Brevet FR2198317A1 — publié le 19740329

La présente invention concerne un dispositif de démodulation pour un signal modulé dans l'intervalle de modulation (ciaprès appelé signal PIrt), et, en particulier, à un circuit de démodulation de signal PIM utilisé dans un enregistreur Ê bande vidéo. De façon générale, dans un enregistreur à bande vidéo (ci-après désigné par VTR) un signal modulé en fréquence par un signal vidéo est enregistré ou reproduit sur ou à partir d'une bande magnétique. Une composante de signal représentant une partie de niveau noir d'un signal vidéo, qui est reproduite à partir de la bande magnétique et démodulée, présente un rapport signal/bruit (ciaprès appelé rapport S/B) inférieur à celui d'une composante de signal représentant une partie de niveau blanc. Comme cela est bien connu, dans un VTR, l'enregistrement et/ou la reproduction de l'in- formation vidéo est réalisée en balayant le revêtement magnétique de la bande magnétique au moyen d'un transducteur électromagnétique (ci-après appelé tête magnétique).La quantité d'information vidéo à enregistrer sur la bande magnétique dépend de la largeur de balayage de la tête magnétique (largeur de piste) et de la longueur d'onde sur la bande magnétique. I1 est possible d'augmenter la quantité d > in,ormation vidéo à enregistrer en diminuant la largeur de balayage de la tête magnétique. D'autre part, la diminution de la largeur de balayage ne diminue pas seulement la stabilité mécanique de la tête magnétique de balayage mais également le niveau de sortie de la tête magnétique, ce qui détermine le rapport S/B du signal vidéo reproduit.Bien qu'il soit également possible d' augmenter la quantité d'information vidéo à enregistrer en diminuant la longueur d'onde du signal enregistré sur la bande magnétique, toutefois, en pratique, il est impossible d'enregistrer et/ ou de reproduire avec une longueur d'onde inférieure à une longueur d'onde limite dépendant de la tête magnétique et de la bande magnétique. I1 est bien connu que le niveau de sortie de la tête de reproduction pour un niveau de signal d'enregistrement donné, est réduit de façon uniforme et que le bruit de modulation augmente quand la longueur d'onde d'enregistrement approche de la valeur limite. En d'autres termes, le rapport S/B devient plus petit quand on diminue la longueur d'onde du signal d'enregistrement. Dans un signal modulé en xréqrlence signal F pour le VTR, la fréquence instantanée du signal modulé en fréquence représentant la partie de niveau noir du signal vidéo enregistrer est inférieure à celle représentant la partie de niveau blanc, et l'amplitude du signal vidéo à enregistrer est proportionnelle à la variation de fréquence du signal modulé en fréquence. En conséquence, la sortie de tête correspondant à la partie de niveau blanc est inférieure à celle correspondant à la partie de niveau noir. Ceci diminue le rapport S/B de la partie de niveau blanc du signal vidéo démodulé par rapport à celui de la partie de niveau noir.Pour amé murer le rapport S/B dans la partie de niveau blanc du signal vidéo, un dispositif de modulation dans l'intervalle d'impulsion (dispositif PIM) a éte proposé dans lequel la variation de fréquence correspondant à la partie de niveau blanc est étendue en comparaison à celle du dispositif classique. Mais, aucune suggestion n'a été faite en ce qui concerne le démodulateur pour démoduler le signal PIM avec une grande linéarité. En conséquence, un objet de la présente invention est de prévoir un dispositif de démodulation pour un signal modulé dans l'intervalle d'impulsion dans lequel le rapport SYL de la partie de niveau blanc du signal vidéo reproduit est amélioré Selon la présente invention, on prévoit un dispositif de démodulation pour un signal modulé dans l'intervalle d'impulsion dans lequel le signal PIM est intégré linéairement, et ensuite envoyé à un filtre passe-bas, d'où il résulte que le signal vidéo démodulé est obtenu. Les caractéristiques et les avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré faite en relation avec les dessins 2 oints, dans lesquels La figure 1 est un diagramme de circuit d'un modulateur PIM. La figure 2 est un graphique représentant la tension de signal de modulation par rapport à la fréquence modulée et à la caractéristique d'intervalle de modulation dans le modulateur PIM. La figure 5 est un diagramme sous forme de blocs représentant un mode de réalisation de la présente invention. La figure 4 est un diagramme représentant le mode