Brevet FR2618032A1 — publié le 19890113

CIRCUIT FILTRE CLOCHE ET CONTRE-CLOCHE La présente invention concerne un circuit filtre cloche et contre-cloche et, plus précisément, comprenant un unité résonateur qui possède les deux caractéristiques de filtre cloche et contre-cloche. Les figures 1A et 1B sont des schémas-blocs montrant des circuits de traitement de la sous-porteuse de chrominance de la technique antérieure, utilisés pour enregistrer des signaux sur un support d'enregistrement magnétique ou reproduire -de tels signaux lus sur un tel support dans le système SECAM (séquenciel couleur à mémoire).Plus précisément, sur la figure 1A, on fait passer une sous-porteuse de chrominance introduite en entrée à travers un filtre contre-cloche 11 pour améliorer le rapport signal-bruit (S/N) du signal de chrominance, en particulier, lorsque la luminosité et le chroma (la saturation) sont élevés, en supprimant le niveau du signal de part et d'autre de la fréquence sous-porteuse de chrominance f0 et ce signal est ensuite traité à travers un circuit de traitement de signaux à enregistrer 12 avant d'être enregistré sur une bande magnétique, par l'intermédiaire d'un enregistreur magnétique 13.D'un autre côté, sur la figure 1B, une sous-porteuse de chrominance reproduite est traitée par un circuit de traitement de signaux reproduits 14 et ensuite, passée à travers un filtre cloche 15 pour compenser le signal supprimé avant qutil ne soit sorti en qualité de sousporteuse de chrominance. Les caractéristiques de fréquence exemplaires du filtre contre-cloche sont indiquées sur les figures 2A tandis que celles du filtre cloche sont représentées sur la figure 2B. La fonction transfert Çl du filtre cloche représentée sur la figure. 2B et la fonction transfert G2 du filtre contre-cloche représentée sur la figure 2A peuvent être exprimées comme suit. l+jl6x G1- 1+j1,26x C= l+jl,26x 2 l+jl6x ff, f f0 x = f0 f où f0 désigne la fréquence de résonance et f désigne la fréquence de la source. La figure 3 est un exemple de circuits filtres cloche et contre-cloche de la technique antérieure, destinés à traiter la sous-porteuse de chrominance comme on l'a décrit plus haut. Dans ce circuit, lorsqu'un interrupteur 20 est mis sur la position inactive, ce circuit travaille en filtre contre-cloche, c'est-à-dire qu'un résonateur 22 répond à un signal fourni par une source de signaux 15 à travers une résistance R10. Un signal traité par la caractéristique du filtre contre-cloche est sorti à travers une borne de sortie 19 d'un amplificateur 17. Lorsque l'interrupteur 20 est mis sur position active, ce circuit travaille en filtre cloche, c'est-à-dire que le résonateur 22 travaille en coopération avec un circuit correcteur de phase 21 connecté en parallèle avec le résonateur 22. Ce circuit correcteur de phase 21 corrige la différence de phase entre deux points a et b représentés sur la figure 3. De façon plus détaillée, le signal au point a est en phase avec le signal source à la fréquence de résonance f0 mais hors de phase avec le signal source aux fréquences autres que 0. Les caractéristiques de fréquence du filtre cloche ne correspondent donc pas correctement aux caractéristiques de fréquence inversées du filtre contre-cloche.Pour résoudre ce problème, on met l'interrupteur 20 en position active pour le fonctionnement en filtre cloche afin de faire corriger la phase du signal au point a par le circuit correcteur de phase 21 qui comprend le condensateur C5 et la résistance R10 connectés en parallèle. En fonctionnement, le résonateur 22 travaille de la même façon que dans le filtre contre-cloche sur un signal fourni par la source de signaux 15, à travers la résistance R9. Une tension au point a qui est obtenue sur le résonateur 22 et sur le circuit correcteur de phase 21 est soustraite d'une tension au point b (aux bornes d'une résistance R8) qui est transmise en provenance de la source de signaux 15 à travers une résistance R7 par un amplificateur opérationnel 16.Le signal soustrait est sorti par la borne de sortie 18 de l'amplificateur opérationnel 