Brevet FR2778810A1 — publié le 19991119

i DISPOSITIF D'AMPLIFICATION A VOIE COMMUNE POUR LA TELEVISION La présente invention concerne les dispositifs d'amplifi- cation à voie commune utilisés en télévision pour porter simultanément le son et l'image à un niveau suffisant pour l'émission ou la réémission. Le signal diffusé dans un système de télévision analogi- que selon la norme L-Secam comporte une porteuse vidéo à laquelle s'ajoutent une sous-porteuse de chrominance et une sous-porteuse son à modulation d'amplitude. Dans un émetteur ou réémetteur ayant un amplificateur de puissance à voie commune image et son, les nonlinéarités provoquent une perturbation du son par transmodulation, d'o une dégradation du rapport signal sur bruit. La présente invention vise notamment à améliorer le rapport signal sur bruit pour le son, dans un signal compo- site fourni par un amplificateur à voie commune, cela en compensant les effets de transmodulation. Dans ce but, l'invention propose notamment un dispositif d'amplification comprenant, en amont d'un amplificateur de puissance à haute-fréquence, des moyens d'amplification non linéaire des composantes son et image du signal à amplifier, des moyens de modulation en amplitude de la composante son amplifiée par la composante image amplifiée, pour consti- tuer un signal correcteur prémodulé par un résidu vidéo ayant une phase opposée à celle de la perturbation provoquée par l'image sur le son dans l'amplificateur de puissance, et des moyens pour additionner le signal correcteur au signal haute fréquence composite son et image, avant transpo- sition FI/HF et l'amplification de puissance. Le dispositif peut être incorporé aussi bien à un réémetteur, qui reçoit un signal d'entrée composite, qu'à un émetteur, qui élabore un tel signal composite. Dans le cas d'un réémetteur, la porteuse image et la sous-porteuse son à fréquence intermédiaire sont extraites et soumises à une détection; les signaux en bande de base obtenus sont soumis séparément à des amplifications non linéaires, avec des fonctions de transfert déterminées pour compenser les caractéristiques de non linéarité de l'amplifi- cateur de puissance. La sortie de l'amplificateur non linéaire son est modulé en amplitude par la sortie de l'amplificateur non linéaire vidéo, par un processus qui peut être une simple multiplication à quatre quadrants pour obtenir un signal de correction; enfin le signal à fréquence intermédiaire composite est modulé par le signal de correc- tion, avant amplification de puissance. Le dispositif peut de plus être prévu pour réduire les produits d'inter-modulation d'ordre 2 (entre image et son, entre son et chrominance, entre image et chrominance) et d'ordre 3 (entre image, chrominance et son) en interposant un correcteur de linéarité en amont du modulateur d'amplitude qui reçoit le signal de correction de l'effet sur le son et la trans-modulation son-image. Les caractéristiques ci-dessus ainsi que d'autres apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à titre d'exem- ple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique simplifié d'une chaîne de modulation de type L-Secam, permettant de mettre en avant l'invention; - la figure 2 est un synoptique d'un réémetteur permet- tant de mettre en oeuvre l'invention Le dispositif dont la constitution de principe est montré en figure 1 prédestiné à former le signal diffusé dans un réseau de télévision utilisant la norme L-Secam. Les signaux vidéo et audio en bande de base, générés par des composants externes, sont appliqués sur les entrées de circuits 10 de traitement vidéo et 12 de traitement audio. Chacun de ces circuits, de structure classique, effectue les opérations de clampage, de régulation de niveau et éventuel- lement de filtrage nécessaires. Le signal vidéo traité est appliqué à un modulateur vidéo à fréquence intermédiaire 14 qui reçoit, sur une autre entrée 16, la sortie d'un oscilla- teur local à fréquence intermédiaire. Le signal de sortie est traité par un filtre 18 qui est généralement un filtre à ondes de surface introduisant un retard. Un additionneur 20 reçoit le signal vidéo et reçoit également, comme on le verra plus loin, le signal son à fréquence intermédiaire. Sa sortie 22 est reliée à une chaîne aboutissant à un amplificateur de puissance non représenté, présentant des défauts à corriger et notamment une transmodulation dégradant le son. L'amplifi- cateur de puissance sera généralement en classe AB. Il intro- duit des effets de transmodulation d'autant plus élevés que l'amplitude d'entrée est élevée. En d'autres termes, les défauts qui dégradent le rapport signal sur bruit apparais- sent essentiels pendant les laps de temps o l'amplitude du signal composite d'entrée est proche du niveau de saturation de l'amplificateur de puissance. Ces effets de transmodulation se traduisent par des oscillations à la fréquence-ligne sur l'enveloppe du signal son. Ce sont ces oscillations que l'invention élimine ou du moins atténue. L'observation du signal de sortie de l'ampli- ficateur de puissance, en l'absence de correction, fait apparaître le sens de la correction à effectuer et son importance. Conformément à l'invention, le signal de sortie du circuit de traitement audio 12 n'est pas directement appliqué à un modulateur 24 qui reçoit également