Brevet FR2778053A1 — publié le 19991029

DEMODULATEUR DE SIGNAL DE CHROMINANCE SECAM A DEUX VOIES ROUGE-BLEU ET A OSCILLATEUR UNIQUE Domaine technique L'invention concerne un démodulateur de signal de chrominance SECAM. Selon la norme SECAM, les informations de chrominance d'un signal vidéo sont transmises par modulation en fréquence de sous-porteuses de chrominance. Le signal vidéo comporte une succession de lignes formant une image. Parmi ces lignes, deux lignes successives comportent respectivement une information correspondant à la composante rouge puis une information correspondant à la composante bleue d'une image trichrome. Les sous-porteuses sur lesquelles sont codées les informations relatives au rouge et au bleu sont centrées sur des fréquences distinctes qui sont respectivement FoR=4,406 MHz pour le rouge et FoB=4,250 MHz pour le bleu. Des démodulateurs de signal de chrominance sont utilisés pour extraire du signal, et plus précisément des sous-porteuses modulées en fréquence, les informations relatives aux composantes rouge et bleue. L'invention trouve ainsi des applications dans la réalisation de téléviseurs ou de récepteurs de signal vidéo, par exemple. Etat de la technique antérieure La figure 1 annexée illustre de façon schématique et simplifiée le principe de fonctionnement d'un démodulateur de signal de chrominance SECAM. Le démodulateur de la figure 1 est utilisable pour démoduler les lignes comprenant des informations relatives à l'une des couleurs rouge ou bleu. Le démodulateur comporte pour l'essentiel un oscillateur 10 à fréquence contrôlée et un comparateur de phase 20. Au sens de la présente invention on entend par comparateur de phase un dispositif comprenant deux entrées de signaux et capable de délivrer un courant ou une tension proportionnelle à un écart de phase existant entre les deux signaux d'entrée. L'oscillateur 10 est un oscillateur à fréquence contrôlée en tension (VCO) comprenant deux entrées 12, 14 appelées respectivement entrée de boucle et entrée d'ajustage, et une sortie 16 délivrant un signal dont la fréquence dépend des tensions appliquées aux entrées de boucle et d'ajustage. L'entrée de boucle 12 de l'oscillateur 10 est reliée à une sortie 26 du comparateur de phase 20, tandis que la sortie 16 de l'oscillateur 10 est reliée à une première entrée 22 du comparateur de phase. Une deuxième entrée 24 du comparateur de phase est connectée à un commutateur 28 permettant de relier sélectivement la deuxième entrée soit à une voie de chrominance 30 transmettant le signal de chrominance, soit à un oscillateur extérieur de référence 32, à quartz, délivrant un signal à une fréquence de référence. Le comparateur de phase associé à l'oscillateur forme une boucle de démodulation à verrouillage de phase de type PLL (Phase Locked Loop). Lorsque le commutateur 28 relie la deuxième entrée 24 du comparateur de phase à la voie de chrominance 30, le démodulateur délivre à sa sortie une tension, notée V, proportionnelle à la fréquence du signal de chrominance, notée F. La tension V est utilisée comme information représentative de la composante de couleur (bleu ou rouge) correspondant au signal présent sur la voie 30. La tension V est telle que V=k.F.U, o k est un coefficient de proportionnalité et o U est une tension appliquée à l'entrée d'ajustage 14 de l'oscillateur. La fréquence du signal de sortie émis par l'oscillateur 10 doit être déterminée avec une grande précision et rester stable pour garantir la précision de la tension de sortie V du démodulateur et donc garantir la fidélité de reproduction des couleurs par l'appareil équipé du démodulateur. A cet effet, l'oscillateur 10 doit être fréquemment accordé sur une fréquence de référence, notée Fref, fournie par l'oscillateur extérieur 32. L'oscillateur 10 est accordé en reliant la deuxième entrée 24 du comparateur de phase à l'oscillateur extérieur de référence 32. Lors d'une phase d'accord de l'oscillateur, un interrupteur 40 d'un circuit d'ajustage 42 est fermé. La phase d'accord peut être déclenchée, par exemple, par une information d'effacement