Brevet FR2458966A1 — publié le 19810102

L'invention concerne un circuit de commande de balayage trame en mode commuté, utilisé notamment dans les récepteurs de télévision. Le déplacement vertical du spot sur l'écran d'un tube cathodique est assuré par des bobines, dites bobines de déviation verticale, ou de balayage trame, parcourues par un courant généralement en forme de dents de scie. Dans le cas du standard français, ce courant possède une période de 20 ms et une durée de retour de balayage trame inférieure à 1 ms. Selon l'art antérieur, ce courant est généré à l'aide de dispositifs élec- troniques composés généralement d'un oscillateur bloqué fournissant une tension en dents de scie synchronisée sur'la fréquence trame, d'un étage de liaison à haute impédance d'entrée et faible impédance de sortie, et d'un étage de sortie fournissant aux bobines de déviation verticale le courant d'amplitude et de forme nécessaires à la déviation verticale du spot du tube cathodique. Cet étage de sortie peut être un amplificateur de puissance polarisé en classe A, ou encore 1.5 un amplificateur à symétrie complémentaire ou "push-pull" polarisé en classe AB. Des dispositifs à découpage, munie de deux interrupteurs actifs tels que des thyristors, sont aussi utilisés pour générer le courant de balayage trame. Dans ce cas, l'un des deux interrupteurs actifs assurent le balayage vertical de la moitié supérieure de l'écran, en chargeant un condensateur connecté en parallèle avec l'enroulement de déviation verticale par des impulsions de tension de durées décroissantes dans le temps et de polarité donnée. Le second interrupteur assure le balayage vertical de la moitié inférieure de l'écran, en chargeant le condensateur par des impulsions de tension de durées décroissantes dans le temps et de polarité opposée à la précédente. La décharge de ce condensateur provoque en effet, l'écoulement d'un courant en dents de scie à travers l'enroulement de déviation verticale. Les deux voies de ces dispositifs à découpage sont monodirectionnelles en courant, chacune dans un sens différent. La demande de brevet français déposée sous le ne 78/22266 le 27 Juillet 1978, au nom de la demanderesse propose un dispositif à découpage à une seule voie, c'est-à-dire un seul interrupteur actif. En effet, pour ce faire le déviateur vertical est connecté en série avec une résistance de mesure et un condensateur de liaison dont la valeur est suffisamment élevée pour que la tension aux bornes de l'ensemble ainsi formé garde une même polarité quel que soit le sens du courant traversant le déviateur vertical. Cet ensemble se comporte alors tantôt en générateur, tant8t en récepteur, et est connecté à un circuit générateur d'un signal en dents de scie à partir du signal de retour de balayage ligne, monodirectionnel en tension et bidirectionnel en courant, commandé par un circuit de commande synchronisé à la fréquence de ligne. Conformément à la demande de brevet français n 78/22266 précédem- ment citée, l'interrupteur actif est mis en conduction durant l'aller de balayage ligne, l'instant de début de sa conduction définissant le courant traversant le déviateur. La présente invention propose, afin d'obtenir, pour un tel dispositif à découpage à une seule voie, une amplitude et une linéarité de l'image stables malgré les défauts de dérive et de non-linéarité des composants électroniques, d'élaborer un système d'asservissement simple et efficace. En effet, le circuit de commande de balayage trame en mode commuté, selon l'invention, comporte un circuit générateur d'un signal en dents de scie à un interrupteur actif monodirectionnel en tension et bidirectionnel en courant, connecté aux bornes d'une charge comportant le déviateur vertical en série avec une résistance de mesure et un condensateur de liaison, et est caractérisé en ce que l'interrupteur actif est commandé par un circuit de commande de rapport cyclique relié d'une part à un circuit d'asservissement statique dont une borne d'entrée est connectée à la borne positive du condensateur de liaison et l'autre borne d'entrée à un générateur de tension continue de référence, de manière à maintenir une tension suffisamment élevée et stable aux