FR2534094A1 - Modulateur de frequence comportant une boucle a verrouillage de phase numerique - Google Patents

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Abstract

L'INVENTION CONSISTE EN UNE BOUCLE A VERROUILLAGE DE PHASE NUMERIQUE DESTINEE A ETRE UTILISEE DANS UN MODULATEUR DE FREQUENCE POUR UN OSCILLATEUR DE SOUS-PORTEUSE SON DE TELEVISION. LA BOUCLE COMPREND NOTAMMENT UN OSCILLATEUR DE FREQUENCE DE REFERENCE 12 CONNECTE A UN PREMIER COMPTEUR 16, UN OSCILLATEUR COMMANDE PAR TENSION 14 QUI RECOIT UN SIGNAL D'ENTREE AUDIOFREQUENCE ET DONT LE SIGNAL DE SORTIE ATTAQUE UN SECOND COMPTEUR 20, UN COMPARATEUR DE PHASEFREQUENCE 24 QUI COMPARE LES SIGNAUX DE SORTIE DES DEUX COMPTEURS, ET UN INTEGRATEURAMPLIFICATEUR 15 QUI APPLIQUE LE SIGNAL DE SORTIE DU COMPARATEUR A L'OSCILLATEUR COMMANDE PAR TENSION.

Description

MODULATEUR DE FREQUENCE COMPORTANT UNE
BOUCLE A VERROUILLAGE DE PHASE NUMERIQUE
La présente invention concerne une boucle à verrouillage de phase fonctionnant en modulation de fréquence, pilotée par quartz. L'invention porte plus particulièrement sur une boucle à verrouillage de phase en circuit intégré, dans laquelle un signal de fréquence de sortie effectue une excursion autour d'une fréquence centrale de sous-porteuse son de télévision, de valeur constante, conformément à un signal audiofréquence appliqué.
Sous sa forme la plus simple, la télévision consiste en une série d'images avec du son. Le son est un signal en modulation de fréquence démodulé qui est présent dans le signal de télévision composite, dans une partie du signal qu'on appelle la sous-porteuse son de télévision.
Les signaux de télévision acheminent une grande quantité d'information dans un espace réduit. I1 y.a un signal vidéo, un signal de chrominance, des signaux de synchronisation, une information de son, etc. Le réglage des divers circuits de télévision produisant des signaux est critique. Par ailleurs, les signaux peuvent dériver les uns dans les autres, produisant un brouillage du son et/ou de l'image, ainsi qu'une dégradation de leur fidélité et de leur qualité.
Un certain nombre de dispositifs qui sont devenus courants peuvent être associés à un téléviseur et. ils comprennent des jeux vidéo, des systèmes de télévision par câble, des magnétoscopes, etc. Un grand nombre de ces dispositifs doivent produire un signal en modulation de fréquence à la fréquence de sous-porteuse son de télévision, modulé en audiofréquence. Par exemple, les jeux vidéo produisent divers effets sonores pour accompagner l'action du jeu et augmenter le plaisir et le réalisme du jeu.
Des circuits de son couramment utilisés dans les dispositifs précités comprennent de façon générale un oscillateur classique à transistor ou à circuit intégré, auquel on applique une modulation audiofréquence. On fait varier la fréquence de l'oscillateur autour d'une fréquence centrale conformément au signal audiofréquence appliqué. Quand aucun signal audiofréquence n'est appliqué, l'oscillateur produit sa fréquence centrale ou fréquence de sous-porteuse de télévision. Des excursions au-dessus ou au-dessous de la fréquence centrale correspondent à des crêtes et des creux du signal audiofréquence modulant.
La fréquence centrale de l'oscillateur est de façon caractéristique fixée par un circuit LC. Un circuit oscillateur LC est habituellement accordé en usine par le réglage d'une bobine ou d'un condensateur du circuit.
Cet accord doit être extrêmement précis du fait que la tolérance dans un signal de télévision est inférieure à 1%. Un circuit de son incorrectement accordé pourrait produire un brouillage de l'image sous la forme de barres ou de lignes. Après accord en usine, l'oscillateur peut dériver sous l'effet de vibrations, de la température et du vieillissement des composants.
L'accord d'un circuit oscillateur LC nécessite un temps considérable, avant qu'un produit contenant cet oscillateur puisse être vendu ; et il faut construire des montages de test coûteux et encombrants pour parvenir à un alignement précis de l'oscillateur. Les produits liés à la télévision doivent correspondre à divers standards techniques qui dépendent -du marché sur lequel ils sont commercialisés. Ainsi, chacun des standardsNTC, SECAM et
PAL nécessite des fréquences de sous-porteuse son différentes, avec les complications qui en découlent dans l'accord des oscillateurs au cours de la fabrication.
De plus, un oscillateur LC est susceptible de se dérégler une fois qu'un acheteur a utilisé le produit. Ainsi, les coûts de fabrication initiale du produit sont élevés et des réparations sont fréquemment nécessaires.
L'oscillateur de sous-porteuse son de télévision pourrait être piloté par quartz. Ceci ne réduirait pas le coût de fabrication car les quartz sont souvent coûteux.
