Brevet FR2476366A1 — publié le 19810821

I La présente invention se rapporte généralement à un dispositif pour reproduire l'information d'un support d'enregistrement, et plus particulièiément à des systèmes non linéaires incorporés dans un dispositif reproducteur pour réduire la distorsion par intermodulation entre l'information vidéo et audio pendant la restitution d'un support d'enregistrement en forme de disque. Dans le brevet UTS. No. 3 842 194 du 15 Octobre 1974 au nom de Jon K. Clemens, des systèmes de restitution de vidéodisque du type à capacité variable sont révélés. Dans un agencement pour un système de restitution, une piste d'information o sont incorporées des variations géométriques représentatives des signaux vidéo et du son, est formée à la surface d'un disque ayant des propriétés conductrices. Une aiguille ayant une électrode conductrice est utilisée dans le processus de détection de variations de la capacité présentée entre les propriétés conductrices du disque et l'électrode conductrice de l'aiguille. Dans un format employé dans le brevet de Clemens, un signal vidéo composé de couleur, modulé en fréquence sur une gamme de déviation à haute fréquence (par exemple 4,3-6,3MHz) est enregistré au fond d'une piste d'informa- tion à sillons en même temps que des signaux du son qui sont modulés sur une gamme de déviation à basse fréquence (par exemple 716 + 50 kHz). Dans un format proposé par D.H. Pritchard dans le brevet U.S. No. 3 872 498 du 18 Mars 1975, l'information de chrominance du signal vidéo composé de couleur est modulée sur une sous-porteuse de la forme générale employée dans le système NTSC bien connu. Dans le système de Pritchard, la composante de chrominance est enfouie dans la partie basse (par exemple une fréquence de sous-porteuse de 1,53 MHz avec des bandes latérales de sous-porteuse couleur s'étendant sur + 500 kHz) de la bande vidéo. Un mode de réalisation d'un ensemble de l'aiguille décrit dans le brevet de Clemens comprend une structure diélectrique de montage (par exemple en diamant) ayant un élément conducteur déposé à sa surface arrière. Des dis- torsions d'intermodulation perturbatrices peuvent être produites pendant la restitution d'un disque avec une aiguille de lecture du type ci-dessus. Quand deux signaux ou plus passent dans un système ayant u-r réponse non linéaire, cela donne des produits d'intermodulation. La sortie du système non linéaire contient non seulement les signaux d'origine mais également les distorsions par intermodulation qui sont les produits croisés des signaux d'origine. Par exemple, la sortie d'un dispositif non linéaire tel qu'une diode polarisée au "genou" de sa courbe de réponse contiendra les signaux d'origine, les produits d'intermodulation de premier ordre, comme S1(f1) et S2 (f2) O f1 et f2 représentent les fréquences des signaux S1 et S2, respectivement, en même temps que les signaux de distorsion de second ordre (c'est-à-dire S3 (f1+ f2); S4 (f1-f2); S5 (2f1) ; S6 (2f2)); les signaux de distorsion de troisième ordre (c'est-à-dire S7 (f1-2f2); S8 (f1+2f2); S9 (2f1-f2); S10(2f1+f2); S11(3f,); S12 (3f2)); et autres. Les non linéarités du système du vidéodisque peuvent effectuer une distorsion par inter- modulation provoquant des effets visuels perturbateurs. Dans le format de Clemens o le signal vidéo est modulé sur une porteuse à haute fréquence et o le son est modulé sur une porteuse à basse fréquence, les signaux du son effectuent une modulation des signaux vidéo qui a, pour résultat, des battements visuels perturbateurs dans l'image reproduite. On pense que ces distorsions d'inter- férence peuvent être provoquées par certaines caractéristi- ques non linéaires de l'aiguille de restitution (en effet, dans l'aiguille asymétrique de Clemens ci-dessus décrite, le champ électrique peut être concentré du côté diélectrique du lecteur et ainsi l'aiguille "voit" effectivement le signal à un angle oblique plutôàt que directement en dessous de l'électrode conductrice). Dans la demande de brevet U.S. No. 075 330 déposée le 19 Septembre 1979, un correcteur d'ouverture non linéaire pour réduire la distorsion par intermodulation dans les s ignaux vidéo reproduits et plus particulièrement, pour réduire la distorsion du son dans le signal vidéo est prévu dans un dispositif de restitution de vidéodisque. Dans un mode de réalisation décrit, le signal vidéo principal est intégré tandis qu'il est transféré à travers le correcteur non linéaire. Pour effectuer une réponse qui est presque plate, le signal vidéo principal est également différentié, la différentiation étant complémentaire de l'intégration. Bien que les distorsions introduites