Brevet FR2610152A1 — publié le 19880729

La présente invention concerne de façon générale un circuit de modulation en fréquence et, plus spécialement, un circuit conçu pour être utilisé dans un magnétoscope qui enregistre magnétiquement des signaux vidéo. Dans Les magnétoscopes connus à ce jour dans la technique, un signal vidéo ou un signal de luminance extrait de ce dernier est enregistré magnétiquement par modulation en fré- quence. Comme représenté sur la figure 1, un signal vidéo SV est fourni à un circuit 2 de séparation de signal de synchronisa- tion, lequel produit ensuite un signal de déclenchement SP1 qui monte à un instant prédéterminé. En réponse à l'impulsion de déclenchement SP1, un circuit de verrouillage 3 verrouille le signal vidéo SV de telle manière que son niveau de top de synchronisation devienne égal à un niveau de signal prédéterminé. Un circuit de préaccentuation 4 accentue une com- posante de gamme haute du signal vidéo SV1 délivré par le circuit de verrouillage 3, afin d'empêcher la détérioration du rapport signal-bruit du signal vidéo dans un mode de reproduction d'enre- gistrement. Et un signal SV2 produit avec surmodulation et sous- modulation en résultat de cette accentuation est délivré via un circuit 5 de séparation de blanc et un circuit 6 de séparation de noir à un circuit de modulation 7. Le circuit de séparation de blanc 5 et le circuit de séparation de noir 7 servent à séparer respectivement le signal vidéo SV2 à des niveaux de signal blanc et noir prédéter- minés de façon qu'un signal modulé en fréquence SFV obtenu via le circuit de modulation 7 ne puisse pas être surmodulé du fait de la surmodulation et de la sous-modulation du signal vidéo SV2 au-deLà des niveaux de signal voulus. Ainsi, le signal vidéo SFV modulé à une fréquence prédéterminée peut être obtenu via le circuit de modulation 7, puis est délivré via un circuit d'amplification à une tête magné- tique, si bien que le signal vidéo peut être enregistré sur une bande magnétique. 261015 2 Toutefois, dans le magnétoscope du type mentionné, le niveau du signal reproduit s'abaisse avec l'augmentation de la fréquence magnétiquement enregistrée, si bien que la fréquence porteuse du signal vidéo modulé en fréquence SFV doit être réglée à une basse valeur de fréquence voisine de la bande de fréquence du signal vidéo de prémodulation SV2. Ainsi, dans le circuit de démodulation, comme représenté sur les figures 2 et 3, le signal vidéo modulé en fréquence SFV qui est modulé par une fréquence porteuse prédé- terminée fm et obtenu via la tête magnétique est doublé afin de produire un signal vidéo modulé en fréquence SFV2 modulé par une fréquence porteuse double 2fm. Et, à partir du signal de somme de ce signal vidéo SFV2 et d'un signal vidéo démodulé SFV3, ce dernier signal SV3, seul, est extrait via le circuit de filtre passe-bas, si bien que le signal vidéo modulé en fréquence SFV n'est pas mélangé avec le signal video démodulé SV3. Dans le magnétoscope du type ci-dessus, il existe toutefois un problème tel que, lorsqu'on élargit la bande du signal vidéo SV à enregistrer dans le but d'améliorer la qualité de l'image reproduite, comme représenté sur la figure 4, la bande du signal vidéo démodulé SV4 devient aussi plus large pour finalement conduire à l'inconvénient selon lequel la gamme haute du signal vidéo SV4 se chevauche avec la gamme basse du signal vidéo SFV2 modulé par la fréquence porteuse double 2fm. En raison de ce chevauchement mutuel des bandes, il devient difficile d'obtenir une séparation complète en le signal vidéo SV4 et le signal vidéo modulé en fréquence SFV2 et, par conséquent, la composante de bande latérale du signal vidéo SFV2 est partiellement mélangée avec le signal vidéo SV4 obtenu via le circuit de filtre passe-bas. Inversement, dans la modulation d'un signal vidéo SV5, o une impulsion 2T inverse, désignée par P2, d'un niveau de signal variant de la manière inverse se superpose à une impul- sion 2T, désignée par P1, dont le niveau de demi-amplitude corres- pond à une durée de 2Tcomme représenté sur la figure 5, l'impul- sion 2T inverse possède une fréquence de 5 MHz environ, qui est extrêmement proche de La fréquence porteuse de modulation. Toute- fois, dans le signal vidéo démodulé SV4 qui est représenté sur les vues agrandies de la figure 6, il se produit des variations des durées