Brevet FR2492188A1 — publié le 19820416

La présente invention concerne de fa-on gjnérale des circuits démodulateurs de signaux modulés en fréquence (dési- gnés ci-après simplement par signaux FNI), et plus particuliè- rement une sorte de circuit démodulateur de signal FM du type à ligne à retard capaole d'effectuer une démodulation sans introduire de bruits importants même lorsqu'il existe des lacunes dans le signal FM reproduit à partir d'un support d'enregistrement rotatif. Il existe divers types de circuits démodulateurs classi- ques pour démoduler un signal FM. Un type de circuit démodu- lateur présentant une fine caractéristique linéaire dans sa caractéristique de sortie démodulée comporte un circuit de démodulation du type a ligne à retard. Le circuit démodula- teur du type à ligne à retard comprend un circuit à retard pour retarder un signal FM d'entrée d'une durée prédéterminée À, et un circuit multiplicateur consistant en une porte OU- exclusif pour multiplier le signal FM d'entrée avec le signal FM ci-dessus retardé par le circuit à retard. Si une fréquence porteuse, quand il n'y a pas modulation, est représentée par fo, la fréquence par rapport à la carac- téristique de sortie démodulée du circuit démodulateur du type à ligne à retard classique est une fréquence dont la sortie démodulée devient maximale pour une fréquence de 2fo. Quand la fréquence diminue à partir de cette fréquence de 2fo, la sortie démodulée décroît de façon linéaire. La carac- téristique de sortie démodulée ci-dessus est sensiblement linéaire à l'intérieur d'une gamme de fréquences comprise entre zéro et 2fo. Dans le cas o un signal FM est reproduit à partir d'un support d'enregistrement tel qu'un disque rotatif ou une bande magnétique, et quand le signal est défaillant du fait d'une lacune, la fréquence devient instantanément nulle dans la partie o il y a lacune. En conséquence, quand le signal FM est un signal ayant une porteuse qui est modulée en fré- quence par un signal vidéo de manière que la largeur maximale de la déviation de la fréquence soit à l'intérieur d'une gamme comprise entre 6, 1 MHz et 7,9 MHz et que l'extrémité de pointe d'un signal de synchronisation soit de 6,1 MHz, la sortie démodulée dans la partie o se trouve la lacune est introduite dans le circuit démodulateur du type à ligne à retard ci-dessus et dépasse le niveau démodulé de la pointe terminale du signal de synchronisation. En outre, la sortie démodulée fait largement saillie en direction du côté le plus petit de la sortie démodulée. Donc, quand il y a une lacune, il en résulte un bruit important et l'inconvénient venant du fait d'une forte détérioration de la qualité de l'image. De plus, dans le circuit démodulateur du type à ligne à retara de type classique, la pente de la caractéristique de la sortie démodulée est relativement faible. Il est donc impossible d'obtenir un gain suffisant, ce qui est un incon- vénient. En conséquence, un objet général de la présente invention est de créer un circuit démodulateur de signal FM nouveau et utile, d'une sorte du type à retard, dans lequel sont sur- montés les inconvénients décrits ci-dessus. Un autre objet plus spécifique de la présente invention est de créer un circuit démodulateur de signal FM comprenant un filtre passe-bande à la place d'un circuit à retard dans le circuit démodulateur du type à ligne à retard. Le circuit démodulateur de signal FM selon la présente invention a une caractéristique de sortie démodulée dans laquelle il existe un retour en sens inverse à l'intérieur d'une gamme de fré- quence qui est inférieure à la fréquence porteuse du signal FM. Ainsi, selon le circuit de la présente invention, même quand il existe des lacunes dans le signal FM reproduit, il n'y a pas introduction de projections à l'intérieur de la sortie démodulée de parties correspondant aux parties o sont introduites les lacunes. De ce-fait, on obtient une forte réduction du bruit dû aux lacunes. En outre, du fait que la pente de la caractéristique de sortie démodulée du circuit selon la présente invention est importante, la sensibilité à la démodulation est élevée. De plus, du fait que le filtre passe-bande est utilisé en tant que circuit à retard, on réduit le niveau du bruit à l'extérieur de la gamme de fré- quences nécessaire, et on peut obtenir une sortie démodulée ayant un rapport signal/bruit (S/B) élevé. Le circuit selon la présente