Brevet FR2479628A1 — publié le 19811002

La présente invention concerne un circuit électrique pour séparer les composantes de luminance et de chrominance contenues dans un signal composé de télévision en couleur. Les téléviseurs couleur traditionnels contiennent des circuits de diverses formes pour séparer les composantes de luminance et de chrominance d'un téléviseur couleur, avant que ces composantes ne soient traitées par d'autres circuits dans le téléviseur, et ensuite ces composantes sont recombinées pour produire des signaux représentatifs de l'image de couleur du rouge, du vert et du bleu. Dans certains téléviseurs, on emploie un circuit de filtrage en peigne pour séparer les composantes imbriquées en fréquence de luminance et de chrominance, comme cela est révélé dans le brevet US nO,4 096 516, par exemple. Dans d'autres téléviseurs on emploie des circuits séparés de filtrage qui opèrent indépendamment sur le signal composé de télévision, pour dériver les composantes de luminance et de chrominance d'une forme adaptée à un traitement par des circuits dans les canaux de luminance et de chrominance du téléviseur. Ces types connus de circuit de filtrage peuvent souffrir d'un ou plusieurs inconvénients se rapportant au prix, à la complexité et à la fiabilité de la performance quand il faut un grand nombre de composants dans le circuit, Selon les principes de la présente invention, on révèle ici un circuit économique, non compliqué, facilement aligné, pour produire des composantes mtuellement séparées de luminance et de chrominance d'une forme appropriée à un traitement par des circuits de traitement de signaux de luminance et de chrominance dans le téléviseur. Un circuit de filtrage selon l'invention est incorporé dans un téléviseur couleur comprenant une source de signaux vidéo composéscontenant une composante de luminance et une composante de chrominance comportant une sous-porteuse couleur modulée. Le téléviseur contient également des canaux de traitement de signaux de luminance et de chrominance. Un premier trajet de signaux est relié entre la source de signaux vidéo et une entrée du canal de luminance. Un second trajet de signaux est relié en parallèle avec le premier, et il contient une première impédance réactive. Un troisième trajet de signaux est relié entre un point intermédiaire du second trajet et un point du circuit. Le troisième trajet contient une seconde impédance réactive accordée avec la première impédance réactive sur la fréquence de la sous- porteuse couleur. Un quatrième trajet de signaux est relié entre le point de circuit et un potentiel de référence. Les premier, second, troisième et quatrième trajets forment un premier filtre pour atténuer la composante de chrominance à l'entrée du canal de luminance. Un second filtre ayant une entrée reliée au point de circuit et une sortie reliée au canal de chrominance est également incorporé. Le second filtre comprend un filtre passe-bande coopérant avec le filtre pour sélectivement laisser passer, vers le canal de chrominance, des fréquences de signaux dans une gamme de fréquencesoccupée par la composante de chrominance. Selon une caractéristique de l'invention, le quatrième trajet de signaux comprend une résistance. Selon une autre caractéristique de l'invention, le filtre passe-bande comprend un filtre à simple accord, accordé sur une fréquence dans la gamme des fréquences occupée par la composante de chrominance, différente de la fréquence de la sous-porteuse couleur. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparai- tront 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 un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 illustre, partiellement sous forme de schéma bloc et partiellement sous forme schématique, un agencement contenant un réseau de séparation de signaux construit selon les principes de l'invention; - les figures 2a-2c, 3 et 4a-4c illustrent des courbes de l'amplitude normalisée en fonction de la fréquence associées à l'agencement de la figure 1; et - les figures 5a et 5b illustrent des circuits équiva- lents d'une partie du réseau de séparation de signaux de la figure 1. Sur la figure 1, une source de signaux composés de télévision en couleur 10 (contenant par exemple des étages amplificateurs et de