FR2468265A1

FR2468265A1 - Circuit de reproduction de signaux d'un magnetoscope

Info

Publication number: FR2468265A1
Application number: FR8022715A
Authority: FR
Inventors: Yoshitaka Kanamoto; Makoto Ishiodori
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1981-04-30
Also published as: CA1156358A; JPS639314B2; JPS5661011A; DE3040059A1; AU6340280A; GB2063611B; GB2063611A; ATA524680A; US4363053A; AT387122B; FR2468265B1; DE3040059C2; AU538127B2; NL8005837A

Abstract

a Circuit de reproduction de signaux d'un magnétoscope. b Circuit caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de retard 21 pour retarder un signal à modulation angulaire d'entrée 22 d'un temps tau et d'un temps 2 tau , prédéterminés, un moyen pour mélanger le signal à modulation angulaire, d'entrée et le signal à modulation angulaire retardé de la durée 2 tau , un limiteur de signal 33 pour limiter l'amplitude des signaux dérivés du mélangeur et un additionneur 23 pour additionner suivant des polarités opposées, le signal fourni par le limiteur 33 et le signal à modulation angulaire retardé de la durée tau , puis dériver un signal à modulation angulaire, égalisé. c L'invention concerne les magnétoscopes.

Description

1 246826S

La présente invention concerne un circuit de repro-

duction de signaux pour reproduire des signaux à modulation angu-

laire, enregistrés sur un support d'enregistrement dans un magnétoscope ou analogue; l'invention concerne en particulier un circuit de reproduction d'un signal à modulation angulaire évitant l'inversion de signal induite par une variation brusque du niveau du signal pour obtenir un signal de sortie, de grande qualité, sans détérioration du rapport signal/bruit (encore

appelé rapport "S/N").

Dans un appareil d'enregistrement et/ou de repro-

duction vidéo tel qu'un magnétoscope, qui enregistre ou reproduit une information sur un support magnétique, on a en général une

modulation angulaire en particulier une modulation de fréquence.

Dans un tel système d'enregistrement et de reproduction magnéâtin

que, en particulier lorsque la vitesse du support d'enregistr:-;nen-

magnétique par rapport à la tête du transducteur magnétique est

faible ou que la piste a une largeur très réduite, il est possi-

ble d'améliorer le rapport S/N en traitant le signal vidéo

modulé en fréquence par une forte déviation et une forte ampli-

tude. Toutefois dans un mode d'enregistrement ou de reproduction de signal à forte déviation et à forte amplitude, en particulier à la reproduction d'une image subissant une variation brutale du niveau du signal de luminance, par exemple une image qui passe du noir au blanc dans la direction de

balayage horizontale de l'écran, il peut se produire une inver-

sion de signal c'est-à-dire que l'on a des barbes noires hori-

zontales 4 qui viennent dans la région blanche 2 à partir de la ligne frontière 3, à l'endroit o la région noire 1 devient la

région blanche 2 (figure 1).

La raison de cette inversion de signal peut

s'expliquer comme suit: Le signal vidéo tel que celui repré-

senté à la courbe de la figure 2A d'une image passant du noir au blanc dans la direction de balayage horizontale de l'écran est préamplifié avant la modulation de fréquence, si bien que le signal vidéo peut avoir un dépasseme.nt à l'endroit o le niveau noir passe dans le niveau blanc (figure 2B). Dans un magnétoscope à faible fréquence de po-;:teusa, dans le systère à modulation de fréquence F14, lorsqu'on module aiiguqairement le signal vidéo d'enregistrement à l'aide d'un modulateur d'angle,

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on atténue le niveau de la porteuse de la partie de dépassement puisque ce niveau de porteuse est élevé dans cette partie. De même, il y a une composante de modulation d'amplitude dans cette partie de dépassement par suite de la déformation transitoire du système de transmission de signal ou de la rotation de phase

engendrée par le filtre passe-haut; il en résulte que le déca-

lage du passage à zéro du signal à modulation d'amplitude, ainsi reproduit c'est-à-dire les dents et les vallées de la porteuse ne coupent pas la ligne de détection comme cela est représenté à la figure 2C. C'est pourquoi lorsque le signal à modulation angulaire, reproduit, est mis en forme d'onde par un limiteur strict du système de reproduction de signal, cela induit une disparition d'impulsions (figure 2D), ce qui ne permet pas

d'assurer une démodulation de haute fidélité et aboutit à l'in-

version de signal: la région dans laquelle le niveau de noir du signal vidéo reproduit en définitive passe dans le niveau

blanc, reste toujours considérée comme niveau noir (figure 2E).