de fonctionnement d'un démodulateur Piti selon la présente invention. Ta figure 5 est un diagramme représentant les formes d' ondes des signaux apparaissant aux différents points du circuit. La figure 6 représente la caractéristique de tension du signal démodulé par rapport à la fréquence modulée et à la période pour le mode de réalisation de la présente invention ; et La figure 7 est un diagramme de circuit d'un åiscrimina- teur dans le mode de réalisation représenté en figure 3. En se référant à la figure 1, un modulateur du type multlvibrateur connu comprend des transistors 1 et 2. L'émetteur du transistor 1 est mis a la masse et son collecteur est relié à une source d'alimentation 9 de tension V1 par l'intermédiaire d'une résistance 7 valeur R1. Sa base est connectée à une autre source d'alimentation 10 de tension V2 par l'intermédiaire d'une résistance 5 de valeur R2. La base du transistor 1 est également connectée par l'intermédiaire d'une capacité 6 de valeur C1 au collecteur du transistor 2 identique au transistor 1.Le transistor 2 a son émetteur mis à la masse, son collecteur connecté à la source d'alimentation 9 par l'intermédiaire d'une résistance 8 de valeur R1, et sa base connectée à la fois à la source d'alimentation 10 par l'intermédiaire d'une résistance 4 de valeur R2 et au collecteur du transistor 1 par l'intermédiaire d'une capacité 5 de valeur C1. L!intervalle d'impulsion (période de répétition) T du multivibrateur s'exprime par Si V1 1, alors l'intervalle T peut être pris comme approximati V2À vement égal à : T = 2Cl.R2V VV Si V2 est constant, Ta V1 (en supsosan2t V 1), à noter que Ta V veut dire T sensiblement pronortionnel à v Si V1 est le potentiel du signal de modulation, c'est-àdire du signal vidéo, alors il est possible d'obtenir un signal PIM dont l'intervalle d'impulsion T est modifié par le potentiel du signal vidéo. Lî caractéristique ae modulation du modulateur PIM est représentée en fIgure 2, dans laquelle les abscisses représentent 1 tension du signal de modulation V1 et, les ordonnées l'interval- le d'impulsion T et la fréquence d'oscillation (f = 1/T). La droite il de la caractéristique de potentiel de signal de modulation par rapport à l'intervalle d'impulsion indique que l'intervalle T est proportionnel au potentiel V1. La courbe 12 pour la caractéristique de potentiel de signal par rapport à la fréquence d'oscillation iodique que la fréquence f est inversement proportionnelle au potentiel V1.En supposant que la polarité du signal vidéo 15 est dé terminée -de sorte que la fréquence d'oscillation 101' correspondant au niveau blanc 101 est supérieure aux fréquences d'oscillation 102' et 103' correspondant au niveau de base 102 et au niveau de signal de synchronisation 103, respectivement, la variation de fréquence correspondant à la partie de niveau blanc est supérieure à celle de la partie de niveau noir de signal vidéo. Dans cette courbe, il y a une relation proportionnelle entre les intervalles d'impulsions 101, 102" et 103" correspondant au niveau blanc 101, au niveau de base 102 et au niveau de signal de synchronisation 105 du signal vidéo 15, respectivement. Dans le signal FM d'un VTR classique, la variation de fre- quence est constante dans toute la partie de niveau du signal vidéo, tandis que, dans le signal PIM, la variation de fréquence correspondant à la partie de niveau blanc est supérieure à celle de la partie de niveau noir. I1 est en conséquence possible d'obtenir un signal vidéo de rapport S/B amélioré et de grande linéarité en démodulant le signal PIM en utilisant un démodulateur par lequel un niveau de sortie proportionnel à l'intervalle dtimpulsion peut être obtenu. Ce perfectionnement dans le rapport S/B sert à compenser la détérioration du rapport S/B sur les parties de niveau blanc du signal vidéo dans le VTR, ce qui entraîne que le rapport S/B est presque uniforme sur toutes les parties du signal vidéo. En se référant à la figure 5, dans laquelle un démodulateur PIM selon la présente invention est représenté, un signal PIM appliqué à une borne d'entrée 20 est limité en amplitude par un li- miteur d'amplitude 21 et ensuite mis en forme d'une onde rectangulaire. Le signal d'onde rectangulaire est envoyé à un diviseur de phase 22 pour produire deux signaux divisés ayant une différence de phase de 18GO l'un par rapport à l'autre. Les signaux divisés sont envoyés à un discriminateur 200 composé de deux intégrateurs linéaires 201 et 202 et d'un mélangeur 203. L'une des sortie