Brevet FR2563679A1 — publié le 19851031

La présente invention concerne un dispositif pour limiter automatiquement des courants excessifs moyenset au-delà de la moyenne des faisceaux conduits par un dispositif de visualisation de l'image tel qu'un tubeimage dans un téléviseur ou système équivalent de traitement et de visualisation de signaux vidéo. Des courants excessifs des faisceaux conduits par un tube-image reproducteur d'une image dans un téléviseur peuvent avoir pour résultat une visualisation dégradée de l'image. Plus particulièrement, des courants excessifs des faisceaux peuvent dégrader la performance du système de déviation du récepteur ou téléviseur, qui est activement associé au tube-image, et peut provoquer une défocalisation du spot du faisceau d'électrons et un flou de l'image. Les courants élevés des faisceaux peuvent également dépasser la capacité de courant de fonctionnement sûr du tube-image, endommageant éventuellement le tube-image et les composants associés du circuit qui peuvent être sensibles à des niveaux élevés du courant des faisceaux. Divers agencements pour contrôler automatiquement des courants excessifs moyens des faisceaux et des courants excessifs de crête ou transitoires des faisceaux sont connus, dont un est décrit dans le brevet US n 4.167. 015 au nom de D.H. Willis. L'agencement de Willis est particulièrement avantageux par le fait qu'il peut répondre rapidement à des transitoires très rapides du courant de crête des faisceaux telsqu'on peut en rencontrer lors d'une commutation d'un canal du récepteur à un autre. On reconnait ici qu'un limiteur de courant des faisceaux répondant à la crête du type décrit dans le brevet de Willis ci-dessus mentionné peut être incapable de répondre de manière satisfaisante à certains courants de crête des faisceaux d'une grandeur supérieure à la moyenne. Un niveau excessivement élevé du courant des faisceaux au-delà de la moyenne est souvent associé à une scène répétitive. Une telle scène comprend une zone relativement claire entourée de zones plus sombres, comme on peut en rencontrer dans des visualisations graphiques et de jeux vidéo, par exemple. Une telle scène est répétitive à la fréquence de balayage vertical, et produit une caractéristique répétitive de courant des faisceaux de crête avec un contenu significatif au-delà de la moyenne. Un niveau haut du courant des faisceaux au-delà de la moyenne n'est pas souhaitable car il peut conduire à un chauffage excessif dans les circuits de déviation du téléviseur. Cela pourrait avoir pour résultat une destruction thermique d'un ou plusieurs composants des circuits de déviation. Des niveaux hauts de courant des faisceaux au-delà de la moyenne peuvent également provoquer un chauffage local excessif du masque du tObe-image, forçant le masque à se gauchir et ayant pour résultat des erreurs de colorimétrie. Selon les principes de la présente invention, on révèle ici un système de traitement de signaux vidéo avec un dispositif limiteur de courant des faisceaux du tube-image qui sert à limiter à la fois des niveaux excessifs de courant moyen des faisceaux et des niveaux excessifs de courant des faisceaux au-delà de la moyenne. Le dispositif révélé comprend un condensateur d'intégration répondant à la moyenne au travers duquel est développée une tension de commande de limitation du courant des faisceaux pour application à un point de commande du signal vidéo dans un canal vidéo. Un trajet de courant relie le condensateur d'intégration à un point de détection auquel est développé un signal représentatif de la grandeur du courant des faisceaux du tube-image. Le trajet de courant comprend un circuit de seuil qui modifie le temps de réponse du circuit comprenant le condensateur, pour permettre une allure plus rapidedu changement de la tension à travers le condensateur en présence de niveatx ehauts de courant des faisceaux comprenant ceux ayant un niveau haut au-delà de la moyenne. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apapraîtront 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 schématique, comprenant un dispositif selon les principes de la présente invention. Un signal composite de télévision en couleur d'une source 10 est appliqué à un réseau 11 de sélection de fréquence qui produit des composantes séparées de luminance (Y) et de chrominance (C) du signal de télévision à des sorties respectives. Un processeur 12 de chrominance dérive plusieurs signaux de différence de couleursr-y, g-y et b-y, de la composante séparée de chrominance. La composante séparée de luminance est traitée par un processeur 14 de luminance qui comprend *des circuits de décalage du niveau en courant continu, d'amplification et de réglage du gain, par exemple. Le curseur d'un potentiomètre manuel 13 de réglage de luminosité, ajustable par le spectateur, est couplé par une borne T1, à une entrée de réglage du niveau en - courant continu du signal de luminance du processeur 14. Le niveau en courant continu du signal de luminance et ainsi la luminosité d'une image visualisée varient selon le niveau de la tension appliqué à la borne T1. Le curseur d'un réglage manuel 15 de l'image 15, réglable par le spectateur, estcouplé