bornes de ce condensateur pour un fonctionnement optimum du circuit à interrupteur actif, et d'autre part à un circuit d'asservissement dynamique dont une borne d'entrée est connectée à la résistance de mesure et l'autre borne d'entrée à un circuit générateur de dents de scie trame corrigées en S, de manière à assurer la conformité de la loi de variation du courant dans le déviateur par rapport à cette loi en dents de scie trame corrigées; ces deux circuits d'asservissement agissant sur l'instant d'amorçage de l'interrupteur actif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les figures annexées qui représentent: - la figure 1, un schéma synoptique d'un circuit de balayage trame en mode commuté comportant un circuit de commande selon l'invention; - la figure 2, un schéma d'un exemple de réalisation du circuit de commande de balayage trame en mode commuté selon l'invention; - les figures 3a, b, c, des représentations graphiques de différentes tensions mesurées sur le circuit représenté à la figure 2. La figure 1 représente un schéma synoptique d'un circuit de balayage trame en mode commuté. La charge 1, comporte le déviateur vertical Dv protégé par une résistance parallèle Rp, un condensateur de liaison CL et une résistance de mesure Rm. La valeur du condensateur CL est choisie de manière à avoir à ses bornes une tension suffisamment élevée, telle que décrit dans la demande de brevet ne 78/22266 précédemment citée, pour obtenir aux bornes de la charge une tension positive quel que soit le sens du courant dans le déviateur. La charge se comporte donc dans un premier temps en récepteur d'énergie et dans un second temps en générateur. - Cette charge 1 est connectée aux bornes d'un circuit générateur 2 d'un signal en dents de scie. Ce circuit 2 génère dans le déviateur vertical Dv un signal en dents de scie à partir des signaux de retour de balayage ligne. En effet, lors du retour de balayage, il apparart dans les enroulements secondaires du transformateur ligne, un signal alternatif périodique à la fréquence ligne. Le courant en dents de scie est obtenu par un découpage de ce signal alternatif engendré dans un enroulement secondaire du transformateur ligne TL. Ce découpage est effectué à l'aide d'un interrupteur actif 'SI bidirectionnel en courant et monodirectionnel en tension, connecté en série avec l'enroulement secondaire Si du transformateur TL, ainsi qu'avec une inductance Ls non couplée au transformateur ligne, l'ensemble étant monté en parallèle avec un condensateur de filtrage Cf. La valeur du condensateur Cf est choisie suffisamment grande pour que la partie alternative de la tension à ses bornes soit très faible devant le signal aux bornes de l'enroulement S,, et donc négligeable. Un autre enroulement secondaire S2 du transformateur ligne est connecté en entrée d'un circuit générateur de dents de scie ligne 4. Ce circuit 4 fournit à partir du signal disponible aux bornes de l'enroulement S2, un signal en dents de scie durant l'aller de balayage ligne. Ce signal en dents de scie est injecté en une entrée e1 d'un circuit de commande de rapport cyclique 3, qui délivre un signal rectangulaire en entrée d'un circuit d'interface 10 dont la sortie est connectée à l'électrode commande de l'interrupteur actif ISI. Ce circuit interface permet d'adapter le signal de commande rectangu- laire disponible en sortie du circuit de commande 3 de rapport cyclique, en fonction des caractéristiques électriques des l'interrupteur actif 1sr Le front avant du signal rectangulaire correspondant à l'instant de fermeture de Pinterrupteur actif I s. Or, la position de ce front avant, et donc l'instant de fermeture de l'interrupteur actif 'Si, dépendent du signal appliqué en entrée e2 du circuit de commande de rapport cyclique. Comme il a été décrit dans la demande de brevet n0 78/22266, plus l'interrupteur actif I.1 est déclenché à un instant en avance sur l'instant de début de retour ligne, et plus le courant moyen dans l'inductance Ls décroft par rapport à sa valeur maximum correspondant au cas o l'interrupteur actif est toujours bloqué. Il est donc possible de contrôler la valeur du courant moyen dans l'induc- tance Ls, donc la valeur du courant dans