Brevet FR2135212A1 — publié le 19721215

La présente invention se rapporte à un étage pour le traitement de signaux pouvant être utilisé dans un récepteur de télévision en noir et blanc ou en couleurs pour assurer en combinaison et au moyen d'un unique montage plusieurs 5 fonctions qui sont habituellement réalisées par des circuits individuels distincts. En particulier, les fonctions .assuré-es comprennent la démodulation vidéo, la génération de la tension de contrôle automatique de gain, la séparation deg impulsions de synchronisation horizontale et la 10 séparation des impulsions de synchronisation verticale . Gomme il apparaîtra ci-après, 1 ' étage pour le traitement de signaux conforme à l'invention est conçu pour tenir compte de la dépendance mutuelle qui existe entre l'amplitude des impulsions de synchronisation dans le récepteur et 15 de la tension de contrôle automatique de gain engendrée, ainsi que du fait que les amplitudes du niveau de noir et des tensions de contrôle de gain au niveau du démodulateur vidéo sont sensiblement égales„ Il est par ailleurs tenu compte de la modulation négative du signal de 20 télévision présent à la sortie du démodulateur vidéo, où les impulsions de synchronisation constituent les crêtes de l'enveloppe du signal à fréquence intermédiaire, ce qui permet la séparation des impuMons de synchronisation horizontale et la génération de la tension de contrôle 25 automatique de gain. Un processus de commande séquentiel du démodulateur vidéo est également employé, de sorte que les variations négatives de l'enveloppe peuvent être utilisées pour reconstituer le signal vidéo, tandis qie ses variations positives peuvent être utilisées pour 30 engendrer les impulsions de synchronisation horizontale „ D'autre part, les impulsions de synchronisation verticale peuvent être extraites en utilisant les deux polarités du signal ainsi démodulé. La mise en oeuvre de ces caractéristiques permet 35 d'employer un démodulateur du type commandé, où un transistor de séquence a pour effet de commuter en alternance la polarité relative du démodulateur et de la charge qui lui est 72 15505 2 2135212 reliée. Comme on le verra, ces inversions alternées permettent d'engendrer le signal vidéo, les impulsions de synchronisation horizontale et verticale et la tension de contrôle automatique de gain en différents points du montage, mutuellement 5 isolés les uns des autres. La qualité du signal de sortie en ce qui concerne le bruit, l'interférence et la stabilité du niveau de noir est sensiblement supérieure à ce que permetterait d'obtenir l'emploi de circuits distincts pour assurer ces différentes fonctions. 10 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif illustré par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 donne le schéma d'un étage de traitement 15 de signal conforme à la présente invention; et - la figure 2 est un graphique illustrant plusieurs formes d'onde pour la bonne compréhension du fonctionnement de l'étage de la figure 1. L'étage représenté sur la figure 1 comprend deux transistors, 20 deux redresseurs semi-conducteurs, cinq résistances et trois condensateurs. L'émetteur du premier transistor 10 est couplé à la masse ou autre point de référence de potentiel, tandis que sa base et son collecteur sont respectivement reliés à une borne d'entrée 12 et une borne de sortie 25 14. L'émetteur dusecond transistor 16 est relié à la borne 14 par une inductance 18, et son collecteur est couplé d'une part à une seconde borne de sortie 20, et d'autre part, à travers une première résistance 22, à une troisième borne de sortie 24. Comme représenté, la base 30 du transistor 16 est reliée à la connexion entre une seconde résistance 26 et l'anode d'un premier redresseur semiconducteur 28, cette résistance et ce redresseur étant montés en série entre une source de tension 30 et la masse ou autre point de référence de potentiel. 