Brevet FR2544567A1 — publié le 19841019

CIRCUIT GENERATEUR DE DENTS DE SCIE, EN PARTICULIER, POUR BALAYAGE CATHODIQUE LIGNE PAR LIGNE La présente invention concerne un circuit générateur de dents de scie permettant notamment de produire un balayage cathodique ligne par ligne L'invention s'applique avantageusement à réaliser des circuits de balayage d'une caméra de prise de vue de télévision. Il est connu de réaliser différents montages intégrateurs utilisant une cellule résistance-condensateur ou le montage d'un amplificateur opérationnel avec un condensateur et en dérivation sur ce dernier un interrupteur Le signal en dents de scie est produit par la charge continue du condensateur commandé périodiquement à la décharge par fermeture de l'interrupteur Suivant une de ces solutions décrites dans le document de brevet français FR-A-2 441 964 le circuit générateur de dents de scie comporte une boucle d'asser- vissement de la valeur moyenne de la dent de scie à une valeur de calage prédéterminée pour compenser les variations d'amplitude du signal de sortie dues notamment à des variations de température et pour préserver le centrage du signal sur cette valeur de calage En outre, le circuit peut être doté de moyens de réglage pour faire varier l'amplitude des dents de scie La boucle se compose d'un interrupteur suivi d'un filtre passe-bas pour filtrer le continu et un montage amplificateur pour conférer à la boucle un gain déterminé. Un tel circuit ne permet pas le réglage de l'amplitude indépen- damment de celui du calage de la valeur moyenne de la dent de scie. Le changement d'un seul de ces deux paramètres nécessite la modi- fication de deux tensions continues stabilisées utilisées pour ali- menter l'intégrateur. Le but de Pinvention est de remédier aux inconvénients précités en rendant indépendant le réglage et l'asservissement de l'amplitude, et le réglage et Passervissement de la valeur moyenne des dents de scie Selon une utilisation envisagée on alimente les éléments déviateurs électromagnétiques d'un tube cathodique d'une caméra ou d'un moniteur de télévision en assurant la stabilité de l'amplitude du signal et du cadrage du point milieu de Pécran balayé, et ceci malgré de fréquentes et fortes variations de température. Un objet de Pinvention est d'utiliser deux boucles d'asser- vissement indépendantes pour permettre un réglage de la valeur moyenne indépendant de celui de l'amplitude de la dent de scie. Suivant l'invention, il est proposé de réaliser un circuit géné- rateur de dents de scie comportant un circuit intégrateur, un circuit générateur de signal à intégrer pour alimenter l'intégrateur et qui est doté de moyens de réglage de l'amplitude des dents de scie du signal issu du circuit intégrateur à une valeur d'amplitude déter- minée, un circuit générateur d'impulsion pour la commande pério- dique de l'intégrateur, et une première boucle d'asservissement pour asservir la valeur moyenne des dents de scie à un potentiel de calage désiré, la première boucle recevant le signal de sortie en dents de scie, caractérisé en ce que le circuit générateur de signal à intégrer comporte une deuxième boucle d'asservissement pour asservir l'am- plitude de la dent de scie à ladite valeur déterminée, la sortie du circuit intégrateur étant appliquée à rentrée de la deuxième boucle ainsi qu'à une première entrée d'un circuit sommateur qui reçoit par une deuxième entrer la sortie de la première boucle, le sommateur délivrant le signal de sortie en dents de scie. L'invention, ses particularités et avantages seront mieux com- pris à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, et illustrée par les figures suivantes: Fig l, représentant un diagramme général d'un ciruit géné- rateur -de dents de scie conforme à Pinvention; Fig 2 A à 2 D, représentant des courbes et des formes de signaux relatives au fonctionnement du circuit selon la