On peut éviter une telle inversion de signal en amplifiant la composante de fréquence élevée de la porteuse avant de limiter l'amplitude du signal reproduit à modulation

angulaire. Une telle amplification de la haute fréquence aug-

mente le niveau de la porteuse dans la partie de dépassement du

signal à modulation angulaire reproduit, ce qui évite la dispa-

rition de l'impulsion même si dans l'étage aval on limite l'am-

plitude.

En général toutefois dans un magnétoscope du sys-

tème à nodulation FM à fréquence de porteuse basse, le rapport S/N de la composante de niveau supérieur de la porteuse est faible et plus on amplifie cette composante de haute fréquence et plus on détériore le rapport S/N du signal vidéo reproduit, après démodulation. Il y a ainsi un dilemme en ce que toute tentative d'éviter l'inversion de signal détériore le rapport S/N et toute tentative d'améliorer le rapport S/N entraîne

l'inversion de signal.

On a déjà proposé un circuit tel que celui de la figure 3 comme système d'enregistrement et de reproduction

magnétique donnant un signal de sortie démodulé, de haute qua-

lité, en supprimant le dilemme ci-dessus pour permettre l'inver-

sion de signal sans détériorer le rapport S/N.

Dans le système d'enregistrement et de reproduc-

tion magnétique de la figure 3, un signal vidéo d'entrée (signal Yin) ayant une distribution de fréquence comme celle indiquée à la figure 4A, est appliqué à la borne d'entrée de signal 10;

ce signal vidéo d'entrée est modulé angulairement par un modu-

lateur angulaire 11 comportant un circuit de pré-amplification,

puis il est converti en un signal à modulation angulaire (si-

gnal Y-FM) ayant une bande latérale supérieure et une bande latérale inférieure (figure 4B); ce signal est enregistré sur

la bande magnétique 13 à l'aide de la tête magnétique d'enregis-

trement 12. On suppose qu'un signal vidéo d'entrée (signal Yin) dont la forme correspond à la figure 2E est appliqué à la borne d'entrée 10. Le signal à modulation angulaire (signal Y-FM) enregistré sur la bande magnétique 13 est détecté par la tête magnétique de reproduction 14 pour être transformé en un signal à modulation angulaire, reproduit (signal Yout-FM) dont la bande latérale supérieure a été supprimée comme représenté à la figure

4C pour être fourni à la sortie par l'amplificateur de reproduc-

tion 15. La courbe du signal 2 modulation d'angle (signal Yout-FM) reproduit, fourni par l'amplificateur de reproduction 15 est celle représentée à la figure 2Co Ce signal à modulation angulaire, reproduit (signal Yout-F) est limité à un faible degré par un limiteur atténué 16 dont le gain est de l'ordre de à 12 dB; il en résulte la régénération de la bande latérale supérieure par la composante de bande latérale inférieure du

signal Y-out FM comme représenté à la figure 4Do Le signal à modu-

lation angulaire reproduit (Y ou-FM) dont la bande supérieure est régénérée comme indiqué ci-dessus, a une forme dont la partie de passage à zéro correspond à la figure 2F; ce signal traverse un circuit d'expansion élevée 17 ayant une caractéristique de

fréquence telle que représentée à la figure 4E de façon à modi-

fier le schéma de la distribution des fréquences en accentuant la composante haute fréquence du signal (figure 4F), puis en l'appliquant à un démodulateur angulaire 19 par l'intermédiaire

d'un limiteur dur 18 ayant un gain de l'ordre de 40-50 dB.