d'impulsion T1, T2 et T3 de l'impulsion 2T inverse P2 (parties (A), (B) et (C) de la figure 6), en fonction de la phase du signal vidéo modulé en fréquence SFV par rapport à l'impulsion 2T inverse P2, si bien que les instants de montée et de descente de l'impulsion 2T inverse P2 varient également. Dans le cas o la composante de fréquence du signal vidéo est extrêmement différente de la fréquence porteuse de modulation, il existe de nombreuses ondes porteuses pour chaque impulsion du signal vidéo, si bien que, maigré un léger écart de phase, le signal vidéo peut être reproduit avec une haute fidélité par modulation en fréquence. Toutefois, dans l'exemple ci-dessus, o le signal vidéo possède une durée d'impulsion extrêmement étroite, comme l'impulsion 2T inverse, le nombre des ondes por- teuses par impulsion est si petit que même un léger écart de phase amène une détérioration nette de la reproductibilité du signal vidéo original. Si les instants de montée et de descente varient en fonction de la phase du signal vidéo modulé en fréquence SFV dans le cas, donné à titre d'exemple, d'une image reproduite o une ligne verticale noire est affichée sur un arrière-fond blanc, cela signifie que les positions d'affichage horizontales des parties de montée et de descente de cette ligne verticale sombre varient en fonction de la phase du signal vidéo modulé en fré- quence SFV. Ainsi, lorsque la phase du signal varie pour chaque ligne de l'image affichée, la position du bord de la ligne verti- cale varie également en fonction de cette variation de phase. Par conséquent, si la variation apparaissant pour chaque ligne change périodiquement en synchronisme avec l'affi- chage de chaque trame, ceci amène une distorsion de l'affichage, la ligne verticale sombre devenant plus épaisse ou plus mince. Au contraire, si la variation de phase pour chaque ligne n'arrive pas à être synchrone avec l'affichage de chaque trame, la partie rendue plus épaisse ou plus mince en correspondance avec l'erreur 2610 1 5 2 de synchronisme se décale vers Le haut ou vers Le bas de manière à induire un effet de moirage sur L'écran d'affichage. En pratique, La fréquence porteuse possède toujours une Légère dérive dans Le circuit de modulation 7, et l'apparition de cet effet de moirage est inévitable dans l'image visualisée si la bande du signal vidéo SV4 est large. Ainsi, il a jusqu'ici existé un problème constitué par le fait que la détérioration provoquée dans la qualité de l'image reproduite par cet effet de moirage entraîne un plus grand inconvénient en comparaison de l'amélioration apportée à la qualité de l'image reproduite par l'élargissement de la bande du signal vidéo SV. Pour résoudre le problème mentionné, il peut être conçu un procédé qui fixe des niveaux bas pour limiter respecti- vement les signaux blanc et noir dans'le circuit 5 de séparation de blanc et le circuit 6 de séparation de noir, de manière à ne pas élargir la bande latérale du signal vidéo modulé en fréquence SFV. Dans ce cas, la bande latérale du signal vidéo modulé en fréquence SFV2 obtenu par doublage de la fréquence de modulation devient également plus étroite, de manière correspon- dante, si bien que la composante de bande latérale qui se mélange avec le signal vidéo démodulé SV4 peut être diminuée. Dans le même temps, si l'amplitude du signal vidéo prédéterminé SV2 est limitée par l'abaissement des niveaux de signal respectifs des circuits de séparation du blanc et du noir, il apparaît un autre problème, du fait qu'une distorsion des formes d'onde est induite dans le signal vidéo obtenu par la désaccentuation du signal vidéo démodulé SV4. Il peut être imaginé un autre procédé, qui augmente la fréquence porteuse de modulation fm pour écarter la possibilité d'un chevauchement entre la bande du signal vidéo doublé SFV2 et le signal vidéo démodulé SV4. Mais certaines difficultés existent encore dans l'application pratique, puisque le rapport signal-bruit dans la gamme haute du signal reproduit se détériore avec l'augmentation de la fréquence porteuse fm. 2610 1 5 2 C'est donc un but de l'invention de fourrir un circuit de modulation en fréquence perfectionné qui est destir. a être utilisé dans un magnétoscope. Un autre but de l'invention est de fournir un circuit de modulation en fréquence dont le signal de sortie est enregistré, reproduit et démodulé sans qu'il se