Brevet FR2540632A1 — publié le 19840810

"Procédé et dispositif de compensation de l'orthogonalité selon l'axe des Z pour un oscilloscope". La présente invention concerne de manière géné- rale un dispositif d'affichage de formesd'onde, et plus particu- lièrement un dispositif destiné à réduire au minimum la distorsion d'affichage créée par des variations dans le courant du faisceau électronique d'un tube à rayon cathodique d'un oscilloscope. Dans une unité d'oscilloscope, on dévie ho- rizontalement et verticalement le faisceau électronique du tube cathodique en réponse à des signaux de déviation selon l'axe des X et selon l'axe des Y, respectivement, alors que l'on commande le carant du faisceau du tube cathodique (axe des Z) en affichant ain- si des formes d'onde ou une lecture de caractères alphanumériques sur l'écran du tube cathodique La lecture est un affichage de caractères alphanumériques représentant des facteurs de déviation ou des informations variées relatives à des mesures pour des usages de métrologie Le courant du faisceau du tube électronique est interrompu pendant le retour de balayage, la lecture de blancs pendant un mode d'affichage de lecture, pendant la suppression à découpage dans le mode appelé à découpage (CHOP) etc Egalement, le niveau du courant du faisceau du tube cathodique est changé en un mode de balayage A renforcé par B dans lequel le niveau de l'in- tensité est augmenté pendant une partie du balayage principal ou balayage A, ce qui indique la période de balayage retardé ou ba- layage B De telles variations du courant du faisceau du tube ca- thodique entraînent des déviations incidentes du faisceau du tube cathodique dues à de faibles défauts-d'alignement de différents éléments du canon à électrons du tube cathodique Il en résulte qu'une distorsion d'affichage indésirable est créée lorsque le courant du faisceau du tube cathodique varie dans une mesure telle que la qualité de l'affichage en souffre, que la référence de masse est incertaine, qu'il existe des erreurs de synchronisation, que l'affichage lit des décalages concernant l'intensité du faisceau, que des distorsions existent pendant le mode d'affichage à balayage -2- A renforcé par B et que des aberrations verticales se produisent dans les parties élevées de la courbe de fonctionnement du tube cathodique Cet effet est plus prononcé dans certains tubes ca- thodiques de haute performance qui ont des courants de faisceau élevés et des sensibilités de déviation élevées, tels que des tubes à rayon cathodique qui comprennent des électrodes quadri- polaires de dilatation de balayage ou une électrode à maille de dilatation de balayage. Conformément à la présente invention, on prévoit deux multiplicateurs pour compenser de manière indépendante les signaux de déviation selon l'axe des Y et l'axe des Y en réponse à un signal selon l'axe des Z qui est approximativement proportionnel au courant du faisceau du tube cathodique Les signaux compensés de déviation en X et en Y sont appliqués à des circuits de déviation suivant l'axe des X et l'axe des Y, respectivement,-ce qui améliore la qualité de l'affichage. C'est donc un objet de la présente invention de fournir une unité de compensation de l'orthogonalité de l'axe des Z pour réduire au minimum la distorsion de l'affichage et les aberrations dnes aux variations du courant du faisceau du tube cathodique dans une unité d'affichage de forme d'onde. C'est un autre objet de la présente invention de fournir un dispositif de compensation de l'orthogonalité de l'axe des Z pour fournir une compensation dynamique en utilisant des multiplicateurs. C'est encore un autre objet de la présente invention de fournir un dispositif de compensation de l'orthogona- lité de l'axe des Z de complexité minimale. Plus précisément, la présente invention concerne un procédé pour rectifier la distorsion d'affichage créée par des variations du courant de faisceau du tube à rayons cathodiques dans un dispositif d'affichage de forme d'onde; conformément à l'invention, ce procédé comprend les étapes suivantes: a) réception d'un signal d'entrée essentielle- ment proportionnel audit courant de faisceau; b) fourniture de signaux de compensation en réponse audit signal d'entrée, et 3- c) addition desdits signaux de compensation à au moins un des signaux de déviation en X et en Y en compensant de ce fait l'orthogonalité selon l'axe des Z. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité qui comprend: des organes pour-recevoir un signal d'entrée essentiellement proportionnel audit courant de faisceau des organes pour fournir des signaux de com- pensation en réponse audit signal d'entrée, et des organes pour additionner lesdits signaux de compensation à au moins un des signaux de déviation selon l'axe des X et l'axe des Y. Avantageusement, les organes de fourniture de signaux de compensation comprennent des organes pour ajuster l'am- plitude et la polarité dudit signal d'entrée. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description qui suit, faite en se réfé- rant au dessin ci-annexé sur lequel: la fig 1 est un schéma synoptique d'un dis- positif de compensation de l'orthogonalité suivant l'axe des Z conforme à la présente invention, et la fig 2 représente un mode de réalisation du dispositif de compensation de l'orthogonalité suivant l'axe des Z conforme à la présente invention. Si l'on se réfère à la fig 1, on voit des mul- tiplicateurs 4 et 6 qui ont la même structure de circuit et qui so: prévus pour l'axe des X et l'axe des Y respectivement Chaque mult plicateur reçoit deux entrées analogiques et fournit une sortie analogique proportionnelle au produit des deux entrées Ces multi- plicateurs peuvent être de toute structure usuelle L'une des en- trées de chaque multiplicateur est un signal pour l'axe des Z qui est un signal analogique qui est approximativement proportionnel au courant du faisceau ou à l'intensité d'affichage L'autre en- trée de chaque multiplicateur est un signal à tension continue qui est engendré par une source de tension variable telle que des -4potentiomètres 2 et 8 reliés entre deux sources de tension fixes différentes Les potentiomètres 2 et 8 sont réglés en fonction de la polarité et de l'amplitude de l'erreur d'orthogonalité selon l'axe des Z Les signaux de déviation selon l'axe des X et l'axe des Y sont des signaux analogiques destinés à commander la dévia- tion horizontale et la déviation verticale du faisceau du tube cathodique, respectivement Les sorties des multiplicateurs 4 et 6 sont respectivement additionnées aux signaux de déviation en X et er Y afin de produire des signaux compensés en X et en Y qui sont envoyés à des circuits de déviation en X et en Y respectivement. Les additions des sorties des multiplicateurs aux signaux de dé- viation en X et en Y peuvent être réalisés au niveau des amplifi- cateurs vertical et horizontal respectivement dans l'unité d'os- cilloscope de telle manière que les signaux additionnels aux si- gnaux de déviation en X et en Y commandent les positions verticale et horizontale du faisceau du tube cathodique pour annuler les déviations incidentes induites par les variations du courant du faisceau du tube cathodique; Du fait que les circuits de compen- sation sont indépendants pour chaque axe, on pourrait équiper un tube cathodique qui ne nécessite une compensation que lelong d'un axe. Si on se réfère maintenant à la fig 2, on voit un exemple de multiplicateur 6 et de ses éléments associés Le mul- tiplicateur 4 et ses éléments associés sont identiques au multipli- cateur 6, si bien que cette description s'applique aux deux multi- plicateurs Des transistors à couplage d'émetteur 10-12 et 14-16 constituent des paires différentielles Les collecteurs de tran- sistors 10 et 14 sont tous les deux mis à la masse Les collecteurs des transistors 12 et 16 sont reliés entre eux et fournissent la borne de sortie du multiplicateur 6 Les bases des transistors 10 et 16 reçoivent un signal qui est approximativement proportionnel au courant de faisceau du tube cathodique et les bases des tran- sstors 12 et 14 sont reliées ensemble à un noeud de tension cons- tan:e 17 De S émetteurs des paires ce transistors différentielles 1 'Y-2 et 14-16 sont respectivement reliées auxcollecteursde tran- sistor 18 et 20 qui forrnit une autre paire différentielle de tran- sistors com Dortant une résistance 19 branchée entre leurs émetteurs. La base du transistor 18 est reliée à unnreud de tension cons- tante 21 et la base du transistor 20 est reliée au potentiomètre 8 qui est branché entre une source de tension négative appropriée -V et l'anode d'une diode Zener 11 dont la cathode