16 sous la forme d'un signal qui est traité par la caractéristique de filtre cloche. Toutefois, dans le circuit filtre cloche de la technique antérieure, il se pose certains problèmes. Les problèmes de base sont les suivants : lorsque le circuit travaille en circuit filtre cloche, étant donné que la tension au point a est soustraite de la tension au point b, l'existence d'un rapport entre les deux niveaux de signaux de tension aux points a et b exerce une influence sur les caractéristiques du filtre. En particulier, à la fréquence de résonance à laquelle les deux niveaux de signaux concordent, étant donné que l'écart de niveau qui se manifeste dans le niveau du signal de sortie sous lteffet de l'écart de niveau existant dans le signal d'entrée croît, il se pose un problème en ce sens que la sélectivité Q des caractéristiques des filtres varie.En outre, la fréquence de résonance f0 et la sélectivité Q du résonateur sont envoyées au circuit correcteur de phase 21 pour corriger les différences de phase entre le signal- d'entrée et le signal d'entrée qui a traversé le résonateur. Comme on l'a décrit plus haut, dans le circuit filtre cloche et contre-cloche de la technique antérieure, il existe des inconvénients en ce sens que la différence de caractéristiques de filtre entre le filtre cloche et le filtre contre-cloche se traduit par l'apparition d'une distorsion de phase dans le signal FM, c'est-à-dire dans la sous-porteuse de chrominance SECAM. Le principal but de la présente invention est de réaliser un circuit filtre cloche et contre-cloche possédant un résonateur commun pour donner à la fois des caractéristiques de filtre cloche et contre-cloche sans exiger d'opération de soustraction ou de correction de phase. Pour atteindre le but mentionné plus haut, la présente invention a pour objet Un circuit filtre cloche et contre-cloche caractérisé par a) des moyens formant bornes destinés à recevoir un signal d'entrée qui leur est transmis b) un amplificateur à intensité de sortie constante connecté aux moyens formant bornes et servant à amplifier le signal d'entrée c) un amplificateur à tension de sortie constante connecté aux moyens formant bornes en parallèle avec ledit amplificateur à intensité de sortie constante, pour amplifier le signal d'entrée d) un résonateur connecté en série avec des moyens d'impédance de charge, une extrémité desdits moyens d'impédance étant connectée à un potentiel de référence e) des moyens de commutation servant à connecter sélectivement ledit. résonateur audit amplificateur à intensité de sortie constante et audit amplificateur à tension de sortie constante f) une première borne de sortie connectée auxdits moyens de commutation et audit résonateur g) une deuxième borne de sortie connectée à un noeud entre ledit résonateur et lesdits moyens d'impédance de charge h) ledit circuit filtre cloche et contre-cloche jouant le rôle d'un premier filtre lorsque lesdits moyens de commutation sélectionnent ledit amplificateur à sortie à intensité de sortie constante et qu'un signal de sortie est pris sur ladite première borne de sortie, et jouant le rôle d'un deuxième filtre lorsque lesdits moyens de commutation sélectionnent ledit amplificateur à tension de sortie constante et que le signal de sortie est pris sur ladite deuxième borne de sortie ; et i) la caractéristique fréquence-amplitude dudit deuxième filtre étant inverse de celle dudit premier filtre. Etant donné qu'il n'y est pas incorporé de circuit de soustraction ni de circuit correcteur de phase, il est possible d'éliminer la variance des caractéristiques des filtres, en améliorant ainsi la fiabilité du circuit filtre cloche et contre-cloche. Les caractéristiques et avantages du circuit filtre cloche et contre-cloche selon la présente invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, prise en combinaison avec les dessins annexés sur lesquels La figure 1A est un schéma-bloc montrant un circuit destiné à traiter une sous-porteuse de chrominance introduite en entrée de façon quelle soit enregistrée sur une bande magnétique