On sait également que les boucles à verrouillage de phase sont capables d'assurer la stabilité de divers circuits oscillateurs. On ne connaît par contre pas dans la technique un moyen pour réaliser un circuit oscillateur de sous-porteuse son de télévision, qui soit stable, qui ne nécessite de réglage à aucun moment et qui soit contenu dans un nombre minimal de composants discrets, comme dans un circuit intégré.
L'invention consiste en une boucle à verrouillage de phase numérique destinée à être utilisée dans-un modulateur de fréquence pour un oscillateur de sous-porteuse son de télévision. La boucle à verrouillage de phase comprend un oscillateur de fréquence de référence connecté à un premier compteur numérique. Un oscillateur commandé par tension reçoit en entrée un signal audiofréquence transmis par couplage en alternatif. L'oscillateur produit un signal de sortie qui correspond au signal audiofréquence et qui est transmis à un second compteur numérique. Des signaux décodés provenant des premier et second compteurs numériques sont appliqués à des première et seconde entrées d'un comparateur de phase/fréquence.Le comparateur de phase/fréquence produit un signal de commande sous l'effet d'un écart du signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension, par rapport au signal de fréquence de référence. Le signal de commande est appliqu à lloscillateur commandé par tension de façon que le signal de sortie de l'oscillateur effectue des excursions autour d'une fréquence centrale constante de sous-porteuse son de télévision, sous l'effet du signal d'entrée audiofréquence.
Un aspect de 11 invention porte sur une boucle à verrouillage de phase numérique, dans un modulateur de fréquence qui comprend un oscillateur commandé par tension ayant une entrée, dans laquelle-un signal d'entrée audiofréquence transmis en couplage alternatif produit un signal de sortie de l'oscillateur commande par tension qui effectue une excursion autour d'une fréquence centrale de sous-porteuse son de télévision, sous l'effet du signal d'entrée audiofréquence, caractériséè en ce qu' elle comprend: un oscillateur de fréquence de référence piloté par quartz, ayant une sortie; un premier compteur numérique ayant une entrée connectée à la sortie de l'oscillateur de référence, pour diviser le signal de la sortie de l'oscillateur de référence de façon à donner un signal de sortie fondamental du premier compteur numérique; un second compteur numérique connecté à la sortie de l'oscillateur commandé par tension de façon à diviser le signal de la sortie de l'oscillateur commandé par tension pour donner un signal de sortie fondamental du second compteur numérique; et un comparateur de phase/fréquence ayant une première entrée connectée à la sortie du premier compteur numérique et ayant une seconde entrée connectée à la sortie du second compteur numérique , dans lequel une déviation du signal de sortie divisé de l'oscillateur commandé par tension, par rapport au signal de sortie divisé de fréquence de référence, produit un signal de sortie de commande du comparateur de phase/fréquence qui est appliqué à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension
Un autre aspect de l'invention porte sur une boucle G verrouillage de phase numérique en circuit intégré, dans un modulateur de fréquence qui comprend un oscillateur piloté par quartz produisant une fréquence de référence, un oscillateur commandé par tension ayant une entrée couplée en alternatif à un signal d'entrée audiofréquence, et produisant un signal de sortie qui effectue une excursion autour d'une fréquence centrale de sousporteuse son de télévision, sous l'effet du signal d'entrée audiofréquence, caractérisée en ce qu'elle comprend: un premier compteur numérique connecté à lQoscillateur de référence de façon à diviser la fréquence de référence pour donner un signal de sortie fondamental du premier compteur numérique; un second compteur numérique connecté à la sortie de l'oscillateur commandé par tension de façon à diviser le signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension pour donner un signal de sortie fondamental du second compteur numérique; et un comparateur de phase/fréquence ayant une première entrée de comparateur connectée au premier compteur numérique et ayant une seconde entrée de comparateur connectée au second compteur numérique, dans lequel une variation du signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension , par rapport à la fréquence de référence, produitun signal de sortie de commande du comparateur, et ce signal de sortie de commande est appliqué à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension.
Un autre aspect de l'invention porte sur un circuit modulateur de fréquence destiné à produire un signal modulé en fréquence ayant une fréquence centrale désirée, sous l'effet d'un signal audiofréquence modulé en amplitude, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de référence destinés à fournir un signal de référence ayant une fré quence f ; un premier compteur numérique ayant une entrée connectée aux moyens de référence de façon à recevoir le signal de référence, et ayant une sortie pour fournir sur cette sortie un premier signal ayant une fréquence fr/N en désignant par N un entier supérieur à 1 ; un oscillateur commandé par tension ayant une entre et une sortie, pour fournir sur la sortie un signal radiofréquence ayant une fréquence f(V), sous la dépendance de la tension du signal qui est appliqué à l'entrée; des moyens destinés à appliquer à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension, en couplage alternatif, un signal audiofréquence modulé en amplitude; un second compteur numérique ayant une entrée connectée à l'oscillateur commandé par tension, pour recevoir le signal radiofréquence, et ayant une sortie pour fournir sur la sortie un second signal ayant une fréquence f(V)/M, en désignant par M un entier supérieur à 1; et des moyens comparateurs connectés aux premier et second compteurs numériques pour recevoir les premier et second signaux, afin de produire et d'appliquer à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension un signal continu de correction, l'amplitude du signal continu de correction étant fonction de la différence de fréquence entre les premier et second signaux.
