Brevet FR2538189A1 — publié le 19840622

La présente invention concerne un circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence. Un circuit de démodulation à comptage d'impul- sions selon la technique antérieure, qui est un exemple de circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence, est présenté sur la figure 1 Dans ce circuit, un signal modulé en fréquence est délivré à un limiteur 1, dont la borne de sortie est connectée à l'entrée d'un multivibrateur monostable 2 Le multivibrateur 2 produit alors des impulsions d'une largeur pré- déterminée lorsque apparaissent les flancs descendants des impul- sions de sortie du limiteur 1 Un compensateur 4 de perte de niveau d'information est connecté via un filtre passe-bas 3 à la borne de sortie du multivibrateur monostable 2 Le signal de sortie du compensateur 4 de perte de niveau d'information est représentatif d'un signal d'audiofréquence démodulé du signal modulé en fréquence. Dans le circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence ainsi conçu, le signal modulé en fréquence qui est délivré au limiteur 1 est soumis à une conformation d'onde En particulier, les tensions supérieures à une première valeur prédéterminée et inférieures à une deuxième valeur prédé- terminée, qui est plus basse que la première valeur prédéterminée, sont bloquées de sorte qu'il est produit des impulsions carrées. Le multivibrateur monostable 2 produit des impulsions de réfé- rence d'une largeur prédéterminée en réponse aux flancs descen- dants des impulsions carrées produites par le limiteur 1, et les impulsions de référence sont intégrées par le filtre passe-bas 3 et délivrées au compensateur de perte d'information 4 Le compen- sateur de perte d'information 4 délivre le signal intégré du filtre passebas 3 en même temps qu'il le maintient De cette manière, lorsqufune perte de niveau d'information se produit, le signal à intégrer immédiatement avant l'apparition de la perte d'information est délivré comme signal dtaudiofréquence démodulé par le compensateur de perte d'information 4. Dans un semblable circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence selon la technique antérieure, puisque les impulsions de référence sont délivrées lorsqu'elles ont été intégrées par le filtre passe-bas 3, même dans le cas o la durée de perte d'information du signal modulé en fréquence est brève, il faut un temps plus long que la durée de perte d'informa- tion pour que le signal de sortie intégré du filtre passe-bas 3 revienne à un niveau approprié En résultat, le compensateur de perte de niveau d'information 4 doit produire son signal de sortie sur-une durée plus longue que celle réellement nécessaire pour la compensation de perte de niveau Toutefois, si la durée de déli- vrance continue du signal intégré se prolonge, survient un problème du fait que le signal d'audiofréquence démodulé reproduit possède un son non naturel En outre, si la constante de temps du filtre passe-bas 3 est petite, un bruit de haute fréquence est autorisé à le traverser, ce qui conduit à un échantillonnage inapproprié, si bien qu'il ne peut être obtenu un signal démodulé avec préci- sion. C'est donc un but de l'invention de proposer un circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence qui assure une compensation précise des pertes de niveau d'information sans produire un signal de sortie au son non-naturel. Le circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence selon l'invention se distingue en ce que la période d'un signal modulé en fréquence est mesurée pour chacun de ses cycles de façon qu'il soit produit un signal périodique dont le niveau correspond à la période du signal modulé en fréquence, tandis que celui-ci est maintenu jusqu'à une mesure suivante, en ce que le signal périodique qui est maintenu et délivré est maintenu et délivré en continu pendant la durée durant laquelle se produit la perte de niveau d'information, en ce que l'inverse du niveau du signal périodique est utilisé comme signal d'audiofréquence démodulé. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma de principe montrant un exemple classique de circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence; la figure 2 est un schéma de principe montrant un mode de réalisation préféré d'un circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence selon l'invention; et les figures 3 A à 3 H sont des diagrammes de formes d'onde illustrant les actions respectives des blocs du circuit de la figure 2. On va maintenant décrire, en relation avec les figures 2 et 3 A à 3 H, un mode de réalisation préféré de l'invention. Dans le circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence selon le mode de réalisation de l'invention présenté sur la figure 2, le