35 L'anode d'unsecond redresseur semi-conducteur 32 est reliée à la première borne de sortie 14» tandis que sa cathode est reliée à la borne a d'un enroulement de 72 15505 3 2135212 transformateur 34» sur lequel est monté en parallèle un premier condensateur 36. A la seconde "borne b de l'enroulement 34 est reliée une extrémité d'une troisième résistance 38, dont l'autre extrémité est reliée à l'anode du redresseur 5 32, un second condensateur 40 étant monté aux bornes de ladite résistance 38„ Par ailleurs la troisième borne de sortie 24 est reliée à la masse ou autre point de référence de potentiel d'une part à travers le montage ensérie d'un troisième condensateur 42 et d'une quatrième-10 résistance 44» et d'autre part à travers une cinquième résistance 46. Enfin, la borne b de l'enroulement de transformateur 34 est reliée par une liaison en courant continu à la troisième borne de sortie 24. Comme il apparaîtra ci-après, un signal vidéo non composite, 15 qui est supprimé durant les intervalles de retour du balayage horizontal par maintien de son niveau à lamasse, est disponible à la première borne de sortie 14. Une tension de contrôle automatique de gain est pour sa part engendrée à la troisième borne de sortie 24» tandis que 20 les impulsions de synchronisation verticale peuvent être prélevées sur la seconde borne de sortie 20. les impulsions . de synchronisation horizontale sont pour leur part séparées par le condensateur 42 en réponse aux impulsions de commande appliquées à la borne d'entrée 12. 25 En plus de détails, le démodulateur vidéo du récepteur de téléviaon comprend l'enroulement de transformateur 34 (à savoir l'enroulement secondaire du transformateur vidéo de sortie à fréquence intermédiaire), le redresseur 32, la résistance de charge 38 et le condensateur de charge 30 40. Cet agencement a été choisi pour des raisons de simplicité mais, comme il apparaîtra ci-après tout autre circuit pourrait être utilisé qui corresponde en . courant continu à un circuit équivalent à celui de la figure 1. 35 En fonctionnement, et en supposant tout d'abord que le transistor 10 et l'inductance 18 sont omis, le redresseur 32 assure la démodulation dès portions négatives de l'enveloppe 72 15505 4 2135212 du signal à fréquence intermédiaire montré sur la figure 2A, dans des conditions correspondant' à ses caractéristiques de conduction en s ens direct. La figure 2B montre la forme du signal vidéo ainsi obtenuaux bornes de la 5 résistance de charge 38 et du condensateur 40= Toutefois, durant les intervalles de suppression horizontale, le transistor 10 est porté à saturation par les impulsions de retour horizontal appliquées à la borne d'entrée 12. L'anode du redresseur 32 se trouve ainsi reliée à travers 10 le transistor 10 à la masse, ce qui a pour effet d'incorporer au démodulateur le montage en série du condensateur 42 et de la résistance 44.Plus précisément, ces deux derniers éléments se trouvent couplés en parallèle _ sur la résistance de charge 38 et le condensateur 40 et, pour les valeurs 15 indiquées des composants, l'essentiel de la charge du démodulateur se trouve constitué par le condensateur 42 et la résistance 44» dont l'impédance efficace apparente est sensiblement inférieure à celle de la résistance de charge 38 et du condensateur 40 monté en parallèle. 20 Ce couplage à la masse de l'anode du redresseur 32 pendant les intervalles de suppression horizontale permet donc au démodulateur de détecter les portions positives de l'enveloppe du signal à fréquence intermédiaire et ce du côté de la cathode du redresseur 32. En effet, les 25 impulsions de synchronisation horizontale provoquent le passage d'un courant depuis la masse à travers le transistor 10, le redresseur 32, les condensateurs 36 et 42 et la résistance 44, courant qui assure la charge du condensateur 42 jusqu'à la tension montrée sur la figure 2B. 30 La suppression a donc pour effet de renverser la polarité du redresseur démodulateur 32 puisque le signal de sortie apparaît sur sa cathode durant les intervalles de synchronisation horizontale ,alors que durant l'intervalle actif de chaque ligne, ce signal de sortie apparaît sur l'anode 35 de ce même redresseur 32= A cet égard, la valeur de la résistance 44 détermine la constante de temps de charge du condensateur 42, de manière que le piedestal 72 15505 5 2135212 de la tension de charge soit sensiblement égal au niveau de noir de l'enveloppe du signal à fréquence intermédiaire. La résistance 46 permet la décharge du condensateur 42, qui est rechargé durant chaque impulsion 5 de synchronisation. Au total, le courant traversant le condensateur 42 présente la forme montrée sur la figure 2E. Durant 1'intervalle actif de balayage de lignes, le transistor 10 est bloqué, de sorte que tout chemin de retour à la masse est supprimé; c'est