Brevet FR2631180A1 — publié le 19891110

GENERATEUR BI-STANDARD DE TRANSPOSITION DE FREQUENCE, EN PARTICULIER POUR RESEAU MAILLE DE TELEVISION. L'invention a pour objet la génération d'une fréquence de référence ayant la très grande précision nécessaire pour piloter un émetteur ou un réémetteur de télévision, en particulier dans un réseau maillé, ou encore susceptible d'être utilisé dans des transmissions par câbles ou satelli- tes, dans les domaines des VHF, UHF et hyperfréquences. On sait que la couverture d'un grand territoire par un nombre important de chaînes de télévision implique l'utili- sation d'un réseau maillé constitué d'émetteurs et de ré- émetteurs utilisant, pour chaque chaîne, des fréquences décalées, par rapport à la fréquence affectée au canal correspondant, de valeurs relativement faibles, appelées "offsets de trame". Ce procédé connu permet d'éviter le brouillage mutuel d'émetteurs appartenant à des chaînes différentes et qui fonctionnent sur un même canal. Il implique la génération d'une fréquence de référence, à partir de laquelle les fréquences d'émission seront synthétisées, ayant une préci- sion relative de l'ordre de l0-9 dans chaque station. Or, si les grandes stations peuvent disposer de fréquences de référence très précises engendrées par exemple par un oscil- lateur au rubidium, le coût d'un tel oscillateur est prohi- bitif pour les petits ré-émetteurs qui ne couvrent qu'un village ou une vallée. -2- Il est connu de générer une telle fréquence de référence à partir du signal reçu à la station. La difficulté provient du fait que ce signal est très atténué et, en outre, modulé par le signal vidéo et par les signaux de synchronisation, et que ces derniers présentent des coupures qui rendent aléatoire le fonctionnement des boucles d'asservissement nécessaires à l'obtention d'une fréquence très précise. L'invention a pour premier but de surmonter cette difficulté et pour second but de permettre l'utilisation d'un même circuit générateur de fréquence de référence, soit pour le standard français, soit pour les standards européen et américain, pour lesquels les fréquences intermédiaires respectives ont des fréquences différentes et des spectres de modulation inverses. Une première caractéristique du générateur bi-standard suivant l'invention consiste en ce qu'il comporte successi- vement un filtre fixe à bande étroite, avantageusement un filtre à quartz, apte à éliminer le signal vidéo de la porteuse, une première boucle à verrouillage de phase qui parachève l'élimination des composantes de modulation et de synchronisation et d'une deuxième boucle de verrouillage de phase agissant après une division de fréquence et introdui- sant la constante de temps nécessaire à l'asservissement de l'oscillateur pilote qui produira la fréquence de référence. Selon une deuxième caractéristique de l'invention, ledit générateur comporte un changeur de fréquence effectuant le battement, avec ou sans inversion du spectre, suivant le standard utilisé, entre la fréquence intermédiaire à traiter et une fréquence fixe auxiliaire égale à la moyenne arithmé- tique des fréquences intermédiaires correspondant aux deux standards susvisés. D'autres particularités, ainsi que les avantages de l'inven- tion, apparaîtront clairement à la lumière de la description ci-après. -3- Au dessin annexé: La figure 1 est un schéma de principe d'une station de télévision dans un réseau maillé, qui fait application du générateur de l'invention, dont un mode d'exécution préféré est illustré par la figure 2. A la figure 1, on a représenté schématiquement une station de ré-émission de télévision comportant un récepteur 1, suivi d'un démodulateur 2 et d'un ré-émetteur 3. La fréquence intermédiaire composite Fi à la sortie du récepteur, constituée du signal complet de télévision, est appliquée à un circuit de traitement 4 qui fournit une fréquence de 10 MHz ayant une précision relative du même ordre que celle de l'émetteur. Cette fréquence est utilisée comme référence dans un synthétiseur 5 qui génère la fré- quence d'oscillateur local du récepteur 1, c'est-à-dire, la différence entre la fréquence d'antenne et Fi: on notera que cette fréquence n'est disponible que lorsque la boucle est entrée en service: au début du fonctionnement, l'oscil- lateur local du récepteur est calé sur une fréquence proche, mais non asservie. La fréquence de référence de 10 MHz peut, par ailleurs, être appliquée directement comme fréquence de référence à un synthétiseur 6 qui génère, avec le décalage convenable par rapport à Fi, la fréquence d'oscillateur local de