Un autre aspect de l'invention porte sur un modulateur de fréquence destiné à fournir un signal modulé en fréquence qui effectue une excursion autour d'une fréquence centrale sous l'effet d'un signal d'entrée au diofréquence, caractérisé en ce qu'il comprend : un oscillateur de fréquence de référence ayant une sortie un oscillateur commandé par tension ayant une entrée connectée de façon à recevoir le signal d'entrée audiofréquence, cet oscillateur commandé par tension ayant une sortie. dont le signal effectue une excursion autour de la fréquence centrale sous l'effet du signal présent sur son entrée; et un comparateur de phase/fréquence ayant une première entrée,de comparateur attaquée par l'oscillateur de fréquence de référence et ayant une seconde entrée de comparateur attaquée par l'oscillateur commandé par tension, ce comparateur de phase7fréquence produisant un signal de sortie de commande sous l'effet de déviations du signal de sortie de l'oscil-lateur commandé par tension, par rapport au signal de sortie de l'oscillateur de fréquence de référence, et ce signal de commande étant appliqué à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension, pour commander la fréquence centrale du modulateur de fréquence.
Un autre aspect de l'invention porte sur une boucle à verrouillage de phase numérique, dans un modulateur de fréquence qui comprend un oscillateur commandé par tension ayant une entrée, dans lequel un signal d'entrée audiofréquence couplé en alternatif produit un signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension qui est modulé en fréquence autour d'une fréquence centrale de sous-porteuse son de télévision, caractérisée en ce qu'elle comprend . un oscillateur de fréquence de référence ayant une sortie ; un comparateur de phase-/ fréquence ayant une première entrée de comparateur qui est attaquée par la sortie de l'oscillateur de fréquence de référence et une seconde entrée de comparateur qui est attaquée par la sortie de l'oscillateur commandé par tension, et dans lequel des déviations du signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension, par rapport à la fréquence de sortie de référence produisent un signal de sortie- de commande du comparateur de phase/fréquence qui est appliqué à l'entrée de l'soscilIateur commandé par tension; et un intégrateur qui réagi-t au signal de sortie de commande du comparateur de phase/fréquence et qui comporte une sortie connectée à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension, de façon à éliminer du signal de commande, par intégration, les variations dues au signal d'entrée audiofréquence, pour verrouiller ainsi en phase la fréquence centrale de l'ose,illateur commandé par tension.
Un autre aspect de l'inventi-on porte sur un circuit de boucle à verrouillage de phase numérique fonctionnant sous la dépendance d'un signal de fréquence de référence numérique et d'un signal de sortie modulé en fréquence qui est produit sous l'effet-d'un signal modulant appliqué à l'entrée dlun oscillateur commandé par tension, ce signal modulé en fréquence ayant une fréquence centrale, caractérisé en ce qu'il comprend un premier compteur numérique qui fonctionne sous la dépendance du signal de sortie modulé en fréquence de fa çon à produire un signal de fréquence de comparaison et des moyens de comparaison de phase/fréquence qui fonctionnent sous la dépendance du signal de fréquence de référence et du signal de fréquence de comparaison de façon à produire un signal de commande de fréquence de réaction qui est uniquement fonction de variations de fréquence entre la fréquence de référence et la fréquence centrale, ce signal de commande de fréquence de réaction étant appliqué à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension, grâce à quoi la fréquence centrale de l'oscillateur commandé par tension est verrouillée en phase sur le signal de fréquence de référence, indépendémment de la présence d'un signal modulant.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisa tion-, donné à titre d'exemple non limitatif. La suite dé la description se réfère aux dessins annexés sur lesquels
La figure 1 est un schéma synoptique d'une boucle à verrouillage de phase conforme à l'invention
La figure 2 est un schéma d'un premier compteur numérique conforme à l'invention
La figure 3 est un schéma d'un second compteur numérique conforme à l'invention ; et
La figure 4 est un schéma d'un circuit comparateur de phase/fréquence conforme à l'invention.
L'invention consiste en une boucle à verrouillage de phase numérique utilisée dans un modulateur de fréquence pour maintenir une fréquence centrale de sousporteuse son de télévision stable L'invention s'applique à des dispositifs utilises pour superposer un signal de son sur un signal de télévision, comme dans des jeux vidéo, des magnétoscopes, etc.
Les systèmes de télévision utilisés dans le monde entier ont évolué vers trois standards fondamentaux : NTSC, SECAM et PAL. L'invention s'applique à des systèmes vidéo utilisant l'un quelconque des standards précités ainsi que d'autres standards qui pourront en découler. Le fonctionnement fondamental de l'invention est similaire pour tous les standards et, par conséquent, on ne décrira en détail que le standard NTSC.
La fréquence de la sous-porteuse son est une fréquence critique dans tout système vidéo. Cette fréquence est la suivante
NTSC - 4,5 MHz;
SECAM - 4,5, 5,5 et 6,5 MHz;
PAL - 4,5, 5,5; et 6,5 MHz.
La boucle à verrouillage de phase 10 (figure 1) nécessite une fréquence de référence fixée, provenant de préférence d'un oscillateur à quartz. Un tel oscillateur de référence 12 (figure 1) peut hêtre incorporé à titre de référence de base pour l'ensemble d'un système vidéo. Dans une telle application, un signal de sortie de l'oscillateur de référence pourrait être acheminé vers la boucle à verrouillage de phase.
