe de commande permet de corriger un signal affecté d'une' modulation parasite, l'entrée de commande de cet organe de commande étant reliée à la sortie de la voie de retour de contre-réaction qui comporte un échantillonnage commandé par des impulsions d'échantillonnage et 20 fournissant des impulsions récurrentes affectées d'une modulation d'amplitude due à ladite modulation parasite, caractérisé en ce que ladite boucle comporte"en outre, relié à la sortie A dudit échantillonneur, un dispositif de mémoire pouvant emmagasiner un potentiel, dont la sortie est couplée d'une 25 part à l'entrée de commande dudit organe de commande, d'autre part à une source de potentiel de référence par l'intermédiaire d'un interrupteur dont la fermeture est provoquée par lesdites impulsions d'échantillonnage. l'invention sera mieux comprise par la description sui-30 vante qui en fera ressortir d'autres caractéristiques. Cette description est donnée à titre d'exemple non limitatif et se réfère aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, un schéma synoptique illustrant le fonctionnement du dispositif de contre-réaction selon l'invention; 35 - la figure 2, un schéma synoptique illustrant un exemple d'application du dispositif de contre-réaction de l'invention, dans le cas d'un émetteur de télévision; - la figure 3, un schéma plus détaillé montrant un exemple de mode de réalisation de certains organes du schéma de la 40 figure 2; 71 12968 - 3 - 2133461 - la figure 4, un diagramme de signaux en différents points du schéma de la figure 2, qui illustre 1g fonctionnement du dispositif de l'invention. La figure 1 représente un schéma synoptique simplifié d'une 5 boucle de contre-réaction par échantillonnage selon l'invention. Ce schéma simplifié est destiné à faire comprendre les principes de fonctionnement de l'invention, et les cases qui y sont représentées correspondent à des fonctions générales. La boucle de contre-réaction comporte, entre autres, des 10 organes de transmission 2, constitués par des amplificateurs et modulateurs par exemple, auxquels est appliqué en 6 le signal utile par l'intermédiaire d'un organe de commande 1 dont "une entrée de commande reçoit un signal de correction fourni par la voie de retour de la boucle de contre-réaction. Le signal 15 utile transmis par les organes. 2 à la sortie 7, comporte une modulation parasite, par exemple une modulation d'amplitude de sa valeur moyenne. La voie de retour de la boucle de contre-réaction comporte un organe de détection et d'échantillonnage 3 dont une première 20 borne d'entrée est reliée à la borne de sortie 7 des organes de transmission 2. Cet organe 3 détecte dans le signal utile ainsi prélevé la modulation parasite et échantillonne le signal détecté à l'aide d'impulsions appliquées sur sa deuxième borne d'entrée 8. La borne de sortie de l'organe 3 fournit 25 donc des impulsions modulées en amplitude par ladite modulation parasite. Ces impulsions modulées en. amplitude serviront à élaborer le signal de correction qui est appliqué à l'organe de commande 1 de manière à introduire dans le signal utile une modulation de sens inverse de celui de la modulation 30 parasite. Conformément à l'invention, la voie de retour comporte en outre un organe de mémoire 4, pouvant emmagasiner une tension, dont l'entrée est reliée à la sortie de l'organe d'échantillonnage 3 et la sortie à l'entrée de commande de l'organe 55 de commande 1, et un interrupteur 5 connecté entre la sortie de la mémoire 4 et un point de potentiel de référence V . Le fonctionnement conjoint de ces deux organes est le suivant. Pendant la durée d'une impulsion d'échantillonnage, l'interrupteur 5 est fermé et le potentiel à la sortie de l'organe 40 de mémoire devient égal au potentiel de référence, nul par 71 12968 "4" 2133461 exemple. Pendant la durée séparant daux impulsions d'échantillonnage 1'interrupteur 5 est ouvert et l'organe de mémoire 4 est chargé par l'impulsion modulée en amplitude fournie par l'organe 3. Le potentiel disponible à la sortie de l'organe de 5 mémoire 4 est donc maintenu à la valeur que lui impartit cette impulsion. En d'autres termes, l'interrupteur 5 fonctionne comme un dispositif d'alignement des impulsions d'échantillonnage modulées, sur le sommet de ces impulsions. Le signal fourni par l'organe de mémoire 4 est appliqué 10 à. l'entrée de commande de l'organe^ de commande 1, soit directement, soit par