Brevet FR2546696A1 — publié le 19841130

La présente invention se rapporte à des circuits d'alimentation en courant et de déviation pour des systèmes de visualisation vidéo à plusieurs fréquences de balayage, et en particulier à un agencement pour produire une compensation de la dimension de la trame pour différentes fréquences de balayage ou de déviation. La popularité croissante des calculateurs et systèmes de traitement de mots, en particulier pour un usage domestique ou dans de petites entreprises, nécessite une certaine forme de visualisation de l'information vidéo Un téléviseur ordinaire est suffisant pour certaines applications, mais l'obtention d'une possibilité de lecture souhaitée dans la reproduction de textes et de chiffres nécessite souvent une plus ample résolution que celle que peut offrir un téléviseur En particulier, la résolution verticale peut être améliorée en augmentant le nombre de lignes horizontales Un papillotement, un brouillage des lignes et un défilement des lignes peuvent être améliorés en prévoyant un balayage ligne par ligne ou progressif, plutôt qu'un balayage entrelacé Les systèmes à balayage progressif produisent souvent une augmentation de la fréquence de balayage horizontal Si la fréquence de balayage horizontal est doublée, la fréquence de déviation verticale peut être laissée inchangée Cela est particulièrement important sur le marché des calculateurs personnels, o un moniteur exclusif peut ne pas être éconiquement possible Il peut être souhaitable d'utiliser une seule unité en tant que récepteur/moniteur combiné capable de produire une haute résolution pour les fonctions de calculateur ou de traitement de mots et une visualisation vidéo normale pour un fonctionnement ordinaire du téléviseur La capacité de fréquences multiples de balayage horizontal peut également être souhaitable afin d'améliorer la possibilité d'application d'un moniteur vidéo à divers systèmes logiciels et matériels nécessitant des fréquences particulières de balayage. Il est souhaitable d'utiliser autant que possible les mêmes composants pour un fonctionnement à plusieurs - fréquences de balayage afin de réduire le prix et la complexité du circuit Il est également important que le moniteur fonctionne selon les mêmes normes avec chaque fréquence de balayage horizontal choisie. Un problème qui se pose par suite d'une tentative de l'utilisation de composants communs de circuit est associé au circuit de déviation horizontale Si l'on utilise la même inductance du bobinage du transformateur de retour et le même condensateur de retour horizontal, l'impulsion de retour horizontal est sensiblement la même en largeur pour chaque fréquence de balayage Cepen- dant, une impulsion de retour de largeur constante provoquera un changement du rapport aller/retour pour différentes fréquences de balayage horizontal, le rapport augmentant avec la diminution des fréquences de balayage. Cependant, le rapport aller/retour augmentera d'un facteur supérieur au rapport des fréquences de balayage, donc l'amplitude de l'impulsion de retour aura tendance à être plus importante à la plus faible fréquence de balayage Comme l'amplitude de l'impulsion de retour détermine le niveau à haute tension par l'intermédiaire du transformateur haute tension, le niveau à haute tension augmentera avec la diminution de la fréquence de balayage horizontal. Selon un aspect de la présente invention, un circuit d'alimentation en courant et de déviation pour une utilisation dans un système de visualisation vidéo comprend un moyen de déviation horizontale adapté à fonctionner à un certain nombre de fréquences de déviation horizontale pouvant être choisies Le moyen déflecteur comprend un circuit qui produit des impulsions de retour horizontal dont les amplitudes dépendent de la fréquence de balayage horizontal Une source de tension produit différents niveaux de tension et un moyen choisit l'un de ces niveaux de tension en réponse à la fréquence choisie de balayage. L'enroulement primaire d'un transformateur a un nombre de spires et une première borne qui est connectée au circuit produisant l'impulsion de retour L'enroulement du transformateur a également un certain nombre de prises formant chacune un enroulement primaire avec la première borne et qui ont des nombres différents de spires d'enroule- ment Un enroulement secondaire du transformateur est magnétiquement couplé à l'enroulement primaire et il produit un niveau à haute tension en réponse à l'amplitude des impulsions de retour horizontal à l'enroulement primaire. Un moyen couple la source de tension à l'une des prises en réponse à la fréquence choisie de balayage de façon que le niveau de haute tension reste sensiblement constant indépendamment des changements de l'amplitude de l'impulsion de retour. 