Brevet FR2608880A1 — publié le 19880624

La présente invention concerne un système d'extraction et de mesure d'amplitude des signaux de synchronisation dans les récepteurs-émetteurs de télévision, en particulier pour les trans- missions par satellite. Dans les systèmes récepteurs-émetteurs de signaux de télévision, en particulier si les signaux sont transmis par satel- lite, iL est nécessaire de procéder aussi bien à l'extraction des signaux de synchronisation qu'à la mesure de leur amplitude. L'extraction des signaux de synchronisation est néces- saire pour la synchronisation des différents circuits qui traitent le signal de télévision (temporisateurs, générateurs de signaux d'étalement, circuit d'accrochage et de verrouillage, circuits pour l'insertion et l'extraction du son qui est superposé aux synchro- nisations). La mesure de l'amplitude des signaux de temporisation est nécessaire pour obtenir des informations concernant le niveau du signal de télévision et pour fournir ainsi d'éventuels signaux d'alarme. Ainsi qu'il est bien connu, un signal de télévision a une valeur crête-crête qui varie avec son contenu d'information: le niveau maximum correspond au blanc, le niveau minimum correspond au noir. Au contraire, la valeur des signaux de synchronisation ne varie pas avec le contenu d'information, mais il varie seulement si le niveau général du signal de télévision varie effectivement. Il en dérive qu'une information correcte sur le niveau du signal de télévision peut être obtenue en mesurant l'amplitude des signaux de synchronisation. Pour réaliser ceci, il est nécessaire d'utiliser un système d'échantillonnage, dans Lequel des intervalles d'échantil- lonnage sont accrochés aux signaux de synchronisation extraits. L'extraction des signaux de synchronisation est normale- ment effectuée à l'aide d'un circuit de verrouillage à diodes, suivi d'un comparateur et d'un temporisateur. La comparaison et exécutée par rapport à une valeur de référence fixe. Ceci entraîne une notable réduction de l'immunité au bruit dans la comparaison, dans Le cas o l'on reçoit un signal de télévision possédant un rapport signal/bruit S/N très bas. c'est le cas pour la réception en provenance de satel- lites, o, avec des stations du type INTELSAT STANDARD B, il est possible que le signal reçu à la fréquence reçue ait un rapport porteuse/bruit C/N très bas, au point d'arriver à proximité du seuil de fonctionnement du système. Dans ces conditions, le rapport signal/bruit S/N est au-dessous des valeurs standards fixées par les normes internationales et le système d'extraction des signaux de synchronisation, en travaillant par comparaison avec une réfé- rence fixe, peut donc commettre des erreurs inadmissibles. En d'autres termes, il n'est pas possible d'utiliser de tels systèmes pour des situations proches de seuil de réception. La mesure de l'amplitude des signaux de synchronisation est à son tour effectuée en général séparément de l'extraction, par simple échantillonnage du niveau de crête (ou de creux) de l'impul- sion de synchronisation, après avoir réglé la référence, donnée par le niveau de suppression (ou niveau maximum à la fin des impul- sions) à la valeur de 0 volt. Cette référence peut toutefois être affectée de dérives thermiques ou dues à la tension d'alimentation, dérives qui peuvent détériorer la correction de la mesure. En outre, le procédé de mesure décrit plus haut n'est pas applicable en présence de S.I.S., c'est-à-dire d'un son superposé aux signaux de synchronisation. En effet, dans un tel cas, le niveau mesuré serait affecté de modulations d'amplitude sous l'effet des modulations dues au canal audio. Le but de la présente invention est donc de réaliser un système d'extraction et de mesure d'amplitude des signaux de syn- chronisation qui soit exempt des inconvénients précités et qui permette en particulier d'obtenir une comparaison optimale en phase d'extraction, aussi bien en présence d'une réduction du niveau du signal de télévision qu'en présence d'une augmentation du bruit. Selon l'invention, ce but est atteint avec un système d'extraction et de mesure de l'amplitude des signaux de synchroni- sation qui comprend un circuit d'extraction et un circuit de mesure 260O8880- d'amplitude, Ledit circuit d'extraction comprenant un circuit de verrouillage, un comparateur et un temporisateur et ledit circuit de mesure d'amplitude comprenant au moins un échantillonneur accroché en fréquence au signal de synchronisation, caractérisé en ce que ledit comparateur est muni d'un niveau de référence qui varie avec l'amplitude du signal de synchronisation, et qui et fourni par le circuit de mesure d'amplitude. Egalement selon l'invention, le circuit de mesure d'amplitude comprend un premier échantillonneur et un deuxième échantillonneur pilotés par le circuit d'extraction de manière à effectuer l'échantillonnage au niveau du creux et, respectivement, au