Brevet FR2544946A1 — publié le 19841026

Oscillateur modulé en fréquence et codeur de télévision incorporant un tel oscillateur L'invention concerne les codeurs de télévision en couleurs SECAM, et notamment les oscillateurs modulés en fréquence et fournissant les porteuses de chrominance dans de tels codeurs. L'invention trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, constituée par les codeurs qui ne sont asservis qu'en fréquence, ce qui est acceptable chaque-fois qu'une stabilité élevée n'est pas indispensable. Cette situation se présente notamment dans le cas des installations isolées, des caméras vidéo grand public et des coupleurs d'adaptation de jeux vidéo sur récepteurs de télévision non munis d'une prise de péritélévision. Le brevet FR 2 260 221 décrit un codeur SECAM du type comportant un oscillateur modulable en fréquence et fournissant les sous-porteuses de chrominance, à des fréquences de repos différentes ; cet oscillateur est muni d'une boucle d'asservissement de la fréquence de repos. Il peut notamment être du type commandé en tension, souvent désigné par l1abréviation V.C.0. La tension d'erreur fournie par la boucle est ajoutée au signal de modulation. Mais cette solution, si elle permet de corriger la fréquence de repos, a l'inconvénient de ne le faire qu'en changeant la pente de conversion et, donc, l'indice de modulation. Lorsque par exemple l'oscillateur VCO est un oscillateur à condensateur, la fréquence instantanée F de ltoscilla- teur est liée à la capacité C du condensateur, au courant de repos Io et au courant de modulation fou courant modulant) aI par une relation de la forme F = (lu aI) C (i) -# 9 9T Cette relation, où U désigne l'amplitude de l'oscillation, peut également s'écrire F = Fo + AI C (2) U où Fo désigne la fréquence de repos. Les variations de température agissent sur deux para mètres, la capacité C et l'amplitude U de l'oscillation. Par addition d'un terme correcteur fonction de la température au courant Io + #I, on translate simplement la caractéristique, de sorte que toute variation de pente due à la variation de température se retrouve intégralèment. Or, cette variation, si elle est faible dans le cas de composants discrets, atteint des valeurs importantes lorsqu'on intègre les compo sants passifs, notamment sur du silicium. L'invention vise notamment à fournir un oscillateur modulé en fréquence et fournissant les sous-porteuses de chrominance muni d'une boucle de stabilisation assurant tout à la fois la compensation des variations de la fréquence de repos et celles de la pente caractéristique due à des modifications de paramètres de fonctionnement, et notamment de la température. Dans ce but, l'invention propose un oscillateur modulé en fréquence et destiné à fournir au moins une des sous-porteuses de chrominance, a fréquence de repos déterminée,d'un codeur SECAM, oscillateur muni d'une boucle d'asservissement de la fréquence de repos comprenant un oscillateur de référence, un comparateur de phaseeÙI#d#fre quence recevant la fréquence de référence et la fréquence de l'oscillateur, et un échantillonneur actionné à la demifréquence de retour de ligne, caractérisé en ce que la boucle est prévue pour appliquer à l'oscillateur une correction multiplicative de façon à ajuster non seulement la fréquence de repos, mais aussi la pente de la caractéristique de modulation en fréquence. L'oscillateur sera, en général,un oscillateur à condensateur, dont la fréquence de sortie est proportionnelle au courant qui lui est injecté et inversement proportionnelle à une tension de polarisation de transistors de commande. La correction peut alors être effectuée par injection d'un courant supplémentaire de correction dans les résistances de polarisation de ces transistors, le courant modulant étant, lui, appliqué de façon classique. Une autre solution consiste à prévoir un circuit multi plieur d'entrée de l'oscillateur, multiplieur auquel sont appliqués, d'une part, le courant modulant, d'autre part, le courant de correction. L'invention vise également à fournir un dispositif d'élaboration de signaux modulants de luminance et de chrominance du type utilisé en codage SECAM, à partir de signaux #comprenant trois signaux primaires rouge, vert et bleu et un signal de synchronisation de lignes. Jusqu'ici, les circuits destinés à effectuer cette élaboration, couramment appelée "matriçage", comportaient