Brevet FR2408960A1 — publié le 19790608

La présente invention concerne un circuit électronique qui permet dtidentifier, dans un appareil de réception de télévision en couleurs selon le système SECAM, les informations de chrominance, c'est-à-dire les informations couleurs qui sont transmises, à l'émis- sion, sous forme codée. Cette identification est nécessaire car elle commande le traitement. des informations relatives aux couleurs rouge et bleu. Sur un écran de téléviseur, l'image est obtenue au moyen de deux trames de lignes, composées chacune de trois cent douze lignes et demies, transmises alternativement et entrelacées par décalage sur l'écran, ce qui fait que ltoeil intègre les deux trames et voit six cent vingt cinq lignes. Chaque ligne est composée d'un certain nombre de points, caractérisés d'une part par leur intensité lumineuse, ou luminance Y, et, de plus, par leur couleur, ou chromaticité, rouge R, bleue B, verte V, s'il s'agita'une image en couleurs. L'image est transmise dans une gamme de fréquences VHJ? ou avec bande latérale atténuée. Ce signal est modulé en amplitude par un signal composite vidéo fréquence, porteur lui même d'une information de sous porteuse couleur. Ce signal composite vidéo fréquence transmet - liinformation de début de trame, - les informations de début et de fin de ligne, - l'information de fin de trame, ou retour trame, - la luminance Y, - la chrominance R ou B ou V, seules sont transmises les couleurs rouge et bleu, sous forme R -P et B - Y, le vert étant restitué par combinaisons arithmétiques dénommées matriçage.En effet la luminance et les chrominances sont liées par l'équation Y = 0,59 V + 0,30 R + 0,11 B Le système SECAM est un procédé qui permet de transmettre l'information couleur d'une image de télévision en superposition à limage noir et blanc (luminance Y), par l'intermédiaire de deux sous-porteuses contenues dans le spectre vidéo fréquence, modulées en fréquence d'une part par I1 information R - Y représentative du rouge contenu dans l'image et d'autre part par l'information 3 - Y représentative du bleu contenu dans l'image. Il transmet séquentiellement d'une ligne à l'autre chacune des sous-porteuses, avec mise en mémoire le temps d'une ligne lors du décodage de celle des infor-.. mations R - Y ou B - Y, en utilisant une ligne à retard. Cette transmission séquentielle rend ainsi indispensable d'inclure, dans le signal de sous-porteuse couleur, des informations destinées à identifier à la réception la présence d'une séquence rouge ou d'une séquence bleue. l'identification des signaux de chrominance est possible de deux façons : - à l'origine par des signaux spéciaux transmis pendant la durée normalisée de neuf lignes placés dans le retour trame, apps1és "bouteilles" en raison de leur forme. - par démodulation de fréquence de signaux treks brefs ou "salves", émis en début de chaque ligne. le principe de l'exploitation de ces moyens d'indentification sera étudié plus loin : il demeure néanmoins que, en vue de diriger chacun des signaux R - Y et B - Y vers le circuit qui le transmet, et compte tenu d'une part de l'aspect séquentiel des trains d'infor- mations, et d'autre part de la présence d'une ligne à retard sur une voie, il est nécessaire qu'un circuit identifie les signaux de chro minance en vue de diriger les signaux R --Y toujours vers la même voie rouge et les signaux B - Y toujours vers la même voie bleue : c'est le circuit d'identification. les différentes solutions connues présentent des inconvénients, liés à des risques d'instabilité, croissants de-plusavec le temps. Le fait que les signaux d'identification de chrominance soient transmis pendant quelques lignes en début de chaque trame donné à ce procédé un aspect statistique moins précis que le procédé d'iden tification ligne à ligne. Ce qui explique que l'identification en début de trame tend à disparaître, au profit de l'identification en début de ligne, en vue de laisser par ailleurs l'intervalle de temps du retour trame disponible pour la transmission d'autres informations digitalisées. Dans le cas de l'identification ligne à ligne, les circuits existants peuvent entre pertubés lorsqu'il se produit un signal parasite de bruit