Brevet FR2498859A1 — publié le 19820730

I DISPOSITIF DE LIMITATION DU SIGNAL DE LUMINANCE ET EMETTEUR DE TELEVISION COMPORTANT UN TEL DISPOSITIF La présente invention concerne un dispositif de limitation du signal de luminance destiné à protéger les étages de puissance d'un émetteur de télévision (Monochrome ou couleurs) contre les surcharges en cas de modulation positive, et à éviter de perturber la transmission du son en FM, en cas de modulation négative. L'art antérieur consiste à limiter le signal par un écrêteur à diode. L'écrêteur à diode a pour inconvénient d'avoir une zone de fonction- nement non linéaire au voisinage du seuil de limitation. Pour que la distorsion du signal soit négligeable, il faut que celui-ci ait une amplitude typique de plusieurs dizaines de volts. Pour la télévision en couleurs, un signal de chrominance, constitué d'une sous-porteuse modulée, est additionné au signal de luminance. Il doit être transmis sans être altéré par le limiteur. Cela est réalisé par un filtre passe-bande shuntant le limiteur. L'invention a pour objet un dispositif de limitation du signal de luminance permettant de réduire la zone de fonctionnement non linéaire. Pour les émetteurs couleurs, il comporte comme dans l'art antérieur un filtre transmettant le signal de chrominance. Selon l'invention, un dispositif de limitation du signal de luminance pour émetteur de télévision comporte des moyens d'écrêtage du signal de luminance à un seuil déterminé, des moyens de réglage de ce seuil, et est caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'amplification dont le gain augmente lorsque l'amplitude du signal atteint le seuil d'écrêtage. Selon l'invention, il est également prévu un émetteur de télévision comportant un tel dispositif L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques appa- raîtront à l'aide de la description ci-après et des schémas s'y rapportant, sur - La figure I représente un mode de réalisation du dispositif selon 3O l'invention. - Les figures 2 à 4 représentent les signaux permettant d'expliquer le fonctionnement du dispositif de la figure 1. - Les figures 5 à 7 représentent les signaux permettant d'expliquer les mesures faites sur un exemple de réalisation. Sur la figure 1, des moyens 2 de réglage du seuil de limitation reçoivent, sur la borne d'entrée 1 du dispositif une tension composée de l'addition d'un signal de luminance, et d'un signal de chrominance s'il s'agit de télévision couleurs (figure 2). Ces signaux sont transmis par une capacité C à la sortie des moyens 2. Celle-ci est reliée par un interrupteur 8 à la borne négative d'un générateur 9 de tension continue Vp négative par rapport au potentiel de référence. L'interrupteur 8 est commandé en synchronisme avec le signal de luminance, de telle sorte qu'il se ferme pendant la durée du palier du noir, T sur la figure 2. La capacité se charge donc à une tension Vc égale à la tension du palier du noir, moins la tension V. Le signal de luminance V p e appliqué à la sortie des moyens 2 a ainsi une tension de palier du noir VN réglable en agissant sur la valeur de VP. Si Vp change de valeur l'ensemble du signal de luminance est décalé. Ce signal est appliqué à l'entrée des moyens d'amplification 14 constitués d'un amplificateur opérationnel 3 et des résistances R3, R4 et R1. La borne d'entrée des moyens 14 est l'entrée non inversante (+) de l'amplificateur opérationnel 3. L'entrée inversante (-) de l'a...}:iceur 3 est reliée d'une part à la sortie 7 du dispositif par la résistance R3 pour former une première boucle de contre-réaction, d'autre part à la sortie de l'amplificateur 3 par la résistance R1 pour former une deuxième boucle de contre-réaction. En outre, cette entrée est reliée au potentiel de référence par la résistance R4. La sortie de l'amplificateur 3 constitue la sortie des moyens 14. Celle-ci est reliée à travers une dXde 5, dans:e sens cathode-anode, à l'entrée d'un amplificateur 6. Celui-ci a un gain unité. Il est constitué par un transistor NPN, monté en collecteur commun. La base du transistor sert d'entree et est reliée au potentiel de référence par une résistance R2. Le collecteur est relié directement à la borne positive de l'alimentation (+ VA). L'émetteur est relié, à travers une résistance R5, à la borne (-VA> dune alimentation négative par rapport au potentiel de référence. Il constitue la sortie de l'amplificateur 6 et de Pensemble du dispositif. La diode S et la résistance R2 constituent un écrêteur. Le potentiel d'anode de la diode 5 est voisin de OV en négligeant la tension créée par le courant de polarisation de la base du transistor (13) dans la résistance R2. Quand la tension V S en sortie de l'amplificateur 3 dépasse cette valeur la diode 5 est bloquée. Le signal de luminance n'est plus transmis. Pour que le signal de chrominance ne soit pas affecté, la diode est shuntée par un filtre passe-bande 4, constitué d'une bobine d'inductance Il et d'un condensateur 12 accordé sur la fréquence de la sous-porteuse de chrominance. Le fonctionnement du dispositif est le suivant: On distingue deux cas, selon l'état de la diode 