Brevet FR2462832A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne un circuit automatique de commande de niveau et, notamment, d'un circuit de commande automatique du niveau chromatique d'un magnétoscope couleur. Dans un appareil de reproduction de signaux vidéo en couleur, (magnétoscope) utilisant une bande magnétique et comportant une tête magnétique rotative, le niveau du signal vidéo reproduit change en fonction de la tension de la ban- de, de la pression de contact entre la tête et la bande, etc. En particulier, lorsqu'un signal vidéo en couleur de type NTSC est directement converti en un signal vidéo FM pour être enre- gistré, cela influence considérablement le niveau du signal de chrominance qui-correspond en région des fréquences élevées, lors de la reproduction. Il est ainsi usuel de commander le niveau des signaux de chrominance reproduitsen fonction de la comparaison d'un signal de déclenchement ou de salve de couleur, reproduit et d'un signal de référence. Suivant une analyse récente des variations de niveau des signaux de chrominance, reproduits, il existe des variations aléatoires de niveau et des variations stationnaires de niveau, correspondant à des ondes droites. On suppose que ces dernières variations sont créées de façon cyclique suivant les changements de la pression de contact entre la tête et la bande, pendant une rotation de la tête vidéo. Comme cela est bien connu, une bande vidéo défile à la périphérie d'un tambour guide bande sur lequel est montée la tête vidéo. Généralement, dans un magnétoscope à balayage hélicoïdal l'angle d'enroulement de la bande est égal à 1800 ou à un angle voisin de 3600. Dans les systèmes de commande classiques de niveau, les variations de niveau sont commandées par un signal de commande créé par un détecteur d'erreur unique, si bien qu'il est très difficile de réaliser un tel circuit de commande à réponse rapide et à gain de commande appropriée, à cause du rapport signal/bruit de la boucle de commande.. La présente invention a pour but de créer un circuit de commande de. niveau, notamment de commande du niveau de chrominance-d'un signal vidéo en couleur. Suivant le circuit de commande de niveau de l'in- vention, on a deux types de-'détecteurs d'erreurs, l'un pour 2 2462832 les variations -rapides. de niveau. et l'autre -pour les variations stationnaires.dp niveau, - analogues à des ondes droites. Le-.circuit-.de commande..du. niveau de chrominance selon l'invention est très intéressant pour traiter un signal vidéo en couleur, composé, reproduit, par un magnétoscope à balayage hélicoïdal. Comme cela est bien connu, la pression.-de contact entre la tête et la bande magnétique varie suivant une courbe pendant une rotation de la tête en reproduction et le niveau reproduit des signaux est également influencé par cette courbe de pression. Un tel changement de niveau, fixe, est combiné à un changement de niveau aléatoire. Selon l'invention, on détecte l'erreur aléatoire de changement de niveau et on utilise un comparateur de niveau d'erreur à intégration, on détecte l'erreur de changement de niveau, fixe et on crée ce signal en utilisant un comparateur de niveau, d'erreur, non intégrateur. De telles détections se font en détectant le niveau des signaux de salve de couleur qui représentent les niveaux du signal de chrominance reproduit. Pour les erreurs de change- ment de niveau, fixes ci-dessus, il est prévu un ensemble de mémoires capacitives correspondant à un segment d'intervalle de trame. La présente invention sera décrite plus en détails à l'aide des dessinsannexés dans lesquels: - la figure 1 est un àbhéma-bloc d'un circuit de commande de niveau de.chrominance selon un mode de réalisation de l'invention; - la figure 2 est un schéma des comparateurs de niveau du circuit de la figure 1; - les figures.3A....3G et 4A-4& sont des chrono- grammes des signaux de diverses parties de la figure 2. Description-des divers modes de réalisation préférentiels: La figure 1 est un schéma-bloc d'un circuit de commande de niveau de chrominance selon un mode de réalisation de l'invention; dans ce circuit, le signal vidéo en couleur FM, reproduit, est appliqué à la borne d'entrée 1. Comme cela est bien connu, le signal vidéo en couleur de type NTSC, composé, est transformé directement en un signal vidéo en couleur FM 3 2462832 pour être enregistré sur une bande vidéo à l'aide d'un magnétoscope, en vue de l'émission. Le signal vidéo en couleur, FM, reproduit