Brevet FR2232894A1 — publié le 19750103

La présente invention a pour objet un dispositif de transmission de programmes de télévision de n chaînes, n égal supérieur à 1, comportant, d'une part, un émetteur primaire muni, pour chaque chîne, de moyens dtdmission d'un signal à radiofréquence, modulé en fréquence, et porteur de 11 information constituée par le programme de cette channe, et, d'autre part, une pluralité de récepteurs-émetteurs secondaires dont chacun est muni de moyens de réception d'au moins l'un des signaux à radiofréquence provenant de l'émetteur primaire èventuellement transposé en fréquence, et d'un dispositif d'émission (par voie radioélec- trique ou par cables), à l'intention du public, du programme porté par le signal à radiofréquence, 11 émission secondaire an ce qui concerne l'image, par la modulation d'une porteuse, en amplitude, avec bande latérale atténuée L1 invention a également pour objet les émetteurs, conformes à metteur primaire d'un tel dispositif, et les récepteurs- émetteurs conforme s aux récepteurs-émetteurs d un tel dispositif Dans les dispositifs de c e type, la transmission entre l'émetteur primaire et les récepteurs-émetteurs s'opère soit par faisceaux hertziens classiques, le plus souvent avec un ou plusieurs relais imposant des transpositions de fréquence, soit par l'intermédiaire d'un satellite artificiel imposant également une transposition de fréquence. On peut également concevoir une combinaison de ces deux liaisons. Dans les dispositifs connus de ce type, l'information image, constituée par le signal video, monochrome ou couleur, est généralement émise, par 11 émetteur primaire, sous forme d'un signal à radiofréquence, directement modulé en fréquence par le signal video. in ce qui concerne l'information son, celle-ci est transmise sous forme drune onde modulée en fréquence qui est additionnée au signal video pour être appliquée avec celui-ci au modulateur de fréquences Si la modulation de fréquence présente des avantages incontestables par rapport à la modulation d'amplitude en ce qui concerne le rapport signal/bruit (en particulier lorsqu'un satellite joue le rôle de relais), ces dispositifs connus présentent deux inconvénients qui ont de lourdes répercussions sur leur colt i) un dispositif de modulation est inclus dans chacun des émetteurs secondaires ; or le nombre de ceux-ci, dans le cas d'une transmission par 11 intermédiaire d'un satellite, peut atteindre plusieurs centaines ou même plusieurs milliers 2) chaque émetteur secondaire comporte de même un correcteur de la distorsion temps de transmission/fréquence introduite dans cet émetteur secondaire par le filtre atténuant; l'une des deux bandes latérales ainsi que les distorsions de même nature qui seront introduites dans les récepteurs domestiques par les filtres de Nyquist et de rejection du son. Or ces dispositifs de correction sont complexes, d'un réglage délicat, et coûteux. La présente invention. a pour objet un dispositif du type général précisé dans le préambule, permettant d'éliminer des émetteurs secondaires les modulateurs et les dispositifs de correction de la distorsion temps de propagation/fréquence, tout en conservant pratiquement les avantages de la modulation de fréquence en ce qui concerne le rapport signal/bruit. Le problème est résolu, dans le dispositif suivant l'invention, par l'emploi dans l'émetteur primaire, d'une double modulation pour le signal video, permettant à la partie réceptrice des récepteurs-émetteurs, de restituer, par une seule démodulation, un signal de télévision qui pourra, dans leur partie émettrice, étire rendu conforme aux normes de diffusion par une transposition de fréquence. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaitront à l'aide de la description ci-après et des dessins sly rapportant sur lesquels Les figures 1 et 2 sont des diagrammes amplitude/ fréquence de signaux de télévision ; - la figure 3 est le schéma d'un émetteur primaire suivant l'invention - la figure 4 est le schéma d1un récepteur-émetteur suivant l'invention - la figure 5 est un diagramme amplitute/fréquence illustrant une variante du dispositif suivant l'invention. L'invehtion sera décrite à titre non limitatif dans le cas où la transmission entre l'émetteur primaire et les récepteursémetteurs ne met en peu, comme intermédiaire, qu'un satellite, de préférence stationnaire. L'émetteur primaire comporte un circuit d'émission par chaîne; il suffira d'en décrire un. On a représenté sur la figure 1 la caractéristique amplitude/fréquence de l'information image d'une chaîne, constituée par un signal video d'image I t couvrant 5 MHz et incluant ou non une sous-porteuse de chrominance. On a représenté sur la figure 2 la caractéristique correspondante pour une onde P de fréquence Fx modulée en ampli tude, à bande latérale inférieure atténuée, par le signal d'image I , les normes de modulation étant les normes de diffusion de la chaîne considérés si l'on fait Fx égale à la fréquence perteuse Fx dans lesdites normes, La bande latérale inférieure, dans cet exemple, couvre 0,75 MHz. On a également symbolisé sur la figure 2 un signal S modulé par le son, la modulation étant par exemple une modulation de fréquence dont la fréquence porteuse est X + E , ou B est l'écart entre les fréquences des porteuses image et son dans les normes considérées. Si l'on fait Fx = Fo , Fx + E est done égale à la fréquence Fs de la porteuse son et le signal de la figure 2 est alors celui qui doit être émis par les récépteurs-émetteurs. Chaque circuit de chatne de 17émetteur primaire élabore un signal image conforme à celui de la figure 2, excepté que Fx est pris égal à une fréquence faible fo , excédant de peu la largeur de bande de la bande atténuée, par exemple 0,9 MHz. Un tel signal ne peut naturellement être directement obtenu par modulation d'une porteuse à la fréquence 0,9 MHz , celle-ci étant inférieure à la largeur de bande du signal I On effectue donc une modulation à fréquence intermédiaire Fi , une transposition de fréquence de (Fi fo) donnant ensuite le signal désiré. De ce fait, la première partie du circuit de chaîne a la meme structure que celle d'un émetteur classique à modulation à fréquence intermédiaire et il est inutile de le représenter en détail. On a donc représenté sur la figure 3 une entrée video j alimentant les circuits classiques à video fréquence 2 fournissant le signal d'image appliqué à l'entrée de modulation 3 d'un modulateur d'amplitude 4 recevant sur son entrée de porteuse 5 un signal sinusoidal fourni, par un oscillateur 6 , à une fréquence E pouvant être égale à la fréquence intermédiaire utilisée dans les récepteurs domestiques pour la chatne considérée. On supposera par exemple Fi = 32,7 NEi. L'ensemble des circuits 2 et des éléments 4 et 6 constitue les étages d1 entrée classiques de la voie image d'un émetteur de télévision avec modulation à fréquence intermédiaire La sortie du modulateur est reliée, par l'intermédiaire d'un amplificateur 9 , à un filtre 10 , dont la bande passante correspond à la caractéristique de la figure 2 , en y faisant Fx - Fi . La sortie du filtre iO est reliée à un circuit 11 de correction de la distorsion temps de transmission/fréquence qui est due au filtre 10 , et de celles qui seront dues aux filtres du récepteur-émetteur qui sera décrit ultérieurement, et des récepteurs domestiques.Le circuit 11 est relié par l'intermédiaire d'un atténuateur variable 12 à l'entrée d'un mélangeur 13 recevant sur sa seconde entrée un signal sinusoidal à la fréquence 31,8 MEZ fourni par un oscillateur 14 . Le mélangeur 13 est relié à l'entrée du filtre passe bas 15 .Le changeur de fréquence soustractif, constitué par les éléments 13, 14 et 15 fournit sur la sortie du filtre passe bas, une porteuse à la fréquence 0,9 NFIz , modulée en amplitude suivant la caractéris- tique de la figure 2 , en y faisant F = fo = 0,9 MHz de sorte