le déviateur Dv en contrôlant l'instant de fermeture de l'interrupteur actif Islv Pendant l'aller de balayage trame, pour que le courant dans le déviateur vertical Dv suive une loi en dents de scie trame, il suffit donc de commander convenablement les instants successifs de fermeture de l'interrupteur actif 'I1. Cette commande convenable va être assurée par le signal appliqué en entrée e2 du circuit de commande de rapport cyclique 3. Ce signal provient d'une part d'un circuit d'asservissement dynamique 7 dont l'entrée e4 est connectée aux bornes de la résistance de mesure Rmn et l'entrée e à un circuit générateur de dents de scie corrigées 5. La tension aux bornes de Rm est fonction du courant traversant le déviateur vertical Dv. Le circuit d'asservissement 7 fournit donc un signal d'erreur fonction de la différence entre le courant de déviation vertical et la tension en dents de sçie corrigées. Un circuit séparateur trame 9 reçoit en entrée E les signaux de syn- chronisation complets prélevés sur le signal vidéo, et après intégration et écrêtage délivre un signal de synchronisation trame. Ce signal de synchronisation trame est appliqué en entrée d'un circuit oscillateur 8. Ce dernier pilote le circuit générateur de dents de scie corrigées dont la forme préfigure le courant nécessaire dans la bobine de déviateur verticale Dv. On dispose en général à ce niveau d'un réglage de linéarité et d'amplitude, symbolisé par les potentiomètres PL et Pa. L'entrée e2 du circuit de commande de rapport cyclique 3 est d'autre part connectée à un circuit d'asservissement statique 6 qui assure le maintien et la surveillance de la tension moyenne aux bornes du condensateur de liaison CL par rapport à une consigne définie en vue d'assurer un fonctionnement correct et optimum du circuit de balayage trame en mode commuté. La figure 2 représente un exemple de réalisation simple d'un circuit de commande de balayage trame selon l'invention. Les signaux de synchronisation complets prélevés sur le signal vidéo sont appliqués en entrée E. Le circuit séparateur trame est constitué d'une part d'un étage intégrateur Rsi, Cs1 et RS2 montés en T, et d'autre part d'un transistor Tsi polarisé par les résistances RS3 et RS4. L'entrée E se fait sur une borne de la résistance RSI, et la base du transistor T est connectée à une borne de la résistance R52. Les résistances R.3 et RS4 provoquent une polarisation d'émetteur créant le seuil de déclenchement du transistor Tsi. Lorsque le signal de synchronisation appliqué en entrée E caractérise le top de synchronisation trame, le transistor Tsi passe d'un état bloqué à un état saturé. Le collecteur du transistor Tsi est connecté au travers d'une résistance R55 en entrée d'un circuit oscillateur. Ce circuit oscillateur comporte deux transistors To1 et T02 fonctionnant simultanément dans les états bloqués ou saturés. Lorsque ces deux transistors Toi et T02 sont saturés (retour trame), la tension collecteur-émetteur étant quasiment nulle, la tension Vo1 aux bornes de la résistance Ro1 est faible. Le courant traversant alors les résistances R07, R06, R04 connectées dans le circuit émetteur du transistor TO2, doit être alors insuffisant pour maintenir l'état saturé des deux transistors TOI, T02. De cette manière lorsque les condensateurs Co1 et C02 sont suffisamment déchargés, les transisitors To1 et T02 se bloquent. La tension Vo1 passe donc brutalement d'une valeur faible à une valeur plus importante, cette valeur étant imposée par le pont diviseur constitué par les résistances Ro1 et R02. Les résistances R07 et R06 assurent la charge des condensateurs Co1 et C02 jusqu'au moment o le transistor T02 redevient saturé. La fréquence de l'oscillateur ainsi obtenu, si l'on déconnecte la résistance RS5, est légèrement inférieure à la fréquence trame c'est-à-dire 50 Hz. Au moment du top de synchronisation trame, le transistor Ts1 devenant saturé, les transistors To1 et T02 étant bloqués, la tension Vo1 baisse pour pendre une valeur fonction de la résistance Rs5. Pour que les transistors Toi et T02 passent en état saturé, il faut qu'à ce même instant la tension V02 aux bornes des condensateurs séries C01 et C02 devienne supérieure à la tension