Brevet FR2496308A1 — publié le 19820618

La présente invention concerne d'une façon générale des dispo- sitifs d'affichage modulaire à panneau plat et elle vise plus particulièrement un générateur de forme d'onde pour engendrer une forme d'onde de balayage triangulaire dans de tels dispositifs. Un dispositif d'affichage modulaire à panneau plat dans lequel peut être utilisée la présente invention est décrit dans le brevet américain N0 4 117 368. Le dispositif objet de ce brevet américain comprend une enve- loppe mise sous vide qui est divisée en canauxpar une pluralité de volets de séparation. Chacun des canaux comporte des mailles de guidage pour assurer la propagation des faisceaux électroniques le long des longueurs des canaux. Lorsqu'on doitproduire une ligne particulière de l'affichage optique, les fais- ceaux électroniques sont éjectés des mailles de guidage et il-s se déplacent vers l'écran d'affichage. Lesvolets de séparation supportent des électrodes de déviation qui sont polarisées à l'aide de potentiels de déviation variables. Ces potentiels de déviation amènent les électrons se déplaçant à partir des mailles de guidage vers l'écran d'affichage à être balayés transversalement aux canaux. Les faisceaux électroniques de tous les canaux sont simultané- ment éjectés d'entre les mailles de guidage de manière qu'une partie de la même ligne horizontale de l'affichage soit simultanément engendrée sur cha- que canal. Afin d'éviter de charger le condensateur formé par les électrodes de déviation sur les côtés opposés d'un volet de séparation, on applique la même tension de déviation aux deux électrodes de déviation. Par conséquent, des canaux adjacents sont balayés dans des directions opposées. Il est donc nécessaire de délivrer également dans un ordre inverse l'information vidéo aux canaux adjacents. Un système qui inverse l'ordre des données délivrées aux canaux adjacents d'un dispositif d'affichage modulaire est décrit dans le brevet amé- ricain N0 4 080 630. Dans ce dispositif, les données vidéo entrantes sont sous forme analogique et elles sont rendues numériques dans un convertisseur analogique/numérique. La sortie rendue numérique du convertisseur est dé- livrée à un registre d'inversion qui comporte deux registres à décalage. Les deux registres à décalage sont couplés par l'intermédiaire de moyens de commutation, à un registre à décalage primaire de manière que l'un ou l'au- tre des registres à décalage puisse charger le registre à décalage primaire. 2 2496308 Lorsque les moyens de commutation sont couplés à l'un des registres, les données sontextraites pour la lecture du registre primaire dans un ordre in- versé par rapport à l'ordre selon lequel elles ont été reçues. Le brevet américain N' 4 257 068 décrit également un système qui inverse l'ordre des données délivrées à des canaux adjacents d'undispo- sitif d'affichage modulaire. Le système décrit dans ce brevet remplace les deux registres à décalage du brevet américain N0 4 080 630 par un registre à décalage gauche/droit. La présente invention est relative à un générateur de forme d'onde triangulaire qui peut être utilisé pour balayer les canaux du dispositif décrit dans le brevet américain N0 4 117 368 et quipeut être utilisé conjointement avec les dispositifs décrits dans les brevets américains N's 4 080 630 et 4 257 068. Selon la présente invention, un générateur de forme d'onde trian- gulaire pour un dispositif d'affichage électronique modulaire dans lequel les électrodes de balayage sont polarisées afin de provoquer unbalayage trans- versaldes modules, comprend une source d'énergie et une source de courant constant couplées aux électrodes de balayage. Le dispositif comporte des agissent moyens de stockage de charge qui V en réponse à la source de courant cons- tant et qui polarisent les électrodes de balayage. Des moyens de commutation reçoivent un signal de commutation pour connecter alternativement en sens opposés la source de courant constant aux moyens de stockage de charge. Des moyens de conduction unidirectionnels bloquent l'écoulement du courant, lorsque les moyens de commutation changent de sens. Des moyens de décharge assurent le déchargement des moyens de stockage de charge, lorsque le cou- rant cesse de circuler dans le générateur. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressor- tiront de la description faite ci-après en référence aux dessinsannexés qui en illustrent unexemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un dispositif d'affichage modulaire selon la technique antérieure, dans lequel peut être mis en oeuvre le dispositif selon cette invention 3 2496308 - la figure 2 est une représentation simplifiée d'un circuit montrant comment une forme d'onde triangulaire est engendrée en utilisant des sources de courant constant, un commutateur etun condensa- teur et, - la figure 3 représente un exemple de réalisation préféré d'un gé- nérateur de forme d'onde triangulaire selon l'invention. En se référant à la figure 1, on y a représenté un dispositif d'affi- chage électronique à panneau plat 10, dans lequel peut être utilisé le dispositif selon l'invention. Ce dispositif 10 comprend une enveloppe mise sous vide Il comportant une section d'affichage 13 et une section de canons électroniques 14. L'enveloppe 11 comprend une plaque frontale 16 et une plaque de base 17, ces deux plaques étant maintenues espacées et parallèles par des parois laté- rales 18. Un écran d'affichage ou d'observation 12 est positionné le long de la plaque frontale 16, cet écran donnant une sortie optique ou visuelle, lorsqu'il est frappé par des électrons. On dispose une pluralité de volets de support parallèles etespacés 19, entre la paroi frontale 16et la plaque de base 17, afin de fournir le sup- port interne désiré à l'encontre des effets de la pression atmosphérique et pour diviser l'enveloppe 11 enune pluralité de canaux 21. Un système de guides de faisceaux, comprenant des mailles de guidage de faisceaux, paral- lèles et espacées 22 et 23, une maille focale 27 et une maille d'accélération 28, s'étend transversalement sur chaque canal 21 et longitudinalement le long de chacun de ces canaux. Une cathode en ligne 26 est supportée par un support de cathode 29 et elle estdisposée demanière à émettre des électrons dans les espaces 24 compris entre les mailles de guidage 22 et 23 dans chaque canal21, de manière que les électrons se propagent selon les longueurs des canaux. Les canaux 21 comprennent chacun un canon électronique pour les trois cou- leurs utilisées pourproduire unaffichagè en couleur. Les canons électroniques comportent une section de la cathode en ligne etdes électrodes qui sontpola- risées de manière à amener les électrons à pénétrer dans les espaces 24. Cha- cune des mailles 22, 23, 27 et 28 comporte une pluralité d'ouvertures oude perforations32, qui sont disposées longitudinalement en colonnes le long ders mailles et en rangées transversalement sur les mailles. Une pluralité d'élec- trodes d'extraction 33, sont disposées sur la surface intérieure de la plaque postérieure 17, ces électrodes s'étendant transversalement sur toute la di- 4 2496308 mension transversale de l'enveloppe 11. Lorsqu'une ligne particulière de l'affichage visuel doit être "imprimée" sur l'écran 12, une tension négative est appliquée à l'une des électrodes d'extraction 33 de manière que les élec- trons soient éjectés d'entre lesn mailles de guidage 22 et 23 de chaque canal et qu'ils se déplacentvers l'écran 12, afin de produire une ligne de l'affi- chage optique. Les volets 19 supportent des électrodes de balayage (non représentées) qui sont polarisées avec une tension variable, afin d'amener les faisceaux électroniques àêtre balayés transversalement sur chaque ca- nal. Par conséquent, chacun des canaux 21 contribue à réaliser la ligne entière de l'affichage optique. Les électrodes de balayage dudispositif d'affichage représenté sur la figure 1 et celles du dispositif d'affichage décrit dans le brevetamé- ricain N 4 117 368, peuvent être balayées en utilisant soit uneforme d'onde en dents de scie, soit une forme d'onde triangulaire. Lorsqu'on utilise une forme d'onde en dents de scie, une rampe de tension augmentant linéaire- ment estappliquée aux électrodes de balayage jusqu'à