Brevet FR2205796A1 — publié le 19740531

La présente invention concerne un système de transmission de signaux son différents dans un signal vidéo, en vue de permettre, a la réception des informations image contenues dans le signal vidéo, la diffusion simultanée de messages sonores définis par l'ensemble des signaux-son qui ont été transmis avec les informations image. La présente invention a pour objet un système de transmission simultanée de signaux-son dans un signal vidéo comprenant une station d'émission dans laquelle est élaboré le signal vidéo présentant entre des informations image des tops de synchronisation de balayage de l'écran d'un poste récepteur, et comprenant une station de réception dans laquelle au moins un poste récepteur restitue les images correspondant à ces informations image, caractérisé par le fait que - la station d'émission comporte, en outre, des moyens pour séparer lesdits tops de synchronisation de balayage du signal vidéo, au moins un générateur de signal de son à basse fréquence, au moins un circuit chacun relié un des générateurs de signaux basse fréquence pour élaborer, à partir des tops de synchronisation de balayage et dans une durée inférieure a celle de chacun d'eux, des impulsions modulées en durée, ces circuits élaborant pour llun des tops un train d'impulsions modulées en durée, et un circuit additionneur recevant ledit signal vidéo et les impulsions modulées en durée et délivrant un signal vidéo-son dans lequel les impulsions modulées en durée sont logées dans les tops de synchronisation de balayage correspondants et émis simultanément avec ledit signal vidéo, - et la station de réception comporte, en outre, des mayens pour séparer lesdites impulsions modulées et le signal vidéo du signal vidéo-son délivré par la station d'émission, des moyens pour former au moins une voie son à partir des impulsions de même rang des trains successifs d'impulsions modulées en durée, et au moins un moyen de diffusion, relié à l'une des voies et associé au poste récepteur d'images recevant le signal vidéo, assurant la diffusion de l'information sonore correspondant à cette voie simultanément avec la restitution des images. Ce système permet donc de tirer profit de l'existence dans un signal vidéo de canaux libres de toute information, constituant les tops de synchronisation de balayage, pour y loger des signaux représentant des messages sonores différents transmis simultanément avec ledit signal vidéo. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description donnée ci-après en regard du dessin ci-annexé dans lequel - la figure 1 représente schématiquement une station d'émission selon l'invention ; - la figure 2 illustre les signaux apparaissant sur les sorties de divers éléments\de la figure 1, - la figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation du modulateur rentrant dans la figure 1, et la figure 4 illustre son fonctionnement par des diagrammes de signaux délivrés dans le temps en divers points du modulateur - la figure 5 et la figure 6 représentent respectivement une station de réception associée à la station d'émission selon la figure 1 et des diagrammes de signaux délivrés. Dans la figure 1, on a représenté schématiquement une station pour l'émission simultanée d'un signal vidéo et de signaux-son différents entre eux. Dans cette station, un circuit de type connu illustré en 1 délivre un signal vidéo comprenant notamment, outre le signal image, des tops de synchronisation de balayage de ligne et de balayage de trame. A la sortie de ce circuit I est relié un organe séparateur 2 délivrant sur sa sortie les tops complémentaires des tops de synchronisation de balayage contenus dans le signal vidéo. Ces tops de synchronisation définissent, ainsi qu'il est connu notaient dans un système de télévision, le balayage de ligne et le balayage de trame de l'écran d'un tube cathodique de réception. Selon les normes adoptées en France pour la télévision, la durée d'un top de synchronisation de balayage de ligne est de 4,7 + 01 us, leur période étant de 64 u s ; la durée de chaque train que forment les tops de synchronisation de balayage de trame est de l'ordre de 1,5 ms, la période de ces trains est de 20 ms et, dans chaque train, les tops de synchronisation de balayage de trame se succèdent à 32 ou 64us et ont une durée de 2,3 ou 4,7 