Brevet FR2554300A1 — publié le 19850503

La présente invention concerne un amplificateur pour appliquer des signaux d'attaque vidéo à un dispositif de visualisation d'une image tel qu'un tube-image dans un téléviseur couleur. En particulier, la présente invention concerne un amplificateur d'attaque vidéo ayant une caractéristique de gain non linéaire du signal. Plusieurs amplificateurs d'attaque vidéo sont utilisés pour appliquer des signaux vidéo à un niveau haut aux électrodes de réglage de l'intensité (telles que les cathodes) d'un tube-image dans un téléviseur couleur. Dans certains cas, les transistors de sortie des amplifica- teurs d'attaque sont soumis à une conduction à un état saturé en présence de signaux vidéo de grande amplitude tels que ceux représentatifs des zones de l'image fortement saturée en couleur et des zones de l'image d'un blanc de crête ainsi qu'une accentuation de l'image au bord des zones blanches de l'image. Les étages d'attaque saturés peuvent produire des tàches gênantes blanches ou colorées de l'image suivant une zone visualisée de l'image produite par un signal d'attaque vidéo de grande amplitude. Par exemple, si une zone blanche de l'image est visualisée et que la cathode du rouge du tube-image est polarisée à un potentiel assez faible par rapport aux cathodes du vert et du bleu du tube-image, une tache de couleur rouge suivant la zone de l'image blanche pourra se produire. Cela est dû au fait que le transistor de sortie de l'amplificateur d'attaque du rouge présente un état de conduction saturée en même temps que le lent "temps de récupération" du transistor de sortie du rouge du fait des effets de stockage de charge du transistor. La saturation du transistor de sortie peut particulièrement se produire dans le cas d'un amplificateur d'attaque agencé en amplificateur à réaction. En effet, la plus faible impédance de sortie et la plus forte capacité de courant de sortie présentées par un amplificateur d'attaque en réaction tendpnt difficile une récupération rapide du transistor de sortie, à partie d'une condition saturée. La saturation du transistor de sortie peut être empêchée en restreignant la plage des amplitudes du signal d'attaque vidéo développées à la cathode du tube- image. Cependant, cela n'est pas souhaitable car cela peut conduire à un contraste réduit de l'image pour toutes les scènes visualisées. En conséquence, selon les principes de la présente invention, on révèle ici un amplificateur d'attaque de signaux vidéo ayant une caractéristique de gain non linéaire du signal, o un gain réduit du signal est présenté en réponse à des signaux vidéo d'une grandeur pouvant provoquer une saturation d'un transistor de sortie associé à l'étage d'attaque. Selon une caractéristique de l'invention, l'amplifica- teur d'attaque comprend un amplificateur à réaction ayant une impédance de réaction couplée entre la sortie de signaux et l'entrée de signaux d'un amplificateur. Un réseau de commutation de seuil répondant au signal vidéo est couplé à l'impédance de réaction pour modifier sa valeur et - réduire le gain du signal de l'amplificateur en présence de signaux video de sortie plus importantsqu'une grandeur donnée dans une direction de l'image tendant vers le blanc. 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 une partie d'un téléviseur couleur, partiellement sous forme de schéma bloc et partiellement sous forme de circuit, comprenant un amplifi- cateur d'attaque vidéo construit selon la présente invention. 3 2554300 Une source de signaux vidéo 10 représentatifs d'une image en couleur applique des signaux de couleur à un bas niveau r, g et b aux étages amplificateurs d'attaque respectifs du rouge, du vert et du bleu 20, 22 et 24 de configuration semblable. La structure et le fonctionnement de l'amplificateur d'attaque du rouge 20, tel qu'on le décrira, s'appliquent également aux étages 22 et 24 d'attaque de signaux du vert et du bleu. Des signaux vidéo couleur à un niveau haut R, G, B à la sortie des étages d'attaque 20, 22 et 24 sont appliqués par des résistances respectives des limitation de courant (comme la résistance 26) à des cathodes séparées du rouge, du vert et du bleu 31, 32, 33 d'un tube-image reproducteur de l'image en couleur. Une grille 35 de commande du tubeeimage est polarisée en commun par rapport à chacune des cathodes et forme plusieurs canons d'électrons avec elles. L'étage d'attaque du rouge 20 comprend un transistor 42 d'entrée monté en émetteur commun agencé en configuration d'amplificateur d'attaque en casade avec un transistor amplificateur de sortie 44 monté en base commune. Les signaux d'entrée de couleur rouge (r) sont appliqués à l'électrode d'entrée ou base du transistor 42 par un réseau de couplage de signaux d'entrée qui peut comprendre, par exemple, des circuits de décalage du niveau des signaux vidéo. Le signal de sortie vidéo R est produit au circuit de sortie de collecteur du transistor 44 comprenant une résistance de charge 48. Une tension de POLARISATION d'environ +11 volts est appliquée à la base du transistor 44. L'étage d'attaque du rouge 20 est agencé en amplifica- teur