Brevet FR2458943A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne des circuits de démodulation de signaux à modulation de fréquence et, plus particulièrement, un circuit de démodulation de signaux à modulation de fréquence de type différentiel à crête qui présente une courbe de caractéristiques de démodulation s'étendant sur plusieurs bandes de fréquences et qui démodule plusieurs signaux à modulation de fréquence. En tant qu'exemple de circuit permettant de démoduler un signal dans lequel une porteuse est modulée en fréquence par un signal de modulation (un tel signal étant appelé dans ce qui suit signal MY), on conna!t jusqu'à présent des circuits de démodulation de signaux MF de type différentiel à crête. On connaît supplémentairement un circuit de démodulation de signaux MP qui utilise un cir- cuit de démodulation de signaux MF de type différentiel à crgte et qui présente une réalisation permettant de dé- moduler, de manière sélective, un parmi plusieurs signaux MF présentant différentes fréquences porteuses, comme décrit dans ce qui suit. 4 Dans le circuit de démodulation de signaux MF rappelé ci-dessus un premier circuit comprenant un premier condensateur et un premier commutateur reliés en série et un second circuit comprenant un second condensateur et un second commutateur reliés en série sont reliés en parallèle entre deux bornes d'entrée d'un amplificateur du type dif- férentiel à crête. Un circuit comprenant un troisième con- densateur et une bobine reliés en parallèle est supplémen- tairement relié en parallèle avec les circuits reliés en série. Un quatrième condensateur est relié entre une des bornes d'entrée de l'amplificateur et la masse. Dans le circuit ci-dessus de démodulation de signaux MF, une liaison parallèle des premier et second condensateurs avec le troisième condensateur et la bobine est établie et interrompue en ouvrant et en fermant les premier et second commutateurs, de sorte que la valeur de la capacité reliée en parallèle avec la bobine est modifiée. En conséquence, lorsque les premier et second com- mutateurs sont ouverts, le circuit de démodulation démodule un signal MP présentant une porteuse d'une fréquence cor- respondant à la haute fréquence de résonance parallèle déterminée par la capacité du troisième condensateur et l'inductance de la bobine. Lorsque les premier et second commutateurs sont fermés, le circuit démodulateur démodule un signal MF présentant une porteuse d'une fréquence cor- respondant à une basse fréquence de résonance parallèle déterminée par la capacité des premier, second et troisième condensateurs et l'inductance de la bobine. Lorsque l'un quelconque des premier et second commutateurs est ouvert et que l'autre est fermé, l'un des premier et second con- densateurs est relié en parallèle avec le troisième conden- sateur et la bobine, de sorte que le circuit démodulateur démodule un signal MF présentant une porteuse d'une fréquen- ce correspondant à une fréquence de résonance parallèle du circuit à liaison parallèle. Comme on l'a vu précédemment, le circuit démodulateur démodule, de manière sélective, un signal MF pris parmi quatre signaux MF présentant, respectivement, des fréquences porteuses différentes selon que les premier et second commutateurs sont ouverts et/ou fermés. Dans les systèmes les plus connus de télévision en couleurs, la différence de fréquence entre la fr&quence de la porteuse vidéo et la fréquence de la sous-porteuse audio est de 4,5 MHz dans le système NTSC, elle est de ,5 MHz dans le'système CCIR, de 6 MHz dans le système PAL-I et de 6,5 MHz dans le système SECAM-OIRT. Les fré- quences de la sous-porteuse couleur des différents sys- tèmes de télévision en couleurs sont approximativement les mêmes, comme le sont les largeurs de bande des signaux vidéo de ces systèmes. A ce sujet, lorsque l'on emploie le circuit connu de démodulation des signaux MF, décrit précédemment, dans un récepteur de télévision à système dual, c'est-à-dire un récepteur capable de recevoir sélectivement des signaux -de télévision de différents systèmes, il est suffisant de prévoir un seul circuit