est également appelé signal vidéo RF; ce signal vidéo RF est appliqué par l'intermédiaire d'un égaliseur RF 2 à un démodulateur FM 3. Le démodulateur FM 3 qui dans ce mode de réalisation comporte un séparateur luminance-chrominance fournit un signal de luminance Y et un signal de chrominance C. Un signal de commande de niveau Vc appliqué à l'égaliseur RF 2 s'obtient en comparant un niveau de déclenchement de couleur contenu dans le signal de chrominance et un niveau de référence. Le signal de synchronisation horizontal reproduit PB-H, séparé du signal de luminance Y, reproduit, est appliqué à un circuit PLL (encore appelé circuit à verrouillage de phase) 5 par l'intermédiaire de la borne d'entrée 4. Des impulsions fantômes qui peuvent se produire par suite d'un incident de fonctionnement du séparateur de signal de synchronisation sont compensées par le circuit PLL 5 qui fournit ainsi un singal de synchronisation horizontale, continu. Le signal de sortie du circuit PLL 5 et le signal de disparition Do obtenu à la borne d'entrée 6 par détection de défaut du signal de luminence repro- duit sont appliqués à une porte 7. La porte 7 fournit ainsi une impulsion de synchronisation horizontale, ne contenant pas de bruit qui est appliquée à un générateur de drapeau de déclen- chement 8. Le générateur de drapeau de déclenchement ou de salve 8 forme une impulsion de drapeau de salve. Lorsqu'il y a un signal de disparition Do, le signal de sortie de la porte 7 devient nul et il n'y a pas d'impulsion de drapeau de salve. L'impulsion de drapeau de salve est appliquée à la porte de déclenchement 9 qui sépare un signal de salve de couleur du signal de chrominance, reproduit. Le détecteur de niveau 10 détecte le niveau du signal de déclenchement de couleur. Le signal de sortie V0 du détec- teur 10 est comparé à un niveau de référence VR par le compa- rateur de niveau 11. Un comparateur à intégration d'erreur qui sera décrit ultérieurement, constitue le.comparateur de niveau 11. Le générateur d'impulsions de cadence ou impulsions d'horloge 12 crée une impulsion de cadence CP d'une fréquence prédéterminée, comme cela est- ncessaire. -par..1e comparateur 11; cette impulsion de cadence CP est créée en synchronisme avec l'impulsion de drapeau de salve. Lorsque le signal de détection de salve VO est nul ou qu'il y a un signal de disparition Do, le générateur d'impulsion d'interdiction 13 crée une impulsion d'interdiction. Cette impulsion d'interdiction supprime le signal de sortie du générateur d'impulsion de cadence 12. Ainsi, tout niveau autre que le niveau vrai du signal de salve ne peut être comparé au niveau de référence. Le comparateur à intégration d'erreur 11 fonctionne en réaction sur l'erreur résiduelle pour rendre celle-ci voisine de zéro, bien que le gain du comparateur ne puisse être rendu infiniment grand. De la sorte, il est équivalent que le gain continu soit très grand et que le niveau de la zone haute fré- quence soit très bas. Le comparateur de niveau 11 fournit un signal d'erreur au filtre passe-bas 14 qui a une constante de temps relativement faible. Le filtre passe-bas 14 fournit une tension de commande répondant à un changement relativement rapide du niveau de déclenchement et ce signal est appliqué à un additionneur 15. Dans un circuit classique de commande de niveau de chrominance, il est prévu un comparateur non intégrateur comme comparateur de niveau. On utilise ainsi un filtre passe-bas à constante de temps importante pour abaisser le niveau de bruit de la sortie de comparaison. Dans ces conditions, il est difficile de commander un niveau de chrominance qui change relativement rapidement. Par ailleurs, le comparateur de niveau 11 est à intégration d'erreur et la tension de commande répond à une variation rapide du niveau. De. plus, on a prévu un autre comparateur.de niveaul.-16 pour donner..une. tension de commande pour..l!erreur.-de ni-veau stati.onnaire._Cette tension de commande règle un-niveau.vvariation relativement lente. Le comparateur de. niveau.16 est.un comparateur. non..intégrateur.. Le.signal.-de sortiedu-comparateur de-niveau 16 attaque-..par.. 1'intermédiaire.d.'un commutateur 17.une mémoire 18 formée. descondensateurs C1....... C16. La mémoire..18 fonctionne comme filtre. en boucle et. a.une..constante de.. temps. suffisamment grande.