produise aucun effect de moirage dans l'image reproduite. Et un autre but de l'invention est de fournir un circuit de modulation en fréquence dans lequel la largeur de bande d'un signal vidéo d'entrée peut être choisie large. Selon un aspect de l'invention, le circuit de modu- lation comprend un appareil de séparation de signal de synchroni- sation servant à séparer un signal de synchronisation d'un signal vidéo d'entrée, un circuit générateur d'impulsion d'échantillon- nage servant à produire une impulsion d'échantillonnage en relation avec le signal de synchronisation, un circuit de modulation servant à produire un signal modulé en fréquence à partir du signal vidéo d'entrée, et un circuit de détection servant à détecter la phase du signal modulé en fréquence à l'instant de l'impulsion d'échan- tillonnage. Le niveau du signal d'entrée est corrigé en fonction du résultat de la détection obtenue à partir du circuit de détec- tion, si bien que la phase du signal modulé en fréquence est verrouillée sur une phase prédéterminée à l'instant de l'impulsion d'échantillonnage. Puisque la phase du signal modulé en fréquence est verrouillée sur une phase prédéterminée à l'instant de chaque impulsion d'échantillonnage se répétant en synchronisme avec le signal de synchronisation, il devient possible de minimiser la dérive de la fréquence porteuse dans le signal modulé en fréquence. Même si on élargit la bande du signal d'entrée pour réaliser la fonction ci-dessus, on peut empêcher l'apparition de tout effet de moirage du fait de la minimisation de la dérive de la fréquence porteuse. La description suivante, conçue à titre d'illus- tration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: 2610 1 5 2 la figure 1 est un schéma de principe d'un circuit de modulation en fréquence selon la technique antérieure; les figures 2, 3 et 4 représentent graphiquerent oes courbes caractéristiques servant à expliquer le fonctionne- ment du circuit classique de la figure 1; les figures 5 et 6 montrent des formes d'onde de signaux permettant d'expliquer le fonctionnement du circuit classique de la figure 1; la figure 7 est un schéma de principe d'un circuit de modulation en fréquence constituant un mode de réalisation de la présente invention; et les figures 8 et 9 montrent des formes d'onde de signaux permettant d'expliquer le fonctionnement du mode de réali- sation de la figure 7. Sur la figure 7, o les composants correspondant à ceux présentés sur la figure 1 sont désignés par des numéros de référence et des symboles identiques, un circuit 8 de sépara- tion de signal de synchronisation délivre une impulsion de déclen- chement SP1 à un circuit de verrouillage 3 tout en délivrant à un multivibrateur monostable 9 un signal de synchronisation SYNC (partie (B) de la figure 8) qui est séparé d'un signal vidéo SV5 (partie (A) de la figure 8), ainsi que cela est présenté sur la figure 8. Le multivibrateur monostable 9 produit une impul- sion de cadencement SP2 (partie (C) de la figure 8) dont le niveau logique monte à l'instant de la retombée du signal de synchroni- sation SYNC et retombe lui-même à un instant prédéterminé pendant la durée du niveau logique bas, appelé niveau "L", du signal de synchronisation SYNC. En réponse à l'impulsion de cadencement SP2, un autre multivibrateur monostable 10 délivre à un circuit d'échan- tillonnage et de maintien 11 une impulsion d'échantillonnage SP3 (partie (D) de la figure 8), qui possède une durée d'impulsion T5 (de l'ordre de 10 ns) et qui monte à l'instant de la retombée de l'impulsion de cadencement SP2 (c'est-à-dire que son niveau logique s'élève pendant la partie de top de synchronisation d'un 261015 2 niveau logique "L" du signal de synchronisation horizontale SYNC). Ainsi, les multivibrateurs monostables 9 et 10 constituent un circuit générateur d'impulsion d'échantillonnage qui produit une impulsion d'échantillonnage SP3 en relation avec Le signal de synchronisation SYNC. Comme représenté sur le diagramme de formes d'onde agrandi de la figure 9, qui montre la durée de montée T5 de l'impulsion d'échantillonnage SP3 de la figure 8 et une durée T6 antérieure et postérieure à celle-ci, le circuit d'échantillon- nage et de maintien 11 reçoit via un circuit 12 générateur d'onde trapézoîdale un signal d'onde trapézoîdale STR qui monte, avec une constante de temps prédéterminée, à partir