Brevet FR2237358A1 — publié le 19750207

Ltinvention concerne un dispositif de démodulation d'une onde porteuse module angulairement et 5011 application à la lecture optique dlun support d'information. On sait qu'un tel dispositif est utilisé en particulier pour détecter une information enregistrée sous la forme de transitions successives d'une grandeur physique entre deux niveaux nominaux c'est-à-dire prédéterminés, théoriquement fixes, mais pratiquement susceptibles de grandes variations.Dans la cas dtun support pouvant être copié par pressage, tel que le vidéodisque, l'information est emmagasinée sous forme de créneaux successifs remarquables soit par une différence de relief, approximativement constante d'un créneau à l'autre, soit par une différence de pouvoir réflecteur, le créneau se distinguant par exemple d'un fond moyen fortement réflecteur. Dans les démodulateurs connus, on détecte les transitions entre le niveau supérieur et le niveau inférieur (et les transi- tions inverses) p#rovenant d'un capteur sous la forme d'un signal électrique à deux niveaux, en comparant chaque niveau avec un niveau moyen qui est par exemple le seuil d'un circuit "à seuil" ou le niveau d'un signal électrique de référence appliqué à l'une des deux entrées dtun amplificateur différentiel. Ces systemes présentent un inconvénient qui est le suivant ainsi qu'il a été dit, les niveaux réels des signaux captés diffèrent des valeurs théoriques sur une partie plus ou moins longue de l'enregistrement. Lorsque la différence-dépasse une certaine limite, on observe un manque de détection des transitions qui peut intéresser un ou plusieurs créneaux, ce qui revient à détecter une fréquence beaucoup plus basse que celle qui existait dans l'information enregistrée. Pour corriger ce défaut, on a proposé de filtrer le signal reçu du capteur à l'aide d'un filtre passe-haut. SPis dans le cas de la bande vidéo, la plus haute fréquence de modulation est trop proche de la limite inférieure de la fréquence instantanée (4 à 7 NEz) du signal enregistré pour que l'on puisse filtrer sans altérer fortement la partie supérieure de la bande. lie dispositif de démodulation suivant l'invention comprend des moyens convertisseurs électriques transformant l'onde porteuse modulée angulairement en un signal de forme rectangulaire à deux niveaux, des moyens électriques différentiateurs recevant ledit signal et délivrant des impulsions à chaque transition entre lesdits niveaux, des moyens multivibrateurs mono stables donnant auxdites impulsions une amplitude et une durée prédéterminée et des moyens électriques intégrateurs reliés auxdits moyens multivibrateurs monostables. Il est caractérisé en ce que lesdits moyens convertisseurs électriques comprennent un amplificateur différentiel limiteur recevant sur une première entrée ladite onde porteuse et sur une deuxième entrée#une portion de ladite onde porteuse décalée dans le temps d'une quantité prédéterminée ; lesdites transitions ayant lieu lorsque l'écart entre la valeur instantanée de ladite onde et celle de ladite portion décalée dans le temps franchit un seuil de tension prédéterminé ; ladite quantité prédéterminée étant inférieure à la période de la plus haute fréquence contenue dans 11 onde porteuse modulée angulairement. L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques appnnitront au moyen de la description qui suit et des dessins qui l'accompagnent, parmi lesquels la figure 1 représente schématiquement un dispositif connu ; la figure 2 est un exemple d'amplificateur différentiel connu les figures 3 et 4 sont des courbes explicatives -les figures 5 et 7 sont des schémas de modes dc réalisation de l'invention donnés à titre d'exemple les figures 6@4 et (b), 8(a) et (b) sxt des diagrammes de fonctionnement. Figure 1, on a représenté schématiquement le principe d'un dispositif connu utilisé pour la lecture d'un enregistrement de signaux vidéo sous forme de créneaux. te support d'information est représenté par un simple rectangle I au dessus duquel un capteur 2 traduit les créneaux sous la forme d'un signal électrique dtamplitude variable.Ce support est, par exemple, un vidéodisque sur lequel est gravé une piste en spirale comportant des accidents do relief défilant sous l'impact d'un rayon LASERS focalisé sur la piste par une texte de lecture. la toto comporte des moyens photoélectriques, non représentés, permettant do détecter les accidents de relief, par exemple grâce à la diffraction de la lumière transmise à travers le support transparent portant lesdits accidents de relief. lie signal électrique issu du capteur est traité par un dispositif 10 comportant une entrée li et une sortie 12 entre lesquelles sont montés en série - un limiteur 13 transformant le signal électrique -issu du capteur en un signal crénelé d'amplitude constante prcnant des valeurs correspondant à des polarités positives et négatives. - un circuit de différentiation 14, traduisant en impulsions électriques? les transitions