par les caractéristiques non linéaires de l'aiguille de lecture soient compensées dans le circuit compensateur non linéaire ci-dessus mentionné, certains effets non souhaitables peuvent être introduits par le retard groupé des réseaux d'intégration et de différentiation. Par exemple, dans le format de sousporteuse enfouie du brevet de Pritchard, il se produit un grand retard groupé autour de 2MHz qui produit un batte- ment de 3,06MHz (c'est-à-dire la secondeharmonique de la chrominance à 1, 53 MHz sur bande de base) du fait de la nature modulée en fréquence du signal. Selon les principes de la présente invention, un circuit compensateur non linéaire est prévu pour réduire les distorsions par intermodulation dans un signal vidéo de sortie, n'effectuant pas de retard groupé non souhaitable dans ce signal vidéo. Selon la présente invention, un tourne-disque est décrit pour la restitution de l'information de signaux vidéo et du an. Le tourne-disque comporte un moyen pour restituer des signaux modulés d'information contenant des signaux vidéo composés de couleur occupant une bande donnée de fréquencesavec l'accompagnement sonore, d'un disque. La distorsion par intermodulation entre les signaux vidéo et du son est effectuée par le moyen de restitution. Par ailleurs, le tourne-disque comporte un moyen pour démoduler les signaux d'information et un moyen, relié au moyen de démodulation, pour traiter les signaux démodulés. Au moyen de restitution est relié un compensakur non linéaire pour effectuer un enlèvement sensible de la distorsion par intermodulation. Le compensateur non linéaire comprend un premier trajet de signaux et un second trajet de signaux. Les signaux vidéo sont transférés par le premier trajet avec un déphasage négligeable sur la barde donnée de fréquencEsvers un noeud d'addition. Les signaux vidéo transférés par le second trajet jusqu'au noeud d'addition sont modulés par les signaux du son pour donner des produits d'intermodulation (c'est-à-dire signaux de correction) complémentaires de la distorsion d'intermodula- tion. La combinaison des signaux du premier trajet et du second trajet au noeud d'addition est sensiblement dépourvue de distorsion d'intermodulation. Selon une autre caractéristique de l'invention, des circuits de compensation non linéaires supplémentaÈres peuvent être ajoutés pour effectuer l'enlèvement d'autres distorsions non linéaires avec une interaction et une complexité bien moindre car le signal vidéo principal est transféré au noeud d'addition sans passer par chaque circuit de compensation non linéaire. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaltront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 illustre, sous forme de schéma bloc, un dispositif de restitution ayant un étage de correction d'ouverture non linéaire selon les principes de l'inven- tion; - la figure 2 est un schéma d'un mode de réalisa- tion du correcteur d'ouverture non linéaire de la figure 1;et - la figure 3 illustre, sous forme de schéma bloc, un autre mode de réalisation du correcteur d'ouverture non linéaire de la figure 1. En se référant maintenant à la figure 1, un tourne- vidéodisque 80 comporte une platine 82 pour supporter rotatif un vidéodisque 84 ayant une piste d'information en spirale contenant une information vidéo avec accompagne- ment sonore. Le tourne-disque 80 comporte de plus un chariot 86 soumis à une translation en synchronisme avec le mouve- ment radial de l'aiguille de lecture pendant la restitution. Le chariot 86 a un compartiment pour recevoir une cartouche 88 qui abrite l'aiguille de lecture. Un circuit de lecture 90 sensible au signal à la sortie du lecteur, produit, à sa borne de sortie, un signal représentatif de l'information enregistrée. Le signal à la borne de sortie du circuit 90 peut contenir une interférence sonore dans le signal vidéo effectuée par l'aiguille de lecture. Le circuit 90 peut être celui du type décrit dans le brevet U.S. No. 4 070 625 du 21 Mars 1978 au nom de Kawamoto et autres. Le signal à la sortie du circuit 90 est appliqué à un correcteur d'ouverture non linéaire 93 et à un filtre passe-bande 94 de la porteuse du son. Le correc- teur d'ouverture réduit l'interférence effectuée par la réponse linéaire du moyen de restitution. Des modes de réalisation spécifiques du correcteur 93 seront décrits ci-après en se référant aux figures 2 et 3. Le signal à la sortie du correcteur 93 est appliqué à un filtre passebande 92 de la porteuse image. Le filtre 92 a une bande passante relativement large qui contient la gamme de déviation de la porteuse image à haute fré- quence (c'est-à-dire 4,3-6,3 MHz) ainsi que les régions de bandes