Brevet FR2547143A1 — publié le 19841207

La présente invention concerne un amplificateur video pour appliquer des signaux d'attaque d'information à un dispositif de visualisation de l'image tel qu'un tube-image dans un système de traitement de signaux vidéo. Dans les étages d'attaque de tube-image, on utilise quelquefois une réaction pour établir le gain du signal et la plage de fonctionnement linéaire de l'étage d'attaque, pour stabiliser le potentiel de fonc10 tionnement à la sortie de l'étage et pour réduire l'impédance présentée au tube-image Dans le cas d'un étage d'attaque de tube-image agencé en configuration d'amplificateur en cascode par exemple, une telle réaction est employée entre la sortie d'un transistor 15 amplificateur de rang supérieur qui attaque directement le tube-image et l'entrée d'un transistor amplificateur de rang inférieur qui fournit le courant du signal à l'amplificateur de rang supérieur On reconnaît ici qu'une réaction de ce type peut 20 créer des difficultés dans certaines applications de traitement de signaux, comme dans un système de traitement vidéo utilisant des étages d'attaque du tube-image conçus pour fonctionner sur une largeur de bande du signal bien plus large (comme 30 M Hz) en comparaison 25 à la capacité de largeur de bande relativement plus étroite (comme 4 M Hz) souvent présentée par les étages d'attaque dans des téléviseurs conventionnels La plus large capacité de largeur de bande peut être requise par un moniteur de signaux vidéo par exemple, ou une visualisation de l'image de forte définition est souhaitable La réaction du type décrit peut conduire à une instabilité du traitement du signal 5 ( comme une oscillation du-circuit) due aux effets des capacités parasites dans un système sur grande largeur de bande. On reconnaît par conséquent qu'il est souhaitable d'éviter la réaction du type décrit, tout en maintenant 10 un fonctionnement linéaire de l'étage d'attaque du tubeimage pour préserver la qualité d'une image reproduite par un système à grande largeur de bande De ce point de vue, on peut noter que les étages d'attaque de tube-image à grande largeur de bande fonctionnent souvent à des niveaux de courant considérablement plus élevés en comparaison aux étages plus conventionnels d'attaque ayant une capacité de bande étroite, tels que ceux couramment utilisés dans les téléviseurs Ce résultat peut souvent être attribué a l'impédance de charge de sortie consi20 rablement plus faible de l'étage d'attaque sur bande large Cela est efficace pour réduire les effets de limitation de la largeur de bande des capacités parasites associées au tube-image et à l'étage d'attaque du tubeimage lui-même Des courants considérablement plus élevés conduisent à une augmentation de la dissipation thermique et à des effets de chauffage pouvant finalement conduire à des manques de linéarité dans le fonctionnement de l'amplificateur d'attaque du tube- image Des non linéarités d'autres sources, comme les variations du béta (A) des 30 transistors, ne sont pas non plus souhaitables dans un système de traitement et de visualisation de signaux vidéo de forte définition sur large bande. Selon les principes de la présente invention, un étage d'attaque de tubeimage à réaction est révélé ici, approprié à une utilisation dans un système de visualisation vidéo de forte définition et sur large bande comme un moniteur couleur L'étage d'attaque comprend un amplificateur ayant une première borne de réception 5 de signaux d'entrée d'un circuit d'entrée, une seconde borne appliquant des signaux de sortie à un dispositif de visualisation de l'image au moyen d'un circuit de sortie, et une troisième borne à faible impédance couplée à un potentiel de fonctionnement par un réseau d'impé10 dance Les seconde et troisième bornes définissent un trajet de courant principal de l'amplificateur Une contre-réaction est appliquée par le réseau d'impédance au circuit d'entrée pour former une boucle de réglage à réaction pour maintenir un fonctionnement linéaire 15 de l'amplificateur. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence au dessin 20 schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lequel: -la figure unique montre une partie d'un système de traitement de signaux video couleur sur large bande. 25 Sur le dessin, une source 10 de signaux applique des signaux vidéo représentatifs d'une image en couleur sur large bande (comme 30 M Hz) du rouge (R), du vert (G) et du bleu (B) aux réseaux respectifs de traitement de signaux vidéo du rouge, du vert et du bleu 12, 14 et 30 16 Comme les réseaux de traitement de signaux vidéo 12, 14 et 16 sont semblables, seul le réseau de traitement de signaux du rouge 12 est illustré en détail et sera décrit. Le signal R est fourni sous la forme d'un courant par une source de forte impédance dans l'unité 10, à un étage pré-amplificateur comprenant des transistors , 21 agencés en amplificateur différentiel Les signaux amplifiés au circuit de collecteur de sortie du transistor 20 sont appliqués par un transistor tampon 24 monté en émetteur suiveur, à un étage du tubeimage comprenant des transistors 30 et 31 polarisés pour un fonctionnement en classe A Un transistor 26 forme une source de courant du transistor 24 monté en 10 émetteur suiveur. Le transistor 30 de l'étage d'attaque comprend un transistor amplificateur d'entrée de rang inférieur, monté en émetteur commun, qui avec un transistor amplificateur 31 de sortie de rang supérieur monté en base 15 commune, forme un étage d'attaque du tube-image en cascode avec capacité d'amplification des signaux sur large bande ( 30 M Hz) Le transistor du type 2 N 5943 peut être utilisé pour le transistor 30 et le transistor du type LT-1839 peut être utilisé pour le transistor 31. 20 Ce dernier type de transistor est commercialisé par TRW Semiconductors, Lawndale, Californie, E U A. Les signaux video du rouge à un haut niveau au circuit de collecteur de sortie du transistor 31 sont appliqués à une cathode 40 a du rouge d'un tube-image couleur-45 par un condensateur 50 de couplage en courant alternatif et un réseau de couplage de sortie 55 De même, les signaux vidéo du vert et du bleu à un haut niveau à la sortie des réseaux de traitement 14 et 16 sont appliqués aux cathodesdu vert et du bleu 40 b et 40 c 30 du tube-image 45 Un réseau de couplage de sortie 55 peut comprendre une résistance de limitation du courant de l'arc du tube-image etuncircuit de restauration du courant continu qui coopère avec le condensateur de couplage en courant alternatif pour établir une condition 5. souhaitée de polarisation en courant continu pour la cathode du tube-image. Le circuit de charge de collecteur du transistor de sortie 31 présente une relativement faible impedance -5 principalement déterminée par la valeur d'une résitance 34 Le circuit d'émetteur du transistor d'entrée 30 de rang inférieur comprend un réseau d'impédance 36 qui est relié entre l'émetteur du transistor 30 et le potentiel de référence à la masse Le réseau 36 comprend une 10 résistance 37 en parallèle avec la combinaison en série d'une résistance 38 et d'un condensateur 39 Le réseau 36 a pour fonction, en particulier par rapport au condensateur 39, d'augmenter le courant d'émetteur du transistor (c'est-à-dire d'augmenter le gain du transistor 30) 15 aux fréquences élevées des signaux De ce point de vue, le réseau 36 présente une impédance qui décroît avec l'augmentation des fréquences du signal. Le réseau d'impédance 36 sert également de réseau d'échantillonnage du courant associé à une boucle de contre-réaction comprenant une résistance 60, le transistor pré-amplificateur 20, le transistor 24 monté en émetteur suiveur et le transistor d'entrée 30 de l'étage d'attaque du tube-image Le circuit comprenant les transistors 20, 21 avec les transistors 24 et 30 et la résistance de réaction 60 correspond à un amplificateur opérationnel à réaction La base ou entrée du transistor 20 correspond à une entrée inverse de l'amplificateur opérationnel Un potentiel de référence de la masse est appliqué à l'entrée directe de l'amplificateur à la base du transistor 21. Le courant d'émetteur du transistor 30, qui détermine le courant de collecteur de