du diviseur de phase 22 est envoyée à l'intégrateur linéaire 201 et 1' autre l'intégrateur linéaire 202. Les intégrateurs linéaires 201 et 202 sont identiques dans leur construction. Les sorties des intégrateurs 201 et 202 sont mélangées par le mélangeur 203. La sortie du mélangeur 203 est envoyée à un filtre passe-bas 23 qui est construit de sorte qu'une composante de signal ayant des fréquences supérieures à au moins deux fois la fréquence instantanée du signal PIM est supprimée de celui-ci. La fréquence de coupure du filtre passe-bas 23 dépend de la fréquence maximale dans la bande passante du signal vidéo et de la fréquence instantanée du signal PIM. Ainsi, un signal vidéo démodulé est obtenu à une borne de sortie 24. La figure 4 est un diagramme représentant schématiquement le discriminateur 200 représenté en figure 3. Dans la figure 4, les références 30 et 31 représentent des formes d'ondes de signal des deux sorties du diviseur de phase 22 représenté en figure 3. Ces signaux 30 et 31 sont destinés à commander les commutateurs 32 et 33. En particulier, les commutateurs 32 et 33 sont fermés quand les signaux 30 et 31 sont positifs. Et ces commutateurs sont ouverts quand les deux signaux sont négatifs. Une borne de chacun des commutateurs 32 et 33 est directement mise à la masse et l'autre l'est par l'intermédiaire des capacités 34 et 35 respectivement.Le point de raccordement de la capacité 34 et du commutateur 52 est connecté à une source de courant continu 36. De même, le point de raccordement de la capacité 35 et du commutateur 33 est connecté à une source de courant continu 37. Le commutateur 32, la capacité 34 et la source de courant continu 56 constituent l'intégrateur linéaire 201 de la figure 3.De même, le commutateur 53, la capacité 35 et la source de courant continu 37 constituent l'intégrateur linéaire 202 de la figure 5. Le signal apparaissant au point de raccordement du commutateur 32, de la capacité 34 et de la source de courant continu 36, et le signal apparaissant au point de raccordement du commutateur 55, de la capacité 55 et de la source de courant continu 37 sont ajoutés l'un À outre par le mélangeur 203 pour fournir la sortie au discriminateur qui est envoyé au filtre passebas. n se référant aux figures 4 et 5, la relation de phase entre les signaux 30 et 31 est déterminée de sorte que le commutateur 55 est ouvert tandis que le commutateur 32 est fermé, et que le commutateur 3) est fermé tandis que le commutateur 32 est ouvert. Pendant que le commutateur 32 est fermé, le potentiel 40 aux bornes de la capacité 34 est maintenu à zéro. Quand le commutateur 32 est ouvert, un courant constant est appliqué à la capacité 34 à partir de la source de courant continu 36. En conséquence, le potentiel 40 aux bornes de la capacité 34 augmente linéairement, comme cela est représenté par la forme d'onde 40. Pendant que le commutateur 33 est fermé, le potentiel 41 aux bornes de la capacité 35 est maintenu à zéro.Tandis que, pendant que le commutateur 33 est ouvert, un courant constant est envoyé à la capacité 35 à partir de la source de courant continu 37. En conséquence, la tension 40 aux bornes de la capacité 55 augmente linéairement. Puisque les deux sources de courant continu 36 et 37 sont des sources de courant identiques, et que les capacités 34 et 35 sont de même capacité, la variation du potentiel 41 est identique à celle du potentiel 40, tel que représenté en figure 5. Comme les commutateurs 32 et 33 sont alternativement ouverts et fermés, un signal d'onde en dents de scie 42 représenté en figure 5 est obtenu à la sortie du mélangeur 203. Le signal d' onde en dents de scie 42 est envoyé au filtre passe-bas d'où il résulte que son potentiel moyen 43 est obtenu. De même, des signaux 40', 41' et 42' sont obtenus, pourvu que l'intervalle de chacun des signaux 30' et 31' soit T/2, T étant l'intervalle de chacun des signaux 30 et 31. Alors, le signal 42' est envoyé au filtre passe-bas, d'où il résulte que son potentiel moyen 43' est obtenu. Ce potentiel moyen 43' est la moitié du potentiel moyen 43. I1 est maintenant évident qu'un potentiel moyen proportionnel à l'intervalle d'impulsion provient de la sortie du filtre passe-bas. La caractéristique du démodulateur PIM selon la présente invention est représentée en figure 6, dans laquelle les abscisses représentent l'intervalle T et la fréquence f du signal d'entrée du démodulateur et les ordonnées le potentiel de sortie V0 du filtre passe-bas. La droite 50 de la