démodulateur pour les signaux audio MF de telle sorte que la réalisation du circuit de démodu- lation du récepteur de télévision est simplifiée. Cependant, étant donné qu'un tel circuit connu de démodulation de signaux MF utilise plusieurs éléments de commutation, il présente des inconvénients en ce que des opérations délicates de fabrication sont nécessaires pour monter les commutateurs sur la caisse du récepteur de télévision et en ce que le nombre des éléments de circuit est augmenté, de sorte que les coûts de fabrication sont augmentés. Il est, de plus, désagréable pour le spectateur de commuter manuellement les éléments de commutation. Supplémentairement, la pente ou le gradient de la courbe de la caractéristique de démodulation pseudo.sinusoldale est modifiée en réponse à l'établissement et â-l'interrup- tion de la liaison parallèle des premier et second con- densateurs avec le circuit en parallèle du troisième con- densateur et de la bobine en réponse A la commutation des commutateurs, de sorte que le niveau de sortie démodulé est ainsi modifié. Il existe un autre inconvénient e ce que, étant donné que seule la valeur de la capacité est modifiée, la linéarité de la pente de la courbe de la caractéristique de démodulation pseudo..sinusoldale est mauvaise en qui donne lieu à une distorsion de démodulation. La présente invention a ainsi pour objet général un nouveau circuit de démodulation de signaux MF dans lequel sont éliminés les inconvénients décrits ci-dessus. L'invention a pour objet un circuit de démodulation de signaux MF qui présente une courbe 4e la caractéristique de démodulation comprenant plusieurs parties de courbes pour plusieurs bandes de fréquence de signaux MF et pou- vant démoduler ces signaux MF. L'utilisation du circuit de démodulation conforme à l'invention rend inutiles les élé- ments de commutation semblables à ceux nécessaires dans le circuit connu, en éliminant ainsi un autre des inconvénients de ce circuit. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent, d'ailleurs, de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'obJet de l'invention sont représentées, & titres d'exemples non limitatifs, au dessin annexé. La Lig. 1 est un schéma d'une première forme de réalisation d'un circuit de démodulation de signaux MF selon la présente invention.- Les fig. 21, 2B et 20 sont des graphiques montrant, respectivement en fonction de la fréquence w représentée en abscisse, la courbe caractéristique de la réactance R, de l'amplitude A et de la tension de sortie V d'une partie essentielle du circuit représenté à la fig. 1. La fig. 3 est un schéma d'une second forme de réalisation du circuit de démodulation des signaux MF selon l'invention. La fig. 4 est un schéma d'une variante du circuit de la première forme de réalisation montré à la fig. I. Dans le circuit 10 de démodulation de signaux MF représenté à la fig. 1, un signal MP d'entrée dont l'am- plitude a été limitée est appliqué à une borne d'entrée 11. Le signal HF d'entrée est alors appliqué, à travers une résistance R1, à une borne d'entrée 13 d'un amplificateur de type différentiel à crOte 12 et à une extrémité d'un premier circuit résonnant à liaison parallèle (ciaprès appelé premier circuit résonnant) 16 comprenant un conden- sateur 011 et une bobine L2 reliés en parallèle. L'amplificateur de type différentiel à crête 12 présente une réalisation bien connue et comprend des tran- sistors IUM QI,.Q4, des transistors NPN Q2, Q3 et Q5 for- mant un amplificateur différentiel déséquilibré, des résis- tances R2, R3 et R4 et des condensateurs C1 et 02. ie - signal MF d'entrée présentant une tension Ba est appliqué à la base du transistor QI par l'intermédiaire de la borne d'entrée 13. Un second circuit résonnant à liaison parallèle (ci-après appelé second circuit résonnant) 17 comprenant un condensateur 012 et une bobine L2 en parallèle est relié en série avec le premier circuit résonnant 16. Un conden- sateur 03 est relié entre le second circuit résonnant 17 et la masse. La tension Eb apparaissant aux bornes du con- densateur C0 est appliquée à l'électrode de base du tran- sistor