Dans l'invention, un signal provenant de l'oscil lateur de référence 12 est appliqué à un premier compteur numérique 16 qui comprend un compteur 17 fonctionnant en diviseur par 2 et un compteur 18 fonctionnant en diviseur par 179. Avec cette configuration, une fréquence de référence de 3,58 MHz est divisée pour donner une fréquence de référence de 10 kHz. La fréquence de référence de 10 kHz a été choisie par commodité. Toute fréquence de référence qui est un sous-multiple commun de la fréquence de référence de 3,58 MHz et de la fréquence de sousporteuse son, et qui est comprise dans la gamme de fonctionnement du comparateur phase/fréquence 24,est acceptable. Le signal à 10 kHz est appliqué à une première entrée de comparaison du comparateur de phaseifréquence 24.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'oscillateur de référence 12 ne constitue pas une référence de base pour l'ensemble d'un système vidéo.
A la place, l'oscillateur de référence 12 produit une fréquence inférieure, par exemple 10 kHz, et il est connecté directement à la première entrée de comparaison du comparateur de phase/fréquence 24. Dans un tel mode de réalisation, le compteur numérique 16 n'est pas nécessaire. Comme il est envisagé ci-après, l'exigence fondamentale consiste en ce que la fréquence sur la première entrée de comparaison du comparateur de phase/ fréquence 24 doit avoir une relation déterminsée vis-àvis de la fréquence sur la seconde.entrée de comparaison du comparateur, les deux étant par exemple égales à une fréquence commune, de façon à pouvoir effectuer une comparaison de phase/fréquence entre les deux signaux.
Le modulateur de fréquence comprend un oscillateur commandé par tension (OCT) 14, ayant une entrée de signal audiofréquence modulée, en couplage alternatif, et qui fournit un signal de sortie radiofréquence (RF) appliqué à un modulateur RF (non représenté). L'OCT peut être un circuit intégré multivibrateur commandé par tension, comme le MC4324/4024, fabriqué par Motorola Corporation, Phoenix, Arizona,E.U,A. Le signal audiofréquence peut être un signal analogique ou un signal numérique. Le couplage en alternatif du signal audiofréquence vers l'OCT est assuré par un condensateur C1. Un couplage en alternatif de l'entrée de signal audiofréquence est exigé pour supprimer toute composante continue du signal audiofréquence.
Dans le standard NTSC, le signal présent sur la sortie RF de l'OCT 14 a une fréquence centrale de 4,5 MHz, correspondant à la fréquence de la sous-porteuse son de télévision NTSC, et la fréquence centrale réelle est proportionnelle à un signal de commande fourni par l'amplificateur intégrateur 15, comme il est envisagé ciaprès. La modulation audiofréquence de 1'OCT produit une excursion de fréquence (MF) autour de la fréquence centrale, et cette excursion correspond à des variations d'amplitude dans le signal d'entrée audiofréquence.
Le signal de sortie RF de l'OCT est également appliqué à un second compteur numérique 20 qui comprend
Un second compteur 21 fonctionnant en diviseur par 2 et un compteur 22, fonctionnant en diviseur par 225. Le compteur numérique 20 produit de façon nominale un signal de sortie de 10 kHz, en divisant le signal diune fréquence nominale de 4,5 Mhz qui est présent sur son entrée.
La sortie du second compteur numérique est connectée à une seconde entrée de comparaison du comparateur de phase/fréquence 24. Dans les conditions normales de fonctionnement, le signal de commande que fournit l'intégrateur/amplificateur 15 a une amplitude d'environ 1,5 volt. Sous l'effet de ce signal de commande normal l'OCT 14 produit un signal de sortie RF d'environ 4,5 MHz, c'est-à-dire la fréquence de lasous-porteuse son NTSC désirée. De façon générale, le comparateur de phase/fréquence produit des impulsions de commande positives lorsque la fréquence du signal de sortie de l'OCT est inférieure à 4,5 MHz.Il produit des impulsions de commande négatives lorsque la fréquence du signal de sortie de l'OCT dépasse 4,5 MHz (c'est-à-dire que la fréquence du signal sur la seconde entrée de comparaison du comparateur de phase/-fréquence 24 est supérieure à 10 kHz). Dans un autre mode de réalisation, on pourrait employer un comparateur numérique produisant en sortie une largeur d'impulsion ou une fréquence d'impulsions proportionnelle à la différence des fréquences des sign-aux appliqués au comparateur.
Le signal de commande que produit le comparateur de phase/fréquence 24 est appliqué à l'intégrateur/ amplificateur 15. L'intégrateur/amplificateur 15 est un filtre à moyenne qui élimine les variations de fréquence entre la fréquence de référence et le signal de sortie de l'OCT qui sont produites par le signal d'entrée audiofréquence modulant. L'intégrateur/amplificateur 15 est représenté sous une forme comprenant deux étages, soit un intégrateur 13 (amplificateur integrateur) et un amplificateur Il. La sortie de l'amplificateur il est connectée à l'entrée -de l'OCT 14.
