Brevet FR2690592A1 — publié le 19931029

PROCEDE ET DISPOSITIFS DE REGULATION DE LA TAILLE D'UNE IMAGE PRODUITE PAR UN TUBE A RAYON CATHODIQUE A DEFLEXION ELECTROMAGNETIQUE La présente invention est relative à la correction des distorsions affectant une image affichée par un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique en raison des fluctuations de la très haute tension utilisée pour accélérer le faisceau d'électrons du tube. Le courant très haute tension absorbé pour accélérer le faisceau d'électrons d'un tube à rayon cathodique dépend de la brillance de l'image. Ses variations d'intensité entraînent des variations d'amplitude de la très haute tension dues à l'impédance interne non négligeable de la source de très haute tension. Lorsque l'intensité de ce courant très haute tension augmente par suite d'une augmentation de la brillance dans la zone de l'image en cours de balayage, I'amplitude de la très haute tension chute ce qui provoque une réduction de la vitesse du faisceau d'électrons dans le tube et par conséquent une augmentation de l'angle de déflexion des électrons entraînant une dilatation locale de l'image affichée. Ce phénomène est particulièrement gênant dans le cas de tube à pénétration permettant d'afficher plusieurs couleurs distinctes à l'aide de niveaux de très haute tension différents car les images tracées dans les différentes couleurs, par exemple une image radar superposée à une image de caractères ou de symboles de marquage, qui ont souvent des brillances différentes, subissent des variations de taille différentes qui nuisent à leur bonne superposition. II est connu, notamment par le brevet américain US-A5,032,770, de lutter contre les variations de largeur de l'image d'un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique de téléviseur dues aux variations de la très haute tension en fonction de la brillance en imposant à la source de tension de polarisation du circuit de déviation horizontale des variations de même sens sensiblement proportionnelles à celles de la très haute tension d'accélération du tube. II s'avère que la régulation obtenue n'est valable que pour de petites variations de la très haute tension d'accélération autour d'un point fixe et ne convient pas pour de grandes variations telles que l'on en rencontre dans les tubes à pénétration lors des changements de la couleur d'affichage. Le présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et.de permettre la régulation de la taille d'une image produite par un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique en présence d'importantes variations de la tension d'accélération. Elle a pour objet un procédé de régulation de la taille d'une image produite par un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique recevant une tension d'accélération fluctuante provenant d'une source à très haute tension et comportant au moins un système de bobines de déflexion excitées par un courant fourni par un circuit de déviation. Ce procédé consiste à multiplier l'intensité du courant fourni par le circuit de déviation par un terme correctif fonction de la racine carrée de la valeur effective de la tension d'accélération. Ce terme correctif peut être pris égal à la racine carrée de la valeur effective de la tension d'accélération divisée par un coefficient représentatif de la racine carrée d'une valeur de référence de la tension d'accélération. II peut également être égal à la valeur unité augmentée de la racine carrée de la variation de la tension d'accélération par rapport à une valeur de référence divisée par la racine carrée de ladite valeur de référence choisie à proximité de la limite inférieure des variations de la tension d'accélération. Défini de cette manière, le terme correctif annule les effets des variations de la tension d'accélération sur la taille d'une image dans une large plage incluant les variations de tension d'accélération rencontrées avec les tubes à pénétration lors des changements de couleur d'affichage. II permet d'éviter d'avoir à prévoir dans le cas des tubes à pénétration des circuits de déviation à gains différents en fonction de la couleur affichée. L'invention a également pour objet des dispositifs de mise en oeuvre du procédé précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après de deux modes de réalisation donnés à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel - une figure 1 représente le schéma d'un dispositif de régulation de la taille d'une image produite par un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique selon l'invention multipliant le courant dans les bobines de déviation par un terme correctif proportionnel à la racine carrée de la valeur effective de la tension d'accélération ; et - une figure 2 représente le schéma d'un autre dispositif de régulation selon l'invention multipliant le courant dans les bobines de déviation par un terme correctif égal à la valeur