que la partie la plus atténuée de la bande latérale inférieure est peu éloignée de la fréquence O ; ce signal est amplifié dans l'amplificateur 16 Le signal sonore à fréquence acoustique est appliqué sur l'entrée 17 de l'émetteur, reliée à entrée de modulation d'un modulateur de fréquence 18 suivi d'un dispositif de réglage de gain 19. La modulation s'opère suivant les normes prévues pour la diffusion, abstraction faite de la valeur de la fréquence porteuse, prise ici égale à fo + E , et du niveau cT%te, qui est déterminé comme il sera expliqué ci-après. ires sorties du dispositif 19 et de lsamplificateur 16 sont reliées aux deux entrées d'un additionneur 20 Le signal de sortie de l'additionneur 20 est appliqué par l'intermédiaire d'un amplificateur 21 à entrée du circuit de modulation de fréquence dont le premier élément est un filtre de préaccentuation 22 . Celui-ci opérant sur une porteuse modulée en amplitude, sa caractéristique amplitude fréquence présente un minimum pour la fréquence fo . La préaccentuation effectuée impose des précautions en ce qui concerne le niveau crête de la porteuse son. En effet, les niveaux des différentes composantes spectrales prennent les valeurs suivantes pour une modulation négative considérée à titre d'exemple Niveau de porteuse correspondant à la crête synchro O dB Bandes latérales transmises - 17 dS Porteuse son - 10 dB On constate donc que l'amplitude relative de la voie son par rapport à la voie image ne peut entre maintenue à entrée du filtre de préaccentuation (si le son est également soumis à la préaccentuation, comme cela est le cas dans l'exemple décrit). Pratiquement, on utilisera à l'entrée du filtre de préaccentuation un niveau de porteuse son au plus égal à - 17 dB , ceci étant obtenu par un réglage de la puissance de l'oscillateur modulé 18 , l'ajustement précis s'opérant au moyen du dispositif de réglage de gain 19. Le filtre 22 est suivi d'un modulateur de fréquence SHF, 23. À titre d'exemple, la modulation de fréquence peut s'effectuer avec les caractéristiques suivantes Fréquence centrale 4 Gliz. Intervalle de variation de fréquence crête à cr4te 15 MHz. Bande passante du filtre de sortie du modulateur 36 MHz. L'émetteur opérera normalement pour plusieurs chatnes. Les différents circuits de channe auront la même structure générale, les différences ne provenant que des différences entre les normes de diffusion (autre que la valeur de la fréquence porteuse), slil en existe (ce qui n'est pas souhaitable), et de la fréquence centrale du modulateur SHF , les différentes émissions étant multiplexées en fréquence dans la bande SHF. Les émissions peuvent outre groupées par groupes, par exemple des triplets, correspondant à des émissions pouvant être retransmises par une mème antenne dans les émetteurs secondaires, chaque triplet couvrant une bande de 116 MHz de large, ceci laissant 4 MHz d'intervalle entre les trois voies consécutives correspondant aux trois émissions. En supposant six émissions groupées en deux triplets, on a représenté sur la figure 3 un dispositif de multiplexage 24 à six entrées, chacune de ces entrées étant alimentée par un circuit de cnatne, le circuit de chatne décrit alimentant 1 une des entres du dispositif de multiplexage 24 , dont la sortie est couplée à une- antenne, rayonnant vers le satellite, par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance 15 commun aux diverees chatoies. On supposera dans ce qui suit que les normes des différentes channes ne diffèrent que par les valeurs des fréquences porteuses. La figure 4 illustre un mode de aiisation d'un récepteurémetteur pouvant recevoir et émettre les six programmes émis par l'émetteur primaire de la figure 3 , après transposition de fréquence, de + 2 GRz par exemple, effectuée par le satellite. Il comporte, à partir d'une antenne pointée vers iê satellite, un amplificateur SHF,41 , à la sortie duquel sont reliés deux "filtres de triplets", 42 et 43 isolant