dire que le redresseur 10 32 et le transistor 10 coopèrent pour détecter en alternance le signal vidéo fourni à la première borne de sortie 14» et que les impulsions de synchronisation horizontale apparaissant à la troisième borne de sortie 24. Puisque la tension de synchronisation horizontale 15 détectée- es"t formée par démodulation et intégration des impulsions de synchronisation horizontale , cette tension peut être utilisée pour le contrôle automatique de gain. En effet, elle présente toutes les caractéristiques des tensions de contrôle automatique de gain engendrées 20 par les circuits de calage classique, mais a en outre pour avantage d'être indépendante de l'amplitude des impulsions de retour. De la sorte, la tension de contrôle automatique de gain ne dépend que de l'amplitude des impulsions de synchronisation horizontale , et permet un 25 réglage fixe de la tension de seuil. L'addition des deux tensions montrées sur la figure 2B engendre un signal de niveau zéro pendant la durée des impulsions de synchronisation horizontale , les pics de la tensioj/de contrôle automatique de gain résultant de l'insertion 30 de la résistance 44 destinée à ajuster la constante de temps de charge du condensateur 42. Cette constante de temps doit être telle que la recharge du condensateur 42 requière toute la durée d'une impulsion de synchronisation horizontale. Pour les valeurs des composants indiquées, cette durée 35 est de l'ordre de 20 à 100 microsecondes, ce qui a pour effet d'améliorer le rapport signal/bruit de la tension de contrôle automatique de gain, dont le niveau continu est 72 15505 6 2135212 d'amplitude égale mais de polarité opposée au niveau de noir du signal vidéo représenté. Comme il apparaîtra ci-après, la tension aux bornes du condensateur 42 est utilisée pour assurer la 5 polarisation du démodulateur vidéo. Pour créer cette tension, on emploie des techniques de blocage et d'échantillonnage, ce dernier effectué par l'action du transistor 10. La valeur de la tension continue positive aux bornes du condensateur 42 est celle de la tension négative du 10 niveau de noir du signal vidéo lorsque le condensateur 42 est court-circuité à la masse (figure 2B); cette tension continue aux bornes du condensateur 42 peut être utilisée comme tension de contrôle automatique de gain, puisqu'elle correspond à l'amplitude des impulsions de synchronisation. 15 La stabilisation de cette tension est parachevée par la boucle de réaction du contrôle automatique de gain. Lorsque le circuit décrit est en fonctionnement, les tension et "7yiDE0 sont ajoutées pour engendrer à la borne de sortie 14 un signal défini par rapport 20 à la masse et présentant la forme montrée sur la figure 2C. En effet, l'addition de ces deux tensions produit un signal vidéo de sortie dans lequel le niveau de noir est toujours fixé au potentiel de la masse, quelque soit la tension captée par l'antenne» Ceci résulte 25 du fait que toute modification du niveau de noir dans la tension VyiDEO es"^ accompagnée d'une modification proportionnelle du niveau de noir de la tension Vj^qq-Etant donné que le niveau de noir du signal de sortie vidéo est fixé au potentiel de la masse durant les intervalles 30 de suppression horizontale, le transistor 10 maintient ce signal à la masse à ce moment sans l'affecter autrement. L'emploi d'un tel circuit dans un récepteur de télévision encouleurs exige toutefois le racourcissement de la durée des impulsions de synchronisation horizontale , afin 35 d'éviter la suppression des salv.es de couleurs par le transistor 10. Les circuits utilisables à cet effet seront mentionnés ci-après. La fonction du transistor 72 15505 7 2135212 de . calage 10 est donc d'agir en sens inverse du redresseur 32, de boucler le circuit de contrôle automatique de gain 42, 44 et d'assurer la suppression dans le signal vidéo. La figure 2E montre que le courant créé durant les 5 impulsions de synchronisation horizontales, courant qui assure la charge du condensateur 42, est de sens opposé au courant de décharge de ce condensateur. Ce courant de décharge est constitué par le courant de charge des circuits vidéo et CAG- s'écoulant à travers la résistance 10 46. Le fait que le courant de synchronisation soit d'un sens tandis que les autres courants sont du sens opposé peut être utilisé pour assurer la séparation des impulsions de synchronisation