pus.On a représenté ces tops de synchronisation de balayage dans la figure 2 en Un organe 3, relié au séparateur 2, délivre à partir des tops de synchroni- sation qu'il reçoit, une suite de tops de commande de même période et de meme polarité directe (la polarité de ces tops de commende est opposée à celle des tops de balayage de ligne et de certains tops de balayage de trame). Dans la figure 1, cet organe 3 est constitué par un premier monostable 3a, déclenché par les fronts positifs des tops qu'il reçoit de ltextracteur 2, de période supérieure à la moitié d'un top de balayage de ligne, soit supérieure à 32 s, suivi d'un second onostable 3b, déclenché par les fronts positifs des tops issus de 3a et de période inférieure à 32 pus. Une porte ET 3c dont une première entrée est reliée à la sortie du monostable 3b et une seconde entrée est reliée à la sortie de l'extracteur des tops de synchronisation 2 (ou à l'entrée du monostable 3a) délivre les tops de synchronisation de période égale à celle des tops de balayage de ligne, soit de période égale à 64s. s.Ces tops sont ap- pliqués à un circuit, désigné par la référence générale 4, élaborant à chaque top de commande, une pluralité d'impulsions qui seront modulées en durée et délivrées à la suite les unes des autres sur la sortie de ce circuit 4 et dans une durée inférieure à celle de chacun des tops de commande. A cet effet, le circuit 4 illustré colporte des générateurs 11, 21 ... 51 de signaux de sons de basses fréquences différentes entre elles BF1, BF2 ... BF5 Ces générateurs 11, 21 ... 51 seront constitués par exemple par des amplificateurs recevant des signaux basses fréquences issus d'un microphone ou préalablement enregistrés sur bandes et détectés. Les ondes émises respectivement par les générateurs 11, 21 ... 51 sont filtrées en 12, 22 ... 52 en vue de calibrer la bande passante des signaux BF. Les tops. de commande issus de l'organe 3 sont décalés dans le temps respectivement par des circuits de retard 13, 23 ... 53 disposés ici à la suite les uns des autres en série. Un premier modulateur 14 reçoit sur une première entrée les tops successifs décalés par le circuit de retard 13 et sur une seconde entrée le signal modulant de son basse fréquence filtré en 12 et issu du générateur 11. La fréquence du signal de modulation, soit BFI, est choisie de manière à obtenir au moins deux échantillonnages prélevés par période de cette onde et à permettre sa reconstitution. Des modulateurs 24 ... 54 reçoivent, de manière analogue, sur une première entrée les tops successifs décales respectivement par les circuits dé retard 23 ... 53 et sur une seconde entrée le signal de son basse fréquence filtré et issu du générateur 21 ... ou 51 correspondant ; les fréquences BF2 ... BF5 des signaux modulants sont également choisies pour permettre au moins deux échantillonnages par cycle. Chacun de ces modulateurs 14, 24 ... 54, dont un mode de réalisation et le fonctionnement seront décrits ci-après en regard des figures 3 et 4, délivre à partir de chaque top de commande décalé une impulsion modulée en largeur par le signal modulant de son qui lui est appliqué. Ainsi qu'il sera vu ci-après en regard de la figure 2, illustrant les signaux délivrés aux sorties de divers éléments de la figure 1, et des figures 3 et 4, les impulsions modulées délivrées respectivement sur les sorties des modulateurs 14, 24 ... 54, à chaque top de commande issu de l'organe 3, se succèdent pendant une durée inférieure à celle de chacun des tops de commande, les trains d'impul sions ainsi constitués sont de même période que les tops de commande. Les sorties des modulateurs sont reliées à l'entrée d'un additionneur 40, pouvant être constitué par une porte logique OU. Sur sa sortie, formant la sortie de l'ensemble 4, on recueille, pour chaque top de commande issu de l'organe 3, un train d'impulsions modulées en durée, les fronts de montée de ces impulsions étant positionnés, par rapport au front de montée du top de synchronisation issu de 2 et ayant donné naissance àce top de commande, par les circuits de retard 13, 23 ... 