Brevet FR2680622A1 — publié le 19930226

DISPOSITIF DE GENERATION DE SIGNAUX DE COULEURS POUR LE SYSTEME SECAM On classe de façon générale en trois (3) catégories les systèmes de télévision qui sont utilisés dans le monde : NTSC, PAL et SECAM. Ces systèmes diffèrent essentiellement par les procédés de modulation des signaux de couleurs, en plus de leurs différences concernant la largeur de bande, le nombre de lignes de balayage et les fréquences de trame. Pour les systèmes NTSC et PAL, des signaux de couleurs utilisent des modulations d'amplitude et de phase qui sont beaucoup plus simples et aisées à manipuler.Pour le système SECAM, on utilise une modulation de fréquence et des difficultés relatives à cette modulation consistent en ce que les fréquences des signaux de couleurs SECAM varient dans une plage étendue (3,9 MHz 4,75 MHz) et la précision des deux fréquences centrales (4,25 MHz + 2 kHz et 4,40625 MHz + 2 kHz) est très critique et stricte, au-delà de ce que peuvent réaliser des circuits de modulation ordinaires. Des procédés de modulation connus pour le système SECAM sont les suivants 1. Utilisation d'un oscillateur commandé par tension : ce procédé consiste à utiliser une tension d'entrée pour commander des fréquences d'oscillateur, mais il est sensible aux conditions d'environnement (température, humidité), à la puissance appliquée et aux composants. De ce fait, sa stabilité et sa fiabilité sont faibles, et on doit utiliser un accord fin ou un circuit de rétroaction pour satisfaire des spécifications d'un système SECAM. Pour cette raison, il est presque impossible d'utiliser ce procédé pour la fabrication commerciale, et la qualité est mauvaise. 2. Utilisation d'un oscillateur commandé par tension et d'une boucle de verrouillage de phase : des circuits analogiques adoptent généralement ce type de conception, comme c'est le cas pour les circuits Philips TDA 2506, 2507 et certains circuits intégrés fabriqués par Sony. Ce procédé permet d'atteindre les spécifications exigées, mais sa boucle de verrouillage de phase et la complexité de son réglage et de sa compensation conduisent à un coût élevé pour la production commerciale, en plus de sa difficulté de mise en oeuvre. En outre, la technique courante consistant à utiliser un filtre numérique exige des calculs arithmétiques massifs, et dans le cas du traitement d'un signal vidéo, la conception de filtres numériques connus serait très complexe, ce qui fait qu'on peut douter que le procédé numérique soit plus aisé à mettre en oeuvre que le procédé analogique. La présente invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur, et elle utilise la théorie de l'oscillateur numérique pour traiter des mots ou des objets graphiques de façon à donner des signaux d'interface de type standard qui sont exigés pour un système de télévision SECAM, et lorsque ces signaux sont reçus par des récepteurs de télévision SECAM, les mots ou les objets graphiques exigés sont visualisés sur ces récepteurs. On peut utiliser la présente invention dans des magnétoscopes, des appareils de jeu vidéo et des ordinateurs personnels, et elle adopte un oscillateur numérique pour la modulation de fréquence, ce qui fait que la préaccentuation qui est stipulée dans le système SECAM peut également être réalisée par l'utilisa- tion de systèmes numériques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation, se référant aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation du Dispositif de Génération de Signaux de Couleurs pour un système SECAM, conforme à l'invention. La figure 2 est une représentation graphique de l'angle de sortie que l'on obtient conformément à l'invention. La figure 3 est une représentation graphique de la tension de sortie que l'on obtient conformément à l'invention, et qui correspond à la figure 2. La figure 4 est une représentation graphique du signal de retour conforme à l'invention et correspondant à la figure 2, lorsque n X wL > r. Les éléments apparaissant sur la figure 1 comprennent l'entrée de code de couleur I, les registres 2, 8 et 11, le premier décodeur 3, le second décodeur 4, les additionneurs 5 et 10, le premier multiplicateur 6 pour le traitement de transposition (multiplication par 1/2 dans le mode de réalisation), le second multiplicateur 7 pour le traitement de transposition (multiplication par 1/4 dans le mode de réalisation), le signal de commande de fréquence d'oscillateur numérique 9, les moyens de transformation en sinusoîde 12, le convertisseur numérique-analogique 13 et le signal de couleur de sortie f du système SECAM, 14. Le traitement de préaccentuation de l'invention consiste à utiliser un dispositif de décodage 16 pour remplir une partie des fonctions de calcul, et seule l'addition est utilisée pour le traitement de signal suivant, en vue d'éviter une opération de multiplication, qui est compliquée. Les caractéristiques de la préaccentuation qui est stipulée dans le système SECAM sont les suivantes avec f1 = 85 kHz, f = fréquence de chrominance, A(f) = fonction de transfert, représentée par la transformée de Laplace, sous la forme S = fréquence complexe Un changement supplémentaire faisant passer de la fonction de transfert correspondant à la transformée de Laplace, à la fonction de transfert correspondant à la transformée en Z, réalisera la préaccentuation numérique. Par transfert, la transformée en Z sera Lorsque K = 7, (fs = 5,6 MHz), le dénominateur de A(Z) sera égal à (1-0,75 Z1); pour le coefficient de 0,75, aucun multiplicateur n'est nécessaire et on n'utilisera que des opérations de transposition et d'addition. On peut réaliser ce traitement correspondant au dénominateur avec l'additionneur 5, le premier multiplicateur 6, le second multiplicateur 7 et le registre 8 de la figure 1, tandis que pour le numérateur de A(Z), on utilise le registre 2, le premier décodeur 3 et le second décodeur 4 de la figure 1. Les décodeurs précités peuvent produire un effet de retard, en plus de fonctions telles qu'une table de comparaison de fréquence. Le second décodeur produit un retard d'une période d'horloge. En outre, la table de comparaison de fréquence pour le premier décodeur 3 et le second décodeur 4 a été multipliée par différents coefficients, ce qui fait que le traitement de données ultérieur n'exige aucune multiplication. Le dispositif de décodage 16 comprend le premier décodeur 3, le second décodeur 4 et le registre 2, pour générer des données de fréquence correspondant au code de couleur 1. En combinaison, le registre 2, le premier décodeur 3, le second décodeur 4, l'additionneur 5, le premier multiplicateur 6, le second multiplicateur 7 et le registre 8 de la figure 1 rempliront les fonctions de décodage du code de couleur et de préaccentuation, et ils produiront le signal de sortie Yi, 9, à partir du code de couleur d'entrée Xi, 1, pour commander l'oscillateur numérique. Une fréquence d'échantillonnage de 5,6 MHz est suffisante. Par conséquent, en pratique, en ce qui concerne f5, on doit également prendre en considération les exigences de systèmes graphiques. Des fréquences d'échantillonnage qui sont normalement utilisées pour des systèmes graphiques correspondent à 1,5 fois 3,58 MHz qui est la fréquence porteuse NTSC, et à 6/5 fois 4,43 MHz, qui est la fréquence porteuse du PAL B. Ces deux fréquences sont très proches et approximativement égales à 5,3 MHz. La fréquence d'échantillonnage de 5,3 MHz qui est adoptée pour des systèmes graphiques convient également pour les systèmes NTSC, PAL et SECAM, et cette fréquence peut être utilisée dans le monde entier si on adopte seulement des générateurs de signaux de couleurs différents. La fréquence de 5,3 MHz ne fait apparaître que très peu d'erreur . La formule correcte pour le dénominateur de A(Z) est (1-0,74 Z 1), ce qui correspond à très peu d'erreur en comparaison avec la formule (1-0,75 Z du mode de réalisation. En outre, il est préférable que fs soit égale à un multiple entier de la fréquence de balayage horizontal, de façon à obtenir des fréquences de balayage horizontal correctes. Dans le mode de réalisation, on sélectionne fs égale à 341 fois la fréquence de balayage horizontal, c'est-à-dire 5,32815 MHz. Il n'y aura aucune différence dans la forme de réalisation si l'on change le processus de décalage de 1/2 et 1/4 qu'accomplissent respectivement le premier multiplicateur 6 et le second multiplicateur 7 dans le mode de réalisation, pour passer aux valeurs 1 et -1/4, ou si l'on ajoute un ou plusieurs processus d'addition et de décalage afin de minimiser les erreurs, ou si l'on change la fréquence d'échantillonnage. Si on met en oeuvre un coefficient négatif