à réaction et il comprend un trajet de contre- réaction comprenant des résistances en série 51 et 52 qui sont couplées entre le collecteur ou sortie du transistor 44 et la base ou entrée du transistor 42. Le gain du signal de l'étage d'attaque 20 est déterminé par le rapport de l'impédance du trajet de réaction et de l'impédance du circuit de couplage d'entrée 45. L'impédance du trajet de réaction est déterminée par les valeurs desrésistances51 et 52 en conjonction avec la valeur d'une résistance de polarisation 55. En conditiorsde signal vidéo normal, le gain de l'étage d'attaque 20 est d'environ 50. Des amplificateurs d'attaque du tube-image à réaction sont souhaitables dans des systèmes de traitement et de visualisation de signaux vidéo pour plusieurs raisons. En plus d'aider à établir le gain du signal de l'amplificateur, le réseau de réaction sert également à stabiliser la tension continue de fonctionnement à la sortie de l'amplificateur. Le réseau de réaction réduit de plus l'impédance à la sortie de l'amplificateur, améliorant ainsi la largeur de bande et la réponse à haute fréquence de l'amplificateur en réduisant l'effet de limitation de la largeur de bande des capacités parasites associées au circuit de sortie de l'amplificateur. L'impédance réduit à la sortie de l'amplificateur a également pour résultat souhaitable une plus forte capacité d'attaque de courant à la sortie de l'amplifi- cateur. Par ailleurs, l'utilisation de plusieurs résistances de réaction comme les résistances 51 et 52, la valeur la plus importante de ces résistances étant placée le plus près de la sortie de l'amplificateur d'attaque, offre le bénéfice supplémentaire d'améliorer la réponse à haute fréquence de l'amplificateur d'attaque comme cela est décrit dans une demande de brevet US en cours n 515 851 au nom de S.V. Naimpally et autres, intitulée"Wideband Kinescope Driver Amplifier" déposée le 21 Juillet 1983. Selon les principes de la présente invention, des diodes de commutation 60 et 61 normalement non conductrices sont connectées entre le collecteur ou sortie du transistor 44 et la jonction des résistances 51, 52 et 55. Ainsi, les diodes 60, 61 sont reliées aux bornes de la résistance de réaction 51. Les signaux vidéo apparaissant au collecteur ou sortie du transistor 44 présentent des amplitudes de plus en plus négatives alors que l'information d'image du signal vidéo progresse du noir au gris au blanc. La résistance polarise l'anode de la diode 61 de façon que les diodes et 61 soient non conductrices pour des grandeurs faibles à modérément importantes du signal vidéo de tendance négative au collecteur 44. Des grandeurs très importantes du signal vidéo de tendance négative appliquées au transistor 44, c'est-à-dire représentatives de zones de l'image couleur fortement saturées et de zones de l'image du blanc de crête associées aux grandeurs du signal vidéo à proximité ou dépassant 100 unités IRE, peuvent rendre le transistor 44 conducteur à un état saturé. Cette condition est associée à une tension au collecteur du transistor 44 quelle que peu plus faible que + 30 volts dans cet exemple. Le temps de récupération de l'état saturé est retardé par les effets de stockage de charge du transistor. Comme on l'a précédemment noté, cela peut produire une tache génante de l'image suivant les zones de l'image de couleur saturée ou de blanc de crête. Les résistances de limitation de courant (comme la résistance 26)dans le trajet de signaux de cathode du tube-image servent à supprimer les courants élevés induits par la formation de l'arc dans le tube-image. Ces résistances augmentent l'impédance de sortie effective de l'étage d'attaque, qui augmente la probabilité d'une saturation des transistors de sortie. Les diodes 60 et 61 sont polarisées de façon à être conductrices en réponse à une grandeur du signal vidéo d'environ +30 volts (par rapport à la masse) au collecteur du transistor 44. Cela est légérement au-delà (c'est-à-dire plus positif que) le niveau auquel on peut s'attendre à ce que le transistor 44 se sature. La conduction des diodes 60, 61, empêche le transistor 44 de se saturer par réduction du gain de l'étage d'attaque 20. Plus particulièrement, lorsque les diodes 60, 61 sont conductrices, la résistance de réaction 51 est contournée et l'impédance du trajet de réaction est réduite, pour ainsi réduire le gain du signal de l'étage d'attaque 20. Ainsi, les signaux vidéo de tendance blanche de forte amplitude autrement capablesde mettre le transistor de sortie 44 en saturation sont atténués. L'étage d'attaque 20 présente par conséquent une caractéristique de gain non linéaire du signal avec un premier gain normal sur une première plage des grandeurs du signal vidéo et un second gain relativement réduit en réponse à des grandeurs très importante du signal vidéo pouvant autrement mettre le transistor de sortie 44 en saturation. L'action de contournement des diodes conductrices 60, 61 peut également être accomplie en remplaçant les diodes et 61 par une seule diode. Cependant, l'utilisation de deux diodes en série comme 60, 61 sert avantageusement à réduire, d'un facteur