Brevet FR2685598A1 — publié le 19930625

SYSTÈME DE CORRECTION EN S DE BALAYAGE LIGNE La présente invention concerne des circuits de balayage ligne de tubes à rayons cathodiques. Elle concerne plus particulièrement un système de correction de courbure de balayage dans des tubes à rayons cathodiques utilisés comme moniteurs informatiques dans lesquels un tube image de type télévision est susceptible d'être utilisé avec diverses fréquences de balayage ligne. Des descriptions du fonctionnement d'un circuit de balayage classique sont données dans divers ouvrages de refê- rence parmi lesquels on peut mentionner "Nouveau guide de la télévision en couleurs", Editions Ciron, tome II, pp. 197-207, 1981, ou dans Television Engineering Handbook, McGraw-Hill Book Company, pp. 13.175-13.181, 1985. Canme le représente la figure 1, la bobine de balayage vertical du déviateur Ld est disposée dans un circuit comprenant une source de tension E, généralement en série avec une inductance de haute valeur Lp. On désigne par A et B les bornes d'alimentation. L'inductance Ld est connectée à ces bornes, en série avec un condensateur de balayage Cs. Entre les bornes A et B sont également placés d'une part un transistor T, d'autre part une diode D dite diode de retour et un condensateur Cr, égale ment appelé condensateur de retour. On a aussi représenté en série avec 1' inductanoe Ld une impédance de correction Zc dont le rôle sera exposé ultérieurement. La figure 2 illustre l'allure du courant pendant un cycle de balayage dans un intervalle de temps tl-t4 en supposant qu'on se place en cours d'un cycle répétitif de balayage ligne et que le transistor T est fermé à l'instant t2 et owert à l'instant t3. La période tl-t3 correspond au balayage d'une ligne et la période t3-t4 à la durée de retour ligne. Pendant la période de balayage ligne, le courant varie entre une valeur -Ip à l'instant tl et une valeur +Ip à l'instant t3. En supposant que la capacité du condensateur Cs est très élevée, la variation de courant entre les instants tl et t3 est sensiblement linéaire et présente une pente dI/dt=E/Ld. La phase de retour ligne entre les instants t3 et t4 dépend essentiellement de la valeur relative de I'inductance Ld et du condensateur Cr. On ne mentionnera plus ci-aprés cette phase de retour ligne qui n'est pas concernée par la présente invention. I1 est connu, et exposé dans les deux documents susmentionnés, que la variation d'intensité du courant dans la période de balayage ligne doit de préférence ne pas être rectiligne mais présenter une forme en S comme cela est indiqué en pointillés sur la figure 2. Cette forme en S correspond à une portion de sinusoïde de période déterminée. Cela est obtenu classiquement en adaptant la valeur de la capacité Cs (considérée précédemment conne infinie) pour que la décharge de la capacité Cs dans I'inductance Ld corresponde à une portion de sinusoïde de période déterminée par le produit C5,Ld. On peut aussi expliquer 1' obtention de cette correction en S en considérant que, pendant la première partie du balayage entre tl et t2, le condensateur Cs reçoit des charges électriques puis que, pendant la deuxième partie du balayage, il en fournit. En conséquence, la tension à ses bornes augmente puis diminue autour de la valeur E. I1 s'ensuit d'après 1' équa- tion susmentionnée dI/dt=E/Ld que dI/dt augmente progressivement pendant la première partie du balayage puis diminue pendant la deuxième. Par ailleurs, comme cela est oonnu, d'autres corrections sont classiquement apportées au circuit de balayage. L'un des effets à corriger résulte du fait que la bobine constituant l'inductance Ld présente inévitablement une certaine résistance série. Ceci entraîne, si l'on oublie le problème de la correction en S, qu'au lieu d'avoir une variation linéaire de -Ip à +Ip entre les instants tl et t3, cette variation est amortie comme le représente la courbe en pointillés de la figure 3A. Pour corriger cet effet, il est connu d 'utiliser une impédance de correction de linéarité Zc ayant la caractéristique illustrée en figure 3B, réalisée par exemple par le montage de la figure 3C, c 'est-à-dire constituée d'une inductance de correction Lc à noyau saturable polarisé par un aimant pour entrer en saturation quand le courant dépasse une valeur déterminée dans un sens donné, positif ou négatif. En fait, pour corriger la courbe en pointillés de la figure 3A, il faut que la caractéristique de saturation de l'inductance Lc ait l'allure représentée en figure 3B, c 'est-à-dire que cette inductance ait une valeur plus forte pour des courants négatifs que pour des courants positifs. Ainsi, puisque Lc diminuee avec le coursant, dI/dt aura tendance à augmenter et on