MC996A1 - Dispositif de commande automatique de gain d'un amplificateur de réseau de distribution de signaux de télévision - Google Patents

Description

La présente Invention concerne un dispositif de commande automatique de gain d'un amplificateur de réseau de distribution de signaux de télévision.

Elle s* rapporte plus particulièrement à un dispositif de commande automatique de gain d'une chaîne d'amplification recevant un signal de télévision 5 de hautes fréquences dont l'onde porteuse image est modulé© en amplitude, ladite chaîne d'amplification comprenant des moyens d'amplification dudit signal et dea moyens de prélèvement d'une fraction dudit signal amplifié.

Les dispositifs connus de commande automatique de gain d'un amplificateur utilisent d'une façon générale le procédé suivant t on prélève une fraction du 10 signal à réguler à la sortie dudit amplificateur, signal que l'on traite de façon à obtenir une tension de commande de l'amplification du signal proportionnelle à l'amplitude dudit signal, toutefois les dispositifs utilisés généralement dans les amplificateurs d'antennes ou les rééraetteurs ne peuvent utiliser directement ce procédé car le signal reçu est un signal de hautes fréquences 15 comportant deux porteuses distinctes modulées l'une par le son et l'autre par l'image. C'est pourquoi on utilise dans ces cas là le procédé dit du double changement de fréquence. Le signal issu de l'antenne est amplifié puis transposé à une fréquence intermédiaire, plus b.sse, (à l'aide d'un oscillateur local),- fréquence à laquelle on effectue par filtrage, la séparation des voies 20 image «t son qui sont alors traitées de façon indépendante. Le signal relatif h chacune de ces voies est alors amplifié par tin amplificateur de fréquence intermédiaire sur lequel a^it directement la commande automatique de gain. Chaque signal est ensuite à nouveau transposé en fréquence (à l'aide d'un second oscillateur local) et les deux signaus sont mélangés à l'aide d'un filtre-di-25 plexeur à la sortie duquel on trouve les porteuses image et son à hautes fréquences modulées. Le signal hautes fréquences ainsi régulé est prêt à l'emploi, c'est—à—dire qu'il est soit rééais dans le cas des rééaetteurs soit transmis au réseau de répartition dans le cas d'un amplificateur d'antenne communautaire ou d'une installation de télédistribution.

30 Les dispositifs utilisant le procédé du double changement de fréquence sont d'un fonctionnement exoellent ma5-® présentent les inconvénients suivants t leur complexité et leur coût les rendent difficilonont coopatibles avec les amplificateurs d'antennes collectives.

Le dispositif de commande automatique de gain selon l'invention permet 35 d'éviter ces inconvénients. Il se compose d'un dispositif mélangeur recevant une fraction du pignaA de télévision délivré par 1'amplificateur et délivrant un signal à la fréquence interporteuse (fréquence égale à la différence des fréquences des porteuses imageet son du signal de télévision). De ce signal amplifié sélectivement, est ensuite extrait, par détection d'enveloppe le si-

■h

2

gnal composite video ®t son* Ge signal composite est alors transmis d'une part à m détecteur déclenché et d'autre part à un séparateur de synchronisation. Ces impulsions sont différenciées et déphasées de manière à. ce qu'elles correspondent, dans le temps# au palier de suppression de l'information image du si-5 gnal composite, puis sont transmises au détecteur déclenché. Celui-ci est conducteur pendant la durée de chaque impulsion s il délivré dono un signal proportionnel au niveau du palier de suppression d'image. Ce palier de suppression représentant un pourcentage déterminé de l'amplitude du signal à hautes fréquences, on obtient donc a la sortie du détecteur déclenché m signal propor-10 tiormel à l'amplitude du signal à hautes fréquences complètement indépendant du "contenu de l'image" (c'est-à-dire de l'information vidéo).

Ur tel signal permet de commander xm atténuateur électronique placé en amont de 1'amplificateur dont le gain doit être commandé automatiquement : l'asservissement de l'amplificateur a donc été réalisé. Un tel dispositif est 15 beaucoup plus simple danssa réalisation et surtout moins onéreux que les dispositifs connus tout en présentant des performances excellentes dans les applications pour lesquelles il est conçu.

