Brevet FR2546697A1 — publié le 19841130

La présente invention se rapporte à des sources d'alimentation en courant de commutation pour des systèmes de visualisation ayant des systèmes à plusieurs fréquences de balayage. Dans un moniteur vidéo o l'information d'image est visualisée sur l'écran du moniteur par le balayage d'une trame, il peut être souhaitable que les systèmes de balayage puissent fonctionner à plus d'une fréquence de balayage, comme une fréquence de balayage à 1 H de 15,75 k Hz dans le système NTSC et une fréquence de balayage à 2 H de 31,5 k Hz Le fonctionnement à 2 H peut être souhaitable pour obtenir une meilleure résolution, par exemple lorsque l'on utilise un tube- image de haute résolution pouvant visualiser l'information d'image sur un millier de lignes horizontales ou plus. Une source d'alimentation en courant de commutation peut être incorporée dans le moniteur 1 H-2 H pour produire des tensions régulées de fonctionnement Le fonctionnement synchronisé des composants de commutation dans la source d'alimentation en courant peut être souhaitable afin d'éviter que ne soit capté dans le canal vidéo, des transitoires de commutation pendant la partie active d'un intervalle de ligne Dans des moniteurs vidéo à balayage à plusieurs fréquences, on sait faire fonctionner les sources d'alimentation en courant de commutation à la même fréquence que celle à laquelle fonctionne le système de balayage Cependant, un tel agencement ajoute de la. complexité au circuit de commande de la source d'alimentation en courant de commutation Le circuit de commande doit recevoir les signaux de synchronisation à diverses fréquences développés par le système de balayage. Les étages de sortie et le transformateur de courant doivent également être conçus pour bien fonctionner à différentes fréquences. La présente invention a pour caractéristique une source d'alimentation en courant de commutation pour un système de visualisation ayant une capacité de balayage à plusieurs fréquences La source d'alimen-tation en courant ne nécessite pas une opération de commutation à plus d'une fréquence, mais néanmoins elle est synchronisée sur l'opération de balayage Un circuit déflecteur produit un courant de balayage dans un enroulement déflecteur et peut fonctionner à l'une des deux fréquences choisies de balayage Un signal de synchronisation, en rapport de synchronisme avec le courant de balayageest appliqué à un circuit de commande de la source d'alimentation en courant Le circuit de commande produit un signal de commande qui est en rapport de synchronisme avec le courant de balayage et à une fréquence qui est inchangée lorsque le circuit de balayage fonctionne à l'une ou l'autre des fréquences de balayage Le signal de commande est appliqué aux étages de commutation de la source d'alimentation en courant pour produire une opération de commutation à la fréquence inchangée en synchronisme avec le courant de balayage. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement aux cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 illustre un système de balayage à plusieurs fréquences dans un système de visualisation,:^ comprenant une source d'alimentation en courant synchronisé selon l'invention; la figure 2 montre des formes d'onde associées au fonctionnement de la figure 1; et la figure 3 illustre une partie du circuit de commande d'alimentation en courant de la figure 1, comprenant un mode de réalisation différent du générateur de signaux de commande de synchronisation. Dans le circuit d'alimentation en courant et de déviation illustré sur la figure 1, une tension continue et non régulée Vin, développée à une borne 21, est appliquée à un enroulement primaire 22 a d'un transformateur 22 d'une source d'alimentation en courant de commutation 20 L'enroule- ment primaire 22 a est couplé à un transistor de commutation 37 En réponse à un signal de commande de commutation Vm développé par un circuit de commande de régulateur et appliqué à la base du transistor de commutation 37 par un circuit d'attaque 35 et un transformateur de couplage 36, la commutation du transistor 37 est modulée en largeur d'impulsion pour produire une tension alternative dont la largeur d'impulsion est modulée dans un enroulement secondaire 22 b du transformateur 22 