corrigera la réduction de dI/dt illustrée en figure 3A. Il convient de souligner que l'impédance série Zc avait dans l'art antérieur pour seul but d'effectuer cette correction de linéarité et n'a pratiquement pas d 'influenoe sur la correction en S illustrée en figure 2. Comme cela est indiqué dans le "Nouveau guide de la télévision en couleurs", si lton veut faire un système de balayage ligne susceptible de fonctionner sur plusieurs fréquences, il faut tout d'abord changer le rythme de commutation du transistor T, puis modifier la valeur de la source de tension E pour garder la même amplitude de balayage et enfin modifier la valeur de la capacité de balayage Cs pour conserver la même correction en S. Ainsi, on prévoit classiquement, par exemple pour passer d'un balayage de téléviseur à 625 lignes à un balayage de téléviseur à 819 lignes, de mettre à l'aide d'un commutateur S1 un condensateur Cs' en parallèle sur le condensateur Cs pour modifier ainsi la capacité d'ensemble. Si l'on veut atteindre trois fréquences de balayage ligne, il faudra prévoir un troisième condensateur Cs" mis en service par un commutateur S2. Il se pose actuellement le problème de fabriquer des moniteurs à tube à rayons cathodiques ayant des fréquences de balayage ligne variables sur une grande plage, plus particulièrement dans le cas où ces moniteurs sont destinés à être couplés à des terminaux d'ordinateurs. En effet, les divers terminaux et les programmes qui leurs sont associés prévoient selon leur ancienneté ou leurs fabricants des cadences de balayage ligne distinctes. Par exemple, on peut souhaiter avoir un système de balayage ligne s'adaptant à des fréquences de balayage de 15, 25, 31, 35, 48, 56, 78, 80... kHz. Dans ce cas, la solution de l'art antérieur qui consiste à multiplier les commutations de condensateurs est très coûteuse en raison du coût de chacun des condensateurs, des difficultés de montage, et du fait que les commutateurs doivent être des commutateurs supportant des courants importants (plusieurs ampères dans les deux sens) et une tension élevée. Par ailleurs, une commutation mal faite met en péril le transistor de balayage qui est généralement utilisé près de ses limites de fonctionnement. Ainsi, la présente invention vise à prévoir un circuit de balayage ligne multifréquence particulièrement simple et dans lequel un circuit unique de correction en S est utilisé quelle que soit la fréquence de balayage ligne. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un système de balayage ligne d'un tube à rayons cathodiques comprenant une source d'alimentation réglable ayant une première et une deuxième bornes entre lesquelles sont disposés un interrupteur unidirectionnel, une diode en antiparallèle, un condensateur de retour, et la connexion en série d'une bobine de balayage d'inductance et d'un condensateur de balayage. La capacité du condensateur est choisie suffisamment élevée pour ne pas influer sensiblement sur la linéarité du courant de balayage et un effet de correction en S est assuré par insertion dans la connexion en série susmentionnée de deux bobines saturables en série entrant respectivement en saturation pour des valeurs positive et négative du courant de balayage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les deux bobines saturables sont des enroulements réalisés dans le même sens autour de noyaux de ferrite disposés dans le prolongement l'un de 1' autre, un aimant appliquant des flux en opposition dans les deux noyaux. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'aimant est réglable en position pour faire varier le flux dans chacune des bobines, en valeur absolue et en valeur relative. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles les figures 1 à 3 décrites précédemment étaient destinées à illustrer l'état de la technique et le problème posé ; la figure 4 représente schématiquement un mode de réalisation de composant de correction en S selon la présente invention la figure 5 représente des courbes caractéristiques de I'inductance d'un composant selon la présente invention ; et la figure 6 représente l'allure d'une autre courbe caractéristique de I'inductance d'un composant selon la présente invention. La présente invention prévoit d'utiliser un circuit analogue à celui de la figure 1, avec un seul condensateur Cs de très forte valeur, de sorte que ce condensateur n'a pratiquement pas d'influence sur la correction en S. En d'autres termes, la charge et décharge du condensateur Cs à travers la bobine Ld produit un balayage en courant sensiblement linéaire tel qu'illustré par la courbe en traits pleins de la figure 2 entre les instants tl et t3. En outre, le circuit selon la présente invention comprendra des