de trame du signal vidéo, utilisée pour piloter le commutateur 28 et l'interrupteur 40. Ce circuit comporte un transconducteur 44 dont une entrée est reliée à l'entrée de boucle 12 de l'oscillateur et dont l'autre entrée est reliée à une source de tension de référence 46 délivrant une tension Vref. - Lorsque la tension à l'entrée de boucle de l'oscillateur 10 est différente de la tension de référence Vref, le transconducteur délivre un courant (positif ou négatif) qui vient charger ou décharger un condensateur de mémoire 48. Ainsi, la tension U du condensateur de mémoire 48, appliquée à l'entrée d'ajustage 14 de l'oscillateur, est modifiée pour ajuster la tension de sortie de l'oscillateur à une valeur telle que la tension de l'entrée de boucle de l'oscillateur devienne égale à Vref. Lors d'une phase de démodulation, l'interrupteur 40 est ouvert et la tension U ajustée est conservée aux bornes du condensateur 48. On a ainsi Vrf=kFref.U soit, U - Vref k. Fref On peut donc écrire: V = k. F. U = k. F. Vref Vref F = H.F. k. Fref Fref H est ici le gain de démodulation connu très précisément comme le rapport de la tension de référence sur la fréquence de référence. Comme indiqué précédemment, le signal de chrominance SECAM des lignes successives d'une image est alternativement modulé en fréquence autour de fréquences centrales de valeurs différentes. Une ligne reçue avec une fréquence centrale FOR et un facteur de modulation correspondant à une première composante de couleur (R-Y) est suivie d'une ligne avec une fréquence centrale FO9 et un facteur de modulation différent correspondant à une autre composante de couleur (B-Y). Ainsi un seul démodulateur tel que décrit ci- dessus est incapable de démoduler le signal de deux lignes successives. Un décodeur chroma SECAM doit donc comporter deux oscillateurs accordés différemment respectivement en fonction des deux fréquences centrales possibles FOB et FOR et ayant chacun un comparateur de phase. (Les générateurs de Vref et Fref peuvent être communs). La multiplication du nombre de démodulateurs va à l'encontre des exigences de miniaturisation des décodeurs de signaux SECAM. L'utilisation de deux démodulateurs est d'autant plus gênante que le condensateur de mémoire est un composant occupant une surface assez importante sur un circuit intégré. Exposé de l'invention L'invention a pour but de proposer un démodulateur de signal de chrominance SECAM à oscillateur unique, capable de démoduler à la fois des signaux de lignes correspondant à une première couleur (rouge) et les signaux de lignes correspondant à une deuxième couleur (bleu), présentant des fréquences centrales différentes. Un autre but est de proposer un tel démodulateur permettant de réaliser un décodeur vidéo sous la forme d'un circuit hautement intégré. Un but est encore de proposer un démodulateur pour lequel il n'est pas nécessaire d'accorder l'oscillateur sur des fréquences d'oscillation différentes en fonction de la fréquence centrale de modulation des signaux à décoder. Enfin, un but de l'invention est de proposer un démodulateur peu coûteux et dont les composants occupent une place réduite sur un substrat de circuit intégré. Pour atteindre ces buts, l'invention a plus précisément pour objet un dispositif démodulateur pour un signal de chrominance SECAM comprenant: - un oscillateur à fréquence contrôlée avec une première entrée, dite entrée de boucle, une deuxième entrée, dite entrée d'ajustage, et une sortie, et - un comparateur de phase avec une première entrée reliée à la sortie de l'oscillateur, une deuxième entrée de signal pour recevoir un signal de chrominance SECAM avec une fréquence de modulation, et une sortie de courant reliée, directement ou indirectement, à l'entrée de boucle de l'oscillateur. Conformément à l'invention, le dispositif démodulateur comporte en outre: - une source de courant fixe, également reliée à l'entrée de boucle de l'oscillateur, et - un miroir de courant pour copier un courant, égal à la somme du courant fixe et du courant de la sortie du comparateur de phase, dans une première et une