53; des trains d'impulsions modulées sont ainsi délivrés au rythme des tops de commande. La sortie de cet additionneur 40 est reliée à une entrée d'un second additionneur 6 recevant sur une seconde entrée le signal vidéo issu du circuit 1. Sur la sortie 60 de cet additionneur le signal vidéo et les impulsions modulées précités, logées dans chaque top de synchronisation ayant donné naissance à un top de commande, seront sioultanement délivrés. Cet additionneur 6 peut être constitué, de manière connue, par un amplificateur opérationnel 61, le niveau de l'un des signaux d'entrée étant réglable par rapport à l'autre. La figure 2 donne les diagrammes dans le temps t des signaux délivrés par divers éléments. Ces signaux sont désignés par la lettre s affectée du repère de l'élément du circuit de la-figure 1 qui les délivre. On y a représenté le signal vidéo sl schématisé par des informations image de ligne i et par deux tops de synchronisation de balayage de ligne, désignés par 1, qui ont ici une période de 64 s et une durée de 4,7 It s.Ce signal vidéo comprend en outre des tops de syn- chronisation de balayage de trame dont la durée totale est sensiblement de 1,5 ms, parmi ces tops on a représenté des tops rl, r2, r3 et r4 ; les tops r1, r2, et r3 ont une période de 32us, les tops r4 ont une période de 64 us ; la durée de chacun des tops rl et r3 est de 2,3 s, celle de chacun des tops r2 et r4 est de 4,7us ; de plus, la polarité des tops r2 est inversée par rapport à celle des autres tops 1 et rl, r3, r4. Tous ces tops sont complémentaires des tops de balayage. Le monostable 3a, de période supérieure à 32 u s est déclenché par tous les tops de période de 64 s et tous les seconds tops de période égale à 32us ; les signaux s3a sont recueillis sur sa sortie ; le monos table 3b est déclenché par les signaux S3a' sa période étant inférieure à 32 s il délivre les signaux S3b;; la porte ET 3c délivre les tops de commande de période égale à 64 s issus de la combinaison des tops de ligne et de trame et des signaux s3b. Le diagramme s3 représente ces tops de commande. Dans le diagramme s'3 on a représenté à plus grande échelle un seul de ces tops de commande, ici correspondant à un top 1, l'échelle des temps dans les diagrases suivants correspond à celle du diagramme s'3. Ces tops de commande sont décalés dans le temps par les circuits de retard 13, 23 ... 53 ainsi qu'illustré par les diagrammes sl3, s23 ... 553) le circuit 13 apporte un très léger décalage tl par exemple de l'ordre de 0,1 à 0,3 s, les circuits 23, ... 53 assurent des décalages successifs sensiblement réguliers des fronts de montée ; les fronts de montée des tops qu'il délivrent respectivement sont à l'intérieur de la durée de chacun des tops d'origine issu de 3 soit dans une durée inférieure à 2,3us. Ces circuits de retard positionnent à tl, t2 ... t5, par rapport au front de montée du top issu de 3, les fronts de montée des tops qu'ils délivrent.En S14' s24 ... 554 on a illustré les impulsions délivrées par les modulateurs correspondants, ces impulsions sont déclenchées à partir des tops issus des circuits 13, 23 ... 53 respectivement; elles sont modulées en durée, ainsi que représenté par leur front de descente schématisé variable de part et d'autre de leur durée moyenne, chacune par le signal basse fréquence de son issu du générateur 11, 21 ... ou 51 correspondant. Le signal s60 représente la superposition des impulsions de son et du signal vidéo, les impulsions de son viennent se loger dans la moitié des tops respectifs libres de synchronisation de balayage de ligne et, ainsi qu'on peut le déduire aisément bien que non illustré, dans les tops de trame constituant les tops de commande. Ces impulsions de son sont ainsi émises simultanément avec le signal vidéo.La durée moyenne de chacune des impulsions modulées sera voisine de 0,25 ps, elle sera variable de 0,05 à 0,45 us. il y a lieu de noter que les impulsions de son émises dans un même top tel que 1 constituent autant de voies différentes de transmission de son; elles définissent des échantillonnages des ondes basses fréquences de modulation prélevés au moins au nombre de deux par période de chacuoedes ondes de modulation. L'information de son complète sera ainsi constituée par l'ensemble des impulsions modulées de meme rang logées dans les tops de synchronisation de balayage successifs. Dans la figure 3, on a représenté schématiquement un des modulateurs 14, 24 ... 