Q4 par l'intermédiaire d'une borne d'entrée 14 de l'amplificateur de type différentiel à crête 12. La crête positive de la tension Ea est maintenue par le transistor Q1 et le condensateur C1, et elle est ensuite appliquée à la base du transistor Q2. De manière analogue, la crête positive de la tension Eb est maintenue par le transistor Q4 et le condensateur 02, et elle est ensuite appliquée à la base du transistor Q3. Il résulte de ce qui précède qu'une tension différentielle de sortie Vo proportionnelle à la différence entre les tensions dont les crêtes positives ont été maintenues est obtenue en tant que tension de sortie démodulée à une borne de sortie reliée au collecteur du transistor Q3. Dans le cas présent, la tension de sortie Vo est représentée par la relation suivante: V o X ([jal - lEbi) (1) dans laquelle K est une constante. On décrit maintenant, en liaison avec la fig. 2A, les caractéristiques de fréquence des premier et second circuits résonnants 16 et 17 reliés en série entre les bornes 13 et 14. A la fig. 2A, la fréquence angulaire ou pulsation w. 21W f (f étant la fréquence) est représentée en abscisse et la réactance R est représentée en ordonnée. A la fig. 2A, les courbes a et b montrent les caractéris- tiques de fréquence du premier circuit résonnant 16, les courbes c et d montrent les caractéristiques de fréquence du second circuit résonnant 17, tandis qu'une courbe e montre la caractéristique de fréquence du condensateur 03. Les courbes en traits interrompus f, ú et h montrent les caractéristiques de fréquence de l'ensemble d'un réseau à réactance comprenant les premier et second circuits réson- nants 16 et 17 et le condensateur C3 reliés en série. Les fréquences angulaires wl et w2 désignent des fréquences angulaires de résonance parallèle tandis que les fréquen- ces angulaires w 3 et w4 désignent des fréquences angulaires de résonance série. La tension lEal appliquée à la borne d'entrée 13 présente sa valeur maximale aux fréquences angulaires de résonance parallèle wl et w2 et sa valeur minimale aux fréquences angulaires de résonance série w3 et uJ4. D'autre part, la tension lEbl appliquée à la borne d'entrée 14 présente sa valeur maximale aux fréquences angulaires de résonance série m 3 et W4 et sa valeur minimale aux fré- quences angulaires de résonance parallèle w1 et w 2. En conséquence, les caractéristiques de la tension IEal et lEbl pour la fréquence angulairew sont respectivement repré- sentées par la courbe en traits interrompus I et la courbe en trait plein II de la fig. 2B. Les tensions [Ba et jEbl sont soumises à un traite- ment de signaux représentés par la relation (1) dans l'amplificateur de type différentiel a crête 12, de sorte que la tension de sortie démodulée Vo qui est proportion- nelle à la valeur (lEal - IEb1) est obtenue sur la borne de sortie 15. La tension de sortie démodulée Vo présente une courbe de caractéristiques III comprenant trois parties de courbe IIIa, IIIb, IIIc pseudo- sinuso!dales qui sont reliées, d'une manière continue, selon une ligne courbe. Comme cela est représenté par la courbe de caractéristiques III, la tension de sortie présente sa valeur minimale aux fréquences angulaires 3 et 04, et sa valeur maximale aux fréquences angulaires wl et J2. Les fréquences angulaires Y.1, w2,w 3 et W4 sont respectivement représentées par les équations suivantes 1-w,/.l (2) 1 3 W2. (3) |3 Ll(C011+3)+L2(012.03) -_|L1(011+C3)4L2(C12.03)}2.4L1I2I3 2L1L2(01203+C1103+C0110C12) (4) I4 LI(011+03)+L2(012+03) + 2f1(011.03)-L2(C12+C3)2 +4L1L2032 v2L1L2(C1203+ C01IC3+C1112) (5) Les fréquences angulaires aux points de croisement de la courbe III et de la ligne des abscisses, à savoir les fréquences angulaires centrales des parties des courbes IIIa, IIIb et IIIc, sont représentées par wA, wB et SC. Au cas o la fréquence porteuse du signal MF appliqué à la borne d'entrée 11 est la même que l'une quelconque des fréquences fA A = fB etfC signal d'n- 211' ce gn d'en- trée MF est démodulé par le circuit de démodulation 10. En conséquence, lorsqu'un signal MF présentant une porteuse de l'une quelconque des fréquences