dans le système SECAM ;; La figure 1B est un schéma-bloc montrant un circuit destiné à traiter une sous-porteuse de chrominance reproduite de manière qu'elle soit émise en qualité de sous-porteuse de chrominance dans le système-SECAM La figure 2A est une représentation graphique montrant les caractéristiques de fréquence d'un filtre contre-cloche La figure 2B est une représentation graphique montrant les caractéristiques de fréquence d'un filtre cloche La figure 3 est un schéma de circuit montrant un circuit filtre cloche et contre-cloche de la technique antérieure La figure 4 est un schéma de circuit montrant une forme de réalisation du circuit filtre cloche et contrecloche selon la présente invention La figure 5A est un schéma de circuit montrant un résonateur parallèle incorporé dans le circuit de la présente invention La figure 5B est un circuit montrant un résonateur série incorporé dans le circuit de la présente invention et La figure 6 est un schéma de circuit représentant une configuration pratique de circuit selon une forme de réalisation de la présente invention. On se réfèrera à présent à la figure 4 qui représente un schéma-bloc de principe de la présente invention, et qui montre une borne 10, un amplificateur à intensité de sortie constante 2, un amplificateur à tension de sortie constante 3, un premier élément de commutation 4, un deuxième élément de commutation 5, un résonateur 6 et une résistance 7. Par ailleurs, la référence 1 désigne une source de signaux, 8 désigne une première borne de sortie, et 9 désigne une deuxième borne de sortie. Dans le cas du système SECAM, la source de signaux 1 est une source de sous-porteuse de chrominance. La sortie de l'amplificateur à intensité de sortie constante 2 est connectée au premier élément. de commutation 4 et la sortie de l'amplificateur à tension de sortie constante 3 est connectée au deuxième élément de commutation 5. Les amplificateurs à intensité constante et à tension constante 2 et 3 sont connectés en parallèle entre eux. La source de signaux 1 est connectée à la borne d'entrée de ces deux amplificateurs 2 et 3 à travers la borne 10. Un point de jonction A des deux éléments de commutation 4 et 5 est connecté, d'une part, directement à la première borne de sortie 8 et, d'autre part, indirectement à la deuxième borne de sortie 9 à travers le résonateur 6. En outre, la résistance 7 est connectée entre la deuxième borne de sortie 9 et la masse. Lorsque le premier élément de commutation 4 est mis en position active et que le deuxième élément de commutation 5 est mis en position inactive, le résonateur 6 est actionné par le signal de sortie de l'amplificateur à intensité de sortie constante 2 et un signal de sortie traité par la première caractéristique de filtre peut être obtenu à travers la première borne de sortie 8. Lorsque le premier élément de commutation est mis en position inactive et que le deuxième élément de commutation 5 est mis en position active, le résonateur 6 est attaqué par le signal de sortie de l'amplificateur à tension de sortie constante 3 et on peut obtenir à travers la deuxième borne de sortie 9 un autre signal de sortie traité par la deuxième caractéristique de filtre. L'amplificateur à intensité de sortie constante 2 émet un signal de sortie dont l'intensité est le produit de gm (transconductance) et d'une tension de signal d'entrée tandis que l'amplificateur à tension de sortie constante 3 émet un signal de sortie dont la tension est le produit de k (amplification de tension) et de la tension du signal d'entrée. En outre, l'impédance de sortie de l'amplificateur à intensité de sortie constante 2 est déterminée de façon à être nettement élevée, tandis que l'impédance de sortie de l'amplificateur à tension de sortie constante 3 est déterminée de façon à être sensiblement basse, pour réhausser le rendement de la transmission des signaux. Ici, la fonction transfert GA du signal de sortie émis par la première borne de sortie 8 et celle GB, du signal de sortie émis par la deuxième borne de sortie 9 peuvent être exprimées