sortie du transistor vidéo de sortie 31, peut présenter des non linéarités dues aux effets de la température et à des variations du ? du transistor, par exemple Les effets de la température représententun facteur de plus en plus important lorsque les transistors 30 et 31 sont conducteurs de courants relativement importants De ce point de vue, il faut noter qu'afin de maintenir la capacité d'amplification du signal sur large bande, l'étage d'attaque 30, 31 sur large bande présente une impédance d'entrée considérablement plus faible et est conducteur de courants considérablement plus importants en comparaison aux étages d'attaque sur bande-étroite telsque ceux couramment employés dans des téléviseurs. La boucle décrite de réaction comprenant la résistance 60 compense de tels manques de linéarité et aide à maintenir la stabilité en température de l'étage d'attque Une tension développée dans le réseau 15 d'impédance 36 est représentative de la grandeur du courant d'émetteur du transistor d'attaque 30, représentatif du signal vidéo, comprenant toutes les composantes non linéaires du courant Cette tension est continuellement réappliquée à la base du transistor d'attaque 30 par la 20 résistance 60 et les transistors 20, 24 de façon que la tension du signal de base du transistor 30 présente une grandeur et un sens pour produire un courant linéaire d'émetteur pour le transistor 30 Plus particulièrement, la tension d'attaque de base du transistor 30 comprend une composante en rapport avec la composante non linéaire du courant d'émetteur, mais d'une grandeur et d'un sens annulant sensiblement l'effet de la non linéarité du courant d'émetteur. La conduction linéaire de courant par le transistor 30 30 est importante car le courant du signal conduit par le transistor 30 correspond sensiblement au courant du signal de sortie conduit par le transistor de sortie vidéo 31 Un courant non linéaire du signal de sortie gênerait la qualité d'une image reproduite en réponse 35 à des signaux conduits par l'étage d'attaque du tube- 2547 1-43 image. L'agencement décrit de réaction évite les problèmes qui pourraient résulter d'une réaction entre le collecteur ou sortie du disposisif de sortie vidéo 31 et le circuit d'entrée de l'étage d'attaque du tubeimage Le collecteur d'un transistor présente une impédance qui, en combinaison avec les capacités parasites, peut conduire à des erreurs non souhaitables de phase et de temporisation pouvant nuire à l'efficacité du réseau de 10 réaction et nuire à la qualité d'une image reproduite. De telles erreurs peuvent particulièrement se produire étant donné les signaux vidéo haute fréquence (comme M Hz) qui sont traités, et peuvent conduire à des effets de distorsion comme une oscillation du signal de sortie De plus, les hautes fréquences mises en cause augmentent la possibilitédeune instabilité du circuit (comme une oscillation parasite) selon le gain de la boucle de réaction et le déphasage induit par les capacités parasites De telles capacités parasites comprennent 20 les capacités associées au dispositif de sortie vidéo lui-même, et les capacités du câblage de sortie et les connecteurs par exemple. Dans l'agencement illustré de réaction, la tension de réglage de réaction est dérivée de l'émetteur à basse 25 impédance du transistor 30, ce qui réduit sensiblement l'impact des capacités parasites L'agencement révélé présente une bonne stabilité aux hautes fréquences et ne présente pas d'erreurs néfastes de phase et de temporisation de la réaction, tout en produisant une compensation de linéarité du courant ainsi qu'une stabilité avec la température Le réseau de réaction sert également à assurer que le courant du signal conduit par l'étage d Dattaque vidéo maintiendra une relation sensiblement linéaire avec la tension du signal d'entrée du rouge (R) produit par 35 la source 10. L'agencement de l'étage d'attaque du tube-image à réaction révélé est particulièrement utile avec des systèmes de visualisation vidéo de forte définition sur large bande, comme des moniteurs vidéo utilisés dans des studios de diffusion pour surveiller la qualité des signaux vidéo diffusés, ainsi qu'avec des systèmes destinés à présenter des caractères alphanumériques avec une bonne définition des bords et en association avec des signaux vidéo sur large bande Les systèoes de ce dernier type peuvent comprendre les téléviseurs domestiques o est prévue la possibilité de visualiser une information alphanumérique (comme du télétexte et des données dérivées d'un calculateur) qui proviennent dlentrées auxiliaires, 15 ainsi que des moniteurs spécialisés de visualisation associés aux terminaux de calculateurs. 