détection de signaux à haute fréquence et à fréquence intermédiaire), produit un signal composé détecté de sortie contenant des composantes de luminance, de chrominance et audio. Selon les normes de diffusion de télévision aux Etats-Unis d'Amérique, la composante de luminance a une bande relativement large qui s'étend du courant continu ou zéro hertz à environ quatre mégahertz. La gamme supérieure des fréquences de la composante de luminance est partagée avec la composante de chrominance, qui comprend un signal de sous-porteuse de l'ordre de 3,58 mégahertz, modulé en amplitude et en phase par l'information de couleur. La composante audio du signal composé détecté est retirée au moyen d'un filtre 12, et est ensuite appliquée par une sortie du filtre 12, à des circuits de traitement de signaux audio du récepteur (non représentés)maîs indiqués par la flèche dirigée vers le bas à la sortie du filtre 12. Le filtre 12 peut être du type en T ponté comme cela est décrit dans la demande de brevet US en cours No. 085 312 intitulée -"Signal Separation Networks". Le reste du signal composé de télévision, contenant les composantes de luminance et de chrominance, apparait à une autre sortie du filtre 12 et est amorti par un transistor 15 avant application à une borne d'entrée A d'un réseau de filtrage et de séparation 20 de signaux. Comme on le décrira en détail subséquemment, la composante de luminance du signal de télévision apparaît à une borne de sortie B du réseau 20, sensiblement à l'exclusion de la composante de chrominance. La composante de chrominance apparaît à une borne de sortie C dur éseau 20, sensiblement à l'exclusion de la composante de luminance. La composante de luminance à la sortie de la borne B est soumise à un plus ample traitement par un réseau 22 de traitement de luminance (comprenant par exemple, des étages amplificateur, de filtrage et de blocage) pour produire à sa sortie un signal traité de luminance Y. La composante de chrominance à la sortie de la borne C est traitée par un réseau 50 pour produire, d'une façon connue, des signaux de différence de couleursr-Y, g-Y et b-Y. Ces signaux sont combinés au signal de luminance Y dans une matrice 60 pour développer des signaux de couleur r, g et b (rouge, vert et bleu) qui sont alors amplifiés par un amplificateur vidéo pour produire des signaux d'image en couleur R. G et B à un niveau haut, adaptés à une application aux électrodes de réglage de l'intensité d'un tube-image couleur (non représenté). En se référant maintenant plus particulièrement au réseau 20, le signal composé de télévision est appliqué par la borne d'entrée A, à un réseau en T ponté 30 dans le réseau 20. En général, une forme de réseau en T ponté est caractérisée par un circuit résonant en parallèle en série avec le trajet de signaux vidéo, et une impédance en shunt avec le trajet de signaux vidéo. L'impédance en shunt est utilisée pour équilibrer le circuit résonant en parallèle, afin d'effectuer une annulation maximum à une fréquence donnée. Dans une seconde forme du réseau, un circuit R-C en parallèle, en série avec le trajet de signaux vidéo, est accordé et équilibré par des impédances réactive et résistive dans la branche en shunt. Dans les deux formes, le réseau est connu comme un réseau du type à annulation, car les signaux à la fréquence accordée à la jonction de-sortie des deux trajets de circuit en parallèle sont en relation d'oppo- sition de phase et par conséquent extraits du trajet de signaux vidéo. Le brevet US No. 2 811 580 au nom de Jack Avins montre un exemple d'utilisation d'un réseau en T ponté de la première forme pour le traitement de signaux vidéo. Le réseau en T ponté 30 sert à retirer la composante de chrominance du signal de luminance qui apparaît en un point 37 et à une borne de sortie B. Le réseau 30 comprend une résistance 36 et des condensateurs en série 32 et 34, qui sont reliés en parallèle avec le trajet de signaux entre la borne d'entrée A et la borne de sortie de luminance B. La combinaison en série d'une bobine d'inductance réglable 38 et d'une résistance 40est reliée entre lajonction des condensateurs 32 et 34 et un point de potentiel de référence (masse). Le signal de chrominance est développé par le réseau en T ponté 30 sous forme écrêtée à