54 de la figure I délivrant de telles impulsions modulées en durée. On a considéré ici le modulateur 14 que l'on a représenté connecté, à travers le circuit de retard 13, à la sortie de l'organe 3 délivrant, à partir des tops de synchronisation de balayage, les tops de commande représentés en s3 dans la figure 2. Ce modulateur reçoit également l'onde de modulation basse fréquence, indiquée en s1l, délivrée à partir du générateur 11. Ce modulateur comporte un circuit 15 de détection de coincidence, constitué par exemple par un amplificateur opérationnel, dont une première entrée est reliée à un circuit 17 commandé par les tops issus de 13 et délivrant, lors de l'arrivée de chacun de ces tops, un signal en dent de scie, et dont une seconde entrée reçoit l'onde de modulation s1l. Le modulateur commandé à partir des tops sl3 comporte un adaptateur d'entrée 16 transmettant les tops de commande retardés sur une entrée 71 commandée. Cette entrée est schématisée par un interrupteur normalement fermé dont ltouverture est assurée par ces tops, cet interrupteur peut être réalisé par un transistor dont la base est polarisée en invErse lors de la présence de ces tops. Un condensateur 70 est monté en parallèle sur cet interrupteur 71. Le condensateur 70 est également monté en série avec un transistor 72 et une charge 73 entre la borne positive 74 et la borne négative 75 de sources de tension continue par rapport auxquelles la polarisation de la base du transistor 72 est assurée. Le point de connexion entre l'interrupteur 71, le condensateur 70 et le transistor 72, sur lequel apparaît le signal en dent de scie, est désigné par 76. Le signal de son s1l issu du générateur 11 de la figure 1 après filtrage, est appliqué au circuit de détection de coincidence 15 à travers un adaptateur d'impédance d'entrée 18. Unicircuit logique ET 19 recevant sur une entrée les tops de commande retardes s13 et sur une autre entrée le signal issu du détecteur de colncidence 15 délivre à sa sortie l'impulsion modulée en durée. Le fonctionnement de ce circuit est expliqué en regard des diagrammes dans le temps donnés dans la figure 4; on y a représenté les signaux en divers points de sortie des éléments du circuit, ils sont désignés par la lettre s affectée du repère de l'élément correspondant sur la sortie duquel ils sont respectivement délivrés. L'échelle des temps a été choisie différente de celle de la figure 2 en vue de compléter la figure 2 on a considéré ici un top de commande r issu des tops de synchronisation de trame, ce top r a une durée de 2,3 s. On y a représenté les signaux s3 et s13 précités délivrés à la sortie de l'organe 3 et du circuit de retard 13. Le niveau du signal de commande de l'interrupteur est modifié par l'adaptateur d'entrée 16 ainsi que représenté par s16. Pour le niveau bas de ce signal, l'interrupteur 71 est fermé (le transistor de type pnp pouvant le constituer est passant, sa base étant alors convenablement polarisée par rapport à son émetteur). Pour le niveau haut de ce signal, l'interrupteur 71 est ouvert (la base du transistor pnp formant en pratique cet interrupteur est portée à un potentiel nettement supérieur à celui de son émetteur, ce transistor est alors bloqué). Simultanément, pendant la fermeture de l'interrupteur un courant s'établit entre les bornes 74 et 75 dans le circuit comprenant l'interrupteur 71, le transistor 72 et la charge 73. Le point 76 est porté sensiblement à la tension de la borne 74. Pendant l'ouverture de l'interrupteur 71, le condensateur 70 se charge à partir de la source 74, cette charge s'effectue à courant constant à travers le transistor 72 et la charge 73. Le potentiel du point 76 décroit en conséquence sensiblement linéairement; la courbe s76 représente cette variation de potentiel en 76 appliquée au détecteur de coïncidence 15 précité.L'onde de modulation s11 est comparée avec le signal s76 pendant la durée du top de synchronisation r retardé correspondant représenté en S13. Le circuit 15 à détection de colncidence change d'état à chaque détection de colncidence. Ainsi sa sortie est à un niveau logique 1 tant que la différence des signaux d'entrée n'a pas été détectée nulle, puis passe au niveau logique zéro dès détection de légalité de ces signaux. Le signal apparaissant sur la sortie du détecteur, lors de la présence du top s13, est délivré sur la sortie de la porte ET 19 et constitue l'im- pulsion modulée en durée désirée représentée en Les modulateurs 24 ... 