Brevet FR2476950A1 — publié le 19810828

Circuit amplificateur de signal vidéo pour magnétoscope. La présente invention concerne, d'une façon générale, un circuit amplificateur de signal vidéo ou signal image pour un magnétoscope. En particulier, la présente invention concerne un circuit amplificateur de reproduction pour amplifier les signaux de sortie d'une tête magnétique qui est adaptée pour lire des signaux vidéo enregistrés sur une bande magnétique. Dans le magnétoscope qui est destiné à enregistrer un signal de télévision sur une bande magnétique et à reproduire le signal de télévision enregistré sur cette bande, un signal porteur est modulé en fréquence par le signal vidéo du signal de télévision, le signal résultant modulé en fréquence étant alors enregistré sur la bande magnétique. La modulation en fréquence du signal porteur par le signal vidéo est effectuée de manière telle que la fréquence du signal porteur augmente vers le niveau du blanc du signal vidéo tandis que cette fréquence du signal porteur diminue vers le niveau du noir du signal vidéo. Il convient de remarquer que lorsque le signal porteur est modulé en fréquence par le signal vidéo en vue de l'enregis-- trement de celui-ci, de nombreux bruits sont contenus dans la bande de fréquence élevée du signal vidéo, ce qui se traduit par une dégradation du rapport signal/bruit dans les signaux de fréquence élevée. Dans ces conditions, on augmente le-niveau de signal des composantes de fréquence élevée du signal vidéo, c'est-à-dire que l'on effectue une préaccentuationavant la modulation de fréquence mentionnée ci-dessus. On remarquera, en outre, que lorsque le signal modulé en fréquence est enregistré sur la bande magnétique ou reproduit à partir de cette bande, l'amplitude du signal enregistré ou reproduit diminue à mesure que la fréquence du signal augmente en raison des caractéristiques de fréquence de la bande magné- tique et de la tête magnétique. Il en résulte que l'amplitude du signal dansla région des fréquences élevées diminue et est plus sujette à l'interférence de bruit pendant l'opération de reproduction. Du fait que la modulation de fréquence du signal porteur par le signal vidéo est effectuée de manière telle que la fréquence du signal porteur augmente vers le niveau du blanc du signal vidéo comme mentionné ci-dessus, une amplitude plus petite du signal dans la bande des fréquences élevées entraîne une insuffisance d'amplitude du signal vidéo démodulé au voisinage du niveau du blanc lors de l'opération de reproduction, ce qui entraîne à son tour une luminescence inadéquate de l'image reproduite apparaissant sur le récepteur de télévision. Pour cette raison, il se produit parfois un phénomène dit d'inversion dans lequel l'image en blanc apparaît par inversion sous la forme d'une image en noir en raison de l'amplitude exagérément faible du signal vidéo au niveau du blanc. Pour tenter d'exclure le phénomène d'inversion décrit ci-dessus, on adopte d'une façon générale, pendant l'opération d'enregistrement, d'écrêter les crêtes de niveau du blanc de signal-vidéo qui a subi la pré- accentuation de manière que la fréquence porteuse ne puisse pas augmenter au-delà d'une valeur prédéterminée, le signal résultant étant utilisé pour la modu- lation de fréquence. Du fait que le niveau du blanc du signal vidéo ne dépasse pas-une amplitude prédéterminée, la fréquence la plus élevée du signal porteur est déterminée en conséquence, grâce à quoi le phénomène d'inversion de couleur décrit ci- -dessus est empêché pendant l'opération de reproduction. Tou- tefois, la bande magnétique et la tête magnétique présentent des caractéristiques de transmission telles que les composantes de signal de fréquence plus élevées tendent à être plus atténuées, ce qui nécessite une compensation-de fréquence pendant le fonctionnement en mode de reproduction. En outre, le signal provenant de la tête de lecture magnétique per se se trouve à un niveau bas et est de ce fait sujet auxinfluences nuisibles du bruit dans l'amplificateur de reproduction, ce qu'il vaut mieux éviter. Dans ces conditions, on effectue habituellement la compensation de la caractéristique décrite ci-dessus en utilisant la caractéristique-de résonance de la tête magnétique. La caractéristique de résonance est déterminée par l'inductance Lh de la tête magnri9que et par la capacitance d'entrée C1 ainsi que la capacitance répartie C2 de l'amplificateur de reproduction. La fréquence de résonance fr est donnée par l'expression suivante f 2+)... .. (1) Dans le but d'améliorer le rapport signal/bruit (SN)..DTD: du signal vidéo reproduit, on choisit habituellement la fréquen- ce de résonance dans la plage de fréquence de la