de l'instant de montée du signal vidéo modulé en fréquence SFV1 (partie (A) de la figure 9) et retombe à l'instant de retombée du signal vidéo SFV1, le circuit d'échantillonnage et de maintien 11 échantillonnant et maintenant la tension VS du signal d'onde trapézoidale STR à l'instant de montée de l'impulsion d'échantillonnage SP3 (partie (C) de la figure 9). Ainsi, la phase du signal vidéo modulé en fréquence SFV1 peut être détectée à l'instant de montée de l'impulsion d'échantillonnage SP3 via le circuit d'échantillonnage et de main- tien 11. Puisque l'instant de montée de l'impulsion d'échan- tillonnage SP3 est réglé de façon à se trouver pendant le niveau logique "L" du signal de synchronisation SYNC, la phase du signal modulé en fréquence SFV1 pendant la partie de top de synchronisa- tion du signal vidéo SV4 peut être détectée en relation avec le signal de détection SD obtenu du circuit d'échantillonnage et de maintien 11. Un circuit d'intégration 13 intègre le signal de détection SD et déLivre la tension continue résultante VD à un circuit additionneur 14 afin d'additionner cette tension au signal vidéo préaccentué SV2. Par conséquent, la phase du signal vidéo SFV1 obtenu via le circuit de modulation en fréquence 7 est détectée 261015 2 à l'instant de montée prédéterminé de l'impulsion d'échantillonnage SP3 pour chaque ligne de l'image visualisée, et la phase du signal modulé en fréquence SFV1 pendant la partie de top de synchronisa- tion est verrouillée sur une phase prédéterminée en relation avec le résultat de cette détection. Si la phase existant pendant la partie de top de synchronisation est verrouillée pour chaque ligne, il est possible, dans le circuit de modulation 7, de maintenir la dérive de la fréquence porteuse dans les limites d'une valeur suffisamment petite du point de vue pratique pendant la durée de chaque ligne. Ainsi, même dans le cas o la bande du signal vidéo SV4 est choisie large et o la composante de bande latérale du signal vidéo modulé en fréquence SFV2,modulé par la fréquence porteuse double 2fnest mélangée avec le signal vidéo démodulé SV4, il est toujours possible d'empêcher, dans un signal vidéo associé à une ligne verticale sombre affichée sur un fond blanc par exemple, la variation de la phase de la fréquence porteuse pour chaque ligne,qui pourrait sinon être induite aux instants de montée et de retombée de la ligne verticale sombre. Puisque la phase de la fréquence porteuse aux instants de montée et de retombée de la ligne verticale sombre peut être verrouillée sur une phase prédéterminée, les positions d'affichage horizontales des parties de montée et de retombée de la ligne verticale sombre peuvent être verrouillées sur des positions prédéterminées dans l'image reproduite. Ainsi, on peut réaliser un circuit de modulation en fréquence perfectionné ayant une structure simplifiée, qui est en mesure d'empêcher l'apparition de tout effet de moirage même si la bande du signal vidéo est choisie large et est en outre en mesure d'éviter un affichage non satisfaisant o cette ligne verticale sombre devient plus épaisse ou plus mince. Selon le mode de réalisation ci-dessus mentionné, il est possible d'empêcher, dans l'enregistrement d'un signal vidéo à large bande modulé en fréquence, l'apparition de tout effet de moirage dans l'image reproduite ainsi que d'empêcher l'affichage non satisfaisant d'une partie bord dans une Licne verticale sombre ou un élément analogue. Alors que la description ci-dessus donnée relative au mode de réalisation se rapporte au cas, donné a titre d'exe-iLe, de la délivrance d'une impulsion d'échantillonnage à un instant prédéterminé, l'invention ne se limite pas à ce seul exemple et peut être modifiée de manière à faire varier la constante de temps du multivibrateur monostable 9. Dans ce cas, on peut régler le temps de montée de l'impulsion d'échantillonnage sur tout instant voulu. Dans cette variante, se rapportant à un signal vidéo démodulé par exemple, on peut obtenir une impulsion 2T inverse d'une forme d'onde de signal voulue pendant la durée comprise entre les parties (A) et (C) de la figure 6 conformément à l'instant de montée de l'impulsion d'échantillonnage. Ainsi, la forme d'onde du signal, en une position voulue de l'image affichée, peut être corrigée par ajustement de l'instant de montée de l'impulsion d'échantillonnage. En plus