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La présente invention concerne les dispositifs amplificateurs de signaux et plus spécialement ceux à caractéristiques de réponse en fréquen- ce déterminées d'avance.
La présente invention a pour but principal de procurer des cir- cuits amplificateurs de signaux perfectionnés.
La présente invention procure un amplificateur de signaux dont le gain est une fonction exponentielle de la fréquence.
Des exemples de la présente invention sont décrits ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 représente un récepteur de télévision en couleurs dans lequel on peut utiliser les circuits des figures 4 à 8.
La figure 2 donne les caractéristiques de réponse en fréquence de circuits amplificateurs connus.
La figure 3 donne les caractéristiques de réponse en fréquence des circuits représentés à la figure 4.
La figure 4 représente des circuits constituant une forme d'exé- cution de la présente invention.
La figure 5A donne la courbe de sélectivité d'un récepteur de té- lévision connu.
La figure 5B donne la courbe de sélectivité d'un récepteur de té- lévision en couleurs utilisant des circuits de la présente invention.
La figure 6 représente une variante du dispositif de la figure 1.
La figure 7 donne les caractéristiques de réponse en fréquence de circuits de l'invention comme ceux utilisés dans le dispositif de la figure 6, et la figure 8 représente encore une autre forme d'exécution de 1' invention.
Le récepteur de télévision en couleurs représenté à la figure 1 est du type pouvant recevoir une onde composite transmise contenant les infor- mations de luminosité relatives à l'intensité lumineuse totale de l'image à reproduire, les informations de couleur relatives à la teinte et à la saturation de l'image à reproduire, et les signaux de synchronisation servant à synchroniser les circuits de déflexion et de couleur du récepteur par rap- port au fonctionnement de l'émetteur.
Dans le présent exemple , la largeur de bande allouée à chaque canal de transmission est de 6 mégacycles. La porteuse principale ou porteu- se image se trouve à environ 1,25 Mc/s de l'extrémité inférieure de la ban- de et est modulée en amplitude par le signal de luminosité, dénommé ici signal Y, contenant des composantes de modulation allant jusqu'à environ 4,2 Mc/s au-delà de la porteuse imageo Une onde sous-porteuse, dénommée ici sous-porteuse de couleur, est située environ 3,58 Mc/s au-dessus de la porteuse image et est modulée en phase et en amplitude de manière à trans- mettre des informations de couleur, les composantes de modulation de cette sous-porteuse s'étendant jusqu'à environ 0,5 Mc/s au-dessus de la sous- porteuse de couleur ou environ 4,2 Mc/s au-dessus de la porteuse image.
Une porteuse son modulée en fréquence transmettant, dans le même canal, les informations son est située à environ 4,5 Mc/s au-dessus de la porteuse image, c'est-à-dire très près de la limite supérieure des informations de couleur. L'onde composite ainsi constituée est transmise suivant le système de la bande latérale atténuée,dans le.but de maintenir tout le spectre des
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fréquences.
Le signal composite émis est capté par Iranienne 31 du récepteur de télévision en couleurs, amplifié dans le circuit amplificateur H.F. 33 et appliqué à un circuit mélangeur 35 dans lequel la porteuse image est ramenée, par hétérodynage, à une fréquence moyenne. Le signal moyenne fré- quence est amplifié dans le circuit amplificateur moyenne fréquence 39 et appliqué à son second détecteur 41 où on extrait les composantes de modu- lations d'informations image et son.
A la sortie du second détecteur, l'information son obtenue par le battement entre la porteuse son et la porteuse image est envoyée à un détec- teur son 45 d'où le signal basse fréquence détecté va à un amplificateur basse fréquence 47 et, après amplification, est appliqué au dispositif de rétablissement du son 49 représenté sous la forme d'un haut-parleur.
Le second détecteur 41 produit aussi,à sa sortie, un signal de commande automatique de gain qui commande, par l'intermédiaire du circuit AGC 40, le circuit amplificateur moyenne fréquence 39.
