Brevet FR2674705A1 — publié le 19921002

"Dispositif amplificateur video La présente invention concerne un dispositif amplificateur video pour un tube image de télévision, comprenant un transistor amplificateur dont le collecteur est relié à une extrémité d'une impédance de charge dont l'autre extrémité est reliée à une source d'alimentation, le signal de sortie de l'amplificateur étant prélevé sur ledit collecteur qui est connecté à une électrode de commande video du tube image. Avec de tels dispositifs amplificateurs, on rencontre le problème suivant: si l'impédance de charge du transistor amplificateur est faible, cela conduit à un courant important dans le transistor avec une grande dissipation de puissance, et si cette impédance de charge est grande la bande passante de l'amplificateur est insuffisante. Ce problème peut être résolu en remplaçant la charge par un élément actif, par exemple un deuxième transistor amplificateur de polarité opposée au premier Une telle solution utilisant deux montages cascode en push-pull complémentaire est décrite par exemple dans les documents US-A-4 727 336, US-A-4 035 840, ou JP-A-63 26105. Néanmoins, avec cette solution la réalisation de la commande du deuxième transistor amplificateur est délicate, car si l'on utilise une capacité de liaison (documents US-A-4 035 840 et JP-A-63 26105) cela oblige à un compromis sur la fréquence de transition de la liaison capacitive, et si l'on utilise une commande qui transmet la composante continue, cela complique la réalisation à cause du décalage en tension continue entre les bases des deux transistors (par exemple le circuit du document US-A- 4 727 336 comporte de ce fait deux alimentations + 55 V et -55 V). L'invention se propose de fournir un dispositif plus simple et dont les performances sont supérieures à celles d'un dispositif muni d'une charge passive, ce qui procure l'avantage subsidiaire que l'on peut abaisser la valeur de la tension d'alimentation. A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, ladite impédance de charge est un générateur de courant et il comporte un dispositif de régulation dudit courant en fonction du niveau de tension sur le collecteur du transistor amplificateur, agissant de façon telle que ledit courant diminue lorsque ladite tension augmente, avec une constante de temps plus grande que la période la plus grande des signaux video. Avantageusement, la constante de temps est de l'ordre de grandeur de la période de récurrence de trame du téléviseur. Dans une variante, la composante alternative du signal de sortie est redressée et est ajoutée en partie à la commande de régulation du générateur de courant. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention o le transistor amplificateur est de type NPN et l'alimentation est positive, ledit générateur de courant est un transistor PNP dont l'émetteur est relié à l'alimentation, dont le collecteur est relié à celui du transistor amplificateur, et dont la base est reliée par une résistance à la sortie de l'amplificateur, des moyens de polarisation constante de la base de ce transistor PNP, munis d'une capacité de découplage à la masse, étant prévus par ailleurs. Selon une variante de ce mode de réalisation, la composante alternative du signal de sortie est redressée et est ajoutée en partie à la polarisation du transistor PNP générateur de courant, au moyen d'un montage fait d'une capacité reliée d'un coté au collecteur du transistor amplificateur et de l'autre coté avec l'anode d'une diode de signal dont la cathode est reliée à une prise intermédiaire de la résistance, l'anode de la diode étant aussi reliée par une résistance à la base du transistor PNP générateur de courant. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé décrivant un exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure unique représente un dispositif selon l'invention. Le dispositif de la figure 1 est muni d'une borne d'entrée 1 à laquelle est appliqué un signal video qui doit être amplifié pour être appliqué à une électrode de commande video 2, par exemple une cathode, d'un tube image 24. Le signal sur la borne d'entrée 1 attaque la base d'un transistor NPN 8 de type BC 548, monté en émetteur commun, dont l'émetteur est relié à une source de tension de référence continue Vref, et dont le collecteur est relié à l'emetteur d'un transistor NPN amplificateur 3 de type BF 422, monté en base commune La base du transistor 3 est reliée à une source de tension continue de 12 volts, et son collecteur est relié à une extrémité 18 d'une impédance de charge 12 dont l'autre extrémité 19 est reliée à une source d'alimentation Val L'ensemble des transistors 8 et 3 constitue ainsi ce qu'on appelle un montage cascode La base du transistor 8 est polarisée au moyen d'une résistance 5 de contre-réaction de 120 kilo-ohms reliée au collecteur du transistor 3, et d'une résistance 6 de 2,7 kilo-ohms reliée à la masse. Le signal de sortie de l'amplificateur est prélevé sur la connexion de collecteur 20 du transistor 3, et transmis à l'électrode 2 du tube image via une résistance 17 de 330 ohms et un étage en push-pull de transistors 10 et 11 complémentaires, respectivement de types BF 423 et BF 422, montés chacun en émetteur-suiveur, ce qui permet notamment la mesure du courant de faisceau du tube image dans une résistance 9 à des fins de régulation de "cut-off" ou de blanc qui ne font pas partie de l'invention La présence de cet étage ne modifie pas grand chose au problème posé, car la capacité d'entrée des transistors 10, 11 est du même ordre de grandeur que la capcité d'électrode de tube image, et le transistor 3 "voit" à peu près la même impédance que s'il était relié directement à l'électrode 2. L'impédance de charge 12 est un générateur de courant et est constituée principalement par un transistor PNP 7 de type BF 423 constituant une source de courant Son collecteur est relié à celui du transistor amplificateur 3 L'émetteur de ce transistor PNP 7 est relié, via une résistance 13 de 2200 ohms, à la source d'alimentation Val qui est une alimentation positive de 150 à 170 volts (alors que 200 volts seraient nécessaires avec une charge résistive simple). Le transistor 7 générateur de courant est commandé par un dispositif de régulation de courant Des moyens de polarisation constante de la base de ce transistor sont constitués d'une résistance 14 de 100 kilo- ohms et d'une résistance 15 de 2,2 mégohms reliant la base du transistor 7 respectivement à l'alimentation et à la masse, avec une capacité 16 de 10 nanofarads qui assure le découplage à la masse de la base du transistor Enfin une résistance 4 de 430 kilo-ohms relie la base du transistor 7 au collecteur du transistor 3 (constituant la sortie 20 de l'amplificateur) Il est clair que si la tension moyenne au point 20 par exemple augmente, la tension aux bornes de la résistance 4 diminue: il y passe moins de courant et le transistor 7 conduit donc lui aussi moins de courant La régulation agit donc en fonction du niveau de tension sur le collecteur du transistor 3, de façon telle que ledit courant diminue lorsque ladite tension augmente. La constante de temps de la régulation est le produit de la valeur des trois résistances 4, 14, 15 en parallèle et de la valeur de la capacité 16 Elle est plus grande que la période la plus grande des signaux video, et est de l'ordre de grandeur de la période de récurrence de trame du téléviseur. Avec une charge statique (résistive) la puissance dissipée dans le transistor amplificateur est maximale lorsque la tension de sortie est la moitié de la tension d'alimentation Avec une charge faite d'une source de courant fixe, la puissance dissipée dans le transistor amplificateur est maximale lorsque la tension de sortie est la plus proche de la tension d'alimentation Dans un cas comme dans l'autre, pour les valeurs de tension telles que la puissance n'est pas la puissance maximale, la bande passante est réduite par rapport à ce qui serait possible avec la puissance maximale que le transistor est capable de dissiper sans danger Avec le dispositif de l'invention, la régulation du courant peut être ajustée de telle façon que la puissance dissipée dans le transistor amplificateur est constante quelle que soit la tension moyenne de sortie, et par conséquent la bande passante est toujours optimale. Il est en outre possible de faire varier aussi le courant du générateur de courant en fonction de l'amplitude de la tension alternative du signal de sortie Cela peut être obtenu en redressant cette tension et en l'ajoutant en partie à la polarisation du transistor PNP 7 générateur de courant, par exemple au moyen d'un montage fait d'une capacité 22 de quelques