respectivement les deux triplets. On ne décrira que le circuit alimenté par le filtre 42. La sortie du filtre 42 est reliée à la première entrée d'un mélangeur 44 dont la seconde entrée est reliée à un oscillateur local 45 accordé de manière que par mélange sous- tractif la bande de fréquences du triplet soit transposée dans la bande de 30 à 146 MHz. Le mélangeur comporte trois filtres de sortie 46, 47 et 48 isolant respectivement les trois programmes, ceux-ci ocupant en fréquence intermédiaire les bandes de 30 à 66 MHz , 70 à 106 MHz, et 110 à 146 MEi. On ne décrira que le circuit alimenté par le filtre 46 , en supposant que le programme qu1,il fournit à fréquence intermédiaire est celui qui était transmis par le circuit de chaque, décrit en détail, de l'émetteur primaire. Le filtre 46 alimente un démodulateur de fréquence 49 constitué par exemple par un limiteur suivi d'un discriminateur de fréquence convenablement centré pour l'émission considérée. Le démodulateur 49 est suivi d'un dispositif de filtrage 50 destiné à compenser d'une part la préaccentuation opérée dans l'émetteur primaire et d'autre part, la baisse relative de niveau imposée à la sous-porteuse son avant préaccentuation. Le dispositif peut ttre constitué par deux filtres, mais on les combinera avantageusement en un seuls Ire dispositif de filtrage 50 alimente un filtre passe-bande 51 fournissant le signal de télévision image et son de la figure 2 , en y faisant Fx = fo = 0,9 MHz. Pour que ce signal soit propre à être retransmis aux usagers, avec la fréquence porteuse prévue de valeur Fo , il suffit de lui imposer une translation de fréquence de B0 - fo . Toutefois, cette translation de fréquence, étant donné l'écart entre F et f0 , est réalisée par deux changements de fréquence o additifs consécutifs. Supposant par exemple 20 = 210,25 14Hz, le premier changement effectue par exemple une translation de 31,8 MHz et le second une translation de 177,55 MHz. Le premier changeur de fréquence comporte un mélangeur 52 dont la première entrée est reliée à la sortie du filtre 51 et dont la seconde entrée reçoit d'un oscillateur 53 une onde à la fréquence de 31,8 NEZ. Un filtre 54 isole le mélange additif fourni par le melangeur 52 , et l'applique à la première entrée dTun mélangeur 55 , recevant sur sa seconde entrée une onde à la fréquence de 177,55 MHz d'un autre oscillateur 56 Le mélange additif fourni par le mélangeur 53 est isolé par un filtre 57 et appliqué à la première entrée d'un multiplexeur 58. Les filtres 47 et 48 alimentent des circuits ne différant de celui qui est alimenté par le filtre 46 que par les fréquences de centrage des discriminateurs et les fréquences des oscillateurs alimentant les mélangeurs pour obtenir les porteuses de fréquences Flo et F"o des channes pour lesquelles ces circuits sont utilisés. Les sorties des circuits alimentées par les filtres 47 et 48 sont reliées aux deux autres entrées du multiplexeur 58 dont la sortie alimente un amplificateur à large bande 59 . L1amplificateur 59 -alimente une antenne démission. On remarquera que toutes ces opérations ont toujours maintenu le signal son accompagnant le signal image à sa situation correcte par rapport au signal image, et quVil est donc finalement à la fréquence correcte pour entre transmis au public. On remarquera que la double modulation pratiquée dans 11 émetteur primaire permet à la fois de conserver pratiquement le rapport signal/bruit de la modulation de fréquence et le respect, dès L'origine, des caractéristiques essentielles de transmission de 11 information aux usagers. Le filtre SHF 43 alimente un réseau analogue à celui qu'alimente le filtre 42 . En ce qui concerne le premier change ment de fréquence, llosci11ateur local de ce réseau est accordé de manière à ramener le triplet fourni par le filtre 43 dans la mMme bande à fréquence intermédiaire que pour le premier réseau. Bien entendu, l'invention n1 