ce que le faisceau électronique soit totalement balayé sur chacun des canaux. La rampe crois- sante est suivie d'un retour rapide de la tensionà son niveau le plus faible et la rampe croissante recommence à nouveau. Lorsqu'on utilise le balayage triangulaire, une rampe croissantlinéairement est suivie par une rampe dé-croissant linéairement et les rampes croissantes et décroissantes pré- sentent la même pente. En conséquence, on peut utiliser à la fois les ram- pes croissantes et décroissantes pour effectuer le balayage des électrodes. Il est préférable d'utiliser pour le balayage une forme d'onde triangulaire plutôt qu'une forme d'onde en dents de scie, étant donné qu'elle permet de réaliser une diminution de consommation d'énergie de l'ordre d'un facteur haut. La diminution de la consommation d'énergie repose sur plusieurs phénomènes. En premier lieu, les pertes de résistance sont proportion- nelles au carré de courant et, par conséquent, le courant de crête élevé associé à la décharge rapide de la capacitance de balayage lors du retour rapide, est indésirable. La forme d'onde triangulaire élimine le retour rapide, ce qui se traduit par une économie d'énergie d'un facteur 4. En second lieu, la fréquence fondamentale de la forme d'onde triangulaire est égale à la moitié de la fréquence fondamentale de la forme d'onde en dents - de scie. Les pertes du noyau du transformateur sont proportionnelles au 2496308 carré de la fréquence et, par conséquent, on obtient un facteur d'économie de ces pertes de l'ordre de quatre, enutilisant une forme d'onde triangulaire. Cette utilisation assure donc une économie de l'ordre d'un facteur 4, à la fois des pertes de résistance etdes pertes du noyau du transformateur, ce qui se traduit au total par une économie nette d'un facteur 8. La figure 2 représente un circuit simplifié montrant comment on peut engendrer une forme d'onde triangulaire. Le circuit comprend deux sources de courant constant 41 et 42 disposées sur les côtés opposés d'un condensateur 43. On prévoitun commutateur 45 qui comporte deux bornes 44 et 47 qui sont également disposées sur les côtés opposés du condensateur 43. Etant donné que les sources de courant 41 et42 sont constantes après la fermeture du commutateur 45, la tension sur le condensateur 43 est une fonc- tion linéaire du temps définie par la relation dv =-(dt (1) Le circuit produit une forme d'onde triangulaire symétrique li- néaire, lorsque le temps pendant lequel le bras 44 est au contactde laborne 46 est égal autemps durant lequel ce bras est au contactde la borne 47. La tension sur le condensateur 43, mesurée à la borne 46 par rapport à la borne 47 et elle diminue lorsque cebras estau contactde laborne 46. L'exemple de réalisation préféré de l'invention représenté sur la figure 3 comprend une source de tension encourant continu 48 etun transfor- mateur de couplage 49. Le transformateur de couplage 49, qui a été repré- senté sous la forme d'un transformateur en forme de tore, comporte un en- roulement primaire 51 et un enroulement secondaire 52, ces enroulements étant tels que le secondaire 52 comporte un nombre de tours de l'ordre de quatre fois celui du primaire 51. Les bornes de sortie 61 et62 de l'enroule- ment secondaire 52 sont connectées aux électrodes debalayage dudispositif d'affichage etun condensateur 59 représente la capacitance de ces électrodes, ce condensateur étant utilisé de préférence à la place du condensateur 13 de la figure 1. Deux inducteurs 53 et54 sont connectés sur les côtés opposés du primaire 51, ces inducteurs ayantune inductance suffisamment élevée pour qu'une source d'énergie encourant continu 48, en' collaboration avec les 6 2496308 inducteurs 53 et 54 servent de source de courant constant. Un condensateur de blocage en courant continu 56, est connecté entre les inducteurs 53 et 54, en série avec l'enroulement primaire 51. Les inducteurs 53 et 54 sont tous deux reliés à un commutateur 50 par l'intermédiaire de conducteurs 57 et 58, respectivement de manière que du courant puisse circuler au travers de l'enroulement primaire 51 dans un sens ou dans l'autre, en fonction de