Brevet FR2748624A1 — publié le 19971114

La présente invention est relative à un dispositif correcteur de signaux vidéo. Elle vise plus particulièrement un dispositif permettant de déporter un appareil émetteur de signaux vidéo dont la bande passante avoisine les 350 à 400 MHz, d'un appareil récepteur de ce même type de signaux, ces appareils pouvant être éloignés d'une distance notamment comprise entre 50 et 150 m. Ce type de correcteur de signaux vidéo est particulièrement destiné à être utilisé dans un installation de salles pour le contrôle du trafic aérien. Les moniteurs couramment rencontrés possèdent un gabarit non négligeable (une diagonale d'écran de l'ordre de 72 cm pour une masse de 100 kg) qui sont connectés à des générateurs graphiques. Actuellement ces deux appareils sont rassemblés dans un même meuble, eux mêmes étant multipliés pour former une salle de contrôle aérien. Cette intégration génère de multiples contraintes des problèmes de refroidissement des salles de contrôle qui conditionnent le dimensionnement de la climatisation des problèmes de ventilation au sein même des meubles des problèmes d'insonorisation de ces mêmes meubles à cause de la ventilation nécessaire des problèmes de maintenance des générateurs graphiques, l'accès à ces meubles étant difficile. Le déport de la machine graphique dans un autre lieu (salle technique, par exemple) permet de s'affranchir de tous ces problèmes, mais en génère d'autres. En effet, les récepteurs graphiques ne sont pas de simples moniteurs vidéo, similaires à un poste de télévision traditionnelle. Ces derniers dont la résolution graphique atteint 312 x 256 points et pour une fréquence de balayage de 15,625 kHz, nécessitent une durée de visualisation d'un point de l'ordre de 0,25 s, soit une fréquence pixel de 4 MHz, ce qui nécessite une bande passante de 8 MHz. Le comportement d'un signal, surtout de faible intensité ou de faible niveau de tension, à travers de grandes longueurs de câble, n'est pas comparable aux ordres de grandeur 8 MHZ et 400 MHz. Tout système électronique possède ou devant posséder une bande passante de l'ordre de 400 MHz, se heurte quant à son implantation, aux lois des hyperfréquences et la moindre piste se comporte comme une antenne résonnante. Par ailleurs, n'importe quel câble vidéo se comporte comme un filtre passe-bas dès lors qu'il dépasse quelques mètres, a fortiori dans le type d'installation des salles de contrôle aérien, où le déport peut atteindre 100 à 150 m. Les câbles vidéo connus, notamment du type KX8, possèdent pour une longueur de 10 m un affaiblissement de 0,3 dB à 20 MHz 0,45 dB à 40 MHZ 0,6 dB à 100 MHZ 1,0 dB à 200 MHZ 1,3 dB à 300 MHZ 1,5 dB à 400 MHZ et un câble de 10 m du type MCX5, un affaiblissement de 0,26 dB à 20 MHZ 0,43 dB à 40 MHZ 0,75 dB à 100 MHZ 1,6 dB à 200 MHZ 1,45 dB à 300 MHZ 2,07 dB à 400 MHZ De plus, ces affaiblissements sont directement proportionnels à la longueur du câble. La présente invention vise à pallier les inconvénients en proposant un dispositif correcteur de signaux vidéo, utilisable pour des bandes passantes de l'ordre de 300 à 400 MHZ, qui permette de déporter un générateur graphique d'un moniteur graphique sur une distance qui peut atteindre 150 m, en compensant l'affaiblissement du signal provenant de la connexion par câbles coaxiaux entre ces machines graphiques et les moniteurs associés. A cet effet, le dispositif correcteur de signaux vidéo se caractérise en ce qu'il comporte, sur une plaquette de circuit imprimé, au moins un amplificateur opérationnel large bande passante, dont l'une des bornes est connectée à une prise d'entrée d'un signal vidéo, l'autre étant d'une part bouclée sur la borne de sortie, et d'autre part connectée à au moins un module de correction électronique, relié entre cette borne et la masse du circuit, ledit module étant pourvu de composants électroniques dont les valeurs ont été optimisées pour compenser l'affaiblissement du câble à la fréquence de fonctionnement considérée et pour une distance donnée de câble. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures - la figure 1 illustre le schéma de base d'implantation des composants électroniques autour d'un amplificateur opérationnel large bande - la figure 2 illustre le schéma électrique d'un dispositif correcteur de signaux vidéo RVB, selon l'invention ; - la figure 3 illustre la réponse en amplitude d'un pixel au cours du temps, généré en direct - la figure 4 illustre la réponse en amplitude d'un pixel au cours du temps, obtenu après 100 m de câble MCX5 ; - la figure 5 illustre la réponse en amplitude d'un pixel au cours du temps, corrigé après 100 m de câble NCX5 Selon un mode préféré de réalisation du dispositif correcteur de signaux vidéo, on dispose sur une carte de circuit imprimé, au moins un étage d'amplification opérationnel large bande, possédant une bande passante de 1,2 GHz pour un gain de 1. On peut utiliser, notamment pour ce type d'application, un amplificateur opérationnel "CLC 449 de COMLINEAR" . En se référant à la figure 1, illustrant le schéma de principe du montage de l'amplificateur sur le circuit imprimé, son entrée non inverseuse, constitue la borne d'entrée d'un des signaux vidéo, R (rouge), V (vert), B (bleu). Cette borne d'entrée est constituée notamment par une prise BNC directement soudée sur le circuit imprimé. L'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel est connectée d'une part, par l'intermédiaire d'une résistance RA à la borne de sortie, reliée quant à elle à une prise BNC, directement soudée sur le circuit imprimé, et d'autre part à au moins un module de correction électronique et une résistance RB, l'ensemble étant monté en parallèle entre la borne inverseuse et la masse du circuit. Chaque module est composé d'une association de