L'intégrateur 13 élimine par moyenne les effets de la modulation de fréquence sur le signal de sortie de l'OCT 14, si la période sur laquelle la moyenne est prise est longue en comparaison de la période de la fréquence audio la plus basse présente dans le signal d'entrée audiofréquence. Dans le mode de réalisation considéré de l'invention, la période d'intégration, ou constante de temps, est de 100 ms. Le fait d'avoir une période d'intégration supérieure à la période de la plus basse composante de fréquence présente dans le signal audiofréquence permet à la boucle de commande par réaction de maintenir une com mande stable de la fréquence centrale de l'OCT, même en présence de modulation due au signal d'entrée RF. On élimine ainsides oscillations parasites ou un "pompage" inutile autour de la fréquence centrale.
L'amplificateur il commande la sensibilité de la boucle de commande par réaction vis-à-vis de variations de fréquence à partir de la fréquence centrale. Un gain "k" plus élevé augmente la sensibilité de la boucle à une déviation de fréquence. Comme indiqué précédemment, la tension de sortie de l'intégrateur/amplificateur 15, dans le mode de réalisation préféré, est de 1,5 volt pour une fréquence centrale de 4,5 MHz. Des déviations de fréquence au-dessus ou au-dessous de ce niveau produisent respectivement des impulsions de commande de polarité négative ou de polarité positive. L'intégration de ces impulsions de commande diminue ou augmente le niveau continu de 1,5 volt que fournit l'amplificateur 11.Une augmentation ou une diminution de la tension continue appliquée à l'entrée de l'OCT 14 entrasse, respectivement, une diminution ou une augmentation de la fréquence de l1OCT. Le signal pratiquement continu présent en sortie de l'intégrateur/amplificateur 15 représente la composante continue du signal modulant appliqué à l'OCT -14. La composante alternative qui varie dans le temps est le signal d'entrée audiofréquence transmis en couplage alternatif. La composante continue commande la fréquence centrale du signal de sortie de l'OCT. La composante aLternatiVe commande la modulation autour de la fréquence centrale.
Les compteurs numériques 16 et 20 et le comparateur de phase/fréquence 24 sont réalisés sur un circuit intégré 9 (voir la figure 1). On peut établir différentes configurations de compteurs pour produire une fréquence de sous-porteuse son particulière, définie par un système spécifié. Le circuit intégré peut ainsi être adapté à l'un quelconque des standards de télévision couramment utilisés, c'est-à-dire NTSC, SECAM et PAL.
La figure 2 montre en détail le premier compteur numérique 16. Un signal de référence provenant de l'oscil lateur de référence à 3,58 MHz est appliqué au compteur numérique, sous la forme d'un signal 1 et 2. Le signal 1 est appliqué à une porte de transfert consistant en un interrupteur à transistor à effet de champ (TEC), 26.
Le signal 2 est une version retardée du signal de l'oscillateur de référence et il est déphasé de.1800 par rapport au signal 1. Le signal 92 actionne la porte de transfert constituée par l'interrupteur 28.
Les signaux de référence Ï et 2, en relation avec les interrupteurs 26 et 28 et-les inverseurs 27, 29 et 30, forment un compteur en anneau ou diviseur de fréquence, 17, divisant par 2. Une première impulsion 1 transmet un niveau logique "O" ou bas par la porte de transfert 26. L'impulsion est inversée par l'inverseur 27 et elle est mémorisée sous la forme d'un niveau logique "1" ou haut à l'entrée de la porte de transfert 28.
La première impulsion 02 transmet le "1" par la porte de transfert 28, vers l'inverseur 29 qui produit un "1".
Par conséquent, quatre impulsions ont produit un niveau logique "O" et un niveau logique "1". Du fusait de la configuration 1, 2, deux impulsions apparaissent pendant chaque cycle. Quatre impulsions forment deux cycles du signal de référence. Les deux cycles de référence produisent un cycle de sortie qui est présenté à une bascule rétrocouplée qui est formée par des portes NON-OU 31 et 32.
La bascule rétrocouplée est un séparateur de phases et produit un signal de sortie propre à 1,79 MHz. On produit ainsi un signal de fréquence 1 (F1) et un signal de fréquence 2 (F2), et chaque signal est déphasé de 1800 par rapport à l'autre.
Un registre à décalage 18, fonctionnant en diviseur par 179, consiste en une série de portes de transfert et d'inverseurs, connectés de diverses manières à trois portes NON-OU à neuf entrées, 82, 83 et 84. Dans une condition de départ, la porte NOII-OU 70 détecte une condition de mise à zéro, ou condition dans laquelle il n'y a que des "0" ("000000000") et elle charge un "1" dans la porte de transfert à TEC 34.A la première impulsion d'horloge
F1 provenant de la porte NON-OU 31, l'interrupteur à
TEC 34 se ferme et le "1" est transmis vers la porte NON
OU 35, où il est inversé pour donner ùn "O" et mémorisé à l'entrée de la porte de transfert 36. Dans un but de test, il existe une impulsion de tést, ou ligne RSYNC 25, destinée à charger un "1" dans la porte NON-OU 35, indépendamment du fonctionnement normal du circuit.
Le signal F2 transmet le "O" de la porte de transfert 36 vers la porte de transfert 38, en passant par l'inverseur 37. Un "O" est ainsi présent sur une ligne de la porte NON-OU 82. Au contraire, un "1" est présent sur une ligne des portes NON-OU 83 et 84, à cause de l'action de l'inverseur 71.
De cette man-ière, les. signaux F01 et F2 ré- pétés décalent des "1" et "O" dans le registre à décalage, en chargeant et en déchargeant des portes de transfert 38, par l'intermédiaire des divers inverseurs 54 à 69 et 72 à 75.
