FR2658302A1 - Procede, et dispositif, de mesure unique pour visualiser et qualifier la linearite d'une chaine de transmission. - Google Patents

Abstract

Le procédé de mesure unique permettant la visualisation et la qualification de la linéarité dus aux non-linéarités d'une chaîne de transmission d'onde modulée de niveau crête maximum Nc et de bande de fréquence maximum[F1 , F2 ] consiste à transmettre un signal composite comportant un signal à fréquence porteuse proche de l'une des extrémités de la bande, modulé par un signal à fréquence basse de niveau variable entre 0 et le niveau crête, et deux signaux à fréquences porteuses situées à l'autre extrémité de la bande espacées d'une fréquence interporteuse, et à détecter et constater la présence éventuelle du signal à la fréquence interporteuse à la sortie de la chaîne fonction de la variation de niveau du signal à transmettre. La linéarité est acquise lorsque le signal à la fréquence interporteuse est nul (ou inférieur à une valeur prédéterminée) quel que soit le niveau du signal à transmettre dans l'espace |O,|Nc ||. L'invention s'applique à tous les domaines où la linéarité est nécessaire aux chaînes de transmission et est "compatible" avec l'émission télévision à bande de base vidéofréquence "analogique" ou "numérique".

Description

i Procédé, et dispositif, de mesure unique pour visualiser et qualifier la

linéarité d'une chaîne de transmission L'invention se rapporte aux systèmes de transmission de signaux modulés, notamment à la transmission de signaux de télévision, et a plus particulièrement pour objet un procédé, et un dispositif, de mesure unique pour visualiser et qualifier la linéarité d'une chaine de transmission. Un signal porteur d'informations peut être considéré comme une fréquence porteuse modulée en amplitude ou comme une solmme de N composantes spectrales (n > 2) réunies dans une même vole Un tel signal est caractérisé par deux dimensions: Sa largeur spectrale, c'est-à-dire l'intervalle entre les fréquences F 1, F 2 ou les pulsations u l' -u 2 extrêmes du spectre: Cette dimension s'écrit lF 1,F 2 l ou lwlw 2 l Son niveau crête, N Périodiquement toutes les c composantes spectrales atteignent leur amplitude maximale; au même instant le signal atteint son niveau crête Cette deuxième dimension du signal s'écrit l-Nc, +Nc ou l 0, I Nc Il Le signal à

transmettre est ainsi défini par ces deux dimensions.

Le respect de l'intégrité de ce signal, c'est-à-dire le respect des informations qu'il contient, est assujetti à la condition suivante: la caractéristique de transfert de la chaîne de transmision c'est-à-dire la fonction f reliant la tension de sortie Vs à la tension d'entrée Ve, Vs=f(Ve), dans l'espace {lw 1,U,llO, i Ncl l} c'est-à-dire en fonction du paramètre pulsation W et du paramètre niveau N doit être linéaire La dérivée de cette caractéristique, c'est-à-dire la fonction de transfert, doit pouvoir s'écrire: = (uj)ej O (u), () et O () étant respectivement le module et la phase de la fonction de transfert, avec %(u = constante et O (x) = Kw+ 00; c'est-à-dire que la fonction de transfert ne dépend que de la

fréquence et non du niveau du signal.

C'est l'expression de la fonction de transfert d'un réseau linéaire On peut alors appliquer le théorème de superposition qui caractérise la transmission simultanée de plusieurs signaux

dans une même voie sans qu'il y ait interaction entre ces diffé-

rents signaux.

Mais, dans une chaîne de transmission quelconque le mo-

dule et la phase de la fonction de transfert sont non seulement fonction de la pulsation W, mais ils sont également fonction du niveau N du signal Dans ce cas, la fonction de transfert ne peut s'écrire que sous la forme t(w,N) = 1 (uj,N) fl O (u W N) l On ne pourra revenir à la précédente notation que lorsque dd (Wz N) /d N = ' c'est-à-dire lorsque simultanément dso(WN)/d N = LlW; IN I d L O (w N)/d N = OJ O

C'est la condition de linéarité.

Le problème est la vérification de cette condition de linéarité par un processus de test simple, puis à partir des défauts de linéarité constatés situés sur la caractéristique de

transfert V =f(V), leur correction.