la jonction 39 de l'in- ductance 38 et de la résistance 40. Ce signal est alors appliqué à une entrée d'un filtre passe-bande de chrominance à simple accord comprenant un condensateur 42, une bobine d'inductance 44 et une résistance 48, Ce circuit produit un filtrage supplémentaire des signaux obtenus à la jonction 39 afin de développer un signal de chrominance séparé de façon appropriée, à la borne de sortie C. Les figures 2a-2c illustrent les réponses du réseau 20 quand on le considère à part du système général de la figure 1. Le réseau 30 en T ponté est accordé sur la fréquence de sous-porteuse de chrominance (3,58 MHz) en ajustant la bobine d'inductance 38, et il présente une réponse nulle de chrominance à la borne B et une réponse d'accentuation de chrominance à la jonction 39 et à la borne C. La forme d'onde de la figure 2a illustre la réponse du réseau 20 à la borne de sortie B, avec une atténuation maximum se produisant à la fréquence de sous-porteuse de cbrominance. La forme d'onde de la figure 2b montre la réponse du réseau en T ponté par rapport aux signaux développés à la jonction 39, o une accentuation maximum se produit à proximité de la fréquence de sous-porteuse de chrominance.La forme d'onde de la figure 2c montre la réponse du réseau en T ponté avec le filtre passe-bande 50 par rapport aux signaux de sortie développés à la borne C. Le filtre 50 est accordé sur une fréquence supérieure à 3,58 Mzdono l'accentuLon maximum se produit à une fréquence (environ 4,08 MHz) supérieure à la fréquence de sous-porteuse de chrominance de 3,58 MHz. La réponse de la figure 2c est nécessaire dans cet exemple pour compenser la pente de la caractéristique de bande passante des circuits de traitement des signaux à fréquence intermédiaire incorporés dans la source 10. Typiquement, cette caractéristique de bande passante a pour résultat final l'atténuation des fréquences du signal dans la bande passante de chrominance de 3,08 MHz à 4,08 MHz comme le montre la courbe de la figure 3. Plus particulière- ment, la source 10 contient des étages amplificateurs à haute fréquence et à fréquence intermédiaire et un détecteur vidéo pour détecter l'information vidéo contenue dans le signal à fréquence intermédiaire. L'étage à fréquence intermédiaire présente une réponse sur bande passante contenant la porteuse image à une fréquence intermédiaire de 45,75 MHz et la sous-porteuse couleur à une fréquence intermédiaire de 42,17 MHz. En une partie appropriée, le détecteur vidéo transfère le signal à fréquence intermédiaire pour dériver un signal vidéo composé conte- nant une composante de chrominance comprenant des bandes latérales d'une sous-porteuse couleur à 3,58 MHz. Il en résulte une augmentation de l'atténuation avec l'augmentation de la fréquence pour des fréquences de la composante de chrominance dans la bande entre 3,08 MHz et 4,08 MHz (comme on peut le voir sur la figure 3)du fait de la pente de la réponse de la bande passante à fréquence intermédiaire à proximité de la fréquence intermédiaire de 42,17 MHz. Dans un système pratique du type représenté sur la figure 1, I'atténuation à proximité de la bande passante de chrominance entre 3,08 MHz et 4008 MHz (figure 3)produite par les circuits de traitement des signaux à fréquence intermédiaire,doit être compensée afin d'obtenir une réponse d'amplitude souhaitée pour les signaux de chrominance qui doivent être appliqués auicircuits de traitement de signaux de chrominance tels que ceux indiqués en 50 sur la figure 1. Le réseau 20 dans le système de la figure 1 est agencé pour produire cette compensation et la réponse sur bande passante de chrominance souhaitée à la borne de sortie C, comme est montré sur la figure 4c. Les réponses ou courbes des figures 4a-4c correspondent à la réponse du réseau 20 quand le système contenant la source 10 et le réseau 20 est considéré dans son ensemble. Dans ce cas, la figure 4a illustre la réponse produite à la borne de sortie de luminance B, avec un zéro se produisant à la fréquence de sous-porteuse de chrominance de 3,58 IHz, La réponse par rapport aux signaux développés au point 59 est illustréesur la figure 4bg et la réponse produite à la borne de sortie de chrominance C est illustrée sur la figure 4c. La réponse montrà par la