moyens classiques pour faire varier la tension E en fonction de la cadence de balayage choisie. L'homme de l'art notera que divers asservissements peuvent être utilisés à cette fin, par exemple en détectant le courant dans l'inductance Ld ou l'amplitude de la surtension pendant le retour ligne. Pour réaliser la correction en S, la présente invention propose d'utiliser une impédance de correction en série avec l'inductance de balayage, cette impédance de correction présentant une inductance plus élevée pour des valeurs élevées du courant que pour des valeurs faibles du oourant, quelle que soit la polarité du courant. On obtient ainsi une pente décroissante du courant I en fonction du temps quand on s'éloigne de zéro dans les sens positif ou négatif, ce qui est le but recherché. La figure 4 représente un exemple de réalisation de composant permettant de réaliser la fonction de correction souhaitée. Ce composant, comprenant des bornes F et G, peut être disposé à la place du composant Zc illustré en figure 1 ou en série avec celui-ci. Entre les bornes F et G sont disposées deux bobines saturables 11 et 12 en série, par exemple deux enroulements formés autour de noyaux de ferrite 13 et 14 et bobinés dans le même sens. Un aimant 15 fournit des flux magnétiques en opposition dans chacun des noyaux 13 et 14. Ainsi, l'une des bobines se sature pour des valeurs négatives du courant et 1 'autre pour des valeurs positives. On obtient donc pour chacune des bobines, des courbes caractéristiques désignées par les références 11 et 12 en figure 5.La caractéristique du composant d'ensemble est désignée par la référence 16 et correspond bien à la caractéristique recherchée, à savoir une inductance dont la valeur décroît quand le courant qui la traverse tend vers zéro. Etant donné que le circuit de balayage selon la présente invention est toujours destiné à laisser passer du courant dans les mêmes limites (-Ip, +il), la correction en S assurée par le composant selon la présente invention fonctionne quelle que soit la fréquence de balayage. Le système selon la présente invention évite donc la nécessité de commutation entre plusieurs composantes (plusieurs condensateurs), comme cela a été réalisé dans 1' art antérieur. Dans une réalisation pratique, on prévoit des moyens pour régler initialement la position de l'aimant 15. En effet, un déplacement de celui-ci dans la direction X de la figure 4 augmente la saturation des noyaux de ferrite et permet de creuser plus ou moins le centre de la courbe 16 de la figure 5. En outre, un déplacement de l'aimant dans la direction Y indiqué en figure 4 permet de dissymétriser la saturation de chacun des noyaux. On obtient alors, commue le représente la figure 6, une courbe résultante 17 pour la variation de 1 'induc- tance en fonction du coursant. Ceci fournit un système réalisant simultanément la correction en S et la correction de linéarité décrite en relation avec les figures 3A à 3C. Bien entendu, la présente invention est susceptible de nombreuses variantes en ce qui concerne la réalisation du système à inductance saturable illustré en figure 4 (on pourrait par exemple utiliser des bobines en sens contraire de par et d'autre d'un même aimant), la base de l'invention résidant dans l'utilisation d'un composant de correction en S réalisé à partir d'un composant à caractéristique inductive spécifique telle qu illustrée par la courbe 16 de la figure 5 ou la courbe 17 de la figure 6. REVENDICATIONS 1. Système de balayage ligne d'un tube à rayons cathodiques comprenant une source d'alimentation réglable (E) ayant des première et une deuxième bornes (A, B) entre lesquelles sont disposés un interrupteur unidirectionnel (T), une diode en antiparallèle (D), un condensateur de retour (Cr), et la connexion en série d'une bobine de balayage d'inductance (Ld) et d'un condensateur de balayage (Cs), caractérisé en ce que la capacité du condensateur (Cs) est choisie suffisamment élevée pour ne pas influer sensiblement sur la linéarité du courant de balayage et en ce qu'un effet de correction en S est assuré par insertion dans ladite connexion en série de deux bobines saturables (11, 12,) en série entrant respectivement en saturation pour des valeurs positive et négative du courant de balayage. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux bobines saturables sont des enroulements réalisés dans le même sens autour de noyaux de ferrite (13, 14) disposés dans le prolongement l'un de 1' autre, un aimant appliquant des flux en opposition dans les deux noyaux. 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit aimant est réglable en position pour faire varier le flux dans chacune des bobines, en valeur absolue et en valeur relative.