Les composantes d'information dimage et les signaux de synchro- nisation sont amplifiés dans le circuit amplificateur vidéo 43 et reconsti- tuent, par 1 intermédiaire des circuits appropriés, une image sur le kinés- cope polychrome 65. Linformation de synchronisation des images est appli- quée aux circuits de déflexions horizontale et verticale de faisceau 51 et commande les courants de déflexion circulant dans les bobines de dé- flexion 67.
Le signal ou pointe de synchronisation de couleur est appliqué à l'oscillateur local synchronisé par pointe 53 qui produit ainsi une onde à fréquence de référence ouplasederéférence utilisée dans les circuits de couleur 55 pour démoduler l'information de couleur et produire ainsi des signaux d'in- formation de teinte et de saturation représentant les couleurs constituan- tes de l'imagée Le signal de luminosité est convenablement retardé par le circuit à retard Y 52 et appliqué aux dispositifs d'addition rouge, vert et 'bleu, dans lesquels il est combiné à la sortie des circuits de couleur 55 de manière à donner des signaux d'information de couleur complets qui sont appliqués, à leur tour, aux électrodes appropriées du kinéscope 65.
Une partie du récepteur est comprise à l'intérieur du rectangle en pointillé 38; il s'agît de l'amplificateur- MF 39 et de l'amplificateur video 43. Ces circuits, en combinaison avec leurs détecteurs, assurent l' amplification voulue des composants de modulation en vue de la reproduction; il faut, entre autres, que la courbe de réponse totale de ces circuits soit, en substance, plate dans toute la largeur de bande des composantes de modu- lation, de manière à obtenir des informations de vision non déformées, et que ces circuits rejettent tout signal des canaux adjacents tout en déli- vrant l'information d'image appliquée au kinéscope des informations sont envoyées dans le même canal.
Les figures 2A et 2B donnent les caractéristiques de réponse des amplificateurs utilisés jusque ici dans un étage amplificateur MF et un éta- ge amplificateur vidéo. On remarquera que, rien que dans le but de représen= ter les fréquences des composantes de modulation et du signal MF allant en croissant dans le même sens de manière à éviter ainsi toute confusion, les figures 2A, 3, 5A, 5B et 7 donnent les caractéristiques de réponse des cir- cuits amplificateurs RF et MF combinéso On notera cependant que la courbe de réponse représentée est celle du. circuit amplificateur MF lui-même par rapport aux composantes de modulation.
Comme les courbes 69 et 79 des figures 2A et 2B le montrent, 1' ancienne conception de fonctionnement consiste à demander aux circuits amplificateurs MF et vidéo d'avoir des courbes de réponse aussi plates que
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possible dans la partie la plus grande possible de la bande contenant les composantes de modulation, sauf en ce qui concerne des points de réjection déterminés dans l'amplificateur MF servant à atténuer l'information son transmise dans le même canal, à rejeter les signaux des canaux adjacents et àaccommoder la courbe de réponse MF au type de transmission à bande latérale atténuéeutilisé.
C'est ainsi qu'à la figure 2A, des points de réjection sont re- présentés qui servent à rejeter la porteuse image 77 du canal inférieur adjacent ,à atténuer la porteuse son 75 du canal utilisé, et à rejeter la porteuse son du canal adjacent supérieur 80. La courbe est, en outre, in- clinée dans la région de la porteuse image 71, de façon à s'adapter à la transmission à bande latérale atténuée. Le reste de la bande passante est faite aussi plat que possible, D'autre part, comme la figure 2B le montre en 79, la courbe de réponse de l'amplificateur video est faite aussi plate que possible dans toute la bande des composantes de modulation.