l'état d'un commutateur 65, afinde charger le condensateur 59 dans des sens opposés. Le commutateur 65 comprend un générateur d'onde carrée 63 et deux dispositifs de commande électroniques 64 et 66, qui peuvent être soit des transistors à effet de champ, comme représenté sur le dessin, soit des transistors PNP ou NPN. La sortie du générateur d'onde carrée 63 est con- nectée directement à l'électrode de commande du transistor à effet de champ 64 et elle est reliée à l'électrode de commande du transistor à effet de champ 66, par l'intermédiaire d'un inverseur. Le transistor à effet de champ 64 est relié à un côté du transformateur 49, par l'intermédiaire d'une diode 69. Le transistor à effet de champ 66 est connecté à l'autre côté du transformateur 49, par l'intermédiaire d'une diode similaire 69. Les diodes 68 et 69 sont des diodes à récupération rapide et elles empêchent les transistors de commuta- tion à effet de champ 64 et 66 de devenir négatifs, lorsqu'on interrompt le fonctionnement des transistors à effet de champ. Les électrodes de commande des transistors à effetde champ 64 et66 sontreliées à la masse par l'inter- médiaire respectivement des résistances de polarisation 71 et 72. Le générateur d'onde carrée 63 est connecté aux électrodes de commande des transistors à effet de champ 64 et 66. Cependant, en raison de la présence de l'inverseur 67, les transistors à effet de champ 64 et66 sont alternativement conducteurs etnon conducteurs. Par conséquent, le commutateur 65 joue le rôle du commutateur 14 de la figure 2 de manière que le condensateur 59 soitalternativement chargé selon des sens opposés pour engendrer la forme d'onde triangulaire linéaire désirée. Les change- ments de polarité de la sortie d'onde carrée du générateur 63 déterminent la commutation des transistors à effet de champ 64 et 66, et par conséquent, 7 2496308 la vitesse de répétition de l'onde carrée détermine la durée dans le temps des rampes de la forme d'onde triangulaire résultante. Lorsque la forme d'onde de sortie du générateur 63 est symétrique, il n'existe pas de compo- sante -en courant continu de la forme d'onde et on peut éliminer le condensa- teur de blocage 56. La forme d'onde triangulaire de balayage est appliquée aux élec- trodes de balayage sur lesbornes 61 et 62 et elle peut être arrêtée enouvrant le commutateur 50. Il peut cependant surgir un problème, étant donné que l'énergie emmagasinée dans les champs magnétiques des inducteurs 53 ou 54 ne peut pas être instantanément déchargée. En conséquence, immédiate- ment après la commutation, il existe exactement le même courant que celui qui existait immédiatement avant la commutation. - En d'autres termes, le courant i après l'ouverture du commuta- teur 50 est donné par l'expression i =- e (2) R ce qui donne iR E = (3) e L Lorsque le commutateur 50 est ouvert, la résistance R est très importante si bien que la tension E est également très importante. Cette tension peut détruire soit les diodes 68 et 69, soitles transistors à effet de champ 64 et 66. Cette destruction peut être empêchée en connectant une diode de décharge 73 entre le commutateur 50 et la masse. Ladiode 73ne conduit pas, lorsque le commutateur 50 est fermé et'que la capacitance 59 est en cours de charge. Cependant, lorsque la tension est coupée par l'ouver- ture du commutateur 50, la diode 73 conduit si bien que la valeur de R dans l'équation (3) est très petite, ce qui a pour résultat une faible tension qui n'endommage ni les diodes 68 et69, ni les transistors 64 et66. Il demeure bien entendu que cette invention n'estpas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes le s variante s. 8 2496308 REVENDICATIONS 1 - Générateur de forme d'onde de balayage pour un dispositif d'affichage électronique comportant une pluralité de parois de support inter- nes divisant le dispositif d'affichage en une pluralité de canaux et comprenant des électrodes de balayage pour balayer transversalement des faisceaux élec- troniques sur lesdits canaux, ce générateur étantcaractérisé ence qu'ilcom- prend une source d'énergie (48) comprenant une source de courant constant (53, 