niveau de suppression des signaux de synchronisation de trame, - des moyens étant prévus pour calculer l'amplitude des signaux de synchronisation en formant la différence entre les deux niveaux échantillonnés. L'accrochage du niveau de référence du comparateur du circuit d'extraction à la mesure d'amplitude des signaux de syn- chronisation, qui est effectuée par double échantillonnage des signaux de synchronisation de trame, permet d'obtenir une compa- raison dans des conditions optimales, aussi bien en présence d'une réduction du niveau du signal de télévision qu'en présence d'une augmentation du bruit. Ceci se traduit par une meilleure immunité au bruit introduit par le parcours satellite-récepteur, c'est-à-dire que ceci permet d'opérer dans des conditions de rapport C/N très bas, à proximité du seuil de fonctionnement du récepteur. Ceci signifie que, même dans de telles conditions cri- tiques, il est possible d'avoir des informations correctes d'alarme du signal de télévision et de piloter correctement le circuit d'extraction, de manière à éliminer du signal de télévision le signal de dispersion introduit dans la transmission. Finalement, le système selon l'invention est apte à fonc- tionner même en présence de signaux S.I.S. Ceci est obtenu en retardant avantageusement l'échantillonnage du niveau de creux des signaux de synchronisation de trame, afin d'effectuer la mesure dudit niveau de creux dans une zone exempte des signaux S.I.S. 260888 0 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente le schéma bloc de ladite forme préférée de réalisation du système selon l'invention; les figures 2a à 2f représentent une série de graphiques représentatifs de l'allure des signaux en différents points du système de la figure 1; les figures 3 à 5 montrent des extensions applicables du système de la figure 1. Le système d'extraction et de mesure d'amplitude des signaux de synchronisation qui est illustré et désigné dans son ensemble par la référence numérique 1 sur la figure 1 est composé d'un circuit de mesure d'amplitude 2 et d'un circuit d'extraction 3, interconnectés entre eux et alimentés par le signal de télé- vision TV arrivant d'une borne réceptrice 4, à travers un amplifi- cateur éliminateur de bande 5, qui porte le signal au niveau opti- mal pour Les traitements suivants et élimine de ce signal la sous- porteuse de chrominance(d'une fréquence de 4,43 MHz pour le standard 625 lignes, ou de 3,58 MHz pour le standard à 525 lignes). Le circuit de mesure d'amplitude 2 comprend deux échan- tillonneurs 6 et 7, constitués par des interrupteurs électroniques 8 et 9 munis de condensateurs de maintien 10 et 11. L'échantillon- neur est donc du type échantillonnage et maintien. Les sorties des échantillonneurs 6 et 7 sont respective- ment connectées à l'entrée négative ou inverseuse et à l'entrée positive ou non inverseuse d'un amplificateur différentiel 12 muni d'un intégrateur de sortie 13 formé d'une résistance 14 et d'un condensateur 13 en parallèle entre eux vers la masse. Le signal de sortie A constitue la mesure de l'amplitude des signaux de synchronisation et il est fourni sur une borne de sortie 16. Le circuit d'extraction 3 comprend à son tour un circuit de verrouillage 17 formé d'un condensateur 18 et d'une diode 19 connectés en série. Aux bornes de la diode 19, qui est polarisée directement, on trouve une tension Vd qui fixe le creux des impuL- sions de synchronisation à la sortie 20 du circuit d'accrochage 17 à La vaLeur de tension -Vd. Cette valeur sera choisie de manière à être à peu près égale à la moitié du niveau total du signal de télévision. De cette façon, la tension de sortie 5 du circuit d'accrochage 17 oscillera entre les valeurs +Vd et -Vd. La sortie 20 du circuit de verrouillage 17 est connectée à l'entrée négative d'un comparateur 21 dont l'entrée positive est connectée à la sortie de l'amplificateur différentiel 12 via un atténuateur 22. Le signal ainsi prélevé sur le circuit de mesure d'amplitude 2 constitue le seuil de référence R pour le comparateur 21. Si l'on considère le choix effectué pour la tension Vd, ce seuil sera, dans les conditions nominales, à peu près au centre de l'intervalle du signal, c'est-à-dire à peu près égal à 0 V, tandis qu'il montera et descendra avec l'accroissement et la diminution du niveau maximum du signal de synchronisation. Plus précisément, si le signal diminue, Le niveau maximum ou de suppression descend également, tandis que le niveau minimum ou de creux reste fixé à - Vd; dans un tel cas, le niveau de référence R descend lui aussi, mais en se maintenant cependant toujours au centre de l'intervalle d'amplitude du signal. La sortie du comparateur 21 est connectée à une borne 23, sur laquelle apparaissent donc les signaux de synchronisation B convenablement mis en ondes carrées. La sortie du comparateur 21 est connectée en outre à un temporisateur 24, lequel pilote deux multivibrateurs