un grand nombre de transistors.Un dispositif d'élaboration suivant-un autre aspect de l'invention comprend un transistor monté en additionneur, destiné à fournir un signal de luminance à partir des trois signaux primaires de couleur, et deux branches comportant chacune un transistor, chaque transistor recevant le signal de luminance et un des signaux primaires de couleur, ainsi que le signal de synchronisation, la répartition des signaux entre la base et les émet- teurs de-chaque transistor et des polarisations étant déterminée-pour que les deux branches fournissent le signal de chrominance sur les collecteurs de leurs transistors. Un tel dispositif est notamment utilisable pour fournir les signaux modulants requis à l'oscillateur du genre défini plus haut. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers d'exécution, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la Figure 1 est un synoptique de principe montrant un oscillateur modulé en fréquence associé à une boucle de stabilisation de la fréquence de repos et des moyens de modulation - la Figure 2 est un schéma de principe d'un oscillateur å condensateur utilisable dans le synoptique de la Figure 1 - la Figure 3 montre la caractéristique fréquence-courant d'un oscillateur du genre montré en Fig. 2 à compensation de température, ainsi que l'effet d'une boucle de stabilisation du genre montré en Figure 2 - la Figure 4, similaire à la Figure i, est un synoptique de principe d'un oscillateur en fréquence à boucle de correction suivant un mode particulier de réalisation de l'invention - la Figure 5 est un schéma de l'oscillateur de la Figure 4 - la Figure 6, similaire à la Figure 4, montre une variante de réalisation de l'invention - la Figure 7 est un synoptique montrant un circuit classique d'élaboration des signaux de luminance et de chrominance à partir des signaux primaires de couleur et de synchronisation - la Figure 8, similaire à la Figure 7, montre un dispositif suivant un mode de réalisation de l'invention - la Figure 9 est un schéma montrant une réalisation pratique possible du dispositif de la Figure 8. Avant de décrire l'invention, il peut être utile de rappeler brièvement la constitution des organes concernés par l'invention dans un codeur SECAM à asservissement de fréquence, utilisant un oscillateur VCO à condensateur. Dans le dispositif montré en Figure 1, dont la constitution générale est déjà décrite dans le brevet FR 2 260 221 auquel on pourra se reporter, seule la fréquence de repos FOR d'une des sous-porteuses de chrominance est asservie, l'autre fréquence de repos FOB étant générée virtuellement par addition, à son signal modulant, d'un signal carré de fréquence H/2, H étant la fréquence de balayage horizontal, c1est-à-dire la fréquence de balayage de ligne. Le dispositif montré en Figure 1 comporte un générateur 10 de fréquence de référence FR de précision et de stabilité élevées. La sortie du générateur 10 est appliquée à une des entrées d'un comparateur de fréquence ou de phase 11 dont l'autre entrée reçoit le signal de sortie d'un oscillateur 12 modulable en fréquence par un signal de modulation appliqué sur son entrée. C'est la fréquence de repos FOR de l'oscillateur 12 qui doit être maintenue égale à la fréquence FR. La sortie du comparateur 11, sur laquelle apparaît le signal d'erreur (erreur de phase par exemple) provenant de la comparaison des signaux d'entrée est reliée, par un filtre passe-bas 13, à un amplificateur 14 de signal d'erreur. La sortie de l'amplificateur 14 est appliquée à l'entrée du signal d'erreur 16 d'un circuit 15 d'échantillonnage et de mémorisation de la fréquence FOR. Le circuit 15 comporte un organe interrupteur 170 représenté sous forme d'un transistor à effet de champ, et un condensateur 19 de mémorisation. L'organe interrupteur 17 est fermé par des impulsions provenant de l'entrée 22 par l'intermédiaire d'un circuit d'inhibition 26 qui n'est débloqué que pendant les périodes de retour trame. L'amplificateur 18 à grande résistance d'entrée reçoit, à travers le condensateur 19 et en alternance, au cours des périodes actives de balayage - le signal de modulation de la sous-porteuse à fréquence de repos FOR - la superposition du signal de modulation et d'un créneau de décalage de la fréquence FOR à la fréquence FOB. Pour cela, les signaux de chrominance D'B et D'R sont appliqués en alternance sur