(par..exemple._del.aordre s.e _l. .secondes.).pour. supprimer _des_ composantes.dle_ changement relativement rapide. Dans..l!exemple..reprsenté.. ala figure 1, la durée d'une trame est divisée en 16 segments., Les tensions de commande de ces diverses durées (environ seize lignes de balayage) sont enregistrées dans les condensateurs C1 - C16. Le commutateur 17 est commandé par le signal de sortie du compteur d'adresse.19.qui-compte les-impulsions de synchronisation horizontale à la sortie du circuit PLL 5 et est remis à l'état initial par une impulsion de trame FP fournie à la borne d'entrée.20. Le compteur d'adresse 19 fournit un signal d'adresse de 4 bits. Le nombre de conden- sateurs de la mémoire 18 n'est pas limité à seize; la mémoire peut comporter entre 32 et 64 condensateurs. Plus le nombre de condensateurs est important et plus grande est la fidélité sui- vant les variations en forme de courbe droite du niveau de chrominance. La tension de commande correspondant à la variation d'onde droite de la fréquence de rotation de la tête est fournie par la mémoire 18; cette tension est ajoutée à la tension de commande correspondant à la variation rapide de niveau fournie à l'additionneur 15 par le filtre passe-bas 14. La sortie de l'additionneur 15 est appliquée comme tension de commande Vc par l'intermédiaire de l'organe de contact 22a à un commutateur inverseur 22 pour le fonctionnement manuel/automatique, sur la borne de commande de l'égaliseur RF 2. Lorsque le commutateur 22 est sur le contact manuel 22b, la tension de commande manuelle Vm de la borne d'entrée 23 est appliquée à l'égaliseur RF 2. Par exemple, l'égaliseur RF 2 peut comporter un circuit de retard pour retarder le signal RF reproduit, d'une durée t, d'un amplificateur tampon pour amplifier K fois le signal RF ainsi qu'un amplificateur différentiel pour retrancher le signal de sortie de l'amplificateur tampon du signal de sortie du circuit de retard et obtenir un signal de sortie correspondant à (1-KcosU';) pour l'amplificateur différentiel et dont l'amplitude du signal RF est réglée à la valeur K. La partie.en traits mixtes à la figure 1 montre que la tension de commande Vc peut être appliquée au circuit de commande de gain 24 et non à l'égaliseur RF 2 pour commander le niveau du signal..de chrominance C, reproduit fourni par le démodulateur FM 3. La figure 2 donne les détails des comparateurs de niveau 11, 16 de la figure 1; les figures 3A - 3G et 4A - 4C sont les chronogrammes des signaux en divers points du schéma de la figure 2. 6 2462832 Selon la figure 2, un générateur de courbe trapézoïdale 33 est formé par les trans-istors-30 et 31 et le condensateur 32.-Une tension constante est appliquée par l'in- termédiaire du diviseur de tension 34 à la base du transistor 30. Le condensateur 32 se charge ainsi à travers le transistor 30 suivant un courant constant. La tension entre les bornes du condensateur 32 varie suivant une pente prédéterminée (figure 3B). Des impulsions de cadence CP (figure 3A) sont fournies par le générateur de cadence 12 (figure 1) à la base du tran- sistor 31 pour décharger le condensateur 32. A la borne de sortie du condensateur 32, on obtient ainsi une courbe trapé- zoïdale ST (figure 3B). La courbe trapézoïdale ST est appliquée à l'entrée non inversée d'un comparateur de tension 35 ainsi qu'à l'entrée inversée d'un autre comparateur de tension 36. La tension de sortie V0 du détecteur de niveau 10 (figure 1) est appliquée à l'entrée d'inversion d'un comparateur de tension 35 et la tension de référence VR (figure.3D) est appliquée à l'entrée non inversée de l'autre comparateur de tension 36. On module ainsi les niveaux de la tension de sortie VO et de la tension de référence VR suivant des largeurs d'impulsion par les compa- rateurs de tension 35, 36. On obtient ainsi une impulsion positive U (figure 3E) sur le comparateur de tension 35 et une impulsion négative D (figure 3F) sur l'autre comparateur de tension 36. Les impulsions U et D sont respectivement appliquées auxtransistors 37, 38. Le transistor 37 est bloqué pendant le temps que l'impulsion U est au niveau supérieur; l'autre tran- sistor 38 est bloqué pendant le temps que l'impulsion D est au niveau inférieur.-Lorsque-les transistors 37, 38 sont bloqués, les transistors 39, 40 combinés par paire sur les transistors 37, 40 sont rendus conducteurs pour charger et décharger un circuit de maintien formé par un condensateur 41 et une résis- tance 42 (flèche en trait plein et flèche en pointillé, figure 2). Le courant de charge et le courant de décharge sont réglés par les courants d'émetteur-ou les tensions de base des transistors 43, 44.