signal modulé en fréquence est appliqué, comme dans le dispositif de la technique antérieure présenté sur la figure 1, à un limiteur 6 qui produit des impulsions carrées La borne de sortie du limiteur 6 est connectée à un générateur 7 d'impulsions de déclenchement qui produit des impulsions de déclen- chement d'une largeur prédéterminée en réponse aux flancs descendants des impulsions carrées La borne de sortie du générateur 7 d'impul- sions de déclenchement est connectée à un dispositif 8 de commande de forme d'onde triangulaire auquel la sortie du limiteur 6 est en outre connectée Le dispositif 8 de commande de forme d'onde triangulaire alimente un générateur 9 de formes d'onde triangulaires à l'aide d'impulsions de commande qui sont constituées d'impulsions des impulsions carrées et des impulsions de déclenchement La borne de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulaires est connectée à un circuit 10 d'échantillonnage et de maintien, qui comporte un circuit de commutation 11 possédant un contact mobile et un condensateur 12 servant à maintenir et délivrer la tension lorsque le commutateur Il est fermé La borne de sortie du circuit 10 d'échantillonnage et de maintien est connectée via un amplifi- cateur tampon 13 et un filtre passe-bas 14 à un amplificateur inverseur 15, dont la tension de sortie est utilisée comme signal d'audiofréquence démodulé du signal modulé en fréquence. De plus, un détecteur de niveau 16 produit des impul- sions de niveaux détectés présentant un niveau haut lorsque la tension de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulaires, à savoir la tension à forme d'onde triangulaire, se trouve à l'intérieur de l'intervalle de tension de V relativement à la tension-de a sortie du circuit d'échantillonnage et de maintien 10, c'est-à-dire une tension de maintien Vh Le signal modulé en fréquence est également délivré à un détecteur 17 de perte de niveau d'information qui produit des impulsions de détection de perte de niveau d'infor- mation ne présentant un niveau bas que lorsqu'il se produit une perte d'information dans le signal modulé en fréquence Les bornes de sortie respectives du générateur 7 d'impulsions de déclenchement, du détecteur de niveau 16 et du détecteur de perte d'information 17 sont connectées via une porte NON-ET 18 et un inverseur 19 au contact mobile du commutateur Il du circuit d'échantillonnage et de maintien 10. Dans le circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence ainsi conçu, lorsque le signal modulé en fréquence est délivré au limiteur 6, ce signal modulé en fréquence est soumis à une conformation d'onde dans laquelle ces parties de niveaux haut et bas sont bloquées de façon qu'il soit produit des impulsions carrées, comme le montre la figure 3 A En réponse aux flancs descen- dants des impulsions détectées, le générateur 7 d'impulsions de déclenchement produit des impulsions de déclenchement, comme le montre la figure 3 B Le dispositif 8 de commande de forme d'onde triangulaire alimente le générateur 9 de formes d'onde triangulaires en semblables impulsions de commande en réponse aux impulsions carrées et aux impulsions de déclenchement, comme cela est illustré sur la figure 3 C. La tension de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulairess'élève avec une vitesse prédéterminée à partie d'un niveau de référence V pendant la durée au cours de laquelle les impulsions de commande sont délivrées, puis, soudainement, tombe au niveau de référence V à l'instant de la disparition des impulsions de commande, comme le montre la figure 3 D; ainsi, sa forme d'onde est triangulaire Immédiatement après la réception du signal modulé en fréquence, le détecteur de niveau 16 produit les impulsions de niveaux détectés lorsque la tension de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulaires s'élève, si bien que les impulsions d'échantillonnage synchronisées avec les impulsions de déclenchement sont délivrées par l'inverseur 19 au commutateur 11, grâce à quoi, lorsque les impulsions d'échantilloniage sont en cours de délivrance, la tension de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulaires est maintenue sur le condensateur 12 et délivrée comme tension de maintien Vh (comme représenté sur la figure 3 E) du circuit d'échantil- lonnage et de maintien 10 Après cela, le détecteur de niveau 16 ne produit des impulsions de niveaux détectés tels que ceux représentés sur la figure 3 F que lorsque la tension de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulaires se trouve à l'intérieur de la gamme de tension de la tension de maintien Vh V a Lorsque ces impulsions de niveaux détectés sont présentes, mais non des impulsions de détection de perte de niveau d'information, les impulsions