horizontale . Au lieu de relier le condensateur 42 à la masse par l'intermédiaire de la 15 résistance 44» ce condensateur pourrait être couplé à un amplificateur de courant à conduction unidirectionelle présentant une impédance d'entrée d'environ 100 ohms (par exemple un amplificateur saturé), de manière que le courant de synchronisation mette fin à la saturation 20 dudit amplificateur . Cette technique pour la séparation des impulsions de synchronisation permet une grande immunité au bruit, en raison du calage qui s'ensuit. Tout bruit intervenant pendant l'intervalle actif de balayage de lignes ne produit aucun courant à travers le 25 condensateur 42, puisque l'impédance de collecteur du transistor 10 bloqué est alors trop élevée. Il n'est pas besoin de différencier les signaux de synchronisation horizontale pour les distinguer des signaux de synchronisation verticale, puisque le système de synchronisation 30 vertical ne produit aucun courant appréciable pour la charge du condensateur 42. Les instabilités de synchronisation horizontale se produisant pendant l'intervalle de synchronisation verticale sont donc éliminées, et un meilleur calage de la synchronisation horizontale 35 est obtenu. Le transistor 16 assurant la séparation des impulsions de synchronisation verticale est monté à base commune et 72 15505 8 2135212 polarisées par la résistance 26 et le redresseur 28 de telle manière que son émetteur soit maintenu au potentiel de la masse. La résistance de charge de collecteur 22 de ce transistor est reliée à la "borne de sortie 24 de la tension 5 de contrôle automatique de gain, qui sert à l'alimentation du séparateur de synchro vertical. Seule l'apparition de variations négatives de tension au collecteur du transistor 10 peut amener le 'transistor 10 à fonctionner, de telles variations étant nécessairement liées aux impulsions de 10 synchronisation verticales. Ces impulsions sont appliquées par l'intermédiaire de l'inductance 18 à l'émetteur du transistor 16 pour le porter à saturation. Les impulsions de synchronisation verticales ainsi séparées peuvent être prélevées sur le collecteur du transistor 16, et présentent 15 une amplitude égale à œlle de la tension comme montré sur la figure 2D. Le courant impulsionnel de synchronisation verticale est renvoyé vers le circuit démodulateur par l'intermédiaire de la charge de collecteur 22 qui, durant les intervalles 20 de synchronisation verticale, constitue la charge effective du démodulateur» En plus de détail, on constatera que la résistance 22 se trouve couplée en parallèle sur le condensateur 42 et la résistance 44 lors des impulsions de synchronisation verticale et que, le gain en courant 25 du transistor 16 étant sensiblement égal à l'unité, la plus grande partie du courant de synchronisation verticale détecté s'écoule à travers la résistance 22 jusqu'à ce que le transistor 16 soit porté à saturation. Lorsque cela se produit, le reliquat du courant de synchronisation verticale 30 s'écoule à travers la résistance 26, la diode base-émetteur du transistor 16 et l'inductance 18 vers le condensateur 42. La valeur de la résistance 22 est choisie de manière qu'au plus un tiers du courant total de synchronisation verticale aboutisse au condensateur 42. Les impulsions 35 de synchronisation verticale sont ainsi atténuées de plus de 10 dB à la sortie des impulsions de synchronisation horizontales» 72 15505 9 2135212 Inversement, il n'existe pas d'impulsions de synchronisation horizontale à la sortie des impulsions de synchronisation verticale , étant donné que le signal vidéo est supprimé par l'action du transistor 10 durant les impulsions de 5 synchronisation horizontale . Même lorsque le signal capté par l'antenne est de très faible niveau, les impulsions de synchronisation verticale, peuvent toujours porter le transistor 16 à saturation, compte tenu de la dépendance mutuelle de la tension de contrôle automatique de gain 10 et de l'amplitude des impulsions de synchronisation. C'est dire qu'à un signal capté de faible niveau correspond une faible tension de contrôle automatique de gain, et donc que l'intensité du courant de synchronisation verticale nécessaire pour porter le conducteur 16 à saturation se 15 trouve réduite, la figure 2D représente les impulsions de synchronisation verticale engendrées aux bornes du transistor 16. On remarquera