une même entrée 21 d'un circuit additionneur 20 dont la seconde entrée reçoit, pendant la période d'application des signaux de chrominance D'B, c'est-a-dire à demi-fréquence de balayage de ligne, des créneaux dont l'amplitude est déterminée pour provoquer un décalage de fréquence FOR#FOB. L'oscillateur 12 peut avoir la constitution classique montrée en Figure 2, qui fournit une fréquence de sortie F donnée par la relation F = I / 4 VD.C (3) où I est le courant fourni par les générateurs de courant 27, courant dépendant uniquement du signal de commande provenant de l'amplificateur 18, VD et la tension de coude des diodes d'écrêtage 28 placées entre l'alimentation à tension V0 et le collecteur du transistor 29 et C la capacité du condensateur 30. Dans un tel dispositif, la stabilisation s'effectue par addition. au signal fourni aux générateurs 27, d'un signal de correction de valeur telle que la fréquence de repos de l'oscillateur soit ramenée à sa valeur de consigne FOR, c'est-a-dire par décalage du courant fourni par les générateurs 27. L'effet d'une telle correction est indiqué sur la Figure 3, où les lignes 31 et 32 sont les caracté- ristiques à la température nominale egee à une température différente e1 FOR.Mais on voit que, à amplitude donnée aI du courant modulant, le balancement de fréquence passe de aFg à aF1. Les divers modes de réalisation de l'invention qui seront maintenant décrits permettent de conserver l'amplitude de l'oscillation et, pour cela, effectuent une correction multiplicative plutôt qu'additive. Dans le cas montré en Figures 4 et 5. ce résultat est atteint en utilisant un oscillateur commandé en tension à deux entrées, dont l'une reçoit le signal modulant et l'autre le signal de correction, fourni par une boucle qui comporte encore un échantillonneur-bloqueur 15 et un filtre passe-bas 13. Les diodes 28 du montage de la Figure 2, dont la présence se traduit par une valeur constante de VD, sont supprimées et on leur substitue un circuit permettant defaire passer dans les résistances 33 un courant de correction ajusté automatiquement, de façon à faire varier VD et, par là, de modifier la fréquence de repos (voir formule 3 ci-dessus). Les générateurs de courant commandés 27 de la Figure 2 sont remplacés par des transistors montés en générateurs de courant, formant miroir des transistors d'entrée 34 qui reçoivent le courant de modulation I et le recopient sur les transistors 27. Le circuit supplémentaire comprend deux transistors 35 dont la fonction est de faire passer dans les résistances 33 alternativement un courant supplémentaire sl, qui sera notamment fonction de la température, s'ajoutant au courant modulant et, lors d'un balayage de ligne sur deux, au courant produisant le décalage FOR#FOB. Les transistors 35 sont commandés en même temps que les transistors 36 du montage classique. Pour cette raison, leurs bases sont reliées. Un générateur de courant 37 commandé par la tension d'erreur provenant de la boucle fournit un courant de correction 1e que les transistors 38 et 39 partagent en deux parties égales, de sorte que la répartition des courants se trouve être celle indiquée sur la Figure 5.La sortie est prélevée symétriquement sur l'émetteur des transistors 29 par un interface à basse impédance. On voit que la stabilisation assure non seulement le maintien de la fréquence de repos. mais aussi la correction de l'amplitude de l'oscillateur de fréquence et, donc, fait. disparaître l'inconvénient du montage de la Figure 2. Le dispositif est complété par un limiteur d'amplitude 40 intercalé sur la sortie à fréquence modulée. Dans la variante de réalisátion montrée en Figure 6, l'oscillateur VCO peut avoir la même constitution que celle. montrée en Figure 2 mais est associé à un générateur de cou rant commandé jouant le rôle de l'amplificateur 18. Mais le signal de correction et le signal de sortie de l'additionneur 20 sont appliqués aux deux entrées d'un circuit multiplieur 41 qui permet d'arriver au même résultat que le schéma de la Figure 5, au prix de l'adjonction d'un composant supplémentaire. Ce composant pourra être un circuit disponible dans le commerce. par exemple MC 1496 de MOTOROLA, dont la bande passante dépasse les 3 MHz nécessaires. Quelle que soit la solution adoptée pour assurer la stabilisation de la fréquence de repos de l'oscillateur VCO 12, il est nécessaire d'élaborer les