par une borne T2 à une entrée de réglage de gain d'une image-de luminance du processeur 14, et par une borne T3 à une entrée de réglage du gain du signal de chrominance du processeur de chrominance 12. Les gains des signaux de luminance et de chrominance et ainsi le contraste d'une image visualisée varient selon le niveau de la tension appliquée aux bornes T2 et T3. Les signaux traités de luminance à la sortie du processeur 14 sont combinés aux signaux de différence de couleurs du processeur 12 dans un amplificateur matrice 17 pour produire des signaux à bas niveau représentatifs de l'image en couleur r, g et b. Ces signaux sont appliqués aux amplificateurs respectifs d'attaque du tube-image dans un étage d'attaque 18 pour produire des signaux vidéo de sortie R, G et B, à un niveau haut, appropriés à l'attaque des électrodes de réglage de l'intensité, telles que les électrodes de cathode, d'un tube-image de visualisation d'une image en couleur 20. Une haute tension de fonctionnement pour l'électrode finale (anode) du tube-image 20 est produite à une borne de sortie T d'un réseau 22 d'alimentation en haute tension comprenant un multiplicateur haute tension. Des impulsions de retour horizontal des circuits 25 de déviation du récepteur sont appliquées au réseau 22 par une borne T5 et un courant de réalimentation du tube- image (IR) d'une source de courant comprenant une résistance 26 et une alimentation associée en tension continue (+30V) est appliqué au réseau 22 par une résistance 27 et une borne T6. Les circuits de déviation 25 produisent des 6' signaux de commande de déviation horizontale (H) et verticale (V) pour une utilisation par le récepteur comme on le sait. A la source de courant de réalimentation du tube-image est activement associé un réseau limiteur automatique 30 du courant des faisceaux du tube-image qui comprend un condensateur d'intégration 31, une diode de commutation 32, une résistance de polarisation 33, un réseau 35 de séquence des signaux de réglage du limiteur de courant des faisceaux et un réseau comprenant une diode 34 et une résistance 37 selon les principes de la présente invention. Le limiteur de courant des faisceaux répond à la grandeur du courant de réalimentation IR, qui est représentatif de la grandeur du courant des faisceaux conduit par le tube- image pour limiter automatiquement des courants excessifs moyens, transitoires de crête et au-delà de la moyenne des faisceaux du tube-image. Le condensateur d'intégration 31 est couplé entre un noeud A et la masse par la diode 32, qui est normalement maintenue à un état conducteur au moyen 'de la polarisation appliquée au moyen de la résistance 33. La tension développée au noeud A varie selon le niveau du courant des faisceaux du tube-image comme cela se manifeste par la grandeur du courant de réalimentation IR. Un courant de source IS conduit par la résistance 26 du système de réalimentation du tube-image comprend une composante IC de courant de commande qui s'écoule vers le circuit 30 dans un trajet couplé en courant continu entre le noeud A et un noeud de détection B et une composanteIR de courant de réalimentation qui s'écoule vers une entrée de l'alimentation à haute tension 22. Les grandeurs des courants IR et IC sont inversement en rapport de façon que le courant IC diminue, tandis que le courant IR augmente, par exemple. Un condensateur de filtrage 29 retire les composantes du courant de réalimentation à la fréquence horizontale, au noeud B. La grandeur du courant de réalimentation IR varie selon le courant des faisceaux conduit par le tube-image. En mode normal ne limitant pas les faisceaux, la tension développée au noeud A est suffisamment importante pour polariser en direct la jonction base- collecteur d'un transistor d'entrée 36 monté en émetteur-suiveur dans le réseau 35, et ainsi un courant de commande IC s'écoule à travers la résistance 37 et de la base au collecteur du transistor 36. La jonction base-collecteur polarisée en direct du transistor 36 agit comme un blocage de tension par rapport au noeud A. A ce moment, la diode 34 présente un état non conducteur, polarisé en inverse. Le courant de collecteur du transistor 36 correspond au courant de commande IC et le courant d'émetteur du transistor 36 est fourni par une source de courant 38. Aucune action de commande de limitation des faisceaux n'est produite tant que la jonction base-collecteur du transistor 36 est polarisée en direct. Pendant ce temps, le noeud A est bloqué à une tension qui est supérieure d'environ 0,7 volt à la tension de polarisation de collecteur (+ 11,2 volts) du transistor 36. A ce moment également, le transistor 36 fonctionne de manière non linéaire par rapport aux variations du courant de commande ICet le courant d'émetteur et la tension du transistor 36 restent sensiblement inchangés en fonction du courant de base. L'action de limitation automatique du courant des faisceaux commence lorsque le courant de réalimentation IR augmente jusqu'à un point ou le courant de commande IC diminue à un niveau de l'ordre de plusieurs micro- ampères. Lorsque cela se produit, la jonction base- collecteur du transistor 36 se trouve polarisée en inverse, et le