l'intermédiaire d'amplificateurs et d'intégrateurs, ainsi qu'il est classique pour élaborer le signal de correction du signal utile. La figure 2 représente un schéma synoptique plus détaillé 15 qui illustre un exemple d'application à un émetteur de télévision du dispositif de contre-réaction par échantillonnage de 1'invention. L'émetteur de télévision comporte des amplificateurs video-fréquence 9 fournissant le signal vidéo appliqué aux circuits 20 d'émission, qui sont constitués, dans l'exemple de la figure, par un modulateur 10 recevant une porteuse à fréquence intermédiaire fo, des amplificateurs à fréquence intermédiaire 11 et des organes 12 de la chaîne de transposition et d'amplification haute fréquence qui fournissent le signal à 25 transmettre sur une borne de sortie 7. La voie de retour de la boucle de contre-réaction comporte une prise 13 qui prélève -une fraction de la puissance haute fréquence transmise, un détecteur 14, l'échantillonneur 15, l'organe de mémoire 4, 1'interrupteur 5 et un amplificateur-30 intégrateur 16. Le signal de correction délivré par l'amplificateur-intégrateur 16 est appliqué à un dispositif d'alignement commandé 1, appelé aussi "clamping" en littérature anglo-saxonne. L'échantillonneur 3, l'interrupteur 5 et le dispositif d'alignement 1 sont alimentés, sur leur borne d'entrée commune 35 8, par des impulsions de fréquence de récurrence égale à la fréquence des lignes de télévision. Le fonctionnement de la boucle de contre-réaction est le suivant. le signal haute-fréquence prélevé par la prise 13 est détecté par le détecteur 14 qui fournit un.signal vidéo dont le 40 niveau de suppression est modulé par la modulation d'amplitude 71 12968 2133461 parasite introduite dans les différents organes de la chaîne fréquence intermédiaire et haute- fréquence. Les impulsions d'échantillonnage sont des impulsions à fréquence de ligne, dont la phase et la largeur sont ajustés de manière à échantil-5 lonner le palier de suppression, appelé encore niveau du noir, du signal vidéo. Le fonctionnement conjoint de l'organe de mémoire 4 et de l'interrupteur 5 est identique à celui décrit pour la figure 1. Le signal fourni par l'échantillonneur 15 est une séquence d'impulsions modulées en amplitude par la 10 modulation parasite; chaque impulsion a une amplitude de tension algébrique A et deux impulsions successives sont séparées par un palier de potentiel nul. Le signal appliqué à l'amplificateur-intégrateur 16 comporte des paliers à un potentiel de référence V , aux instants correspondant aux impulsions d'échan-15 tillonnage, et, aux instants séparant deux impulsions successives, des paliers de potentiel V A, A étant l'amplitude algébrique de la première de ces deux impulsions successives. Le signal délivré par l'amplificateur-intégrateur 16 reproduit la modulation d'amplitude parasite en sens inverse et 20 est appliqué au dispositif d'alignement 1, comme un potentiel de référence variable sur lequel est ajusté, aux instants des impulsionsd'échantillonnage, le niveau de suppression ligne, ou niveau du noir, du signal vidéo délivré par l'amplificateur 9. 25 La figure 3 représente un schéma plus détaillé d'un exemple de réalisation pratique des organes 1, 4, 5 de la figure 2. L'organe d'alignement 1 comporte un transistor npn sur l'émetteur duquel est appliqué le signal de compensation délivré par l'amplificateur-intégrateur 16. Des impulsions positives, 30 correspondant aux impulsions d'échantillonnage de la boucle de contre-réaction, sont appliquées sur la base du transistor par l'intermédiaire d'un condensateur de liaison 0^ et d'une résistance , une résistance étant connectée entre la base et la masse. La borne de sortie de l'amplificateur vidéo 9 est 35 reliée à un condensateur dont l'autre armature est reliée d'une part au modulateur 10 de la chaîne de transmission, d'autre part au collecteur du transistor . En l'absence d'impulsion positive sur la borne 8, le transistor T.