Brevet FR2560467A1 — publié le 19850830

La présente invention se rapporte aux démodulateurs de signaux FM (modulés en fréquence), et plus particulièrement à un perfectionnement apporté aux démodulateurs de signaux FM équipés d'un circuit de filtrage pour isoler une composante de signal porteur dans un signal d'entrée prédéterminée. Dans les appareils assurant la démodulation de signaux d'entrée modulés en fréquence, tel que le circuit de reproduction de signaux audio d'un lec- teur de disques vidéo auquel un signal de lecture modulé en fréquence est appliqué, des circuits de filtrage sont généralement prévus pour autoriser de façon sélective le passage d'un signal ayant une fréquence située autour d'une fréquence porteuse, en amont d'un étage de démodulation du signal d'entrée modulé en fréquence. Toutefois, si une perturbation sous forme de bruit d'impulsion apparaît dans le signal d'entrée d'un tel appareil, le signal porteur présentera un défaut. A titre d'exemple, le signal porteur fera l'objet d'une forte modulation en phase en passant à travers le circuit de filtrage, en raison de la présence du bruit d'impulsion qui possède un spectre de très large bande, et traverse lui aussi le circuit de filtrage. Il en résulte que la qualité du signal de démodulation sera fortement dé- gradée par la présence d'un nombre considérable de composantes de bruit. Un but de la présente invention est en conséquence d'éliminer cet in- convénient des appareils classiques en procurant un démodulateur de signaux FM apte à engendrer un signal de démodulation FM qui possède moins de composantes de bruit, même si un bruit d'impulsion est mixé ou mélangé au signal d'entrée de l'appareil. Pour ce faire, la présente invention propose un démodulateur de signaux FM équipé d'un circuit de filtrage pour isoler un signal de fréquence porteuse et pourvu en outre de moyens d'élimination du bruit pour éliminer le bruit d'impulsion dans un étage précédant le circuit de filtrage qui isole le signal de fréquence porteuse. D'autres caractéristiques de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée faite ci-après en référence aux des- sins annexés. On doit toutefois comprendre que cette description détaillée ain$i que les exemples spécifiques auxquels elle se rapporte, bien qu'ayant trait à des modes de réalisation préférés de l'invention,-ne sont donnés qu'à titre d'illustration, étant entendu que diverses modifications et adapta- rions restant dans le cadre et l'esprit de l'invention apparaîtront évidents à l'homme de l'art à la lecture de cette description détaillée. Sur les dessins annexes: - la figure 1 est le schéma-blocs d'un démodulateur classique de signaux modulés en fréquence, qui est employé dans un circuit de reproduc- tion d'un lecteur de disques vidéo; - la figure 2 est le schéma-blocs d'un premier mode de réalisation du démodulateur de signaux FM conforme à la présente invention; - les figures 3 et 4 sont deux schémas de circuit illustrant respective- ment des exemples des moyens d'élimination de bruit de la figure 2; - la figure 5 est le schéma-blocs d'un deuxième mode de réalisation du démodulateur de signaux FM conforme à la présente invention; et - la figure 6 est le schéma-blocs d'un troisième mode de réalisation du démodulateur de signaux FM conforme à la présente invention. Avant d'en venir à la description des différents modes de réalisation de la présente invnetion, ou va se référer tout d'abord au schéma-blocs de la figure 1 qui représente un exemple d'un circuit classique de démodulation de signaux FM. Le circuit de la figure 1 est destiné à être incorporé dans un lecteur de disques vidéo (UDP) permettant de reproduire des informations enregistrées sur un disque d'enregistrement constituant le support d'enregistrement. On peut voir sur cette figure qu'un signal FM-RF (FM - fréquence radio) est capté par une tête de lecture 1'. Le signal de sortie de la tête de lecture 1' est ensuite appliqué à l'entrée d'un filtre passe-bas (LPF) 3' par l'in- termédiaire