Lorsque la condition de changement d'état ("111010000") est présente sur la porte NON-OU 79, 145 impulsions d'horloge ont été comptées. Une impulsion décodée est décalée par la porte NON-OU 79 et elle est chargée dans la porte de transfert à TEC 78, par laquelle elle est transmise vers la porte NOIJ-ET 151 (figure 4) au moment de l'impulsion d'horloge F1 suivante.
La porte NON-OU. 80 et la porte NON-OU 81 produisent un signal de décodage et de forçage à un compte de 179 impulsians d'horloge (t'111110000"), pour charger des signaux de restauration- dans les portes de transfert à
TEC 76 et 77. Ainsi, lorsque le registre à décalage a compté le nombre 179, un signal de restauration est renvoyé vers la porte NON-OU 35 par la porte de transfert 33, et le comptage recommence.
La figure 3 estun schéma du second compteur numérique 20. La sortie de l'UCT (FM1) est connectée à un inverseur symétrique 86/87. Une auto-polarisation est établie par le branchement d'interrupteurs à TEC 88 et 89, ce qui produit une entrée résstive à impédance élevée pour l'inverseur symétrique 86, 87. L'impulsion que produit l'inverseur symétrique est acheminée vers l'inverseur 90 et la bascule rétrocouplée 91/92 pour séparer le signal d'entrée en-un signal d'horloge à deux phases.Le signal d'horloge à deux phases est appliqué alternativement à l'interrupteur à TEC 93 et à l'interrupteur à
TEC 95; et il est divisé par 2 par le circuit diviseur par 2, 21, constitué par des interrupteurs à TEC 93 et 95, et par des inverseurs 94, 96 et 97. Le circuit diviseur par 2 fonctionne de la même manière que le compteur diviseur par 2, 17, de la figure 2.
Une bascule rétrocouplée, 98, 99, établit un séparateur de phases, pour présenter des signaux propres (FM01 et FM2)au registre à décalage 22, fonctionnant en dinisellffl Bar225. Le registre à décalage pour le second compteur numérique fonctionne.dlune manière similaire à celle envisagée ci-dessus pour le compteur numérique 18 de la figure 2, à l'exception du fait que le compteur est restauré au compte de 225 (décodage et forçage à "100011010"), et qu'un changement d'état est produit dans la porte NON-OU 141 et'acheminé par la porte de transfert 140, à un compte de 119 (impulsion de décodage "100001010").
Un signal d'entrée de référence de 3,58 Mhz (NTSC) et une fréquence d'entrée d'oscillateur commandé par tension de 4,5 lfltiz (sous-porteuse son en NTSC) sont ainsi divisés respectivement de façon numérique en un signal sous forme d'impulsions à 10 kHz. Lorsque les deux signaux à 10 kHz sont en phase, un "1" est transmis par la porte de transfert 78 vers la porte NON-ET 15 (figure 4) et, simultanément, un "1" est transmis par la porte de transfert 140 vers la porte NON-ET 164. La même chose se produit lorsqu'un "O" est transmis par les-portes de transfert 78 et 140; c'est-à-dire que lorsque les deux compteurs 16 et 20 produisent le même nombre au même instant, le système est "verrouillé".
On va maintenant décrire le comparateur de pha seXfréquence 24 qui est représenté sur la figure 4. Le circuit comparateur fonctionne de façon similaire au circuit intégré 11C44 fabriqué par Fairchild Corporation, Moirntain Vies, Californie, E.U.A. Lorsque les deux comy- tueurs prodvasen4 un "1" en phase, chacune des portes NON-ET 151 (REF) et 164 (OCT) produit un "O". Ire "O "que produit le compteur numérique 16 est acheminé vers la porte NON-ET 152 et la porte NON-ET 154.Le "0" qui est présenté à la porte NON-ET 152 produit temporairement un signal de sortie "1" qui est acheminé vers la porte
NON-ET 153, laquelle produit un signal de sortie "0" qui est renvoyé vers la porte NON-ET 152. La porte NON
ET 152 produit ainsi un signal "0" (bas). On supposera à ce point que la porte NON-ET de verrouillage de restauration, 157,et les inverseurs de retard de réponse 158 à 161 produisent également un "O". Ainsi, la porte NON
ET 154 produit un 1" qui est inversé par l'inverseur 155 en un "O" et est acheminé vers la porte de transfert à TEC 162. Par conséquent, la porte de transfert à TEC 162 n'est pas validée et un signal de commande négatif n'est pas émis vers l'intégrateur/amplificateur 15.
De façon similaire, la branche inférieure du comparateur de phase (porte NON-OU 164, bascule rétrocouplée 165/166, porte NON-OU 167 et inverseur symétrique 168/169) produit un signal de sortie "0" qui est transmis vers l'interrupteur à TEC 156 de façon qu'un signal de commande positif ne soit pas émis vers l'intégrateur/amplifica- teur 15.
Le comparateur détecte les fronts négatifs des deux signaux d'entrée et il présente un premier signal si le signal de l'OCT est en avance sur le signal de référence, et un second signal si le signal de 1'OCT est en retard sur le signal de référence. Plus précisément, si la phase du signal de l'OCT présente un retard par rapport à celle de l'oscillateur de référence (1'OCT fonctionne trop lentement), l'interrupteur à TEC 156 est fermé pé- riodiquement et le comparateur 24 produit des impulsions de commande positives et les applique à l'intégrateur/ amplificateur 15, ce qui fait que 1'OCT 14 produit un signal de sortie RF de fréquence croissante.