figure 1; Fig 3, représentant le schéma d'un exemple de réalisation du circuit selon la figure 1, et Fig 4, représentant une variante relative à une utilisation du circuit selon l'invention pour le balayage d'un tube cathodique. En se reportant à la figure 1, le circuit générateur de dents de scie comprend un circuit intégrateur 1 Celui-ci est constitué d'un interrupteur Il commandant la décharge d'un condensateur CI dont la première extrémité est connectée à un potentiel de référence et la deuxième extrémité reçoit à travers une résistance RI le t signal V 2 issu d'un circuit -générateur de signal à intégré 2 Ce circuit 2 comporte une alimentation continue stabilisée indiquée par Vcc et un moyen de réglage de l'amplitude symbolisé par le potentiomètre P 2 pour faire varier Vcc et consécutivement l'ampli- tude de la dent de scie Une deuxième entrée du circuit inté- grateur 1 reçoit un train d'impulsions SI (Fig 2 A) délivré par un circuit générateur d'impulsions 4 pour commander la fermeture périodique de l'interrupteur Il Le signal en dent de scie de sortie VS est appliqué à une première boucle d'asservissement comportant un interrupteur 13 d'entrée commandée par un signal 52 (Fig 2 B) délivré par le circuit 4 en opposition par rapport à l'interrupteur Il du circuit intégrateur, et un circuit intégrateur différentiel 7. Selon l'invention, cette première boucle d'asservissement est associée à des moyens de réglage pour ajuster indépendamment le réglage du calage de la valeur moyenne des dents de scie VS Ces moyens sont représentés également par une tension d'alimentation continue stabilisée Vcc ajustable par un potentiomètre P 3 et cons- tituent en combinaison avec la boucle d'asservissement ( 13-6) un ensemble 3 générateur de signal de décalage V 3 de la dent de scie. Le circuit générateur du signal à intégrer 2 comporte une deuxième boucle d'asservissement comprenant également un interrupteur I 2 commandé par le signal 52, et un circuit intégrateur différentiel 6. Le signal en dents de scie VI issu du circuit intégrateur 1 est appliqué à l'entrée de cette boucle qui agit sur l'amplitude de la dent de scie du signal VI et à la première entrée d'un circuit sommateur 5. La deuxième entrée du sommateur reçoit le signal de déca- lage V 3 La sortie du sommateur 5 délivre le signal en dent de scie de sortie VS. Le fonctionnement du circuit générateur de dents de scie est 3 le suivant L'interrupteur Il est ouvert durant les intervalles TL-TR en dehors des impulsions SI (Fig 2 A) ce qui provoque la charge du condensateur Cl par le signal V 2 à travers la résistance Ri Durant les impulsions SI, l'interrupteur se ferme et provoque la décharge instantanée du condensateur Le signal en dents de scie résultant Vl varie du potentiel de référence, qui est nul de préférence (potentiel de masse), à une valeur VD déterminée fonction de la valeur de V 2 et de la durée de charge TL-TR. Les deux circuits générateurs 2 et 3, sont similaires et ont le même fonctionnement, on décrira Pun d'eux L'interrupteur 12 du circuit générateur de signal à intégrer 2 transmet lorsqu'il est fermé la tension des dents de scie VI au circuit intégrateur différentiel 6. La tension ajustable continue V 4 délivrée par lalimentation continue réglable Vcc-P 2, constitue une tension de référence pour l'amplitude des dents de scies L'intégrateur différentiel 6 délivre le signal V 2 qui est fonction de la différence des deux tensions d'entrée VI et V 4. Si en cours de fonctionnement Pamplitude du signal de dents de scie VI diminue, la différence entre les deux tensions V 4 et VI sur une période TL augmente et le signal V 2 également Le condensateur Ci du circuit intégrateur 1 se chargera avec un courant plus élevé et l'amplitude des dents de scie délivrées se réajustera progressivement à la valeur VD correspondant au réglage P 2-V 4 De même, si cette amplitude à tendance