fA, fB et fO est appliqué a la borne d'entrée 11, ce signal MF d'entrée est démodulé par le même circuit de démodulation 10 sans qu'une quel- conque opération manuelle soit nécessaire pour commuter les éléments de commutation, comme cela est nécessaire dans le circuit connu mentionné précédemment. Le circuit de démodulation de signaux HF, conforme à la présente invention, présente l'avantage de ne néces- siter aucun élément de commutation pour commuter sélec- tivement les bandes des signaux MF à démoduler. De plus le nombre de composants du circuit est diminué, la réali- sation du circuit est simple et les coûts de fabrication sont faibles. Supplémentairement, aucune opération manuel- le délicate n'est nécessaire. Supplémentairement encore, dans le circuit de démodulation de signaux MF, selon la présente invention, ni la pente de la courbe de la carac- téristique de démodulation ni le niveau de sortie démodulée ne sont modifiés, comme cela arrive avec la commutation des commutateurs du circuit connu. En outre, la pente de la courbe de la caractéristique de fréquence de la tension de sortie présente une linéarité excellente, de sorte que presque aucune distorsion de démodulation n'est produite par la non-linéarité de la pente de la courbe de la carac- téristique de fréquence. A la fig. 20, la courbe III comprend les parties de courbes IIIa, IIIb, IIIc. La courbe de caractéristiques pseudosinusoldale qui présente la fréquence angulaire centrale JB est de polarité opposée aux courbes de carac- téristiques pseudo-sinuso!dales IIIa, IIIc qui présentent respectivement les fréquences centralesf/A etrO. En consé- quence, la pente ou le gradient de la courbe IIIb est opposée à ceux des courbes IIIa et IIIc, de sorte que la sortie démodulée par la mise en oeuvre de la courbe IIb est de polarité opposée aux sorties démodulées par la mise en oeuvre des courbes IIIa, IIc. Cependant, cette polarité opposée n'a pas d'effet sur la démodulation du signal MF audio. Une seconde forme de réalisation du circuit de démodulation selon la présente invention est maintenant décrite en liaison avec la fig. 3. A la fig. 3, les élé- ments qui sont les mêmes que les éléments correspondants de la fig. 1 sont désignés par les mêmes références et la description de ces éléments n'est pas répétée dans ce qui suit. Dans la forme de réalisation selon la fig. 3 un ou plusieurs circuit résonnant à liaison parallèle com- prenant des condensateurs et des bobines sont reliés en série avec les circuits résonnants parailèle 16 et 17. Un total de n (n étant un nombre entier égal ou supérieur a 3) circuits résonnants à liaison parallèle qui présentent des fréquences angulaires centrales, respectivement dif- férentes, sont reliés en série entre les bornes 13 et 14. Dans ce cas, le circuit de démodulation présente une courbe de caractéristique de démodulation comprenant (2_ - 1) des parties de courbes pseudo-sinusoIdales continues entre el- les. Une variante du circuit de démodulation de la pre- mière forme de réalisation selon la fig. 1 est maintenant décrite en liaison avec la fig. 4. A cette figure, les élé- ments qui sont les mêmes que les éléments correspondants de la fig. 1 sont désignés par les mêmes références et la description de ces éléments n'est pas répétée dans ce qui suit. Un premier circuit résonnant parallèle 16a relié en serie avec le second circuit résonnant parallèle 17 comprend le condensateur Cll relié en parallèle avec une bobine L1a présentant une prise centrale. La borne 15 est reliée & la prise centrale de la bobine Lla. Dans la variante, selon la fig. 4, le facteur de qualité q du circuit résonnant 16a est supérieur à celui du circuit résonnant 16 de la première forme de réalisation. On donne, ci-après, un exemple des constantes des éléments du circuit selon la variante de la fig. 4. Condensateurs Bobines Ci 68 p? L1 11 P'H C2 39 py 2 10 P H Les fréquences angulaires centrales uJA, WB et uJC des courbes de caractéristiques IIIa, IIIb et IIIc sont représentées par les relations suivantes: jA = 2ffA viB 21rfB w C = 2rfC Un exemple des fréquences fA, fB et f0 estle suivant: fA = 