latérales adjacentes requises, et il laisse sélectivement passer la composante de porteuse image du signal enregistré à l'exclusion relative de sa composante de porteuse du son. Le filtre passe-bande de porteuse du son 94 a une bande passante relativement étroite contenant la gamme de déviation de la porteuse ou des porteuses du son à basse fréquence (c'est-à-dire 716 et 905 kHz) ainsi que les régions de bandes latérales adjacentes requises, et il laisse sélectivement passer les composantes de porteuse son du signal enregistré à l'exclusion relative de la composante de porteuse image. Les signaux à la sortie des filtres respectifs 92 et 94 sont appliqués à des démodulateurs respectifs 96 et 98. Le démodulateur 96 développe, à sa borne de sortie, l'information du signal d'image enregis- trée contenant les composantes de synchronisation et le démodulateur du son 98 produit l'information de signal audio enregistrée à sa borne de sortie. Le dispositif de traitement 100 de signaux d'image, relié au démodulateur 96, effectue la séparation de l'infor- mation de chrominance et de l'information de luminance. Un générateur 102 de signaux vidéo composesrecombine les informations de chrominance et de luminance selon, par exemple, le format NTSC. Un transmetteur 104 traite les informations du son, de luminance et de chrominance pour former un signal adapté à une fréquence appropriée pour application à un téléviseur couleur 106. Le téléviseur 106 affiche alors l'image en couleur et donne l'information audio produite selon le signal précédemment enregistré sur le vidéodisque 84. La figure 2 illustre un mode de réalisation du correcteur d'ouverture non linéaire 93 de la figure 1. Le signal à la sortie du circuit de lecture 90 de la figure 1 est appliqué à la borne d'entrée 202 de la figure 2 et la borne de sortie 204 de la figure 2 est reliée au filtre passe-bande 92 de la porteuse-image de la figure 1. En se référant à la figure 2, la borne d'entrée 202 est reliée à un réseau d'entrée 205. Un pont diviseur de tension 206, dans le réseau d'entrée 205, se compose de résistances Rl et R2 reliées en série. Un filtre piège 208, qui comprend une bobine d'inductance Ll et un conden- sateur CI en série, est relié en parallèle avec la résis- tance R2 du pont diviseur 206. Le condensateur C2 est relié en parallèle avec la résistance R2 et le filtre 208. Un filtre passe-haut 210, qui comprend un condensateur C3 et des résistances R3 et R4, est relié à la ligne de sortie du réseau d'entrée 205. Un transistor Tl monté en émetteur suiveur a sa base reliée à la sortie du filtre passe-haut 210 par une résistance de faible valeur (100 ohms). Les courants provenant des quatre trajets de signaux sont additionnés à la base d'un transistor T3. Le premier trajet, qui est le trajet principal pour le signal vidéo, relie la borne d'entrée 202 par un condensateur C4 et une résistance R18, à la base du transistor T3. Ce premier trajet applique, aux signaux dans la bande des fréquences d'intértt qui sont ainsi transférés, une quantité négligeable de déphasage. Le condensateur C4 qui bloque le passage du courant continu est choisi de façon qu'il effectue un déphasage négligeable surdes signaux aux fréquences d'intérêt. Le second trajet contient une diode Dl, qui est un dispositif non linéaire, et des condensa- teurs C6 et C7. Le second trajet forme l'une des deux branches d'un circuit de correction d'ouverture non linéaire et équilibré. Un transistor T2 du type PNP est incorporé dans le troisième trajet. Une diode D2, qui est reliée à l'émetteur du transistor inverseur T2, produit une impédance non linéaire qui change le gain du transistor T2 d'une façon non linéaire. Le trajet de l'émetteur du transistor Tl monté en émetteur suiveur par l'étage inverseur T2 jusqu'au point d'addition, la base du transis- tor T3, forme la seconde branche du circuit de correction d'ouverture non linéaire équilibré. Le quatrième trajet est formé par la connexion en série d'un condensateur C5 et d'une résistance R7. Ce dernier trajet est présent pour compenser le signal de polarité opposée qui s'écoule par la résistance R9 et l'émetteur du transistor T2. Si la source de courant était idéale, le quatrième trajet pourrait ttre éliminé. La cathode de la diode D2 est reliée à l'anode de la diode Dl par une résistance Rll et la cathode de la diode Dl est reliée au curseur d'un potentiomètre R17 par une résistance R120 Une tension positive de polarisation VBB est appliquée à l'anode de la diode D2 par la résistance R9. De plus, la cathode de la diode D2 est reliée à la masse par un trajet de signaux qui contient le condensateur C8. Le condensateur C6 