Le rapport S/N ds la bande latérale supérieure du signal à modulation angulaire reproduit (signal Yout-FM) ayant traversé l'amplificateur de reproduction 15 est mauvais mais la

bande latérale supérieure du signal à modulation d'angle repro-

duit (signal Yout-FM') peut être régénérée par un limiteur doux 16 pour améliorer le rapport S/N, total du signal. Il n'en résulte ainsi aucune détérioration du rapport S/N du signal,

même si la composante haute fréquence est accentuée par le cir-

cuit d'expansion élevée 17. On suppose qu'un signal vidéo d'en-

trée (signal Y in) dont la forme de la courbe correspond à celle de la figure 2A est appliqué à la borne d'entrée 10; le signal à modulation angulaire reproduit (signal Y ut-FM) selon la figure 2C fourni par l'amplificateur de reproduction 15 est limité par le limiteur doux 16 donnant le signal (Y out-FM') dont la courbe correspond à la figure 2F; de plus, la composante haute fréquence de ce signal est accentuée par le circuit d'accentuation élevée 17 pour permettre un passage à zéro correct comme indiqué à la figure 2G; puis, le signal est limité par

le limiteur dur 18. Le signal de sortie ayant traversé le limi-

teur dur 18 peut être démodulé correctement par un démodulateur 19 sans entraîner de perte d'impulsions (figure 2H)-. La figure 2I représente la courbe du signal de sortie, démodulé, obtenu

après démodulation angulaire assurée par le démodulateur 19.

On remarque également que dans le système d'enre-

gistrement et de reproduction magnétique selon la figure 3, comme le niveau de la porteuse est élevé dans la partie dans laquelle le niveau du signal de luminance de l'image change brusquement, la troisième harmonique de la porteuse du signal à modulation angulaire reproduit, est limitée par le limiteur 16 et tend à être accentuée par le circuit d'accentuation 17; si dans ces conditions, le gain du circuit d'accentuation est trop important,

cette troisième harmonique passe la ligne de détection et provo-

que l'inversion du signal.

Ainsi à l'enregistrement ou à la reproduction d'un signal vidéo d'entrée qui est affecté d'un passage du niveau blanc au niveau noir et qui présente également un dépassement par le bas du fait de la préaccentuation selon la figure 5A,

le signal à modulation angulaire, reproduit tel que celui repré-

senté à la figure 5B fourni par l'amplificateur de reproduction est commandé en amplitude comme le montre la figure 5C par le limiteur 16 mais si le gain du circuit d'accentuation 17 est trop important, la troisième harmonique de la porteuse du signal à modulation angulaire, reproduit, est accentuée (figure 5D),

si bien que lorsque ce signal est soumis à une limitation d'am-

plitude par le limiteur 18, on reproduit une impulsion inutile P qui est considérée comme correspondant au niveau blanc par le démodulateur 19, entraînant l'inversion par surmodulation du blanc. La présente invention a pour but de créer un circuit de reproduction de signaux notamment pour des signaux à modulation angulaire reproduits à partir d'une bande magnétique, avant la modulation en fréquence du signal vidéo reproduit,

de façon à remédier aux inconvénients et solutions connus.

A cet effet, l'invention concerne un circuit de reproduction caractérisé en ce qu'il comporte mun circuit de

forte puissance utilisant une ligne de retard. Une caractéristi-

que du circuit de l'invention est quail assure une fonction de limiteur pour supprimer la troisième harmonique. En supposant que le retard de la ligne de retard du circuit de puissance soit égal à V, on obtient un signal composé de la courbe réflé4 chie par la ligne de retard, ce signal étant retardé de la durée 2V, et le signal d'entrée. Comme la troisième harmonique du signal d'entrée est accentuée, le signal composé, limité

correctement peut atténuer cette troisième harmonique.

Le circuit de puissance élevée selon l'invention est branché entre le limiteur doux et le limitcur dur, dans le

circuit de reproduction vidéo à modulation de fréquence.

La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre schématiquement le phénomène

d'inversion.

- les figures 2A-2I représentent des courbes ser-

vant à l'explication électrique de l'inversion.

- la figure 3 est un schéma d'un circuit d'enre-

gistrement et de reproduction magnétique destiné à éviter l'in-

version.

- les figures 4A-4F représentent des schémas de

distribution de la fréquence destines à éclairer le fonctionne-

ment du circuit d'enregistrement et de reproduction magnétique.

- les figures 5A-5E reprèsentent des courbes ser-

vant à expliquer de fagon électrique!'origi.ne de l'inversion que l'on ne peut éviter dans le systme d'enregistrement et de reproduction magnétique cidessus, - la figure $ est un scDéma=bloc d'un circuit d'accentuation élevée faisant partie du sói5e d'enregistrement

et de reproduction magnétique.