à augmenter, le signal V 2 diminue et le condensateur CI se charge moins rapidement L'amplitude des dents de scie est ainsi régulée à la valeur VD désirée. Dans le circuit générateur de signal de décalage V 3 le même type d'asservissement est réalisé La tension de référence V 5 est ajustée en sorte que par action du signal V 3 issu de ce générateur le signal en dents de scie V 1 se décale pour obtenir la valeur moyenne VM calée sur la valeur désirée (centrage de dents de scie). La figure 2 A représente le signal SI dont les impulsions provo- quent la fermeture de l'interrupteur Il La figure 2 B représente le signal 52 dont les impulsions provoquent la fermeture des inter- rupteurs 12 et 13 des circuits générateurs 2 et 3 Le signal SI peut correspondre au train d'impulsions retour ligne ou trame délivré pour une synchronisation télévision La figure 2 C représente le signal VI issu du circuit intégrateur 1 et la figure 2 D le signal de sortie VS dont la valeur moyenne VM a été choisie calée sur zéro. Dans Pexemple de réalisation décrit sur la figure 3 on peut remarquer l'utilisation de montages d'amplificateurs opérationnels de type connu Le circuit intégrateur 1 utilise un amplificateur opérationnel AI monté en amplificateur L'entrée positive de AI est connectée au condensateur CI et par l'intermédiaire de la résistance R 2 à la sortie de AI L'entrée négative de AI est connectée à sa sortie par la résistance R 4 et à la masse par la résistance R 3 Si les valeurs des résistances RI à R 4 sont égales deux à deux selon les relations RI = R 3, et R 2 = R 4, ce montage permet au condensateur CI de se charger avec une linéarité élevée Le sommateur 5 est réalisé au moyen d'un amplificateur opérationnel A 2 monté en sommateur non inverseur avec les éléments résistifs R 5 à R 8 Les deux amplificateurs opérationnels A 3 et A 5 sont montés en suiveur de tension pour isoler les sorties V 1 I et VS respectives des boucles d'asservissement correspondantes Les montages intégrateurs diffé- rentiels sont réalisés de manière connue chacun à l'aide d'un condensateur C 2,C 3 connecté entre une entrée et la sortie d'un amplificateur opérationnel A 4,A 6. La réalisation décrite à l'aide de la figure 3 peut s'appliquer à un balayage d'un tube vidicon d'une caméra de télévision ou à un tube cathodique d'un moniteur de télévision A titre indicatif pour un balayage ligne de période 64 ls le condensateur CI a une capacité de l On F, pour un balayage trame de période 20 ms, de 1 j P F. Les éléments résistifs R 5, R 6, R 7, R 8 ont une résistance égale à 22 kn, les éléments R 9, R 10, RII, R 12 à 1,1 Mn, les éléments R 13, R 14 à 2,7 ks Q, les condensateurs C 2, C 3 ont une capacité de 1 l F. Les amplificateurs opérationnels qui peuvent être des LF 412 ont un gain important ( 70 d B) Les amplificateurs A 4 et A 6 sont choisis pour que les montages intégrateurs différentiels qu'ils constituent avec les condensteurs C 2 et C 3 aient des constantes de temps très grandes par rapport à la période TL. Malgré les conditions climatiques très sévères telles qu'une plage d'écarts de température de 1000 C, les dispersions dues au vieillissement et aux fortes différences de température et concer- nant la stabilité du point milieu et de l'amplitude des déflexions du spot autour de ce point sont considérablement réduites. La variante illustrée par la figure 4 concerne une utilisation du circuit générateur selon l'invention pour délivrer un signal de balayage en dents de scie à un circuit de puissance alimentant des bobines de déviation électromagnétiques 12 et 13 d'un tube catho- dique 9 Le signal de sortie VS appliqué précédemment à l'entrée du circuit générateur de signal de décalage 3 traverse un amplificateur de puissance A 7 et une bobine 12 Une résistance R 15 est placée en série avec la bobine 12 dans le but de mesurer aux bornes de cette résistance une tension