porteuse modulée en fréquence quise trouve en conséquence entre le niveau moyen du signal vidéo et le niveau saturé du blanc. On utilise la caractéristique de résonance de la tête magnétique pour intensifier les signaux de fréquence qui se trouvent au voisinage de la fréquence de résonance fr' de manière à réduire ainsi d'une façon relative les composantes de bruits de fréquencess'écartant de la fréquence de résonance fr. Il en résulte que le rapport signal/bruit du signal vidéo reproduit par démodulation de fréquence se trouve amélioré. Toutefois, dans l'amplificateur de reproduction auquel on donne la caractéristique de résonance mentionnée ci-dessus, les composantes de bruit, dont les fréquences se trouvent au voisi- nage de la fréquence de résonance fr, risquent d'être amplifiées sélectivement quand la fréquence porteuse instantanée s'écarte de la fréquence de résonance f En particulier, au voisinage r du point de crête du blanc (c'est-à-dire au voisinage du point d'écrêtage de blanc quand la crête de blanc est écrêtée au cours de l'opération d'enregistrement) o le niveau de sortie de l'amplificateur de reproduction risque de descendre, les compo- santes de bruit inhérentes au fonctionnement de l'amplificateur de reproduction exercent une influence plus grande sur le signal vidéo reproduit, ce qui se traduit par une dégradation du rapport signal/bruit ou rapport SN du signal vidéo. De façon plus particulière, quand la fréquence instan- tanée de la porteuse se trouve à une valeur qui correspond à la crête de blanc du signal vidéo, les composantes de bruits des fréquences se trouvant au voisinage de la fréquence de résonance de la tête magnétique, subissent une amplification intensifiée. Par conséquent, le rapport SN du signal vidéo reproduit est d'autant plus mauvais que la fréquence instantanée de la porteuse s'écarte plus de la fréquence de résonance fr- La pré-accentu- ation contribue donc également à rendre les bruits plus percep- tibles dans les parties de contour d'une image reproduite. En outre, du fait que-les composantes de bande latérale inférieure ainsi que le. bruit dans la bande latérale inférieure aug- mentent relativement, le phénomène dit d'inversion risque de se produire. On remarquera, en outre, que la phase du signal porteur est en retard de 900 à la fréquence de résonance et de 1800 à la fréquence correspondante à la crête de blanc par suite de la caractéristique de résonance de la tête magnétique. Il en résulte que l'amplificateur de reproduction présente des caractéristiques de phases asymétriques dans la bande de fréquence intermédiaire et dans la bande de fréquence supérieure, ce qui signifie que la caractéristique de transmission du circuit amplificateur de reproduction destiné à amplifier le signal modulé en fréquence se dégrade en introduisant des distorsions notables dans la forme d'onde du signal. Si on déplace la fréquence de résonance de la tête magnétique jusque dans la région des fréquences élevées pour tenter d'empêcher 1& dégradation du rapport SN, l'apparition du phénomène d'inversion ainsi que les distorsions de la forme d'onde du signal, le niveau reproduit de la fréquence porteuse correspondant à la crête de blanc du signal vidéo augmente à coup sur. Par contre, le niveau reproduit des fréquences porteuses correspondant à la partie plate du signal vidéo diminue et entraîne une dégradation notable du rapport SN se combinant avec une augmentation des composantes de bruits des fréquences se trouvant au voisinage de la fréquence de résonance fr de la tête magnétique. Le phénomène décrit dans ce qui précède apparaît prin- cipalement dans les petits magnétoscopes. A ce sujet, la fréquence du signal vidéo ou signal image du signal de télé- vision se répartit sur une gamme de fréquence extrêmementlarge s'étendant de la composante de courant continu jusqu'à la fréquence de l'ordrede 4 MHz. Il est donc difficile d'enregistrer le signal d'une gamme de fréquence aussi large à un niveau de signal uniforme sur la bande magnétique. En particulier, on rencontre des difficultés dans l'enregistrement du signal ayant une fréquence aussi élevée que 4 MHZ. Dans ces conditions, on comprime la bande de fréquence en modulant en fréquence le signal porteur avec le signal vidéo pendant que la tête magné- tique tourne,de manière à augmenter ainsi la vitesse de la bande magnétique par rapport à la tête magnétique et à augmenter par conséquent la longueur d'onde du signal à enregistrer en cherchant à obtenir un enregistrement des signaux de fréquence élevée sur la bande magnétique. Dans la pratique, la bande magnétique défile le long et autour de la surface périphérique d'un cylindre rotatif et deux têtes