invention est très stable du fait que la caracté- ristique linéaire de la caractéristique de sortie démodulée est déterminée par la caractéristique de différence de phase du filtre passe-bande. D'autres objets et caractéristiques de l'invention appa- ra:tront plus clairement et de façon non limitative à la lecture de la description détaillée qui suit avec référence aux dessins annexés. La figure 1 est un schéma qui explique une caractéristi- que de sortie démodulée d'un circuit de démodulation de signal FM classique. La figure 2 est un schéma par blocs représentant un mode de réalisation d'un circuit démodulateur de signal FM selon la présente invention. Les figures 3(A) à 3(E) sont des diagrammes représentant respectivement les formes d'onde des signaux dans chaque partie du système représenté par le schéma par blocs de la figure 2. La figure 4 est un diagramme représentant une bande de fréquence de filtrage et une caractéristique de différence de phase par rapport à la fréquence d'un filtre passe-bande représenté à la figure 2. La figure 5 est un diagramme qui explique la caractéris- tique de sortie démodulée du circuit démodulateur représenté à la figure 2. La figure 6 est un schéma d'un circuit représentant un mode de réalisation d'un filtre passe-bande représenté à la figure 2. -Un circuit démodulateur de signal FM du type à ligne à retard classique consistant en un circuit à retard et en un circuit multiplicateur a une fréquence par rapport à la caractéristique de sortie démodulée qui est indiquée par une ligne I à la figure 1. Si l'on désigne par fo la fréquence porteuse quand il n'y a pas modulation, la caractéristique I cidessus s'incurve en forme de montagne pour une fréquence de 2fo. Un signal FH Fl d'un signal vidéo modulé en fréquence de manière que la déviation de la fréquence soit comprise dans la gamme de 6,1 MHz à 7,9 MHz est démodulé comme indiqué en Dl en utilisant la caractéristique I. Quand il existe des lacunes dans le signal FM reproduit Fi, la fréquence est fortement déviée en direction de zéro dans la partie o existe la lacune, et il y a introduction d'une lacune comme indiqué en Pl. La partie Pl ci-dessus correspondant à la lacune est introduite sous forme d'un bruit de lacune à l'intérieur de la sortie démodulée comme indiqué en Ql, selon la caractéristique I. Le niveau Lb à l'extrémité de pointe du bruit Ql provenant de la lacune est fortement séparé d'un niveau La situé à l'extrémité de pointe d'un signal de synchronisation, et le bruit Ql fait largement saillie à partie de l'extrémité de pointe du signal de syn- chronisation. En conséquence, dans le circuit démodulateur de signal FM du type à ligne à retard classique, il y a introduction d'un bruit important Ql quand il y a une lacune, et ceci est un inconvénient car on ne peut obtenir une image de bonne quali- té. En outre, du fait que la pente de la caractéristique I ci-dessus est relativement faible, le gain de la démodulation est faible, ce qui est également un inconvénient. La présente invention a éliminé les inconvénients décrits ci-dessus du circuit démodulateur de signal FM du type à ligne à retard classique et général. On fera maintenant une description d'un mode de réalisation d'un circuit selon la présente invention avec référence à la figure 2. A la figure 2, un signal FM représenté à la figure 3(A) et reproduit à partir d'un support d'enregistrement (tel qu'un disque) est envoyé à un amplificateur limiteur il par l'intermédiaire d'une borne d'entrée 10, et converti en un signal ayant la forme d'onde indiquée à la figure 3(B). Ce signal converti est envoyé à un circuit multiplicateur 12 et à un filtre passe-bande 13. Du fait que le filtre passe-bande 13 a une caractéristique de retard, le signal qui a Sassé par le filtre passe- bande 13 est retardé d'une durée x par rapport au signal provenant de l'amplificateur limiteur 11, comme indiqué à la figure 3(C). Le signal ci- dessus qui est ainsi retardé du temps t est envoyé au circuit multiplica- teur 12. Ce circuit multiplicateur 12 est constitué par une porte OUexclusif et produit une sortie qui est indiquée à la figure 3(D) par rap1iort aux deux entrées ci-dessus. La sortie du circuit multiplicateur 12 passe par un filtre passe-bas 14 et est obtenue sous forme d'une sortie démodulée indiquée à la figure 3(E) par l'intermédiaire d'une oorne 15. Ainsi, du fait que le filtre passe-bande 13 a une