Brevet FR3088787A1 — publié le 20200522

Description Titre de l'invention : Procédé de démodulation d'un signal stéréo- phonique [0001] L'invention concerne un procédé de démodulation d'un signal stéréophonique multiplexé, notamment mis en oeuvre par un système autoradio pour un véhicule au- tomobile, et en particulier un système configuré pour recevoir des canaux FM. [0002] Un tel signal stéréophonique est composé d'un ensemble d'un premier signal, dit signal somme, qui est une somme de deux signaux monophoniques, gauche et droite, d'un deuxième signal, dit signal différence, qui est une différence desdits deux signaux monophoniques, et ayant été modulé par une porteuse, de préférence à 38kHz. Pour générer cette porteuse à 38k1-lz, le signal stéréophonique comprend également un signal pilote, dont la fréquence est celle de la porteuse à 38kHz divisée par deux. [0003] La démodulation du signal stéréophonique peut se relever délicate, voire pro- blématique, d'une part du fait de l'extraction complexe du signal pilote, et d'autre part, du fait de l'utilisation de divers filtres qui dégradent le taux de distorsion harmonique totale ainsi que la séparation des canaux gauche/droite. C'est le cas en particulier quand l'énergie du signal somme est plus élevée que celle du signal différence, les procédés de démodulation connus ne permettant pas d'atténuer suffisamment l'amplitude du signal somme en vue de récupérer proprement le signal différence. [0004] Le but de l'invention est de remédier au moins partiellement à ces inconvénients. [0005] A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de démodulation d'un signal stéréo- phonique multiplexé, le signal comprenant un signal, dit signal somme, qui est une somme dc deux signaux monophoniques, un signal, dit signal différence, qui est une différence desdits deux signaux monophoniques, et un signal pilote à une fréquence dite fréquence pilote servant de référence afin de réaliser une transposition en fréquence du signal différence à partir d'un signal de porteuse, le procédé comprenant les étapes suivantes : éliminer la fréquence pilote du signal stéréophonique multiplexé, le signal résultant étant appelé signal sans pilote, et soustraire du signal sans pilote le signal somme, le signal résultant étant appelé signal différence non transposé. [0006] Ainsi, grâce à la présente invention, le signal pilote et les signaux somme et différence sont extraits de façon optimale, ce qui améliore le taux de distorsion harmonique totale. [0007] Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise un filtre réjecteur au cours de l'étape d'élimination de la fréquence pilote [0008] Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape d'application d'un retard au signal sans pilote préalablement à l'étape de soustraction. 2 100091 Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape de ré- génération du signal de porteuse à partir du signal stéréophonique multiplexé et du signal sans pilote. [0010] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de régénération du signal de porteuse comprend une étape dc soustraction au cours de laquelle le signal sans pilote est soustrait au signal stéréophonique multiplexé, l'étape dc soustraction étant suivie d'une étape d'application d'un retard. [0011] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de régénération du signal de porteuse comprend une étape dc recours à une boucle à verrouillage de phase ultérieure à l'étape d'application d'un retard. [0012] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de régénération du signal de porteuse comprend une étape dc doublement dc fréquence de la fréquence pilote ultérieurement à l'étape de recours à une boucle à verrouillage de phase. [0013] Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de régénération du signal de porteuse comprend une étape dc filtrage par un filtre passe-bande, ultérieurement à l'étape de doublement de fréquence, le signal résultant étant appelé signal dc porteuse régénéré. [0014] Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape de multiplication du signal différence non transposé et du signal de porteuse régénéré. [0015] Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape de filtrage par un filtre passe-bas de sorte à récupérer le signal différence. [0016] Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé comprend une étape de filtrage par un filtre passe-bas antérieure à l'étape de soustraction du signal sans pilote au signal somme. [0017] Selon une autre caractéristique de l'invention, comprenant une étape de récupération du signal somme par d'application d'un retard au signal résultant de l'étape de filtrage par un filtre passe-bas antérieure à l'étape de soustraction du signal sans pilote au signal somme. [0018] L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit précédemment. Brève description des dessins [0019] D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l'amdyse des dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 100201 Ifi2.1 I illustre un spectre fréquentiel d'un signal stéréophonique auquel un procédé de démodulation selon la présente invention est appliqué ; Fig. 2 3 100211 Ifie.21 illustre une vue schématique d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de démodulation selon la présente invention ; Fig. 3 100221 Ifie.31 illustre un chronogramme du procédé de démodulation selon la présente invention ; Fig. 4 [0023] [fie.41 illustre une évolution des courbes d'amplitude des spectres fréquentiels (en transformation de Fourier rapide) de signaux somme et différence non traités et reçus par l'autoradio du véhicule et montre un cas où un signal somme a un énergie plus importante qu'un signal différence, amenant à une dégradation d'un taux de distorsion harmonique totale et dc la séparation de canaux monophoniques par un procédé classique de démodulation stéréophonique ; Description des modes de réalisation [0024] L'invention a pour objet un procédé de démodulation s'appliquant notamment à un signal S(t) illustré sur la figure 1. Le signal S(f) est un signal stéréophonique multiplexé. L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé de démodulation. Le dispositif est préférentiellement un système autoradio pour un véhicule automobile, et en particulier un système configuré pour recevoir des canaux FM. [0025] Le signal S(f) comporte un premier signal, dit signal somme, dans une première bande de fréquences, et qui est une somme de deux signaux monophoniques, notés G et D (pour gauche et droite). Comme visible sur la fleure 1, le signal somme est indiqué sous le signe G+D. 100261 Le signal S(I) comporte également un deuxième signal, dit signal différence, dans une deuxième bande de fréquences, et qui est une différence des deux signaux monophoniques G et D. Comme visible sur la figure 1, le signal différence est indiqué sous le signe G-D. 100271 Le signal différence a été modulé par une porteuse à une fréquence donnée, par exemple de 38 Id-lz. 100281 Le signal 5(1) comprend aussi un signal à une fréquence pilote 1-0, qui correspond à la fréquence de la porteuse à 38kHz divisée par deux, c'est-à-dire à 19 kHz. La récupération du signal pilote permet une démodulation cohérente, comme il sera décrit ultérieurement. Le signal pilote est représenté par la lettre P sur la figure 1. 100291 Comme on le constate sur la fleure 1, les fréquences de la bande de fréquences du signal somme G+D sont inférieures à la fréquence pilote f0 tandis que les fréquences de la bande de fréquence du signal différence G-D sont supérieures à la fréquence pilote f0. [0030] Le procédé de démodulation ainsi que le dispositif de mise en oeuvre du procédé sont maintenant détaillés en relation avec les figures 2 et 3. [0031] Le procédé de démodulation est référencé 1 tandis que le dispositif de mise en oeuvre est référencé 100. [0032] Le procédé de démodulation 1 comprend une première étape 2, au cours de laquelle on élimine la fréquence pilote du signal stéréophonique multiplexé S(f). Cette étape est notée ELIM sur la figure 3, et le signal en résultant est appelé signal sans pilote, noté S2(f). [0033] De préférence, le dispositif de mise en oeuvre comprend un ou plusieurs filtres ré- jecteurs 101. Chaque filtre réjecteur est de préférence à réponse impulsionnelle infinie, de deuxième ordre, ce qui assure que la bande coupée soit très fine autour de la fréquence pilote f0, comme illustré sur la figure 2. [0034] Comme il ressort de la figure 3, le procédé de démodulation 1 comprend également une étape de filtrage 3 (FILT), de préférence à l'aide d'un filtre passe bas 102 du dispositif 100, dont il résulte un signal S3(f). [0035] Le filtre 102 est de préférence un filtre à réponse impulsionnelle finie à 128 coef- ficients. [0036] L'étape de filtrage 3 est suivie d'une étape 4 d'application d'un retard Tl, par un moyen retardateur 103. Cette étape 4 permet la récupération du signal somme G+D, en prenant en compte le retard généré par un filtre 112. Cela dans le but d'aligner temporellement les signaux G+D et G-D. Cette étape est notée RET sur la figure 3. [0037] Comme il ressort également des figures 2 et 3, le procédé de démodulation 1 comprend une étape 5 d'application d'un retard T2 au signal S2(t), à l'aide d'un moyen 104, afin de tenir compte du retard du filtre 102 (lors de l'étape de soustraction détaillée ci-après). Par exemple, Ti et T2 sont égaux (si on utilise le même filtre passe bas pour récupérer G+D et G-D, sinon TI et T2 sont différents). Cette étape, notée RET, résulte en un signal S5(f). [0038] Le procédé de démodulation 1 comprend une étape 6 de soustraction SOUS, au cours de laquelle on soustrait le signal S3(t) du signal S5(t) à l'aide d'un dispositif de soustraction 105. On obtient ainsi le signal G-D non transposé, noté S6(t). [0039] Comme visible sur la figure 3, le procédé de démodulation 1 comprend une étape 7 de récupération du signal pilote P à partir du signal stéréophonique multiplexé SU) et du signal sans pilote S2(t) afin de régénérer le signal de porteuse à 38kHz. [0040] L'étape 7 de régénération du signal de porteuse à 38kHz comprend une succession d'étapes. [0041] Une première étape 8 consiste à soustraire du signal stéréophonique multiplexé SU) le signal S2(1) à l'aide d'un dispositif 106. Cette étape, notée SOUS, résulte en un signal S8(t). [0042] Une deuxième étape 9 consiste à appliquer, à l'aide d'un moyen 107, un retard -r2 au signal 58(f), en vue de la récupération ultérieure du signal différence, comme il sera expliqué ultérieurement. Cette étape, notée RET, résulte en un signal 59(1). [0043] Une