Brevet FR2859858A1 — publié le 20050318

DESCRIPTION Dans l'état de la technique de la transmission vidéo, on connaît l'utilisation d'un terminateur au dispositif d'entrée vidéo pour s'adapter à l'impédance de câble réduisant ainsi l'interférence électromagnétique et les réflexions de signal afin d'améliorer la qualité du signal. La plupart des connexions de câble vidéo combinées s'adaptent à un câble d'impédance de 75 ohms avec une résistance de raccordement de 75 ohms dans le dispositif d'entrée vidéo. Cependant, il existe le besoin de protéger la circuiterie du dispositif d'entrée vidéo dans le cas où une haute tension inattendue serait connectée au circuit d'entrée vidéo. Cette protection est particulièrement importante dans les applications automobiles où l'entrée vidéo peut être connectée par inadvertance à la batterie automobile provoquant la dissipation d'une grande quantité de puissance à travers la résistance de raccordement. Typiquement, les systèmes utilisent un condensateur CC de blocage en série avec l'entrée vidéo. L'inconvénient du condensateur CC de blocage est d'engendrer une faible réponse de basse fréquence qui résulte soit dans une perte de synchronisation, soit dans des distorsions du signal vidéo. En vue de satisfaire le besoin ci-dessus, tout en surmontant les inconvénients énumérés et les autres limitations de l'art antérieur, la présente invention prévoit un circuit de protection d'entrée vidéo connecté à un circuit vidéo, circuit de protection d'entrée vidéo caractérisé en ce qu'il comprend: un terminal ou une borne d'entrée vidéo pour recevoir un signal vidéo; un premier transistor disposé électriquement en série avec le terminal ou la borne d'entrée vidéo; et une résistance de raccordement en connexion électrique avec le commutateur, dans lequel le premier transistor est connecté entre le terminal ou la borne d'entrée vidéo et la résistance de raccordement. L'invention prévoit également un circuit de protection d'entrée vidéo caractérisé en ce qu'il comprend: un terminal ou une borne d'entrée vidéo pour recevoir un signal vidéo; un transistor MOSFET à canal N mis électriquement en série avec la borne ou le terminal d'entrée vidéo; et une résistance de raccordement en connexion électrique avec le 5 commutateur, dans lequel le MOSFET à canal N est connecté entre le terminal ou la borne d'entrée vidéo et la résistance de raccordement. Un drain du transistor MOSFET à canal N peut être connecté au terminal d'entrée vidéo et une source du transistor MOSFET à canal N communique avec la résistance de raccordement. Ainsi, comme cela ressort de ce qui précède, il est avantageusement prévu un transistor en série avec l'entrée vidéo d'un dispositif d'entrée vidéo avant la résistance de raccordement. Le transistor est utilisé à cause de la grande quantité de puissance qui devrait être dissipée à travers la résistance de raccordement si l'entrée vidéo était connectée par inadvertance à la tension de batterie automobile. Pour la batterie automobile typique de 14 volts, approximativement 2,6 watts seraient dissipés par la résistance de raccordement, causant probablement une défaillance de la résistance de raccordement et du dispositif d'entrée vidéo. Un transistor à effet de champ de semiconducteur d'oxyde de métal (MOSFET) à canal N est utilisé comme commutateur pour fournir une résistance en série 2 0 extrêmement faible en comparaison avec la résistance de raccordement de 75 ohms. Cette faible résistance en série minimise la dégradation de signal vidéo qui pourrait être causée par des commutateurs à impédance supérieure grâce au diviseur de tension formé par l'impédance de commutateur et la résistance de raccordement de 75 ohms. Le MOSFET à canal N permet également des vitesses de commutation élevées et peut être choisi pour minimiser les capacités parasites de telle sorte que le signal vidéo ne soit pas dégradé à cause de l'impédance de source de 75 ohms. D'autres objets, caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront plus clairement à l'homme du métier à la lumière de la description qui suit, en se 3 0 référant aux dessins qui y sont annexés et qui forment une partie de cette description. La figure 1 est une vue schématique d'un circuit vidéo de protection selon la présente invention; la