d'échantil- lonnage, qui sont synchronisées avec les impulsions de déclenchement représentées sur la figure 3 G, sont délivrées au commutateur 11, si bien que, en présence des impulsions d'échantillonnage, la tension de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulaires est délivrée au titre de la tension maintenue Vh du circuit d'échantillonnage et de maintien 10, de la même façon que dans le fonctionnement ci-dessus mentionné. La tension de maitien Vh est intégrée par le filtre passe-bas 14 de façon à produire une tension continue, laquelle est délivrée à l'amplificateur inverseur 15 Puisque la tension aaintenue Vh varie en proportion de la période du signal modulé en fréquence, il est prodiit par l'amplificateur inverseur 15 une tension qui est proportionnelle aux variations de fréquence du signal modulé en fréquence démodulé. Lorsqu'une perte de -niveau d'information se produit dans le signal modulé en fréquence, les impulsions carrées du signal de sortie du limiteur 6 retombent, comme indiqué par A sur la figure 3 A, de sorte que leurs flancs disparaissent En outre, lorsqu'il se produit une perte d'information, les niveaux des impulsions carrées peuvent être abaisséscar la largeur des impul- sions carrées devient plus courte que celle des précédentes impul- sions carrées, comme indiqué par B sur la figure 3 A A cet instant, le détecteur de perte d'information 17 produit les impulsions de détection de perte d'information au niveau bas, comme le montre la figure 3 H En résultat, puisque les impulsions de déclenchement n'apparaissent pas même si les impulsions de niveaux détectés sont présentes, comme indiqué par C sur la figure 3 F, les impulsions d'échantillonnage n'apparaissent pas, en conséquence de quoi le circuit d'échantillonnage et de maintien 10 délivre en continu le niveau de la tension Vh précédemment maintenue Dans le cas des impulsions carrées A, la tension de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulaires tombe lorsque les impulsions de déclen- chement apparaissent en réponse aux flancs descendants des impulsions carrées, si bien que les impulsions de commande disparaissent. Puisque les impulsions d'échantillonnage apparaissent en réponse à une impulsion carrée ultérieure (comme indiqué par D sur la figure 3 A), la tension de sortie du générateur 9 de formes d'onde triangulaires est de nouveau soumise à l'échantillonnage et au maintien. Dans le circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence selon l'invention, le dispositif arithmétique d'inver- sion n'est pas limité à un amplificateur inverseur, comme dans le mode de réalisation ci-dessus mentionné, mais il peut être mis en oeuvre au moyen d'un oscillateur à commande de tension En d'autresternes, dans le cas o le détecteur 17 de perte de niveau d'information se présente sous forme de circuit externe d'un circuit de démodulation appartenant à un dispositif de traitement de signaux modulés en fréquence, par exemple un syntoniseur, le détecteur de niveau 16 peut être omis si le détecteur de perte de niveau d'information 17 peut détecter toutes les pertes de niveau d'information du signal modulé en fréquence Selon une autre possi- bilité, les pertes de niveau d'informati 3 N peuvent être détectées grâce aux seuls signaux de sortie respectifsdu détecteur de niveau 16 et du générateur d'impulsions de déclenchement 7 sans qu'il soit fait appel au détecteur de perte de niveau d'information 17. Selon le circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence de l'invention, tel que ci-dessus décrit, un signal périodique dont le niveau correspond à la période du signal modulé en fréquence est périodiquement échantillonné et maintenu, et L'inverse de la valeur du signal périodique est délivré comme signal démodulé du signal modulé en fréquence de telle façon que le signal périodique qui est maintenu soit maintenu en continu lorsque des pertes de niveau d'information du signal modulé en fréquence se produisent En résultat, il est possible d'effectuer la compensation pendant l'apparition des pertes de niveau d'infor- mation en un temps plus bref que selon l'approche de la technique antérieure, si bien que l'on empêche la production d'un son non naturel en sortie. De plus, dans le circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence selon l'invention, l'amplificateur inverseur peut être mis en oeuvre sous forme d'un amplificateur logarithmique et d'un amplificateur logarithmique inverseur, tous deux étant bien connus dans la technique, ou bien il peut être mis en oeuvre sous forme d'un amplificateur opérationnel connecté à un multiplicateur dans sa boucle de réaction négative L'amplificateur inverseur peut comporter un circuit permettant de produire des ondes trian- gulaires ayant une