picofarads reliée d'un coté au collecteur 20 du transistor amplificateur et de l'autre coté à OS l'anode d'une diode de signal 21 de type 1 N 4148 dont la cathode est reliée à une prise intermédiaire de la résistance 4, l'anode de la diode 21 étant aussi reliée par une résistance 23 à la base du transistor PNP 7 générateur de courant La position de la prise intermédiaire dans la résistance 4 peut être déterminée facilement de façon expérimentale, selon l'effet désiré Toutefois cette variante avec le montage redresseur constitué par les éléments 21-23 est d'un intérêt mineur. Moyennant des dispositions particulières, la tension d'alimentation peut encore être abaissée Supposons par exemple que le niveau du noir est obtenu pour une tension cathode-grille de 150 volts En reliant la grille du tube image à une source de tension négative, par exemple une source de -30 volts qui peut exister déja dans le téléviseur, on obtient alors une tension absolue de cathode, pour le noir, qui est de seulement 120 volts, et on peut abaisser la tension d'alimentation de l'amplificateur video jusqu'à 150 volts et profiter alors de tensions d'alimentation de ce niveau déja existantes. Avec les éléments indiqués dans l'exemple décrit ci-dessus mais avec une charge résistive fixe pour le transistor 3, on était obligé avant l'invention d'utiliser deux transistors 3 de type BF 422 en parallèle, avec des organes refroidisseurs appelés "radiateurs", afin de supporter la puissance nécessaire pour obtenir la bande passante; avec le montage selon l'invention et grâce notamment à la réduction de tension d'alimentation, un seul transistor est suffisant. Bien entendu les valeurs numériques ou bien les références de semiconducteurs indiquées dans la description ci-dessus n'ont qu'une valeur documentaire, et ne doivent pas être considérées comme nécessaires, quoiqu'elles aient permis à la demanderesse de réaliser un dispositif satisfaisant Par exemple le générateur de courant 12 pourrait être réalisé de manière différente, des circuits générateurs de courant commandable existant dans le commerce notamment sous forme de circuit intégré. REVENDICATIONS: 1 Dispositif amplificateur video pour un tube image de télévision, comprenant un transistor amplificateur dont le collecteur est relié à une extrémité d'une impédance de charge dont l'autre extrémité est reliée à une source d'alimentation, le signal de sortie de l'amplificateur étant prélevé sur ledit collecteur qui est connecté à une électrode de commande video du tube image, caractérisé en ce que ladite impédance de charge est un générateur de courant et en ce qu'il comporte un dispositif de régulation dudit courant en fonction du niveau de tension sur le collecteur du transistor, agissant de façon telle que ledit courant diminue lorsque ladite tension augmente, avec une constante de temps plus grande que la période la plus grande des signaux video. 2 Dispositif amplificateur video selon la revendication 1, caractérisé en ce que la constante de temps est de l'ordre de grandeur de la période de récurrence de trame du téléviseur. 3 Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la composante alternative du signal de sortie est redressée et est ajoutée en partie à la commande de régulation du générateur de courant. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le transistor amplificateur est de type NPN et l'alimentation est positive, caractérisé en ce que ledit générateur de courant est un transistor PNP dont l'émetteur est relié à l'alimentation, dont le collecteur est relié à celui du transistor amplificateur, et dont la base est reliée par une résistance à la sortie de l'amplificateur, des moyens de polarisation constante de la base de ce transistor PNP, munis d'une capacité de découplage à la masse, étant prévus par ailleurs. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la composante alternative du signal de sortie est redressée et est ajoutée en partie à la polarisation du transistor PNP générateur de courant, au moyen d'un montage fait d'une capacité reliée d'un coté au collecteur du transistor amplificateur et de l'autre coté avec l'anode d'une diode de signal dont la cathode est reliée à une prise intermédiaire de la résistance, l'anode de la diode étant aussi reliée par une résistance à la base du transistor PNP générateur de courant.