que l'amplitude de ces impulsions est égale à celle de la tension de contrôle automatique de gain. 20 Tel que jusqu'à présent décrit, le montage de la figure 1 présente de nombreux avantages, en sus de celui découlant du fait qu'il combine plusieurs fonctions dans un même étage. Ainsi, on remarquera que les impulsions de synchronisation horizontales sont supprimées à la sortie du démodulateur 25 vidéo, tandis que le niveau de noir est maintenu en sortie au potentiel de la masse par l'action du circuit de contrôle automatique de gain, qui est indépendante de l'amplitude du signal capté par l'antenne, le signal vidéo peut donc être traRffrïs par une liaison en courant continu 30 du démodulateur vers la cathode du tube-image utilisé. Par ailleurs, si un calage de niveau est nécessaire, le niveau de noir ainsi assuré constitue une référence exempte de bruit sur laquelle le calage peut être effectué, le maintien du niveau du noir à la sortie du démodulateur- empêche 35 en outre que l'écran du tube-image devienne entièrement blanc pendant une commutation de canal, ou en l'absence de signal capté par l'antenne» la suppression en vidéo a pour effet 72 15505 10 2135212 de réduire l'amplitude du signal de quelques 30%, de sorte que la plage de réponse dynamique de l'amplificateur peut être réduite en proportion. Une meilleure immunité contre les brouillages, et 5 notamment contre le brouillage par avion, est également obtenue. Le papillottement issu d'un tel brouillage, qui ne peut pas être annulé par le circuit de contrôle automatique de gain, est compensé par le maintien automatique .du niveau de noir dans le démodulateur. Lorsque le signal capté par 10 l'antenne devient très faible, les récepteurs de télévision de type classique sont sujets à une illumination périodique totale de l'écran, qui devient entièrement blanc. Cependant, par l'action du circuit décrit, le niveau de noir est maintenu et le fonctionnement du récepteur s'en trouve 15 sensiblement amélioré. De même, une meilleure séparation des impulsions de synchronisation horizontale est obtenue. Les performances en ce qui concerne le bruit se sont révélées supérieures à celles des récepteurs comportant un étage inverseur de limitation du bruit„ Dans de mauvaises 20 conditions de réception, l'absence de signal vidéo à la sortie du séparateur de synchronisation horizontale a pu être constatée. La différenciation des impulsions de synchronisation horizontale n'est plus nécessaire, en raison de la suppression des impulsions verticales pendant 25 la durée des impulsions de synchronisation horizontale. . Une action plus précise du contrôle automatique de gain est en outre obtenue par des moyens simples, puisqu'un réglage fixe du seuil de CAG est possible, du fait que l'amplitude des impulsions de retour est pratiquement sans 30 inflsnce sur la tension/le contrôle» L'habituel potentiomètre de CAG- peut donc être omis. En outre, la tension de contrôle automatique de gain obtenue reste stable en cas de désynchronisation horizontale, de sorte que cette tension de CAG ne module pas le signal 35 vidéo à fréquence intermédiaire à une fréquence égale à la différence de celle du signal de l'oscillateur horizontal en fonctionnement libre et des impulsions de synchronisation 72 15505 n 2135212 horizontale reçues. En cas de défaut de synchronisation, le signal vidéo est court-circuité à la masse par l'action du transistor 10 pendant la durée des impulsions horizontales. L'émetteur du transistor 16 ramène donc au potentiel 5 de la masse les impulsions de synchronisation horizontale et verticale .. Comme la plus grande fraction du courant obtenu s'écoule à travers la résistance 22, et qu'à peine un tiers de ce courant aboutit au condensateur 42, la tension En cas de défaut de synchronisation, le signal vidéo 25 reste bloqué pendant l'intervalle de séparation des impulsions horizontales, puisque seuls les pics de l'enveloppe du signal ramenés au potentiel de la masse par le transistor 16 peuvent produire un courant de charge du condensateur 42. 