Brevet FR2297474A1 — publié le 19760806

La présente invention se rapporte aux procédés de compensatton du pleurage lors de la lecture d'un enregistrement. Elle concerne aussi les: appareils qui appliquent ce procédé et.les enregistrements confectionnés en vue d'une utilisation de ce procédé. Elle s'applique en particulier aux procédas d'enregistrement qui permettent d'enregistrer des signaux vidéo-fréquence sur un di#sque qui est ensuite lu, généralement par voie optique ; ces enregistrements sont connus sous le nom de vidéo-disque et nous les nomm#ercns ainsi dans la suite de ce texte. Lorsque l'on enregistre un signal sur un support mis en mouvementi par-exemple en utilisant un enregistreur sur bande ou sur disque, il est impossible d'assurer A ce support un mouvement parfaitement régulier. Le même phénomène se produit à la lecture de l'enre- gistrement et. tous deux donnent naissance à une perturbation du si gnai reproduit appelée pleurage. Cette perturbatiqn.se présente comme une modulation parasite du signal lu dont la fréquence instantanée différe de celle du signal enregistré d'une quantité fluctuante. Cette modulation parasite comporte une composante continue qui.correspond à une erreur systèmatique de vitesse de défilement entre l'enregis- treur et- le lecteur. t L-a--grtnde capacité de stockage d'information du disque vidéo peut être mise à profit pour enregistrer des programme sonores de très -longue durcie ou de très grande qualité ou ;##e présentant ces deux caractéristiques à la fois, quoique chacune à un degrés moindre. Plusieurs procédés de multiplexage utilisables ; en particulier on peut échantillonner dans le temps les canaux è enregistrer et mo#duler avec ce signal la porteuse-principale ; on peut aussi utiliser une combinaison de sous porteuses ; on peut enfin faire.une combinai son de tous ces-procédés en vue de fayoriser telle ou telle carac- téristique teS que du système. Il est intéressant d'utiliser plusieurs sous-porteuses qui-supportent chacune un élément de programme distinct.Pour faire de la sterépphonie, de. la quadriphonie ou plus généralement de la polyphonie on peur grouper 14;polyphonie-on peut grouper ces.sous-porteuses par jeux de deux, quatre ou n. Enutilisant une modulation de fréquence de grande excursion, on peut obtenir une large bande passante et un très bon rapport signal sur bruit. La porteuse principale directement enregistrée sur le vidéo-disque étant comprise dans une bande de fréquence limitée par la technologie actuelle à environ 10 MHz, plus l'excursion des sous-porteuses est grande, plus on en réduit le nombre, en ce qui explicite le compromis à faire entre la durée et la qualité. En tout état de cause, même pour des programmes relativement longs, la bande reproduite et le rapport signal sur bruit restent excellents. Il est donc nécessaire que les autres imperfections de la transmission sonore soient en rapport de façon à avoir une qualité d'ensemble équilibrée. En particulier le pleurage est l'une de ces imperfections et il doit être maintenu à un niveau très bas. Il est connu d'enregistrer sur un enregistreur magnétique à bande une fréquence pilote qui est ensuite comparée lors de la lecture de cet enregistrement à une fréquence fournie par un oscillateur très stable. On tire de cette comparaison un signal d'erreur qui pilote un asservissement lequel commande le moteur de défilement de la bande. On compense ainsi parfaitement terreur de vitesse et dans une certaine mesure le pleurage. Cette compensation du pleurage est limitée en particulier par l'inertie du système mécanique. Il est également connu, lorsque lton enregistre sur un vidéodisque un signal de télévision en couleurs au standard NTSC, d'utiliser la salve de sous-porteuse placée dans le palier avant de suppression ligne pour compenser les fluctuations rapides de vitesse du disque. A cet effet on compare cette salve au signal délivré par un oscillateur très stable. Le signal d'erreur résultant de cette comparaison pilote un asservissement qui commande un transducteur sur lequel est fixé un miroir mobile. Ce miroir mobile défléchit le faisceau lumineux de lecture d'une manière variable dans la direction de déplacement du sillon sur lequel est inscrit le signal. Lorsque le disque accélère le faisceau avance par rapport à sa position médiane et lorsque le disque