d'un préamplificateur 2'. Dans le filtre passe-bas 3', seule une composante du signal, qui correspond aux informations audio est prélevée dans un signal enregistré à fréquence multiplexée constitué d'informations vidéo et d'informationsaudio. Les informations audio issues du filtre passe-bas 3' sont alors amplifiées dans l'amplificateur 4' puis à leur tour appliquées respectivement aux entrées de deux filtres passe-bande (BPF) 5' et 6'. Les informations sont transmises par deux canaux et des signaux porteurs de 2,3 MHz et 2,8 MHz sont utilisés. Plus précisément, dans un système d'en- registrement, la fréquence des signaux porteurs est préalablement modulée par des signaux audio appropriés. En conséquence, le signal porteur de chaque signal de canal est individuellement isolé par le filtre passebande 5' ou 6'. Chaque signal porteur est alors appliqué à l'entrée d'un démodulateur 2560467- FM respectif 7' ou 8' dans lequel a lieu la démodulation FM. Par ailleurs, les signaux de sortie des démodulateurs FM 7' et 8' sont transmis à un circuit de commutation 9' dans lequel les signaux sont traités selon un mode de com- mutation fonction de la nature des signaux, par exemple stéréo ou mono. Après avoir traversé ces circuits, les signaux sont fournis à un circuit de suppres- sion de bruit 10' d'o ils sortent sous la forme de signaux de sortie audio. Toutefois, comme on l'a déjà indiqué plus haut, si un bruit d'impulsion, présentant une amplitude supérieure au niveau du signal porteur audio est mixé avec le signal de sortie de la tete lecture, ce bruit d'impulsion sera appliqué à chaque filtre passe-bande 5' ou 6' conjointement avec le signal d'entrée. Or, étant donné que le bruit d'impulsion possède des composantes spec- trales qui s'étendent sur une bande extrêmement large, il traverse les filtres passe-bandes 5', 61 et le signal porteur fait l'objet d'une modulation en phase importante en passant à travers les filtres passebande 5', 6'. Il en résulte que le signal FM démodulé contiendra un nombre considérable de com- posantes de bruit. Un mode de réalisation du démodulateur de signaux FM conforme à la pré- sente invention va maintenant être décrit plus en détails en référence à la figure 2. Ce mode de réalisation est conçu de telle façon à pouvoir être utilisé pour le traitement du signal de sortie de la tête de lecture du lecteur de disques vidéo. De la même façon que dans le dispositif classique de la figure 1, le signal de sortie d'une tête de lecture, telle qu'une tête de lecture optique, est appliqué à un préamplificateur 2 et à la sortie de celui-ci à un filtre _5 passe-bas (LPF)3. Dans le filtre nasse-bas 3, seule la composante audio d'un signal à fréquence multiplexée, formé d'un signal vidéo et d'un signal audio, est isolée. Le signal de sortie du filtre passe-bas 3 est alors appliqué à un Lmplificateur 4 dans lequel le signal d'entrée est amplifié. Le signal de sor- tie de l'amplificateur 4 est de son côté appliqué à des moyens d'éliminaticn du bruit d'impulsion 20. Comme on peut le voir, ces moyens d'élimination du bruit d'impulsion se composent d'un circuit d'élimination du bruit 21 inséré dans la branche de propagation du signal et d'un circuit de détection 22des- tiné à détecter le niveau du signal porteur sur une borne d'entrée du cir- cuit d'élimination du bruit 21. Le circuit de détection 22 est conçu pour dé- tecter également l'amplitude de la composante de bruit et s'il arrive un bruit d'impulsion dont l'amplitude est supérieure au niveau du signal porteur, le circuit d'élimination du bruit 21 est activé par le circuit de détection 22. Le signal de sortie du circuit d'élimination du bruit 21 est alors appliqué sur deux filtres passe-bande (BPF) 5 et 6 grâce auxquels le signal porteur de chaque canal ayant la fréquence de 2,3 MHz ou 2,8 MHz est sélec- tivement séparé de l'autre. Les signaux porteurs respectivement isolés dans les filtres passe-bande 5 et 6 sont alors transmis à deux démodulateurs FM 7 et 8 dans lesquels le processus