l'émetteur 3, laquelle permet d'effectuer, par rapport à la fréquence issue du démodulateur 2, la transposition de fréquence nécessaire à la ré-émission. On adjoindra toutefois avantageusement au synthétiseur 6 un deuxième circuit de traitement 7 identique au circuit 4 et recevant Fi, lequel produira une fréquence de référence qui pourra être comparée à celle générée par le circuit 4, pour s'assurer du bon fonctionnement des circuits en constatant l'égalité des deux fréquences de référence. - 4 - A la figure 2, on a représenté, de façon schématique, le détail du circuit 4 ou 7. La fréquence Fi est appliquée à un filtre passe-bande 8 qui transmet à la fois la fréquence de 32,7 MHz correspondant au standard français et la fréquence de 38,9 MHz correspondant aux standards européen et américain, vers un changeur de fréquence 9. Ce dernier reçoit, par ailleurs, une fréquence de 35,8 MHz (moyenne arithmétique entre les deux fréquences cidessus) engendrée par un synthétiseur composé d'un premier diviseur de fréquence 10, d'un comparateur phase- fréquence 11 dont la sortie est reliée à l'entrée de comman- de d'un oscillateur 12 par l'intermédiaire d'un filtre passe-bande 13, et d'un diviseur 14 de la fréquence par 2 reliant la sortie de l'oscillateur 12 à la deuxième entrée du comparateur 11. La sortie de l'oscillateur 12 est, par ailleurs, reliée à une entrée du changeur de fréquence 9. L'entrée du diviseur 10 est reliée à la sortie de l'oscilla- teur pilote 18 de sortie du montage par l'intermédiaire d'un circuit de mise en forme 19. La fréquence de sortie de 3,1 MHz (c'est-à-dire 35,8 - 32,7 pour le standard français, 38,9 - 35,8 pour le standard européen) est appliquée à une entrée d'un changeur de fréquence 21 à travers un filtre 22 à bande suffisamment étroite pour éliminer les spectres vidéo du signal Fi. Il s'agira avantageusement d'un filtre à quartz ayant par exemple une bande passante de 6 KHz. Le changeur de fréquence 21 reçoit par ailleurs une fréquen- ce de 3,2 MHz avantageusement obtenue elle-même à partir de la fréquence de sortie de l'oszillateur 18, au moyen d'un synthétiseur du même type que celui qui génère la fréquence de 35,8 MHz et constitué des éléments 10a à 14a. La fréquence de 100 KHz issue du changeur 21 est appliquée, à travers un filtre passe-bande 23, à une boucle à verrouil- - 5 - lage de phase 24 à constante de temps suffisamment grande pour éliminer les composantes de modulation et de synchroni- sation du signal Fi qui ne l'auront pas été par le filtre 22. Cette boucle comporte un oscillateur 16 asservi par le signal de sortie, filtré en 20, d'un comparateur phase- fréquence 17 qui reçoit, d'une part, la fréquence de sortie de l'oscillateur 16, d'autre part, la fréquence de 100 KHz à la sortie du filtre 23. Elle est équivalente à un filtre à bande extrêmement étroite. La fréquence de 100 Kz ainsi restaurée à la sortie de l'oscillateur 16 est, après division par 100 dans un divi- seur 25, comparée dans un comparateur phase-fréquence 26 à une fréquence de 1 Kz obtenue par division par 1000 au moyen d'un diviseur 27, de lafréquence de sortie de l'oscillateur 18. Le signal de sortie du comparateur 26 est appliqué après filtrage en 29, à l'entrée de commande de fréquence de l'oscillateur pilote 18. Ce dernier est un oscillateur à quartz ayant une stabilité de fréquence de l'ordre de 10- 6. Grâce à la boucle de verrouillage de phase qui l'asservit (deuxième boucle 27-26-29), la précision de la fréquence de 10 MHz recueillie à la sortie de l'amplificateur 30 sera de l'ordre de celle du signal reçu, soit par exemple 109 à 10-11. On a représenté, en 31-32-33, un circuit accessoire destiné à recevoir une.fréquence de 10 MHz issue d'un oscillateur à rubidium (ou équivalent) lorsqu'un tel oscillateur existe dans la station. Cette fréquence est mise en forme en 31, divisée par 100 et 32 et de nouveau filtrée en 33. La fré- quence de 100 KHz recueillie à la sortie du filtre 33 est directement appliquée à une entrée de la première boucle 24, o elle se substitue à la fréquence issue du filtre 23. -6- On notera que la première boucle 24 comporte une sortie 240 reliée à une entrée 260 du comparateur 26. Ce dernier est agencé pour que la disparition de la fréquence de sortie de la première boucle 24 (en cas de coupure temporaire de Fi) ait pour effet de maintenir la fréquence de la deuxième boucle à la valeur qu'elle avait avant la coupure. Cette précaution empêche la deuxième boucle de diverger, au cas o l'élimination des signaux de synchronisation par le filtre 8 et la première boucle 24 n'aurait pas été