Selon l'art connu, dans le domaine de la transmission en

télévision, l'utilisation d'un signal test, composé de dix ni-

veaux de luminance avec un signal de fréquence 4,43 M Hz ou 3,58 M Hz (sous porteuse chrominance) superposé à chacun de ces niveaux, permet de vérifier les conditions de linéarité en deux points du spectre de fréquence, W p près de la fréquence porteuse Image, et U s J près de la fréquence porteuse chrominance A l'aide de filtres appropriés, il est connu de visualiser la linéarité et le gain différentiel dans la bande vidéofréquence, dits "Linéarité BF", et "Gain Différentiel" et de comparer l'évolution de ces paramètres entre l'entrée de l'émetteur ou du réémetteur et la sortie par l'intermédiaire du démodulateur ou récepteur L'onde modulée par ce signal de test est le signal d'entrée Ve de la chaîne de transmission qui délivre à sa sortie l'onde Vs X la caractéristique de transfert étant la courbe V =f (Ve) L'utilisation d'un démodulateur s e synchrone permet de visualiser la phase de la porteuse en

fonction du niveau, paramètre dit 'Phase Incidente" Un "vec-

torscope" permet de suivre l'évolution de la phase de la sous-porteuse couleur en fonction du niveau: cette mesure est

la mesure de "Phase Différentielle".

Comme Indiqué ci-dessus ces quatre mesures, "Linéarité

BF", "Gain Différentiel", "Phase Incidente" et "Phase Différen-

tielle' sont donc des mesures par échantillonnage pour deux

fréquences caractéristiques du spectre à transmettre wp et Oc.

Si ces quatre paramètres sont utilisés pour ce qu'ils sont, c'est-à-dire des échantillons et qu'ils n'ont pas fait l'objet de traitements spécifiques, on peut en déduire par interpolation et extrapolation la linéarité de W à u'i c'est-à-dire sur tout

le spectre du signal.

Ces mesures peuvent être confirmées et affinées, pour une transmission image et son en voie unique, lorsqu'on ajoute au signal modulé image une ou deux voies son La non-linéarité de la caractéristique de transfert fait apparaître des produits de battements perçus à la réception comme des bruits récurrents intermodulation cross modulation bruits de phase Le contrôle de la qualité, le réglage et la maintenance

d'une chaîne d'amplification sont donc, classiquement, des opéra-

tions complexes qui nécessitent un grand nombre d'appareils de

mesure.

L'invention a pour objet un procédé, et le dispositif correspondant de mesure unique pour visualiser et qualifier la linéarité d'une chaîne de transmission, plus simple et mieux adapté à une correction complète des non-linéarités dans tout le spectre du signal que les systèmes de mesure et de correction

selon l'art connu.

Selon l'invention, le procédé de mesure unique pour visualiser et qualifier la linéarité d'une chaîne de transmission de signal de niveau crête maximum N et de bande de fréquence maximum lF 1, F 2 l, est caractérisé en ce qu'il consiste à transmettre dans la chaîne de transmission un signal composite comportant une première fréquence porteuse, voisine de l'une des extrémités de la bande, modulée par un signal opérateur à fréquence basse de niveau variable entre O et le niveau de crête maximum à transmettre par la chaîne, et deux autres fréquences porteuses voisines de l'autre extrémité de la bande, espacées d'une valeur dite fréquence Interporteuse telle qu'après amplification et démodulation, cette fréquence interporteuse, lorsqu'elle apparaît dans le spectre du fait des non-linéarités, soit séparable des autres composantes du signal composite, la mesure proprement dite des défauts consistant à filtrer cette composante à la fréquence Interporteuse et à analyser l'évolution de son amplitude en fonction du niveau du signal opérateur, la correction des défauts consistant à réduire cette composante à une amplitude Inférieure à une amplitude prédéterminée. Le dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé en ce qu'il comporte un démodulateur relié à une filtre passe bande accordé sur la fréquence Interporteuse et des moyens d'analyse reliés à la sortie du filtre pour détecter

l'évolution de l'amplitude du signal à la fréquence interpor-

teuse en fonction de celle du signal opérateur à fréquence basse.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristi-

ques apparaîtront à l'aide de la description qui suit en réfé-

rence aux figures annexées.