noeud A est débloqué et présente une tension qui diminue avec l'augmentation du courant de réalimentation IR. Le transistor 36 fonctionne alors de manière linéaire pour produire une tension de commande d'émetteurqui varie en fonction des variations du courant de réalimentation IR et de la tension correspondanteau noeud A. La tension de commande d'émetteur du transistor 36 est utilisée pour développer des tensions variables de commande de limitation des faisceaux VP et VB à la sortie du réseau 35. Plus particulièrement, la tension variable de commande VP est développée lorsque des courants excessifs des faisceaux se produisent sur toute une première gamme, auquel cas la tension VP sert à limiter ces courants excessifs des faisceaux en réduisant les amplitudes des signaux de luminance et de chrominance au moyen des entréesde réglage du gain T2 et T3 du processeur 14 de luminance et du processeur 12 de chrominance. La tension de commande VB est développée en réponse à des courants excessifs des faisceaux à travers toute une seconde gamme ayant une grandeur supérieure à la grandeur des courants des faisceaux dans la première gamme. Dans un tel cas, l'action de limitation du courant desfaisceauxde réglage du gain de l'image est complétée en réduisant le niveau en courant continu du signal vidéo (c'est-à-dire en réduisant la luminosité de l'image) par l'intermédiaire de la tension de commande VB et la borne T1 du processeur de luminance 14. Un limiteur du courant des faisceaux à fonctionnement séquentiel de ce type est décrit dans le brevet US n 4 253 110 au nom L.A. Harwood et autres, et est également décrit dans une demande de brevet US n 4 451 849 au nom de J.S. Fuhrer du 29 Mai 1984 et intitulée "Plural Operating Mode Ambient Light Responsive Television Picture Control." En présence de conditions excessives de courant transitoire de crête des faisceaux du tube-image, une tension transitoire de tendance négative est développée au noeud B et au noeud A, et elle est appliquée par le condensateur 31 à la diode 32, rendant la diode 32-non conductrice et découplant ainsi le condensateur 31. Des changements des courants de crête de réalimentation des faisceaux sont alors-détectés directement (c'est-à-diresans filtrage) par le réseau 35 et sont contrôlés par les sorties de tension de commande du réseau 35 à la manière précédemment décrite. Lorsque le condensateur 31 est découplé, la tension au noeud A varie librement avec les changements rapides des courants excessifs transitoires de réalimentation. Une telle opération de limitation du courant de crête des faisceaux du réseau 30 est décrite en plus de détail dans le brevet US NO 4 167 025 au nom de Willis. Le circuit comprenant la diode 34 et la résistance 37 donne avantageusement au réseau 30 de commande du limiteur des faisceaux la capacité de limiter la valeurau-delà de la moyenne des courants excessifs des faisceaux, ainsi que de limiter leur valeur moyenne. Plus particulièrement, le circuit 34, 37 permet au réseau de répondre aux courants répétitifs de crête des faisceaux (comme à la fréquence verticale) qui présente une caractéristique d'amplitude à peu près sinusoïdale avec une valeur au-delà de la moyenne. La diode 34 est non conductrice (polarisée en inverse) en mode de non limitation des faisceaux. Comme on l'a précédemment mentionné, l'action de limitation du courant des faisceaux commence lorsque le courant de réalimentation IR augmente jusqu'à un point ou le courant de commande IC diminue à un niveau de l'ordre de plusieurs micro- ampères, et le transistor 36 n'est plus conducteur à un état saturé et le noeud A est débloqué. La diode 34 est non conductrice à la présence du mode de limitation des faisceaux, et elle reste non conductrice sur une gamme initiale de diminution de courant de commandeIC en mode de limitation des faisceaux. Tandis que la diode 34 reste non conductrice en mode de limitation des faisceaux, la diminution du courant de commande IC décharge le condensateur d'intégration 31 par l'intermédiaire de la résistance 37, et donc la tension déclinante et moins positive à travers le condensateur 31 est en rapport avec la grandeur de la conduction du courant moyen des faisceaux du tube-image. Pour une détection moyenne, le circuit 30 présente un temps de réponse en rapport avec la valeur du condensateur 31 et l'impédance du trajet de courant comprenant la résistance 37 entre les noeuds A et B. Un autre déclin du niveau de courant de commande IC dû aux niveaux supérieurs de courant des faisceaux force la diode 34 à se trouver polarisée en direct en conduction. La diode 34 commence à être conductrice d'un courant direct significatif, mettant en réalité la résistance 37 en court-circuit, lorsque la tension de polarisation directe à travers la diode 34 est d'environ +0,5 volt. Lorsque la diode 34 est conductrice, le condensateur 31 se décharge bien plus rapidement à travers la diode 34 qu'à travers la résistance 37, avec une constante bien plus rapide de temps du fait de l'impédance réduite dans le trajet de courant du noeud A au noeud B. L'action de la diode 34 avec le condensateur 31 ressemble à celle d'un détecteur conventionnel de crête, bien qu'avec un