Installation de transmission d'un signal au moyen d'une onde modulée en fréquence La présente invention a pour objet une instal lation pour la transmission d'un signal au moyen d'une onde modulée en fréquence.
Il est connu, afin d'améliorer le rapport signal/ bruit à la réception, d'effectuer une préaccentuation, c'est-à-dire de modifier, avant modulation, la répar tition spectrale du signal modulant à l'aide de cir cuits sélectifs affaiblissant les niveaux relatifs des fréquences basses par rapport à ceux des fréquences élevées, les récepteurs étant munis d'un filtre de désaccentuation rétablissant les niveaux relatifs con venables entre les différentes fréquences.
Ce procédé présente un double inconvénient d'une part, il entraîne une réduction de la capacité de modulation pour les composantes à fréquence élevée, d'autre part, il conduit à un élargissement de la bande passante qu'il est nécessaire d'adopter pour la transmission de l'onde modulée, si l'indice de modulation est faible, cet élargissement de la bande passante est très important et vient pratique ment limiter le taux de préaccentuation utilisable ainsi que l'amplitude maximum admissible pour les composantes à fréquences élevées de la modulation.
La présente invention, qui offre un intérêt par ticulier dans le cas d'une modulation de fréquence où l'indice de modulation est faible, permet d'obtenir une amélioration du rapport signal/bruit à la récep tion sans les inconvénients précités.
L'installation selon l'invention est caractérisée en ce que l'émetteur comporte, après le modulateur de fréquence, un filtre atténuant davantage les fréquen ces centrales que les fréquences latérales du spectre de fréquences de l'onde fournie par le modulateur de fréquence, et en ce que le récepteur comporte, avant le démodulateur de fréquence, un élément au moins dont la caractéristique amplitude relative/ fréquence compense dans l'intervalle de fréquences utile, la caractéristique dudit filtre.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, des courbes explicatives ainsi que deux formes d'exé cution de l'objet de l'invention, utilisant cette dis position.
La fig. 1 représente la caractéristique d'un filtre codeur à associer à un filtre décodeur dont la carac téristique est représentée par la fig. 2 ; la fig. 3 donne les schémas d'un poste émetteur et d'un .poste récepteur utilisant des éléments ayant les caractéristiques représentées aux fig. 1 et 2 et servant à la transmission de signaux par une onde porteuse modulée en fréquence;
la fig. 4 donne les schémas d'une chaîne d'émis sion et d'une chaîne de réception utilisant également des éléments ayant les caractéristiques représentées aux fig. 1 et 2 et servant à la transmission de signaux de télévision en couleurs dans un système utilisant une onde sous-porteuse modulée en fréquence.
On a représenté sur la fig. 1, à titre d'exemple, la caractéristique amplitude relative/fréquence, dans l'intervalle de fréquence utile, d'un filtre codeur uti lisable à l'émission dans l'intervalle de fréquences utile. Les fréquences sont portées en abscisses, la fréquence centrale étant située au point d'intersection de l'axe des x avec Oy et les amplitudes relatives en ordonnées. Les fréquences et les amplitudes rela tives sont représentées avec une échelle linéaire ; F3 et F4 sont les fréquences limites du spectre des composantes non négligeables de l'onde modulée.
Comme on le voit, la caractéristique du filtre codeur est choisie de manière à atténuer davantage les fré quences centrales que les fréquences latérales du spectre. On a également porté sur la figure les fré quences F1 et F., correspondant aux fréquences limites de l'excursion de fréquence dans le cas où la modulation utilisée est une modulation de fré quence.
Il est connu que si l'indice de modulation est faible, l'intervalle F; F,4 déborde considérable ment l'intervalle Fl-F@. De préférence, dans ce cas, la caractéristique du filtre est plus précisément choi sie de manière que les fréquences de l'intervalle Fi-F#, soient transmises avec un taux d'affaiblisse ment sensiblement constant dans cet intervalle.
La fig. 2 représente la caractéristique du filtre décodeur à associer au filtre codeur ci-dessus. Cette caractéristique est naturellement inverse de la pré cédente dans la bande de fréquences utile.
Il est bien évident que le passage d'une onde successivement par le filtre codeur puis par le filtre décodeur rétablit les niveaux relatifs convenables des différentes fréquences du spectre.
L'expérience a prouvé, et des considérations théoriques ont confirmé qu'une telle mesure entrai- nait, toutes choses égales d'ailleurs, une diminution du bruit affectant le signal reçu - soit bruit propre du récepteur, soit bruit introduit par des signaux parasites dans la transmission - et par conséquent une augmentation du rapport signal/bruit à la réception.