Inversement, si la phase du signal de l'oscillateur de référence est en retard sur celle du signal de l'OCT (1'OCT fonctionne trop rapidement), l'interrupteur à TEC 162 est fermé, ce qui absorbe du courant à partir de l'intégrateur/amplificateur 15. Dans ces conditions, une tension diminuée est appliquée à l'OCT 14, ce qui fait que ce dernier produit un signal de sortie RF de fréquence décroissante.
Le comparateur de phase/fréquence est ainsi réglé de façon à se déclencher sur le front arrière d'une impulsion indiquant la détection d'une phase "non verrouillée". Lorsque le signal de référence passe de l'état haut à l'état bas, une avance ou un retard de phase entre le signal de référence et le signal de l'OCT produit un signal de commande approprié qui est acheminé vers l'OCT.
Plus les deux signaux d'entrée sont déphasés pendant longtemps1 plus le comparateur 24 produit d'impulsions positives et plus le changement de tension de la sortie de l'integrateur/amplificateur 15 est grand.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. On peut par exemple -aisément développer des circuits équivalents pour des systèmes PAL et SECAM.

Claims (13)

REVENDI < ATIONS
1. Modulateur de fréquence destiné à produire un signal modulé en fréquence effectuant une excursion autour d'une fréquence centrale sous l'effet d'un signal d'entrée audiofréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: un oscillateur de fréquence de référence (12) ayant une sortie ; un premier compteur numérique (16) ayant une entrée connectée à la sortie de l'oscillateur de référence et ayant une sortie ; un oscillateur commandé par tension (14) ayant une entrée connectée de façon à recevoir le signal d'entrée audiofréquence, et ayant une sortie dont le signal effectue une excursion autour de la fréquence centrale sous l'effet du signal d'entrée audiofréquence; un second compteur numérique (20) ayant une entrée connectée à la sortie de ltoscillateur commandé par tension (14), et ayant une sortie ; et un comparateur de phase/fréquence (24) ayant une première entrée connectée à la sortie du premier compteur numé- rique (16) et ayant une seconde entrée connectée à la sortie du second compteur numérique (20), ce comparateur de phaseffréquence (24) détectant des différences entre la sortie de l'oscillateur de fréquence de référence (12) et la sortie de l'oscillateur commandé par tension (14), et-produisant en sortie un signal de commande qui est appliqué à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension.
2. Modulateur de fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un intégrateur/amplificateur (15) intercalé entre la sortie du comparateur de phase/fréquence (24) et l'entrée de l'oscillateur commandé par tension (14).
3. Modulateur de fréquence selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, appliqué au standard
NTSC, caractérisé en ce que la fréquence de sortie de référence est de 3,58 BIz, la fréquence de sortie de l'oscillateur commandé par tension (14) est de 4,5 MHz, et les signaux des sorties de référence et de l'oscillateur commandé par tension sont divisés par les premier et second compteurs numériques (16, 20), pour donner un signal de fréquence commune, avant d'être comparés en phase par le comparateur de phase/fréquence (24).
4. Modulateur de fréquence selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier compteur numérique (16) comprend au moins un diviseur de fréquence (18) destiné à diviser jusqu! 10 kHz la fréquence de sortie de référence ; et en ce que le second compteur numérique (20) comprend au moins un diviseur de fréquen ce '(22) destiné à diviser jusqu'à 10 kHz le signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension (14).
5. Boucle à verrouillage de phase numérique (10), dans un modulateur de fréquence qui comprend un oscillateur commandé par tension (14) ayant une entrée, dans laquelle un signal d'entrée audiofréquence transmis en couplage alternatif produit un signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension qui effectue une excursion autour d'une fréquence centrale de aous-por- teuse son de télévision, sous l'effet du signal d'entrée audiofréquence, caractérisée en ce qu'elle comprend: un oscillateur de fréquence de référence (12) piloté par quartz, ayant une sortie ; un premier compteur numérique (16) ayant une entrée connectée à.la sortie de l'oscillateur de référence (12), pour diviser le signal de la sortie de l'oscillateur de référence de façon à donner un signal de sortie fondamental du premier compteur numérique; un second compteur numérique (20) connecté à la sortie de l'oscillateur commandé par tension (14) de façon à diviser le signal de la sortie de 1'oscillateur commandé par tension pour donner un signal de sortie fondamental du second compteur numérique; et un comparateur de phase/fréquence (24) ayant une première entrée connectée à la sortie du premier compteur numérique (16) et ayant une seconde entrée connectée à la sortie du second compteur numérique (20), dans lequel une deviaticn du signal de sortie divisé de l'oscillateur commandé par tension, par rapport au signal de sortie divisé de fréquence de référence, produit un signal de sortie de commande du comparateur de phase/fréquence (24) qui est appliqué à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension (14).
6 - Boucle à verrouillage de phase numérique selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premier et second compteurs numériques (16, 20) divisent jusqu 'à une fréquence commune les fréquences des signaux de sortie de l'oscillateur de fréquence de référence (12) et de l'oscillateur commandé par tension (14), avant que le comparateur de phase/fréquence (24) ne compare ces signaux.