Vo0 aux bornes de la résistance Roi. L'impulsion de saturation délivrée par le collecteur du transistor Tsi ne sera prise en compte que pendant une certaine partie de la période de l'oscillateur correspondant à la fin de charge des condensateurs C01 et C02, c'est-à-dire lorsque la tension de charge sera supérieure à la tension V01. Ceci permet d'améliorer en partie l'immunité de l'oscillateur face aux impulsions parasites provoquant la saturation du transistor TSi. Ce circuit oscillateur est connecté à un circuit tampon comportant le transistor Ttî, la résistance Rtl et le potentiomètre Pt,. La tension V02 aux bornes des condensateurs C01 et C02 varie suivant une loi proche d'une dent de scie. La résistance R07 étant très grande, le transistor Ttî dont la base est connectée au point de jonction des deux résistances R07 et R06, constitue un étage abaisseur d'impédance, de manière à connecter entre l'émetteur du transistor Tti et le point commun de connection des condensateurs C01 et C02, le réseau composé d'une résistance Rt en série avec un potentiomètre P On ajoute ainsi à la tension en dents de scie disponible aux bornes des condensateurs séries C01 et C02, une tension parabolique due à Pt,, Rt, et au condensateur C02' On obtient ainsi en V entre l'émetteur du transistor Tti et la masse, une tension en dents de scie corrigées en S correspondant à la loi du courant nécessaire dans le déviateur trame Dv. On obtient donc en sortie V t le signal en dents de scie corrigées nécessaire au circuit d'asservissement dynamique selon l'invention qui sera décrit plus loin. Le circuit de commande de rapport cyclique selon l'invention ne comporte qu'un seul étage actif, le transistor Tc, polarisé en commutation. Ce transistor Tc, a sa base connectée à un circuit générateur de dents de scie ligne à partir du signal de retour ligne. En effet, le circuit formé par le condensateur Cc2 en série avec la résistance RC2, et le condensateur Cc, constitue un intégrateur transformant la tension de retour de balayage ligne Vcî9 représentée à la figure 3a, prélevée sur lenroulement S2 du transformateur ligne TL, en un signal triangulaire. Ce signal triangulaire disponible entre la base et l'émetteur du transistor TCî est visualisé à la figure 3b. Le collecteur du transistor T est connecté au travers d'un circuit interface d'adaptation (Rf 1, R f2' Cf2) à la gachette d'un thyristor TH1 cons- tituant avec la diode Dfi et la résistance Rf 3 en série avec le condensateur Cf3, l'interrupteur actif Isi. En effet, conformément à la figure 1, le déviateur vertical constitué de l'inductance L. et de la résistance série R., protégé par la résistance R est connecté en série avec le condensateur de liaison CL et la résistance de mesure Rm. m La charge ainsi constituée est connectée en parallèle avec le générateur de signal en dents de scie comportant le condensateur Cf connecté en parallèle avec l'inductance l'ensemble constitué de linductance L5 en série avec l'enroulement S1 du transformateur ligne TL et l'interrupteur actif TH1, Df, CfD et RfY3 La cathode de la diode Df 1 est connectée à l'anode du thyristor TH1 et à une borne de l'enroulement S1. L'anode de cette diode Df est connectée à la cathode du thyristor et à une borne du condensateur Cf. Ce thyristor TH1 fonctionne en interrupteur, lorsque son courant gachette est suffisant pour qu'il soit passant, il court-circuite la diode Df1. Cet interrupteur actif est bidirectionnel en courant et monodirectionnel en tension, car en effet lorsqu'il est fermé, il peut être parcouru par des courants de sens opposés et lorsqu'il est ouvert, il a à ses bornes une tension d'une polarité déterminée, correspondant à la tension inverse de la diode Df1 La forme du courant dans le déviateur vertical est liée à l'instant de fermeture de cet interrupteur actif tel que c'est décrit dans la demande de brevet n0 78/22266 déposée au nom de la demanderesse. Le circuit d'asservissement dynamique est constitué par la résistance Ra2 dont une borne est connectée à la résistance R. et l'autre à la résistance Rai en série avec le potentiomètre Pal, le condensateur Cal et le transistor Tai' Le potentiomètre Pal reçoit sur une de ces bornes le signal