proportionnelle au courant IB traversant la bobine 12 Ce signal est prélevé par l'amplificateur opérationnel A 8 monté en amplificateur différentiel de tension et dont la sortie VSI est transmise à la boucle de calage de la valeur moyenne dans le circuit générateur de décalage 3. De même, le signal VSI est appliqué de manière indirecte à la boucle de régulation d'amplitude dans le circuit générateur de signal à intégrer 2 à la place du signal VI Le signal VSI est appliqué à un condensateur C 4 qui élimine la composante continue et qui est suivi d'un amplificateur opérationnel A 9 monté en suiveur de tension, pour isoler les circuits de puissance A 7 et d'utilisation 12 d'un circuit ébaseur 10 en aval Ce dernier supprime du signal VSI la partie dont la tension est inférieure au potentiel masse de référence de sorte que le signal V 52 qui est appliqué à l'entrée du circuit générateur 2 est aligné au même potentiel de référence que le signal VI antérieur La deuxième bobine 13 du tube cathodique-9 peut évidemment être alimentée par un deuxième, montage sem- blable, le premier circuit assurant le balayage ligne dans la bobine 12, le deuxième assurant le balayage trame dans la bobine 13. Grâce à ces aménagements les variations de l'amplitude et de valeur moyenne du signal en dents de scie, dues aux différences de température, et au vieillissement dans les amplificateurs de puis- sance et dans les bobines, sont prises en compte avant de régler et d'asservir le centrage et l'amplitude des dents de scie par rapport aux consignes de référence. Bien qu'une seule variante ait été décrite dans une application à un balayage cathodique, d'autres variantes peuvent être réalisées par l'homme de l'art sans sortir du cadre de l'invention Le circuit intégrateur 1 peut être remplacé par d'autres montages intégrateurs délivrant un signal dont la pente des dents de scie est constante et dont le potentiel le plus faible sera avantageusement calé au potentiel zéro Dans l'exemple traité précédemment la pente des dents de scie est positive car la tension ajustable d'amplitude V 4 est envisagée positive Si le positionnement P 2 est alimenté par une source continue négative - Vcc, cette tension V 4 est négative et la pente des dents de scie l'est également De plus le potentiomètre P 3 sera avantageusement alimenté entre une source continue négative -Vcc et une source positive +Vcc, comme représenté sur la Fig 3, en sorte que la tension ajustable de décalage V 5 et consécutivement le signal de décalage V 3, puissent varier positivement ou négativement de part et d'autre d'une valeur de centrage nulle. REVENDICATIONS 1 Circuit générateur de dents de scie comportant un inté- grateur ( 1), un circuit générateur de signal à intégrer ( 2) pour alimenter l'intégrateur et qui est doté de moyens de réglage (P 2) de l'amplitude des dents de scie du signal (VI) issu du circuit inté- grateur à une valeur d'amplitude déterminée, un circuit générateur d'impulsions ( 4) pour la commande périodique de l'intégrateur, et une première boucle d'asservissement ( 13-7) pour asservir la valeur moyenne des dents de scie à un potentiel de calage désiré, la première boucle recevant le signal de sortie en dents de scie (VS), caractérisé en ce que le circuit générateur de signal à intégrer ( 2) comporte une deuxième boucle d'asservissement ( 12-6) pour asservir l'amplitude de la dent de scie à ladite valeur déterminée, la sortie du circuit intégrateur étant appliquée à l'entrée de la deuxième boucle ainsi qu'à une première entrée d'un circuit sommateur ( 5) qui reçoit par une deuxième entrée la sortie (V 3) de la première boucle, le sommateur délivrant le signal de sortie en dents de scie (VS). 2 Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de réglage (P 3) de ladite valeur du potentiel de calage coopérant avec la première boucle d'asser- vissement pour modifier le calage de ladite valeur moyenne des dents de scie indépendamment de l'action sur l'amplitude produite par le circuit générateur de signal à intégrer ( 2). 