pendant la transmission de la salve d'identifica- tion de chrominance. Dans d'autres cas, par exemple lorsque ces circuits dtidentification utilisent un montage accordé sur une fréquence, montage étant constitué d'une auto-inductance ou "self" et d'une capacité, l'accord s'obtient par un réglage mécanique très précis, très généralement de la self, ce qui sous-entend qu'un déréglage est possible avec le temps, donc un mauvais aiguillage des couleurs. le circuit, objet de l'invention, évite ces inconvénients,et simplifie à la fois la conception théorique et la réalisation pratique des circuits. Plus, précisément, il s'agit d'un circuit d'identification des signaux de chrominance dans le système de télévision en couleurs SECAM, à la réception, ledit circuit utilisant les signaux de fréquences de repos FOR du rouge et FOB du bleu, émis en début de chaque ligne, caractérisé en ce que lesdits signaux de chrominince, sont prélevés dans la boucle d'asservissement d'un démodulateur, utilisant comme discriminateur un comparateur piloté par un osci7- lateur asservi en phase. l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante en s'appuyant sur les figures annexées, où - la figure 1 représente le schéma général, très simplifié, d'un récepteur de télévision trichrome, sous forme de blocs fonctionnels, - la figure 2 représente une partie du circuit de décodage du schéma précédent, dans sa partie d'identification des couleurs, sous forme de blocs fonctionnels, - la figure 3 représente les signaux d'identification transmis en début de trame, - la figure 4 représente, selon l'art connu, le schéma, sous forme de blocs fonctionnels, d'un premier dispositif d'identification utilisant les signaux transmis au début de chaque trame, - la figure 5 représente, selon l'art connu, le schéma sous forme de blocs fonctionnels d'un autre dispositif utilisant le meme principe, - la figure 6 représente les signaux d'identification transmis en début de ligne, - la figure 7 représente le schéma du circuit d'identification selon l'invention, sous forme de bloc diagramme, et - la figure 8 représente les formes d'ondes obtenues en différents points du circuit. La figure 1 représente le schéma très simplifié d'un récepteur de télévision, en vue de situer la fonction d'identification de chrominance dans 1 ensemble du schéma le signal émis, dans la gamme de 100 à 800 MEz, capté par l'antenne, est reçu dans le bloc d'accord 1, comprenant un mélangeur, qui restitue un signal à fréquence intermédiaire à 40 MEz, lequel est amplifié et détecté dans le bloc 2.A la sortie de cet étage de fréquence intermédiaire, une détection de modulation d'amplitude est réalisée pour extraire le signal vidéo fréquence composite, dans la gamme 0 à 6,5 NEz, tandis que le signal son transmis en modulation dtamplitude à 39,2 MEz, est dirigé vers un ampLificateur fréquence rnternédialre 6, puis vers un amplificateur basse fréquence 3. les signaux vidéo sont transmis, d'une part à un dispositif de décodage des couleurs 4, d'autre part à un dispositif de balayage de lignes et de trames 5, la coopération de ces deux dispositifs assurant la formation d'une image couleur sur l'écran du tube image. l'objet de l'invention constitue un sous-ensemble du dispositif de décodage 4, ainsi qutil est expliqué en figure 2. Sur la figure 2, qui représente la première partie du circuit de décodage, un filtre 41 à bande passante étroite, appelé filtre "cloche", traite l'onde pour - séparer les informations relatives à la lllminnnce et celles relatives à la chromaticité, - remettre en phase et en amplitude l'information de sous porteuse moduléeen fréquence conformément à la correction inverse réalisée à l'émetteur, ceci afin de réduire le bruit à la sortie des démodulateurs à modulation de fréquence. Puis un limiteur 42 supprime la modulation d'amplitude et transmet les signaux vidéo vers une voie directe, et vers une voie retardée de 64 us par une ligne à retard 44. Ainsi, aux bornes du permutateur 43 se présentent donc une séquence de signaux : R-Y B-Y R-Y B-Y - etc... provenant de la voie directe, et une séquence de signaux (B - Y)' (R - Y)' (B - Y)' (R.