30 Le transistor 10 assure la décharge du condensateur 42 par l'intermédiaire de la résistance 38 en court-circuitant les fractions positives du signal vidéo. Le courant de fuite, qui s'ensuit est de faible intensité, et son effet se trouve compensé par celui du contrôle automatique de 35 gain. Par ailleurs, le démodulateur agit pour maintenir le niveau de noir en cas de défaut de synchronisation. Le 72 15505 12 2135212 transistor 10 est à cet effet'incorporé au montage, puisque son absence permettrait à la tension de CAG- de suivre les variations d'amplitude des impulsions de synchronisation par l'action du courant de fuite traversant la résistance 22. 5 II s'ensuivrait que la phase de synchronisation horizontale serait entachée d'une légère erreur en fonction du signal vidéo, provoquée par la décharge du condensateur 42 à travers la résistance 22 pendant les fractions noires du signal vidéo. l'adjonction du transistor ' 10 empêche 10 que les impulsions horizontales obtenues en sortie du séparateur de synchronisation présentent une quelconque modulation d'amplitude. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré, qui n'a été 15 donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de ceux décrits et illustrés, considérés séparément ou en combinaisons et mis en oeuvre dans le cadre des revendications suivent. 20 72 15505 13 2135212 EETBMDIOATIOIÎS 1Etage peur le traitement de signaux de télévision, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: - un redresseur semiconducteur comportant une anode et une cathode, 5 - un premier transistor dont l'émetteur est relié à un - point de référence de potentiel et dont le collecteur est couplé à l'anode dudit redresseur, - une source de signal vidéo composite comportant une première borne reliée à la cathode dudit redresseur et une 10 seconde borne, - un premier circuit de charge reliant l'anode dudit redresseur à la seconde borne de ladite source, - un second circuit de charge reliant ladite seconde borne audit point de référence de potentiel et dont l'impédance 15 apparente est sensiblement inférieure à celle du premier circuit de charge, - et des moyens pour appliquer d.es impulsions de déclenchement à la base dudit premier transistor pour modifier son état de conduction et par suite l'impédance de charge 20 de ladite source durant les intervalles de synchronisation horizontale dudit signal vidéo composite,de sorte qu'un premier signal de sortie est engendré sur l'anode dudit redresseur par ledit premier circuit de charge durant l'intervalle actif de chaque ligne dudit signal vidéo composite, 25 tandis qu'un second signal de sortie est engendré sur la cathode dudit redresseur par ledilysecond circuit de charge durant l'intervalle de retour de chaque ligne dudit signal vidéo composite. 2.- Etage selon la revendication 1, caractérisé en ce que 30 l'émetteur du premier transistor cité et le second circuit de charge cité sont reliés à la masse, de manière que le niveau du premier signal de sortie cité engendré sur l'anode du redresseur précité soit maintenu au potentiel de la 72 15505 14 2135212 masse durant chaque intervalle de retour de ligne du signal vidéo composite. 3.- Etage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier transistor cité étant normalement bloqué est porté 5 à conduction par des impulsions de déclenchement positives appliquées à la base sensiblement en coïncidence avec les impulsions de synchronisation horizontale du signal vidéo composite. 4.- Etage selon la revendication 2, caractérisé en ce que 10 le premier circuit de charge cité inclut une première résistance et un premier condensateur montés en parallèle entre l'anode du redresseur précité et la seconde borne de la source de signal vidéo composite. 5 = - Etage selon la revendication 4» caractérisé en ce que 15 le second circuit de charge cité inclut un second condensateur et une seconde résistance montés en série entre la seconde borne de la source de signal vidéo composite et la masse « 6o- Etage selon la revendication 5jcaractérisé en ce qu'il 20 comporte un second transistor dont le collecteur et l'émetteur soit respectivement reliés à la seconde borne de la source de signal composite et à l'anode du redresseur c précité, tandis que sa base est couplée à une source de polarisation. 25 7o- Etage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second transistor cité étant normalement bloqué est porté à conduction par les impulsions négatives engendrées sur l'anode du redresseur précité durant les intervalles de synchronisation verticale du signal vidéo composite pour 30 faire apparaître en correspondance sur son collecteur des impulsions de synchronisation verticale.