-Ces courants-sont-égaux l'un à l'autre. Le condensateur 41 est chargé à une tension corres- pondant à la différence entre la largeur des impulsions U et D. La tension à la borne de sortie du condensateur 41 est appliquée par l'intermédiaire d'un circuit tampon 48 formé des transistors 7 2462832 , 46, 47 au filtre passe-bas 14 formé d'une résistance 49 et des condensateurs 50, 51. La sortie du filtre passe-bas 14 (figure 4A) est appliquée à l'entrée d'inversion d'un amplifi- cateur opérationnel 52 qui constituel l'additionneur 15 et du circuit tampon 21 représenté à la figure 1. La sortie de l'amplificateur opérationnel 52 est appliquée comme tension de commande Vc (figure 3G), par l'in- termédiaire du commutateur 22 à l'égaliseur RF 2 pour commander le niveau du signal de chrominance reproduit. Lorsque la sortie de détection salve V est à un niveau représenté à la figure 3C, la largeur de l'impulsion positive U est supérieure à celle de l'impulsion négative D (figure 3E, 3F) et la tension de commande V0 augmente avec l'échantillonnage (figure 3G). Ainsi la sortie V0 du détecteur de niveau 10 diminue (figure 3C) et se rapproche de la tension de référence VR; la largeur de l'impulsion positive U devient voisine de celle de l'impulsion négative D. La variation de la tension de commande V diminue avec le temps et se rapproche en asymptote d'une valeur constante. La sortie de détection V0 se rapproche.en asymptote de la tension de référence VR. A l'état stationnaire le signal de sortie V0 devient égal à la tension de référence VR et l'erreur résiduelle est nulle. Le traitement de l'état stationnaire lorsque la tension de référence VR est supérieure à la tension de sortie de détection V0 (VR > VO) ou que la largeur de l'impulsion néga- tive D est plus grande que celle de l'impulsion positive U se fait de la même manière que cela a été.décrit ci-dessus. Dans-le comparateur de niveau 11, les niveaux du signal de sortie de détection de salve V0 et la tension de référence VR module les impulsions U et D. Le condensateur 41 se charge et se décharge à une tension correspondant à la différence entre la largeur des impulsions U et D. On obtient -ainsi un résultat de comparaison Vc entre la sortie de détection V0 et la tension de référence VR; ce signal de comparaison Vc est enregistré dans le condensateur 41 suivant l'échantillonnage. La tension de commande Vc(n) obtenue par le n-ème échantillon- nage est donnée par la formule suivante: V c(n) = Vc (n - 1) +K.(VR ào(n 1) 8 2.462832 Dans cette formule K est une constante, Vc(n - 1) représente. une tension de commande obtenue dans le.n..- 1-me.échantillonnage, Vo(n) représente la sortie de détection correspondant au n-ème échantillonnage. Lorsqu'il y a une différence entre VR et VO dans l'équation 1, la grandeur Vc(n) est différente de Vc(n - 1)' Du fait de cette variation, le.niveau de chrominance de la sortie de l'égaliseur RF2 change de sorte que la sortie de détection de déclenchement V0 se rapproche de la tension de référence VR. A l'état de convergence, la tension de référence VR est égale à la sortie.de détection de déclenchement et Vc(n) est égal à Vc(n l) La boucle de commande devient ainsi stable et l'erreur résiduelle (VR - Vo) est nulle. L'erreur résiduelle du comparateur de niveau 11 est nulle quelle que soit la valeur du gain de comparaison K de l'équation 1 ou même si la valeur de K est faible. Le.gain continu du comparateur 11 peut être de la façon équivalente, très haut. Si la valeur du gain de comparaison K est faible, cela abaisse le niveau du bruit à haute fréquence. La plage active du filtre passe-bas 14 est augmentée et la tension de commande Vc à la sortie du filtre passe-bas 14 peut suivre des variations relativement rapides du niveau de déclenchement (figure 4A). Par ailleurs, les sorties à phase négative U et D des comparateurs 35 et 36 qui fonctionnent comme des modulateurs de largeur d'impulsion sont appliquées à un autre comparateur de niveau 16. Le comparat'eurde niveau 16 est analogue au comparateur de niveau 11 au plan de la construction du circuit. Toutefois, contrairement au comparateur de niveau 11, les condensateurs C1... C16 qui forment la mémoire 18 sont charges par l'impulsion D et déchargés par l'impulsion U. Les tensions correspondant à la différence entre les.largeurs des impulsions D etU sont enregistrées en.temps. partagé dans les