5. - Premier cas: le signal arrivant sur la cathode de la diode a une tension inférieure à la tension présente au repos sur l'anode. La diode est passante, les signaux sont transmis. Les variations de la tension V 1 en sortie de l'amplificateur 3 et en sortie 7 de l'amplificateur 6 sont égales puisque l'amplificateur 6 a un gain unité. Tout se passe comme si les résistances R1 et R3 étaient en parallèle. Soit V la tension en sortie du dispositif et Ve la tension à l'entrée de l'amplificateur 3. Elles vérifient la relation suivante: V V R R S2.... si I. 3 2) V -V (R +R).R e e 1 3 4 Les valeurs des résistances sont choisies telles que: R3 "RI, VS V s R4 " R1, et R3 = R4 alors V- -SI V e e Ce gain est le même pour le signal de luminance et le signal de chrominance. - Deuxième cas: la diode 5 est bloq Ne parce que le signal a une amplitude plus importante ou bien parce que l'ensemble du signal a été décalé à un potentiel supérieur en agissant sur la valeur de la tension V 0 p comme cela a été expliqué précédemment. Le signal de luminance n'est plus transmis à l'arnplilicateur 6. Par contre le signal de chrominance traverse le filtre 4. Il est amplifié comme dans le premier cas. A cause de l'isolement provoqué par la d'ode. ke si-ria! de iu:n:narice en sortie 7, n'évolue plus il reste à un niveau constant, auquel s'additionne le signal de chrominance (figure 4). La deuxième boucle de contre-réaction n'est plus active pou. le signal de luminance. La résistance R3 voit à la sortie 7 un générateur de tension continue à faible résistance interne. Tout se passe comme si R3 était en parallèle avec R4. Le gain en tension, pour le signal de luminance vu en sortie de l'amplificateur 3, est alors: -si (R3 + R4) V1 1 + R1. R3 R 4 Ve La valeur de R1 est choisie par exemple telle que R1i l1.R3 R 1 10O.R4 VS1 alors V -'21 e Le signal de luminance subit une amplification environ dix fois plus importante que dans le premier cas. Considérons maintenant la zone de fonctionnement transitoire. Lorsque la diode commence à se bloquer sa résistance dynamique augmente, ceci diminue la contre-réaction ramenée par R3, et par conséquent aug- mente le gain en sortie de l'amplificateur 3. Le blocage de la diode s'accélère. Il suffit alors d'une faible variation de la tension d'entrée Ve pour bloquer complètement la diode. Ainsi la zone de transition o le fonction- nement est non linéaire, est très réduite. Les mesures réalisées sur un tel dispositif montrent que le taux de distorsion de non-linéarité est inférieur à 1% lorsque le seuil de limitation est réglé à 0,3dB au-dessus de la crête du signal de luminance. Sur la figure 6 a été représenté le signal de luminance V1 utilisé et sur la figure 7 le même signal, après differentiation, Vld pour faire apparaître et comparer les amplitudes des différents échelons. Le taux de distorsion de gain différentiel affectant la sous-porteuse VSp reste inférieur à 1% au-delà de la limitation (FIG 5). L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, en particulier il est à la portée de l'homme de l'art de réaliser différemnnent le réglage du niveau d'écrêtage. Par exemple le générateur 9 peut être connecté autrement. L'interrupteur 8 est relié directement à la borne de référence des alimentations et le générateir 9 est mis en série avec la résistance R2. En agissant sur la tension fournie par ce générateur, on peut modifier la tension présente, au repos sur l'anode de la diode 5, et ainsi régler le niveau de limitation de l'amplitude du signal de luminance. D'autre part il est à la portée de l'homme de l'art de constituer différemment l'amplificateur 6, par exemple avec un transistor PNP; ou d'inverser la diode 5 pour limiter des signaux de luminance négatifs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de limitation du signal de luminance utilisé dans les émetteurs de télévision comportant des moyens (5) d'écrêtage du signal de luminance à url seuil déterminé, des moyens (2) de réglage de ce seuil, caractérisé en ce qu'il comporte, en amont des moyens d'écrêtage, des t moyens d'amplification (14) dont le gain augmente lorsque l'amplitude du signal atteint le seuil d'écrêtage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'amplification comportent deux boucles de contre-réaction, Pune définissant un gain de tension lorsque le signal est inférieur au seuil d'écrêtage, l'autre définissant un gain très supérieur au gain précédent lorsque le signal dépasse le seuil d'écrêtage. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'amplification comportent un amplificateur opérationnel (3) muni d'une boucle de contre-réaction (R1) reliant sa sortie à son entrée inverseur, et une deuxième boucle de contre-réaction (R3) reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel à travers les moyens d'écrêtage. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un filtre passe-bande (4) accordé sur la fréquence de la sous- porteuse chrominance et shuntant les moyens d'écrêtage (5). 5. Emetteur de télévision, monochrome ou polychrome, caractérisé ence qu'il comporte un dispositit selon l'une des revendications I à 3.