magnétiques sont habituel- lement montées dans le cylindre de telle manière que les entrefers magnétiques respectifs des têtes magnétiques se trouvent sur la surface périphérique extérieure du cylindre. Les têtes magnétiques sont entraînées en rotation en même temps que le cylindre pour enregistrer le signal vidéo séquentielle- ment sur la base destramesd'image sur la bande magnétique le long des pistes transversales inclinées. Dans le magnétoscope ayant la structure décrite ci- dessus, le nombre de tours de la tête d'enregistrement pour enregistrer le signal vidéo correspondant à une seule trame d'image du signal de télévision>séquentiellement par une des têtes magnétiques sur la bande magnétiqueest déterminé par la fréquence du signal de synchronisation verticale du signal de télévision. C'est pourquoi, pour que le signal de fréquence élevée puisse être enregistré par augmentation de la vitesse relative entre les têtes magnétiques et la bande magnétique, il faut augmenter le diamètre du cylindre de manière à accroître ainsi la vitesse périphérique du cylindre comportant les têtes magnétiques. Toutefois, dans le cas du magnétoscope de petites dimensions, il existe inévitablement une restriction à l'utili- sation du cylindre de diamètre accrû, cette restriction rendant pratiquement impossible l'enregistrement des composantes de signal de fréquence élevée à un niveau de signal suffisant. Il existe actuellement une demande importante en ce qui concerne la miniaturisation desmagnétoscopes dans un degré tel que l'appareil puisse être intégré dans le corps principal d'une caméra de télévision afin que l'on puisse le transporter avec celle-ci sous la forme d'un seul et même dispositif. Dans ce cas, il faut diminuer le diamètre du cylindre à têtesmagné- - tiquespour obtenir la miniaturisation recherchée, ce qui implique une réduction correspondante de lavitesse de la ou des têtes magnétiques rendant ainsi très difficile, voireimpossible, l'enregistrement du signal vidéo du niveau du blanc à un niveau de signal suffisant, c'est-à-dire adéquat. Il va s'en dire que la reproduction des signaux enregistrés à l'aide d'un tel magnétoscope de type miniature est accompagné par une grande quantité de bruits et est sujet au phénomène indésirable tel que l'inversion de couleur-ou autre phénomène analogue. C'est pourquoi, un objet de la présente invention est de créer un circuit d'amplification de signal d'image pour un magnétoscope, ce circuit ne présentant pas les inconvénients du circuit connu jusqu'à présent et permettant d'améliorer le rapport signal/bruit (signal SN) à la crête de blanc tout en réduisant à un minimum la détérioration du rapport SN dans les parties plates du signal vidéo. Pour atteindre l'objet ci-dessus, il est proposé suivant une caractéristique générale de la présente invention de prévoir un secondcircuit résonnant en plus du premier circuit résonnant de la tête magnétique, ce second circuit résonnant ayant une fréquence de résonance se situant au voi- sînage de la fréquence porteuse correspondant à une pointe de crête de blanc dans une bande de fréquence supérieure à c-elle- du premier circuit résonnant de sorte que l'amplificateur de reproduction présente,dans son ensemble,une caractéristique d'amplitude/fréquence qui serait atteinte si l'amplificateur de reproduction se présentait sous la forme d'un double ampli- ficateur accordé. Selon la présente invention, le rapport signal/bruit ou rapport SN au point de crête de blanc se trouve considérablement amélioré grâce à une réduction notable de la distorsion de la forme d'onde du signal tandis que l'on évite une dégradation du rapport SN dans les parties plates. Les objets, caractéristiques et avantages ci-dessus ainsi que d'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique d'une conception générale du circuit d'amplification de signal vidéo pour un magnétoscope selon un mode de réalisation de la présente in- vention; la figure 2 est un schéma de principe montrant un exemple de configuration de circuits résonnant utilisésdans le circuit d'amplification de signal vidéo selon Japrésente invention; la figure 3 est un graphique des caractéristiques 247695O d'amplitude et de phase du circuit résonnant représenté sur la figure 2; la figure 4 est un graphique des caractéristiques d'amplitude et de phase du circuit d'amplification de signal vidéo selon la présente invention; et la figure 5 estun diagramme spectral d'un signal vidéo reproduit, ce diagramme étant tracé en supposant que le signal porteur modulé présente une fréquence correspondant à un point de crête de blanc. En se référant à la figure 1 qui montre sous la forme d'un schéma synoptique un exemple du circuit