est relié entre l'émetteur du transis- tor Tl et la cathode de la diode Dl et le condensateur C7 est relié entre l'anode de la diode Dl et le point d'addition à la base du transistor T3. En fonctionnement, le signal à la sortie du circuit de lecture 90 de la figure 1 contient des distorsions non linéaires qui peuvent avoir pour résultat une inter- f érence du signal du son sur l'affichage vidéo de sortie. Le correcteur d'ouverture non linéaire de la figure 2 effectue un enlèvement sensible de ces non linéarités. Le réseau diviseur 206, qui est relié à la borne d'entrée 202, réduit le niveau du signal d'entrée afin que le signal dans les diodes soit inférieur à 100 mV crête-à- crete pour assurer que ces diodes fonctionneront au "genou" de leur réponse respective. Par ailleurs, le diviseur 206 forme une impédance résistive de source pour le réseau d'entrée 205. Le filtre 208 est agencé pour supprimer les signaux de contrôle ou de réglage d'une fréquence particulière (comme 260 kHz). Au-dessus de la fréquence de résonance du filtre 208,la bobine d'inductance Ll devient l'élément dominant de réactance et résonne en parallèle avec le condensateur C2 à une fréquence qui est à proximité de la ou des porteuses du son (comme 716 et 905 kHz). La phase relative de la porteuse du son et de la porteuse vidéo doit être contrôlée pour obtenir un bon alignement des phases. Ainsi, le condensateur C2 est prévu pour établir une bonne phase de la porteuse du son. Au-dessus des fréquences porteuses du son, le condensateur C2 domine et le réseau 205 fonctionne comme un intégrateur. Le réseau 205 produit une pente de l'ordre de 6 db/octave pour toute l'information vidéo qui le traverse, réduit l'amplitude du signal vidéo et déphase la porteuse vidéo de presque 900. La section suivante qui est le filtre passe-haut 210 a une faible fréquence de coupure (comme 80 kHz). Tout bruit à basse fréquence pouvant provoquerune modulation non voulue de phase dans la porteuse vidéo est filtré à ce stade. L'étage de correction d'ouverture non linéaire comprend, entre autres les diodes D1 et D2, le transistor inverseur T2 et la résistance R18o Les diodes D1 et D2 qui sont agencées en série, peuvent %tre contr1lées en polarisation par un seul potentiomètre R17. Les diodes D1 et D2 sont agencées par rapport à un signal en courant alternatif en configuration équilibrée de façon que les produits d'intermodulation d'ordre impair entre les signaux du son et vidéo soient réduits ou éliminés. Comme les diodes D1 et D2 sont polariséespar le même courant, les signaux fondamentaux du son et vidéo plus leuz distorsiorns d'ordre impair dans le signal qui passent par le collecteur du transistor T2 jusqu'au point d'addition à la base du transistor T3 sont équilibrés avec les signaux fondamentaux du son et vidéo plus leurs distorsiorrd'ordre impairsqui passent à travers la diode D1 jusqu'au point d'addition à la base du transis- tor T3. Avec les produits d'intermodulation d'ordre impair dans la diode D1 déphasés de 180 par rapport auxproduits d'intermodulation d'ordre impair dans le collecteur du transistor T2, tous les produits d'intermodulation d'ordre impair sont sensiblement éliminés. Simultannément, les distorsions d'ordre pair (comme de second ordre) sont sensiblement éliminées par l'effet de modulation de la combinaison des deux trajets non linéaires et du trajet linéaire de signaux. Le signal à l'émetteur du transistor T1 est presque déphasé de 90 par rapport au signal à la borne d'entrée 202. On peut voir que les éléments non linéaires D1 et D2 laissent passer la porteuse vidéo jusqu'au noeud d'addition (base de T3) soit à la même polarité à travers D1 pour les parties négatives des porteuses audio ou inversée par T2 pour les parties positives de la porteuse audio Ainsi, les éléments non linéaires peuvent btre considérés comme donnant des produits d'intermodulation qui sont en phase avec le signal à l'émetteur de Tl. Le signal principal, qui passe par le condensateur C4 et la résistance R18 avec un déphasage négligeable sur la bande donnée de fréquencesde fonctionne- ment, est en quadrature par rapport aux produits d'inter- modulation produits par les diodes Dl et D2. Le fonctionne- ment des diodes a pour résultat une modulation de phase de la porteuse vidéo par la porteuse audio. L'amplitude des produits d'intermodulation donnés et par conséquent, la quantité de modulation de phase, sont fonction du courant de polarisation des diodes qui peut être ajusté de façon que la modulation de phase effectuée dans les diodes Dl et D2 annule sensiblement la modulationcb phase effectuée par le moyen de restitution non linéaire. Pour une autre