unité augmentée de la racine carrée de la variation de la tension d'accélération par rapport à une valeur de référence pondérée par la racine carrée de ladite valeur de référence. II est connu que l'angle de déflexion O du faisceau d'électrons dans un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique obéit à la relation où H est la densité de flux magnétique transversal I est la longueur du champ magnétique uniforme traversé par le faisceau d'électrons VT est le potentiel du faisceau d'électrons ou la très haute tension d'accélération e/m le rapport entre la charge et la masse d'un électron. Comme le champ magnétique transversal est proportionnel au courant i d'excitation traversant les bobines du système de déflexion la relation (1) peut aussi s'écrire à l'aide d'une constante a Si la tension d'accélération varie et devient VT' I'angle O de déviation change et devient: Pour que le nouvel angle de déviation 0' reste égal à l'ancien angle de déviation O malgré les variations de la tension d'accélération, il faut multiplier le courant d'excitation par un terme correctif x tel que D'où Ce terme correctif est fonction de la racine carrée de la valeur effective de la tension d'accélération.C'est lui que l'on se propose de mettre en oeuvre pour corriger les variations d'angle de déflexion entraînées par les variations de la tension d'accélération dans un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique. II peut être employé tel quel. II est alors, conformément à la relation (3), pris égal à la racine carrée du rapport de la valeur effective de la tension d'accélération sur une valeur de référence de cette dernière choisie arbitrairement. II peut aussi être approximé. En effet il peut s'écrire En supposant qu'il est voisin de 1 et que VT 2 VT Il peut s'approximer par: II est alors pris égal à la valeur unité augmentée de la racine carrée de la variation de la tension d'accélération par rapport à une valeur de référence divisée par la racine carrée de ladite valeur de référence choisie comme étant la limite inférieure de variation de la tension d'accélération. La figure 1 représente le schéma d'un dispositif de correction des variations de l'angle de déflexion du faisceau d'électrons dans un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique engendrées par des variations de la tension d'accélération, qui procède en multipliant les intensités des courants d'excitation traversant les bobines des systèmes de déflexion par un terme correctif proportionnel à la racine carrée de la valeur effective de la tension d'accélération. Ce dispositif est intercalé devant les entrées de commande en tension des circuits 10 et 20 de déflexion électromagnétique horizontale et verticale d'un tube à rayon cathodique non représenté soumis à une tension d'accélération VTHT. Il comporte essentiellement un circuit réducteur de mesure 30, un convertisseur analogique-numérique 40, une mémoire morte 41 et deux convertisseurs numérique-analogique 42 et 43. Les circuits 10 et 20 de déviation électromagnétique horizontale et verticale sont constitués, de manière classique, d'un amplificateur différentiel ii, 21 moiité en générateur de courant débitant dans une bobine de déviation 12, 22 raccordée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance 13, 23, le point d'interconnexion de la bobine de déviation 12, 22 et de la résistance 13, 23 étant raccordé à l'entrée inverseuse de l'amplificateur différentiel 11, 21 pour réaliser un asservissement de courant et faire en sorte que l'intensité du courant d'excitation traversant la bobine de déviation soit proportionnelle à la tension VBX, VBY appliquée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur différentiel par un circuit de commande de déviation. Le circuit réducteur de mesure 30 comporte un pont diviseur à résistances et capacités R1, R2, C" C2 équilibré en fréquence (Ra C1 = R2 C2) suivi d'un amplificateur séparateur 31 dont le gain réglable permet d'ajuster le rapport de réduction globale pour que l'image couvre la surface utile du tube à rayon cathodique. II reçoit en entrée la très haute tension d'accélération VTHT du tube à rayon cathodique et délivre en sortie une image basse tension de celle-ci dont on va extraire la racine carrée. Le rapport de réduction entrée-sortie correspond comme le montre la relation (3) à la racine carrée de la valeur prise pour référence de la tension d'accélération, c'est-à-dire de la valeur de la tension d'accélération pour laquelle le terme correctif vaut un. Cette valeur de référence qui ne doit pas être nulle peut être quelconque. Elle est prise avantageusement égale à la valeur moyenne de la tension d'accélération pour minimiser le terme correctif. Le convertisseur analogique-numérique 40 numérise la valeur de l'image de la tension d'accélération VTHT délivrée par le circuit réducteur de mesure 30 et l'utilise pour l'adressage de la mémoire morte 41 