- les figures 7A-7F représentent des courbes il-

lustrant le fonctionnement du circuit d'accentuation élevée.

- la figure 8 est un schéma de la structure de

détail du circuit d'accentuation élevée.

- la figure 9 est un schéma d'une variante de

réalisation du circuit d'accentuation de la figure 8.

- la figure 10 est un schéma-bloc équivalent du

mode de réalisation de l'invention.

- la figure 11 est un schéma d'un autre mode de

réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

Avant de décrire les différents modes de réalisa-

tion de l'invention, on expliquera sommairement le circuit

d'accentuation 17 du système d'enregistrement et de reproduction

magnétique représenté à la figure 3. De façon générale, un cir-

cuit de compensation d'ouverture tel que celui représenté à la figure 6 comporte un circuit de retard 21, est utilisé comme

circuit d'accentuation élevée 17 dans un système d'enregistre-

ment et de reproduction magnétique. Le circuit de retard 21 a une caractéristique de retard correspondant à une durée de retard unitaire égale à t:. Le signal d'origine e. a modulation angulaire, reproduit (dont la courbe est représentée à la figure 7A) fourni par l'intermédiaire d'une résistance d'adaptation 22 est appliqué à un additionneur 23 comme signal et retardé

du retard M: par le circuit de retard 21; ce signal est égale-

ment combiné au signal retardé de la durée 2te qui est l'onde réfléchie; on obtient ainsi un signal composé e o

Comme représenté en détail à la figure 8, l'addi-

tionneur 23 est composé de deux transistors 24, 25 à montage différentiel additionnant le signal composé e0 en opposition de phase au signal de retard ete avec un gain égal à 1/2, pour donner en sortie le signal à modulation angulaire, reproduit appelé conventionnellement "signal eout"; la forme de ce signal est représentée à la figure 7F. Dans le signal de sortie eout à modulation angulaire, ainsi reproduit, on a supprimé la composante de base et on a accentué la troisième harmonique; lorsque cette troisième harmonique est sur-accentuée, on induit une surmodulation de blanc comme le montre la partie en pointillé à la figure 7. On peut éviter cette surmodulation de blanc en soumettant le signal composé à une limitation d'amplitude pour supprimer les parties inutiles liées à la troisième harmonique

(figure 7E).

C'est pourquoi, selon l'invention, on limite

l'amplitude du signal dont la troisième harmonique a été accen-

tuée et que l'on obtient en additionnant le signal d'origine à modulation angulaire, reproduit et le signal retardé de la durée de 2t, c'est-à-dire de la double durée unitaire de retard; ce signal limité en amplitude est ajouté en opposition de phase à un signal retardé de la durée de retard unitaire obtenue à partir du signal d'origine; cela donne un signal à modulation angulaire, reproduit dont le niveau haut est accentué pour interdire la génération de toute impulsion inutile par la

troisième harmonique, de fagon à éviter l'inversion de signal.

Le mode de réalisation de la figure 9 est une variante du circuit d'accentuation de la figure 8; dans ce circuit, le limiteur d'amplitude 33 comporte deux diodes 31, 32 branchées en opposition l'une sur l'autre pour appliquer la composante alternative à la base de l'un des transistors 24, 25 formant l'additionneur 23; selon le montage, le transistor 24 reçoit le signal composé e0 Dans ce mode de réalisation, les éléments autres que le limiteur d'amplitude sont les mêmes que ceux du circuit de la figure 8, si bien que ces élements portent

les memes références au: dessins et leur description détaille

ne sera pas reprise. Ce mode de réalisation peut se représenter par le schémasbicc équivalent representé a la figure 10. Dans ce schraLa-bloc, c lne le signal compose e comprend le signal

d'origine ein et le signal r.fléchi e2xl la fonction de trans-

fert au point de jonction de la résistance d'adaptation 22 donnant le signal composé e0 et le circuit de retard 21, est donnée par les équations suivantes e e e0 = e! e -j2) [,i J o in = in( c + 0ao'j sin 2)t ein Le gain G est G J |e [= V2(1 + co s e.n La phase G est: e = tg-1 - sin2COt 1 + cos2W' = tg -X de Le retard de groupe est: - de de 1 d- - + X2 dX d&t