Les figures la, lb et lc illustrent respectivement la caractéristique de transfert Vs=f(Ve), un signal Ve image seulement, et un signal composite image et son dans les positions extrêmes; Les figures 2 a, 2 b, 2 c et 2 d Illustrent respectivement la caractéristique de transfert, un signal Ve Image seul, le déplacement d'un signal composite devant cette caractéristique pour une seule porteuse son et pour deux porteuses son; La figure 3 illustre le signal de sortie Vs démodulé correspondant; La figure 4 illustre l'excursion d'un signal composite constitué d'une porteuse Image et de deux porteuses son par rapport à la caractéristique de transfert; Les figures 5 a et 5 b illustrent deux signaux de

luminance respectivement de niveau constant et de niveau crois-

sant sur une période d'image; La figure 6 illustre l'excursion d'un signal composite constitué d'une porteuse image modulée par un signal croissant et de deux porteuses son, synchrones de la fréquence ligne; La figure 7 Illustre le signal Vs démodulé, après transmission du signal composite représenté sur la figure 6; La figure 8 illustre l'enveloppe de l'excursion d'un signal composite constitué d'une porteuse image modulée par un signal croissant et de deux porteuses son dont l'une au moins n'est pas synchrone du signal à la fréquence ligne; La figure 9 illustre le signal détecté Sd à partir de la composante à la fréquence Inter-sons; La figure 10 illustre un émetteur, ou réémetteur, de signal modulé et le dispositif de mesure associé; Les figures lia et 11 b représentent respectivement le spectre du signal modulé Ve avant amplification et le spectre du signal démodulé Vs après amplification; La figure 12 illustre un exemple de gabarit dans lequel

peut s'inscrire une réponse caractérisant une bonne linéarité.

Selon l'invention, la mesure des défauts, dus aux non-li-

néarités d'une chaîne de transmission s'apparente à celle effec-

tuée pour une amplification voie image seule En effet, en vole unique image et son, tout se passe comme si le signal était

déplacé devant la caractéristique de transfert dans un mouve-

ment sinusoïdal au rythme de la fréquence son, comme expliqué ci-après. La figure la illustre la caractéristique de transfert V =f (V), la figure lb illustre le signal d'entrée Ve modulé par s e le signal Image seulement supposé être une rampe de luminance, et la figure le illustre les positions extrêmes occupées par le signal d'entrée Ve par rapport à la caractéristique, au cours de

son déplacement dû au signal son.

La dérivée de la caractéristique de transfert V s=f (Ve) du signal Image varie au rythme de la fréquence son, c'est l'origine de l'intermodulation Si la caractéristique était parfaitement linéaire sur toute son excursion, (segment C'C), il n'y aurait pas d'intermodulation, le signal image effectuant un glissement lisse le long du segment CTC La condition de linéarité serait donc satisfaite, du moins si cet unique défaut apparaissait Mais en fait la caractéristique Vs=f (Ve) et plus particulièrement sa pente, n'exprime que le module de la fonction de transfert Il faut considérer également la phase de cette caractéristique de transfert qui peut également, comme indiqué ci-dessus, évoluer suivant le niveau Cette phase est difficile à représenter sur un diagramme analogue, mais il faut

tenir compte du fait qu'elle évolue avec la non-linéarité.

Sur la figure 1, comme sur les figures analogues suivan-

tes, les dessins d'une onde modulée ne font figurer que l'enve-

loppe du signal.

Les figures 2 a et 2 b sont analogues aux figures la, lb,

mais le signal vidéo est supposé constitué de 10 niveaux succes-

sifs de luminance Par contre la figure 2 c qui représente l'ex-

cursion maximum du signal vidéo par rapport à la caractéristique de transfert du fait du déplacement dû à une porteuse son sur la partie gauche de la figure et du fait du déplacement dû à deux porteuses son sur la partie droite de la figure Ce dernier

dessin représente l'enveloppe du signal équivalent à deux porteu-

ses, l'une étant une raie modulante de l'autre La fréquence du signal enveloppe est égale à la différence des fréquences des

deux porteuses sons Sur cette figure 2 c, une ligne supplémen-

taire apparaît dans le dessin de l'onde modulée en fonction du temps Le signal d'entrée comporte un signal luminance constitué d'un niveau de gris continu, niveau que l'on peut faire varier du noir au blanc. Le signal image modulé correspondant à cette ligne, subit le même déplacement que l'autre ligne en présence du son Ce déplacement dû au son est plus facile à dessiner sur l'espace temps correspondant à la luminance Bien qu'une onde modulée 1 O soit toujours symétrique, le dessin représente ce déplacement sur la figure gauche pour une porteuse son unique à -l Od B par rapport à la porteuse image, et sur la partie droite pour deux porteuses sons l'une à -13 d B et l'autre à -20 d B, l'amplitude crête-à-crête étant la même dans les deux cas Il apparaît ainsi une composante basse fréquence du mouvement qui fait déplacer le signal Image devant la caractéristique, c'est la fréquence interporteuse, c'est-à-dire la différence des deux fréquences son, choisie ici à 156,25 k Hz ( 10 fois la fréquence ligne) pour la commodité du dessin Cette composante basse fréquence existe pendant la totalité de la ligne (même si elle n'est pas dessinée sur l'intervalle de temps correspondant au signal de synchronisation et aux paliers de suppression pour garder une

bonne lecture du dessin).