en 26 la sortie d'un oscillateur local à fréquence intermédiaire son. Des moyens de correction 28 sont interposés et permettent d'ajouter, au signal en bande de base appliqué au modulateur 24, un signal de correction compensant les effets de transmodulation de l'amplificateur de puissance sur le son. Les moyens représentés en figure 1 comprennent un modula- teur d'amplitude 30 qui peut être constitué par un multipli- cateur à quatre quadrants. Une des entrées du modulateur 30, qui fonctionne en bande de base, reçoit le signal son, précédemment amplifié dans un amplificateur non linéaire basse fréquence 32. Cet amplificateur non linéaire aura une fonction de transfert provoquant un affaiblissement de son signal de sortie dans les zones de ce signal o l'examen du signal de sortie de l'amplificateur de puissance a fait apparaître qu'aucune correction n'est nécessaire. Par exemple, la correction pourra dans certains cas n'être nécessaire que sur les alternances positives d'un signal son, aucune correction n'étant nécessaire sur les alternances négatives. Dans ce cas la fonction de transfert de l'amplifi- cateur non linéaire son sera telle que les alternances négatives de son signal de sortie soient très faibles compa- rées aux alternances positives. Ce résultat peut être obtenu par des montages écréteurs sur deux voies correspondant chacune à l'une des alternances. L'autre entrée du modulateur reçoit un signal vidéo en bande de base extrait par un détecteur 34 de la sortie du filtre 18. Ce signal est également amplifié par un amplificateur non linéaire 36. La fonction de transfert de l'amplificateur non linéaire 36 sera choisie de façon à aller dans le sens de la correction recherchée. Dans la pratique, l'amplificateur vidéo 36 sera constitué d'étages d'amplificateurs opérationnels rebouclés sur des résistances et comportant des potentiomètres de réglage du niveau d'écrétage. La fonction de transfert des amplificateurs 32 et 36 est choisie en fonction des caractéristiques de transmodulation de l'amplificateur de puissance. Ainsi le modulateur d'amplitude 30 fournit un signal de sortie qui simule le phénomène de transmodulation mais en opposition de phase. Ce signal de sortie est ajouté au signal audio traité dans un additionneur 38 et le résultat est appliqué au modulateur à fréquence intermédiaire 24. Dans le cas d'un réémetteur, le dispositif peut avoir la constitution montrée en figure 2. Les éléments correspondant à ceux de la figure 1 portent le même numéro de référence, affecté de l'indice a. Dans le cas d'un réémetteur, le dispositif reçoit le signal à fréquence intermédiaire composite. Ce signal peut être appliqué à un correcteur de linéarité 40 ayant une fonction de transfert choisie pour compenser les défauts de linéarité de l'amplificateur de puissance et réduire les produits d'intermodulation. La composante son d'une part, la composante vidéo d'autre part, sont extraites du signal à fréquence intermédiaire par des filtres 42 et 44 qui comportent des détecteurs de sortie, permettant de fournir respectivement le signal son et le signal vidéo en bande de base. Ces signaux sont respective- ment amplifiés par des amplificateurs 32a et 36a et appliqués à un modulateur d'amplitude 30a. L'additionneur 46 reçoit sur une entrée la sortie du modulateur 30a et sur son autre entrée le signal audio à basse fréquence provenant du redressement effectué en 42. Le résidu vidéo modulé par le son, disponible en bande de base à la sortie de l'additionneur 46, est appliqué à un modulateur d'amplitude 48 placé en sortie du correcteur de linéarité 40. Il attaque un amplificateur 50 à commande automatique de gain en Fréquence Intermédiaire, placé en voie commune, et suivi de la chaîne de transposition FI-HF aboutissant à l'amplificateur de puissance non représenté. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amplification à voie commune pour système de télévision analogique à sous porteuse son à modulation d'amplitude, comprenant, en amont d'un amplificateur de puis- sance à haute-fréquence: des moyens (32, 36; 32a, 36a) d'amplification non linéaire en bande de base des composantes son et image du signal à amplifier; des moyens (38, 24, 22; 46, 48) de modulation en ampli- tude de la composante son amplifiée par la composante image amplifiée (30, 30a), pour constituer un signal correcteur prémodulé par un résidu vidéo ayant une phase opposée à celle de la perturbation du son provoquée par l'image dans l'ampli- ficateur de puissance, et des moyens pour additionner le signal correcteur au signal haute fréquence composite son et image, avant trans- position et amplification de puissance. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de modulation en amplitude de la composante son sont constitués par un multiplicateur à quatre quadrants. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, pour réémetteur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour extraire la porteuse image et la sous-porteuse son à fré- quence intermédiaire, les soumettre à détection et soumettre séparément les signaux en bande de base obtenus à des amplifications non linéaires, avec des fonctions de transfert déterminées pour compenser les caractéristiques de non linéarité de l'amplificateur de puissance pour alimenter les dits moyens d'amplification.