= _ 2

-sin22 w U 1 + cos 2Wt2 -(1 + cos 2A2 " ( (-sin2WCa)' ( 1 + cos2t) - (sin2Wt) ( 1 + cos21 > J 1 + sin22LU' 2 1 + (1 + cos2WO)2 2 t sin22 J< (1 + cos2 WUt) ( 1 + cos2 WC)2 (1 + cos2ct")2 + sin22 Ct * t 2tcos2&vt 1 + cos2 tJ + r 2 t% (cos2 wz+ 1)) L.(1 + COS2 W c) 2 _ 2' (1 + cos2uL-) = 2 (1 + cos2 &y) Ainsi la durée t est une constante quelle que

soit la fréquence.

Dans ce mode de réalisation, la limitation d'ampli-

tude se fait sur le signal composé e obtenu en additionnant le signal d'origine ein et le signal réfléchi e2t fourni par le circuit de retard 21; on supprime ainsi les sommets et les vallées du niveau du signal en accentuant en particulier la troisième harmonique du signal composé e. C'est pourquoi dans o l'additionneur, on ajoute le signal de sortie eI du limiteur dont la courbe correspond à la figure 7F et le signal réfléchi une fois et pour donner le signal de sortie reproduit eout à modulation angulaire, n'ayant pas de passage à zéro comme le

montre la courbe en trait plein de la figure 7F.

Cette limitation d'amplitude peut se faire en utilisant la tension baseémetteur VBE du transistor au lieu d'utiliser le limiteur d'amplitude 33 formé par deux diodes en

opposition 31, 32 comme dans le mode de réalisation ci-dessus.

A titre d'exemple dans le mode de réalisation de la figure 11, on a un amplificateur différentiel formé de deux transistors 24', 25' dont les émetteurs respectifs sont branchés en commun pour former un additionneur 23' de façon A limiter l'amplitude du signal composé e à l'aide de la tension base-émetteur VBE1 du transistor 25' dont la base reçoit le signal composé Co Le transistor 26 de la figure 11 est un transistor de comarltation qui est alimenté ou bloqué suivant le mode de fonctionnement du système d'enregistrement et de reproduction magnéetique c't à-dire qu'il est alimenté pendant le fonctionnement en mode Ex et en mode REC pour couper l'envoi du signal composé e a

l'additionneur 23.

Ainsi, selon l'inventions comme décrit ci-dessus dans le cas des différents modes de réalisation, on accentue le niveau haut tout en supprimant la troisième harmonique qui est l'élément potentiel de l'inversionz il est ainsi possible d'inhiber de façon efficace toute inversion sans détériorer le

rapport S/N et d'obtenir un signal reproduit à modulation angu-

laire de haute qualité.

Claims

R E V E N D I C A T I 0 N S ) Circuit de reproduction d'un signal à modula- tion angulaire, circuit caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de retard (21) pour retarder un signal à modulation angu- laire d'entrée (22) d'un temps (tZ) et d'un temps (2VC), prédé- terminés, un moyen pour mélanger le signal à modulation angulaire, d'entrée et le signal à modulation angulaire retardé de la durée (2t'), un limiteur de signal (33) pour limiter l'amplitude des signaux dérivés du mélangeur et un additionneur (23) pour additionner suivant des polarités opposées, le signal fourni par le limiteur (33) et le signal à modulation angulaire retardé de la durée (tC>, puis dériver un signal à modulation angulaire, égalisé.

2 ) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de retard comporte une ligne de retard qui retarde le signal à modulation angulaire et donne un signal à modulation angulaire retardé de la durée ('t), à sa sortie ainsi qu'un signal à modulation angulaire retardé de la durée

(2't) à son entrée.
30) Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que le mélangeur est un circuit d'entrée de la ligne de retard et la ligne de sortie du mélangeur est dérivée du circuit

d'entrée par la ligne de retard.

) Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que la ligne de sortie est reliée à l'additionneur par

l'intermédiaire d'un limiteur de signal.

) Circuit selon la revendication 2, caractérisé

en ce que l'additionneur se compose d'un amplificateur diffé-

rentiel (24, 25) ayant deux bornes d'entrée, l'une des bornes d'entrée étant reliée à la sortie du circuit de retard (21) et l'autre étant reliée à l'entrée du circuit de retard (21) par

l'intermédiaire du limiteur de signal (33).