- Y)' etc... provenant de la voie retardée. le rôle du permutateur 43 est de restituer, en sortie, une séquence R - Y (R - Y)' R - Y bR - Y)' etc... sur une voie qui traitera ultérieurement les signaux rouges, et une. séquence (B - Y) B - Y (B - Y)' B - Y etc... sur une autre voie qui traitera ultérieurement les signaux bleusle vert étant obtenu, comme il a été dit précédemment, par matriçage de la luminance Y, du rouge R et du bleu B. Pour que le permutateur commute un signal, rouge ou bleu, à l'instant adéquat sur la sortie adéquate, il est indispensable qu'il reçoive des instructions. C'est le r81e du dispositif d'identification 45, qui constitue l'objet de l'invention : le dispositif d'identification prélève, à la sortie du filtre cloche 41, les signaux d'identification de couleurs, les transforme en signaux en forme d'impulsions, qui, appliqués au permutateur commandent l'orientation des signaux de chrominance vers les voies rouge et bleu. les signaux d'identification de couleurs fournis par l'émetteur, sont de plusieurs types, comme il a été dit précédemment,parmi lesquels : identification en début de trame, et identification en début de ligne. La figure 3 représente les signaux d'identification normalisés fournis en début de trame. L'information d'identification est transmise en début de chaque trame pendant les lignes no 7 à 15 pour les trames impaires et les lignes nO 320 à 328 pour les trames paires. Pendant les lignes rouges est transmis un signal de fréquence correspondant à la fréquence extrême rouge soit 4,75 NEz ; pendant les lignes bleues un signal de fréquence extrême bleu soit 3,9 MHz. C'est la forme de ces signaux qui leur a fait donner le nom de "bouteilles". Parmi plusieurs procédés d'identification exploitant les si gnaux émis en début de trame ne seront retenus, à titre d'exemple, que celui utilisant un discriminateur et celui utilisant un filtre accordé. La figure 4 représente, sous forme de blocs fonctionnels, un dispositif d'identification connu utilisant un discriminateur. le discriminateur 451 est un convertisseur fréquence-tension, qui re çoit la sous-porteuse couleur issue du filtre 41 de la figure 2, et fournit à sa sortie une tension proportionnelle à la fréquence d'entrée. Dans ce cas particulier, le discriminateur fonctionne seulement pendant le retour trame, étant commandé par une impulsion A de retour trame. le discriminateur ne reçoit donc, de toute la sousporteuse couleur, que les signaux d'identification du rouge, dont il restitue une tension VR et les signaux d'identification du bleu, dont il restitue une autre tension VB. Un de ces deux signaux est séparé par un détecteur de seuil 452 et est chargé de remettre à l'heure une bascule bistable déclenchée par une impulsion B de commande de retour ligne.La sortie Q du bistable est, à titre d'exemple, à l'état haut en présence des signaux d'identification d'une ligne rouge, et à l'état bas en présence des signaux d'identification d'une ligne bleue. la suite des impulsions Q haut et Q bas commande le permutateur 43 de la figure 2. Un dispositif d'identification connu très voisin est représenté sur la figure 5. le montage est identique à celui de la figure 4, sauf le discriminateur 451 qui est remplacé par un circuit accordé 454 soit sur la fréquence d'identification rouge 4,75 NEz, soit sur la fréquence d'identification du bleu 3,9 NEz. Si ce circuit est accordé par exemple sur F ident rouge (4,75 MHz) il oscillera en présence de l'information d'identifica- tion rouge. le signal de sous-porteuse est envoyé sur son entrée seulement pendant le retour trame. La surtension aux bornes de sortie du circuit est appliquée à un détecteur de seuil 452 ; le signal de sortie de celui-ci est chargé de remettre à l'heure la bascule 453. Ces deux dispositifs, ainsi que tous ceux qui reposent sur le procédé d'identification trame, ont de sérieux inconvénients - ils utilisent un intervalle de temps pendant le retour de trame, qui poprrait être mieux employé pour la transmission d'autres informations, en multiplexage avec les informations vidéo, - la transmission, pendant neuf lignes en début de trame, de signaux d'identification de chrominance, suppose, pour la suite de la trame, une synchronisation basée sur un dispositif à covncidence, - les