est mise à la masse -Les collecteurs de transistors 22 et 24 sont reliés aux émet- teurs des transistors 18 et 20 respectivement Les émetteurs des transistors 22 et 24 sont reliés à la source de tension négative -V par l'intermédiare de résistances 26 et 28 Les bases des trac-e sistors 22 et 24 sont reliés ensemble et mises à la masse par l'in- termédiaire d'une résistance commune 25 Les bases des transistors 22 et 24 sont également reliées à la source de tension négative -V par l'intermédiaire d'une diode 30 et d'une résistance 32 Les transistors 22 et 24 sont des sources de courant constant Le multi- plicateur 6 produit à la borne de sortie D un courant de sortie qui est proportionnel au produit de la différence entre les si- gnaux d'entrée présents sur les bornes d'entrée A et B etàla dif- férence entre les signaux d'entrée présents sur les bornes C et E. Du fait que les signaux présents sur les bornes d'entrée B et C sont constants, le signal proportionnel au courant du faisceau sur la borne d'entrée A est amplifié selon un facteur déterminé par le potentiomètre 8 L'addition du signal de compensation provenant du multiplicateur 6 au signal de déviation en Y peut être réalisé fa- cilement à l'étage d'amplification verticale de l'unité de l'oscil- loscope De manière similaire, la sortie du multiplicateur 4 peut être ajoutée au signal de déviation en X à l'étage d'amplification horizontale de l'unité d'oscilloscope Par exemple, le signal de compensation peut être appliqué à l'émetteur d'un transistor à émetteur commun dont la base reçoit un signal d'entrée De manière alternative, le signal de compensation peut être appliqué à un réseau de résistancesde proportionnalité avec un signal d'entrée. Conformément à la présente invention, on réali- se une compensation rapide et dynamique de la distorsion d'affi- chage causée par les variations du courant du faisceau du tube ca- thodiaue et cela avec une complexité minimale L'unité de compensa- tion de l'orthogonalité selon l'axe des Z fournit une qualité -6- améliorée, réduit l'incertitude sur la référence de la masse, ré- duit l'erreur de synchronisation, réduit le décalage de lecture avec l'intensité, réduit la distorsion de la forme d'onde A ren- forcée par B et réduit les aberrations verticales pour des cou- rants élevés de tube cathodique On peut composer soit un axe soit les deux comme on le désire. La description ci-dessus n'a été fournie qu'à titre illustratif et non limitatif et il est évident que l'on peut y apporter des modifications ou variantes sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. -7- REVENDICATIONS ) Procédé de rectification de la distor- siond'affichage créée par les variations du courant du faisceau du tube à rayon cathodique dans une unité d'affichage de forme d'onde, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) réception d'un signal d'entrée essentielle- ment proportionnel audit courant de faisceau b) fourniture de signaux de compensation en réponse audit signal d'entrée, et c) addition desdits signaux de compensation à au moins un signal de déviation en X et Y, en compensant de cette manière l'orthogonalité de l'axe des Z. ) Dispositif de compensation de l'orthogona- lité de l'axe des Z destiné à corriger la distorsion d'affichage causée par des variations du courant du faisceau d'un tube à rayon cathodique dans une unité d'affichage de forme d'onde, caracté- risé en ce qu'il comprend: des organes pour recevoir un signal d'entrée essentiellement proportionnel audit courant de faisceau; des organes ( 4, 6) pour fournir des signaux d E compensation en réponse audit signal d'entrée, et des organes pour additionner lesdits signaux de compensation à au moins un des signaux de déviation sur l'axe des X et l'axe des Y. 30) Dispositif selon la revendication 2, carac- térisé en ce que les organes pour fournir des signaux de compensa- tion comprennnent des organes ( 2,8) pour régler l'amplitude et la polarité dudit signal d'entrée. ) Dispositif selon la revendication 3,carac- térisé en ce que lesdits organes pour fournir des signaux de com- pnesation comprennent au moins Cmircuit multiplicateur ( 4,6) pour combiner ledit signal d'entrée avec une tension continue réglable. ) Dispositif selon la revendication 4, carac térisé en cequ'il comporte un multiplicateur ( 4,6)-pour chaque axe