Selon l'invention il est réalisé un dispositif de commande automatique de gain d'une chaîne d'amplification recevant un signal de télévision de hautes 20 fréquences, dont l'onde orteuse image est m dulée en amplitude, ladite chaîne d'amplification comprenant des moyens de cocr.ende de l'amplitude du signal reçu, des moyens d'amplification dudit signal, et des moyens de prélèvement d'une fraction dudit signal amplifié, ledit dispositif de commande automatique de gin étant remarquable en ce qu'il cor .porte un dispositif mélangeur et un dis-25 positif de traitement , le dispositif -élungeur recevant la fraction dudit si» amplifié et délivrant un signal de -aute fréquence modulé en amplitude, de fréquence (dite "interporteuse") égale à la différence des fréquences des ondes porteuses image et son, quelles que soient les fréquences respectives de ces ondes porteuses, tandis que ledit signal do fréquence interpor i;euae est trans-30 mis au dispositif de traitement qui délivre un signal de goel ande aux moyens de commande de l'amplitude du signal reçu. Suivant un -ode préférentiel de réalisation de l'invention ledit dispositif de commande automatique de -nin est remarquable en ce que le dispositif de traitement comporte un amplificateur sélectif accordé sur la fréquence incerporteuse, un détecteur d'enveloppe relié 35 audit amplificateur sélectif ainsi qu'un détecteur déclenché, un séparateur de synchronisation et un différentiateur/déphaseur qui délivre une impulsion de commande au détecteur déclenché à l'instant correspondant au palier de suppression d'image du signal composite, ledit détecteur déclenché fournissant à l'aide d'un amplificateur un signal de commande de l'amplitude du signal reçu.

4Q L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description des modes de

réalisation suivants, donnés à titre d'exemples non limitatifs, conjointement avec les figures qui représentent :

Fig. 1, le schéma synoptique d'un ré^metteur Fig. 2f le schéma synoptique du dispositif selon l'invention Fig. 3* un exemple de réalisation d'une commande automatique de gain selon l'invention

Fig. 4, «ne représentation graphique des signaux vus aux différents points du circuit de la fig. 3.

Sur la figure 1 est représenté le .schéma synoptique d'un rééaetteur ou plus généralement d'une voie d'amplifica.ion et de roi-ulatior. k double changement de fréquence. Le signal de télévision hautes fréquences est capté par un aérien de réception 1, puis amplifié par un rjaplificateur hautes fréquences 2. Le signal ainsi amplifié subit un prenier chrmrement de fréquence ârr. le dispositif changeur de fréquence 3 qui reçoit aussi le eipial issu d'un oscillateur local 4. L'étage 5 assure la séparation des oies ica^e et r.on qui sont identiques. Le signal ima^-e est transmis à un amplificateur de fréquences intermédiaires 6 à la sortie duquel il subit un deuxième changement de fréquence dans le dispositif 7» à l'aide de l'oscillateur local 1C. Le signal ainsi obtenu est amplifié par l'amplificateur hautes fréquences 8, tandis qu'un dispositif de commande automatique de r;ain 9 assure la régulation de la chaîne d'amplification 6, 7» 8.

Le signal son est de la même façon amplifié par un amplificateur de fréquences intermédiaires 12, puis subit un deuxième changement de fréquence dans 13# à l'aide de l'oscillateur local 10 avant d'itre amplifié par l'amplificateur de hautes fréquences 14» tandis que le dispositif de commande automatique de gain 15 assure la régulation de la chaîne d'amplification 12, 13» 14.

Les signaux hautes fréquences image et son, issus respectivement de 8 et

14 sont transmis au diplexeur 11, à la sortie 16 duquel le signal amplifié et régulé est prêt à l'emploi. On remarque nour des raisons de commodité (éviter au.e les interférences entre l'entrée et la sortie;/le signal de sortie n'est pas dons? le même canal que le signal d'entrée (ceci est réalisé à l'aide de deux oscillateurs locaux 4 et 10 de fréquences différentes). Ce dispositif d'un fonctionnement excellent est principalement utilisé dans les réémetteurs de télévision de grande puissance. Un tel dispositif devient évidemment trop compliqué et trop coûteux lorsqu'il s'agit d'amplificateurs d'antennes pour distribution collective. La solution utilisée jusqu'à présent faisait appel à «a amplificateur sans commande automatique de -ain réglé en dessous de son niveau d*amplification maximum afin d'éviter les saturationslorsque les conditions de propagation sont maximales.