condensateurs C1... C18 pris dans cet ordre. La.sortie du comparateur 16 est opposée en phase à la sortie du comparateur 11. L'impulsion de référence D est appliquée à un commu- tateur..53..pour.fermer.celui-ci- La tension de maintien de la mémoire 18 se décharge ainsi à travers la résistance 54 suivant une constante de temps prédéterminée. La tension qui correspond 9 2462832 à la différence entre la sortie de détection de déclenchement V0 et la.tension de référence VR ne reste pas dans les conden- sateurs C1... C16 mais est renouvelée pour chaque échantillon- nage. Ainsi, le comparateur de niveau 16 fonctionne comme un comparateur non-intégrateur. Lorsque la sortie du comparateur intégrateur 11 est ajoutée à la sortie du comparateur 16 dans l'additionneur 15, il n'y a pas d'interférence réciproque entre les signaux de sortie des comparateurs.11 et 16. Une variation relativement lente de courbe droite dans une période.de trame (figure.4B.).est enregistrée.dans la mémoire 18.formée par. les condensateurs CI..... C16. Le signal de sortie Vc' de la mémoire 18 est appliqué à travers le commu- tateur 17, le circuit tampon 48' formé des résistances 45', 46' et 47' et d'un filtre passe-bas 58 formé de la résistance 55 et des condensateurs 56, 57 sur l'entrée non-inversée de l'amplificateur opérationnel 52 pour être comparé à la sortie du comparateur 11 (figure 4A). Le signal de sortie de l'am- plificateur opérationnel 52 tel que représenté à la figure 4C est appliqué comme tension de commande Vc à travers le circuit de commutation 22 à l'égaliseur RF 2. La caractéristique amplitude-fréquence de l'égaliseur RF est réglée par rapport aux variations relativement rapides du niveau du signal de chrominance et aux variations relativement lentes en forme de courbe droite. On obtient ainsi la reproduction d'une image de grande qualité. Comme décrit ci-dessus, le niveau du signal de chrominance, reproduit est comparé au niveau de référence. Le résultat de la comparaison est conservé en temps partagé dans plusieurs condensateurs. La caractéristique de reproduction du signal de chrominance est réglée sur la sortie des différents condensateurs. On détecte.ainsi la.variation en forme de courbe droite du signal de chrominance qui résulte des variations de la pression de contact entre la tête et la bande au cours d'une rotation du tambour porte-tête. Le signal de commande de niveau suivra ainsi fidèlement la variation de la courbe d'attente grâce au circuit selon l'invention. 2452832 REVENDICATIONS 1) Circuit automatique de.commande de chrominance pour un magnétoscope à bande, circuit comportant un moyen pour dériver des signaux de salve de couleur représentatifs des niveaux des signaux de chrominance reproduitset un moyen pour commander les amplitudes des signaux de chrominance reproduits en fonction d'un signal de commande créé.surla base des niveaux des signaux de salve de couleur, dérivés, circuit caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (11, 14) relié au moyen qui dérive le signal de salve de couleur pour détecter les composantes haute-fréquence des variations de niveau des signaux de chromi- nance reproduits, un moyen (16, 17,.18) reliê-aunmoyen dérivant le signal de salve de couleur pour détecter les composantes basse-fréquence des variations de niveau des signaux de chro- minance reproduits et un moyen (15) pour créer le signal de commande en mélangeant les composantes haute-fréquence et les composantes bassefréquence des variations de niveau des signaux de chrominance reproduits. 2) Circuit automatique de commande de chrominance selon la revendication 1,caractérisé en ce que le générateur de signaux de commande se compose de plusieurs mémoires (C1... C16) et les composantes basse-fréquence des variations de niveau sont enregistrées à l'état segment dans chacune des mémoires. 3) Circuit automatique de commande de chrominance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur des composantes haute-fréquence des variations de niveau comporte un comparateur (11) à intégration d'erreur. 4) Circuit automatique de commande de niveau de chrominance selon la revendication 3, caractérisé en ce que le comparateur de niveau à intégration d'erreur comporte un circuit dit de pompage. ) Circuit automatique de commandedechrominance selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une trame du signal vidéo est utilisée en plusieurs zones correspondant chacune à l'une des mémoires (C1... C16).