Historique de la radio et de la télévision
La détection du signal audio en amplitude modulée (AM)
Télévision

La détection du signal audio en amplitude modulée peut se faire avec une simple diode. Mais le signal AM est fort sensible aux parasites. Il faut trouver un système pour bloquer la détection au moment où un parasite passe par là.

Après la seconde guerre mondiale, les européens choissisent la meilleure norme de télévision, mais les français veulent déjà un système qui soit aussi peu compatible que possible avec le reste de l'Europe pour protéger leur marché intérieur. La norme européenne B (Gerber), puis G et L utilisent une modulation vidéo négative et un son FM.

Les français par contre décident de continuer à utiliser la modulation positive et le son en AM. C'est un système qu'ils ont en fait "reçu" des allemands en 1944 quand l'armée en déroute a laissé ses émetteurs à Paris. La première norme française en 441 lignes est en fait une norme allemande! Les anglais avaient également une modulation positive (système d'avant guerre normalise CCIR-A), mais sont passés à une norme plus compatible quand ils ont remplacé leur parc à émetteurs (CCIR norme I).

La modulation négative a de nombreux avantages: elle permet d'utiliser les tops de synchronisation (super-noirs à 100% de modulation) pour régler le gain et les parasites sont moins visibles puisqu'ils apparaissent en noir. La modulation positive ne fonctionne pas bien avec le son FM et le système de l'interporteuse ne peut pas être utilisé puisqu'il n'y a pas de modulation pendant les tops de synchronisation.

Quand on travaille avec le son AM, le principe de l'interporteuse est de toute façon exclu car l'interporteuse contient une forte composante vidéo (qui est écrèté en cas de détection FM).

Dans une télévision aux normes françaises, nous avons un signal moyenne fréquence qui est prélevé après le second étage moyenne fréquence image (comme dans les téléviseurs avec son FM de la toute première génération). La bande passante est gardée assez large pour éviter la disparition du son quand l'accord n'est pas parfait.

Mais il y a beaucoup de parasites en AM. Les personnes qui écoutent les grandes ondes y sont habituées, mais les utilisateurs veulent quand même quelque chose de mieux pour la télé. Les parasites sont plus présents parce que la bande passante doit nécessairement être suffisamment large. De plus, la télévision produit elle-même des parasites lors du retour de ligne et de trame.

Les parasites peuvent difficilement être éliminés avec des filtres passe-bas classiques qui réduisent trop les hautes fréquences sonores. Si on utilise un filtre à pente très raide, cela nécessite un tube supplémentaire pour compenser les pertes.

Les téléviseurs français bon marché sont équipés d'une simple diode pour la détection du son AM (comme pour la détection du signal vidéo), mais cela ne suffit pas pour les téléviseurs haut de gamme multinormes. La différence entre le signal européen et français serait trop apparent.

Ce schéma à droite simple permet d'absorber les parasites (pics du signal) sans réduire la qualité du signal par un filtrage trop poussé. On utilise une diode germanium supplémentaire. Une telle diode a un très léger courant de fuite. Si on utilise une diode schottky moderne, il faudrait ajouter une résistance de valeur élevée parallèle à la diode. Ce système noise limiter est simple et bon marché et est utilisé dans les téléviseurs basiques.

Le condensateur de 0.1µF est chargé jusqu'à la tension détectée par la diode (par le courant de fuite). Quand le signal devient plus fort, la charge du condensateur augmente, et inversément. Comme il y a peu de différences d'une période à l'autre, la seconde diode n'agit pas.

Un parasite est caractérisé par un fort pic (négatif dans le cas présent). Le pic négatif met la seconde diode en conduction et le parasite est absorbé. La polarisation négative permet d'utiliser le signal détecté et filtré pour régler l'amplification des étages moyenne fréquence son (controle automatique du volume).

Un système un peu plus complexe et meilleur est appellé rate of change noise limiter. Un exemple élementaire provient d'un téléviseur Teleavia.

La diode de détection produit une tension négative (qui est utilisée pour le controle automatique du volume). Cette tension est présente via deux résistances de 470kΩ R37 et R38 sur la cathode de la diode du filtre anti-parasites (point bleu). Cette tension négative met la diode en conduction, l'anode étant moins négative à cause de la tension moins négative sur l'anode (R34 et R35 réduisent la tension).

Quand il y a un parasite, il y a un pic de tension négatif qui est généré. Ce pic de tension passe C84 et bloque la diode anti-parasite, la tension sur l'anode étant devenue momentanément plus négative que sur la cathode.

Le schéma suivant est le schéma standard des téléviseurs Philips.

La première diode (q) détecte les périodes positives du signal de moyenne fréquence. Le signal audio est transmis à la seconde diode (ac) via le condensateur x. La seconde diode est en conduction grâce à la légère tension positive présente sur son anode (en provenance de la première diode), tandis que la cathode est au potentiel de la masse par une résistance de valeur élevée.

Quand il y a un parasite, il produit une tension positive sur la cathode de la seconde diode, ce qui le met hors conduction (noise gate). La tension à l'anode de la seconde diode suit le signal sonore (pour garder la duiode en conduction), mais la constance de temps (condensateur ab) l'empèche de réagir aux parasites. Le parasite est ainsi parfaitement bloqué.

La ligne jaune est le controle automatique du volume qui est nécessaire en AM. Comme le téléviseur utilise des transistors, le signal de correction doit être positif.

Ce système fonctionne très bien et la qualité sonore est très bonne, mais ce n'est malgré tout pas un signal FM: la bande passante sonore et surtout la dynamique sont trop limitées.

La sortie est à haute impédance et doit être amplifiée par un transistor à collecteur commun. La détection AM est effectuée sur un petit circuit imprimé qui peut facilement être remplacé: c'est le début des modules.

La norme française ne permet pas le son stéréo. Le son stéréo sera finalement possible avec le son numérique (nicam), mais la norme disparaitra pour de bon quelques années plus tard, remplacée par une norme totalement numérique (DVB: Digital Video Broadcast).

Le schéma provient d'une des télés multinormes monochromes décrites sur cette page.

Le schéma suivant montre toute la partie moyenne fréquence AM d'un téléviseur multinormes Philips. Ce schéma est repris dans toutes les télévisions Philips multinormes, et même dans les télévisions couleur. On remarque ici la qualité du dessin des schémas Philips.

La partie moyenne fréquence se compose de trois transistors, nécessaires parce que la bande passante est gardée très large pour absorber une mauvaise syntonisation. Un transistor TS51 amplifie le signal de controle du gain: un signal MF plus puissant produit une tension plus positive sur TS51, ce qui réduit la tension du collecteur, et donc la tension sur la base de TS52 (second transistor moyenne fréquence). Le signal CAV commande à son tour le gain du premier transistor.

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