3 Circuit selon la revendication 1 ou 2, dans lequel un premier interrupteur (Il) est monté en parallèle avec un condensateur (Cl) dans un circuit intégrateur ( 1), un deuxième interrupteur ( 13) est monté à l'entrée de la première boucle ( 13-7), le circuit générateur d'impulsions ( 4) commandant en opposition ces interrupteurs ( 12) et ( 13), caractérisé en ce qu'un troisième interrupteur ( 12) est placé à l'entrée de la deuxième boucle ( 12-6) et est également commandé par le circuit générateur d'impulsions ( 4) en oppostion par rapport au premier interrrupteur (Il) -4 Circuit selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdites deux boucles d'asservissement sont identiques et com- portent chacune ledit deuxième et troisième interrupteur respec- tivement ( 12,13), suivi d'un montage intégrateur différentiel ( 6,7) pour délivrer les signaux à intégrer (V 2) et de décalage (V 3) en fonction des différences des signaux d'entrée des boucles (VI,VS) avec respectivement une tension de référence d'amplitude (V 4) délivrée par les moyens de réglage (P 2), et une tension de référence de calage (V 5) délivrée par les moyens de réglage de la valeur moyenne (P 3). Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le condensateur (Cl) et l'interrupteur (Il) sont chacun connectés par une première extrémité au potentiel de référence de masse, et par une deuxième extrémité à l'entrée positive d'un amplificateur opéra- tionnel (AI) qui reçoit le signal à intégrer (V 2) au travers d'une résistance (RI), une deuxième résitance (R 2) relie l'entrée positive à la sortie de l'amplificateur (AI) une troisième résitance (R 3) relie l'entrée négative au potentiel de référence, une quatrième résitance (R 4) relie l'entrée négative à la sortie dudit amplif icateur, les première et troisième résistances (RI et R 3) étant de même valeur, les deuxième et quatrième résistances (R 2,R 4) étant de même valeur. 6 Circuit selon la revendication 4, caractérisé en ce que les montages intégrateurs différentiels ( 6,7) sont réalisés chacun au moyen d'un amplificateur opérationnel (A 4, A 6), d'un condensateur (C 2,C 3) et de deux résitances (R 9 et RII, RIO et R 12), montés en intégrateurs différentiels. 7 Circuit selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le sommateur ( 5) est constitué d'un amplificateur opérationnel (A 2) monté en sommateur non inverseur recevant sur son entrée positive à travers une résistance ( 7) le signal (VI), issu de l'intégrateur ( 1), à travers une résistance R 8 le signal (V 3) de décalage, l'entrée négative étant connectée par une résistance R 5 à la masse, et par une résistance R 6 à la sortie. 8 Circuit selon la revendicaiton 4 ou 6, caractérisé en ce que sur l'entrée de chacune des boucles ( 12-6, 13-7) recevant les signaux en dents de scie (V 1,VS), on place un amplificateur opéra- tionnel (A 3,A 5) monté en suiveur de tension pour isoler les boucles des circuits en amont. 9 Variante de réalisation d'un circuit selon l'une quelconque des revendications précédentes et destiné à alimenter une bobine de déviation ( 12) électromagnétique d'un tube cathodique ( 9), caracté- risée en ce que les boucles d'asservissement sont alimentées à partir d'un signal proportionnel au courant (IB) traversant la bobine, cette alimentation étant produite directement en ce qui concerne la boucle de calage de la valeur moyenne ( 13-7) et indirectement, par l'intermédiaire d'un condensateur (C 4) suivit d'un amplificateur (A 9) et d'un circuit ébaseur ( 10), en ce qui concerne la boucle de stabilisation de l'amplitude ( 12-6). Circuit selon Pune quelconque des revendications précé- dentes, utilisé pour produire le balayage cathodique d'une caméra ou d'un moniteur de télévision.