deuxième branches de sortie comportant respectivement une première et une deuxième résistances de calibrage, en série avec une résistance commune et un générateur de courant commun délivrant un courant égal au double du courant fixe. La valeur de la première résistance de calibrage est choisie telle qu'une première tension de sortie mesurée aux bornes de la première résistance de calibrage en série avec la résistance commune, soit égale à une première valeur déterminée, par exemple nulle, lorsque la fréquence de modulation du signal appliquée à l'entrée de signal du comparateur de phase est égale à une fréquence centrale de modulation correspondant à une première couleur, et la valeur de la deuxième résistance de calibrage est choisie telle qu'une deuxième tension de sortie mesurée aux bornes de la deuxième résistance de calibrage en série avec la résistance commune, soit égale à une deuxième valeur déterminée, par exemple nulle, lorsque la fréquence de modulation du signal appliqué à l'entrée de signal du comparateur de phase est égale à une fréquence centrale de modulation correspondant à une deuxième couleur. Grâce aux deux branches de sortie, il est possible de démoduler des signaux de lignes correspondant à des couleurs différentes en utilisant un seul oscillateur, et ce, sans ajuster la fréquence de l'oscillateur. Les première et deuxième couleurs peuvent notamment être le bleu et le rouge, avec des fréquence centrales de modulation respectivement de 4,25 MHz et 4,406 MHz. Bien qu'il ne soit pas nécessaire d'adapter la fréquence de l'oscillateur à celle des signaux a démoduler, il est cependant possible, pour garantir une meilleure fidélité de reproduction de couleurs, de réaccorder périodiquement l'oscillateur par rapport à une fréquence de référence. A cet effet le dispositif peut être équipé d'un oscillateur extérieur de référence pouvant être connecté à l'entrée de signal du comparateur pour délivrer à cette entrée un signal à une fréquence de référence, la fréquence de référence qui peut être différente des fréquences de modulation des première et deuxième couleurs. La fréquence de référence Fref différente des fréquences centrales FOR et FOB, est égale, par exemple, à 4,43 MHz. L'accord de l'oscillateur peut être effectué par un circuit d'ajustage relié à l'entrée d'ajustage de l'oscillateur, pour délivrer à l'entrée d'ajustage une valeur d'ajustage telle que la tension aux bornes de la résistance commune soit nulle, lorsque la fréquence d'un signal appliqué à l'entrée de signal du comparateur est égale à la fréquence de référence. La valeur d'ajustage peut être un courant lorsque l'oscillateur est du type contrôlé en courant (CCO) ou une tension lorsque l'oscillateur est du type contrôlé en tension (VCO). L'accord de l'oscillateur peut être effectué après chaque réception d'une ligne ou, de préférence, après chaque trame comprenant un ensemble de lignes qui forment une demi-image. Pour sélectionner un mode de fonctionnement normal de démodulation ou un mode d'accord, le dispositif peut comporter un commutateur pour sélectivement relier l'entrée de signal du comparateur de phase soit à une voie de chrominance du signal vidéo, soit à l'oscillateur de référence extérieur. Un interrupteur d'initialisation du circuit d'ajustage est également prévu. Cet interrupteur est fermé lorsque l'oscillateur extérieur est relié à l'entrée de signal du comparateur de phase, et est ouvert lorsque la voie de chrominance est reliée à l'entrée de signal du comparateur de phase. Le commutateur et l'interrupteur sont pilotés, par exemple, par des moyens de détection de signaux de synchronisation de trames. Selon une réalisation particulière du circuit d'ajustage, celui-ci peut comporter un premier amplificateur transconducteur pour délivrer un courant proportionnel à la tension aux bornes de la résistance commune pour fixer une tension de charge d'un condensateur lorsque l'interrupteur d'initialisation est fermé, et un deuxième amplificateur transconducteur, connecté entre le condensateur et l'entrée d'ajustage de l'oscillateur pour