du mode de réalisation ci-dessus présenté, o la phase du signal modulé en fréquence SFV1 pendant la partie de top de synchronisation est verrouillée sur une phase prédéter- minée, il est possible de modifier la structure de façon que la phase du signal modulé en fréquence pendant un palier avant ou un palier arrière du signal de synchronisation contenu dans le signal vidéo soit verrouillée sur une phase prédéterminée. En substance, ce qui est nécessaire est de verrouiller la phase du signal modulé en fréquence pendant la durée pendant laquelle un niveau de signal fixe est obtenu à répétition dans le signal d'entrée à un instant prédéterminé. Alors que la description vient d'être donnée ci- dessus de la modulation en fréquence d'un signal vidéo sur la base de l'invention, on comprendra que l'invention ne se limite pas à ce seul mode de réalisation et peut également être appliquée à certains autres circuits de modulation en fréquence d'un magné- toscope, o, par exemple, un signal de chrominance converti en 2610 1 5 2 une bande de fréquence inférieure est enregistré en même temps qu'un signal de luminance modulé en fréquence. Ainsi, dans le circuit de modulation en fréquence selon l'invention, o la phase d'un signal modulé en fréquence est verrouillée sur une phase prédéterminée à un instant prédéter- miné, on peut empêcher tout effet de moirage de se produire dans l'image affichée malgré la modulation d'un signal d'entrée à bande large. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du circuit dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses autres variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Circuit de modulation en fréquence destiné à etre utilisé dans un magnétoscope, caractérisé en ce qu'il comprend: une borne d'entrée recevant un signal (SV5) d enregistrer; un circuit de verrouillage (3, 4) servant à verrouil- ler une partie prédéterminée dudit signal vidéo sur un niveau de référence; un circuit de séparation de signal de synchronisa- tion (8) servant à séparer un signal de synchronisation horizon- tale (SYNC) dudit signal vidéo; un circuit générateur d'impulsion d'échantillonnage (9, 10) servant à produire une impulsion d'échantillonnage (SP3) en relation avec ledit signal de synchronisation horizontale; un circuit de modulation (7) servant à moduler la fréquence d'un signal porteur à l'aide du signal de sortie dudit circuit de verrouillage et à ainsi produire un signal modulé en fréquence (SFV1); un circuit de détection (11, 12, 13) servant à détecter la phase dudit signal modulé en fréquence à l'instant de ladite impulsion d'échantillonnage; et un moyen de correction (14) servant à corriger le niveau du signal de sortie (SV2) dudit circuit de verrouillage à l'aide du signal de sortie (VD) dudit circuit de détection de façon que la phase dudit signal modulé en fréquence à l'instant de ladite impulsion d'échantillonnage soit stabilisée. 2. Circuit de modulation en fréquence selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de détection comporte un circuit (12) générateur de signal à onde trapézodale, recevant ledit signal moduLé en fréquence et produisant un signal à onde trapézoldale (STR), et un circuit d'échantillonnage et de maintien (11, 13) servant à échantillonner ledit signal à onde trapézoîdale à l'aide de ladite impulsion d'échantillonnage et à produire un signal de sortie détecté (VD). 3. Circuit de modulation en fréquence selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que Ledit moyen de correction com- porte un additionneur (14) servant à additionner le signal de sortie (SV2) dudit circuit de verrouillage et le signal de sortie détecté (VD) dudit circuit de détection. 4. Circuit de modulation en fréquence selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ledit circuit de verrouillage verrouille la partie de top de synchronisation dudit signal vidéo sur ledit niveau de référence. 5. Circuit de modulation en fréquence selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que Ladite impulsion d'échantillon- nage est produite dans les limites de la partie de top de synchro- nisation. 6. Circuit de modulation en fréquence selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que ledit circuit générateur d'imput- sion d'échantillonnage comporte un multivibrateur monostable (9, ) déclenché par ledit signal de synchronisation horizontale.