est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté. Hile est en particulier applicable dans le cas d'un émetteur primaire relié par un ou plusieurs faisceaux hertziens à une pluralité de récepteurs-émetteurs, chaque liaison pouvant être directe ou mettre en jeu un ou plusieurs relais. Elle est encore applicable dans le cas où les émetteurs secondaires diffusent les programmes vers les usagers par cibles et non plus par voie radioélectrique. D'autre part, la modulation d'amplitude dans l'émetteur primaire pourrait s'opérer avec la bande latérale supérieure atté- nuée, que celle-ci soit (cas le moins fréquent) ou non la bande atténuée dans les normes de diffusion. Bien entendu, le signal son est alors à la fréquence fo - E . La sous-porteuse modulée émise par l'émetteur primaire présente alors la caractéristique amplitude fréquence illustrée par la figure 5 b Il faut alors prendre 0 légèrement supérieur à l'écart E entre les porteuses son et image dans les normes de diffusion. Ceci permet d'éliminer, ou du moins de diminuer le taux de la préaccentuation. Si une telle préaccentuation est effectuée, la caractéristique de préaccentuation ne sera plus une courbe avec un minimum sur fo mais une courbe croissant avec la fréquence. Dans tous les cas où la bande latérale atténuée dans l'émetteur primaire n'est pas celle qui est atténuée dans les normes de diffusion, l'un des changements de fréquence effectués dans les émetteurs secondaires devra être soustractif, avec fréquence locale. supérieure à celle du signal,pour rétablir la conformité avec les normes de diffusion. Dans le cadre de l'exemple numérique précédent, E = 5,5 NEZ, on pourra prendre fO =5,7 NEZ. Supposant comme précédemment Fo (fréquence porteuse de diffusion) égale à 210,25 , la transposition de fréquence à faire dans les émetteurs secondaires sera de 204,55 NEZ. Le premier changement de fréquence pourra être un changement additif opérant une transposition de 27 NEZ ; et le second un changement de fréquence soustractif utilisant une oscillation locale de 242,95 NEZ. On remarquera enfin que le problème du niveau du son, dans l'émetteur primaire, peut également être résolu en ajoutant la porteuse son à la porteuse image après préaccentuation de celle-ci. Dans ce cas, la sortie du démodulateur de fréquence des circuits de chaîne, dans la partie réceptrice des émetteurs secondaires,pourra par exemple alimenter deux voies en parallèle, l'une comportant le filtre de désaccentuation, et l'autre un filtre isolant la porteuse son, précédé d'un séparateur et suivi d'un dispositif de réglage de gain et, si nécessaire, d'un correcteur de phase, ces deux voiés alimentant les deux entrées dtun additionneur, et la seconde ajustée de manière que la somme des signaux fournis par les deux voies à l'additionneur (signal image et résidu du son par la première, signal son par la seconde, restitue les. signaux image et son avec les niveaux relatifs corrects. Enfin, n remarquera qu'il est possible dleffeotuer à videofréquence la préaccentuation de la voie image dans Itémetteur primaire, la désaccentuation 5T opérant toujours à fréquence porteuse dans les récepteurs-émetteurs secondaires. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de programmes de télévision de n channes n égal ou supérieur à 1 , comportant, d'une part, un émetteur primaire muni, pour chaque chaîne, de moyens d'émission d'un signal à radiofréquence, modulé en fréquence, et porteur de l'information constituée par le programme de cette chaîne, et, d'autre part, une pluralité de récepteur-émetteurs secondaires dont chacun est muni de moyens de réception d'au moins l'un des signaux à radiofréquence provenant de l'émetteur primaire éventuellement transposé en fréquence, et d'un dispositif de diffusion, à l'intention du public, du programme porté par le signal à radiofréquence, ltémission secondaire s'effectuant, en ce qui concerne l'image, par modulation d'une porteuse, en amplitude, avec bande latérale