ralentit il recule par rapport à cette meme position.La vitesse instantanée de lecture reste ainsi constante à une distance donnée du centre du disque (elle diminue lentement au fur et à mesure que l'on explore le disque du bord vers le centre). L'objet de la présente invention consiste à enregistrer à la fois les divers canaux d'information et une fréquence pilote connue. Cette fréquence peut être soit un signal distinct supporté par un canal de l'enregistrement, soit une fréquence inhérente au procédé d'enregistrement, comme par exemple la fréquence d'échantillonnage si l'on en utilise un. Lors de la lecture ultérieure de cet enregistrement on compare le signal pilote lu à un signal de fréquence stable délivré par un oscillateur. La valeur nominale de cette fréquence est la même que celle du signal pilote à l'enregistrement. Le signal d'erreur résultant de cette comparaison est utilisé pour compenser le pleurage en agissant sur des circuits de traitement des signaux d'information. Une réalisation préférentielle consiste à agir sur le démodulateur de la porteuse principale s'il en existe une ou sur les démodulateurs des diverses sous-porteuses ou porteuses. Il est intéressant d'utiliser la composante continue et les fréquences basses du signal d'erreur pour piloter l'asservissement du moteur d'entraînement du lecteur. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif. Les figures annexées représentent - la figure 1 est un schéma d'un système de diffusion audio par vidéo-disque ; - la figure 2 est un schéma partiel d'un ensemble de lecture de vidéo-disque. Le système de diffusion audio par vidéo-disque qui est représenté sur la figure 1 est limité pour la clarté de la description au cas ou l'on ne diffuse qu'un seul signal sonore S1 par l'intermédiaire d'une sous-porteuse F1. Un tel système étendu pour la diffusion de n signaux sonores ne diffère de celui décrit que par l'utfllisation de n-l sous porteuses supplémentaires et par la duplication des moyens spécifiques à la sous-porteuse F1. Ce système ainsi que la variante de l'ensemble de lecture décrite ensuite comportent l'utilisation du signal d'erreur pour piloter l'asservissement du moteur d'entraînement du lecteur ; une telle utilisation est préférentielle mais on peut ne pas s'en servir tout en restant dans le cadre de l'invention. Ce système comporte un ensemble d'enregistrement qui comprend les oscillateurs 111 et 112, un modulateur 113, un sommateur 114, un enregistreur de vidéo-disque 115. Le vidéo-disque enregistré 116 est ensuite lu dans un ensemble de lecture qui comprend un lecteur 117, 6 filtres 118, 120, 122, 123, 125 et 126, deux comparateurs de phase 119 et 124, un oscillateur commandé en tension dit VCO 121 et un oscillateur 127. Le signal sonore Si module dans le modulateur 113 la sous-porteuse F1 générée par l'oscillateur 111. Cette sous-porteuse modulée est additionnée dans le sommateur 114 à la sous-porteuse Fo générée par l'oscillateur 112. Le signal composite FE est enregistré sur le vidéodisque 116 dans l'enregistreur 115. Le vidéodisque 116 est lu dans le lecteur 117. Ce lecteur délivre le signal composite FL affecté par le pleurage. Le filtre 118 sépare la sous-porteuse FU; (qui est F1 modulée et affectée par le pleurage). Cette sous-porteuse est modulée dans un démodulateur à boucle de phase (dit phase-lock en terminologie anglo-saxonne) constitué par le comparateur de phase 119 associé au filtre passe-bas 120 et à l'oscil- lateur VCO 121. Le fonctionnement de ce démodulateur connu en soi est le suivant ;L'oscillateur 121 délivre un signal qui est comparé à F1L dans le comparateur 119, le signal d'erreur résultant de cette comparaison est filtré dans le filtre 120 et le signal résultant el commande la fréquence d'oscillation de l'oscillateur 121 ; quand le démodulateur est accroché la fréquence du signal délivré par l'oscil- lateur 121 suit la fréquence de FIL et le signal el varie suivant le rythme et l'amplitude de la modulation de F1L ; ce signal el représente donc la modulation de P1L et après filtrage par le filtre 122 il devient le signal sonore S2 (qui est S1 affecté par le pleurage). Le filtre 123 sépare la sous porteuse FOL (qui est Fo affectée par le pleurage). Comme cette sous-porteuse n'est modulée que par le pleurage, qui est à fréquence relativement basse, le filtre 123 est