de 2, la capacité parasite du réseau de commutation de diodes, pour ainsi aider à préserver la largeur de bande souhaitée de l'étage d'attaque. De plus, l'utilisation de plusieurs diodes de commutation 60, 61 produit un noeud à la jonction des diodes 60, 61 auquel peut être couplé un condensateur de dérivation 70 comme on peut le voir. Le condensateur 70 dérive avantageu- sement, vers la masse, la plus grande partie du courant capacitif de réaction pour réduire encore la capacité effective de réaction et les effets associés de limitation de la largeur de bande. Le courant capacitif de réaction estle courant conduit par les capacités parasites qui sont associées à et apparaissent à travers les diodes et 61. Avec la valeur indiquée du condensateur 70 de 6,8 picofarads et avec les diodes 60 et 61 présentant chacune une capacité parasite d'environ 3 picofarads la capacité effective de réaction a une valeur très faible de 0,7 picofarad. R E V E N D I C AT I 0 N S 1. Amplificateur d'attaque dans un système de traitement de signaux videéo, du type comprenant: une source de signaux vidéo; un dispositif de visualisation de l'image pour visualiser l'information vidéo en réponse aux signaux vidéo appliqués à une électrode de réglage de l'intensité; un amplificateur d'attaque de sortie vidéo ayant une entrée de signaux couplée à ladite source de signaux vidéo et une sortie de signaux d'o des signaux vidéo amplifiés O10 sont appliqués à l'électrode de réglage de l'intensité dudit dispositif de visualisation, caractérisé par un circuit de réglage du gain de l'amplificateur comprenant: un moyen de réglage de seuil (60, 61) couplé audit amplificateur et répondant sélectivement aux signaux vidéo traités par ledit amplificateur pour réduire le gain du signal dudit amplificateur en réponse à des signaux vidéo de forte amplitude dépassant un niveau de seuil. 2. Amplificateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de réglage du gain comprend: un trajet de contre-réaction (51,52) couplé entre la sortie de l'amplificateur et l'entrée de l'amplificateur; et le moyen de réglage de seuil (60,61) modifie l'impédance dudit trajet de contre-réaction pour produire ladite réduction du gain du signal. 3. Amplificateur selon la revendication 2 caractérisé en ce que ledit trajet de contre-réaction comprend des premier (51) et second (52) éléments d'impédance; ledit moyen de réglage de seuil (60: 61) est couplé audit premier élément d'impédance pour modifier son impédance présentée au trajet de réaction. 4. Amplificateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen de réglage du seuil (60, 61) comprend un moyen de commutation répondant à des signaux video développés à la sortie de l'amplificateur. 5. Amplificateur selon la revendication 4 caractérisé en ce que le moyen de commutation (60, 61) est couplé aux bornes du premier élément d'impédance (51). 6. Amplificateur selon l'une quelconque des revendica- tions 4 ou 5 caractérisé en ce que le moyen de commutation (60, 61) comprend un moyen de jonction PN à semi-conducteur. 7. Amplificateur selon l'une quelconque des revendica- tions 4 ou 5 caractérisé en ce que le moyen de commutation (60, 61) comprend plusieurs moyens de jonction PN à semi- conducteur connectés en série. 8. Amplificateur selon la revendication 7 caractérisé en ce que le circuit de réglage du gain comprend un condensateur (70) couplé entre un point entre les divers moyens de jonction PN à semi-conducteur et un potentiel de référence (masse). 9. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que les premier et second moyensd'impédance comprennent respectivement des première(51) et seconde(52) résistance; et la première résistance a une valeur plus importante que la seconde résistance et se trouve plus près de la sortie de l'amplificateur. 10. Amplificateur selon la revendication 1 caractérisé en ce que: le dispositif de visualisation de l'image (30) correspond à un tube-image ayant une cathode (31) correspondant à l'électrode de réglage de l'intensité; l'amplificateur comprend un transistor (44)ayant une première électrode (BASE) et des seconde (COLLECTEUR) et troisième (EMETTEUP)électrodesdéfinissant un trajet de conduction principaledu courant du signal dudit transistor; et les signaux vidéo de sortie sont couplés par la seconde électrode du transistor à la cathode; les premier (51) et second (52) éléments d'impédance formant un trajet de contreréaction dudit amplificateur sont couplés dans l'ordre nommé entre la seconde électrode du transistor et la troisième électrode du transistor; et le moyen de réglage de seuil (60, 61) comprend un moyen de commutation couplé aux bornes du premier élément d'impédance et répondant à la grandeur des signaux vidéo de sortie développés à la seconde électrode du transistor. 11. Amplificateur selon la revendication 10 caractérisé en ce que le moyen de commutation comprend plusieurs jonctions PN à semi-conducteur (60, 61) qui sont couplées en série aux bornes du premier élément d'impédance (51); et un condensateur (70) est couplé entre un point entre les jonctions PN à semi-conducteur et un potentiel de référence.