d'amplification de signal vidéo selon la présente invention, on voit que la référence 1 désigne une bande magnétique sur laquelle est enregistré le signal vidéo d'un signal de télévision. Le signal enregistré sur la bande magnétique est constitué par un signal modulé que l'on obtient par modulation en fréquence d'un signal porteur à l'aide du signal vidéo d'une manière grâce à laquelle la fréquence du signal porteur augmente vers le niveau du blanc du signal vidéo. La référence 2 désigne une tête magnétique qui est montée de façon fixe sur un cylindre rota- tif pour tourner avec ce dernier et sert à reproduire le signal enregistré sur la bande magnétique 1. La tête magnétique 2 comprend un enroulement de lecture 15 enroulé autour d'un noyau formé d'une matière magnétique et destiné à lire le signal enregistré sur la bande magnétique. L'enroulement de lecture 15 est relié à la masse par une de ses extrémités et à une borne d'entrée d'un amplificateur de reproduction 5 par son autre extrémité. Un condensateur 3 est branché en parallèle avec une résistance 4 entre la terre et l'autre extrémité de l'enroulement de lecture 15. La borne de sortie de l'ampli- ficateur de reproduction 5 est reliée à une borne d'entrée d'un second circuit résonnant 6. La référence 7 désigne un circuit limiteur dont une borne d'entrée est reliée à la borne d'entrée du circuit résonnant 6 et dont une borne de sortie est reliée à la borne d'entrée d'un démodulateur FM (démodulation de fréquence) 8 dont la borne de sortie elle-même est reliée à la borne d'entrée d'un filtre passe-bas 9 dont une borne de sortie est reliée à la borne d'entrée d'un circuit d'atténuation 10. La référence 11 désigne la borne de sortie pour le signal vidéo reproduit. Dans la conception de circuit décrite ci-dessus, l'enroulement de lecture 15 de la tête magnétique 2 cons- titue un premier circuit résonnant en coopération avec le condensateur 3. L'accuité Q de la résonance du premier circuit résonnant est déterminée par la résistance 4 servant de résistance d'amortissement. Le premier circuit résonnant peut être représenté par un schéma de circuit tel que celui repré- senté sur la figure 2 o les références 61 et 62 représentent les bornes d'entrée et de sortie respectivement. La fonction de transfert G(S) de ce circuit résonnant peut être exprimée comme suit i G(S) = 2 LC (2) S + CR + LC- CR L o S= JuWet ua= 21YF. En se référant à la figure 3, on voit que les courbes A et B représentent respectivement la caractéristique d'ampli- tude et la caractéristique de phase du premier circuit résonnant mentionné ci-dessus. Sur ce graphique, la fréquence est portée sur l'axe des abscisses. La fréquence de réson-ance fri du premier circuit résonnant est déterminée par l'inductance L de l'enroulement de lecture 15 et par la valeur de capacité du condensateur 3, tandis que l'accuité Q de la résonnance est déterminée par la valeur ohmique R de la résistance 4 en supposant que l'inductance L et la capacité C ne varient pas. La fréquence de résonnance fri est fixée à une fréquence f correspondant au point d'écrêtage de blanc auquel le niveau reproduit est abaissé. Le signal lu sur la bande magnétique 1 par la tête magnétique 2 est appliqué à l'entrée du second circuit résonnant 6 qui est agencé d'une manière similaire au premier circuit résonnant représenté sur la figure 2 sauf qu'un enroulement individuel est introduit à la place de l'enroulement de lecture 15 de la tête magnétique 2. Toutefois, il convient de remarquer que, dans le cas du mode de réalisation illustrée, la fréquence de résonnance fr2 du second circuit résonnant 6 est choisie de manière à être inférieure à la fréquence de réson,-ance frî du premier circuit résonnant et est fixée à une valeur qui correspond sensiblement à un niveau moyen du signal vidéo tandis que l'accuité Q de la réson-ance des premier et second circuits résonnants sont choisis de manière que la caracté- ristique d'amplitude combinée des premier et second circuits résonnants devient sensiblement plate entre les fréquences de réson>ance frl et fr2* Sur la figure 4, la caractéristique d'amplitude combinée des premier et second circuits résonnants est représentée par une courbe C tandis que la caractéristique de phase combinée des deux circuits est représentée par une courbe D. On a représenté sur la figure 5 un diagramme du spectre d'un signal vidéo reproduit et des composantes de bruit en supposant qu'une fréquence porteuse correspondant au point d'écrêtage du blanc est présente. Sur cette figure 5, P désigne le signal porteur et N-désigne les composantes de bruits. Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, le second circuit résonnant utilisé en supplément a pour effet non seulement d'augmenter le niveau du signal reproduit, mais également de diminuer d'une façon relative le niveau du bruit, ce qui assure une amélioration importante du rapport SN au voisinage du point d'écrêtage du blanc du signal vidéo re- produit par rapport au résultat que l'on obtient avec le premier circuit résonnant seulement. En outre, l'augmentation du niveau du bruit dans les parties ou régions-plates est réduite à un minimum avec une faible détérioration du rapport SN. En outre, du fait que la caractéristique de phase est sensiblement linéaire entre les fréquences fr, et fr2' comme on peut le voir sur la figure 4, le degré de distorsion de la forme d'onde du signal peut être réduite de façon notable. Le signal de sortie du second circuit résonnant 6 est démodulé par le démodulateur FM 8 après élimination par le circuit limiteur 7 des variations d'amplitude du signal reproduit. Ensuite, après que les composantes haute fréquence indésirables du signal démodulé ont été éliminées par le filtre passe-bas 2, la pré -accentuation introduite lors de l'opération d'en- registrement est compensée par le circuit d'atténuation 10. Le signal vidéo ainsi reproduit apparaît a la borne-de sortie 11. Dans ce qui précède, la description a &é faite en supposant que la fréquence de résonance frl du premier circuit résonnant de la tête magnétique est fixée à une valeur voisine de celle de la fréquence f correspondant au point d'écrêtage du blanc. Toutefois, dans le cas o le niveau reproduit,auquel le bruit de l'amplificateur de reproduction peut être négligé,est assuré, la fréquence de résonance f 2 du second circuit résonnant peut être fixée à une valeur voisine de celle de la fréquence f correspondant au point d'écrêtage du blanc, la fréquence frl étant choisie de manière à être inférieure à fr2. En outre, on peut également utiliser un seul circuit résonnant présentant deux sortes de fréquences de résonance à la place d'utiliser le circuit résonnant de la tête magnétique. Comme onpeut le comprendre d'après la description qui précède, la présente invention apporte de nombreux avantages. En premier lieu, le signal reproduit ne peut pas avoir d'in- fluence sur le bruit produit par l'amplificateur de reproduc- tion lui-même en raison de l'augmentation du niveau de la porteuse reproduite au vdsinage de la crête de blanc. De plus, du fait que le bruit tel qu'il est reproduit se trouve rela- tivement réduit dans son ensemble, le rapport SN est consi- dérablement amélioré au voisinage de la crête du blanc du signal vidéo reproduit. D'ailleurs, même si la fréquence porteuse instantanée se trouve au voisinage de la crête du blanc, le phénomène d'inversion décrit ci-dessus ne peut pas se produire étant donné que le signal de bande latérale in- férieure et la composante de bruit ne sont pas accentués. Enfin, grâce à la meilleure linéarité de la caractéristique de phase, on peut supprimer les distorsions de la forme d'onde imputables à l'asymétrie de la caractéristique de phase. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent -y être apportées dans le cadre de la présente invention. il REVENDICATIONS 1. Circuit amplificateur de signal vidéo pour ma- gnétoscope dans lequel un signal porteur est modulé en fréquence en fonction d'un signal vidéoaprès qu'une bande de fréquence élevée de ce signal a été accentuée dans un circuit de pré- accentuation,puis enregistré sur un support d'enregistrement en vue d'être reproduit, le circuit d'amplification de signal vidéo susvisé étant caractérisé par le fait qu'il comprend un premier circuit résonnant (3,4,15) présentant une première fréquence de résonance (frl) dont la valeur est voisine de celle de la fréquence (f) du signal porteur modulé en fré- quence et correspondant à un niveau de crête de blanc dudit signal vidéo qui a été accentué par ledit circuit de prée - accentuation, un second circuit résonnant (6) branché en cascade avec ledit premier circuit résonnant et présentant une seconde fréquence de résonance (f r2) inférieure à la fréquence de résonance dudit premier circuit résonnant (3,4,15), la caractéristique combinée fréquenceamplitude desdits premier et second circuits résonnants. (3,4,15; &)étant établie de manière à, être sensiblement plate dans une bande de fréquence située entre ladite première fréquence de résonance (f r) et ladite seconde fréquence de résonance (f) r2 2. Circuit d'amplification de signal vidéo suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit premier circuit résonnant est constitué par la bobine de self- induction (L) d'une tête magnétique (2) dudit magnétoscope et par un condensateur (3) monté en parallèle avec ladite tête magnétique (2).