Sur la figure 2, qui représente un amplificateur d'antenne muni d'une corn-

mande automatique de / ain selon l'invention, le dispositif atténuateur commandé 21 reçoit le signal hautes fréquences de l'aérien de réception 20 et le transmet à l1amplificateur 22 à la sortie duquel le dispositif 23 prélève une fraction du signal amplifié. Cette fraction de signal est transmise au dispositif de 5 commande automatique de gain 31 qui délivre un signal de commande au dispositif atténuateur commandé 21.

Le dispositif de commande automatique de gain 31 comprend un dispositif mélangeur 24 connecté à un amplificateur sélectif 25 et un détecteur d'enveloppe 26* Le détecteur d'enveloppe 26 est connecté d'une part à un détecteur déclenché 10 29 et d'autre part à m séparateur de synchronisation 27 et un différentiateur/ déphaseur 28 relié au détecteur déclenché 29, ledit détecteur 29 étant connecté à un amplificateur de signal de commande 30. Le fonctionnement du dispositif de commande automatique de gain 31 est le suivant î

15 néaire. La fraction de signal de télévision prélevée par le dispositif 23, après passage dans 24» donne naissance à des battements. Parmi les battements d'ordre 2 se trouve un signal dont la fréquence est égale à la différence des fréquences des ondes porteuses image et son. Cette fréquence (dite "interporteuse") est line constante du système de télévision utilisé à l'émission. Par exemple, cette 20 constante vaut 11 » 15 i-2ia dans le système E (GCIR) et 6,5 MHz dans le système

L (ceilï). Il en découle que pour tous les c/maux situés dans la bande 41 - ôbiâlz ou 162 - 216 fflz (système E) la fréquence de sortie à sélectionner sera de 11,15 Ma. De même pour tous les canaux situés dans la bande 470 - cs60 ,Jiz (système L) la fréquence de sortie à sélectionner sera de 6,5 iiiz. A ces deux 25 fréquences, le signal obtenu est une porteuse modulée en arplitude par le signal vidéo et par le signal son.

Après amplification sélective par l'amplificateur sélectif 25, le signal à la fréquence 11,15 MHz ou 6,5 "Hz est appliqué au détecteur d'enveloppe 26 à la sortie duquel on trouve un signal video composite auquel est combiné un signal 30 audio. Une fraction de ce signal est transmise au séparateur de synchronisation 27 qui en extrait les impulsions de synchronisation qui sont différentiées par le différentiateur/déphaseur 28 dont la constante de tenps ect telle -ue l'impulsion produits par le front arrière de lfimpulsion de synchronisation coïn-ôide dans le temps avec le palier de suppression d'image du signal vidéo de 35 chaque ligne. Cette impulsion est transmise au détecteur déclenché .:j. La fraction de signal restante du signal issu du détecteur d'enveloppe 26 est transmise au détecteur déclenché 29 qui se comporte conae une porte analogique ; lorsqu'il reçoit l'impulsion transmise par 26, il devient conducteur et laisse donc passer le signal correspondant au niveau de suppression d'image. Ce niveau re-40 présente un pourcentage fixe de l'amplitude de crête du K.tLnal video (30 , dans

Le dispositif mélangeur 24 comporte un élément à caractéristique non li-

J

le caa des systèmes E et L) totalement indépendant des variations de l'amplitude moyenne de ce signal dites "contenu de l'image".

La composante audio étant symétrique dans le cas de la modulation d'amplitude, le signal obtenu est également indépendant de la modulation de la por-5 teuse son, du fait que l'on détecte la valeur moyenne du palier de suppression d'image* (Dans le cas où 1© son est modulé en fréquence, les variations de fréquence de la porteuse sont suffisamment faibles pour eue le sif,-r:al reste à l'intérieur de la bande passante du circuit). Le signal obtenu permet de commander l'affaiblissement apporté par l'atténuateur commandé 21.

10 Sur la figure 3, les mêmes éléments nue ceux de la figure 2 figurent avec les mêmes références. Sur cette figure, la résistance 21 est connectée à la diode D 1, ainsi qu'à une inductance L 1. Ladite diode D 1 est reliée au potentiomètre P 1, à la résistance R 2 ainsi qu'au condensateur C 1, lui même connecté au condensateur C 2, à la résistance Ii 4, à la résistance R 3 ainsi qu'à 15 la base du transistor T 1. L'émetteur du transistor T 1 est relié la résistance R 5 et au condensateur C 4» tandis que le collec eur dudit transistor T 1 est connecté à la résistance R 6 ainsi qu'au condensateur G 3 dont l'autre extrémité est connectée aux résistances R 7 et R 8 ainsi qu'à la base du transistor T 2 dont l'émetteur e3t relié à la résistance R 9 et au condensateur C 6, 20 tandis que le collecteur dudit transistor T 2 est chargé par un circuit comprenant le condensateur C 5» l'inductance L 2, la diode D 2, le condensateur C 7 et le potentiomètre P 2.