Si la portion CC' de la caractéristique est parfaitement linéarisée, le glissement du signal Image n'apporte aucun défaut

à ce signal Image.

Par contre, si la pente de la caractéristique présente des

variations en certaines régions, il apparaît, superposé au si-

gnal d'entrée, un petit signal de même fréquence ( 156,25 k Hz)

qui rend compte de la variation de la pente de la caractéristi-

que et donc de la valeur de la dérivée seconde de la caractéris-

tique de transfert aux points (ou dans la région) considérés Si les porteuses son sont synchronisées par la fréquence ligne, on peut observer, sur le signal vidéofréquence démodulé, un signal

superposé de la forme représentée sur la figure 3.

En faisant varier l'amplitude a, l'amplitude du signal superposé varie Ce signal est le résultat d'un phénomène de cross modulation: la modulation d'amplitude du signal son

module également le signal image.

La composante utile dans cette mesure est la composante à 156,25 k Hz de modulation du mouvement qui déplace le signal

Image devant la caractéristique Il convient donc de la favori-

ser pour mettre en évidence les défauts de linéarité La figure 2 représentait le signal modulé dans son déplacement crête, créé 1 O par la présence de deux porteuses son de niveaux -13 d B et

-20 d B par rapport au niveau d'image à la crête de synchronisa-

tion.

La figure 4 représente un signal Image semblable en fai-

sant apparaître le mouvement (ou plutôt l'enveloppe basse fré-

quence de ce mouvement) dans la partie luminance du signal d'entrée en fonction du temps, dans la partie droite pour deux

porteuses sons à -13 d B et -20 d B, en présence de deux por-

teuses son égales à -20 d B par rapport au signal vidéo image.

Dans ce dernier cas la composante basse fréquence du mouve-

ment occupe la totalité de ce qu'on peut appeler l'espace "dépla-

cement".

Le signal de fréquence 156,25 k Hz, recueilli après récep-

tion ou démodulation, rend compte de l'éventuelle non-linéarité de la partie EF de la caractéristique d'une façon continue alors que dans l'autre cas, c'était la non-linéarité de la partie MN,

et de façon discontinue.

Les ondes modulées sur les figures précédentes le sont à partir d'un signal comprenant un niveau luminance constant sur

toute la ligne Pour rendre compte de tous les défauts possi-

bles, ce niveau doit en plus évoluer dans toute la gamme de luminance pour tester la caractéristique de transfert dans sa quasi-totalité. Pour automatiser cette variation de niveau, Il suffit de substituer au signal de luminance constant décrit ci-dessus et représenté sur la figure 5 a, un signal en dents de scie comme

représenté sur la figure 5 b appelé dans la suite signal opéra-

teur S op Le signal image modulé Ve qui en résulte est représenté en fonction du temps sur la figure 6 en même temps que la caractéristique de transfert, les porteuses son étant synchro- nes Sur cette figure, comme sur la figure 4, la superposition

du signal 156,25 k Hz n'est pas dessinée sur le signal de syn-

chronisation Pour une bonne lecture du dessin, seules les posi-

tions extrêmes occupées par le signal de synchronisation sont dessinées Le signal recueilli après démodulation représenté sur la figure 7 a une composante à la fréquence 156,25 k Hz lorsque la caractéristique de transfert n'est pas linéaire qui se traduit par des accroissements finis de V e Ces accroissements finis sont récurrents sur la fréquence ligne et donc fixes Il est préférable qu'ils soient aléatoires par rapport à la fréquence ligne, pour ce faire il suffit qu'un des signaux son ne soit plus synchrone de la fréquence ligne Ce cas est

illustré par le dessin de l'onde modulée correspondante représen-

té sur la figure 8 La composante à 156,25 k Hz représentée jusqu'alors ne peut plus l'être dans ce cas: Seules les limites de son déplacement par rapport à la caractéristique de transfert

peuvent être représentées.

Après démodulation et filtrage de la composante Sd à la fréquence F = 156, 25 k Hz on obtient une mesure de la non-linéarité, sous une forme représentée sur la figure 9 Cette mesure sera mieux comprise à partir du schéma synoptique d'un émetteur voie commune à deux porteuses sons représenté sur la

figure 10.