en dents de scie corrigées disponible sur l'émetteur de Ttl. L'émetteur du transistor T a, est connectée à la masse, et son collecteur à la base du transistor Tcl au travers d'une résistance Rcl. Le sens du courant dans le déviateur trame est tel que, pendant l'aller de balayage trame, la tension aux bornes de la résitance de mesure Rm est en opposition de phase avec la tension en dents de scie corrigées V.1. La tension en dents de scie corrigées est donc comparée à la tension aux bornes de laY résistance de mesure Rm par le pont de résistance Ra2, Raie 2a1 Le transistor Tai amplifie le signal d'erreur dynamique éventuel entre la tension aux bornes de la résistance Rm et la tension en dents de scie corrigées. La tension aux bornes de Rm étant fonction du courant traversant le déviateur vertical, le signal d'erreur est donc fonction de la différence entre le courant de déviation vertical et la tension en dents de scie corrigées, Ce signal d'erreur se retrouve donc dans le circuit collecteur du transistor --8 2458966 Tal' De plus, l'asservissement statique est obtenu par les résistances Ra4s Ra3 et le même transistor Tal' La tension de référence est le seuil de tension de base du transistor T fixé par la résistance Ra. La base du transistor T est connectée au travers d'une résistance R a la borne positive du condensateur électrochimique CL. Si la tension moyenne aux bornes de condensateur CLtend à croPtre, le courant base du transistor Tai crort, et donc son courant collecteur aussi. Cet accroissement du courant collecteur provoque un accroissement de la durée en état saturé du transistor TCî du circuit de commande de rapport cyclique et une avance de l'amorçage du thyristor TH1 entraînant par la même une réduction de la tension moyenne du condensateur C En effet, en absence de courant collecteur du transistor Ta,, les condensateurs Ccl et Cc2 prennent une charge moyenne suffisante pour garder le transistor Tci bloqué. Et lorsqu'un courant continu apparaît dans le circuit collecteur du transistor Tal, la combinaison de ce courant avec celui dû au circuit générateur de dents de scie ligne (Cc2' Rc2, Cc) entraîne la mise en saturation du transistor Tcl durant la fin de Paller du balayage ligne. On obtient alors en collecteur du transistor TC,, un signal en créneaux comme représenté à la figure 3c. La durée de conduction du transistor Tcî, c'est-à-dire le temps T de la CI, c figure 3c dépend du courant collecteur du transistor Taî, lequel modifie la forme de la tension de commande base-émetteur du transistor Tci tel que représenté en figure 3b. Le début de fermeture de TH1 correspond au front avant du signal en créneaux disponible en sortie collecteur du transistor TCî* D'autre part, la résistance Rcî a pour r8le de limiter le courant collecteur du transistor T ai et le courant base du transistor Tci lorsque le transistor Tai tend à se saturer en cas de phénomènes accidentels. Le gain du transistor est choisi tel que, pendant l'aller de balayage trame, la variation de la tension de base de Tai est négligeable devant la tension alternative en dents de scie corrigées et la tension aux bornes de la résistance R m. Le courant alternatif traversant le condensateur Cal est donc faible devant le courant traversant le pont de résistances Pai + Raî,Ra2* La loi de variation de la tension aux bornes de la résistance Rm est donc la même que celle en dents de scie corrigées au signe près puisqu'elles sont en opposition de phase. L'asservissement dynamique ainsi réalisé est tel que le courant parcourant le déviateur est l'image de la tension en dents de scie corrigées. Et d'autre part, le bon fonctionnement de l'étage de sortie en commuta- tion est assuré par l'asservissment statique décrit précédemment. Ce circuit de commande de balayage trame à un seul interrupteur actif présente donc l'avantage d'avoir un circuit de commande de rapport cyclique simplifié et asservi. Ce circuit de commande pour balayage trame en mode commuté selon l'invention est principalement utilisé dans les récepteurs de télévision transis- torisés. REVENDICATIONS 1. Circuit de commande de balayage trame en mode commuté comportant un circuit (2) générateur d'un signal en dents de scie