Brevet FR2254149A1 — publié le 19750704

La présente invention concerne, l'amplification de signaux électriques dans lesquels il est possible de distinguer une composante continue et une composante variable, cette dernière comportant un palier périodique de tension devant être maintenu automatiquement à une valeur assignée réglable. Ce problème du maintien ou du verrouillage du niveau de tension d'une zone particulière d'un signal se pose particulièrement en télévision lors du traitement du signal à videofrequence. Le signal image qui seul contient une information utile, est en effet superposé à une composante continue auxiliaire dont la valeur en sortie est imposée seulement par le tube image à commander. I1 est bien connu que l'amplification d'une composante continue présente des difficultés en raison des dérives inévitables apportées, le plus souvent, par les premiers étages d'amplification. Une solution consiste à traiter le signal variable utile et la composante continue indépendamment l'un de l'autre. Le signal utile est traité successivement par les diff-erents étages de manière que l'information soit transmise au dispositif d'utilisation, dans les meilleures conditions. Le rôle auxiliaire de la composante continue se limite, par contre, à permettre le traitement du signal utile au niveau des différents étages. La valeur de cette composante, différente éventuellement suivant les étages, est déterminée de façon à assurer uniquement un fonctionnement correct de chacun d'eux.Le dernier étage, cependant qui achève le traitement du signal utile, doit élaborer une composante continue dont la valeur r'epond aux exigences du dispositif d'utilisation, Les signaux à videofrequence de télévision présentent des paliers de zones de tension constituant des/repos dépourvues de signal utile dont la période est égale à celle du balayage de lignes Ces paliers définissent un niveau de ref'erence pour ce signal utile. Un procede connu consiste à maintenir- ces paliers au niveau du "noir" c'est-à-dire à une tension qui proloque le blocage de la cathode et l'extinction du tube image. Le circuit de maintien n'agit alors qu'au cours de la durée de chaque palier.Il n'a aucune action directe sur le signal utile. Cependant, en fixant le niveau des paliers, il maintient le niveau "moyen" de ce signal utile à la valeur imposée par le tube image. On dit qu'il s'agit d'un procede, -en coup par coup, par impulsions, ou par échantillonnage. La légère dérive qui affecte la composante continue peut être ainsi annulée à chaque palier. Cn connaît déjà différents procédés de correction. Dans le domaine de la télévision ces procédés mettent, en général, en oeuvre des circuits dans lesquels des éléments de commutation à semi-conducteur tels que des diodes sont soumis à haute tension et travaillent par conséquent dans des conditions dif faciles Il en résulte des dispersions de caractéristiques, une reproductibilité délicate et une instabilité de fonctionnement. La présente invention a pour objet un procédé de verrouillage ou de maintien du niveau continu de sortie d'un amplificateur à une valeur assignée réglable. Selon une première caractéristique de l'invention, ce procédé met en oeuvre une voie de contre réaction dans laquelle les éléments de commutation fonctionnent à basse tension. Selon une caractéristique de l'invention, la valeur à laquelle le niveau continu de sortie est maintenu, peut etre ajustée. Selon une autre caracteristique de l'invention, appliquée à la télévision en couleurs, le maintien du palier au niveau assigne est effet pendant la période de -repos des sous porteuses de chrominance, de manière à assurer la stabilité du niveau aussi bien pour une image en couleurs que pour une image en noir et blanc. D'autres caracteristiques de l'invention ressortiront de la-description détaillée ci-dessous. Bien entendu cette description et les dessins ne sont donnés qu'a titre vindicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 représente-le schéma de principe de l'amplificateur selon l'invention. Les planches 2 à 5 représentent un certain nombre de signaux permettant de décrire le fonctionnement de l'amplificateur. La figure 6 représente un exemple de réalisation selon l'invention. La figure 7 représente un ensemble d'amplification comprenant trois ampli- ficateurs selon l'invention, cet ensemble étant destiné a commander un tube de télévision en couleurs. La figure 1 nontre que 1 'amplificateur, du point de vue fonctionnel, peut eftre divisé en quatre sous-ensembles : une liaison d'entrée à résistance R1 et à condensateur C1, un circuit d'amplification A de gain G, un circuit de contre-réaction B et un circuit interrupteur I.Le signal à amplifier est applique à une borne d'entrée 1 tandis que le signal prélevé sur une sortie 3 est, par exemple, appliqué à la cathode K d'un tube image. - L'amplificateur est ali mentie principalement par deux tensions V1 et V2 appliquées respectivement à des bornes 2 et 4. L'echantillonnage est commandé par un signal de synchronisation appliqué sur une borne 5, tandis qu'un moyen de réglage manuel du circuit de contre-réaction, en vue d'obtenir. la valeur assignée pour le palier en sortie de 1'amplificateur, est figuré par la flèche d. Le circuit,à résistance R1 et condensateur Cl,placé à l'entrée du circuit d'amplification élimine la composante continue propre à l'etage en amont et eonditionne le procédé adopté de maintien par éehantillonnage. Le circuit A est