entre valeurs positives et négatives du signal issu du limiteur 13 - une bascule monostable 15, transformanat les impulsions issues du circuit 14 en signaux rectangulaires de durée constante et de même polarité - un circuit d'intégration 16, restituant la modulation de fréquence des signaux enregistrés sur le support d'information et-par conséquent l'information vidéo. lies signaux vidéo issus de la sortie 12 sont alors traités par un récepteur 3. le limiteur 13 est fréquemment remplacé par un amplificateur différentiel limiteur 20, représenté schématiquement figure 2, ayant une caractéristique de réponse figure 3. Cet amplificateur comporte deux bornes d'entrée 21 et 22, une borne de sortie 23 et une masse commune 24. On applique-entre la borne 21 et la masse une tension u. On branche entre la borne 22 et la masse une source 25 fournissant une tension continu S . On recueille entre la borne 23 et la masse une tension w. Selon la caractéristique de la figure 3, lorsque u C V on a w = W2 (tension constante positive) et lorsque U ) V on a w = W1 (tension constante négative) Figure 4, on a porté le temps en abscisse et on ordonnées les tensions appliquées entre les bornes 21 et 22, respectivement, et la masse. On a représenté par une courbe 41 en trait plein la tension u du signal issu du capteur, lequel est donc branché sur la borne 21. Cette courbe coupe aux points A, B, C, D et E la droite 42 d'équation u = V1 En ces points d'intersection, on observe donc le basculement de la tension w de sortie de l'amplificateur 20. Ainsi qu'il a été dit précédemment, il arrive souvent que les niveaux inférieurs et supérieurs des signaux captés pré sont tent des valeurs anormales. Ce phénomène a été représenté figure 4 en maintenant la courbe 41 au-dessus de la droite 42 cntre les points C et D. Un certain nombre de transitions ne sont donc pas détectées et lton n'observe pas le basculenent do la tension w. Si les valeurs anormales des niveaux n'intéressaient que le niveau inférieur, on pourrait y remédier en substituant à v1 une valeur v2 telle que la droite 43 : u = v2 coupe la courbe 41 aux points M, N, P, Q, R, S, T etc. Cette substitution de v2 à v1 correspond à un changement de seuil de basculement. il permet deremedier au défaut dans le cas de la figure 4, mais non pas dans le cas général. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, représenté figure 5, on conserve l'amplificateur 20 mais on remplace la tension appliquée à la borne 22 par un signal v qui n' est autre que le signal u déphasé par une ligne à retard 53 introduisant un déphasage fixe Z de valeur calculée pour améliorer la détection des transitions du signal u ainsi qu'il sera précisé plus loin. A cet effet, à partir d'un point de dérivation 51 sur la connexion d'arrivée à la borne 21, on établit une connexion 52 avec entrée 531 de la ligne à retard 53 dont la sortie s'effectue sur la borne 22. Le diagramme de la figure 6(a) est semblable à celui de la figure 4. Dans le cas du montage de la figure Si la courbe 61 représentant la tension appliquée à la borne 22 se déduit do la courbe 41 par une translation de Q parallèlement à Itaxe des abscisses. lies intersections des deux courbes se produisent aux points correspondant à des-époques tl, t2, t, etc... t8 A ces intersections correspondent,figure 6(b), dans le diagramme de la tension w par rapport au temps t, des transitions brusques de tension de W1 à W2 ou de W2 à Wl. Une analyse simple du phénomène montre que la détection des créneaux, en cas de défauts tels que ceux qui sont représentés figure 4, est évidemment améliorée par un retard d'une fraction de créneau. Cependant des détections erronées peuvent avoir lien lorsque la longueur des créneaux varie brusquement de façon importante, ce qui est exceptionnel en pratique. Dans le cas du vidéodisque où le créneau le plus court correspond à une durée de 70 nanosecondes environ (dem--périodc correspondant à une fréquence de 7 NEz) un retard de 20 à 30 nanosecondes donne une très nette amélioration du signal après démodulation. Dans un deuxième mode de réalisation représenté figure 7, on conserve l'amplificateur 20 mais on supprime la ligne à retard 53. Entre le point de dérivation 51 et la borne 22, on intercale un sommateur de tension 81 possèdant deux entrées 811 (celle-ci reliée au point 51) et 812, et une sortie connectée à la borne 22. Un montage potentiométrique comportant des résis tances 82 et 84 est connecté entre le point 231 pris en deriva- tion sur la borne 23 et la masse. Un point intermédiaire du raon- tage (repère 83) est relié à l'entrée 812 constituant une boucle de réaction de l'amplificateur. lies résistances sont calculées de telle sorte que l'on trouve entre la borne 22 et la masse un signal de tension + k étant plus petit que l'unité.Le signe + est utilisé quand W1 est négatif (cas de la figure 3). On utiliserait le signe - dans le cas contraire. lie montage de la figure 7 est avantageux lorsque la tension u est une suite de