54 seront réalisés de manière identique.Le modulateur 24 par exemple recevra le top de synchronisation r issu du circuit de retard 23. A partir de ce top retardé le signal en dent de scie sera élaboré et comparé à l'onde de modulation à basse fréquence BF2, issue du générateur 21 de la figure 1, pour la génération de l'impulsion modulée en durée correspondante. A titre d'exemple, compte tenu des normes adoptées en France et de la période des tops de commande choisis ici égale à celle des tops de synchronisation de balayage de ligne dans le signal vidéo, soit de 64 us, les échantillonnages seront prélevés à une fréquence de 15625 Hz. Au moins deux échantillonnages par cycle de l'onde de modulation étant nécessaires pour sa reconstitution à la réception, les fréquences BF1, BF2 ... BF5 différentes seront choisies inférieures à 7800 Hz; elles seront choisies de préférence comprises entre 0 et 7500 Hz. Le trace des diagrammes de signaux obtenus à la sortie par des modulateurs, dans le cas où l'impulsion de commande r correspond à un top de synchronisation de trame de durée 2,3 pus, montrerait que les impulsions modulées sont réparties dans toute la durée de ce top de synchronisation de balayage de trame, alors qu'elles ne se répartissent que dans la première moitié d'un top de synchronisation de balayage de ligne 1 (figure 2). Dans la figure 5, on a représenté une station de réception du signal s60 (figure 2) délivré à l'émission. A la réception, un circuit 7 sépare le signal vidéo proprement dit des impulsions modulées en durée constituant les signaux de son. Le signal vidéo est délivré sur une première sortie 70 du circuit séparateur 7 les trains d'impulsions modulées sont délivrés sur une seconde sortie 71 de ce circuit 7. Un démultiplexeur 8 connecté à la sortie 71 assure la séparation des impulsions selon leur rang dans chaque train. Ce démultiplexeur 8 a pour sorties respectives 81, 82 ... 85 sur lesquelles sont délivrées les impulsions modulées de rangs respectifs 1, 2 ... 5 dans chacun des trains appliqués sur son entrée.Ces sorties constituent ainsi autant de voies son différentes ainsi qu'illustré dans la figure 6 par les diagrammes s81, s82 ... s85. donnés à échelle sensiblement double de celle adoptée pour le diagramme s'3 de la figure 2 ; on y a désigné par T la période des trains d'impulsions modulées en durée (T = 64 Hz 64us). Les signaux de son délivrés en 81 sont appliqués à travers un filtre passe-bas 91 un recepteur de signaux son 101. De même les signaux de son délivrés en 82 85 sont appliqués à travers un des filtres passe-bas 92 ... 95 à un des récepteurs de signaux son 102-105. Sibultanement, le signal vidéo délivré sur la sortie 70 du circuit séparateur 7 sera appliqué à un récepteur vidéo 72. il ressort immédiatement qu'il sera possible de diffuser l'une des informations sonores définies par les signaux sur les voies respectives 81, 82 ... 85 simultanément avec l'information visuelle distribuee par le récepteur vidéo 72. Un tel système assure la transmission simultanée d'un signal vidéo et de signaux de son appartenant à des messages sonores différents, à la réception les images définies dans le signal vidéo sont restituées accompagnées de l'un ou l'autre de ces messages sonores. Ce système est applicable en. particulier dans le domaine de la télévision ou analogue, pour la diffusion d'un même programae dans des langues différentes avec des informations images identiques qu'il 8'a- gisse quant au programme d'une émission cinématographique ou sportive ou éducative ou autre. La présente invention a été décrite en regard du mode de réalisation illustré dans le dessin ci-annexé. Il est évident que sans sortir du cadre de cette invention on peut y apporter des modifications de détail et/ou remplacer certains moyens par d'autres moyens techniquement équivalents. REVENDICATIONS 1/ Système de transmission simultanée de signaux-son différents dans un signal vidéo comprenant une station d'émission dans laquelle est élaboré le signal vidéo présentant entre des informations image des tops de synchronisation de balayage de l'écran d'un poste récepteur, et comprenant une station de réception dans laquelle au moins un poste récepteur restitue les images correspondant à ces informations image, caractérisé par le fait que - la station d'émission comporte, en outre, des moyens pour