a liaison continue et à inversion de phase. Il est alimenté par une tension Y1 relativement élevée dans la plage de tension adaissible par les semiconduc- tueurs Le signal de sortie est appliqué au circuit B alimenté par une tension V2 de polarité opposée a celle -de la tension V1.Le circuit B produit une ten- sion de correction sous basse impédance, qui est appliquée à l'entrée du circuit A par l'intermediaire du circuit I et seulement au cours de la durée du palier. Cette tension de correction en chargeant périodiquement le condensateur C1 sous une tension de valeur appropriée assure, d'une part, la polarisation de l'étage d'entrée du circuit d'amplification et d'autre part, le maintien du niveau du palier à la valeur assignée. La figure 2 représente le signal à amplifier. Celui-ci est composé par une séquence périodique formée par : un palier P, une impulsion de synchronisation t et une zone à niveau variable S représentant l'information utile à transmettre (signal image). Les figures 3 et montrent l'influence exercée par une cellule telle que R1 C1 de la (figure 1) sur un signal du type à vldéofréquence de télévision. Le signal est appliqué å l'une des bornes du condensateur et la tension est observée aux bornes de la resistance, celle-ci étant supposée connectée à la masse. Dans le cas de la figure 3, on suppose que le signal ne transmet aucune information. Le niveau au palier N est alors faiblement positif. Dans le cas de la figure 4, en présence d'un signal utile, le niveau du palier est plus ou moins négatif suivant l'importance de ce signal. Cette variation du niveau du palier en fonction des caractkristiques et de l'importance du signal utile tend également à se produire à l'entrée du circuit A. Le rôle de la voie de contre-réaction selon l'invention consiste donc à : - polariser l'étage d'entrée ; - s'opposer aux dérives du circuit d'amplification ; - s'opposer à la variation de niveau apportée par le condensateur d'entrée. Au repos, c'est-a-dire en l'absence d'information transmise et en présence des seules impulsions de synchronisation, le niveau Eo du palier existant en sortie du circuit A est ajusté à la valeur assignée qui assure l'extinction du tube image. I1 lui correspond un niveau e0 à l'entrée de ce circuit. Par ailleurs, à une variation bE du niveau de palier en sortie correspond, en l'absence de contre-réaction, une variation -Se du palier à l'entrée. Le circuit B est conçu pour que la tension qu il produit comprenne deux composantes U et bu, telles que : alune part, U = - V2 + (Eo + V2) p, et vautre part, Au = ##E p étant un paramètre correspondant au réglage. Le composante U est ainsi obtenue par une proportionnalité a (Eo + v2) dans le rapport p, cette proportionnalité étant suivie par une 'rtransposition" de valeur - t Un ajustement des paramètres p et V2, de façon à obtenir l'extinction du tube, se traduit par les deux égalités : U = eo #u = k #e avec k = (1 -# ) #e E étant la variation résiduelle de tension non corrigée, telle que le palier en sortie se maintienne à la valeur assignée avec une erreur acceptable. Pendant l'application de cette tension de correction, la tension eO- Ae à l'entrée du circuit A devient (eO - Qe) + k de soit eo - Ae + (1 - # ) Ae = eo - # #e Les équations classiques de la boucle de contre-réaction sont c = - Ae + pAE #E = - G# dont on déduit #e # = 1 + #G Si G est suffisamment grand, cette valeur est voisine de O et la variation G #e de tension en sortie, égale à : AE =-G e = - 1 + #G tend vers la valeur - #e # En l'absence de correction, cette grandeur QE aurait été égale à -GAc. La figure 5 représente le signal a l'entrée du circuit d'amplification. La tension de correction est appliquée pendant la période t de repos des sousporteuses de chrominance. On voit que la correction a pour effet de remplacer la variation #e par une tension d'erreur beaucoup plus petite. La figure 6 représente un exemple de réalisation selon l'invention. Le circuit A est d'un type classique. Le circuit B est constitué par une chalne résistive qui comprend des résistances telles que R2 et R 3 ainsi qu'un potentiomètre P1. La tension sur le curseur de ce dernier est appliquée à la base du transistor T2 qui fonctionne en amplificateur de courant-. La tension à basse impédance qui existe sur l'émetteur de ce transistor est ajustée au moyen du potentiomètre P1. Si l'on néglige la chute de tension base-émetteur du transistor T2, la tension de correction U + Au est telle que U = - V2 + (Eo + V2) R Ro et Au = hE R R o Ro étant la valeur totale de la résistance de la chaîne. R étant la valeur de la fraction de résistanee comprise entre le curseur de P1 et la borne 4. L'interrupteur I est constitué principalement par le transistor T1 qui n'est conducteur que pendant la période de repos des sous-porteuses de chrominance. Ce transistor est commsndé par un signal de synchronisation approprié. Saturé, il donne lieu à une chute de tension négligeable. Le réglage d'ailleurs tient compte de cette chute de tension et de celle qui est apportée par le transistor T2. La figure T représente un système à trois amplificateurs A1, A2, A3, destiné a la commande des cathodes d'un tube de télévision trichrome. Les tensions de blocage des cathodes sont "dosées", d'une manière indépendante, par les potentiomètres des amplificateurs, rappelés sur la figure au moyen des trois flèches d1, d2 d3. Les bornes de sortie 4 des chaînes resistives sont connectées à un potentiomètre P2 alimenté à travers la résistance R4 par une alimentation AS stabilisée. La manoeuvre de ce potentiomètre permet de régler simultanément les intensités des trois canons du tube de façon à obtenir une échelle de gris convenable au voisinage du noir. Enfin, entre le potentiomètre P2 et la résistance R4* il est possible de -connecter un circuit de protection CP qui, en modifiant la tension en ce point, limite automatiquement les courants cathodiques lorsque ceuxci deviennent excessifs. Ce circuit peut agir en fonction d'un signal provenant, par exemple, du circuit de balayage de lignes. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de llinvention. REVENDICATIONS 1. Amplificateur, de signal électrique constitué par une séquence pério- dique comprenant au moins, une zone à niveau variable représentant l'informa- tion à transmettre, une zone de repos representée par un palier de tension dont le niveau après amplification doit être maintenu automatiquement à une valeur assignée réglable, cet amplificateur étant formé par - un circuit d'amplification, devant l'entre duquel est placé un circuit de liaison à résistance et condensateur tel que le signal traverse le condensateur pour atteindre cette entrée et que la résistance soit connectée entre cette entrée et une source à tension fixe, - une voie de contre-reaction placée entre la sortie et I'entrée du circuit d'8saplification caractérisée en ce qu'elle comprend - un circuit de contre-réaction, connecté à la sortie du circuit d'ampli fication, qui fournit une tension de correction, comprenant un moyen permettant de régler l'amplitude de cette tension, tel que cette ampli tude, pendant la durée du palier, est formée par deux composantes :: l'une proportionnelle au niveau du palier en sortie en l'absence d'in formation à transmettre et telle que le niveau de ce palier en sortie de l'amplificateur dans ces conditions est égale à la valeur assignée, l'autre variable, proportionnelle à la variation du niveau du palier en sortie en présence de dérives et d'information à transmettre et telle que grâce h ses caractéristiques d'amplitude et de phase elle s'oppose, à l'entrez du circuit d'amplification et pendant la durée du palier, à la variation de niveau-engendrée par les dérives et l'information à transmettre - un dispositif interrupteur qui, commandé par un signal auxiliaire, éta blit, au cours de la durée du palier, une connexion de très faible im pédance entre la sortie du circuit de contre-reaction et l'entrée du circuit d'amplification.' 2. Amplificateur selon la revendication 1, caractérise en ce que le circuit~ de contre-reaction comprend, d'une part, un potentiomètre en série dans une chaîne de résistances, ce potentiomètre permettant de régler, d'une manière indépendante, le niveau du palier du signal appliqué a une cathode d'un tube de télévision, cette chaîne étant connectée à la sortie du circuit d'amplification et a une source de tension stabilisée dont la polarité est opposée à celle qui alimente l'étage de sortie du circuit d'amplification, d'autre part, un transistor fonctionnant sous basse tension convenablement alimente pour assurer une amplification de courant, dont la base est connectée au curseur du potentiomètre et qui fournit la tension de correction sur son émetteur. 3. Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé entre que : le dis- positif interrupteur est constitué Drincipalement par un transistor, fonction nant sous basse tension, dont l'émetteur est connecté a l'entrée du circuit d'amplification et dont le collecteur est connecté à la sortie du circuit de contre-réaction, ce transistor se comportant comme une très faible - impédance sous effet d'un signal auxiliaire, pendant l'espace de temps commun à la fois à la durée du signal à vidéofréquence à amplifier et à la période de repos des sous-porteuses de chrominance propres à un système de transmission pour télévi- sion en couleurs. 4. Système d'amplification à n voies comportant chacune un amplificateur selon la revendication 1, et la revendication 2, caractérisé en ce que :-les niveaux des paliers des trois signaux à amplifier peuvent être ajustés simul tapement et dans le même sens par un réglage commun, les chaînes de résistances des amplificateurs étant dans ce but connectées ensemble et à une alimentation stabilisée à travers une chaîne résistive commune de valeur ajustable. 5. Système d'amplification selon la revendication 4, caractérisé en ce que un circuit d'ajUstement automatique, connecté à un point de la chaîne résistive commune est capable de modifier la tension en ce point et provoque de ce fait dans chaque voie, de manière simultanée et dans le même sens, une variation du niveau du palier du signal 9 amplifier. 6. Système d'amplification à trois voies selon la revendication 4 et la revendication 5, destiné à commander les cathodes des trois canons d'un tube image de télévision, caractérise en ce que = la chaîne résistive commune est constituée par un potentiomètre appelé "potentiomètre de lumière" monté en résistance variable connecté par une borne aux amplificateurs et par l'autre borne à une résistance connectée elle-meme à ltalimentation stabilisée et en ce que, le circuit d'ajustement automatique connecté au point commun du potentiomètre et de la résistance est un circuit de protection, commande par l'étage final de balayage de lignes, qui permet de réduire automatiquement le débit du tube image lorsque celui-ci devient excessif.