L'inductance L 1, le potentiomètre P 1, les résistances R 4, R 5» R 8, R 9» et les condensateurs C 2, C 4» et C 6 sont aussi connectés à la masse tandis 25 que l'inductance L 2, les résistances R 2, R 3, R 6, R 7 et les condensateurs C 5 et C 7 sont aussi connectés à une source de tension positive (+V).

Le point commun A à la diode 1) 2, au condensateur C 7 et au potentiomètre

P 2 est aussi relié à la résistance R 11 en série avec le condensateur C 8.

L'autre extrémité dudit condensuteur C 8 est connectée à la résistance R 10 et

30 à la base du transistor T 3 dont l'émetteur est à la tension +V, tandis que le au point B

collecteur dudit transistor T 3 est conneet<y aux résistances R 12 et R 13 ainsi qu'au condensateur C 9» Ledit condensateur C 9 est relié au point C à la résistance R 14, à la diode D 3 et à la base du transistor ï 4» l'émetteur dudit transistor T 4 étant à la tension +V, tandis que le collecteur dudit transistor ï 4 est connecté au point D, au condensateur C 10, à la résistance R 15 ainsi qu'à la résistance R 16. Le condensateur C 10 est d'autre part relié aux résistances R 18 et R 19 ainsi qu'à la diode D 4 dont l'autre extréadté est connectée au collecteur du transistor T 5» dont l'émetteur est à la tension +V tandis que la base dudit transistor T 5 est reliée au point milieu du potentiomètre P 2 par la résistance R 17. La résistance R 19 est aussi reliée aux

condensateurs C 11 et C 14 ainsi qu'à la base du transistor T 6 qui forme avec le transistor T 7 un amplificateur différentiel. Les émetteurs de I 6 et ï 7 sont reliés entre eux et alimentés à la tension +V par l'intermédiaire de la résistance R 20. Le collecteur du transistor T 6 est relié au condensateur C 14 5 ainsi qu'à la résistance R 20 dont l'extrémité 40 constitue uns des bornes à© sortie de l'amplificateur de commande 30. Le collecteur du tr-msistor T 7 est relié au condensateur C 15 et à la résistance R 22 dont l'extrémité 41 constitue l'autre borne de sortie de l'amplificateur de corr-ande 30. La base du transistor T 7 est reliée à l'autre extrér._ité du condensateur C 15 ainsi qu'aux r«~ 10 sistances R 23 et R 24. Les condensateurs C 12 et C 15 qui relient la source de tension +7 à la masse sont des condensateurs de découplage. Le potentiomètre P 2, les résistances R 10, R 12, R 14, R 15» R 18, R 20, et R 24, la diode D 3 ainsi que le condensateur C 11 sont aussi reliés à la source de tension +1 tandis que les résistances R 13 et R 2\ sont aussi nises à la masse. 15 Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant :

On prélève une fraction de signal à la sortie de l'amplificateur 22 par 1*intermédiaire de la résistance R 1. L'étage mélangeur est constitué par la diode D 1 polarisée par la résistance R 2 et le potentiomètre P 1. A la sortie de cette diode on sélectionne parmi les battenents disponibles celui corres-20 pondant à la fréquence interporteuse (6,5 iiHz en norme L et 11,15 i->Hz en norme e) à l'aide de 1'amplificateur de fréquences intermédiaires 25. Celui-ci est constitué d'un étage amplificateur à large bande comprenant le transistor T 1 et les éléments qui le polarisent tandis que le deuxième étage (T 2) est un amplificateur accordé sur la fréquence interporteuse à l'aide du circuit ré-25 sonnant L 2«C 5 qui charge le collecteur de T 2. La détection d'enveloppe du nignwi hautes fréquences est assuré par la diode D 2 et le condensateur C 7 qui intègre la partie positive du signal haute fréquence modulé, pour délivrer en A le signal vidéo composite associé au signal son. La forme du signal au point A •et représentée sur la fit:ure 4 (a).