délivrer à l'oscillateur un courant d'ajustage proportionnel à la tension de charge du condensateur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, en référence aux figures des dessins annexés. Cette description est donnée à titre purement illustratif et non limitatif. Brève description des figures - La figure 1, déjà décrite, est un schéma de principe simplifié d'un démodulateur de type connu. - La figure 2, décrite ci-après, est un schéma simplifié d'un dispositif démodulateur selon une réalisation particulière, conforme à l'invention. Description détaillée de modes de mise en oeuvre de l'invention Des parties de la figure 2, identiques, similaires ou équivalentes à des parties de la figure 1 déjà décrite, portent les mêmes références auxquelles on a ajouté 100. Il est ainsi possible de se reporter à la description qui précède. Le dispositif de la figure 2 comporte pour l'essentiel un oscillateur à fréquence contrôlée 110 et un détecteur de phase 120. Dans la description qui suit, on considère que l'oscillateur 110 est un oscillateur à fréquence contrôlée en courant (CCO, Current Controled Oscillator) comprenant une entrée de boucle 112 et une entrée d'ajustage 114. Ces entrées sont ainsi des entées en courant. Cependant, l'oscillateur peut être remplacé par un oscillateur à fréquence contrôlée en tension (VCO, Voltage Controled Oscillator) dont l'une ou les deux entrées sont remplacées par des entrées en tension. La sortie de l'oscillateur est repérée avec la référence 116. Le comparateur de phase 120 présente une première entrée 122 reliée à la sortie 116 de l'oscillateur et une deuxième entrée 124 pouvant recevoir sélectivement un signal de chrominance ou un signal de référence. Une sortie en courant 126 du comparateur 120 est reliée à l'entrée de boucle 112 de l'oscillateur 110. Dans le cas o l'oscillateur est un CCO, elle peut être reliée directement à l'entrée de boucle. Dans le cas o l'oscillateur est une VCO, elle peut y être reliée par un moyen de conversion du courant en tension tel qu'une résistance, par exemple. Un commutateur 128 permet de relier sélectivement la deuxième entrée 124 du comparateur de phase soit à une voie de signal 130 (0) délivrant des signaux de chrominance SECAM pouvant être modulés indifféremment avec une fréquence centrale FOR OU FOB, soit à un générateur de signal de référence 132 délivrant un signal à une fréquence de référence F:-. Une source de courant 150 délivrant un courant continu fixe noté Ifix est reliée également à l'entrée de boucle 112 de l'oscillateur, en commun avec la sortie du comparateur. Le dispositif de la figure 2, conformément à l'invention comporte un miroir de courant permettant de recopier un courant I=Iout+Ifix, égal à la somme d'un courant de sortie Iot du comparateur de phase et du courant continu fixe Ifix, dans deux branches de sortie 152, 154. Le courant Iout peut être positif ou négatif. Les branches de sortie 152, 154 comportent respectivement des générateurs de courant 152a, 154a délivrant chacun un courant I égal à Iou+IIx. La branche pilote du miroir de courant n'est pas représentée pour des raisons de simplification. Les branches de sortie peuvent être incluses dans les circuits formant l'oscillateur ou peuvent en être séparées. Le générateur de courant de la première branche de sortie 152 est relié à un potentiel de référence, par exemple la masse, par l'intermédiaire d'une première résistance de calibrage 162 de valeur RR et d'une résistance commune 163 de valeur RQ connectées en série. Le générateur de courant de la deuxième branche de sortie 154 est relié au potentiel de référence par l'intermédiaire d'une deuxième résistance de calibrage 164 de valeur RB, en série également avec la résistance commune 163. Un générateur de courant 160 est connecté à un noeud 166 correspondant à une borne de la résistance commune connectée aux première et deuxième résistances 162, 164. Le générateur de courant 160 mentionné ci- dessus forme un miroir de courant avec le générateur de courant 150 relié à la sortie du détecteur de phase et délivre un courant Iq