circuits accordés sont toujours susceptibles de se désaccorder, soit avec le temps, soit avec la température, - la présence de bruît, transmis pendant les lignes qui précèdent ces informations, peut pertuber l'identification. C'est pourquoi le procédé d'ideûtiffcatian de chrominatee ligne à ligne est nettement préféré. la figure 6 représente les signaux d'identification de chrominance ligne à ligne. Sur ce graphique, le temps étant en abscisse, l'amplitude des signaux est en ordonnée. Au début de chaque ligne sont émis, dans l'ordre : - au temps t0 une impulsion de synchronisation de ligne, pendant une durée de 4,7 ps, - au temps t, et pendant 4,8 ps, un train d'oscillations ou "salve", dont la fréquence est caractéritique de la couleur de la ligne : pour une ligne rougé, la fréquence repos du rouge est FoR 4,406 MEz, pour une ligne bleue la fréquence de repos du bleu est FOB = 4,250 NEz - au temps t2, et jusqu'à la fin de la ligne, c' est-à-dire pendant environ 52 ps, le signal vidéo proprement dit, composé d'une porteuse pour la luminance Y, modulé par une sous-porteuse nour la chrominance, R - Y ou B - Y selon la ligne. le fonctionnement des dispositifs décrits aux figures 4 et 5 reste valable pour l'identification ligne à ligne, selon l'art connu. Dans le dispositif qui utilise un discriminateur de fréquence, le quel ne fonctionne que pendant le temps de transmission des fréquences de repos PoR et PoBs ces dites fréquences de repos inégales sont transformées en tensions inégales différenciées par le détecteur de seuil, suivi d'une bascule bistable De la même façon, dans le dispositif qui utilise un circuit accordé, celui-ci est accordé par exemple, sur la fréquence de repos du rouge, 4,406 MEz, au lieu d'être accordé sur la fréquence d'iden- tification du rouge 4,7 MEz, mais le fonctionnement reste identique dans son principe. Si ces deux procédés d'identification ligne à ligne n' ont pas, comme les procédés d'identification en début de trame, l'inconvénient de nécessiter un long intervalle de temps pendant le retour de trame, ils conservent néanmoins les inconvénients, pour le premier de nécessiter un discriminateur qui peut être en erreur lorsqu'il se produit un signal de bruit pendant la transmission de FoR Oit FoB, pour le second d'hêtre sujet à déréglage. le dispositif selon l'invention évite tous les inconvénients cités, et au contraire, bénéficie d'une bonne immunité au bruit ; il utilise comme discriminateur un démodulateur séquentiel asservi ligne à ligne qui est déja nécessaire à d'autres fonctions dans le schéma général du récepteur. la figure 7 représente le dispositif d'identification de chrominance conforme à l'invention. L'identification de ligne est prélevée dans la boucle d'asservissement d'un démodulateur 71 utilisant, comme discriminateur, un système à asservissement de phase-également connu sous l'abréviation anglaise PLL pour Phase locked Boop-. Un système à asservissement de phase est constitué par un comparateur 711 piloté par un oscillateur 712 asservi en phase. le comparateur compare le signal d'entrée V e avec la phase du signal V0 fourni par l'oscillateur. Dans le cas d'une différence de phase ou de fréquence, la tension d'erreur tend, après filtrage, à ramener l'oscillateur sur la fréquence du signal d'entrée Ve D'intér8t de ce circuit est que, par choix pour ltoscillateur et le comparateur, d'une plage de capture et de rattrapage importante, la valeur de la fréquence centrale de l'oscillateur, typiquement 4,2 NEz, ne demande pas une grande précision -de 3 à 5,5 MHz- puisque la plage de rattrapage ou de capture est importante -supérieure à 2,5 MHz, typiquement 3 MHz-. il s'ensuit qu'un réglage de fréquence n'est plus indispensable, et que les éléments du filtre RC de l'oscilla- teur peuvent entre réalisés aussi bien en éléments discrets qu'intégrés au circuit, ce qui autorise une fabrication en circuit monolithique. Ce discriminateur démodule séquentiellement ligne à ligne la sous-porteuse couleur rouge, et la sous-porteuse couleur bleue. l'asservissement de la fréquence de l'oscillateur doit se faire ligne à ligne pour que la tension de sortie -correspondant à FoRouge ait la même valeur que la tension de sortie