peu moins d'efficacité. La diode 34 peut être rendue conductrice en réponse à des courants excessifs moyens des faisceaux à un niveau haut, auquel cas le temps de réponse du circuit 30 aux courants excessifs moyens. des faisceaux à un niveau haut augmente. De manière plus significative, la décharge relativement rapide du condensateur 31 permise par la diode conductrice 34, permet au circuit 30 de commande du courant des faisceaux de produire une limitation sensible de la valeur au- delà de la moyenne des courants excessifs des faisceaux, en particulier pour de tels courants des faisceaux lorsqu'ils sont associés à une scène répétitive ayant un contenu significatif du blanc de crête. La valeur au- delà de la moyenne du courant des faisceaux ne sera normalement pas détectée par un circuit répondant à la moyenne, tel que le condensateur 31 et la résistance 37 lorsque la diode 34 est non conductrice. La valeur au-delà de la moyenne du courant des faisceaux peut éventuellement dégrader, en particulier lorsqu'elle est associée à une zone répétitive d'image claire. Dans un tel cas,-les circuits de déviation et le tube- image peuvent être soumis aux effets éventuellement dégradantsdes facteurs de contrainte telsqu'un chauffage excessif dans les circuits de déviation et un chauffage localisé dans le tube-image par exemple. L'action de la diode 34 sert avantageusement à limiter de manière significative la valeur de courant des faisceaux au-delà de la moyenne, pour ainsi favoriser le fonctionnement général fiable du téléviseur. La résistance 37 peut également recharger le condensateur 31 pendant les intervalles de non limitation du courant des faisceaux, et produit une polarisation de base du transistor 36. R E V E N D I C A T I ONS 1. Dispositif de contrôle, dans un système de traitement de signaux vidéo comprenant un canal de signaux vidéo et un dispositif de visualisation de l'image répondant à des signaux vidéo reçus par ledit canal vidéo, du type comprenant: une source de signaux représentatifs de la grandeur du courant continu par le dispositif de visualisation en réponse aux signaux vidéo, le signal représentatif étant produit à un point de détection; un moyen de filtrage; un moyen pour appliquer une tension de commande développée par ledit moyen de filtrage à une entrée de commande du canal vidéo; un trajet de courant pour coupler ledit signal représentatif dudit point de détection audit moyen de filtrage pour forcer ledit moyen de filtrage à développer ladite tension de commande en rapport avec la grandeur du signal représentatif; caractérisé en ce que le trajet de courant comprend un moyen de conduction à seuil (34), ledit moyen de conduction présentant des premier et second états conducteurs en fonction de la grandeur du signal représentatif; le moyen à seuil, lorsqu'il présente ledit premier état de conduction forçant ledit dispositif de contrôle à présenter un premier temps de réponse se rapportant à une première valeur de l'impédance du trajet de courant; et lorsqu'il présente un second état conducteur, forçant le dispositif de contrôle à présenter un second temps relativement plus rapide de réponse se rapportant à une seconde valeur modifiée de l'impédance du trajet de courant. 2. Dispositif de contrôle selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de filtrage précité comprend un condensateur d'intégration (31); et les premier et second temps de réponse sont en rapport avec la valeur du condensateur et respectivement avec les première et seconde valeurs de l'impédance du trajet du courant. 3. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le trajet de courant comprend une résistance (37) couplée entre le condensateur (31) et le point de détection (B); le premier temps de réponse est en rapport avec la valeur du condensateur et la valeur de la résistance lorsque le moyen à seuil précité présente le premier état de conduction; et le second temps de réponse est en rapport avec la valeur du condensateur et une valeur diminuée de la résistance du trajet de courant produite lorsque le moyen à seuil présente son second état conducteur. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que le trajet de courant est couplé en courant continu entre le point de détection (B) et le condensateur (31). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé en ce que le condensateur (31) développe une tension à travers lui, représentative de la valeur moyenne du signal représentatif selon le premier temps de réponse. 6. Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce que la résistance (37) est couplée en série entre.le point de détection (B) et le condensateur (31); le moyen de seuil (34) comprend un dispositif conducteur de courant unilatéral couplé aux bornes de ladite résistance; et le dispositif conducteur de conducteur unilatéral présente un premier état non conducteur et un second état conducteur. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la source de signaux comprend une source de courant (+30, 26) qui produit un courant de réalimentation (IR) pour le dispositif de visualisation (20) ; et la grandeur du signal représentatif est en rapport avec la grandeur du courant de réalimentation.