figure 4c donne une composante séparée de ohrominance appropriée à un traitement par le dispositif de traitement de chrominance 50 (figure 1). Il faut noter que cette réponse présente une bonne sélectivité de chrominance avec une caractéristique de bande passante sensiblement symétrique par rapport à la fréquence du signal de sous-porteuse de chrominance, et une suppression sensible des fréquences de luminance. En négligeant pour le moment le filtre passe-bande 50, le fonctionnement du réseau en T ponté 30 de la figurer peut être compris en se référant au circuit équivalent en T ponté représenté sur la figure 5a. Le réseau est attaqué par une source de tension idéalisée 100 et une impédance en série 102. Des résistances 110 et 114 sont reliées en série avec le trajet de signaux vidéo, et chaque résistance est en parallèle avec l'un des condensateurs 112 et 116, respectivement. La combinaison en série d'une résistance 120, d'un condensateur 122, d'une bobine d'inductance 124 et d'une résistance 126 est reliée entre la jonction 113 des résistances 110, 114 et la masse. Un condensateur 118 est relié en parallèle avec la résistance 120. Les résistances 110, 114 et 120 ont des valeurs qui sont fonction de la valeur de la résistance de pontage 36 de la figure 1. Chacune des résistances 110 et 114 représente la moitié de la valeur de la résistance 36, et la résistance a une valeur négative d'un quart de cellecb la résistance 36. Les condensateurs 112, 116 et 118 ont des valeurs qui. sont en rapport avec les valeurs des condensateurs 32 et 34 de la figure 1. Ces condensateurs sont tracés en pointillés parce qu'ilIsont shuntés par des impédances relativement plus faibles. Dans le cadre du présent exemple, ces condensa- teurs en pointilléspeuvent être néglinés. Le condensateur 122 a une valeur qui est égale à la somme des valeurs des condensateurs 32 et 34 de la figure 1. L'inductance 124 représente la valeur de la bobine d'induc- tance 38, et la résistance 126 représente la valeur effective de la résistance 40 plus les pertes dans la bobine d'inductance 38. - Quand le réseau en T ponté est bien accordé, le condensateur 122 et la bobine d'inductance 124 présentent virtuellement une impédance nulle à des signaux à la fréquence de sous-porteusede chrominance. L'impédance du trajet en série entre la jonction 113 et la masse est alors déterminée par l'effet des résistances 120 et 126. Quand la valeur de la résistance 126 est choisie pour être égale à la valeur négative de la résistance 120, les deux résistances s'annulent, et un court-circuit virtuel est présenté par le trajet en série vis-à-vis des signaux de chrominance à la jonction 113. En choisissant les valeurs des composants de cette façon, la réponse d'annulation du réseau en T ponté à la borne 37 de la figure 1 aura virtuellement un Q infini à la fréquence de sous-porteuse de chrominance, avec pour résultat une très forte atténuation du signal de chrominance à la borne de sortie B. Ainsi, on peut voir que le réseau 30 de la figure 1 est bien proportionné quand la valeur effective de résistance entre le point 39 et la masse, plus les pertes dans la bobine d'inductance 38, est égaleà un quart de la valeur de la résistance de pontage 36. - L'analyse qui précède du réseau en T ponté est modifiée quand, comme on peut le voir sur la figure 1, le filtre passe-bande 50 est relié au point de jonction 39 et shunte la résistance 40. La valeur effective de l'impédance alors développée dans la branche de shunt du réseau en T ponté 50, contenant les condensateurs 32, 34, la bobine d'inductance 58 et la résistance 40, est fonction de la valeur de la résistance 40 en combinaison avec l'impédance d'entrée du filtre passe-bande 50. L'impédance d'entrée du filtre 50 est de forme complexe et contient une composante résistive RF et une composante réactive XF. La partie du circuit équivalent de la figure 5a entre le point 59 et la masse est alors modifiée comme représenté par la figure 5b. L'impédance alors présentée en- tre le point 39 et la masse comprend la combinaison en série d'une impédance résistive ZR et d'une impédance réactive 7 les valeurs de ZR et ZX étaient des fonctions algébriques de RF, XF et de la résistance 126. L'inductance 124 est accordée de façon que l'impédance