signaux de luminance et de chrominance, les deux signaux de chrominance D'B et D'R étant appliqués en alternance sur l'entrée 21 de l'additionneur 20 ainsi qu'un signal de synchronisation, aussi bien dans le cas d'une caméra à simple stabilisati#n de fréquence que dans celui d'un récepteur de télévision démuni d'une prise de péritélévision. Une solution qui vient immédiatement à l'esprit consiste à utiliser- le schéma de la Figure 7 : les signaux de couleur rouge R, vert V et bleu B sont appliqués à un circuit additionneur 42 par l'intermédiaire de résis- tances respectives, Un circuit 43 à collecteur commun d'adaptation d'impédance permet de disposer, sur la sortie 21. du signal de luminance V. Dans ce circuit, les signaux.de chrominance rouge et bleu sont élaborés par deux branches distinctes qui reçoivent chacune le signal de luminance à travers un inverseur 44 et un circuit d'adaptation d'impédance à collecteur commun 45. chacune de ces branches comporte un additionneur à trois entrées 46R ou 46B, un circuit d'adaptation à collecteur commun 47R ou 47B et un transistor 48R ou 48B monté en interrupteur et commandé à fréquence moitié de la fréquence de balayage ligne. Chacun des additionneurs reçoit le signal de Luminance inversé, le signal d'entrée, rouge ou bleu suivant le cas, et un signal d'identification de ligne. constitué soit par une dent de scie, dans le cas d'utilisation d'une interface à basse impédance, soit de créneaux. dans le cas d'une logique à basse impédance.On arrive ainsi, si l'on tient compte de la présence d'un transistor supplémentaire 49 monté en inverseur, à un montage à onze transistors. L'invention propose un montage permettant d'arriver au même résultat en utilisant un nombre beaucoup plus restreint de transistors quatre dans la plupart des cas. Ce montage utilise la possibilité d'inversion de signe qu'offre un transistor bipolaire par application du signal d'entrée soit sur son émetteur soit sur sa base, et la possibilité de blocage et de déblocage par la tension de base, qui permet d'éviter les organes interrupteurs 48k et 48B de la Figure 7. Le montage répond alors an synoptique de la figure 8 on y retrouve un additionneur 42 et un circuit d'adaptation 43, mais les deux branches comportent chacune un circuit à transistor unique d'addition , de soustraction et de blocage alterné 50 R ou 50 B. La constitution d'ensemble peut notamment être celle montrée en figure 9, où les éléments correspondant à ceux des figures 7 et 8 sont désignés par le même numéro de référence. L'additionneur 42 est constitué par un transistor dont l'émetteur reçoit les signaux de chrominance par l'intermédiaire de résistances telles que Y soit approximativement égal à 0,59 V + 0,3 R + 0,11 B. Le signal de sortie est appliqué au transistor d'adaptation 43 qui fournit le signal de luminance Y. La branche fournissant le signal de chrominance rouge D'R comporte un transistor unique bipolaire 50 R qui reçoit - sur son émetteur, par l'intermédiaire d'un condensateur 52 R de coupure de composante de couleur 'rouge" R - sur sa base, d'une part, par l'intermédiaire d'une résistance 56 R le signal d'interruption à demi fréquence de ligne H/2. d'autre part. par l'intermédiaire d'un condensateur d'une résistance 58 R le signal de luminance Y et, d'autre Dart, encore, par l'intermédiaire d'un condensateur et d'une résistance 60 R. le signal de ligne d'identification LI. La branche fournissant le signal de chrominance bleu a une constitution similaire si ce n'est que c'est la base du transistor 50 B qui reçoit les signaux de couleur B et à demi fréquence de ligne H/2 tandis que l'oscillateur reçoit le signal de luminance Y et le signal de ligne d'identification LI. Les signaux de chrominance D'R = (R - Y) - LI et D'B = (Y- B) + LI apparaissent alternativement sur la sor tie, reliée aux collecteurs des transistors 50 R et 50 B. Le circuit complété par des éléments de polarisation qui doivent etre choisis pour réaliser les sommations et soustractions requises. Par exemple, les résistances associées au transistor-50 B doivent être choisies en tenant compte du gain du transistor 50 R de façon à donner la meme amplification à B et Y. Il en est de meme pour les résistances associées à 50 R et les éléments associés aux deux transistors doivent etre proportionnés pour que le rapport des amplifications sur les branches "bleu" et "rouge" soit