de démodulation FM se développe. Les signaux de sortie des démodulateurs FM 7 et 8 sont alors envoyés dans un circuit de commutation 9 dans lequel les signaux d'entrée sont traités selon un mode de commutation approprié fonction de la nature du signal d'entrée, à savoir stéréo ou mono. Le signal de sortie du circuit de commutation 9 est alors appliqué à un circuit de suppression de bruit 10 à la sortie duquel sont disponibles les signaux audio de chaque canal. La figure 3, représente en détail un premier mode de réalisation du circuit d'élimination de bruit 21 et du circuit de détection du niveau du signal porteur 22. Le circuit de détection du niveau du signal porteur 22 est conçu pour redresser et lisser les courants porteurs directs et inverses. Plus précisément, le courant porteur direct est redressé et lissé dans une partie du circuit formée d'une diode D3, d'une résistance R2, et de conden- sateurs C1 et C2. De son c8té, le courant porteur inverse est redressé et lissé dans une autre partie du circuit incluant une diode D4, une résistance R4, et deux condensateurs C3 et C4. Au moyen d'un circuit émetteur suiveur constitué d'un transistor Q1 et d'une résistance R3, une diode D1, destinée à la mise hors circuit de la composante de bruit à propagation directe, est commutée entre son état con- ducteur et son état non conducteur. De la même façon, une diode D2 destinée à mettre hors circuit la composante de bruit à propagation inverse est commutée entre son état conducteur et son état non conducteur par un circuit émetteur suiveur composé d'un transistor Q2 et d'une résistance R5. En addition, le signal d'entrée traverse également une résistance série R1 qui est montée sur la branche de propagation du signal entre une borne d'en- trée et une borne de sortie. En service, les condensateurs C2 et C4 sont chargés respectivement en direct et en inverse par le signal porteur. Dans cet état, s'il apparat un bruit d'impulsion à propagation directe, dont l'amplitude est supérieure au potentiel de charge en direct du condensateur C2, la diode D1 devient con- ductrice et le niveau de ce signal de bruit seraaffaibli. De la même façon, s'il arrive un bruit d'impulsion à propagation inverse dont le niveau est su- périeur au potentiel de charge en inverse du condensateur C4, alors la diode D2 devient conductrice et le niveau du signal de bruit sera affaibli. La figure 4 illustre un deuxième mode de réalisation du circuit d'élimi- nation de bruit 21 et du circuit de détection du niveau du signal porteur 22. Sur cette figure, les références numériques déjà utilisées sur la figure 3 désignent les memes composants que sur cette dernière et l'on s'abstien- dra de décrire à nouveau ces composants. Ce deuxième mode de réalisation se caractérise par une simplification du montage du circuit résultant du fait que les potentiels de charge des condensateurs C2 et C4 sont directement appliqués aux diodes D1 et D2 en tant que potentiel de polarisation. Grâce à ce montage du circuit, la valeur absolue de la puissance du bruit d'impulsion, qui présente un spectre de très grande largeur, sera fortement réduite. En conséquence, la modulation en phase brutale du signal porteur audio ayant passé à travers le filtre passe-bande de l'étage suivant sera notablement réduite. Il en résulte que le signal de démodulation FM ne contient pratiquement aucune composante de bruit. Il doit en outre être noté que la position des moyens d'élimination du bruit, à savoir dans l'étage qui précède les filtres passe-bande 5 et 6, est d'une grande importance pour que la composante de bruit soit efficace- ment affaiblie. Si par exemple les moyens d'élimination du bruit étaient dis- poses dans l'étage qui suit les filtres passe-bande 5 et 6, c'est-à-dire dans l'étage précédant immédiatement le démodulateur FM, la composante spectrale du bruit atteindrait une très grande largeur de bande en raison de l'opération de limitation des moyens d'élimination du bruit, et en même temps la puis- sance de la