Un circuit redresseur et de filtrage 23, relié à l'enroulement 22 b, développe des tensions continues régulées d'alimentation ou de fonctionnement B 2,, Bl, +V 2 et -V 1 e Les tensions d'alimentation B 2 et Bl sont toutes deux des tensions positives, la tension B 2 étant la plus importante. Les tensions d'alimentation B 2 et Bl servent de tensions d'alimentation de balayage B+ pour un circuit de déviation horizontale 40 à plusieurs fréquences de balayage Le circuit de déviation horizontale 40 peut fonctionner à différentes fréquences de balayage horizontal, pouvant être choisies Quand des interrupteurs va-et-vient solidaires Si, 52 et 53 sont commutés aux positions illustréessur la figure 1, le circuit déflecteur 40 fonctionne à la fréquence de balayage de 1 H Lorsque les interrupteurs Si à 53 sont commutés aux autres positions, alors que le pôle de chaque interrupteur est connecté à la borne à 2 H, le circuit déflecteur fonctionne à la double fréquence supérieure de balayage de 2 H. La borne P de l'interrupteur Si est coupl C à une borne d'un enroulement primaire 24 a d'un transformateur de retour 24 L'autre borne de l'enroulement primaire 24 a est coupl& à l'enroulement de déviation horizontale Ly du circuit de déviation horizontale 40 Le circuit de déviation horizontale 40 comprend un étage de sortie qui comprend un transistor de sortie horizontale 41 p une diode d'amortissement 42, un condensateur de retour 43 et l'agencement en série de l'enroulement de déviation horizontale L avec les condensateurs C 51 et C 52 de mise en forme de S La jonction entre les deux condensateurs de mise en forme de S est couplée à une borne à 1 H de l'interrupteur 53 L'autre borne du condensateur Cs 2 est à la masse, comme 1 ' est le pôle P de l'interrupteur 53. La commutation du transistor de sortie 41 pour produire un courant de balayage dans l'enroulement de déviation horizontale Ly est commandéapar des signaux développés par un oscillateur horizontal 44 et appliqués à la base du transistor de sortie 41 par un étage d'attaque et un transformateur de couplage 46. Pour synchroniser l'opération de balayage horizontal sur le contenu vidéo d'un signal vidéo composite développé. à une borne 51, l'oscillateur horizontal 44 fonctionne à la même fréquence que celle des impulsions de synchronisation horizontale contenues dans le signal vidéo composite et en bon alignement de phase avec elles, pour permettre au centre de la partie vidéo active de chaque ligne horizontale de se trouver sensiblement au centre du balayage horizontal, ou à toute autre relation de phase souhaitée Le signal vidéo composite peut être dérivé d'un certain nombre de sources, comme une source diffusée, un terminal de calculateur, un tourne-vidéo- disques ou un enregistreur sur bande vidéo. On suppose que les signaux vidéo composites qui sont développés à la borne 51 contiennent des impulsions de synchronisation récurrentes à la fréquence de 1 H, à ,75 k Hz L'opérateur du moniteur fait passer les interrupteurs Si et 53 à leur position à 1 H, comme cela est illustré sur la figure 1. La fréquence de l'oscillateur horizontale 44 est déterminée par la constante de temps RC associée à un réseau RC 53, comprenant un condensateur 47 et des résistances 48 et 49 Avec l'interrrupteur 52 à la position illustrée sur la figure 1 pour le fonctionnement à 1 H, la résistance 49 est déconnectée de la partie restante du réseau RC La constante de temps RC du réseau 53 est par conséquent allongée pour produire le fonctionnement à plus basse fréquence, à 1 H, de l'oscillateur horizontal 44 Avec le transistor de sortie horizontale 41 commuté à la fréquence de 1 H, le courant de balayage est produit dans l'enroulement de déviation horizontale Ly à la fréquence de JH La synchronisation de l'oscillateur horizontal 44 sur le contenu de l'image du signal vidéo composite est accomplie d'une manière conventionnelle par la partie de réglage automatique de la fréquence et de la phase de l'oscillateur en comparant les impulsions de retour développées par l'enroule- ment secondaire 24 c du transformateur de retour aux impulsions de synchronisation horizontale développées par un séparateur de synchronisation 52. Avec l'interrupteur Si à la position 1 H illustrée, la source plus faible d'alimentation