monostables 25 et 26, respectivement affectés à la commande des échantillonneurs 7 et 6 du circuit de mesure d'amplitude 2. Le monostable 25 est actif en coïncidence avec le front montant du signal de sortie du temporisateur 24. Le monostable 26 est à son tour actif en coïncidence avec le front descendant du signal de sortie du temporisateur 24. Ce dernier est finalement choisi de manière que le front descendant de son signal de sortie coincide avec le niveau de creux des impulsions de synchronisation de trame, avec un retard prédéterminé par rapport au début dudit niveau de creux, et de manière que le front montant coincide à son tour avec le niveau de suppression des impulsions de synchroni- sation. Il en dérive le mode de fonctionnement suivant du système représenté sur la figure 1. Pour le décrire, on se référera aux graphiques de la figure 2. Le signal de télévision TV, amplifié et débarrassé de la sous-porteuse de chrominance dans l'amplificateur 5, parvient au circuit d'extraction 3 et au circuit de mesure d'amplitude 2. A chaque impulsion de synchronisation de ligne ou de trame, le circuit de verrouillage à diode 17 fournit à sa sortie le signal S représenté sur le graphique a) de la figure 2, que le com- parateur 21 compare ensuite avec le signal de référence R, en donnant origine au signal carré du graphique b) de la figure 2. Ainsi qu'on l'a déjà dit, le signal de référence varie avec l'amplitude du signal de synchronisation, qui est mesurée par le circuit de mesure 2, de manière que le seuil de fonctionnement du comparateur se maintienne toujours au centre de l'intervalle d'amplitude du signal de synchronisation. On peut ainsi obtenir une comparaison optimale, même avec un rapport S/N très petit. Le signal carré B obtenu à la sortie représente l'impulsion extraite. Le temporisateur 24 retarde sa propre activation d'un temps préfixé T par rapport au front descendant de chaque impul- sion carrée apparaissant à la sortie du comparateur 21, de manière à isoler les signaux de synchronisation de trame (de plus grande durée) des signaux de synchronisation de ligne (de plus faible durée) et de travailler en outre dans une zone des impulsions de trame qui est exempte des signaux dits S.I.S. (son superposé aux synchronisations), localisées dans la partie initiale du niveau de creux des impulsions de synchronisation. La succession d'un signal de synchronisation de ligne SR et d'un signal de synchronisation d'image SQ est illustrée dans le graphique c) de la figure 2, tandis que le signal correspondant apparaissant à la sortie du tem- porisateur 24 est illustré dans le graphique d) de cette même figure 2. Ce dernier signal pilote les deux monostables 25 et 26, dont chacun engendre une impulsion de durée égale à 2,5 micro- secondes, qui sont respectivement en coïncidence avec le front montant et le front descendant du signal arrivant, ainsi qu'on l'a représenté sur les graphiques e) et f) de la figure 2. Le monostable 26 pilote L'échantillonneur 6, qui exécute l'échantillonnage de niveau minimum ou de creux Lm du signal de synchronisation de trame. Le monostable 25 pilote à son tour l'échantillonneur 7, lequel exécute à son tour l'échantillonnage de niveau maximum ou de suppression LM de même signal de synchronisation de trame. Dans le circuit de mesure d'amplitude 2, l'amplificateur différentiel 12 calcule la différence entre les deux valeurs échan- tillonnées en donnant à la sortie le signal A qui est représentatif de l'amplitude du signal de synchronisation, et en corrigeant à chaque fois le niveau de référence R du comparateur 21 du circuit d'extraction 3. Le système fondamental 1 de la figure 1 peut faire l'objet de différentes extensions, ainsi qu'on l'a représenté sur les figures 3 à 5. En particulier, on peut y associer un circuit 31 pour la suppression du signal de dispersion introduit lors de la trans- mission. Ce circuit ajouté comprend un interrupteur de verrouillage 32 commandé par un temporisateur 33, qui reçoit le signal carré obtenu à la sortie du comparateur 21 du circuit extracteur 3 du système de base 1. Le temps est choisi de manière à effectuer l'échantillonnage en coïncidence avec le niveau de palier arrière qui suit le front montant des impulsions de synchronisation de ligne. Un amplificateur 34 est également prévu en cascade avec l'amplificateur d'élimination de bande 5. Afin d'augmenter encore l'immunité au bruit et aux éven- tuels phénomènes d'instabilité de base de temps, même en présence de niveau réduit du signal de télévision, il est d'autre part possible d'associer un circuit qui effectue une deuxième comparai- son, toujours avec une référence mobile, c'est-à-dire une référence automatiquement accrochée au niveau des signaux de synchronisation. Ledit circuit ajouté est illustré et désigné par 41 sur la figure 4, et il comprend un comparateur 42, un temporisateur 43 et un atténuateur 44, lequel reçoit