caractéristique d'intervalle de modulation par rapport au potentiel de signal démodulé indique que le potentiel de signal V0 est proportionnel à l'intervalle T. La courbe 51 pour la caractéristique de fréquence de signal modulé par rapport au signal démodulé indique que le potentiel de signal VO est inversement proportionnel à la fréquence f. Comme on le voit nettement à partir de la figure 6, le potentiel VO diminue quand la fréquence f augmente.En d'autres termes, la caractéristique de modulation du signal PIM (figure 2) est compensée, ou bien le signal modulé est démodulé sans distorsion. En se référant à la figure 7, dans laquelle un diagramme de circuit du discriminateur 200 dans le démodulateur PIM selon la présente invention est représenté, les signaux 30 et 31 sont envoyés aux bornes 61 et 62, respectivement. Les émetteurs des transistors NPN 57 et 68 sont mis à la masse. La base du transistor NPN 67 est connectée à la borne 61 par l'intermédiaire d'un circuit en parallèle composé d'une résistance 65 et d'une capacité 63. De même, la base du transistor NPN 68 est connectée à la borne 62 par l'intermédiaire d'un circuit en parallèle composé d'une résistance 66 et d'une capacité 64. Les capacités 65 et 64 sont des capacités à montée rapide.La résistance 65, la capacité 63 et le transistor NPN 67 constituent le commutateur 32. De même, la résistance 66, la capacité 64 et le transistor NPN 68 constituent le commutateur 33. Les collecteurs des transistors NPN 67 et 68 sont connectés aux collecteurs des transistors PNP 69 et 70, respectivement. Les émetteurs des transistors PNP 69 et 70 sont connectés à une source d'alimentation positive 84 par l'intermédiaire de résistances 71 et 72 respectivement. La base du transistor PNP 69 est mise à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 75 et connectée à la source d'alimentation positive 84 par l'intermédiaire d'une résistance 73. De même, la base du transistor PNP 70 est mise à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 76 et est connectée à la source d'alimentation positive 84 par l'intermédiaire d'une résistance 74. Le transistor PNP 69, les résistances 71, 73 et 75 constituent la source de courant constant 56. De même, le transistor PNP 70, les résistances 72, 74 et 76 constituent la source de courant constant 57. Le point de raccordement des collecteurs des transistors NPN 67 et 69 est connecté à la capacité 34 et à la base d'un transistor PNP 77. De même, le point de raccordement des collecteurs des transistors NPN 68 et 70 est connecté à la capacité 35 et à la base d'un transistor PNP 78. Les autres bornes de ces capacités )4 et 35 sont mises à la masse. Les collecteurs des transistors PNP 77 et 78 sont connectés à une source a'alimentation négative 85. L'émetteur du transistor PNP 77 est connecté à une anode d'une diode 81 et à la source d'alimentation positive 84 par l'intermédiaire d'une résistance 79. L'émetteur du transistor PNP 7 est connecté Les diodes 81 et 82 sont alternativement rendues conductrices par le signal envoyé à leurs anodes individuelles. Ainsi, les signaux sont effectivement mélangés sans causer d'interférence entre eux. Le démodulateur PIM peut également être composé d'un intégrateur linéaire et d'un filtre passe-bas sans employer le mélangeur. En ce cas, le filtre passe-bas est supposé supprimer la composante de signal ayant des fréquences supérieures à au moins la fréquence instantanée. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variante et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVEiDI CATI 0TS 1 - Dispositif de démodulation pour un signal modulé dans l'intervalle d'impulsion, caractérisé en ce qu'il comprend - des moyens pour intégrer linéairement ce signal modulé dans i'intervalle d'impulsion ; et - des moyens en réponse à ces moyens d'intégration linéaire pour produire un signal démodulé ayant une amplitude proportionnelle au potentiel moyen du signal intégré linéaire. 2 - Dispositif de démodulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour limiter l'amplitude du signal modulé dans l'intervalle d'impulsion avant l'intégration linéaire. 3 - Dispositif de démodulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'intégration comprend deux intégrateurs identiques l'un à 11 autre, et comprend en outre des moyens pour produire deux signaux divisés en phase, et en opposition de phase, ces signaux divisés en phase étant envoyés aux intégrateurs, respectivement, et des moyens pour mélanger les signaux intégrés.