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 schématique annexé donné uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lequel: la figure unique montre, partiellement sous forme schématique -et partiellement sous forme de schéma bloc, un circuit d'alimentation en courant de déviation selon un aspect de la présente invention. En se référant à la figure unique, on peut y voir une partie d'un circuit d'un moniteur vidéo qui fonctionne à deux fréquences de déviation ou de balayage horizontal. Une source de tension continue non régulée +V 1, de l'ordre de 300 volts cc, développée à partir de l'alimentation en courant alternatif du secteur, est appliquée à un enroulement primaire 10 d'un transformateur 11 d'alimenta- tion en courant L'enroulement primaire 10 est également couplé au collecteur d'un transistor de commutation 12 de façon que la conduction du transistor 12 force le courant de la source d'alimentation en tension + V 1 commande de régulateur de tension par un conducteur 16. Le circuit 15 de commande de régulateur échantillonne le niveau de la tension +V 5 et commande la durée utile de conduction du transistor 12 en modulant la largeur du signal d'attaque du transistor 12 En contrôlant la conduction du transistor 12 sur la base du niveau de la tension de contreréaction +V 5,1 le niveau des tensions continues +V 2, +V 3, +V 4 et +V 5 peut être régulé avec précision La tension de contre-réaction ou d'échantillon- nage pour le circuit de commande de régulateur 15 peut être prise à une alimentation séparée, comme cela est représenté, ou bien elle peut être prise à l'une des autres alimentations en tension. La source de tension +V 2 est connectée à une borne 17 a d'un pÈle d'un interrupteur à va-et-vient 20 à deux pâles Une borne correspondante 17 b est placée sur l'autre pôle du commutateur 20 La source de tension +V 3 est connectée à une borne 21 a d'un pôle du commutateur 20, qui a une borne correspondante 21 b à son autre pôle. Des bornes communes 22 a et 22 b sont placées entre les bornes 17 a, b et 21 a, b, respectivement La borne commune 21 a est électriquement connectée à la borne commune 22 b. Des contacts 23 a et 23 b relient électriquement les bornes 17 a, b et 22 a, b dans une première position et relient électriquement les bornes 21 a, b et 22 a, b dans une seconde position Par suite, quand le commutateur 20 est à sa première position, le niveau de tension +V 2, à titre d'exemple de l'ordre de 90 volts cc, apparaît aux bornes 17 b et 20 b, et la borne 21 b se trouve déconnectée Quand le commutateur 20 est à sa seconde position, comme on peut le voir sur la figure, le niveau de tension +V 3, à titre d'exemple de l'ordre de 45 volts, apparaît aux bornes 22 b et 21 b, et la borne 17 b se trouve déconnectée. Le commutateur 20 est utilisé pour choisir la fréquence de balayage horizontal souhaitée, à titre d'exemple 31,5 k Hz dans sa première position ou 15,75 k Hz dans sa seconde position D'une façon qui sera expliquée en détail ci-après, le commutateur 20 coopère avec d'autres circuits du moniteur pour accomplir automatique- ment chacun des changements nécessaires des paramètres pour obtenir le fonctionnement souhaité à chaque fréquence de balayage. La tension qui apparaît à la borne commune 22 b, (+V 2 ou +V 3) est appliquée à la cathode d'une diode Zener 24 La diode est choisie pour une avalanche ou une construction de tension à un niveau de tension au-dessus du niveau de la tension +V 3 et en dessous du niveau de la tension +V 2 Lorsque le commutateur 20 est à sa première position, la présence de la tension +V 2 à la borne 22 b force la diode Zener 24 à se mettre en avalanche