du BoBleü. le discriminateur 71 démodule le signal d'entrée V qui est le signal de sous-porteuse couleur transmettant une ligne l'information rouge, l'autre ligne l1information bleue ; à la sortie de celui-ci on a séquentiellement l'information R - Y puis B - Y démodulée, sous forme d'une tension Vs les circuits d'échantillonnage 72 et 73 sont chargés de prélever l'information Vs correspondant, par exemple, à FOR pour le circuit 72 et FoB pour le circuit 73.Chacun de ces deux circuits est ouvert pendant la durée de l'impulsion d'échantillonnage une ligne sur deux, respectivement pendant la durée de la transmission de FoRouge ou FoBleu- Lorsque la bascule 75 est à l'heure, le circuit 72 échantillonne BoRo le circuit 73 FoB ; les capacités CLAIR et CEB sont chargées de mémoriser pendant plusieurs lignes ltînformation lue pendant la durée de l'échantillonnage.La mise en mémoire, pendant plusieurs lignes, des informations de chrominance R - Y et B - Y lues pendant la durée de l'échantillonnage et le fait que le dispositif se trouve à l'intérieur d'une boucle d'asservissement constituent un avantage majeur pour l'invention : cela permet d'éliminer les erreurs et déréglages possibles, dûs au bruit superposé aux fréquences de repos FoR et FoBS en début de ligne. Bien au contraire, la mise en mémoire permet d'intégrer ces fréquences non seulement sur une ligne, qui pourrait etre perturbée mais sur plusieurs lignes, ce qui apporte une grande sécurité d'identification des couleurs. les deux tensions VMR et VMB mémorisées par les capacités CpqR et C sont appliquées au comparateur 74, qui délivre un courant 1c qui modifie, à chaque ligne, la fréquence de l'oscillateur 712, par conséquent change la tension de sortie Vs du discriminateur. La bascule 75, commandée sur sa borne D par l'impulsion de retour ligne et qui délivre un créneau une ligne sur deux hache le courant i c à la demi-fréquence ligne H/2. Celui-ci est nul pendant la transmission d'une ligne bleue ; pendant la transmission d'une ligne rouge il est égal au courant de rattrapage nécessaire à ltoscillateur pour que les tensions de sortie de VMR et VMB soient identiques, ou inversement en fonction de la conception du discriminateur à asservissement de phase. La figure 8 montre le fonctionnement du discriminateur, asservi par le courant i : - 8a. Tension d'entrée V e aux bornes du discriminateur. Pour simplifier les diagrammes, l'image est supposée blanche : les fréquences des deux sous-porteuses sont égales à FoR et FOB pendant toute la durée, respectivement, des lignes rouge et bleue. -8b. Tension de sortie Vs aux bornes du discriminateur, sans asservissement ligne à ligne (ic = o). lies fréquences FOR et FoBS étant différentes, engendrent des tensions VMR et VMB différentes. -8c. Forme du courant i c fourni par le comparateur 74. Dans l'exemple choisi, le courant i est nul pendant une ligne bleue, c et a une valeur déterminée pendant une ligne rouge : dans ce cas, i c corrige la fréquence de l'oscillateur du démodulateur à asservi. serment. -8d. Tension de sortie Vs aux bornes du discriminateur, avec asservissement ligne à ligne, par i . les tensions VMR et VMB sont égales : la sortie du comparateur 78 est à l'état bas et ne remet pas à l'heure la bascule 75, qui est en phase. Lorsque la bascule 75 n'est pas à l'heure,les circuits 72 et 73 échantillonnent en inversion de phase : le circuit 72, au lieu d'échantillonner la tension de sortie correspondant à FoR' échan sillonne une information FoB :; inversement le circuit 73 échantillonne une information FoR. La tension VMR tendre à être plus faible que VMB, le courant ; va diminuer jusqu'à s' annuler. le circuit comparateur 78 va avoir sa sortie à l'état haut de sorte qu'en sortie du circuit se forment des impulsions une ligne sur deux, chargées de remettre la bascule à l'heure. En sortie de la bascule 75 le signal Q indique lorsquril est à l'état haut que l'on est en présence d'une ligne rouge, lorsqu'il està l'état bas, que l'on est en présence d'une ligne bleue. lorsque la bascule 75 est en phase, V = VM3 la sortie du comparateur 78 est à l'étant bas, il n'y a plus de remise à l'heure. les deux circuits à coincidence ET 76 et 77 complètent