tel que -1/4, le décalage et la rétroaction de complément que l'on obtient ne sont pas suffisamment bons. Sur la figure 1, la partie d'oscillateur numérique se trouve entre l'entrée Yi, 9, et la sortie de signal de couleur f, 14. Dans cette structure, l'additionneur 10 et le registre 11 constituent un accumulateur, et Yi, 9, est la valeur accumulée (signal d'entrée). Lorsque l'accumulateur déborde, le report est abandonné, ce qui fait que le contenu de l'accumulateur correspond à l'angle de phase de l'oscillateur. Lorsque l'accumulateur comporte M bits, chaque quantité 2M dans l'accumulateur correspond à l'angle de phase de 2 t. Chaque valeur Yi accumulée est égale à un entier binaire, et la plus petite fréquence obtenue est 2 M fxt avec Yi égal à 1, et f étant la fréquence accumulée ou x l'horloge pour l'oscillateur numérique. On peut également appeler 2 f la résolution de x la fréquence obtenue; en d'autres termes, la fréquence obtenue est égale au multiple de la résolution Dans le mode de réalisation, f = 21,3125 MHz; en d'autres termes, l'horloge pour l'oscillateur numérique a une fréquence de 21,3125 MHz, soit quatre fois celle de l'horloge du circuit de décodage/préaccentuation. Pour obtenir une résolution suffisante, il suffit de choisir un nombre suffisant pour M. Sur la base de l'exigence de précision pour le système SECAM, on prend M = 13 dans le mode de réalisation. Les formules (6), (4) et (5) permettent de définir le nombre de bits de composants dans le circuit de préaccentuation, tels que l'additionneur et le registre, ainsi que la valeur à enregistrer dans le décodeur. La figure 2 montre la situation de la valeur dans le registre 11 au cours de l'accumulation successive avec Yi, c'est-à-dire la forme d'onde de sortie lorsque la valeur présente dans le registre 11 est directement appliquée au convertisseur numérique-analogique 13. Cette forme d'onde contient les second, troisième, quatrième et cinquième harmoniques. On peut aisément éliminer ces harmoniques au moyen de filtres; par conséquent, la difficulté réelle concerne non ces harmoniques, mais le spectre de fréquence de repliement qui est généré par l'échantillonnage, c'està-dire fx-NF, N = 2, 3, 4, 5 .... Les moyens de transformation en sinusoîde 12 ont pour fonction d'atténuer ou d'éliminer ces harmoniques. Le procédé le plus courant consiste à utiliser un jeu de mémoires mortes de sinus ou de cosinus. Lorsqu'une mémoire morte de sinus ou une mémoire morte de cosinus est intercalée entre le registre 11 et le convertisseur numérique-analogique 13, la forme d'onde du signal de sortie qui est généré est celle qui est représentée sur la figure 3. Du fait que le signal de sortie qui est converti par une mémoire morte de sinus ou une mémoire morte de cosinus ne contient pas d'harmoniques, le spectre de fréquence de repliement qui est produit par l'échantillonnage sera seulement (fx - f). Cette fréquence est plusieurs fois supérieure à f, ce qui fait qu'on peut l'isoler aisément. C'est la raison pour laquelle on doit sélectionner x supérieure à quatre fois f. Dans le mode de réalisation présent, on met en oeuvre un convertisseur en sinus beaucoup plus simple en prenant le complément à 1 du bit de plus fort poids du registre 11 et d'autres bits, c'est-à-dire en utilisant une porte OU-EXCLUSIF. La valeur traitée de cette manière aura la forme d'onde de signal de sortie qui est représentée sur la figure 4, après passage par le convertisseur numériqueanalogique. Ceci aura pour effets non seulement de réduire les harmoniques impairs et d'éliminer les harmoniques pairs, mais également de permettre de réduire d'un bit le convertisseur numérique-analogique, atténuant ainsi les difficultés de réalisation de convertisseurs numériqueanalogique. Du fait que les harmoniques sont réduits, le spectre de fréquence de repliement qui est produit est dans une plage tolérable. Lorsque = 21,3125 MHz, aucun spectre de repliement ne chevauche la bande 3,9-4,75 MHz, et des signaux brouilleurs de repliement à f fx-5f ou des harmoniques supérieurs sont tous atténués jusqu'à une valeur inférieure à -40 dB, ce qui fait qu'ils ne produisent aucun brouillage visible. Conformément à l'invention, la génération de signaux de couleurs du système SECAM par l'utilisation d'un oscillateur numérique et d'une préaccentuation numérique, procure les avantages suivants 1. Caractéristiques fiables concernant la précision et la modulation de fréquence; 2. Aucune erreur ne résultant d'effets du processus de fabrication ou de l'environnement, et possibilité d'ajuster librement la précision de fréquence en fonction des besoins du concepteur; 3. Aucune nécessité d'utiliser des circuits d'accord fin ou des éléments de compensation; et 4. Le système numérique est très simple et peut aisément être adapté à la production industrielle. La présente invention convient très bien pour des Dispositifs de Génération de Signaux de Couleurs pour des systèmes SECAM. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif ou au procédé décrits et représentés, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de génération de signaux de couleurs pour le système SECAM (15), caractérisé en ce qu'il comprend : un décodeur (16) destiné à convertir un code de couleur d'entrée en données de fréquence prédéterminées qui conviennent pour un traitement numérique; un premier additionneur (5) associé à un registre (8), pour la génération de données de fréquence pour la préaccentuation de la fréquence de base, le processus d'addition comprenant l'opération qui consiste à retarder d'une période d'horloge les données du registre (8) et à renvoyer vers l'additionneur (5), par décalage, une information de rétroaction sous forme complémentée ou non complémentée; un second additionneur (10) associé à un registre (11) pour générer la valeur de phase d'un signal en modulation de fréquence qui représente les données de fréquence de la préaccentuation; des moyens de transformation de sinusoîde (12) destinés à transformer la valeur de phase en une valeur de sinus, ou une valeur dont l'effet est similaire à un sinus; et un convertisseur numérique-analogique (13) pour convertir en signaux analogiques la valeur de sinus ou similaire à un sinus. 2. Dispositif de génération de signaux de couleurs (15) convenant pour un équipement SECAM, et utilisé pour effectuer le décodage de codes de couleur et la préaccentation de fréquence de base, caractérisé en ce qu'il comprend : un dispositif de décodage (16) destiné à produire des données de fréquence correspondant à un code de couleur (1), ce dispositif de décodage comprenant un second décodeur (4) associé à un premier décodeur (3) et un registre (2), pour générer des données de fréquence correspondant au code de couleur d'une période d'horloge passée; et un additionneur (5) associé à un registre (8), pour générer des données de fréquence préaccentuées, et le processus d'addition de cet additionneur comprenant l'opé ration qui consiste à retarder d'une période d'horloge les données du registre (8) et à renvoyer vers l'additionneur (5), par décalage, une information de rétroaction complémentée ou non complémentée. 3. Dispositif de génération de signaux de couleurs selon la revendication 2, caractérisé en ce que les décodeurs sont du type à réseau logique programmable et ils fonctionnent sous la dépendance de la séquence temporelle représentant l'horloge de pixel. 4. Dispositif de génération de signaux de couleurs (15) pour un équipement SECAM, convenant pour réaliser une modulation de fréquence et attaqué par des fréquences qui sont des multiples entiers de la fréquence d'horloge de pixel, caractérisé en ce qu'il comprend un additionneur (10) et un registre (11) pour produire une valeur de phase d'un signal en modulation de fréquence, qui représente le signal de pixels de couleurs, avec l'horloge de pixel pour la fréquence d'échantillonnage; des moyens de transformation en sinusoïde (12) destinés à transformer la valeur de phase en une valeur de sinus ou une valeur similaire à un sinus; et un convertisseur numérique-analogique (13) destiné à convertir en signaux analogiques la valeur de sinus ou similaire à un sinus. 5. Dispositif de génération de signaux de couleurs selon la revendication 4, caractérisé en ce que le convertisseur en sinus qui produit un effet similaire à une valeur de sinus, est constitué par un ensemble de portes OU-EXCLUSIF. 6. Dispositif de génération de signaux de couleurs selon la revendication 4, caractérisé en ce que le convertisseur en sinus produisant un effet similaire à une valeur de sinus, est constitué par un ensemble de portes NON-OU-EXCLUSIF.