qui contient une table de la fonction racine carrée et délivre la valeur du terme correctif. Le convertisseur numérique-analogique 42 fonctionne en multiplieur devant l'entrée de commande du circuit de déviation électromagnétique horizontale 10. Il multiplie la tension VBX provenant du circuit de commande de déviation horizontale par le terme correctif délivré par la mémoire morte 41 pour éliminer l'influence des variations de la tension d'accélération VTHT. Pour ce faire, il a sa sortie connectée à l'entrée de commande du circuit de déviation électromagnétique horizontale 10 et son entrée numérique connectée à la sortie lecture de données de la mémoire morte 41, et il reçoit, sur son entrée de référence de tension, la tension VBX provenant du circuit de commande de déviation horizontale. Le convertisseur numérique-analogique 43 fonctionne en multiplieur devant l'entrée de commande du circuit de déviation électromagnétique verticale 20. Il multiplie la tension VBY provenant du circuit de commande de déviation verticale par le terme correctif délivré par la mémoire morte 41 pour éliminer l'influence des variations de la tension d'accélération VTHT. Pour ce faire, il a sa sortie connectée à l'entrée de commande du circuit de déviation électromagnétique verticale 20 et son entrée numérique connectée à la sortie lecture de données de la mémoire morte 41, et il reçoit sur son entrée de référence de tension la tension VBY provenant du circuit de commande de déviation verticale. On n'a ni représenté, ni détaillé les circuits de commande de déviation horizontale et verticale car ils sont bien connus de l'homme de métier. Ceux sont par exemple des circuits de commande de déviation relaxée à balayage en coordonnées cartésiennes, ligne trame genre télévision ou en coordonnées polaires genre PPI radar (Position Plan Indicator) ou encore des circuits de commande de déviation asservie avec un balayage type cavalier synthétique où la déviation du spot se fait en fonction des coordonnées du point à éclairer. On remarque que le dispositif de correction qui vient d'être décrit ne comporte qu'un seul réglage qui est celui du gain de l'amplificateur séparateur du circuit réducteur de mesure bien que le tube à rayon cathodique puisse être à pénétration avec des niveaux différents de tension d'accélération pour l'affichage de couleurs différentes, ceci parce que le terme correctif utilisé reste valable pour des variations importantes de la tension d'accélération. La figure 2 représente le schéma d'un autre dispositif de correction des variations de l'angle de déflexion du faisceau d'électrons dans un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique engendrées par les variations de la tension d'accélération, qui procède en multipliant les intensités des courants d'excitation traversant les bobines des systèmes de déflexion par un terme correctif pris égal à la valeur unité augmentée de la racine carrée de la variation de la tension d'accélération par rapport à une valeur de référence divisée par la racine carrée de ladite valeur de référence conformément à l'expression de la relation (4). Ce dispositif 100 est intercalé devant les entrées de commande en tension d'un circuit 101 de déflexion engendrant les courants des bobines de déviation horizontale et verticale 102, 103 d'un tube à rayon cathodique 104 soumis à une tension d'accélération de la part d'une source de très haute tension 105. Il comporte essentiellement un réducteur de mesure 50, un convertisseur analogique-numérique 60, un circuit soustracteur 61, une mémoire morte 62, deux convertisseurs numérique-analogique 70, 71 et deux additionneurs 80, 81. Comme précédemment, le circuit réducteur de mesure 50 comporte un pont diviseur à résistances et capacités R'1, R'2, C'1, C'2 équilibré en fréquence (R't C' = R'2 C'2). II reçoit en entrée la tension d'accélération du tube à rayon cathodique 104 délivrée par la source de très haute tension 105 et délivre en sortie une image basse tension de celle-ci. Le signal de sortie du circuit réducteur de mesure 50 est transmis par l'intermédiaire d'un amplificateur séparateur 51 à gain unité, au convertisseur analogique-numérique 60 qui le numérise avant de l'appliquer à l'entrée additive du circuit soustracteur 61. Le circuit soustracteur 61 recoit sur son entrée soustractive une valeur numérique provenant d'un circuit logique de gestion 63 et correspondant, au rapport de réduction près du circuit réducteur de mesure 50, à une valeur de référence de la tension d'accélération prise égale à la limite inférieure de variation de ladite tension d'accélération. Dans la pratique, le rapport de réduction du circuit réducteur de mesure 50 est choisi pour que la valeur de référence de la tension d'accélération, c'est-à-dire la limite inférieure des variations de la tension d'accélération, tombe au milieu de la plage de conversion du convertisseur analogique-numérique 