ou en rupture, avec pour résultat un niveau de signal "haut" à la borne 25 Quand le commutateur 20 est à sa seconde position, la tension +V 3 à la borne 22 b est insuffisante pour provoquer une rupture de la diode Zener 24 et en conséquence un niveau de signal "bas" apparaît à la borne 25. Le moniteur comprend un circuit de déviation vertical 26 qui applique un courant de déviation verticale aux enroulements de déviation verticale 27 d'un bobinage déflecteur La cadence ou la synchronisation du circuit de déviation verticale 26 est obtenue par un signal de synchronisation verticale appliqué, au moyen d'un conducteur y, par un circuit 30 de traitement de signaux de synchronisation Le circuit 30 applique un signal au circuit de commande de régulateur 15 par un conducteur R qui commande la temporisation du circuit 15 afin de synchroniser la conduction du transistor 12 Le circuit de traitement 30 applique également un signal de synchronisa- tion horizontale à un oscillateur horizontal 31 d'un circuit de déviation horizontale par un conducteur H. La fréquence du signal à la sortie de l'oscillateur 31 est déterminée à la façon qui suit La fréquence d'oscillateur est principalement déterminée par la valeur d'un réseau externe qui comprend des résistances 33 et 34, un condensateur 35 et un transistor 36 Avec le commutateur 20 à sa seconde position (avec une fréquence choisie de balayage horizontal de 15,75 k Hz), le niveau du signal à la borne 25 est "bas", donc le transistor 36 est non conducteur Un réseau résistif-capacitif composé de la résistance 33 et du condensateur 35 à des valeur de ses composants qui sont choisies pour produire une fréquence d'oscillateur légèrement plus faible que ,75 k Hz L'oscillateur 31 s'accroche sur la fréquence horizontale souhaitée par le signal de synchronisation du circuit 30 Quand le commutateur 20 est à sa première position (ave c une fréquence choisie de balayage horizontal de 31,5 k Hz), le signal à la borne 25 est "haut", donc le transistor 36 est mis en circuit et devient conducteur. La résistance 34 fait alors partie du réseau RC, formant un trajet supplémentaire de charge 7 décharge pour le condensateur 35 La valeur de la résistance 34 est choisie de façon que la constante de temps du réseau RC (résistances 33 et 34 en parallèle et condensateur 35) force la fréquence de l'oscillateur à augmenter, de façon que l'oscillateur 31 puisse s'accrocher à la fréquence souhaitée de 31,5 k Hz en réponse au signal de synchronisation au conducteur H La valeur de la capacité du réseau RC pourrait bien entendu être changée plutôt que la résistance. Le signal à la sortie de l'oscillateur horizontal 31 est appliqué à un circuit d'attaque horizontale 37 qui, par un transformateur 40, applique des signaux de commuta- tion à la fréquence de balayage horizontal à la base d'un transistor de sortie horizontale 41 Le transistor de sortie horizontale 41 fait partie d'un circuit de sortie horizontale qui comprend également une résistance 39 de limitation de courant, une diode d'amortissement 42, un condensateur de retour 43 et des enroulements de déviation horizontale 44 Une inductance saturable magnétiquement polarisée 45 est en série avec les enroulements 44, qui produit une correction de la linéarité de la trame qui compense les pertes d'énergie pendant la dernière partie de chaque ligne de balayage horizontal Une distorsion de la trame en coussinet latéral est-ouest est corrigée par un dispositif de correction de coussinet 46 o est incorporé un transformateur 47 ayant un enroulement 50 en série avec les enroulements de déviation horizontale 44 Le courant de déviation horizontale qui s'écoule dans l'enroulement du transformateur est modifié à la fréquence verticale par un signal produit par le circuit de correction de coussinet 51 qui reçoit un signal d'entrée du circuit de déviation verticale 26 Ce signal de correction est appliqué à un enroulement de commande 52 du transformateur 47 qui module l'inductance de l'enroulement 50-et par conséquent modifie le courant s'écoulant dans l'enroulement 50. La forme du tube-image ou du tube de visualisation vidéo a pour résultat une distorsion non linéaire de la trame balayée à proximité du début et