parfaite, ou en cas de coupure de l'émission. Il doit être bien compris que la synthèse des fréquences d'oscillation locale du récepteur et de l'émetteur de la station par les synthétiseurs respectifs 5 et 6 s'effectue de manière classique, en tenant compte des décalages de trame, soient d et d' respectivement. A titre d'exemple, pour une fréquence de réception de 623,25 MHz + d correspondant au canal 40 en France, le synthétiseur 5 devra générer une fréquence de 655,95 MHz + d', tandis que pour une fréquence d'émission de 710,55 MHz correspondant au canal 55, le synthétiseur 6 devra générer une fréquence de 743,25 MHz + d'. Ce sont ces fréquences qui sont générées à partir de la fréquence de référence de 10 MHz fournie par le circuit de la figure 2. On notera, par ailleurs, que le deuxième changement de fréquence (en 21) utilise une fréquence fixe de 3,2 MHz, supérieure à la fréquence du filtre à bande étroite 22 (à savoir 3,1 MHz), si bien que c'est un battement soustractif qui est filtré en 23. Pour le standard européen, on a ainsi successivement le filtrage en 22 d'un battement qui conserve le sens du spectre et d'un battement qui inverse le signe du spectre, -7- tandis que, pour le standard français, on a successivement le filtrage en 22 puis en 23, de deux battements qui inver- sent le signe du spectre. Il en résulte qu'à partir du filtre 23, les deux boucles pourront fonctionner quel que soit le standard. - 8 - Revendications 1. Générateur d'une fréquence de référence utilisable pour synthétiser les fréquences d'oscillateur local d'une station d'émission ou de ré- émission dans un réseau maillé de télévision ou autres applications, ledit générateur partant d'une fréquence intermédiaire extraite du signal reçu par la station, caractérisé en ce qu'il comporte successivement un filtre fixe (22) à bande étroite, avantageusement un filtre à quartz, apte à éliminer le signal vidéo de ladite fréquence intermédiaire, une première boucle à verrouillage de phase (24) qui parachève l'élimination des composantes de modula- tion et de synchronisation du signal intermédiaire (Fi) et d'une deuxième boucle de verrouillage de phase (27-26-29) agissant après une division de fréquence (en 25) et intro- duisant la constante de temps nécessaire à l'asservissement de l'oscillateur pilote (18) qui produira la fréquence de référence. 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte successivement un premier changeur de fréquence (9) qui transpose, avant son passage dans ledit filtre (22), la fréquence intermédiaire (Fi) au moyen d'une première fréquence auxiliaire et un second changeur de fréquence (21) qui transpose la fréquence issue dudit filtre (22) au moyen d'une seconde fréquence auxiliai- re supérieure à la fréquence issue dudit filtre (22). 3. Générateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites première et seconde fréquen- ces auxiliaires sont obtenues par synthèse de fréquence à partir de la fréquence de sortie de l'oscillateur pilote (18). 4. Générateur selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la seconde boucle de verrouillage de phase comprend un comparateur phase-fréquence (26) qui 263118O 9- reçoit un signal d'inhibition issu de la première boucle (24) en cas de coupure temporaire du signal de sortie de la première boucle, agencé pour maintenir alors la fréquence de sortie de la seconde boucle à sa valeur antérieure. 5. Générateur d'une fréquence de référence utilisable pour synthétiser les fréquences d'oscillateur local d'une station de ré-émission dans un réseau maillé de télévision, ledit générateur partant d'une fréquence intermédiaire extraite du signal reçu par la station, caractérisé en ce qu'il comporte un changeur de fréquence (9) qui transpose la fréquence intermédiaire (Fi) au moyen d'une fréquence auxiliaire (35,8 MHz), moyenne arithmétique des fréquences intermédiaires correspondant respectivement aux standards français (32,7 MHz) et européen (38,9 MHz). 6. Générateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite première fréquence auxiliaire est la moyenne arithmétique (35,-8 MHz) des fréquences inter- médiaires correspondant respectivement aux standards français (32,7 MHz) et européen (38,9 MHz). 7. Station de ré-émission faisant partie d'un réseau maillé de télévision, caractérisée en ce qu'elle utilise, pour synthétiser les fréquences d'oscillateur local respectives du récepteur (1) et de l'émetteur (3) en partant d'une fréquence intermédiai- re (Fi) extraite du signal reçu, deux générateurs de fré- quence de référence (4 et 7) selon l'une des revendications 1 à 6,