composante de bruit augmenterait fortement. Ainsi, il est essen- tiel de disposer les moyens d'élimination du bruit dans l'étape qui précède ies filtres passe-bande 5 et 6. La figure 5 représente le deuxième mode de réalisation de la présente invention, et illustre plus précisément une variante des moyens d'élimina- ticn du bruit 20. Comme on peut le voir, le signal de sortie de l'amplifica- teur 4 eit transmis à un circuit limiteur 24 au travers d'un circuit de ré- glage automatique de gain (AGC) 23. Le signal de sortie de ce circuit limi- teur 24 est alors appliqué sur les filtres passe-bande 5 et 6. Grâce au réglage de gain effectué par le circuit AGC 23, le niveau du signal porteur est uniformisé et, en outre, la variation d'amplitude du signal porteur, qui n'aurait pas été corrigée par le circuit AGC 23, sera limité par le circuit limiteur 24. Grâce à cette disposition, l'amplitude du bruit d'impulsion est fortement réduite et la puissance du bruit affaiblie. - La figure 6 est un schéma-blocs du troisième mode de réalisation du démodulateur FM selon la présente invention, dans lequel les mêmes références numériques désignent les éléments qui se retrouvent dans les deux autres modes de réalisation. Ce troisième mode de réalisation est conçu pour traiter une information audio transmise par quatre canaux. Le système d'enregistrement à multiplexage de fréquences par des signaux quatre-canaux est par exemple dé- crit dans la demande de brevet japonais no 57-191110 au nom de la présente Demanderesse. Dans ce système, un signal sous-porteur dont la fréquence est légèrement supérieure à la bande de fréquences audio et est par exemple de 47,2 KHz, est modulé en fréquence par des signaux audio de sous-canaux à additionner, pour former un signal multiplexé. Le signal sous-porteur FM ainsi engendré est alors additionné à un signal audio principal pour former un signal pour la modulation en fréquence du signal porteur principal de 8,3 MHz. La même opération de multiplexage de fréquences est effectuée dans l'autre canal 2. La figure 6 représente un exemple dans lequel le démodulateur FM de la présente invention est adapté dans un tel système de reproduction d'informa- tions audio à quatre canaux. Comme on peut le voir, les moyens d'élimination du bruit 20 sont disposés dans l'étage qui précède immédiatement les filtres passe-bande 5 et 6. En outre, un moyen d'élimination de bruit 11 est connecté à un démodulateur 7 du signal principal du canal 1, et un moyen d'élimination de bruit 12 est connecté à un démodulateur 8 du signal principal du canal 2. Les signaux de sortie des deux moyens d'élimination de bruit 11 et 12 sont ensuite respectivement fournis à deux filtres passe-bande 13 et 14 pour l'extraction du signal sous-porteur (47,2 KHz). Les signaux audio des sous- canaux sont alors reproduits par démodulation des signaux de sortie des filtres passe-bande 13 et 14 dans les démodulateurs FM 15 et 16 respectivement. Ces quatre signaux de démodulation sont transmis à un circuit de commutation dans lequel une sélection appropriée du signal de démodulation est réalisée en fonction du mode de sortie prédéterminé. Etant donné que le bruit d'impulsion est également éliminé dans ce mode de réalisation, il n'y a pas à craindre que le bruit soit engendré par le bruit d'impulsion. En outre, dans ce mode de réalisation, le montage de la figure 3 ou 4 peut être utilisé pour la réalisation des circuits d'élimination de bruit 11, 12 et 20. On se rendra compte à la lecture de ce qui précède que, grâce à la !0 présente invention, le bruit d'impulsion dont l'amplitude est supérieure à celle du signal porteur du signal FM est éliminé dans un étage qui précède les filtres passe-bande destinés à isoler le signal porteur. En conséquence, l!argeur de bande du spectre de ce bruit d'impulsion ainsi que sa puissance sont réduites. De cette façon, un signal de démodulation FM exempt de bruit t5 d'impulsion sera engendré. Bien que la description ci-dessus ait été faite en référence à un