circuits R C R1 - C1, R2 - C2, Rn - Cn (résistance, capacité), accordé sur une fréquence de résonance et qui a pour but de créer un gain dans l'amplificateur compensant l'affaiblissement du câble à la fréquence considérée et pour une distance D de câble. Préférentiellement, les composants électroniques formant le module de correction sont de type CMS. Le nombre de modules associés en parallèle entre la borne inverseuse de l'amplificateur opérationnel et la borne de masse du circuit est un compromis entre les résultats obtenus et la complexité du système, surtout fonction du type de câble, de la longueur à compenser entre le générateur et le moniteur graphique et de la fréquence du signal véhiculé. Pratiquement, pour une longueur de câble déterminée et pour un type donné, on détermine la réponse de ce dernier à un échelon de tension. L'allure de la courbe de réponse est découpée en une succession de segments représentant des bandes de fréquences. Pour chacun des segments, on considère la tangente à la pente de la courbe de réponse, ce qui fourni autant de fréquences de coupure. Pour chaque segment, on adapte les valeurs des composants Rn et Cn en fonction de la fréquence de résonance et on équilibre les valeurs de ces composants aux valeurs des composants Rn-l, Cn-l, Rn+l, Cn+l, formant l'électronique des modules devant compenser le segment de la bande de fréquences voisines. Ainsi, en fonction de la longueur de câble à compenser, l'amplificateur opérationnel comporte 2, 3, ou 4, n modules de correction, les valeurs des composants étant ajustées en fonction de la fréquence et de la distance D. La superposition de modules de correction en parallèle génère des phénomènes d'interaction entre modules qui se traduisent par des déséquilibres dans le fonctionnement des différents étages, ce qui implique une détermination interactive des valeurs des composants Rn, Cn. Par ailleurs, le fonctionnement, dans des fréquences de l'ordre de 300 à 400 MHz, nécessite une implantation rigoureuse et soignée des composants autour de l'amplificateur opérationnel afin d'éviter la création d'antenne résonnante. Ainsi, la longueur des pistes est réduite au minimum, de l'ordre de quelques millimètres, pour ne pas créer d'inductances série parasites qui produiraient des surtensions inadmissibles et néfastes pour le circuit intégré. Les composants formant les modules de correction électronique sont implantés sur quelques millimètrescarré, au plus près de la borne d'entrée du circuit. A partir d'un circuit de base comme décrit précédemment, un dispositif correcteur de signaux vidéo, objet de l'invention, comporte, selon un premier mode de réalisation, sur un même circuit imprimé trois amplificateurs opérationnels large bande, chacun étant pourvu de ses propres modules électroniques de correction ainsi qu'un circuit électronique pour la synchronisation des signaux RVB. Ces modules sont pré définis pour des longueurs données de type de câble, par exemple de 10 mètres en 10 mètres notamment d'un câble MCX5 ou KX8, optimisés et réglés, quant aux choix des valeurs des composants Rn et Cn, pour la valeur médiane de la distance D, ainsi il existe un dispositif correcteur de signaux vidéo pour 90/100 m de câble MCX5, optimisé pour 95 m. Chaque platine du dispositif de correcteur de signal, comprend également les bornes nécessaires à l'alimentation du circuit proprement dit. Selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif correcteur de signaux vidéo, comporte sur une même platine de circuit imprimé, le nombre de modules électroniques adéquats pour traiter plusieurs signaux RVB, notamment 6 modules pour deux entrées RVB. I1 comporte, outre les différents circuits précédemment décrits dans le mode de réalisation à un seul signal d'entrée RVB, des composants électroniques pour le traitement de signaux de commande RS232. Le dispositif correcteur de signaux vidéo précédemment décrit de multiples avantages : il est aisément démontable, ce qui facilite la maintenance sur site. Assemblé en usine, et ne nécessitant aucun réglage, ce dispositif permet de séparer physiquement un générateur graphique de son récepteur, ce qui autorise la création notamment de nouvelles salles de contrôle aérien, à ergonomie améliorée. I1 demeure bien entendu que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ci-dessus, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Dispositif correcteur de signaux vidéo, caractérisé en ce qu'il comporte, sur une plaquette de circuit imprimé, au moins un amplificateur opérationnel large bande passante, dont l'une des bornes est connectée à une prise d'entrée d'un signal vidéo R, V, B, l'autre étant d'une part bouclée sur la borne de sortie, et d'autre part connectée à au moins un module de correction électronique, relié entre cette borne et la masse du circuit, ledit module étant pourvu de composants électroniques dont les valeurs ont été optimisées pour compenser l'affaiblissement du câble à la fréquence considérée de fonctionnement et pour une distance donnée de câble. 2 - Dispositif correcteur de signaux vidéo selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit imprimé comporte au moins un circuit électronique pour la synchronisation des signaux RVB. 3 - Dispositif correcteur de signaux vidéo selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit imprimé comporte des composants électroniques pour le traitement de signaux de commande RS232. 4 - Dispositif correcteur de signaux vidéo selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants formant le module de correction sont d'une technologie CMS 5 - Dispositif correcteur de signaux vidéo selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bornes d'entrée et de sortie comportent chacune une prise BNC directement soudée sur le circuit imprimé.