L'émetteur comporte des étages audio 10, o les signaux son sont traités et des étages vidéo 20 pour le traitement du signal Image Ces signaux sont respectivement appliqués à des modulateurs en fréquence intermédiaire, 11 et 21 recevant les porteuses son et Image en fréquence intermédiaire Un sommateur réunit le signal en fréquence Intermédiaire Image et les deux porteuses modulées son; sa sortie est reliée à l'entrée de la chaîne d'amplification 50 qui comporte un amplificateur dit

complémentaire 51 dont la caractéristique est ajustée pour com-

penser les défauts de linéarité générés lors de l'amplification

en puissance, un convertisseur 52 portant le signal aux fréquen-

ces d'émission par mélange avec une fréquence de transmission

IT' et les étages d'amplification de puissance 53.

Lorsque le réglage de l'amplificateur complémentaire n'est pas parfait, la fréquence inter/sons apparaît dans le spectre

Image Pour la mesure, un générateur 40 du signal vidéo opéra-

teur Sop décrit ci-dessus est prévu dont l'entrée est couplée à une entrée commutable des étages vidéo 20 Un coupleur 60 permet de prélever une partie du signal à la sortie de la chaîne d'amplification, avant émission, pour la chaîne de mesure qui comporte un démodulateur 70, un filtre passe bas 80 permettant de filtrer et de détecter le signal à la fréquence inter-sons, et un oscilloscope 90 dont la base de temps est synchrone de la fréquence ligne et qui permet de faire apparaître la variation de niveau de la composante à la fréquence inter-sons

caractérisant les défauts de linéarité.

La mesure peut être résumée de la façon suivante 1) Un signal opérateur Sop à vidéofréquence issu du générateur 40, constitué d'une dent de scie et représenté à la

sortie du générateur, module la porteuse Image de façon à explo-

rer de façon aussi complète que possible la caractéristique de transfert V s=f (Ve) devant laquelle est placée l'onde ainsi modulée; 2) Les deux porteuses son issues du modulateur 11, et dont les raies sont représentées à la sortie du modulateur 11, sont superposées au signal image dont le spectre est représenté à la sortie du modulateur 21 Elles entraînent un déplacement du

signal Image devant la caractéristique de transfert Ce déplace-

ment contient une composante basse fréquence qui constitue un

signal d'interrogation de la linéarité de la chaîne d'amplifica-

tion sous test, cette composante basse fréquence étant égale à il

la différence des fréquences son, on l'appelle fréquence lin-

ter/sons (FIS).

3) Toute variation du module ou de la phase de la fonction de transfert en fonction du niveau entraîne l'apparition d'une composante à la fréquence Fis sur le signal Image FIS apparaît

comme une raie de modulation dans le spectre du signal Image.

Les signaux d'entrée Ve et de sortie Vs sont représentés, avec les spectres de fréquences associés, sur la figure 10 Ces spectres sont inversés du fait du changement de fréquence dans la chaîne d'amplification et de la sélection de la bande à transmettre mais ce changement est pratiquement neutre pour la mesure Les figures lia et hlb représentent les mêmes spectres, à une échelle plus grande et sans inversion Le zéro de l'axe fréquences représente la fréquence porteuse Image Les deux porteuses son sont repérées par leur différence de fréquence F IS L'axe des fréquences est dilaté près du zéro de façon à pouvoir représenter sur le même diagramme la fréquence ligne de 156,25 k HZ alors que les fréquences son sont à

quelques M Hz.

En toute rigueur il conviendrait de représenter également les harmoniques de la fréquence ligne FL (signal de dents de

scie), mais leur représentation n'apporte rien à la compréhen-

sion du phénomène; ce signal FL peut prendre une forme quelconque en particulier sinusoïdale (donc une simple raie)

sans changer le principe de la mesure, comme décrit ci-après.

Le signal opérateur est le signal Sop à la fréquence ligne FL représenté sur la figure 5 b de O à T Il génère l'onde modulée représentée sur les figures 6 ou 8 de O à T avec la superposition de deux porteuses son à -20 d B (en modulation

négative).

Le signal Image est déplacé devant le segment C'C de la

caractéristique Vjf (Ve).

Les non-linéarités sont représentées par l'amplitude A de la composante à la fréquence FIS, en fonction du temps de O à T

sur la figure 9 et aussi en fonction de l'amplitude de 1 N e à 0.

Ainsi l'amplitude de FIS représentée en fonction du temps, de lO,Tl, est également représentée par rapport à une variation de l'amplitude du signal d'entrée de O à I N O J en modulation

positive ou de |Nc O à O en modulation négative.