lecteur de disques vidéo (UDP), il va sans dire que la présente invention peut être appliquée à tout autre type d'appareils dans lesquels un signal d'entrée modulé en fréquence est fourni à un circuit de filtrage et à la sortie de celui-ci appliqué à un étage de démodulation, REVENDICATIONS 1. Appareil pour démoduler un signal d'entrée modulé en fréquence, qui possède une composante de signal porteur ayant une fréquence prédéterminée, caractérisé en ce qu'il comprend: - des moyens d'élimination de bruit (20, 21) pour détecter un bruit d'impulsion susceptible d'être mixé audit signal d'entrée modulé en fréquence, et pour éliminer ce bruit du signal d'entrée modulé en fréquence; - des moyens de filtrage (5, 6) connectés auxdits moyens d'élimina- tion de bruit, et autorisant le passage de signaux situés à l'intérieur d'une bande de fréquence entourant ladite composante de signal porteur; et - des moyens de démodulation (7, 8) connectés auxdits moyens de filtra- ge, pour réaliser une démodulation d'un signal de sortie modulé en fréquence desdits moyens de filtrage. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'élimination de bruit comprennent un circuit de détection de niveau (22) recevant ledit signal d'entrée modulé en fréquence pour engendrer un signal de détection quand le niveau du signal d'entrée dépasse un niveau de référence engendré par ladite composante de signal porteur, et un circuit d'élimination de bruit (21) recevant ledit signal d'entrée modulé en fréquence pour, en réponse audit signal de détection, amener ledit signal d'entrée modulé en fréquence en un point du circuit ayant un niveau de potentiel pré- déterminé, quand ledit signal de détection lui est appliqué. 3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens d'élimination de bruit comprennent un moyen d'amplification-à réglage automatique de gain (23) recevant ledit signal d'entrée modulé en fréquence pour engendrer à partir de celui-ci un signal de sortie à niveau réglé, et un circuit limitateur (24) connecté auxdits moyens d'amplification pour limiter l'amplitude dudit signal de sortie a niveau réglé à une valeur de référence prédéterminée. 4. Démodulateur de signaux audio modulés en fréquence, destiné à être utilisé dans un ledteur de disques vidéo comportant une tête de lecture (1) pour engendrer un signal composite audio-vidéo, caractérisé en ce qu'il comprend: - des premiers moyens de filtrage (3) recevant ledit signal composite audio-vidéo, pour rejeter la composante vidéo de ce dernier; - des moyens d'élimination de bruit (20) connectés aux premiers moyens de filtrage pour détecter un bruit d'impulsion susceptible d'être mixé au signal de sortie des premier moyens de filtrage, et pour éliminer ce bruit du signal de sortie des premiers moyens de filtrage; - des seconds moyens de filtrage (5,6) connectés auxdits moyens d'élimi- nation de bruit pour autoriser le passage de signaux situés à l'intérieur d'une bande de fréquence entourant la composante du signal porteur, et - des moyens de démodulation (7, 8) connectés auxdits moyens de fil- trage, pour réaliser la démodulation d'un signal de sortie modulé en fré- quence des seconds moyens de filtrage. 5. Démodulateur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il com- prend en outre: - des seconds moyens d'élimination de bruit (11, 12) connectés auxdits moyens de démodulation pour détecter un bruit d'impulsion susceptible d'être mixé à un signal de sortie desdits moyens de démodulation, et pour éliminer ledit bruit d'impulsion du signal de sortie des moyens de démodulation; - des troisièmesmoyens de filtrage (13, 14) connectés aux seconds moyens d'élimination de bruit pour permettre le passage à travers eux de signaux situés à l'intérieur d'une bande de fréquences entourant une seconde composante de signal porteur; et - des seconds moyens de démodulation (15, 16) connectés auxdits moyens de filtrage pour réaliser une démodulation du signal de sortie modulé en fré- quence des troisièmes moyens de filtrage.