totale présentée par le condensateur 122, l'tinductance 124 et la résistance Z7 soit virtuellemeit nulle en réponse à des signaux à la fréquence de sousporteuse de chrominance. De même, la valeur de la résistance 126 est choisie de façon que l'impédance résistive résultante ZR soit égale en valeur à la résistance (négative)120. En se référant au circuit de la figure 1 contenant le réseau 30 et le filtre 50, la valeur optimale de la résistance de pontage 36 est égale à quatre fois la somme des pertes dans la bobine d'inductance 38 plus la résistance effective dans le trajet entre le point 39 et la masse. L'agencement décrit du réseau 20 sur la figure 1 représente une tentative attrayante pour obtenir des composantes de luminance et de chrominance séparées de façon appropriée, en plus d'être économique et peu compliqué, Les signaux de chrominance apparaissent en un point 39 avec une amplitude suffisamment forte et une impédance en rapport avec des exigences à. l'entrée du filtre passe-bande 50. L'impédance d'entrée du filtre passebande de chrominance , comprenant des composantes résistive et réactive, est couplée à l'impédance résistive relativement faible présentée par la résistance 40, qui ne présente pas une caractéristique d'impédance complexe. Cela évite une dégradation du réseau Q 20 par rapport auxfonctions de suppression et d'accentua- tion de chrominance, et une annulation effective de la composante de chrominance est produite à la borne de sortie de luminance B et une accentuation effective de la composante de chrominance est produite à la borne de sortie de chrominance C. Le fonctionnement décrit du réseau en T ponté permet avantageusement l'utilisation d'un filtre passe-bande de chrominance à accord simple 50 qui est relativement simple, pour produire une réponse d'accentuation de chrominance à accord double (figure 4c) à la borne C, avec une bonne sélectivité de chrominance comprenant une réponse d'amplitude symétrique souhaitée entre 3,08 MHz et 4,08 MHz, et une suppression sensible des fréquences du signal de luminance. Le réseau en T ponté décrit présentéégalement une compensation pour les pertes dans la bobine dtinductance 38, produisant ainsi une plus forte atténuation des signaux de chrominance (c'est-à-dire une encoche plus profonde dans les formes d'onde. des figures 2a et 4a) à la borne B que ce qui serait autrement évident si les pertes dans la bobine n'étaient pas compensées. Cela provient du fait que la valeur de la résistance négative (illustrée par l'élément 120 sur la figure 5a) est annulée par la somme des pertes dans la bobine d'inductance 38 plus la résistance développée entre le point 39 et la masse. Bien entendul'invention n'est nullement limitée au modes de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple, En particulierelle 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. REVENDICATIONS R E V E N D I C Ai T I O N S 1. Circuit de filtrage pour séparer les composantes de luminance et de chrominance dans un téléviseur couleur comprenant une source de signaux vidéo composés contenant une composante de luminance et une composante de chrominance comportant une sousporteuse couleur modulée, un canal de traitement de signaux de luminance, et un canal de traite- ment de signaux de chrominance, caractéerisé par un réseau de filtrage en T p:onté pour atténuer ladite composante de chrominance à l'entrée dudit canal de luminance, qui comprend: un premier trajet de signaux (32, 34, 36) relié entre ladite source de signaux vidéo et une entrée dudit canal de luminance, ledit premier trajet contenant une première impédance réactive (32, 34) " un second trajet de signaux (589 40) relié entre un point intermédiaire dudit premier trajet et un point de potentiel de référence, ledit second trajet contenant une seconde impédance réactive (38) accordée avec ladite première impédance réactive sur la fréquenceds ladite sous-porteuse couleur et une prise de signaux (39) entre ladite seconde impédance réactive et ledit point de potentiel de référence $ et un filtre passe-bande (50) ayant une entrée reliée à ladite prise et une sortie reliée audit canal de chrominance, ledit filtre coopérant avec ledit filtre en T ponté pour sélecti- vement laisserpasser vers ledit canal de chrominance, des fréquences dans une gamme de fréquencesoccupée par ladite composante de chrominance. 2, Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second trajet précité contient une impédance résistive (40) reliée entre la seconde impédance réactive précitée et.le point de potentiel de référence précité; en ce que l'entrée du filtre passe-bande (50) précité est reliée entre ladite seconde impédance réactive et ladite impédance résistive; et en ce que ledit filtre passe-bande est accordé sur une fréquence dans la gamme des fréquences occupée par la composante de chrominance, qui est différente de la fréquence de la sous-porteuse couleur. 3. Circuit de filtrage pour séparer les composantes de luminance et de chrominance dans un téléviseur couleur comportant une source de signaux vidéo composés contenant une composante de luminance et une composante de chrominance comportant une sous-porteuse couleur modulée, un canal de traitement de signaux de luminance et un canal de-traitement de signaux de chrominance, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier trajet de signaux (36) relié entre la source de signaux vidéo et une entrée dudit canal de luminance; un second trajet de signaux (32, 34) relié ein parallèle avec ledit premier trajet et contenant une première impédance réactive; un troisième trajet de signaux (38) relié entre un point intermédiaire dudit second trajet et un point du circuit, ledit troisième trajet contenant une seconde impédance réactive (38) accordée avec ladite première impédance réactive sur la fréquence de ladite sous-porteuse couleur; un quatrième trajet de signaux (40) relié entre ledit point de circuit et un point de potentiel de référence, lesdits premier, second, troisième et quatrième trajets formant un premier filtre pour atténuer ladite composante de chrominance à l'entrée dudit canal de luminance; et un second filtre (50) ayant une entrée reliée audit point de circuit et une sortie reliée audit canal de chrominance, ledit second filtre comprenant un filtre passe- bande coopérant avec ledit premier filtre pour sélectivement laisser passer vers ledit canal de chrominance, des fréquences dans une gamme de fréquencesoccupée par ladite composante de chrominance, 4. Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier trajet de signaux précité contient une impédance résistive (36) ayant une résistance sensiblement égale à quatre fois l'impédance résistive présentée entre le point intermédiaire précité dans le second trajet précité et le point de potentiel de référence précité par les troisième et quatrième trajets précités. 5. Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que le quatrième trajet précité comprend une résistance (40);et en ce que la seconde impédance réactive (38) précitée du troisième trajet précité et ladite résistance (40) dudit quatrième trajet sont reliées en série dans cet ordre entre le point itermédiaire précité dans le second trajet précité et le point de potentiel de référence précité. 6. Circuit selon la revendication 5, caractérisé en ce que la première impédance réactive précitée comprend une impédance réactive capacitivement (32, 34); et en ce que la seconde impédance réactive précitée (38) comprend une impédance réactive inductivement. 7. Circuit selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le filtre passe-bande pr6cité est accordé sur une fréquence dans la gamme des fréquences occupée par la composante de chrominance, différente de la fréquence de la sous-porteuse couleurs 8. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filtre passebande précité comprend un circuit de filtrage à simple accord. 9. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que la source de signaux vidéo composés précitée contient un moyen de traitement de signaux à fréquence intermédiaire ayant une caractéristique de bande passante o des signaux dans la gamme des fréquences occupée par la composante de chrominance sont soumis à une atténua- tion; et en ce que le filtre passe-bande précité comprend un circuit à simple accord, accordé sur une fréquence supérieure à la fréquence de sous-porteuse couleur. 10. Circuit selon la revendication 7, caractérisé en ce que le filtre passe-bande précité comprend un circuit de filtrage résonant en série,