caractéristique de retard, le circuit représenté à la figure 2 fonctionne comme un circuit démodulateur de signal FM du type à ligne à retard même quand le filtre passe-bande 13 est utilisé comme repré- senté à la figure 2. Le filtre passe-bande 13 ci-dessus a une caractéristique de filtrage II indiquée à la figure 4. La figure 4 montre la caractéristique de filtrage et la caractéristique de diffé- rence de phase, et un axe vertical sur le côté droit indique le niveau, alors qu'un axe vertical sur le côté gauche indi- que la différence de phase entre les signaux d'entrée et de sortie. Un axe horizontal de cette figure 4 indique la fré- quence. Dans le cas o le filtre passe-bande 13 a une caractéris- tique de filtrage d'une bande de fréquence telle que repré- sentée à la figure 4 entre la fréquence limite inférieure (2 MHz par exemple) de la bande latérale inférieure du signal FM et la fréquence limite supérieure (12 MHz par exemple) de sa bande latérale supérieure, la caractéristique de différence de phase du filtre passe-bande 13 parvient à l'état indiqué par la ligne en tiretés IIE de la figure 4 quand le filtre passe-bande 13 est constitué à partir d'un filtre passe- bande ordinaire. En d'autres termes, dans ce cas, la caractéristi- que de différence de phase du filtre passe-bande 13 parvient à un état dans lequel la phase acquiert un retard pour des fréquences supérieures à la fréquence f pour laquelle la différence de pnase est de zéro, et la phase avance quand il s'agit de fréquences inférieures à la fréquence f ci-dessus. En conséquence et dans ce cas, la caractéristique de sortie démodulée du circuit démodulateur d'ensemble devient celle qui est indiquée par une ligne en pointillés V de la figure 5. Ceci signifie que dans la caractéristique V ci-dessus, la sortie démodulée devient minimale à la fréquence f quand la différence de phase de la caractéristique de différence de phase devient nulle, et la sortie démodulée devient maximale pour des fréquences o la différence de phase devient 1800 ou -180o. De ce fait, la caractéristique V ci-dessous présen- te des angles comme indiqué à la figure 5. Il en résulte que le circuit démodulateur ci-dessus n'est pas pratique dans la forme o il se présente. Cependant et selon la présente invention, la caractéris- tique de différence de phase du filtre passe-bande 13 est choisie de manière qu'elle soit celle représentée par une ligne continue IV à la figure 4. En d'autres termes, on choisit la caractéristique IV de la différence de phase de manière que la différence de phase de la fréquence porteuse fo quand il n'y a pas modulation du signal FM soit de 900, que la différence de phase pour une fréquence spécifique f1 comprise entre zéro et la fréquence fo soit zéro, et que l'on obtienne une caractéristique linéaire fine entre les valeurs de la différence de phase comprises entre zéro et 1800. Un mode de réalisation d'un schéma de circuit concret du filtre passebande 13 est représenté à la figure 6. Le filtre passe-bande 13 représenté à la figure 6 consiste en des condensateurs Ci à C5, et des inducteurs Ll à L3 reliés respectivement de la manière indiquée sur la figure. La caractéristique de différence de phase IV indiquée à la figure 4 peut être obtenue en choisissant une valeur constan- te de chacun des éléments du circuit de la figure 6 comme suit: CAPACIîANCE INDUCTANCE CI = 270 pF Ll = 37,8ByH C2 = 270 pF L2 = 7)1H C3 = 30 pF L3 = 7y1H C4 = 56 pF C5 = 30 pF En conférant au filtre passe-bande 13 la caractéristique de différence de phase IV, la caractéristique de sortie démodulée du circuit démodulateur représenté à la figure 2 devient celle indiquée par une ligne continue angulaire VI à la figure 5. Comme on peut le voir clairement sur cette figure 5, la caractéristique de sortie démodulée VI est une caractéristique dans laquelle sont introduits des angles aux fréquences f1 et f2 o la différence de phase devient nulle et 1800, la sortie démodulée devenant minimale pour la fré- quence fl etla sortie démodulée devenant maximale pour la fréquence f2. Quand la bande de fréquence est inférieure à la fréquence fl ci-dessus, la caractéristique VI comprend donc une partie caractéristique VIa o la sortie démodulée devient plus importante à mesure que décroît la fréquence. Quand un signal FM F2 est démodulé par un circuit démodu- lateur ayant la caractéristique de sortie démodulée VI, on peut obtenir une