troisième étape 10 consiste en une utilisation d'une boucle à verrouillage de phase 108 du dispositif 100 afin de garantir le signal en phase, fréquence et amplitude. Cette étape, notée BVP, résulte en un signal S10(f). [0044] Une quatrième étape 11 consiste à doubler la fréquence du signal pilote pour obtenir la fréquence de la porteuse, 38 kHz, à l'aide d'un moyen 109. Cette étape, notée DOUBL, résulte en un signal S11(f). [0045] Une cinquième étape 12 (FILT), à l'issue de laquelle est régénéré le signal de porteuse à 38kHz, noté 512(f), consiste à filtrer à l'aide d'un filtre passe-bande 110 du dispositif 100. Le filtre 110 est de préférence à réponse impulsionnelle infinie du deuxième ordre. [0046] Le signal différence est ensuite récupéré par multiplication du signal de porteuse 512(f) et du signal 56(t) correspondant au signal différence non transposé à l'aide d'un dispositif 111, puis par filtrage à l'aide d'un filtre 112 du dispositif 100. L'étape de multiplication, notée MULT, est référencée 13, tandis que l'étape de filtrage, FILT, est référencée 14. Le filtre 112 est de préférence un filtre à réponse impulsionnelle finie à 128 coefficients. [0047] Ainsi, grâce aux signaux récupérés somme et différence, il est possible ensuite d'extraire de façon optimale chacun des signaux G et D. [0048] Comme illustré sur la figure 4, il arrive que l'amplitude du signal somme soit su- périeure à l'amplitude du signal différence, ce qui dans le cas des procédés de l'état de l'art aboutirait à une dégradation de la distorsion harmonique totale ainsi que de la séparation des canaux G et D du fait que le signal somme ne serait pas correctement réjecté lors de l'opération de transposition permettant de récupérer le signal différence. La présente invention au contraire permet de récupérer proprement les signaux G et D, du fait de l'utilisation d'opération de soustraction améliorant de ce fait le taux de distorsion harmonique totale et la séparation des canaux gauche/droite. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Procédé de démodulation d'un signal stéréophonique multiplexé (S(1)), le signal comprenant : - un signal, dit signal somme (G+D), qui est une somme de deux signaux monophoniques, - un signal, dit signal différence (G-D), qui est une différence desdits deux signaux monophoniques, et - un signal pilote à une fréquence dite fréquence pilote (f()) servant de référence afin de réaliser une transposition en fréquence du signal différence (G-D) à partir d'un signal de porteuse, le procédé comprenant les étapes suivantes : - éliminer la fréquence pilote (f0) du signal stéréophonique multiplexé (S(f)), le signal résultant étant appelé signal sans pilote (S2(0), et - soustraire du signal sans pilote (S2(f)) le signal somme (G+D), le signal résultant étant appelé signal différence non transposé (S6(0). [Revendication 2] Procédé selon la revendication 1, dans lequel on utilise un filtre réjecteur (101) au cours de l'étape d'élimination de la fréquence pilote (f0). [Revendication 3] Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape d'application d'un retard (T 2) au signal sans pilote (S2(f)) préalablement à l'étape de soustraction. [Revendication 4] Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape de régénération du signal de porteuse à partir du signal stéréophonique multiplexé (SU')) et du signal sans pilote (S2(0). [Revendication 5] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de régé- nération du signal de porteuse comprend une étape de soustraction au cours de laquelle le signal sans pilote (S2(f)) est soustrait au signal stéréophonique multiplexé (S(0), l'étape de soustraction étant suivie d'une étape d'application d'un retard (T 2). [Revendication 6] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de régé- nération du signal de porteuse comprend une étape de recours à une boucle à verrouillage de phase (108) ultérieure à l'étape d'application d'un retard.. [Revendication 7] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de régé- nération du signal de porteuse comprend une étape de doublement de fréquence pilote (109) ultérieurement à l'étape de recours à une boucle à verrouillage de phase (108). 7 [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de régénération du signal de porteuse comprend une étape dc filtrage par un filtre passe-bande (110), ultérieurement à l'étape de doublement de fréquence, le signal résultant étant appelé signal de porteuse régénéré (S12(0). Procédé selon l'une des revendications 4 à 8, comprenant une étape dc multiplication du signal différence non transposé (S6(f)) et du signal de porteuse régénéré (S12(0). Procédé selon la revendication précédente, comprenant ensuite une étape de filtrage par un filtre passe-bas (112) dc sorte à récupérer le signal différence. Procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant une étape de filtrage par un filtre passe-bas (102) antérieure à l'étape de soustraction du signal sans pilote (S2(f)) au signal somme (G+D). Procédé selon la revendication précédente, comprenant une étape de récupération du signal somme par d'application d'un retard (t1) au signal (S3(0) résultant de l'étape dc filtrage par un filtre passe-bas antérieure à l'étape dc soustraction du signal sans pilote (S2(f)) au signal somme (G+D).