à un interrupteur actif (ISI) monodirectionnel en tension et bidirectionnel en courant, connecté aux bornes d'une charge comportant le déviateur vertical (DV) en série avec une résistance de mesure (R m) et un condensateur de liaison (CL), caractérisé en ce que l'interrupteur actif (Isi) est commandé par un circuit de commande de rapport cyclique (3) relié d'une part à un circuit d'asservissement statique (6) dont une borne d'entrée (e5) est connectée à la borne positive du condensateur de liaison (CL), et l'autre borne d'entrée (e6) à un générateur de tension continue de référence, de manière à maintenir une tension suffisamment élevée et stable aux bornes de ce condensateur (CL) pour un fonctionnement optimum du circuit à interrupteur actif, et d'autre part, à tfn circuit d'asservissement dynamique (7) dont une borne d'entrée (e4) est connectée à la résistance de mesure (Rm) et l'autre borne d'entrée (e3) à un circuit générateur (5) de dents de scie trame corrigées en S, de manière à assurer la conformité de la loi de variation du courant dans le déviateur (D v) par rapport à cette loi en dents de scie trame corrigées; ces deux circuits d'asservissement agissant sur l'instant d'amorçage de l'interrupteur actif (ISi). 2. Circuit de commande de balayage trame selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de commande de rapport cyclique (3) comporte un transistor en commutation (Tc) recevant sur sa base d'une part un signal en dents de scie ligne de synchronisation et d'autre part les signaux de correction provenant des circuits d'asservissement statique (6) et dynamique (7), son collecteur étant connecté à l'électrode de commande de l'interrupteur actif (Isi) 3. Circuit de commande de balayage trame selon la revendication 2, caractérisé en ce que Pinterrupteur actif (1si) comporte un thyristor (TH1) dont l'anode est connectée à la cathode d'une diode (Df) et la cathode à l'anode de cette même diode (Dfi), la gachette de ce thyristor étant connectée au travers d'un circuit interface (10) de mise en forme au collecteur du transistor (T cl) du circuit de commande de rapport cyclique (3). 4. Circuit de commande de balayage trame selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit interface (10) de mise en forme comporte une résistance (Rf 1) dont une borne est connectée au collecteur du transistor (Tci) du circuit de commande de rapport cyclique (3) et l'autre est connectée d'une il part à une borne d'un réseau comportant une résistance (Rf2) en parallèle avec un condensateur (Cf2) dont l'autre borne est à la masse, et d'autre part à la gachette du thyristor (TH1). 5. Circuit de commande de balayage trame selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit d'asservissement statique (6) comporte un transistor d'asservissement (Tal) recevant sur sa base d'une part un signal d'erreur provenant de la différence entre une tension de référence et la tension aux bornes du condensateur de liaison (CL) et d'autre part, le signal d'erreur du circuit d'asservissement dynamique (7) comportant deux résistances en série (Pai + Ral, Ra2)> une(Pal + Rai) de ces résistances étant connectée au circuit générateur de dents de scie trame corrigées (5), l'autre (Ra2) à la résistance de mesure (Rm), et leur point commun de connexion au travers d'un condensateur (Cal) à la base de transistor d'asservissement (Tal) dont le collecteur est connecté en entrée (e2) du circuit de commande de rapport cyclique (3). 6. Circuit de commande de balayage trame selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tension de référence du circuit d'asservissement statique (6) est fixée par une résistance (Ra3) connectée entre la base du transistor d'asservissement (Tal) et la masse. 7. Circuit de commande de balayage trame selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le circuit collecteur du transistor d'asservissement (Tai) comporte une résistance de protection (Rcl) contre les variations trop importantes du courant collecteur de ce transistor d'asservissement (Tal). 8. Récepteur vidéofréquence, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un circuit de commande de balayage trame en mode commuté conforme à l'une des revendications 1 à 7.