54); des moyens (49) pour coupler ladite source d'énergie aux électrodes de balayage;des moyens de stockage de charge (59) agissant en réponse à la- dite source de courant constant; des moyens (63) pour délivrer un signalde commutation ayant des polarités alternées positive et négative; des moyens de commutation (65) agissant en réponse au signal de commutation pour con- necter alternativement ladite source de courant constant au. dits moyens de couplage dans des sens opposes en réponse aux polarités positive etnégative des moyens de conduction unidirectionnels (68, 69), prévus entre lesdits moyens de commutation et lesditsmoyens de couplage pour bloquer le passage du courant, lorsque les tmoyens de commutation changent de polarités etrdes moyens (73) pour décharger lesdits moyens de couplage et lesdits moyens de stockage en réponse à la déconnexion de la source de courantconstant desdits moyens de couplage. 2 - Générateur selon la revendication 1, caractérisé ence que les- dits moyens de couplage (49) sont constitués par un transformateur. 3 - Générateur selon la revendication 2, caractérisé ence que les- dits moyens de commutation comprennent des premnier et second moyens de commande électronique en réponse à la tension (64, 66), ces moyens agissant individuellement en réponse aux polarités positive etnégative. 4 - Générateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les- dits moyens de conduction unidirectionnels comprennentdes diodes,disposés individuellement entre les premier et secondmoyens de commande (64, 66) et ledit transformateur. 5 - Générateur selon la revendication 4, caractérisé ence que les- dits premier et secondmoyens de commande (64, 66) sont constitués par des dispositifs à l'état solide. 9 2496308 6 - Générateur selon la revendication 5, caractérisé ence que lesdits dispositifs à l'état solide sont des transistors à effet de champ. 7 - Générateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite source de courantconstant comprend une alimentation de tensionen courant continu (48) et une pluralité d'inducteurs disposés sur les côtés opposés desdits moyens de couplage et, en ce que lesdits moyens de stockage de charge constituent la capacitance des électrodes de balayage. 8 - Générateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens (73) pour décharger les moyens de couplage et les moyens de stockage de charge sont constitués par une diode disposée entre la source d'alimentation de tension et la masse. 9 - Générateur selonla revendication 1, caractérisé ence que ladite source de courant constant comprend une alimentation de tension en courant continu etune pluralité d'inducteurs disposés sur les côtés opposés desdits moyens de couplage et, en ce que les moyens de stockage de charge constituent la capacitance des électrodes de balayage. - Générateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit signal de commutation est une onde carrée. 1 1 - Générateur selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de commutation comprennent une paire de moyens de commande électronique en réponse à la tension, qui sont sensiblement identiques et qui sont disposés entre les côtés opposés desdits moyens de couplage et la masse et, en ce que les moyens de conduction unidirectionnels comprennent une paire de diodes disposées individuellement entre lesdits moyens de commande d'électrons et les moyens de couplage. 12 -Générateur selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens de décharge (73) comprennentune diode disposée entre la source d'alimentation de tension et la masse. 13 - Générateur selon la revendication 12, caractériséen ce que les moyens de commande électroniques sontdes transistors à effet de champ et, en ce que ladite onde carrée est appliquée à l'électrode de commande des- dits transistors. 14 - Générateur selon la revendication 13, caractérisé ence que des moyens d'inversion de signal sont disposés entre lesdits moyens délivrant 0O 2496308 un signal de commutation et l'un desdits transistors. - Générateur selon la revendication 14, caractérisé ence que les moyens de couplage comprennent une bobine en forme de tore.