pente constante, mais une amplitude qui varie en fonction du niveau d'un signal d'entrée, un circuit conformateur d'onde permettant de délivrer des ondes triangulaires tout en limitant l'amplitude à un niveau prédéterminé, et un intégrateur permettant d'intégrer le signal de sortie conformé. Bien entendu, l'homme de l'art sera-en mesure d'ima- giner, à partir des dispositifs dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses autres variances et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Circuit de démodulation de signaux modulés en fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen ( 17) de détection de perte de niveau d'infor- mation destiné à produire un signal de perte de niveau d'informa- tion lorsqu'il apparalt des pertes de niveau d'information dans un signal modulé en fréquence d'entrée; un moyen ( 6 'à 14, 16, 18, 19) de détection de période destiné à mesurer la période dudit signal modulé en fréquence en l'absence dudit signal de perte d'information de façon à produire un signal périodique dont le niveau correspond à ladite période, un niveau dudit signal périodique étant maintenu entre-des opérations de mesure, et à maintenir et délivrer en continu ledit signal pério- dique en présence dudit signal de perte de niveau d'information; et un moyen arithmétique inverseur ( 15) qui produit un signal représentant l'inverse du niveau dudit signal périodique. 2 Circuit de démodulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de détection de période comprend un limiteur ( 6) qui reçoit en entrée ledit signal modulé en fréquence; un générateur ( 7) d'impulsions de déclenchement qui produit des impulsions de déclenchement d'une largeur prédéterminée en réponse à un flanc montant d'un signal de sortie dudit limiteur; un dispo- sitif ( 8) de commande d'onde triangulaire produisant un signal de commande qui monte avec lesdits flancs montants dudit signal de sortie dudit limiteur et redescend avec le flanc suivant d'un signal de sortie dudit générateur d'impulsions de déclenchement un générateur ( 9) d'ondes triangulaires qui produit un signal à forme d'onde triangulaire en réponse audit signal de commande, ledit signal à forme d'onde triangulaire montant à une première vitesse prédéterminée avec les flancs montants dudit signal de commande et retombant à une deuxième vitesse prédéterminée avec les flancs descendants dudit signal de commande; un moyen d'échantillon- nage et de maintien ( 10) possédant une entrée d'échantillonnage qui est connectée à une sortie dudit générateur d'ondestriangulaires un détecteur de niveau ( 16) comprenant un comparateur dont une première entrée est connectée à une sortie dudit moyen d'échantillon- nage et de maintien et une deuxième entrée est connectée à ladite sortie dudit générateur d'ondes triangulaires; et un moyen à porte ET ( 18, 19) possédant unepremière, une deuxième et une troisième entrée qui sont respectivement connectées de façon à recevoir ledit signal de perte de niveau d'information de la part dudit moyen de détection de perte de niveau d'information, ledit signal de sortie dudit générateur d'impulsions de déclenchement, et un signal de sortie dudit détecteur de niveau, une sortie dudit moyen à porte ET étant couplée à une entrée de signal d'échantillonnage dudit moyen d'échantillonnage et de maintien; et un amplificateur inverseur ( 15) dont une entrée est couplée à ladite sortie dudit moyen d'échantil- lonnage et de maintien, un signal d'audiofréquence démodulé étant produit par une sortie dudit amplificateur inverseur. 3 Circuit de démodulation selon la revendication 2,- caractérisé en outre en ce qu'il comprend un tampon ( 13) et un filtre passe-bas ( 14) connectés entre ladite sortie dudit moyen d'échantillon- nage et de maintien et ledit amplificateur inverseur. 4 Circuit de démodulation selon'la revendication 2, caractérisé en ce que ledit amplificateur inverseur comprend un amplificateur logarithmique et un amplificateur logarithmique d'inver- sion. Circuit de démodulation selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit amplificateur inverseur comprend un amplificateur opérationnel et un multiplicateur connecté dans un trajet de réaction négative dudit amplificateur opérationnel. 6 Circuit de démodulation selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit amplificateur inverseur comprend un circuit destiné à produire des ondes triangulaires ayant une pente constante et une amplitude déterminée en fonction d'un signal présent sur ladite sortie dudit moyen d'échantillonnage et de maintien; un circuit limiteur dont une entrée est connectée à une sortie dudit circuit produisant des ondes triangulaires; et un intégrateur qui intègre un signal de sortie présent sur une sortie dudit limiteur.