60 et se trouve codée en numérique par le poids du bit de plus fort poids du convertisseur numérique-analogique 60. De la sorte, la soustraction de la valeur de référence de la tension d'accélération à la valeur effectivement mesurée de la tension d'accélération se fait simplement en négligeant le bit de plus fort poids du convertisseur analogique-numérique 60. La mémoire morte 62 qui est adressée par le circuit soustracteur 61 contient une table de la fonction racine carrée et délivre sur sa sortie lecture de données qui est connectée à un registre de sortie 64 la racine carrée de la variation de la tension d'accélération par rapport à la valeur de référence. Le registre de sortie 64 qui est controlé par le circuit logique de gestion 63, a sa sortie reliée aux entrées numériques des deux convertisseurs numérique-analogique 70, 71. Le convertisseur numérique-analogique 70 reçoit sur son entrée de référence de tension, par l'intermédiaire d'un pont résistif réglable 72, 73, une fraction d'une tension Vex provenant du circuit de commande de déviation horizontale et la multiplie avec la racine carrée de la variation de la tension d'accélération qu'il reçoit sur son entrée numérique. II réalise ainsi, compte tenu du rapport de réduction du circuit réducteur de mesure 50 et du rapport d'atténuation du pont résistif réglable 72, 73, la pondération de la racine carrée de la variation de la tension d'accélération par la racine carrée de la valeur de référence de tension d'accélération qui constitue la deuxième partie du terme correctif (relation 4) et la multiplication de cette deuxième partie du terme correctif par la tension Vax provenant du circuit de commande de déviation horizontale. L'amplificateur sommateur 80 qui reçoit sur une entrée la tension Vex provenant du circuit de commande de déviation horizontale et sur une autre entrée la tension de sortie du convertisseur numérique-analogique 70 effectue la sommation des produits de la tension Vax par les deux parties du terme correctif afin de constituer le signal d'excitation de la partie horizontale du circuit de déflexion 101. Le convertisseur numérique-analogique 71 reçoit sur son entrée de référence de tension, par l'intermédiaire d'un pont résistif réglable 74, 75, une fraction de la tension Vev provenant d'un circuit de commande de déviation verticale et la multiplie avec la racine carrée de la variation de la tension d'accélération qu'il reçoit sur son entrée numérique. II réalise ainsi, compte tenu du rapport de réduction du circuit réducteur de mesure 50 et du rapport d'atténuation du pont résistif réglable 74, 75, la pondération de la racine carrée de la variation de la tension d'accélération par la racine carrée de la valeur de référence de la tension d'accélération qui constitue la deuxième partie du terme correctif (relation 4) et la multiplication de cette deuxième partie du terme correctif par la tension Vev provenant du circuit de commande de déviation verticale. L'amplificateur sommateur 81 reçoit sur une entrée la tension VBY provenant du circuit de commande de déviation verticale et sur une autre entrée la tension de sortie du convertisseur numérique-analogique 71 et effectue la sommation des produits de la tension VBY par les deux parties du terme correctif afin de constituer le signal d'excitation de la partie verticale du circuit de déflexion 101. On remarque que le dispositif de correction qui vient d'être décrit ne comporte que deux réglages, ceux des rapports d'atténuation des ponts diviseurs résistifs 72, 73 et 74, 75 qui servent l'un à ajuster la largeur de l'image sur le tube à rayon cathodique et l'autre la hauteur de l'image, cela bien que le tube à rayon cathodique puisse être à pénétration avec des niveaux différents de tension d'accélération pour l'affichage de couleurs différentes. Car, comme dans le dispositif de correction précédent, le terme correctif utilisé reste valable pour des variations importantes de la tension d'accélération. Dans les deux dispositifs de correction qui viennent d'être décrits l'utilisation, dans le circuit réducteur de mesure, d'un pont à résistances et capacités équilibré en fréquence, avec des capacités très supérieures aux capacités parasites permet d'avoir une image fidèle de la tension d'accélération même pendant de grandes variations. En outre, l'utilisation d'une fonction racine carrée réalisée en numérique permet de s'affranchir des dérives en température qui ne manqueraient pas de se produire avec une réalisation en analogique. REVENDICATIONS 1. Procédé de régulation de la taille d'une image produite par un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique recevant une tension d'accélération fluctuante provenant d'une source de très haute tension et comportant au moins un système de bobines de déflexion excitées par un courant fourni par un circuit de déviation, caractérisé en ce que l'on multiplie l'intensité du courant fourni par le circuit de déviation par un terme correctif fonction de la racine carrée de la valeur effective de la tension d'accélération. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit terme correctif est proportionnel à la racine carrée de la valeur effective de la tension d'accélération. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit terme correctif est égal à la valeur unité augmentée de la racine carrée de la variation de la tension d'accélération par rapport à une valeur de référence divisée par la racine carrée de ladite valeur de référence choisie proche de la limite inférieure de variation de la tension d'accélération. 4. Dispositif de régulation de la taille d'une image produite par un tube à rayon cathodique à déflexion électromagnétique recevant une tension d'accélération fluctuante provenant d'une source de très haute tension comportant au moins un système de bobines de déflexion (12, 22) excitées par un courant fourni par un circuit de déviation (10, 20), caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens réducteurs de mesure (30) connectés en entrée aux bornes de la source de très haute tension et délivrant en sortie un signal basse tension image de la tension d'accélération, - des moyens d'extraction de racine carrée (40, 41) opérant sur le signal délivré par les moyens réducteurs de mesure (30) et - des moyens multiplieurs (42, 43) effectuant le produit du signal délivré par les moyens d'extraction de racine carrée (40, 41) avec un signal de consigne de courant destiné au circuit de déviation (10, 20) et engendrant un signal de commande pour le circuit de déviation (10, 20). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens réducteurs de mesure (30) comportent un pont diviseur à résistances et capacités (R1, C1, R2, C2) équilibré en fréquence suivi d'un amplificateur à gain réglable (31) permettant d'ajuster le taux de réduction. 6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens d'extraction de racine carrée (40, 41) comportent un convertisseur analogique-numérique (40) commandant l'entrée d'adressage d'une mémoire (41) renfermant une table numérique de la fonction racine carrée. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens multiplieurs (42, 43) comportent un convertisseur numérique-analogique (42, 43) connecté par son entrée numérique à la sortie lecture de données de la mémoire (41) et recevant sur une entrée de tension de référence le signal de consigne de courant. 8. Dispositif de régulation de la taille d'une image produite par un tube à rayon cathodique (104) à déflexion électromagnétique recevant une tension d'accélération fluctuante provenant d'une source de très haute tension (105) et comportant au moins un système de bobines de déflexion (102, 103) excitées par un courant fourni par un circuit de déviation (101), caractérisé en ce qu'il comporte:: - des moyens réducteurs de mesure (50) connectés en entrée aux bornes de la source de très haute tension (105) et délivrant en sortie un signal basse tension image de la tension d'accélération, - des moyens soustracteurs (61) soustrayant au signal délivré par les moyens réducteurs de mesure (50) un signal basse tension image d'une valeur de référence de tension d'accélération, - des moyens d'extraction de racine carrée (62) opérant sur le signal délivré par les moyens soustracteurs (61), - des moyens multiplieurs (70, 72, 73 ou 71, 74, 75) effectuant le produit du signal délivré par les moyens d'extraction de racine carrée (61) avec une fraction ajustable d'un signal de consigne de courant destiné au circuit de déviation (101), et - des moyens additionneurs (80, 81) effectuant la somme du signal de sortie des moyens multiplieurs (70, 72, 73 ou 71, 74, 75) avec le signal de consigne de courant et l'appliquant à une entrée de commande du circuit de déviation (101). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens réducteurs de mesure (50) comportent un pont diviseur à résistances et capacités équilibré en fréquence. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte, entre lesdits moyens réducteurs de mesure (50) et lesdits moyens soustracteurs (61) un convertisseur analogiquenumérique (60), lesdits moyens soustracteurs (61) étant numériques et lesdits moyens d'extraction de racine carrée (62) étant constitués d'une mémoire renfermant une table numérique de définition de la fonction racine carrée. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens multiplieurs (70, 72, 73 ou 71, 74, 75) comportent au moins un pont diviseur résistif (72, 73 ou 74, 75) recevant en entrée le signal de consigne de courant et au moins un convertisseur numérique-analogique (70 ou 71) connecté par son entrée de référence de tension à la prise médiane du pont diviseur résistif (72, 73 ou 74, 75) et par son entrée numérique à la sortie lecture de données de la mémoire des moyens d'extraction de racine carrée (62).