approprié, c'est-à-dire par exemple, à l'heure actuelle, pour que le rapport de signaux de sortie sur les branches "bleu" et "rouge" soit égal à 230/280 dans le cas de codage SECAM. Lors du fonctionnement, le transistor 50 B conduit pendant une ligne alors que le transistor 50 R est bloqué. Le transistor 50 B recevant sur sa base le signal primaire de composante bleu et sur son émetteur les signaux Y et de ligne d'identification LI, sur les deux collecteurs réunis apparat le signal = (Y - B) + LI. Pendant la ligne suivante 50 B est bloqué et 50 R conduit : on obtient sur les collecteurs réunis le signal D'. L'invention est susceptible de nombreuses applications et de nombreuses variantes de réalisation. En particulier, l'oscillateur stabilisé peut dériver de l'une quelconque des constitutions décrites dans le document FR 2 260 221 Le dispositif d'élaboration effectuant le ma triçage des signaux peut être utiliser pour attaquer la prise d'antenne d'un téléviseur SECAM à travers un modulateur du commerce afin de permettre l'utilisation de jeux vidéo et plus généralement de programmes enregistrés sur des téléviseurs non munis de prise spéciale à cet effet. De plus, le circuit montré en Figure 9 peut être simplifié dans le cas où on dispose des signaux Y, B - Y et R - Y, ce qui. est notamment le cas pour certaines caméras grand public. Il suffit alors de prévoir deux branches affectées chacune à un signal de chrominance, dont chacune reçoit, en plus du signal R - Y ou B - Y, le signal de ligne d'identification LI et le signal de commutation permettant de faire alterner les signaux de chrominance qui apparaissent sur la sortie. REVENDICATIONS 1. Oscillateur modulé en fréquence et destiné à fournir au moins une des sous-porteuses de chrominance à fréquence de repos déterminée d'un codeur SECAM, oscillateur muni d'une boucle d'asservissement de la fréquence de repos comprenant un oscillateur de référence (10), un comparateur de phase ou de fréquence (11) recevant la fréquence de référence et la fréquence de l'oscillateur (12), et un échantillonneur (15) actionné à la demi-fréquence de retour de ligne, caractérisé en ce que la boucle est prévue pour appliquer à l'oscillateur (12) une correction multiplicative de façon à ajuster non seulement la fréquence de repos, mais aussi la pente de la caractéristique de modulation en fréquence 2.Oscillateur à condensateur suivant la revendication 1, dont la fréquence de sortie est proportionnelle au courant qui lui est injecté et inversement proportionnelle à une tension de polarisation de transistors de commande (29), caractérisé en ce que la dite boucle est prévue pour :njecter un courant supplémentaire de correction, s'ajoutant au courant modulateur; dans les résistances (33) de polarisation des dits transistors. 3. Oscillateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la boucle comprend un circuit multiplicateur (41) à l'entrée de l'oscillateur, multiplicateur auquel sont appliqués, d'une part le courant modulant, d'autre part, le courant de correction. 4. Dispositif d'élaboration de signaux modulants de luminance et de chrominance applicables à un oscillateur suivant l'une quelconque des revendications précédentes, à partir de signaux comprenant trois signaux primaires rouge, vert et bleu et un signal de synchronisation de ligne, caractérisé en ce qu'il comprend un additionneur (42), destiné à fournir un signal de luminance à partir des trois signaux primaires de couleur, et deux branches comportant chacune un transistor (50 B,50 R), chaque transistor recevant le signal de luminance et un des signaux primaires de couleur, ainsi que le signal de synchronisation (H/2), la répartition des signaux entre la base et l'émetteur de chaque transistor et les polarisations étant déterminées pour que les deux branches fournissent le signal de chrominance sur les collecteurs de leurs transistors. 5. Dispositif d'élaboration de signaux modulants de chrominance applicables à un oscillateur suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend deux branches comportant chacune un transistor (50 R, 50 B) monté de façon à fournir chacun l'un des signaux de chrominance rouge et bleu à partir du signal de luminance et du signal primaire correspondant, ou de leur différence, d'un signal de lignes d'identification (LI) et d'un signal de commutation à demi-fréquence de ligne ( H ou H ). 2 2