de balayage Bl est appliquée au circuit de déviation horizontale 40 pour produire le courant de balayage d'amplitude de crête requis à la fin de l'intervalle de retour pour permettre au faisceau d'électrons d'étre dévié à sa position extrême sur l'écran du tube-image De même 2 avec l'interrupteur 53 à la position 1 H illustrée, le condensateur Cs 2 est hors circuit et la capacité de mise en forme de S du circuit de déviation horizontale est effectivement celle du condensateur Cs,, produisant ainsi la bonne mise en forme d'onde de S du courant de balayage à un fonctionnement de 15,75 k Hz. Lorsque le transistor de sortie horizontale 41 devient non conducteur, le condensateur de retour 43 et l'enroulement déflecteur Ly forment un circuit résonnant de retour pour ramener le faisceau d'électrons à sa position de début de balayage La tension impulsion- nelle de retour développée dans le condensateur de retour 43 est appliquée à l'enroulement primaire 24 a du trans- formateur de retour 24, est augmentée par un enroulement haute tension 24 b et est redressée et filtréepar un circuit haute tension 25 pour développer un potentiel final d'accélération à une borne U pour le tubeimage, non représenté sur la figure 1 i du moniteur vidéo Les tensions d'alimentation des électrodes de focalisation et d'écran sont développées aux curseurs respectifs d'une résistance 27 qui est couplée à la borne U. La tension impulsionnelle de retour Vr développée dans l'enroulement secondaire 24 c du transformateur de retour est également utilisée pour synchroniser l'opération de commutation de l'alimentation en courant 20 Quand les interrupteurs Si et 53 sont à leur position à 1 H, la tension impulsionnelle de retour Vr se répète à la fréquence de 1 H, comme cela est illustré par la forme d'onde de la figure 2 a. La tension impulsionnelle de retour Vr est divisée par un diviseur de tension comprenant des résistances 28 et 29 et est appliquée à l'entrée d'une porte ET 33 et à l'entrée d'un multivibrateur monostable 31, d'un circuit de conditionnement des impulsions La sortie du monostable 31, illustrée sur la figure 2 d par la tension Vd, est appliquée comme autre entrée de la porte ET 33. Le monostable 31 fonctionne à la-façon qui suit: le flanc négatif ou arrière de la tension impulsionnelle de retour Vr de la figure 2 a déc Jenche le monostable 31 à son état instable Comme le montre la figure 2 d, à l'état instable, la sortie Vd du monostable est à l'état bas, inhibant la porte ET 33 La sortie Vs de la porte ET 33, illustrée sur la figure 2 e, passe à l'état bas au flanc arrière de la tension impulsionnelle Vr de la figure 2 ao La durée, A t, de l'état instable du monostable 31 est choisie pour être supérieureà l'intervalle de déviation horizontale à 2 H de 31,75 microsecondes, mais sensiblement plus faible que l'intervalle de déviation horizontale à 1 H de 63,5 microsecondes. Avec un tel choix pour la durée A t de l'état instable du monostable 31, le monostable retourne à son état hautet stable avant la présence de la tension impulsionnelle de retour subséquente à 1 H Vr comme cela est montré en comparant les figures 2 a et 2 d La porte ET 33 se trouve validée pendant chaque intervalle du cycle de déviation horizontale à 1 H, quelque peu avant la présence de la tension impulsionnelle de retour horizontal Vr de la figure 2 a Avec la porte ET 33 validée avant la présence de chaque tension impulsionnelle de retour horizontal à 1 H, et inhibée avec le flanc arrière de la tension impulsionnelle de retour horizontal, le circuit de conditionnement des impulsions reconstitue la tension impulsionnelle de retour horizontal Vr sous la forme de la tension impulsionnelle de synchronisation du régulateur Vs de la figure 2 e L'impulsion Vs coïncide avec la présence de chaque tension impulsionnelle de retour Vr* L'impulsion de synchronisation du régulateur Vs est appliquée au modulateur 34 de la largeur des impulsions du circuit de commande de régulation 50 pour synchroniser la commutation du transistor de sortie 37 du régulateur. A la réception du flanc menant de l'impulsion Vs de synchronisation du régulateur, la tension de commande VM de modulateur de la largeur des impulsions, illustrée sur la figure 2 b, passe à l'état haut Quand la tension Vm passe à