comme suit GA = gm (Z + R) GB = kR/(z + R) où R désigne l'impédance -de la résistance 7, qui sert d'impédance de charge et Z désigne l'impédance du résonateur 6. Les formules ci-dessus indiquent que GA et G3 ont des caractéristiques de transfert inverses l'une de l'autre et elles indiquent également que ces fonctions sont indépendantes de la fréquence, puisque gm (transconductance) et k (amplification de tension) sont des constantes et ne sont pas sensibles aux fréquences. Lorsqu'un résonateur parallèle 6 tel que celui représenté sur la figure 5A est incorporé dans le circuit, la première borne de sortie 8 est utilisée comme filtre à caractéristique contre-cloche et la deuxième borne de sortie 9 est utilisée comme filtre à caractéristique cloche. Au contraire, si un résonateur série 6 tel que celui représenté sur la figure 5B est intercalé dans le circuit, la première borne de sortie 8 est utilisée comme filtre à caractéristique cloche et la deuxième borne de sortie 9 est utilisée comme filtre à caractéristique contre-cloche. La figure 6 montre une configuration pratique du circuit de la présente invention. Sur cette figure, on a 'utilisé les mêmes numéros de référence que sur la figure 4 pour désigner les éléments analogues qui ont les mêmes fonctions. Un résonateur série du type représenté sur la figure 5B a été incorporé dans le circuit. En outre, Vcc désigne une tension de polarisation. Sur la figure 6, la source de signaux 1 est connectée à travers une borne 10 et un condensateur C3 à un point de jonction B entre une résistance R3 connectée à une tension de polarisation Vcc et une résistance R4- connectée à la masse. Par ailleurs, ce point de jonction B est connecté à la base d'un transistor PNP Q1 (amplificateur à tension de sortie constante 3) et à la base d'un transistor NPN Q2 (amplificateur à intensité de sortie constante 2).La borne de collecteur du transistor Q1 est directement mise.à la masse et la borne d'émetteur est connectée au deuxième interrupteur 5. La borne d'émetteur du transistor Q2 est mise à la masse à travers une résistance R5, et la borne de collecteur de ce transistor est connectée au premier interrupteur 4 et à la première borne de sortie 8. En outre, une borne d'extrémité du résonateur 6 est connectée à un point de jonction C entre les deux interrupteurs 4 et 5 et l'autre borne d'extrémité du résonateur 6 est connectée à un point de jonction D intercalé entre la deuxième borne de sortie 9 et une résistance R6 (qui correspond à la résistance 7 de la figure 4) connectée à la tension de polarisation Vcc. Le fonctionnement du circuit représenté sur la figure 6 sera décrit ci-après. I) Lorsque le circuit doit travailler en filtre cloche, on met le premier interrupteur 4 en position active et le deuxième interrupteur 5 en position inactive pour obtenir un signal de sortie de filtre cloche à travers la première borne de sortie 8. Dans ces conditions, un signal fourni par la source de signaux 1 est appliqué à la borne de base du transistor Q2 pour commander le courant allant de la tension de polarisation Vcc au transistor Q2 à travers le résonateur série 6. Lorsque la fréquence du signal de la source atteint la fréquence de résonance du résonateur 6, étant donné que l'impédance de ce dernier est réduite au minimum, la tension à la première borne de sortie 8 est elle aussi réduite au minimum. Au contraire, lorsque la fréquence du signal de la source s'écarte de la fréquence de réspnance, étant donné que l'impédance du résonateur croit, la tension à la première borne de sortie 8 croit elle aussi. Le circuit se comporte donc comme un circuit filtre cloche. 