La solution adoptée jusqu'ici présente plusieurs inconvénients, parce que (1) pour obtenur une courbe de réponse bien plate, il faut uti- liser un grand nombre d'étages amplificateurs délicats, (2) l'étroit bou- chon nécessaire à atténuer le son du même canal sans déformer les composan- tes de couleur, exige un circuit à Q élevé qui est très critique et sujet à glissement, (3) à cause de l'atténuation du son du même canal dans le circuit amplificateur MF, il faut ajouter des circuits amplificateurs pour obtenir une porteuse son à niveau suffisant à l'entrée du détecteur son, et (4) à cause de la coupure brusque dans le voisinage de la porteuse du son du même canal dans l'amplificateur MF,
même un léger glissement de 1' oscillateur local ou un faible désaccord du récepteur suffit à faire appa- raître la porteuse son sur l'écran du kinéscope, ce qui détériore l'image reproduite' au point de vue forme, et aussi au point de vue des couleurs à cause de la réjection des composantes de modulation de couleur supérieures.
La figure 3 donne les courbes de réponse de circuits amplificateurs suivant la présente invention utilisés comme amplificateurs MF et video dans un récepteur de télévision en couleurs. Le circuit amplificateur MF est arrangé de façon à avoir un gain qui est une fonction exponentielle négative des fréquences des composantes de modulation. Ce circuit est arran- gé de façon à avoir un'tel gain dans toute la région des composantes de cou- leur et, en outre ,autant que possible dans toute la bande des composantes de luminosité qui descend en substance, comme représenté, jusqu'à l'endroit de la porteuse image 219. La courbe de réponse de l'étage amplificateur MF est représentée par la courbe 211.
L'écart antre la courbe 211, à son extré- mité de droite, et l'extrapolation, en pointillé, de la courbe exponentiel- le négative, est dû à l'insertion, dans l'amplification MF, d'un bouchon de réjection des signaux de canal adjacent.
Le dessin montre qu'à la sortie de l'amplificateur MF, la sous- porteuse de couleur 223 et la porteuse son du même canal 221 sont atténuées.
L'atténuation n'élimine pas mais atténue seulement la porteuse son du même canal, et celle-ci peut donc être appliquée directement au détecteur son, sans devoir utiliser des étages amplificateurs son supplémentaires.
Le gain du circuit amplificateur video est une fonction exponentiel- le positive des fréquences des composantes de modulation. La caractéristique de réponse de ce circuit est représentée par la courbe 213. La solution adoptée et qui vient d'être décrite donne aux circuits amplificateurs MF et video une courbe de réponse totale plate, du fait que les exponentielles des gains s'ajoutent et que l'amplification des composantes de modulation est constante dans toute la gamme des courbes de réponse exponentielles.
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Dans le cas de la solution considérée, un bouchon est inséré dans le circuit amplificateur vidéo, à l'endroit de la porteuse son de même canal 221, ce qui produit la réjection totale au point 215 et empêche que la porteuse son ne se mélange à 1?information de vision appliquée au tube de reproduction.
Un avantage de la solution adoptée réside en ce que le bouchon requis ici est beaucoup moins critique que dans le cas d'un bouchon MF et donc moins couteux. Un autre avantage est constitué par le fait qu'à cet endroit du récepteur,la porteuse son aura toujours la fréquence de 4,5 Mc/s quel que soit le glissement de l'oscillateur local ou le désac- cord du récepteur, ce qui assure donc une élimination efficace et sûre de la porteuse son de même canal.
La figure 4 représente des circuits conformes à la présente inven- tion et ayant les courbes de réponse représentées à la figure 3. Le circuit amplificateur MF comprend trois étages amplificateurs 251, 255 et 259 mon- tés en tandemrespectivement. Les bornes d'entrée 252 du circuit amplifica- teur MF reçoivent les signaux moyenne fréquence provenant du circuit mélan- geur du récepteur. le signal MF est amplifié successivement dans les trois étages précités et détecté dans le second détecteur 263, produisant la porteuse son du même canal, les composantes de modulation d'image et les signaux de synchronisation.
Les différents amplificateurs sont pourvus d'impédances de charge consistant en circuits résonnants respectifs 253, 257 et 261, résonnant respectivement sur les fréquences f1,f2 et f3.