l'état haut, le transistor de commutation 37 est mis hors circuit peu de temps après, selon le retard de passage à-l'ouverture du transistor Ce résultat est illustré sur la figure 2 b qui illustre également schémati- quement la tension de collecteur Vc Q du transistor 37. Ainsi, le passage à l'ouverture du transistor de commutation 37 se produit pendant l'intervalle de retour-horizontal, comme le montrent les figures 2 a et 2 b Les transitoires vidéo induitspar le passage à l'ouverture du transistor 37 se produisent par conséquent pendant l'intervalle de retour horizontal, réduisant les perturbations visuelles de l'image. Pour réguler les tensions d'alimentation de la source d'alimentation en courant 20, l'une des tensions d'alimentation, la tension +V 2, est réappliquée au modulateur 34 de la largeur des impulsions pour faire varier le flanc arrière négatif de la tension de commande Vm comme cela est illustré par les parties en pointillé de la forme d'onde de la figure 2 b. Quand la source des signaux vidéo compositesdéveloppés à la borne 51 produit la synchronisation horizontale à une fréquence de 2 H, les interrupteurs Si et 53 passent à leur position à 2 H La constante de temps du réseau RC 53 est écourtée, permettant à l'oscillateur horizontal 44 de fonctionner à la fréquence de 2 H, Le courant de balayage dans l'enroulement de déviation horizontale Ly est produit à la fréquence de 2 H Le condensateur C 2 de mise en forme de Sest mis en circuit avec le condensa- teur Cs 1, diminuant la capacité totale de mise en forme de S pour produire la bonne mise en forme d'onde du courant de balayage horizontal à la plus haute fréquence de 2 H. Le commutateur S, alors à la position de 2 H, applique la plus haute tension de balayage B+ de la source d'alimenta- tion B 2 au circuit de déviation horizontale 40 En mode de fonctionnement à 2 H, la durée de l'intervalle d'aller horizontal est à peu près égale à la moitié de celle de l'intervalle d'aller horizontal pour le mode de fonctionne- ment à 1 H Cependant, le courant de balayage horizontal reste sensiblement inchangé parce que la tension de balayage B+ a été augmentée en conséquence. La capacité de retour est la même pour les modes de fonctionnement à 1 H et 2 H, et c'est la capacité du condensateur de retour 43 à La tension impulsionnelle de retour de crête développée pendant le retour horizontal est par conséquent la même pour les modes de fonctionnement à 1 H et à 2 H Le potentiel final d'accélération développé à la borne U reste sensiblement inchangé dans les deux modes de fonctionnement. La durée de l'impulsion de retour, ainsi que l'amplitude de l'impulsion de retour, reste sensiblement inchangée pour le mode fonctionnement à 2 H Pour éviter d'écourter indument la durée de la partie vidéo active de chaque ligne horizontale dans le mode de fonctionnement à 2 H, les valeurs du condensateur de retour 43 et de l'enroulement de déviation horizontale Ly sont choisies pour produire unintervalle de retour d'environ 6 microsecondes, pour les modes de fonctionnement à 1 H et 2 H. Les fonctions de commutation à IH-2 H des interrup- teurs 51-53 peuvent être avantageusement accomplies en utilisant un agencement de commutation à semiconducteurs décrits dans la demande de brevet US N 497 950, déposée le 25 Mai 1983 par Wo Fo Wedam, Wo Eo Babcock et J Mo Schmoke, Jr,intitulée "A POWER SUPPLY AND DEFLECTION CIRCUIT PROVIDING MULTIPLE SCAN RATES" Par ailleurs, comme cela est indiqué dans la demande de brevet US N 497 950, pour maintenir une largeur constante de la trame pendant le fonctionnement à 1 H et à 2 H, l'enroule- ment primaire 24 a du transformateur de retour peut être pourvu d'une prise intermédiaire, non représenté sur la figure 1, et l'interrupteur 51 sera modifié pour être dans ce cas, un interrupteur bipolaire à va-et-vient. Un pôle de l'interrupteur sera connecté à la borne extrême de l'enroulement primaire 24 a comme le montre la figure 1, et sa borne de contact associée à 1 H sera connectée à l'alimentation B 1 L'autre pôle sera connecté' à la prise de l'enroulement primaire 24 a et sa borne de contact associée à 2 H sera connectée à l'alimentation B 2. Avec les interrupteurs 51-53 aux positions pour le mode de fonctionnement à 2 H, la tension impulsionnelle de