sortie démodulée indiquée par D2 à la figure 5. La démodulation du signal FM F2 est réalisée en utilisant la caractéristique de sortie démodulée entre les fréquences fl et f2. Dans le cas o une lacune P2 existe dans le signal FM F2, et du fait qu'une lacune provoque la défaillance d'un signal, l'extrémité de pointe de la partie o la lacune P2 existe dévie vers une fréquence proche de zéro. Cependant du fait que la caractéristique de sortie démodulée VI présente la partie caractéristique de retour en sens inverse VIa entre la fréquence f1 et la partie de fréquence inférieure, la lacune P2 ci-dessus est introduite à l'intérieur de la sortie démo- dulée sous forme d'un bruit indiqué en Q2. Un niveau Lc à l'extrémité de pointe du bruit Q2 est d'un ordre approximati- vement égal au niveau Ld de l'extrémité de pointe du signal de synchronisation de la sortie démodulée D2. En conséquence, l'extrémité de pointe du bruit Q2 ne fait pas saillie par rapport à l'extrémité de pointe du signal de synchronisation ci-dessus. Selon le circuit démodulateur de la présente invention, on n'introduit pas de bruit important même quand il existe une lacune, comme on peut le voir clairement en comparant les figures 1 et 5. En outre, la pente de la caractéristique de sortie démodulée VI est plus importante par comparaison avec celle de l'exemple classique, et le gain de démodulation (sortie démodulMe) est important. En outre, le niveau du bruit à l'extérieur de la bande de fréquence nécessaire est abaissé en raison de la caractéristique du filtre passe-bande 13, et on peut obtenir un rapport S/B fin par rapport à la sortie démodulée. De plus, du fait de la caractéristique linéaire de la caractéristique de sortie démodulée déterminée par la caractéristique de phase du filtre passe-bande, la stabilité du fonctionnement du circuit démodulateur est importante. On précisera en outre que la présente invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation et que de nombreuses variantes et modifications peuvent lui être apportées sans s'écarter de son champ d'application. REVENDICATIONS 1. Circuit démodulateur de signal modulé en fréquence, comprenant un circuit multiplicateur (12) auquel est envoyé un signal modulé en fréquence en tant que signal d'entrée, et un circuit à retard auquel est envoyé le signal modulé en fréquence d'entrée, pour envoyer un signal ayant passé par ledit circuit à retard audit circuit multiplicateur sous forme d'un autre signal d'entrée, caractérisé en ce que ledit circuit est un filtre passe-bande (13) ayant une caractéris- tique de bande de fréquence de filtrage (II) couvrant une bande de fréquence du signal modulé en fréquence comprenant des bandes latérales, et une caractéristique de différence de phase (IV) par rapport à la fréquence o la différence de phase entre les signaux d'entrée et de sortie pour une fré- quence spécifique (fo) à l'intérieur de la bande de fréquence dudit signal modulé en fréquence est d'approximativement 90 , et le signe de ladite différence de phase est inversé pour des fréquences situées en dessous d'une autre fréquence spécifique inférieure à ladite fréquence spécifique, ledit circuit démodulateur ayant une caractéristique de fréquence par rapport à la sortie démodulée (VI) présentant un angle pour ladite autre fréquence spécifique (fL). 2. Circuit démodulateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit filtre passe-bande a une caractéris- tique de fréquence par rapport à la différence de phase (IV) qui varie sensiblement de manière linéaire à l'intérieur d'une gamme de différences de phase comprise entre zéro et 1800. 3..Circuit démodulateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ladite fréquence spécifique est une fréquen- ce porteuse (fo) audit signal modulé en fréquence quand il n'y a pas modulation. 4. Circuit démodulateur selon la revendication 1, carac- térisé en ce que ledit signal modulé en fréquence d'entrée est un signal modulé en fréquence reproduit à partir d'un support d'enregistrement, contenant parfois des lacunes. 5. Circuit démodulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite caractéristique de sortie démo- dulée est telle que la sortie démodulée est produite de manière qu'un niveau de sortie démodulé (Lc) par rapport à une fréquence approximativement égale à zéro est comprise dans une gamme du niveau de sortie démodulé (Ld) dudit signal modulé en fréquence.