atténuée, caractérisé en ce que ledit émetteur primaire comporte pour chacune desdites chaines un premier circuit fournissant au modulateur de fréquence un signal modulant sous forme de la somme d'une porteuse image modulée en amplitude avec bande latérale atténuée et d'une porteuse son, la fréquence fo de la porteuse image excédant de peu la largeur de la bande atténuée si celle-ci est la bande latérale inférieure, et excédant de peu l'écart 3 entre les porteuses image et son dans les normes-de diffusion relatives à la chaîne considérée si la bande atténuée est la bande latérale supérieure, ledit premier circuit étant plus précisément tel que ledit signal somme puisse être transformé sans aucune démodulation d'amplitude en un signal de télévision, qui sera dit equasi-standardw, ne différant du signal de télévision conforme auxdites normes que par les valeurs des fréquences porteuses image et son, et éventuellement par le choix de la bande latérale atténuée (bande latérale inférieure cru supérieure) ; en ce que la partie réceptrice du récepteur-émetteur secondaire est constituée par un dispositif restituant ledit signal quasi-standard et en ce que la partie émettrice du récepteur-émetteur secondaire est constituée par un dispositif de.transposition en fréquence du signal "quasi- standard", avec ou sans invention du spectre, restituant le signal de télévision conforme auxdites normes. 2. Emetteur agencé de manière à constituer l'émetteur primaire d1un dispositif suivant la revendication 1 3. Récepteur-émetteur agencé de manière à constituer un récepteur-émetteur d'un dispositif suivant la revendication 1. 4. Emetteur primaire suivant la revendication 2 , caractérisé en oe que dans ledit premier circuit, le circuit d'élaboration de la porteuse image incluse dans ledit signal somme comporte un modulateur d'amplitude dont 11 entrée de porteuse reçoit un signal de fréquence nettement supérieure à celle de ladite fréquence fo , un changeur de fréquence, abaissant la fréquence du signal de sortie dudît modulateur d'amplitude, et un filtre de préaccentuation dont l'entrée est couplée à la sortie du changeur de fréquence et dont la sortie est couplée à l'entrée de modulation dudit modulateur de fréquence. 5. Emetteur primaire suivant la revendication 4 , caractérisé en ce que, la bande latérale obtenue dans ledit premier circuit étant la bande inférieure, ledit changeur de fréquence est couplé à l'entrée dudit filtre de préaccentuation par l1inter- médiaire d'un additionneur, en ce que la caractéristique amplitude/ fréquence dudit filtre de préaccentuation présente an minimum pour la fréquence fo g en ce que ledit premier circuit comporte des moyens d'application a la seconde entrée de l'additionneur, d'une porteuse son à ladite fréquence f5 dont le niveau par rapport au niveau crête de ladite fréquence porteuse est inférieur à celui qui est prévu dans lesdites normes de diffusion. 6. Emetteur primaire suivant l'une des revendictions 2 , 4 , ou 5 , caractérisé en ce que chaque circuit de chaque comporte un circuit de correction de la distorsion temps de propagation/fréquence due aux filtres de l'émetteur primaire lui-même, des récepteurs-émetteurs et des récepteurs des usagers. 7. Récepteur-émetteur secondaire suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la partie émettrice est constituée par deux changeurs de fréquence en série. 8. Récepteur-émetteur secondaire suivant l'une des revendications 5 ou 7 , pour la réception de signaux en provenance d'un émetteur primaire suivant la revendication 5 , caractérisé en ce que sa partie réceptrice comporte à la suite du démodulateur de fréquence de chaque circuit de chaîne, un dispositif de fil- forage qui d'une part compense la préaccentuation imposée dans l'émetteur primaire, et d'autre part rétablit entre le niveau de la porteuse son et le niveau créte de la porteuse image le rapport prévu dans les normes de diffusion de la chaîne considérée.