signaux rectangulaires ce qui est le cas lorsque la bande passante du capteur est suffisamment large pour conserver la forme initiale des créneaux, l'enregistrement ayant été Lui-même assez fidèle pour impressionner le support par des transitions brusques. On a représenté figures 8(a) (b) les diagrammes des ten- sions en fonction du temps respectivement à entrée et à la sortie de l'amplificateur 20. le graphique de la tension u en trait plein présente une série de paliers repèrés de 90 à 97, le graphique de la tension v, en trait interrompu, s'en déduisant par décalage de chaque palier de la quantité kw parallèlement à l'axe des tensions. On voit facilement que, pour les paliers d'ordre pair, la tension v est décalée de kWl, donc abaissée, W1 étant négatif et que, pour les paliers d'ordre impair cette tension est décalée de kW2, donc augmentée, W2 étant positif. On remarque qu'à la fin du palier 921, il suffirait que la tension u sur la borne 21 descende seulement au dessous du palier 921, même sans atteindre l'axe Ot, pour qu'il se produise un basculement de w (figure 8b) du palier 102 au palier 103, ce qui est le but de l'invention. Les deux modes de réalisation peuvent être combinés en utilisant à la fois les deux modes de réalisation. Par exemple, dans le cas des signaux rectangulaires à bords arrondis, on intercalera le montage de la figure 7 entre les points 51 et 531 du montage de la figure 5, la connexion 52 étant supprimée et les points 231 et 531 étant confondus. R B-V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif de démodulation d'une onde porteuse modulée angulairement, ledit dispositif comprenant : des moyens convertisseurs électriques transformant ladite onde porteuse en un signal de forme rectangulaire à deux niveaux, des moyens électriques différentiateurs recevant ledit signal et délivrant des impulsions à chaque transition entre lesdits niveaux, des moyens multivibrateurs monostables donnant augdites impulsions une amplitude et une durée prédéterminée et des moyens électriques intégrateurs reliés auxdits moyens multivibrateurs monostables, ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens convertisseurs électriques comprennent un amplificateur différentiel limiteur recevant sur une première entrée ladite onde porteuse et sur une deuxième entrée une portion de ladite onde porteuse décalée dans le temps d'une quantité prédéterminée ; lesdites transitions ayant lieu lorsque l'écart entre la valeur instantanée de ladite onde et celle de ladite portion décalée dans le temps franchit un seuil de tension prédéterminée ; ladite quantité prédéterminée étant inférieure à la période de la plus haute fréquence contenue dans l'onde porteuse modulée angulairement. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite portion d'onde porteuse est transmise par une -ligne à retard dont l'entrée est reliée à ladite première entrée. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé on ce que le retard introduit par ladite ligne à retard est inférieur à la demi-période de ladite plus haute fréquence. 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé on ce qu'entre la sortie dudit amplificateur différentiel et ladite deuxième entrée est intercalé un réseau électrique comportant un montage potentiométrique dont l'entrée est branchée en dérivation sur ladite sortie et dont la sortie délivre ladite portion d'onde porteuse et un sommateur à deux entrées recevant respectivement ladite onde porteuse et ladite portion d'onde porteuse, la sortie dudit sommateur étant reliée à ladite deuxième entrée ; ladite quantité prédéterminée étant au moins égale au retard de transmission dudit réscau électrique. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 et~3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un amplificateur différentiel limiteur supplémentaire possèdant une bouclc de réaction entre sa sortie et l'une de ses entrées, ledit amplifi ~cafteur supplémentaire recevant ladite onde porteuse sur l'autrc entrée et fournissant à sa sortie le signal d'entrée de ladite ligne à retard. 6. lecteur optique délivrant-une onde porteuse modulée angulairement, caractérisé en ce que l'élément photoélectrique délivrant ladite onde est relié à un dispositif-conforme à l'une des revendications 1 à 5. 7. lecteur optique destiné à la lecture de l'information portée par un support et agencée suivant une pIste de largeur sensiblement constante comprenant une succession d'éléments dif fractants dont la longueur et l'espacement servent à traduire une forme d'onde rectangulaire modulée angulairement par ladite information, ledit lecteur comprenant des moyens d'éclairement concentré de ladite piste, des moyens photoélectriques recueillarM une portion du rayonnement diffracté par la portion éclairée de ladite piste et un dispositif électrique de-démodulation relié à la sortie desdits moyens photoélectriques, caractérisé en ce que ledit dispositif est conforme à l'une quelconque des reven- dications 1 à 5.