Un signal opérateur parfait serait en forme de dent de scie dont le départ serait au niveau le plus bas, soit du fond du signal de synchronisation; en fait les discontinuités au

voisinage du signal de synchronisation et du palier de suppres-

sion sont faciles à Interpréter sur le signal FIS de sorte que

ces petites Imperfections n'ont pas de conséquences graves.

C'est pourquoi le départ de la dent de scie du signal opérateur

a été choisi au niveau bas de la luminance.

Le signal de fréquence FIS dans le spectre du signal de sortie Vs représente la non linéarité Son amplitude change avec le niveau Instantané de la porteuse modulée c'est pourquoi Il est représenté partiellement en trait pointillé Les porteuses son peuvent être toutes les deux à -20 d B ou l'une à -20 d B et l'autre à -13 d B, comme représenté sur la figure, sans que cela

modifie le procédé de mesure.

Pour cette mesure, il suffit donc de recueillir le signal FIS par démodulation et filtrage et d'observer ce signal sur un oscilloscope dont la base de temps est synchrone de la fréquence FL Le signal opérateur à la fréquence F L permet la correspondance d'un espace amplitude/temps et d'un espace

amplitude/amplitude.

Le signal FIS représenté sur la figure 9 peut paraître ne pas représenter exactement les défauts de linéarité qu'on pourrait déduire du graphe V =f(Ve); les variations de pente de V,=f (Ve) ne représentent que les variations en fonction du niveau du module de la fonction de transfert, alors que le signal à la fréquence FIS représenté sur la figure 9 représente la somme des variations du module et de la phase de cette

fonction de transfert.

En tout état de cause la correction des défauts consiste à annuler le signal S à la fréquence F c'est-à-dire à le d laféuec 1,c's-dieàl réduire sur un oscilloscope à un simple trait horizontal En effet, ce résultat ne pourra être obtenu que lorsque le module et la phase de la fonction de transfert seront constants quel que soit le niveau N compris entre O et I NC | La représentation de Fis=f (N) permet de prévoir et de répartir l'action des circuits correcteurs en fonction du niveau

du signal d'entrée.

La mesure est décrite ci-dessus dans le cadre d'un émet-

teur 'bi-sons', c'est-à-dire destiné à la transmission d'une

porteuse image et de deux porteuses son en télévision Le prin-

cipe est le même pour toute émission de télévision, quelle qu'en soit l'organisation De plus l'invention n'est pas limitée à

l'émission en télévision.

Ainsi dans le cas de l'amplification de l'image seule c'est-à-dire à amplification Image et son en voies séparées, il est possible au moyen de coupleurs d'ajouter au signal image deux petits signaux, de fréquences analogues à deux fréquences

son Ces signaux sont sommés à l'entrée de la chaîne d'amplifica-

tion, il suffit alors d'ajuster les niveaux de façon à ce que le niveau crête Ne soit le même dans le fonctionnement normal que

dans le cadre de la mesure.

Dans le cas d'une chaîne commune aux deux porteuses son, séparée de la chaîne d'amplification image, on ne dispose plus du signal opérateur à la fréquence ligne modulé par une dent-de-scie (image); cette configuration est également celle rencontrée le plus généralement pour une amplification d'onde modulée. Le signal à amplifier a un niveau crête Nc, et une largeur

spectrale lF 1, E 2 l La mesure est alors effectuée comme suit.

une fréquence du spectre proche d'une extrémité c'est-à-dire proche de E 1 ou F 2 est choisie Cette fréquence

porteuse est modulée par un signal opérateur sinusoïdal de fré-

quence basse Sop et de niveau crête N c, par analogie avec la modulation de la porteuse image en télévision par le signal en dents de scie à la fréquence ligne, pour explorer toute la

caractéristique Vs=f (Ve).

Le signal d'interrogation de la linéarité est constitué de deux signaux de faible amplitude situés à l'autre extrémité du spectre à transmettre Leur différence de fréquences, par analo- gie avec la différence FIS des fréquences son en télévision, est telle que le signal à cette fréquence, soit aisément filtré après démodulation Le signal résultant Sd est visualisé sur un oscilloscope dont la base de temps est synchrone du signal opérateur Sop Les spectres des signaux d'entrée Ve et de

sortie Vs sont ceux représentés sur les figures lia et 11 b.

Comme indiqué ci-dessus, les signaux sont caractérisés sur ces schémas par deux dimensions: leur largeur spectrale E 1, F 2 '

leur niveau crête, Ne.

Lorsque la chaîne est linéarisée c'est-à-dire que le signal Sd est annulé en sortie, les deux dimensions du signal de mesure sont également celles qui définissent l'admissibilité de

la chaîne de transmission.