7 - Boucle à verrouillage de phase selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un intégrateur/amplificateur (15) intercalé entre la sortie du comparateur de phase/fréquence (24) et l'entrée de l'oscillateur commandé par tension (14).
8 - Boucle à verrouillage de phase selon la revendication 7, caractérisée en ce que le premier compteur numérique (16) comprend en outre : un compteur en anneau (17) fonctionnant en diviseur, ayant une entrée connectée à l'oscillateur piloté par quartz (12), et produisant un signal d'horloge de sortie à une fréquence qui correspond à une fraction de celle de l'oscillateur piloté par quartz (12); et un registre à décalage (18) connecté à la sortie du compteur en anneau (17) et comprenant (a) un ensemble d'éléments de mémoire (36, 38, 39,...53) disposés en série de façon à compter séquentiellement sous l'effet des signaux d'horloge du compteur en anneau (17); et (b) une bascule de décodage (76, 77,...84), qui a pour effet de remettre à zéro le registre à décalage et par laquelle un signal de changement d'état est appliqué au comparateur de phase/fruence (2-4) lorsque le nombre d'imoulsions d'horloge du compteur en anneau qui ont etc comptées par les éléments de mémoire est un diviseur de la fréquence des impulsions d'horloge du compteur en anneau, de façon nu'un quotient ainsi obtenu corresponde à une fréquence de comparaison commune pour la fréquence de référence et celle de l'oscillateur commandé par tension.
9 - Boucle à verrouillage de-ohase selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second compteur numérique (2O) comprend en outre : un compteur en anneau (21) fonctionnant en diviseur-, ayant une entrée connectée à la sortie de l'oscillateur commandé nar tension (14), et produisant un signal d'horloge de sortie à une fréquence qui correspond à une fraction de celle de l'oscillateur commandé par tension (14); et un registre à décalage (22) connecté à la sortie du compteur en anneau et comprenant : (a) un ensemble d'éléments de-mémoire disposés en série de façon à compter séquentiellement sous l'effet du signal d'horloge du compteur en-anneau; et (b) une bascule de décodage (140), par laquelle le registre à décalage est remis à zéro, et-par laquelle un signal de changement d'état est applique au comparateur de phase/ fréquence (24) lorsque le nombre d'impulsions d'horloge du compteur en anneau qui ont été comptées par les éléments de mémoire est un diviseur de la fréquence des impulsions d'horloge du compteur en anneau, de façon qu'un quotient ainsi obtenu corresponde à une fréquence de comparaison commune pour la fréquence de référence et celle de l'os- cillateur commandé par tension.
10 - Circuit modulateur de fréquence destiné à produire un signal modulé en fréquence ayant une fréquence centrale désirée, sous l'effet d'un signal audiofréquence modulé en amplitude, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de référence (12) destines à fournir un signal -de rérérence-avant une-fréquence fr ; un premier compteur numérique (16) ayant une entrée connectée.aux moyens de référence (12) de façon à recevoir le signal de référence, et ayant une sortie pour fournir sur cette sortie un premier signal ayant une fréquence fr/N, en désignant par N un entier supérieur à 1; un oscillateur commandé par tension (14) ayant une entrée et une sortie, pour fournir sur la sortie un signal radiofréquence ayant une fréquence f(V), sous la dépendance de la tension du signal qui est appliqué à l'entrée; des moyens (Cl) des tinés à appliquer à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension (14), en couplage alternatif, un signal audiofréquence modulé en amplitude; un second compteur numérique (20) ayant une entrée connectée à l'oscillateur commandé par tension (14), pour recevoir le signal radiofréquence, et ayant une sortie pour fournir sur la sortie un second signal ayant une fréquence f(V)/M, en désignant par M un entier- supérieur à 1; et des moyens comparateurs (24) connectés aux premier et second compteurs numériques (16, 20) pour recevoir les premier et second signaux, afin de produire et d'appliquer à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension (14) un signal continu de correction, l'amplitude du signal continu de correction étant fonction de la différence de fréquence entre les premier et second signaux.
11 - Circuit modulateur de fréquence selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens de référence (12), le premier compteur numérique (16) et le second compteur numérique (20; sont conçus de façon à fournir une fréquence centrale désirée, par la sélection de fr/N, de façon que cette fréquence centrale soit pratiquement égale à une fréquence centrale de sous-porteuse son de télévision.
12 -. Circuit modulateur de fréquence selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens comparateurs comprennent : un comparateur de phase (24) ayant une première entrée connectée de façon à recevoir le premier signal et une seconde entrée connectée de façon à recevoir le second signal, pour produire un signal de comparaison ayant une première amplitude ou une seconde amplitude, selon que la phase du premier signal est en avance ou en retard sur la phase du second signal; et des moyens intégrateurs (15) connectés aux moyens comparateurs (24) et à l'entrée de l'oscillateur commandé par tension (14), pour appliquer à l'oscillateur commandé par tension un signal ayant une amplitude qui est fonction de l'intégrale par rapport au temps de l'amplitude du signal de comparaison.
13 - Application de la boucle à verrouillage de phase selon l'une quelconque des revendications 5 à 9 à un circuit intégré.
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