En choisissant convenablement les fréquences de résonance et les Q de ces circuits, la caractéristique de gain exponentielle négative, représentée par la courbe 211 de la figure 3, peut être obtenue. Le bouchon son 254 aménagé à l'entrée du circuit amplificateur MF rejette de la façon voulue la porteuse son du canal adjacent.
1=entrée des circuits amplificateurs video, il y a un filtre son 265 qui atténue la porteuse son de même canal, comme le point 215 de la figure 3 le montre, à au moins 44 db en-dessous des composantes de modu- lation, de façon à empêcher qu'elle se mélange à 1 'image. reproduite.
Quoique le circuit amplificateur vidéo qui doit avoir un gain qui est une fonction exponentielle négatieve des fréquences des composantes de modulation, pourrait être du type utilisé pour le circuit amplificateur MF, on utilise une autre forme d'amplificateur pouvant aussi donner un gain qui est une fonction exponentielle négative de la fréquence.
Le principe de fonctionnement de l'amplificateur vidéo représenté est basé sur l'obtention de la fonction exponentielle des fréquences vou- lue par la sommation des termes du développement en série infinie de
EMI4.1
e kf 0.à. d. 1 + kf + (kf);:: + (kf')3 + ill14 0"" "" , 2! 3Î 4! dont il ne faut utiliser que les termes allant jusqu'à la puissance cube, parce qu'on peut démontrer que les termes au-delà du cube sont négligeables.
Le circuit amplificateur video est disposé de façon à avoir une sortie éga- le à cette' sommation, et est donc dénommé du type à sommation série.
La sortie du second détecteur 263,qui pratiquement ne contient plus le son du même canal, est appliquée à la borne d'entrée 264 du circuit amplificateur vidéo. Le premier terme ou terme constant du développement série est obtenu en faisant passer sucessivement le signal vidéo dans les étages amplificateurs 267, 269,pour rappliquer ensuite à la borne de sor- tie 271 du circuit amplificateur vidéo.
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Pour obtenir le second terme du développement sériele signal vidéo est aussi appliqué à un étage amplificateur 273 pourvu d'une impé- dance de charge inductive, le gain de cet étage étant, de ce fait, une fonction linéaire de la fréquence. La sortie de l'étage amplificateur 273, qui correspond donc au second terme de la série, est couplée par un autre étage amplificateur 275, à la borne de sortie 271 de l'amplificateur video
Le troisième terme du développement en série est le deuxième terme mis au carré et divisé par deux.
Le troisième terme est obtenu en appli- quant la sortie de l'étage amplificateur 273 qui est le- second terme du développement en série, à chacune des deux grilles 277 et 278 d'un tube à vide pentode 279 dont on règle le gain de manière à obtenir un facteur d'un demie La sortie correspondant au troisième terme va de l'anode 287 de la pentode 279 à la borne de sortie 271 de l'amplificateur vidéo.
Le quatrième terme du développement en série est obtenu en multi- pliant entre eux le second et le troisième termes et en divisant le produit obtenu par six. A cet effet, le second terme va de l'amplificateur 273 à la grille 285 et le troisième terme va de la résistance cathodique 268 du tube amplificateur 279 à la grille 238 du tube à vide pentode 280 dont le gain est réglé en fonction du terme considéré. Le quatrième terme sortant du tube 280 est appliqué à la borne de sortie 271 de l'amplificateur vidéo.
Les figures 5A et 5B font ressortir la différence qu'il y a en sé- lectivité entre un récepteur de télévision courant et un récepteur utilisant le dispositif de la présente invention. La figure 5A donne la sélectivité d'un récepteur utilisant les circuits amplificateurs d'ancien type.