le signal de mesure d'amplitude A produit par le circuit de mesure 2 du système fondamental 1. Le circuit 41 est exempt des problèmes liés aux dérives de la diode 19 et il peut donc permettre d'obtenir dans certains cas des extractions de signaux de synchronisation (signal C) encore meilleures que celles qu'on peut obtenir avec le système fonda- mental 1. Finalement, ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 5, on peut prévoir la combinaison des circuits 1, 31 et 41, dont le dernier pilote un interrupteur de verrouillage 45 placé en dériva- tion par rapport à une ligne de transmission du signal de télé- vision qui se branche sur la borne réceptrice 4 grâce à un circuit de dérivation 46 qui comprend deux amplificateurs 47 et 48. Dans ce dernier cas, le circuit 1 est un circuit de base d'extraction et de mesure des signaux de synchronisation, le circuit 31 réalise l'accrochage en coïncidence avec le niveau de palier arrière pour obtenir une première suppression du signal de dispersion ou d'étalement et le circuit 41 réalise la suppression du signal de dispersion grâce à un autre circuit de verrouillage, et effectue une deuxième comparaison à référence mobile. Bien entendu, diverses modifications pourront être appor- tées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit à titre d'exemple sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système d'extraction et de mesure d'amplitude des signaux de synchronisation dans les récepteurs-émetteurs de télévision, comprenant un circuit d'extraction (3) et un circuit de mesure d'amplitude (2), ledit circuit d'extraction (3) comprenant un circuit de verrouillage (17), un comparateur (21) et un temporisa- teur (24) et ledit circuit de mesure d'amplitude (2) comprenant au moins un échantillonneur (6, 7) accroché en fréquence au signal de synchronisation, caractérisé en ce que ledit comparateur (21) est muni d'un niveau de référence (R) qui varie avec l'amplitude du signal de synchronisation, fourni par le circuit de mesure d'amplitude (2). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de mesure d'amplitude (2) comprend un premier et un deuxième échantillonneur (6, 7) pilotés par le circuit d'extraction (3) de manière à effectuer respectivement l'échantiltonnage des impulsions de synchronisation de trame pour le niveau de creux et, respectivement, pour le niveau de suppression, des moyens (12) étant prévus pour calculer l'amplitude des impulsions de synchroni- sation en formant la différence entre les deux niveaux échantil- lonnés. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens (12) destinés à calculer l'amplitude sont cons- titués par un amplificateur différentiel (12) possédant des entrées qui sont connectées aux sorties desdits échantiltonneurs (6, 7). 4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits échantillonneurs (6, 7) sont du type échantillonnage et maintien. 5. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit niveau de référence (R) du comparateur (21) du circuit d'extraction (3) est fourni par la sortie dudit amplificateur différentiel (12). 6. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit temporisateur (24) du système d'extraction (3) pilote, en succession dans le temps, un premier et un deuxième multivibrateur 260888 0 monostable (26, 25) qui sont respectivement affectés à la commande du premier et du deuxième échantillonneur du circuit de mesure d'amplitude (2), ledit temporisateur (24) étant choisi de manière à activer ledit premier multivibrateur (26) en coïncidence avec le niveau de creux des impulsions de synchronisation de trame et ledit deuxième multivibrateur (25) en coïncidence avec le niveau de sup- pression des impulsions de synchronisation de trame. 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit temporisateur (24) est choisi de manière à activer ledit premier multivibrateur (26) avec un retard de temps prédéterminé par rapport au front descendant de l'impulsion de synchronisation de trame. 8. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie dudit comparateur (21) du circuit d'extraction (3) est adaptée pour piloter un circuit (31) destiné à la suppression du signal de dispersion qui est introduit lors de la transmission, ledit circuit de suppression (31) comprenant un interrupteur de verrouillage (32) commandé par ladite sortie du comparateur (21) par l'intermédiaire d'un temporisateur (33). 9. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie dudit circuit de mesure d'amplitude est utilisée comme niveau de référence variable pour un comparateur (42) appartenant à un autre circuit extracteur (41) qui travaille en parallèle avec ledit circuit d'extraction (3). 10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que la sortie dudit autre circuit extracteur (41) pilote un autre interrupteur de verrouillage (45) placé en dérivation par rapport à une ligne de transmission du signal de télévision.