de la fin de chaque ligne de balayage horionztal Afin de corriger cette non linéarité, un condensateur est normalement placé en série avec les enroulements du bobinage horizontal Le condensateur se charge pendant une partie de l'intervalle de balayage horizontal et se décharge pendant une autre partie, avec pour résultat une modification en forme de S du courant de balayage horizontal, qui produit l'aspect d'un balayage linéaire. La tension de fonction du circuit de sortie horizontale dépend de la fréquence de balayage horizontal choisie. Afin de maintenir le même courant crête à crête dans le bobinage à 15,75 k Hz et 31,5 k Hz, la tension de fonctionne- ment du circuit de sortie de déviation horizontale à 31,5 k Hz doit être à peu près le double de la tension à ,75 k Hz Cette tension de fonctionnement est appliquée au circuit de sortie horizontale par un enroulement primaire 53 d'un transformateur haute tension 54 Par suite de la position choisie du commutateur 20, soit la tension V 2 ou la tension + V 3 est appliquée à l'enroulement 53 et par conséquent au circuit de sortie de déviation horizontale. Les impulsions de retour horizontal au collecteur du transistor de sortie horizontale 41 apparaissent dans l'enroulement 53 et, par action de transformateur, produisent le niveau de haute tension souhaité dans l'enroulement secondaire 55 L'enroulement secondaire comprend un certain nombre de segments d'enroulement qui sont séparés par des diodes de redressement La haute tension ou potentiel final pour le tube-image ou tube de visualisation vidéo apparaît à une borne finale U Un ensemble de résistances 56 offre des prises pour les tensions de focalisation et d'écran utilisées par l'ensemble de canon d'électrons dans le tube-image ou le tube de visualisation Un enroulement séparé 57 échantillonne les impulsions de retour à la fréquence horizontale et produit un signal à la fréquence horizontale, > une borne 60, qui est appliqué au circuit 30 de traitement de synchronisai Il est souhaitable de maintenir le niveau à haute tension relativement constant, que le moniteur fonctionne à 15,75 k Hz ou à 31,5 k Hz Si un transformateur haute tension est un condensateur de retour communs sont utilisés pour le fonctionnement à 15,75 k Hz et à 31,5 k Hz, la largeur de l'impulsion de retour, et par conséquent le temps de retour sont les mêmes aux deux fréquences Le changement du rapport de l'aller au retour à 15,75 k Hz en comparaison à 31,5 k Hz sera cependant plus important que le changement de la tension de fonctionnement du circuit, avec pour résultat une impulsion de retour à une plus forte amplitude à 15,75 k Hz qu'à 31,5 k Hz Cela force le niveau à haute tension, produit en réponse à l'impulsion de retour, à être plus important à 15,75 k Hz qu'à 31,5 k Hz Afin de maintenir constant le niveau à haute tension aux deux fréquences de balayage, le rapport des spires secondaire/primaire est diminué (ce qui a tendance à produire un niveau légèrement plus faible de la haute tension) pour le fonctionnement à 15,75 k Hz Cela est accompli en prévoyant plusieurs prises sur l'enroule- ment primaire 53 du transformateur haute tension 54 afin que le nombre de spires de l'enroulement primaire soit différent pour chacun des niveaux appropriés de tension de fonctionnement pour le circuit de sortie horizontale en réponse à la fréquence choisie de balayage horizontal. Cela peut être vue sur la figure, par les emplacements et 76 des prises d'enroulement pour +V 2 et +V 3 respectivement, o l'on prévoit un plus grand nombre de spires de l'enroulement primaire pendant le fonctionnement à 15,75 k Hz en comparaison au fonctionnement à 31,5 k Hz. L'intensité de capacité qui est nécessaire pour obtenir la quantité souhaitée de mise en forme de S, est plus faible à 31,5 k Hz qu'à-15,75 k Hz car la fréquence de résonance de la forme d'onde de correction déterminée par l'inductance du bobinage et le condensateur de mise en forme de S doit augmenter tandis que la fréquence de balayage augmente La figure montre un agencement qui produit la quantité correcte de capacité de mise en forme de S en réponse au choix de la fréquence de balayage. Cet agencement comprend un transistor à effet de champ-métal- oxyde (MOSFET) 61, des condensateurs 62 et 63, des résistances 64, 65 et 66 et un transistor 67 Le signal à la borne 25 est couplé à la base du transistor 67. Pendant le fonctionnement à 15,75 k Hz, le niveau du signal à la borne 25 et par conséquent à l'électrode de commande du transistor 67 est faible, ce qui maintient par conséquent le transistor 67 non conducteur Cela force le collecteur du transistor 67 à être à un état haut, et par l'action du diviseur de tension comprenant les résistances 65 et 66, cela provoque la conduction du MOSFET 61, mettant ainsi le condensateur 63 hors circuit Le condensateur 62 est par conséquent choisi pour donner la quantité correcte de correction de mise en forme de S au courant de déviation à 15,75 k Hz Pendant le fonctionnement à 31,5 k Hz, le niveau du signal à la borne 25 est haut, le transistor 67 est conducteur, le collecteur du transistor 67 est bas, ce qui amène l'électrode de commande du MOSFET 61 à l'état bas, pour le mettre hors circuit Le condensateur effectif de mise en forme de S est par conséquent formé des condensateurs 62 et 63 en série Le condensateur 63 est choisi de façon que sa valeur en série avec le condensateur 62 produise la quantité correcte de correction de mise en forme de S pour le courant de déviation horizontale à 31,5 k Hz Les condensateurs 62 et 63 peuvent être couplés en parallèle par un circuit approprié de commutation. La quantité correcte de mise en forme de S et, comme on l'a précédemment décrit, la fréquence de l'oscillateur horizontal sont par conséquent déterminées en réponse au niveau de la tension de fonctionnnement ducircuit de déviation. Le moniteur vidéo précédemment décrit produit la bonne tension de fonctionnement du circuit de sortie horizontale, la fréquence souhaitée d'oscillateur horizontal et la quantité correcte de correction de non linéarité par mise en forme de S pour chacune des fréquences choisies de balayage horizontal, comme cela est décrit dans la demande de brevet US No 497950 déposée le 25 Mai 1983, au nom de W F Wedam et autres, et intitulée "Power Supply and Deflection circuit Providing Multiple Scan Rates" Bien que les circuits aient été décrits par rapport à deux fréquences de balayage horizontal, tout nombre de fréquences différentes de balayage peut être prévu avec le circuit décrit fonctionnant d'une manière semblable. R E V E N D I C À T I 0 N S 1 Circuit d'alimentation en courant et de déviation pour une utilisation dans un système de visualisation vidéo du type comprenant: un moyen de déviation horizontale adapté à fonctionner à un certain nombre de fréquences de déviation horizontal pouvant être choisies, comprenant un moyen pour produire des impulsions de retour horizontal dont les amplitudes dépendent de la fréquence choisie de déviation horizontale du circuit de déviation horizontale; une source de tension produisant différents niveaux prédéterminés de tension; un moyen pour choisir l'un desdits niveaux de tension en réponse à la fréquence choisie de déviation horizontale, caractérisé par: un moyen formant transformateur ( 54) comprenant: un enroulement de transformateur ( 53) comprenant un certain nombre de spires ayant une première borne (sommet de 53) couplée audit moyen ( 41) pour produire des impulsions de retour horizontal, ayant un certain nombre de prises ( 75 t 76), chacune desdites prises formant un enroulement primaire de transformateur avec ladite première borne et ayant un nombre différent de spires d'enroulement;-et un enroulement secondaire de transformateur ( 55) magnétiquement couplé audit enroulement primaire ( 53) pour produire un niveau de haute tension en réponse à l'amplitude des impulsions de retour à l'enroulement primaire ( 53); et un moyen ( 23 b) reliant la source de tension ( 14) à l'une desdites prises ( 75,76) en réponse à la fréquence choisie de déviation horizontale, ladite prise étant choisie de façon que le niveau de la haute tension reste sensiblement constant en réponse à des impulsions de retour à différentes amplitudes. 2 Circuit selon la revendication 1 caractérisé en ce que le nombre de spires d'enroulement de l'enroule- ment primaire ( 53) augmente tandis que la fréquence de déviation horizontale diminue.