tel que Iq=2Ifix. La résistance commune 163 est également connectée à une boucle d'ajustage 142 de l'oscillateur 110. Un interrupteur 140 permet de fermer la boucle d'ajustage 142 lorsque le commutateur 128 est connecté à l'oscillateur extérieur de référence 132 délivrant un signal de fréquence Fref. La boucle d'ajustage 142 fournit alors à l'entrée d'ajustage 114 de l'oscillateur 110 un courant noté IH. Ce courant provoque une modification de la fréquence d'oscillation et donc une modification du courant de sortie Iour du comparateur de phase telle que le courant traversant la résistance commune 163 soit nul, c'est-à-dire 2(Iout+Ifix)-2Ifix=O, i.e. Iou-=0. La boucle 142 comporte un premier amplificateur transconducteur 168 dont les bornes d'entrée sont reliées aux bornes de la résistance commune 163. La sortie de l'amplificateur transconducteur fournit un courant i positif ou négatif qui permet de charger ou décharger un condensateur de mémoire 148. Le condensateur 148 est relié à un deuxième amplificateur transconducteur 170 qui délivre le courant IH à l'entrée 114 de l'oscillateur, ce courant étant proportionnel à une tension Vc, aux bornes du condensateur 148. On a IH=gm.Vcm o gm est le coefficient de transconductance du deuxième amplificateur 170. Lorsque l'interrupteur 140 est ouvert, c'est-à- dire lors d'une phase de démodulation, la tension Vcm est mémorisée dans le condensateur et le courant IH est maintenu sensiblement inchangé jusqu'à une prochaine phase d'ajustage. La sortie du dispositif démodulateur est constituée par les tensions VR et VB mesurées sur les branches de sortie. Plus précisément, VR est mesurée aux bornes de l'ensemble formé par la première résistance de calibrage 162 en série avec la résistance commune 163 et VB est mesurée aux bornes de l'ensemble formé par la deuxième résistance de calibrage 164 en série avec la résistance commune 163. La fréquence d'oscillation Fo de l'oscillateur est telle que: FOIin (1) k.IH o Ii est le courant reçu par l'entrée de boucle 112, c'est- à-dire Iout+Ifjx et k est un coefficient de proportionnalité lié à l'oscillateur. Lors d'une phase d'ajustage, le courant IH est ajusté de telle sorte que FO=Frf et Iou,=0 (car Iq=2Iix), ainsi: Fref = Iin = Ifix (2) k.IH k IH En se référant à l'équation (1) mentionnée précédemment, on peut vérifier, lorsque la fréquence du signal d'entrée du comparateur est FOR: FOR = Ifix + Iout(FoR) (3) k. IH et lorsque la fréquence du signal d'entrée est FoB: FOB = fix + Iout(FOB) (4) k. IH Les valeurs RR et RB des première et deuxième résistances de calibrage sont choisies de telle façon que les tensions de sortie VR et VB soient respectivement nulles lorsque la fréquence du signal appliquée à la deuxième entrée 124 du comparateur de phase est respectivement égale à FOR et FOB. Compte tenu des équations ci-dessus, le choix des résistances RR et RB est tel que: RR= 2. Fref - FOR FOR et Fref - FOB RB = 2. RQ.ref FOB FOB Après ajustage de la fréquence de l'oscillateur, un écart de fréquence AF entre la fréquence Fin du signal vidéo de chrominance reçu et la fréquence F0 de l'oscillateur (égale à Fref), provoque un courant de sortie Iout tel que: Iout = fix.AF Fref Ifix étant le gain du démodulateur. Fref La variation de courant Iout provoque une variation des tensions VR et VB telle que: VR=IOUt. (RR+2RQ) et V=Iout. (RB+2RQ) Grâce au dispositif, il est ainsi possible de démoduler des signaux dont la fréquence est centrée sur des fréquences FoR et FoB distinctes et ce sans changer la fréquence à laquelle est accordé l'oscillateur. Pour des lignes successives du signal de chrominance (rouge et bleu) les tensions VR et VB sont successivement prises en compte comme tension représentative de la composante de couleur.5 REVENDICATIONS 1. Dispositif démodulateur pour un signal de chrominance SECAM comprenant: - un oscillateur (110) à fréquence contrôlée avec une première entrée (112), dite entrée de boucle, une deuxième entrée (114), dite entrée d'ajustage, et une sortie (116), - un comparateur de phase (120) avec une première entrée (122) reliée à la