2) Lorsque le circuit doit travailler en filtre contre-cloche, le premier interrupteur 4 est mis en position inactive et le deuxième interrupteur 5 est mis en position active de manière à obtenir un signal de sortie de filtre contre-cloche à travers la deuxième borne de sortie 9. Dans ces conditions, un signal arrivant de la source de signaux 1 est appliqué à la borne de base du transistor Q1 et la tension de polarisation Vcc est également appliquée à la borne de base du transistor Q1 à travers une résistance R3 et elle est appliquée simultanément au résonateur série 6, à travers la résistance R6. Lorsque la fréquence du signal de la source qui est envoyé à la borne de base du transistor Q1 atteint la fréquence de résonance du résonateur 6, étant donné que l'impédance de celui-ci est réduite au minimum, la tension à la deuxième borne de sortie 9 est portée à son maximum. Au contraire, lorsque la fréquence du signal de la source s'écarte de la fréquence de résonance, étant donné que l'impédance du résonateur croit, la tension à la deuxième borne de sortie 9 décroît. Ce circuit travaille donc comme un circuit filtre contre-cloche. Ainsi qu'on l'a décrit plus haut, dans le circuit filtre cloche et contre-cloche de la présente invention, on peut obtenir deux caractéristiques de fréquence, qui sont celles de filtre cloche et contre-cloche, en actionnant sélectivement le résonateur commun en réponse à un signal de source à intensité constante ou à un signal de source à tension constante, en intervertissant l'amplificateur à intensité de sortie constante et l'amplificateur à tension de sortie constante. Par conséquent, étant donné que l'on peut obtenir les deux caractéristiques de filtre cloche et contre-cloche au moyen du résonateur commun 6, sans utiliser de circuits compliqués ni exécuter d'opérations compliquées, telles que des calculs de soustraction, correction de phases, etc.., il est possible d'éliminer la variance des caractéristiques de fréquence des deux filtres cloche et contre-cloche, ce qui améliore la fiabilité du circuit filtre cloche et contre-cloche. REVENDICATIONS 1- Circuit filtre cloche et contre-cloche, caractérisé par a) des moyens formant bornes (10) destinés à recevoir un signal d'entrée qui leur est transmis b) un amplificateur à intensité de sortie constante (2) connecté aux moyens formant bornes et servant à amplifier le signal d'entrée c) un amplificateur-à tension de sortie constante (3) connecté aux moyens formant bornes en parallèle avec ledit amplificateur à intensité de sortie constante, pour amplifier le signal d'entrée d) un résonateur (6) connecté en série avec des moyens d'impédance de charge (7), une extrémité desdits moyens d'impédance étant connectée à un potentiel de référence (Vcc) ;; e) des moyens de commutation (4,5) servant à connecter sélectivement ledit résonateur audit amplificateur à intensité de sortie constante et audit amplificateur à tension de sortie constante f) une première borne de sortie (28) connectée auxdits moyens de commutation et audit résonateur g) une deuxième borne de sortie (29) connectée à un noeud entre ledit résonateur et lesdits moyens d'impédance de charge h) ledit circuit filtre cloche et contre-cloche jouant le rôle d'un premier filtre-lorsque lesdits moyens de commutation (4) sélectionnent ledit amplificateur à intensité de sortie constante (2) et qu'un signal de sortie est pris sur ladite première borne de sortie (8), et jouant le rôle d'un deuxième filtre lorsque lesdits moyens de commutation (5) sélectionnent ledit amplificateur à tension de sortie constante (3) et que le signal de sortie est pris sur ladite deuxième borne de sortie (9) ; et i) la caractéristique fréquence-amplitude dudit deuxième filtre étant inverse de celle dudit premier filtre, 2- Circuit filtre cloche et contre-cloche selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation comprennent un premier commutateur (4), connecté entre ledit résonateur (6) et ledit amplificateur à intensité de sortie constante (2) pour faire travailler ledit premier filtre en filtre cloche lorsque le premier interrupteur (4) est en position active. 3- Circuit filtre cloche et contre-cloche selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation comprennent un deuxième interrupteur (5) connecté entre ledit résonateur (6) et ledit amplificateur à tension constante (3) pour faire travailler ledit deuxième filtre en qualité de filtre contre-cloche lorsque ledit deuxième interrupteur (5) est mis en position active.