le schéma du dispositif selon l'invention. Commandé sur leur borne commune C par les impulsions d'échantillonnage en début de chaque ligne, et sur leur autre borne d'entrée par les signaux Q et Q, à la demi-frequence ligne H/2, issus de la bascule 75, ces circuits à colneidence fournissent, sur leur borne de sortie, une impulsion d'échantillon- nage une ligne sur deux. Sur la figure 7, le circuit ET 76 fournit au circuit d'échanti1lonnage 7g, une impulsion à la fréquence d'une ligne sur deux, c'est-à-dire à chaque ligne rouge. De même façon, le circuit d' échantillonnage 73 est commandé, à chaque ligne bleue, par une impulsion venue du circuit 77. Le signal de sortie Vs du discriminateur est constitué de créneaux d'impulsions qui correspondent, par exemple, à la chrominance B - Y pour les impulsions négatives : ce signal est prélevé en P pour commander directement le permutateur, qui est représenté par le bloc fonctionnel 43 sur la figure 2. la fonction d'identification est donc assurée, ligne maligne, en utilisant les salves des fréquences de repos FoR et FoB, sans réglages externes et sans erreurs possibles dûes à des parasites durant les salves d'identifications. En outre, l'utilisation d'un démodulateur à asservissement de phase, qui remplit également d'autres fonctions dans le téléviseur, simplifie le schéma théorique et la réalisation pratique du matériel. REVENDICiLTIONS 1. Circuit d'identification des signaux de chrominance dans le système de télévision en couleurs SECAM, à la réception, circuit utilisant les signaux de fréquences de repos FoR du rouge et Fo3 du bleu, émis en début de chaque ligne, caractérisé en ce que lesdits signaux de chrominance sont prélevés dans la boucle d'asservissement d'un démodulateur (71), utilisant comme discriminateur un comparateur (711) piloté par un oscillateur (712) asservi en phase. 2. Circuit d'identification des signaux de chrominance, selon la revendication 1, caractérisé d'une part en ce que, dans la boucle d'asservissement, les signaux de chrominance issus du démodulateur (71) sont identifiés par échantillonnage une ligne sur deux, les signaux de chrominance rouge étant identifiés à chaque ligne rouge et les signaux de chrominance bleue étant identifiés à chaque ligne bleue, caractérisé d'autre part en ce que les tensions issues des deux circuits d'échantillonnage (72 et 73) sont mémorisées pendant une pluralité de lignes dans deux capacités, l'une correspondant à la chrominance rouge, l'autre correspondant à la chrominance bleue. 3. Circuit d'identification des signaux de chrominance, selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans la boucle d'asservissement, un comparateur (74), alimenté sur ses bornes d'entrée par les signaux de chrominance, et piloté par une horloge (75), fournit sur sa borne de sortie, au cas où lesdits signaux de chrominance sont déphasés, au courant de correction qui asservit la fréquence de l'oscillateur (712) du démodulateur (71). 4. Circuit d'identification des signaux de chrominance, selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans la boucle d'asservissement, l'horloge est constituée par une bascule (75) synchrsnisée sur les impulsions de retour ligne, et remise à zéro, si nécessaire par un dispositif à coincidence (79), ledit dispositif à coincidence recevant sur l'une de ses entrées les impulsions d'échantillonnage en début de chaque ligne (76 et 77), sur l'autre de ses entrées le signal de sortie d'un comparateur (78), ledit signal de sortie étant à l'état bas si les signaux de chrominance sont échantillonnés en phase et à l'état haut si les signaux de chrominance sont échantillonnés en inversion de phase. 5. Circuit d'identification des signaux de chrominance, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le démodulateur (71) comporte un socillateur (712) dont la fréquence centrale est de 4,2 NEZ, la plage de capture comprise entre 12 MHz et 7,2 IXEz, cet oscillateur ne nécessitant aucun réglage extérieur pour capter les signaux d'identification de chrominance. 6. Récepteur de télévision, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'identification des signaux de chrominance selon Itune quelconque des revendications précédentes.