sortie (116) de l'oscillateur, une deuxième entrée (124), de signal, pour recevoir un signal de chrominance SECAM avec une fréquence de modulation, et une sortie (126) de courant reliée à l'entrée de boucle de l'oscillateur, caractérisé en ce qu'il comporte en outre: - une source de courant fixe (150) également reliée à l'entrée de boucle de l'oscillateur, - un miroir de courant (152a, 154a) pour copier un courant égal à la somme du courant fixe et d'un courant de la sortie du comparateur de phase dans une première et une deuxième branches (152, 154) de sortie, comportant respectivement une première et une deuxième résistances de calibrage (162, 164), en série avec une résistance commune (163) et un générateur (160) de courant commun délivrant un courant égal au double du courant fixe, et dans lequel la valeur RR de la première résistance de calibrage (162) est choisie telle qu'une première tension de sortie mesurée aux bornes de la première résistance de calibrage en série avec la résistance commune, soit égale à une première valeur déterminée lorsque la fréquence de modulation du signal appliquée à l'entrée de signal (124) du comparateur de phase est égale à une fréquence centrale de modulation correspondant à une première couleur, et la valeur de la deuxième résistance de calibrage RB est choisie telle qu'une deuxième tension de sortie mesurée aux bornes de la deuxième résistance de calibrage en série avec la résistance commune, soit égale à une deuxième valeur déterminée lorsque la fréquence de modulation du signal appliqué à l'entrée de signal du comparateur de phase est égale à une fréquence centrale de modulation correspondant à une deuxième couleur. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans laquelle les première et deuxième valeurs déterminées sont des valeurs nulles. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les première et deuxième couleurs sont respectivement le bleu et le rouge, avec des fréquence centrales de modulation respectivement de 4,25 MHz et 4, 406 MHz. 4. Dispositif selon la revendication 1, équipé d'un oscillateur extérieur (132) de référence pouvant être connecté à l'entrée de signal (124) du comparateur pour délivrer à cette entrée un signal à une fréquence de référence, la fréquence de référence étant différente des fréquences de modulation des première et deuxième couleurs. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel la fréquence de référence est sensiblement égale à 4,43 MHz. 6. Dispositif selon la revendication 4 comprenant un circuit d'ajustage (142) relié à l'entrée d'ajustage (114) de l'oscillateur, pour délivrer à l'entrée d'ajustage une valeur d'ajustage tel que la tension aux bornes de la résistance commune soit nulle lorsque la fréquence de modulation d'un signal appliqué à l'entrée de signal du comparateur est égale à la fréquence de référence. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel la valeur d'ajustage est un courant d'ajustage ou une tension d'ajustage. 8. Dispositif selon la revendication 6, comprenant un commutateur (128) pour sélectivement relier l'entrée de signal (124) du comparateur de phase à une voie de chrominance (130) et à l'oscillateur de référence extérieur (132), et un interrupteur (140) d'initialisation du circuit d'ajustage, l'interrupteur étant fermé lorsque l'oscillateur extérieur est relié à l'entrée de signal du comparateur de phase, et étant ouvert lorsque la voie de chrominance est reliée à l'entrée de signal du comparateur de phase. 9. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel le circuit d'ajustage comporte un premier amplificateur transconducteur (170) délivrant un courant proportionnel à une tension aux bornes de la résistance commune (163) pour fixer une tension de charge d'un condensateur (148) lorsque l'interrupteur d'initialisation (140) est fermé, et un deuxième amplificateur transconducteur 170, connecté entre le condensateur (148) et l'entrée d'ajustage (114) de l'oscillateur (110) pour délivrer à l'oscillateur un courant d'ajustage proportionnel à la tension de charge du condensateur (148).