Il est à remarquer que la disposition décrite, qui peut conduire après passage dans le filtre codeur à un spectre d'onde modulée très différent de celui qui serait obtenu par une préaccentuation suivie d'une modulation, présente par rapport à ce dernier pro cédé les deux avantages essentiels suivants - L'amplitude admissible pour les composantes à fréquence élevées du signal de modulation ne subit aucune réduction.
- A distorsion égale, aucun élargissement de la bande passante allouée à la transmission du signal modulé en fréquence n'est nécessaire par rapport à la bande passante correspondant à une transmission sans modification des niveaux relatifs des composantes du spectre.
La disposition décrite peut donc être utilisée a) à une puissance émise égale, pour obtenir une augmentation du rapport signal/bruit du récep teur, b) à rapport signal/bruit égal pour obtenir une diminution de la puissance émise, dans ces deux cas sans augmentation de la bande passante et sans réduction du taux de modulation maximum admissible pour les fréquences élevées de modulation.
Elle présente en outre l'avantage de permettre des récepteurs de construction plus économique.
La disposition décrite présente un intérêt parti culier dans le cas d'une modulation de fréquence où l'indice de modulation est faible, autrement dit lors que le spectre de l'onde modulée, avant passage dans le filtre codeur, présente une partie centrale à forte concentration d'énergie, correspondant à l'intervalle d'excursion de fréquence, entourée par des bandes latérales relativement étendues mais à niveau d'éner gie beaucoup plus faible.
C'est le cas entre autres, de la transmission, par exemple par relais hertzien, de signaux à vidéo fréquence par onde ultrahaute fréquence modulée en fréquence. C'est le cas également de la transmission des signaux de chrominance par une onde sous- porteuse modulée en fréquence en télévision en couleurs.
Ces deux cas seront, à titre d'exemples, décrits plus en détail.
La fig. 3 se rapporte à la transmission de signaux à vidéofréquence par onde porteuse modulée en fréquence.
Sur la fig. 3, le poste émetteur comporte en série une source de signaux vidéo 1, un modulateur de fréquence 2, un filtre codeur 3, un amplificateur de puissance 4 et un aérien 5.
Le poste récepteur comporte en série un aérien 6, un amplificateur 7, un filtre décodeur 8, et un démo dulateur 9.
Le filtre codeur 3 de l'émetteur présente une caractéristique conforme à la fig. 1 et le filtre déco deur 8 une caractéristique conforme à la fig. 2.
Le fonctionnement apparaît immédiatement. Les signaux fournis par la source 1 modulent en fré quence une onde ultrahaute fréquence dans le modu lateur 2. L'onde modulée passe dans le filtre codeur et est émise après amplification de puissance dans l'amplificateur 4.
A la réception l'onde reçue passe, après ampli fication dans l'amplificateur 7, dans le filtre déco deur 8 dont la sortie fournit une onde modulée dont le spectre présente les mêmes niveaux relatifs que celui de l'onde obtenue à la sortie du modulateur 2. Cette onde est démodulée en 9 et le signal à vidéo fréquence est recueilli en 10.
L'insertion des filtres codeur et décodeur permet notamment d'obtenir dans une transmission par câble hertzien soit une augmentation de la portée, soit une augmentation du rapport signal/bruit pour une puissance émise et une bande passante données.
Il est à remarquer que le filtrage de codage à l'émission, du moment qu'il est effectué après modu lation, n'est pas nécessairement effectué à la fré quence de transmission et peut être effectué à une fréquence intermédiaire quelconque si l'émission s'effectue avec des transpositions de fréquence.
De plus, le décodage n'est pas nécessairement effectué à la fréquence de réception, ni à la même fréquence que le filtrage de codage, à condition qu'il soit effectué avant démodulation. Par exemple, le filtrage de codage peut être effectué à la fréquence de transmission tandis que le décodage serait effectué à une fréquence intermédiaire dans un récepteur comportant un ou plusieurs étages à fréquences intermédiaires ; dans ce cas, la caractéristique du filtre décodeur correspond toujours à l'inverse de la caractéristique du filtre codeur, mais naturellement avec une translation de fréquence faisant correspon dre dans les deux cas les intervalles de fréquences utiles, respectivement centrés sur les fréquences por teuses correspondantes.
Le récepteur ne nécessite pas obligatoirement l'adjonction du filtre décodeur ; il suffit de modifier les amplificateurs haute fréquence ou à fréquence intermédiaire, ou leurs réglages, afin que la réponse globale avant détection soit identique à celle qui serait obtenue par l'adjonction d'un filtre. Cette disposition, non seulement permet d'économiser le coût du filtre décodeur mais peut en outre conduire à des amplificateurs de prix moins élevé.