30 Une fraction de ce signal est prélevée par P 2 et transmise au détecteur déclenché 29 tandis que l'autre fraction est transmis© au séparateur de synchronisation 27- Les résistances R 10, R 12, et R 13 sont calculées de sorte que le transistor T 3 soitsaturé lorsque l'impulsion de synchronisation du signal vidéo composite est présenté sur la base. Lorsqu'un si,yrial de niveau oor~ 35 respondaat au palier de suppression d'image ou de niveau supérieur est présent sur la base de T 3» celui-ci se bloque et l'on obtient un signal en B ayant la forme mentionnée sur la figure 4 (b). Le circuit C 9 - R 14 différentie cette au point C

impulsion» ladiode D 3 permettant d'obtenir/une impulsion positive à flancs très raidos (fig. 4 (c))« Le transistor T 4 fonctionne lui aussi en saturé-bloqué et délivre en D une impulsion positive (fig. 4 (d)) correspondant dans

le temps avec le palier de suppression d'image précédant lr- modulation vidéo

(fig* 4)•

Le transistor T 5 qui reçoit le signal video conposite sur sa base est rendu conducteur pendant l'instant où son collecteur est alimenté par l'impul-5 sion transmise par le condensateur C 10. La tension aux bornes de la résistance E 1- est donc fonction du niveau vidéo appliqué sur la base de T 5 pend, nt son teri-ps de conduction qui correspond au palier do ouppresoion qui représente un pourcentage fixé du niveau de crSte de ce signal (30 dans les systèmes norme E et L, par exemple). La tension obtenue est filtrée par le réseau R 19 - C 41 10 et appliquée à l'amplificateur différentiel (ï 6 - T 7) de fonctionnement classique^ Le signal prélevé entre les bornes 40 et 41 permet de commander l'atténuateur 21• Cet atténuateur peut-être avantageusement constitué par un atténuateur à diodes P.I.iï.

L'inductance L 1, placée dans l'étage d'entrée 23 a pour but de permettre 15 le retour à la masse des courants basse fréquence engendrés par la diode D 1.

Les exemples de réalisation décrits se référaient plus particulièrement aux systèmes français (norme E et L du CCIR). Il est évident qu'un tel dispositif est aplicable à tout système de télévision, que la modulation soit négative ou positive et que la porteuse son soit modulée en amplitude ou en fréquence. 20 De la même façon» un tel dispositif est applicabls non seulement aux am plificateurs à*3ntaimes collectives ou communautaires, aux réseaux de télédistribution ou aux réémetteurs, mais dans tous les cas où l'on reçoit un signal hautes fréquences comportant deux porteuses modulées.

Claims (2)

1. REVEIIDICATIOIS 1 - Dispositif de commande automatique de gain d'une chaîne d'amplification recevant un signal de télévision de hautes fréquences, dont l'onde porteuse iaage est modulée en amplitude# ladite chaîne d'amplification comprenant des 5 aoyens de commande de l'amplitude du signal reçu, des moyens d'amplification dudit signal, et des moyens de prélèvement d'une fraction dudit signal amplifié» ledit dispositif de commande automatique de gain étant caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif mélangeur et un dispositif de traitement, le dispositif mélangeur recevant la fraction dudit signal amplifié et délivrant un 10 signal de haute fréquence modulé en amplitude, de fréquence (dite "interpor-teuse") égale à la différence des fréquences des ondes porteuses image et son, quelles que soient les fréquences respectives de ces ondes porteuses, tandis que ledit signal de fréquence interporteuse est transmis au dispositif de traitement qui délivre un signal de commande aux moyens de commande de l'amplitude 15 du signal reçu.
2. 2 - Dispositif de commande automatique de gain selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de traitement comporte un amplificateur sélectif accordé sur la fréquence interporteuse, un détecteur d'enveloppe relié audit amplificateur sélectif ainsi qu'un détecteur déclenché, un séparateur de 20 synchronisation et un différentiateur/déphasaur, ledit détecteur d'enveloppe délivrant un signal composite vidéo et son, d'une part audit détecteur déclenché et d'autre part audit séparateur de synchronisation ovd transmet les impulsions de synchronisation du signal composite audit différentiateur/dépha-seur qui délivre une impulsion d© commande au détecteur déclenché à l'instant 25 correspondant au palier de suppression d'image du signal corposite, ledit détecteur déclenché fournissant à l'aide d'un amplificateur un signal de commande aux moyens de commande de 1'amplitude du signal reçu.

   O R ! G S N A L

   en - 1. - pages - contenant Renvois

   -■mot rayé nul monte "c-T Charlo,fe Par procifraf)on^(?«

   * ^ Q ItWuÀ