à bande très étroite. FOL est comparée dans le comparateur 124 au signal FOR délivré par l'oscillateur 127. La fréquence de FOR est égale à celle de Fo. Le signal d'erreur E résultant de cette conparaison est filtré dans le filtre passe-bas 126 et devient le signal M qui commande l'asservissement du moteur du lecteur 117 ; ou annule ainsi l'écart statique de vitesse. E est aussi filtré dans le filtre passe-bande 125 et devient le signal e2 qui commande lui aussi l'oscil- lateur 121.Cet oscillateur possède en effet deux entrées de commande, l'une qui reçoit el comme vu plus haut et l'autre qui reçoit e2. De cette manière un écart de fréquence sur FoB provoque un écart de fréquence sur le signal fourni par l'oscillateur 121 et lorsque les réponses des divers éléments de cette chaine de compensation sont convenablement réglées l'écart de fréquence sur l'oscillateur 121 compense l'écart de fréquence sur F1L dd au pleurage. Les performances du système sont déterminées par la constance de ce réglage dans toute l'étendue du spectre du pleurage. Il est commode d'utiliser des éléments à réponse linéaire et d'aJuster uniquement leur gain. Le filtre 126 coupe les fréquences hautes du signal E en dessous de la fréquence maximale à laquelle peut répondre le moteur du lecteur, et la fréquence de coupure basse du filtre 125 est choisi pour que la compensation électronique prenne le relais de la compensation mécanique de la manière la plus linéaire possible. Une variante de ltensemble de lecture est représentée sur la figure 2 qui est limitée aux moyens permettant d'obtenir le signal composite FL (qui est composé de la somme des sous-porteuses), celuici étant ensuite exploité par des moyens connus. Cet ensemble comporte un-lecteur 211, quatre filtres 213, 217, 219 et 215, deux comparateurs de phase 212 et 216, un oscillateur commandé en tension dit VCO 214 et un oscillateur 218. Le vidéo-disque 116 est lu dans le lecteur 211. Ce lecteur délivre la porteuse principale Fp affectée par le pleurage. Cette porteuse est démodulée dans un démodulateur à boucle de phase constitué par le comparateur de phase 212 associé au filtre passe-bas 213 et à l'oscillateur VCO 214. Le fonctionnement de ce démodulateurest connu en soi et a été rappelé plus haut. La tension de commande de l'oscil- lateur 214 est cette fois-ci le signal composite FL. Le filtre 215 sépare la sous-porteuse FOL. Comme cette sousporteuse n'est modulée que par le pleurage, qui est à fréquence relativement basse, le filtre 215 est à bande très étroite. FOL est comparée dans le comparateur 216 au signal FOR délivré par l'oscillateur 218. La fréquence de FOR est égale à celle de Fo. Le signal d'erreur e résultant de cette comparaison est filtré dans le filtre passe-bas 219 et devient le signal M qui commande 11 asservissement du moteur du lecteur 211 ; on annule ainsi l'écart statique de vitesse. e est aussi filtré dans le filtre passe bande 217 et devient le signal e4 qui commande lui aussi l'oscillateur 214. Cet oscillateur possède en effet deux entrées de commande, l'une qui reçoit FL pour la décommutation de Fp et l'autre qui reçoit e4 pour la compensation du pleurage. On remarque que dans cette variante la compensation de pleurage fonctionne en boucle fermée ; en effet e4 commande l1oscil- lateur 214 de telle manière que FOL ait une fréquence égale à celle de FOR, ce qui tend à annuler e4. Le système fonctionne donc en asservissement et les problèmes de linéarité de l'exemple précédent ne se posent plus ; en revanche il faut mettre au point deux boucles de phase imbriquées, ce qui est plus difficile. Un perfectionnement intéressant consiste à enregistrer le vidéodisque 116 à vitesse linéaire constante, donc à vitesse angulaire croissante. La bande passante est alors la m#me de la périphérie au centre du disque et elle peut Etre exploitée au maximum. Il est clair que dans ces conditions l'asservissement du moteur du lecteur, piloté par la fréquence pilote, provoquera une lecture à vitesse linéaire constante si l'on a pris la précaution de lui permettre une plage de variation suffisante. BEVENDICATIONS la Procédé de compensation du pleurage lors de la lecture d'un enreglstrement, du type où l'on utilise un enregistrement comportant un signal pilote de fréquence fixe enregistré simultanément avec les signaux d'information et où lors de ladite lecture on compare la fré guence dudit signal pilote à ladite fréquence fixe pour obtenir de cette comparaison un signal d'erreur, caractérisé en ce que l'on utilise ledit signal d'erreur pour compenser ledit pleurage en agis sant sur des circuits de traitement desdits signaux d'information. 2, Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise simultanément ledit signal d'erreur pour piloter l'asservis- sement mécanique des moyens de lecture-dudit enregistrement. ), Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, ledit enregistrement comportant au moins deux porteuses, l'une desdites porteuses étant modulée en fréquence par un dit signal d'information, l'autre dite porteuse étant enregistrée sans modulation, ladite autre porteuse est utilisée comme ledit signal pilote, et que ledit signal d'erreur agit sur le démodulateur de ladite porteuse modulée en fréquence. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dites porteuses sont des sous-porteuses modulant une porteuse principale. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, ledit enregistrement comprenant une porteuse principale modu lée en fréquence par au moins deux sous-porteuses, l'une desdites sou#-porteuses étant modulée par un dit signal d'information, l'autre dite sous-porteuse étant enregistrée sans modulation, ladite autre sous-porteuse est utilisée comme ledit signal pilote, et que ledit signal d'erreur agit sur le démodulateur de la porteuse principale. 6. Enregistrement comme moyen de mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5. 7. Appareil d'enregistrement destiné à la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 où 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens générant lesdites sous-porteuses, des moyens modulant l'une desdites sous-porteuses, des moyens effec tuant la somme de ladite sous-porteuse modulée et de l'autre sousporteuse non modulée, et des moyens d'enregistrement de ladite somme. 8. Appareil de lecture destiné à la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de lecture dudit enregistrement délivrant un signal composite, des moyens d'extraction de ladite sous-porteuse modulée hors dudit signal composite, des moyens de démodulation de ladite sous-porteuse modulée délivrant un signal démodulé, des moyens de filtrage dudit signal démodulé, des moyens d'extraction de ladite sous-porteuse non modulée hors dudit signal composite, des moyens générant un signal de référence de fréquence égale à ladite fréquence de référence, des moyens de comparaison de ladite sous-porteuse non modulée audit signal de référence délivrant un signal d'erreur, et des moyens de filtrage dudit signal d'erreur délivrant un premier signal d'erreur filtré lequel est appliqué auxdits moyens de démodulation. 9. Appareil de lecture destiné à la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de lecture dudit enregistrement délivrant une porteuse principale modulée, des moyens de démodulation de ladite porteuse principale délivrant un signal composite, des moyens d'extraction de ladite sous-porteuse non modulée hors dudit signal composite, des moyens génèrant un signal de référence de fréquence égalé à ladite fréquence de référence, des moyens de comparaison de ladite sousporteuse non modulée audit signal de référence délivrant un signal d'erreur non filtré, et des moyens de filtrage dudit signal d'erreur délivrant un premier signal d'erreur filtré lequel est appliqué aux dits moyens de démodulation. 10. Appareil suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens supplémentaires de filtrage dudit signal d'erreur non filtré lesquels délivrent un deuxième signal d'erreur filtré lequel est appliqué auxdits moyens de lecture. 11. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de démodulation sont un démodulateur à boucle de phase comprenant des moyens de comparaison d'un signal à démoduler délivrant un signal démodulé non filtré, des moyens de filtrage dudit signal démodulé non filtré délivrant un signal démodulé, des moyens de génération d'un signal oscillant commandés à la fois par ledit signal démodulé et par ledit premier signal d'erreur filtré, ledit signal oscillant étant appliqué aux dits moyens de comparaison. 12. Appareil suivant l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de lecture sont un appareil de lecture de vidéo-disque.