5,5 MHz fB. 6 MHz fC m 6,5 MHz Le circuit de démodulation selon la présente inven- tion présente plus de caractéristiques avantageuses dans le cas o il est utilisé en tant que circuit de démodulation de signaux audio dans le récepteur de télévision à système dual, décrit précédemment. Cependant, il n'est pas limité à une utilisation en tant que circuit de démodulation de signaux audio. Aux figures du dessin, et dans la description des formes de réalisation et de la variante, chacun des circuits résonnants parallèles est représenté en tant que réseau à réactance pure comprenant des capacités et des inductances pures. Cependant, en pratique, le circuit résonnant paral- lèle comprend un réseau d'impédances car les résistances du condensateur et de la bobine na peuvent pas être négli- gées. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réa- lisations représentées et décrits en détail car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS I - Circuit de démodulation de signaux MF compre- nant un amplificateur de type différentiel A crête présen- tant deux bornes d'entrée, un réseau de circuits résonnants relié entre les deux bornes d'entrée de l'amplificateur de type différentiel & crête et un condensateur relié entre le réseau de circuits résonnants et la masse, caractérisé en ce que ledit réseau de circuits résonnants comprend plu- sieurs circuits résonnants parallèles (16, 17... N; 16a) qui sont reliés en série et présentent différentes fréquen- ces de résonance parallèle, et en ce que ledit circuit de démodulation présente une courbe de caractéristique de démodulation (III) permettant de démoduler des signaux MF de fréquences porteuses différentes. 2 - Circuit de démodulation de signaux MF, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite courbe de caractéristique de démodulation (III) comprend, au moins, trois parties de courbes pseudo-sinusoldales (IIIa, IIIb, IIIc) qui sont reliées d'une manière continue en séquence, de telle façon que les polarités de la pseudo-sinusoldale des parties de la courbe de la caractéristique de démodula- tion soient opposées entre elles en séquence. 3 - Circuit de démodulation de signaux MF, selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le réseau de circuits résonnants comprend un premier circuit résonnant à liaison parallèle (16) comportant un condensateur (C11) présentant une capacité(C11)et une bobine (L1) pré- sentant une inductance L1, et un second circuit résonnant à liaison parallèle (17) comprenant un condensateur (012) présentant une capacité 012 et une bobine (L2) présentant une inductance L2, les premier et second circuits réson- nants à liaison parallèle étant reliés en série, ledit condensateur (03) relié entre le réseau de circuits réson- nants et la masse présentant une capacité C3, ladite courbe de la caractéristique de démodulation (III) étant une courbe continue dans laquelle la tension de sortie est maximale aux fréquences angulaires 01 et W2, et minimale aux fré- quences angulaires J3 et.4, lesdites fréquences angulaires wl, w2, w3 et W4 étant représentées par les relations suivantes: Q. ' L i J1 u, 1 ,,J =q '2 2 4L2 C12 UO3ILC)+L2(C12+C3) -L2(C012C3)3 +4L12032 2T1L2 ( 012C3+01103 011012) 3 2LlL2(01203+01'3+011012) JLl(C11+03)+L2(012+C3) +Jr(011+03)-L2(C12.C3)2 * 4L12032 2L1L2(C12C3+C11C3+C11C12) 4 - Circuit de démodulation de signaux MF selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réseau de circuits résonnants comprend n (a étant un nombre entier égal ou supérieur à 3) circuits résonnants A liaison parallèle (16, 17... N) qui sont reliés en série, et en ce que ladite courbe de caractéristiques de démodulation (III) comprend (2n -1) parties de courbes pseudosinusoldales (IIIa, IIIb, IIIc) qui sont reliées de manière continue. - Circuit de démodulation de signaux MF, selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit de démodulation est utilisé en tant que circuit de démodulation de signaux MF audio dans un récepteur de télé- vision à système dual capable de recevoir sélectivement les signaux de télévision de l'un quelconque d'un ensemble de plusieurs systèmes.