séparer lesdits tops de synchronisation de balayage du signal vidéo, au moins un générateur d'un signal de son à basse fréquence, au moins un circuit, chacun relié à un des générateurs de signaux basse fréquence, pour élaborer, à partir des tops de synchronisation de balayage et dans une durée inférieure à celle de chacun d'eux, des impulsions modulées en durée, ces circuits élaborant à partir de l'un de ces tops un train d'impulsions modulées en durée, et un circuit additionneur recevant ledit signal vidéo et les impulsions modulées en durée et délivrant un signal vidéo-son dans lequel les impulsions modulées en durée sont logées dans lesdits tops de synchronisation de balayage qui leur correspondent et émis simultanément avec ledit signal vidéo, - et la station de réception comporte, en outre, des moyens pour séparer lesdites impulsions modulées et le signal vidéo du signal vidéo-son délivré par la station d'émission, des moyens pour former au moins une voie son à partir des impulsions de même rang des trains successifs d'impulsions modulées en durée, et au moins un moyen de diffusion, relié à l'une des voies et associé au poste ro- cepteur d'images recevant le signal vidéo, assurant la diffusion de l'information sonore correspondant à cette voie simultanément avec la restitution des images. 2/ Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que d'un circuit élaborant lesdites impulsions modulées en durée à l'autre les signaux de son sont de fréquences différentes, les impulsions de chaque train étant modulées en durée respectivement par Scies signaux de son de fréquences différentes. 3/ Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits circuits élaborant les impulsions modulées en durée comportent une pluralité de circuits de retard assurant le positionnement desdites impulsions modulées en durée dans le signal vidéo. 4/ Système selon la revendication 3, caractérisé par le fait que d'un circuit élaborant lesdites impulsions modulées en durée à l'autre, lesdits circuits de retard sont reliés en série. 5/ Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que, chacun desdits circuits élaborant lesdites impulsions modulées comporte un circuit générate\ir de signaux en dent de scie commandé à partir desdits tops de synchronisation pour délivrer un signal en dent de scie à chaque arrivée d'un top sur son entrée, un détecteur de coîncidence relié d'une part au générateur de signaux de son associé et d'autre part au circuit générateur de signaux en dent de scie. 6/ Système selon la revendication 5, caractérisé par le fait que, ledit circuit générateur de signaux en dent de scie comporte un interrupteur commandé à partir desdits tops de synchronisation de balayage et un condensateur monté en parallèle sur cet interrupteur et relié à travers une charge entre les bornes d'une source de tension, chaque signal en dent de scie étant délivré sur la connexion comfiune à l'interrupteur, le condensateur et la charge, lors de l'ouverture dudit interrupteur par l'un des tops, la tension à cette connexion décroissant d'un niveau haut auquel elle est portée lors de la fermeture de l'interrupteur à un niveau bas pour lequel ledit condensateur est chargé. 7/ Système selon l'une des revendications I à 6, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit élaborant des tops de commande de même période relié entre la sortie desdits moyens séparant lesdits tops de synchronisation de balayage et l'entrée desdits circuits élaborant lesdites impulsions modulées en durée. 8/ Système selon la revendication 7, dans lequel les tops de synchronisation de balayage sont constitués par des tops de période T et des tops de période T/2, caractérisé par le fait que ledit circuit élaborant des tops de commande comporte un premier monos table de période supérieure à T/2, un second monos table de période inférieure à T/2 et une porte logique ET à deux entrées reliées respectivement à la sortie du second monostable et à l'entrée du premier. 9/ Système selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé par le fait que lesdits générateurs de signaux de son sont "synchronisés" sur la période des tops appliqués aux circuits élaborant lesdits trains d'impulsions modulées en durée, les fréquences de ces signaux étant comprises dans une bande io-F/21 Hz dans laquelle 1/F est la période de ces tops.