La mesure telle que décrite ci-dessus permet à elle seule de visualiser la dérivée de la fonction de transfert sous sa

forme globale (module et phase) en fonction du niveau.

La connaissance de la fonction de transfert en fonction du niveau permet ainsi un réglage facile, rapide et précis de la linéarité d'une chaîne de transmission L'ajustement du module et de la phase de la fonction detransfert est obtenu lorsque Sd = O dans l'espace lO, I Nc I l Le choix des raies spectrales du signal de mesure situées aux deux extrémités du spectre à transmettre assure la prise en compte de la deuxième dimension

du signal l 1, F F 21-

De fait, lorsque la linéarité est obtenue en fonction de ce critère de mesure, tous les critères, classiquement utilisés

sont satisfaits.

L'ajustement de la correction à partir de ce critère per-

met donc la qualité, la rapidité, assurant un gain de temps aussi bien à l'élaboration qu'au contrôle de la qualité, et une

réduction spectaculaire du nombre d'appareils de mesure néces-

saires à ces opérations Il suffit en effet de réunir, en un seul appareil, les moyens nécessaires à la mesure, c'est-à-dire dans le cas particulier de l'émission de télévision: un générateur de signal vidéofréquence en dents-de-scie deux oscillateurs en fréquence Intermédiaire que l'on peut sommer avec le signal FI à fréquence intermédiaire Image en

cas de besoin.

un démodulateur simplifié avec un filtre permettant de recueillir le signal Sd à la fréquence F Is différence des deux fréquences intermédiaires, Dans le cas général, les moyens utilisés sont constitués d'un modulateur permettant d'obtenir une onde modulée par une

fréquence basse, et un système de sommation de signaux permet-

tant d'ajouter à l'onde modulée deux autres signaux constituant

le signal d'interrogation de la linéarité.

Tous les moyens décrits ne requièrent pas une grande

qualité C'est leur association qui permet une mesure de qualité.

L'appareil correspondant, très simple, de faible coût, de

faible encombrement est particulièrement bien adapté aux opéra-

tions de maintenance sur site, les sites des émetteurs étant souvent difficiles d'accès Cette mesure peut même être utilisée

comme critère de la qualité d'une chaîne de transmission.

Pour cela, il faut que toute non-linéarité se traduise par une dérivée da M /d N et/ou d 0/d N non nulle, qui fait apparaître

le signal Sd à la fréquence différence interporteuses (FIS).

Une chaîne d'amplification linéaire peut l'être de façon naturelle, c'està-dire que tous ses éléments sont linéaires, ou l'être par correction dans une chaîne bien complémentée c'est-à-dire o un amplificateur correcteur est Inséré dans la chaîne, sa caractéristique de transfert compensant la

non-linéarité de celle de la chaîne.

Dans le cas d'une amplification de puissance la non-linéa-

rité est due aux étages finaux L'amplificateur de correction

complémentaire est situé en début de chaîne (précorrection).

La faisabilité de la complémentarité exige que les spec-

tres des signaux traités par les deux amplificateurs complémen- taires respectent les amplitudes relatives des différentes raies du spectre, ainsi que leur cohérence temporelle La linéarisation suppose donc que des bandes passantes constantes

aient un temps de propagation de groupe constant.

Une mesure de la linéarité est donc définie par l'ampli-

tude du signal Sd à la fréquence différence interporteuses (FIS) en fonction du niveau Elle pourrait s'inscrire dans un gabarit ainsi défini entre O et le niveau crête N par exemple +v et -v comme représenté sur la figure 12 Ainsi lorsque le signal Sd reste dans le gabarit défini, la chaîne d'amplification est considérée comme linéaire Au contraire, si le signal Sd sort du

gabarit, une correction doit être effectuée.

Dans le cas général, une mesure effectuée sur un émetteur se fait à l'aide du récepteur C'est à la qualité des signaux reçus que la qualité de l'émetteur est jugée Dans ce cas il est difficile de faire la part de la non qualité de l'émetteur et du récepteur Des signaux reçus de bonne qualité ne préjugent pas

de la qualité de l'émetteur, un défaut de celui-ci pouvant com-

penser un défaut du récepteur.

Le critère proposé permet de façon aisée de faire la part de l'un et de l'autre Il est possible d'utiliser un émetteur non réglé pour la génération du signal opérateur S le signal

d'interrogation n'étant introduit qu'à l'entrée du récepteur.

Ainsi tout signal Sd qui apparaît à la réception n'est alors

imputable qu'à la non-linéarité du récepteur seul.