La fig. 4 représente l'application de la disposition décrite à un poste émetteur et à un poste récepteur, dans le cas d'une transmission de télévision en cou leurs, dans un système où sont transmis simultané ment deux signaux vidéo, l'un modulant directement la porteuse, l'autre modulant en fréquence une sous- porteuse comprise dans la bande passante de l'onde porteuse modulée.
Une telle sous-porteuse, dont l'emploi offre par ailleurs des avantages bien connus, présente par contre l'inconvénient de créer certains défauts gênants sur les images, en particulier sur les images restituées par les récepteurs monochromes utilisant le signal, par exemple de luminance, qui module directement l'onde porteuse.
Si cette sous-porteuse présente un niveau rela tivement élevé par rapport au signal transmis direc tement, la diaphonie introduite dans le signal de luminance peut devenir très gênante. Si elle présente un niveau trop faible, le signal qu'elle sert à trans mettre est mal protégé contre le bruit et contre la diaphonie produite par le signal de luminance, étant donné d'autre part que des considérations de bande passante limitent l'excursion de fréquence utilisée.
L'application de la disposition décrite à ce cas permet notamment de diminuer l'amplitude de la sous-porteuse sans augmentation de bruit.
La chaîne d'émission (voir fig. 4) comporte une source de signaux vidéo 14, fournissant sur sa sortie 23, un signal vidéo, que l'on supposera de luminance, et sur sa sortie 11 un signal vidéo de chrominance, qui peut être l'un de deux signaux vidéo de chromi- nance transmis séquentiellement. La sortie 11 est reliée à l'entrée d'un modulateur de fréquence 12, suivi en série par un filtre codeur 13, un mélangeur 15 dont la première entrée est reliée au filtre 13, un émetteur 16 et un aérien 17 ; la seconde entrée du mélangeur 15 est reliée à la sortie 23 de la source de signaux vidéo 14.
La chaîne de réception comporte en série un aérien 18, un récepteur 19, et un séparateur 20 à deux sorties dont l'une est reliée à un filtre décodeur 21 suivi d'un démodulateur 22.
Le filtre codeur 13 et le filtre 21 présentent des caractéristiques inverses l'une de l'autre et ces caractéristiques sont par exemple des types des fig. 1 et 2. A l'émission le signal de chrominance fourni sur la sortie 11 de la source de signaux 14 module en fréquence une sous-porteuse dans le modulateur 12 ; l'onde modulée obtenue passe dans le dispositif codeur 13 et de là est appliquée au mélangeur 15 où elle est mélangée avec le signal de luminance fourni, sur sa sortie 23, par la source de signaux 14. Le signal de sortie du mélangeur constitue le signal à transmettre par onde porteuse, appliqué à l'émet teur 16, de type quelconque.
A la réception, l'onde porteuse est reçue et démodulée dans le récepteur 19 dont le signal de sortie est appliqué au séparateur 20 fournissant sur sa sortie 24 le signal de luminance et sur son autre sortie la sous-porteuse modulée qui passe par le filtre décodeur 21 et est ensuite démodulée dans le démo- dulateur 22, le signal de chrominance étant recueilli sur la sortie 25. Les signaux 24 et 25 sont ensuite utilisés suivant l'art connu pour la restitution de l'image en couleurs.
Ici encore, le décodage peut être effectué, avant démodulation, à une fréquence différente de celle à laquelle le filtrage de codage a eu lieu à l'émission, à condition que le spectre de fréquences correspondant à la sous-porteuse modulée soit préalablement séparé du reste du spectre de fréquences de la porteuse. Il peut aussi, comme dans le montage précédent, être effectué au moyen d'un amplificateur.
Cette disposition ne nécessite évidemment aucune modification des postes récepteurs monochromes utilisant le seul signal modulant directement la por teuse.
La disposition décrite pourrait, dans une variante, être combinée avec une préaccentuation.
Dans le cas d'une onde sous-porteuse et d'une onde porteuse, elle peut être appliquée à l'une et à l'autre.
Dans le cas où la transmission s'effectue à bandes latérales dissymétriques, la disposition décrite est encore applicable. Dans ce cas, il faut, bien entendu, entendre par (@ fréquences centrales les fréquences voisines de la fréquence porteuse, et par ( < fréquences latérales les fréquences latérales qui subsistent dans le spectre conservé.
En outre, elle ne s'applique pas uniquement à une transmission par voie hertzienne. L'onde modulée peut par exemple alimenter un enregistreur magné tique, notamment de signaux de télévision. Dans le schéma de la fig. 3, ceci correspondrait à remplacer respectivement l'antenne d'émission 5 et l'antenne de réception 6 respectivement par la tête d'enregistre ment et la tête de lecture d'un enregistreur magné tique.