explication du fonctionnement du correcteur d'ouverture non linéaire, on considère un signal S (t) à la borne d'entrée 202 ayant des produits d'inter- modulation d'ordre pair (comme de second ordre) produit par le moyen de restitution. Les diodes Dl et D2 contribue- ront aux composantes de distorsion d'ordre pair (c'est- à-dire S2 (t)) qui sont "en phase" avec le signal intégré S (t) à l'émetteur du transistor Tl. En particulier, le courant des diodes contiendra les bandes latérales audio à la porteuse vidéo (c'est-à-dire des signaux à 5 + 0,716MHz et 5 + 0,905 MHz). Simultanément, le signal vidéo principal est transféré par la résistance R18, en quadrature avec le signal à l'émetteur du transistor Tl. La combinaison de ces deux signaux au noeud d'addition (c'est-à-dire la base du transistor T3) ne contient sensiblement pas de produit d'intermodulation car les bandes latérales produites par les diodes Dl et D2 annulent efficacement les bandes latérales produites dans le signal d'origine par le dispositif de restitution non linéaire. En se référant à la figure 3, elle illustre un autre mode de réalisation du correcteur d'ouverture non linéaire 93 de la figure 1e Comme le signal vidéo principal passe par un trajet qui by-passe le générateur non linéaire, une il multiplicité de circuits de correction non linéaires , 20, 30 peut être relié en parallèle avec le trajet vidéo principal. Dans cet agencement, le circuit de correc- tion non linéaire 10 peut être utilisé pour éliminer un produit d'intermodulation effectué par une porteuse son à une première fréquence (comme 716 kHz), le circuit de correction non linéaire 20 peut être utilisé pour éliminer un produit d'intermodulation effectué par une porteuse son à une seconde fréquence (comme 905 kHz) et le circuit de correction non linéaire 30 peut être utilisé pour éliminer un troisième signal qui peut être soit un signal à haute fréquence ou un signal à basse fréquence qui produit une distorsion d'intermodulation. Dans le présent agencement, chaque distorsion d'intermodulation peut être réduite ou éliminée par un circuit decorrection non linéaire correspondant relié en parallèle avec le trajet du signal vidéo principal. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 N S Dispositif compensateur non linéaire dans un tourne- vidéodisque pour la restitution de l'information de signaux vidéo et du son, ledit tourne-disque comprenant un moyen pour restituer des signaux modulés d'information contenant des signaux vidéo composés de couleur occupant une bande donnée de fréquences avec un accompagnement sonore d'un disque, ledit moyen de récupération effectuant une distorsion par intermodulation entre lesdits signaux vidéo et du son, un moyen pour démoduler lesdits signaux d'information, un moyen relié audit moyen de démodulation, pour traiter lesdits signaux démodulés, ledit dispositif compensateur étant relié audit moyen de restitution, afin d'effectuer un enlèvement sensible de la distorsion d'intermodulation, et étant caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen (C4, R18) relié audit moyen de restitution, pour transférer des signaux vidéo, ledit moyen de transfert effectuant un déphasage négligeable sur ladite bande donnée de fréquences; un autre moyen (Dl, D2, T2) relié audit moyen de restitution, pour produire un signal de correction complé- mentaire de la distorsion par intermodulation effectuée par ledit moyen de restitution; un moyen (T3) pour combiner le signal de correction produit par ledit moyen générateur et les signaux vidéo transférés par ledit moyen de transfert de façon que le signalde correction complémentaire élimine efficacement la distorsion d'intermodulation dans lesdits signaux vidéo transférés. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'autre moyen précité comprend un premier trajet non linéaire de signaux pour donner des premiers produits d'intermodulation entre lesdits signaux vidéo etd(I. scn; et un second trajet non linéaire de signaux pour donner des seconds produits d'intermodulation d'une grandeur sensible- ment égale à la grandeur desdits premiers moyens d'inter- modulation, le signal résultant formé par la combinaison desdits premier et second trajets étant sensiblement dépourvu de produits d'intermodulation d'ordre impair. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier trajet non linéaire précité comprend une diode à semi-conducteur et en ce que le second trajet non linéaire précité comprend une autre diode à semi- conducteur. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen précité pour transférer les signaux avec un déphasage négligeable est un trajet linéaire de signaux.