| est bloqué et le condensateur 0^ transmet le signal 40 vidéo au modulateur 10. A l'apparition d'une impulsion positive 71 12968 - 6 - 2133461 sur la borne 8, intervenant pendant la période de suppression ligne, le transistor devient conducteur et se sature et le condensateur est chargé au potentiel fourni à cet instant par l'amplificateur-intégrateur 16. lorsque le transistor 5 est de nouveau bloqué, le signal, vidéo est transmis au modulateur 10 par rapport à ce potentiel qui en définit donc le niveau de suppression ou niveau du noir. L'organe de mémoire 4 de la boucle de contre-réaction est réalisé par un condensateur C^, alimenté par les impulsions 10 modulées délivrées par l'échantillonneur 15» par 1'intermédiaire d'un transistor npn Tg monté en collecteur commun, dont la "base est reliée à la sortie de l'échantillonneur 15 par une résistance R^, le collecteur à une source de polarisation positive et l'émetteur d'une part à la masse par une résistance 15 R^, d'autre part à une première armature du condensateur C^. Ge transistor T^ Peimet de fournir les impulsions modulées avec une faible impédance interne. L'interrupteur 5 de la figure 2 est ici constitué par un transistor npn dont le collecteur est connecté à l'entrée 20 d-e l'amplificateur-intégrateur 16 et à la seconde armature du condensateur Ç^. Les impulsions positives qui proviennent dè la borne 8, sont appliquées à la base du transistor par l'intermédiaire d'un condensateur 0^ et d'une résistance la base du transistor est reliée à une source de polarisation négative 25 par l'intermédiaire d'une résistance Rg et d'une résistance variable R^. l'émetteur du transistor est relié à une source de polarisation positive par une résistance Rg, et, en outre, à la masse par un condensateur de découplage C^. Une diode à effet Zener ZB est connectée entre l'émetteur du transistor et le point commun aux résistances Rg et R^ de manière à limiter la tension entre la base et l'émetteur du transistor T^. le fonctionnement de l'ensemble mémoire, interrupteur est le suivant. En l'absence d'impulsion positive sur la base de transistor , ce transistor est bloqué et le condensateur 35 V chargé par 1'impulsion délivrée par l'échantillonneur 3, conserve cette valeur de potentiel, lorsqu'une impulsion suffisamment positive est appliquée à la base du transistor celui-ci devient conducteur, se sature et l'armature du condensateur C_ qui est reliée au collecteur de est ramenée à 40 un potentiel déterminé dont la valeur est ajustable avec pré— 71 12968 - 7 - 2133461 cision par la résistance variable R^. Lorsque le transistor se bloque de nouveau, la condensateur se trouve chargé à un potentiel égal à la somniu algébrique du potentiel VQ et de la valeur inverse du potentiel de 1'impulsion d'échantillonnage 5 délivrée par l'échantillonneur 15. L'amplificateur-intégrateur 16 est choisi avec une grande impédance d'entrée de manière à ne pas perturber le fonctionnement du condensateur C^. Il amplifie et intègre le signal transmis par le condensateur Oy, ce signal reproduit donc en 10 sens inverse la modulation d'amplitude parasite du signal vidéo utile. La figure 4 représente un diagramme de signaux en différents points du schéma synoptique de la figure 2. Les potentiels sont portés en ordonnée et les temps en abscisse. 15 En a est représenté le signal délivré par le détecteur 14, avec, en-pointillés, la forme de la modulation d'amplitude parasite. En b sont représentés les signaux délivrés par l'échantillonneur 3, en c les signaux appliqués à l'amplificateur-intégrateur 16 dont les signaux de sortie sont 20 représentés en d. En e sont représentés des signaux symboliques qui illustrent les tensions de référence variables utilisés par le dispositif d'alignement 1 pour ajuster le niveau de suppression ligne aux instants où. est effectué l'alignement. Les signaux représentés en b et e sont inverses 25 les uns des autres. L'intérêt du dispositif de contre-réaction de l'invention apparaît immédiatement en comparant les signaux b et c de la figure 4- Les dispositifs de l'art antérieur utilisaient les signaux b qui étaient ensuite amplifiés et intégrés. 30 Le dispositif de l'invention utilise les signaux c. Avec les valeurs numériques déjà données, qui ne correspondent pas à l'échelle des temps de la figure 4 pour des raisons de clarté, le signal à amplifier et intégrer est disponible pendant des périodes de 63 microsecondes, et interrompu pendant des périodes 35 de 1 microseconde, ce qui représente un gain de 63 par rapport aux dispositifs de l'art antérieur. Grâce à ee gain, l'amplifi-cateur-intégrateur 16 est beaucoup plus aisé à réaliser. De plus, dans le cas où les impulsions d'échantillonnage sont obtenues à partir des impulsions de synchronisation du signal 40 vidéo, l'introduction d'impulsions d'échantillonnage supplé 71 12968 "8" 2133461 mentaires au cours des signaux de synchronisation de trame n'a qu'une influence très faible et négligeable sur les signaux c , par exemple en rajoutant une crevasse supplémentaire de 1 microseconde au cours des paliers de 63 microsecondes. 