Les figu- res 5Aa et 5Ab correspondent aux figures 2A et 2B et représentent respecti- vement la courbe de réponse en fréquence du circuit amplificateur MF et celle du circuit amplificateur videoo La figure 5Ac donne la courbe de ré- ponse totale de ce dispositif de type ancien et montre comment la porteuse son de même canal passe et comment les composantes de couleur sont déformées quand, par exemple, la fréquence de l'oscillateur local est tombée sous sa valeur normale,
et comment la porteuse son passe quand le glissement de l'oscillateur est en sens opposé
Les figures 5Ba et 5Bb correspondent à la figure 3 et représentent respectivement la courbe de réponse en fréquence du circuit amplificateur MF et celle du circuit amplificateur vidéo obtenues grâce à la présente in- ventiono La figure 5Bc donne la courbe de réponse totale de ce dispositif et montre comment un désaccord du récepteur ou un glissement de l'oscilla- teur résulte en très faibles variations d'amplitude des composantes de modu- lation, sans déformation aucune des signaux de couleur et avec une réjection maintenue totale de la porteuse son de même canalo
Pour obtenir un récepteur de télévision en couleurs bon marché à bande étroite, on peut utiliser la variante de circuit amplificateur video 43 représentée à la figure 6.
En utilisant un amplificateur video de cou- leur 183 et un amplificateur video de luminosité 185 indépendant, il est possible de limiter l'emploi d'amplificateurs à réponse expon-entielle à la région des composantes de modulation de couleur, et d'arranger l'amplifi- cateur vidéo de luminosité de manière qu'il utilise au mieux les informa- tions de luminosités
Dans le circuit représenté à la figure 6, les composantes d'image vont de la borne de sortie 36 du second détecteur 41 du récepteur, par un bouchon pour porteuse son de même canal (non représenté), aux amplificateurs séparés indépendants.
L'information de luminosité et les impulsions de syn- chronisation sont appliquées aux circuits voulus 51, 57 par la sortie de l'amplificateur video de luminosité 185, et l'information de couleur et les
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pointes de synchro de couleur sont appliquées aux circuits voulus 53, 55 par la sortie de l'amplificateur vidéo de couleur 183.
Les courbes de réponse des amplificateurs MF et video de couleur utilisés à la figure sont représentées à la figure 7 qui montre qu'on ne donne une réponse en fréquence exponentielle qu'à une partie de la bande passante de l'amplificateur MF et de l'amplificateur vidéo de couleur.
On obtient ainsi un récepteur perfectionné grâce à l'utilisation des cir- cuits de la présente invention, réalisé à prix réduite
La figure 8 représente un amplificateur exponentiel simplifié du type à sommation série convenant, pour un récepteur de télévision en cou- leurs, comme circuit amplificateur videoo Les composantes de modulation d'image sont appliquées à la borne d'entrée 315 et ensuite à la grille 316 du tube pentode 319.Le premier terme ou terme constant du développement en série est oDtenu à la grille écran 318 du tube pentodeLe circuit pla- que de ce tube contient une impédance de charge inductive 317 qui produit le second terme du développement en série
La multiplication et la sommation nécessaires à l'obtention de la réponse exponentielle de fréquence sont réalisées dans un tube convertis-
seur pentagrille 325.Le terme constant du développement en série va de la grille écran 318 de la pentode 319 à la grille de commande du convertis- seur pentagrille et le second terme du développement en série est appli- qué respectivement à la troisième grille 329 et à la cinquième grille 337 de ce tube pentagrille.
Les facteurs fixes associés à chacun des termes sont obtenus par réglage des tension de polarisation du convertisseur pentagrille appliquées aux bornes 320 et 322, et comme ces facteurs sont de la plus haute importan- ce pour la fidélité de la courbe de réponse exponentielle, il faut appliquer des valeurs de polarisation exactes. Le signal de sortie de l'amplificateur vidéo est pris aux bornes de la résistance de cathode 324 du convertisseur pentagrille et appliqué à la borne de sortie 341 de l'amplificateur vidéo.
La présente invention procure donc des dispositifs amplificateurs de signaux dont les gains sont une fonction exponentielle de la fréquence et des exemples d'utilisation avantageuse de tels dispositifs amplificateurs ont été donnés.
REVENDICATIONS
1,, Dispositif amplificateur de signaux dont le gain est une fonc- tion exponentielle de la fréquence.