9, ' REVENDICATION$ R E V E N D I C -A T I O N S 1. Dispositif, dans un système de traitement de signaux vidéo comprenant un dispositif de visualisation de l'image répondant à des signaux d'information vidéo représentatifs de l'image appliqués à son électrode de réglage de l'intensité, caractérisé en ce qu'il comprend: un circuit amplificateur comprenant un premier moyen amplificateur ( 30) ayant une première borne. d'entrée de signaux (Base), une seconde borne de sortie 10 de signaux (Collecteur), et une troisième borne à faible impédance (Emetteur), lesdites seconde et troisième bornes définissant un trajet de courant principal dudit moyen amplificateur; un premier moyen formant circuit d'entrée ( 20, 21, 24, 15 26) pour appliquer ues signaux vidéo représentatifs de l'image à ladite première borne dudit moyen amplificateur; un moyen d'impédance ( 36) pour coupler ladite troisième borne de faible impédance dudit moyen amplificateur à un potentiel de référence; un moyen formant circuit de sortie ( 50, 55) pour appliquer des signaux vidéo dérivés de ladite seconde borne dudit moyen amplificateur à l'électrode de réglage de l'intensité dudit dispositif de visualisation de l'image; et un moyen de réaction ( 60) relié entre ladite troisième borne à faible impédance dudit moyen amplificateur et ledit moyen formant circuit d'entrée pour former une boucle de contre-réaction de signaux vidéo. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac30 térisé en ce que le circuit amplificateur comprend: un second moyen amplificateur ( 31) agencé en configuration d'amplificateur en cascode avec ledit premier moyen amplificateur ( 30) et ayant une première borne (Base) couplée à un potentiel de polarisation, une seconde borne de sortie de signaux (Collecteur) couplée à uneimpedance de charge ( 34) et une troisième borne (Emetteur) couplée à la seconde borne de sortie de signaux dudit premier moyen amplificateur; lesdites seconde et troisième bornesdudit second moyen amplificateur ( 31) définissant un trajet conducteur de courant principal dudit second moyen amplificateur. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la boucle 10 de contre-réaction est couplée en courant continu. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le moyen formant circuit d'entrée ( 20, 21, 24, 26) comprend un réseau préamplificateur couplé en courant 15 continu; et le moyen de réaction ( 60) est couplé entre la troisième borne (Emetteur) du premier moyen amplificateur ( 30) et une entrée (Base de 20) du réseau préamplificateur. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'impédance ( 36) comprend un moyen formant circuit résistif ( 37, 38) et un moyen formant circuit réactif ( 39) pour augmenter le courant conduit par le 25 moyen amplificateur aux hautes fréquences du signal video. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une réaction du signal en boucle fermée pour le moyen 30 amplificateur ( 30) et formée principalement par le moyen de réaction ( 60). 7. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen formant circuit de sortie ( 50, 55) comprend un moyen ( 50) pour le couplage 35 * en courant alternatif de signaux vidéo de sortie du second moyen amplificateur ( 31) à l'électrode de réglage de l'intensité ( 40 a). 8. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premier ( 30) et second ( 31) 5 moyens amplificateurs comprennent chacun un transistor ayant des électrodes de base, de collecteur et d'émetteur correspondant respectivement aux première, seconde et troisième borne.