5 Un autre intérêt important du dispositif de contre-réaction de l'invention, est qu'il exclut las instabilités et "accrochages" de cette boucle. En effet, la boucle de contre-réaction n'est jamais fermée, car entre deux impulsions d'échantillonnage, 1 ' échantillonner 3 de la figure 1 ne transmet aucun signal 10 et au moment d'une impulsion d'échantillonnage 1'interrupteur 5 de la figure 1 est alors fermé. Cette propriété du dispositif de l'invention est très intéressante dans la pratique, où l'instabilité est le problème majeur des techniques de contre-réaction. 15 Le dispositif de contre-réaction de l'invention permet, dans un émetteur de télévision où la durée 64 microsecondes entre impulsions d'échantillonnage est imposée, de compenser les fluctuations et les dérives d'amplitudes apportées par les organes à fréquence intermédiaire et haute fréquence, jusqu'à 20 une fréquence de l'ordre de 300 Hz largement suffisante dans la pratique. L'invention a surtout été décrite dans son application aux émetteurs de télévision dont le signal vidéo émis doit présenter un niveau du noir stable et précis, mais elle s'ap-25 plique aussi à d'autres techniques où une contre-réaction par échantillonnage peut être utilisée pour compenser des modulations indésirables de fréquence relativement basse, dès lors que l'on utilise un détecteur fournissant un signal modulé en amplitude et que l'organe de commande est choisi pour 30 corriger la modulation indésirable sous l'action du potentiel variable reçu sur son entrée de commande. 71 12968 "9 " 2133461 BBVB1TDI CATIONS 1. Dispositif de contre-réaction par échantillonnage dans lequel un organe de commande permet de corriger un signal affecté d'une modulation parasite, l'entrée de commande de cet 5 organe de commande étant reliée à la sortie de la voie de retour de contre-réaction qui comporte un échantillonneur commandé par des impulsions d'échantillonnage et fournissant des impulsions récurrentes affectées d'une modulation d'amplitude due à ladite modulation parasite, caractérisé en ce que ladite "boucle 10 comporte en outre, relié à la sortie dudit échantillonneur, un dispositif de mémoire pouvant emmagasiner un potentiel, dont la nortie est couplée d'une part à l'entrée de commande dudit organe de commande, d'autre part à une source de potentiel de référence par l'intermédiaire d'un interrupteur dont la ferme-15 ture est provoquée par lesdites impulsions d'échantillonnage. 2. Dispositif de contre-réaction par échantillonnage selon la- revendication 1, caractérisé en ce que, le signal à corriger étant le signal vidéo fourni par un émetteur de télévision dont le niveau de suppression est affecté d'une modula- 20 tion d'amplitude parasite, d'une part ledit échantillonneur est couplé à la sortie des circuits haute fréquence dudit émetteur par l'intermédiaire d'un détecteur d'amplitude, d'autre part ledit organe de commande est constitué par un circuit d'alignement du niveau de suppression du signal vidéo sur un poten-25 tiel variable fourni sur son entrée de commande par ledit dispositif de mémoire, ledit échantillonneur, ledit interrupteur et ledit circuit d'alignement étant alimentés par des impulsions à la fréquence des lignes de télévision. 3. Dispositif de contre-réaction par échantillonnage 30 selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit dispositif de mémoire est constitué par un condensateur. 4. Dispositif de contre-réaction par échantillonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit interrupteur est constitué par un transistor fonctionnant en commu- 35 tateur, ledit transistor étant saturé quand une impulsion positive est appliquée à sa base et bloqué le reste du temps. 71 12968 - 10 - 2133461 5. Dispositif de contre-réaction par échantillonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal délivré par ledit interrupteur est fourni à l'entrée de commande dudit organe de commande par l'intermédiaire d'un amplificateur-intégrateur 5 de grande impédance d'entrée. 6. Emetteur de télévision,caractérisé par ce qu'il comporte, pour l'alignement du niveau de suppression, un dispositif de contre-réaction par échantillonnage selon l'une quelconque des revendications 2 à 5.