La description de la mesure faite dans le cadre d'un émet-

teur comporte un changement de fréquence dans la chaîne d'am-

plification Ce changement de fréquence est quasiment neutre ou transparent dans l'étude de la linéarité et a fortiori dans la méthode de mesure qui n'en est que plus adaptée dans une

chaîne sans changement de fréquence.

Ainsi, le critère de linéarité d'une chaîne de transmis-

sion est unique Seule, sa mise en oeuvre varie suivant les moyens mis à disposition dans le domaine o il est utilisé. La chaîne de transmission est élaborée ou contrôlée au moyen d'un signal défini par deux dimensions qui sont lO, Nc l dans l'espace amplitude/temps lF 1, F 2 Idans l'espace amplitude/fréquence Lorsque cette élaboration et ce contrôle sont effectués,

les deux dimensions du signal test deviennent les deux dimen-

sions de la chaîne de transmission.

Tout signal, qui s'inscrira alors dans cet espace à deux dimensions dans lequel la chaîne de transmission a été linéarisée, sera fidèlement transmis C'est ainsi qu'une chaîne de transmission d'un émetteur de télévision, élaborée à partir d'un signal de base analogique vidéofréquence, sera compatible avec l'utilisation d'un signal de base numérique, si ce signal

s'inscrit à l'intérieur des dimensions de la chaîne.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Procédé de mesure unique pour visualiser et qualifier la linéarité d'une chaîne de transmission de signal de niveau crête maximum N et de bande de fréquence maximum lF 1, F 2 l, caractérisé en ce qu'il consiste à transmettre dans la chaîne de transmission un signal composite comportant une première fréquence porteuse, voisine de l'une des extrémités de la bande, modulée par un signal opérateur à fréquence basse de niveau variable entre O et le niveau de crête maximum à transmettre par la chaîne, et deux autres fréquences porteuses voisines de l'autre extrémité de la bande, espacées d'une valeur dite

fréquence Interporteuse telle qu'après amplification et démodu-

lation, cette fréquence Interporteuse, lorsqu'elle apparaît dans le spectre du fait des non-linéarités, soit séparable des autres composantes du signal composite, la mesure proprement dite des défauts consistant à filtrer cette composante à la fréquence Interporteuse et à analyser l'évolution de son amplitude en fonction du niveau du signal opérateur, la correction des défauts consistant à réduire cette composante à une amplitude

Inférieure à une amplitude prédéterminée.

2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que

pour une chaîne de transmission de signal de télévision compo-

site, image et deux porteuses son, le signal composite transmis pour la mesure comporte la fréquence porteuse image modulée par un signal en dents de scie à la fréquence ligne et les deux porteuses son, la mesure consistant à analyser l'évolution de l'amplitude de la composante à la fréquence inter-sons en fonction du niveau du signal en dents de scie à la fréquence ligne, et la correction consistant à minimiser cette amplitude

pour toute l'excursion de niveau du signal en dents de scie.

3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour une chaîne de transmission d'image seule en télévision, le signal composite transmis pour la mesure comporte un signal à la fréquence porteuse image modulée par un signal en dents de scie à la fréquence ligne auquel sont superposés deux signaux de

fréquences situées à l'autre extrémité de la bande de fréquences.

4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour une chaîne de transmission de deux porteuses modulées par des signaux son, le signal composite transmis pour la mesure comporte les deux porteuses son et une fréquence porteuse dans la bande passante de la chaîne, éloignée de ces porteuses et

modulée par un signal à fréquence basse.

5 Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractéri-

sé en ce que le signal à fréquence basse est un signal sinusoïdal.

6 Dispositif de mesure unique pour visualiser et quali-

fier la linéarité d'une chaîne de transmission, destiné à la

mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, et à coupler à la sortie de la chaîne de transmis-

sion, caractérisé en ce qu'il comporte un démodulateur ( 70) relié à une filtre passe bande ( 80) accordé sur la fréquence interporteuse et des moyens d'analyse ( 90) reliés à la sortie du filtre ( 80) pour détecter l'évolution de l'amplitude du signal à la fréquence interporteuse en fonction de celle du signal

opérateur à fréquence basse.

7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'analyse ( 90) comportent un oscilloscope dont la

base de temps est synchronisée sur le signal opérateur.

8 Dispositif selon les revendications 6 et 7, caractérisé

en ce qu'il comporte un générateur de signaux couplé à l'entrée

de la chaîne de transmission pour générer les signaux aux fré-

quences porteuses nécessaires à la mesure qui n'apparaissent pas

dans le spectre d'un signal utile.