retour Vr utilisée pour synchroniser le fonctionnement de la source d'alimentation en courant de commutation 20 se répète à la fréquence de 2 H, ou toutes les 31,75 microsecondes comme cela est illustré par la tension Vr à la fréquence de 2 H sur la figure 2 c. Le circuit de conditionnement des impulsions 30 opère sur les impulsions de retour Vr à la fréquence de 2 H pour laisser une impulsion sur deux et produire un signal de synchronisation Vs du régulateur dont la fréquence est inchangée par rapport au fonctionnement à 1 H Par conséquent, la figure 2 e illustre les impulsions de synchronisation du régulateur qui sont appliquées au modulateur 34 de la largeur des impulsions pendant les deux modes de fonctionnement à 1 H et 2 H La synchronisation du passage à l'ouverture du transistor 37 pendant le développement d'un intervalled'une impulsion de retour horizontale est toujours obtenue dans le mode à 2 H, avec les avantages qui s'en suivent, comme le montre les figures 2 b, 2 c et 2 e Par ailleurs, la conception du circuit de commande des régulateurs 50 n'est pas compliqué par la condition supplémentaire de la synchronisation à plus d'une fréquence 1 parce que seul des impulsions à une seule fréquence Vs sont appliquées aux circuits de commande des régulateurs, même au mode de-fonctionnement à 2 H. Le circuit 30 de conditionnement des impulsions accomplit sa fonctiond'abondon des impulsions en mode de 2 H par un choix approprié de la durée At de l'état bas et instable de la sortie Vd du monostable 31 Comme on l'a précédemment mentionné, la durée A t est choisie pour être plus longue que l'intervalle de déviation horizontale de 31,75 microsecondes à la fréquence de 2 H. Ainsi, comme le montrent les figures 2 c et 2 d, une impulsion de retour horizontal sur deux se présente alors que la porte ET 33 est inhibée par le monostable 31 et ne peut être appliquée, au moyen de la porte ET, au modulateur 34 de la largeur des impulsionse La figure 3 montre un autre mode de réalisation du circuit 30 de conditionnement des impulsions utilisant un seul circuit intégré tel qu'un circuit monostable double CD 4098, fabriqué par la Solid State Division de RCA Corporation, Somerville, New Jersey, Etats Unis d'Amérique Dans le circuit de conditionnement des impulsions de la figure 3, la tension impulsionnelle de retour Vr de la figure 1 est couplée en courant alternatif au plot 4 du circuit intégré Le plot 4 a pour fonction de déclencher, au flanc positif +TR, la première section du monostable dans le circuit intégré Le plot 6 de sortie de Q 1 passe à l'état haut, produisant le flanc menant de l'impulsion Vs de synchronisation du régulateur de la figure 1 La durée de la sortie haute au plot et la durée de l'impulsion de synchronisation de régulateur Vs, sont déterminées par la constante de temps du réseau RC couplé aux plots 1 et 2 Sur la figure 3, la constante de temps RC est choisie pour produire, à titre d'exemple, une impulsion positive Vs de cinq microsecondes. A la fin de l'impulsion de cinq microsecondes, le flanc négatif de la tension au plot 6 est appliqué au plot d'entrée 11 de -TR de la seconde section du monostable dans le circuit integré A l'arrivée du flanc négatif de la tension Vs au plot 11, le plot de sortie 9 de Q 2 est couplé au plot de rétablissement 3 du premier monostableo Quand l'entrée de rétablissement du premier monostable est commutéà l'état bas par la sortie Q 2 du second monostable, la S 6 rtie Q 1 du premier monostable est empêchée de passer à l'état haut pendant un temps équivalent au temps A t de la figure 2 d. Le temps Ut est déterminé par la constante de temps associéeau réseau RC qui est couplé aux plots 14 et 15 du second monostable et il est, à titre d'exemple de 40 microsecondes Cette durée de 40 microsecondes est suffisament longue pour empêcher la sortie Q 1 de passer à l'état haut pendant la présence d'une tension impulsionnelle de retour V sur deux qui est appliquée au plot 4 lorsque le circuit r de déviation horizontale 40 fonctionne à la fréquence de 2 H. La durée de 40 microsecondes est cependant suffisamment courte pour permettre à toute impulsion de retour Vr en mode 1 H qui est appliquée au plot 4 de déclencher le premier monostable et de développer la tension impulsionnelle Vs au plot de sortie 6 Le circuit de conditionnement des impulsions de la figure 3 permet par conséquent à l'alimentation en courant de fonctionner à la fréquence inchangée de 1 H même lorsque le circuit de déviation 40 fonctionne à la fréquence de 2 H. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Source d'alimentation en courant de commutation synchronisé dans un système de visualisation ayant un système de balayage à plusieurs fréquences caractérisée par un circuit de déviation ( 40) pour produire un courant de déviation dans un enroulement de déviation (L) et pouvant fonctionner à l'une parmi deux fréquences de balayage pouvant être choisies; un moyen ( 24 c) pour produire un signal de synchronisation (Vr) en synchronisme avec ledit courant de balayage; un moyen ( 30) répondant audit signal de synchronisation pour produire un signal de commande qui est en synchronisme avec le courant de balayage et à une fréquence qui ne change pas quand le circuit de déviation fonctionne à l'une ou l'autre des deux fréquences; et une source d'alimentation en courant de commutation ( 20) pour développer une tension d'alimentation pour ledit système de visualisation et qui répond audit signal de commande pour produire une opération de commutation de ladite alimentation en courant ( 20) à ladite fréquence inchangée en synchronisme avec ledit courant de balayage. 2 Source selon la revendication 1 caractérisée en ce que le signal de synchronisation (Vr) comprend une impulsion indicatrice du retour de déviation et oỉ ladite source d'alimentation en courant comprend une source de tension d'entrée (V in), un transformateur ( 22) et un transistor de commutation ( 37) relié à ladite source de tension d'entrée et à un premier enroulement ( 22 a) dudit transformateur ( 22) pour développer la tension d'alimentation à partir de la tension produite dans un enroulement secondaire ( 22 b) du transformateur ( 22), ledit signal de commande produisant le passage à l'ouverture du transistor de commutation ( 37) pendant un intervalle de retour de déviation. 3.Source selon la revendication 1 caractérisée en ce que le moyen générateur de signaux de commande ( 30) produit un signal de commande récurrent à la plus faible des deux fréquences de balayage lorsque le circuit de déviation ( 40) fonctionne à la plus forte des deux fréquences de balayage. 4 Source selon la revendication 3 caractérisée en ce que le moyen générateur de signaux de commande( 30) comprend une porte ( 33) à laquelle est appliqué le signal de synchronisation et un moyen ( 31) pour inhiber ladite porte ( 33) pendant un premier intervalle plus grand que celui de la durée d'un cycle de la plus haute des deux fréquences de balayage, et plus petit que la durée d'un cycle de la plus basse des deux fréquences de balayage. 5 Source selon la revendication 4 caractériséeen ce que le moyen d'inhibition de la porte comprend un monostable ( 31) ayant un état instable d'une durée égale à celle du premier intervalle. 6 Source selon la revendication 1 caractérisée en ce la seconde des deux fréquences de balayage est un multiple de la première des deux fréquences de balayage et en ce que le moyen générateur de signaux de commande ( 30) comprend un moyen pour délaisser, d'une manière récurrente, un nombre de cycles du signal de synchronisation quand le circuit de déviation ( 40) fonctionne à la seconde fréquence de balayage pour produire un signal de commande qui est récurrente à la première fréquence de balayage. 7 Source selon la revendication 6 caractérisée en ce que le moyen délaissant des cycles comprend un monostable double. 8 Source selon la revendication 6 caractérisée en ce que le signal de synchronisation comprend une impulsion indicatrice du retour de déviation et en ce que la source d'alimentation en courant de commutation comprend une source de tension d'entrée (Vin); un transformateur ( 22) et un transistor de commutation ( 37)relig à la source de tension d'entrée et à unpremier enroulement ( 22 a) du transformateur ( 22) pour développer la tension d'alimentation à partir de la tension produite dans un enroulement secondaire ( 22 b) du transformateur ( 22), le signal de commande produisant le passage à l'ouverture du transistor de commutation ( 37) pendant un intervalle de retour de déviation.