figure 2 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation d'un circuit vidéo de protection selon la présente invention. Si l'on se réfère maintenant à la figure 1, un circuit vidéo de protection réalisant les principes de la présente invention est illustré dans cette dernière et désigné sous le numéro 10. Comme ses composants primaires, le circuit vidéo de protection 10 comprend un terminal d'entrée vidéo 12, un transistor 14 et une résistance de raccordement 18. Le terminal d'entrée vidéo 12 reçoit un signal vidéo depuis un dispositif de sortie vidéo (non illustré). Le transistor 14, connecte de façon sélective le terminal d'entrée vidéo 12 avec le circuit vidéo 16. Le terminal d'entrée vidéo 12 est connecté au drain du transistor 14. La source du transistor 14 est connectée à la résistance de raccordement 18 et à un circuit vidéo 16. En fonctionnement normal, le transistor 14 connecte le terminal d'entrée vidéo 12 avec le circuit vidéo 16 et la résistance de raccordement 18. En variante, si le terminal d'entrée vidéo 12 devait être court-circuité à la batterie automobile (non illustrée), l'impédance du transistor 14 serait augmentée jusqu'à ce que le courant maximum permis à travers le transistor 14 soit limité de telle sorte que la 2 0 tension dans la résistance de raccordement 18 soit fixée. Le transistor 14, étant situé entre le terminal d'entrée vidéo 12 et la résistance de raccordement 18, empêche la dissipation d'une grande quantité de puissance à travers la résistance de raccordement 18 dans le cas où la batterie automobile (non illustrée) serait court-circuitée par inadvertance au terminal d'entrée vidéo 12. La résistance de raccordement 18 est également connectée entre la source du transistor 14 et la mise électrique à la terre 34. La valeur de résistance de la résistance de raccordement 18 est choisie pour s'adapter à l'impédance de câble, 75 ohms pour la plupart des applications vidéo, afin d'améliorer la qualité de 3 0 signal vidéo. 2859858 4 De préférence, le transistor 14 est un dispositif MOSFET à canal N. Un MOSFET à canal N fournit une résistance en série extrêmement faible, comparée à la résistance de raccordement de 75 ohms, pour que le signal vidéo ne soit pas dégradé par le diviseur de tension créé par l'impédance de transistor et la résistance de raccordement 18. Un dispositif MOSFET à canal N permet également des vitesses de commutation élevées et peut être choisi pour minimiser les capacités parasites de telle sorte que le signal vidéo ne soit pas dégradé à cause de l'impédance de source de 75 ohms. Un exemple de dispositif MOSFET à canal N est fourni par ON Semiconductor de Phoenix, Arizona, numéro de pièce MMFT96OT1. Un tel dispositif MOSFET a une résistance de 1,7 ohm seulement à la tension conductrice de grille de 10 volts. De plus, ce dispositif a une capacité d'entrée, Css = 65pF. Css est définie par Cgs + Cgd avec Cds court-circuité. Où Cgs est la capacité entre la grille et le drain, Cgd est la capacité entre la grille et la source, et Cds est la capacité entre le drain et la source. En utilisant C;ss, la réponse de fréquence du circuit peut être déterminée en supposant une impédance de source vidéo de 75 ohms par équation 1. 1 1 f - 3db= = 65,3MHz Eq. 1 27c(750/2)Ciss 2rc(75S-2/ 2)65 pF L'équation 1 montre que la bande passante du circuit n'affectera pas le signal vidéo, qui est une bande passante de 6 MHz environ. En outre, le dispositif MOSFET peut supporter la dissipation de puissance d'approximativement 400 mW pour un procédé de commande de commutateur de borne de batterie, tel que 2 5 celui illustré sur la figure 1. Un autre attribut du circuit de protection est qu'il supporte une tension vidéo négative. Une tension vidéo négative peut survenir si la source vidéo conductrice utilise un condensateur de blocage CC. Cependant, le dispositif MOSFET continue à fournir une connexion de faible impédance même lorsque le 3 0 drain est à moins de zéro volt. Un diviseur de tension comprenant la résistance 22 et la résistance 24 communique également avec la source du transistor 14. La résistance 22 est connectée entre la source du transistor 14 et la base du transistor 20. La résistance 24 est connectée entre la base du transistor 20 et une mise à la terre électrique 34. Le rapport de la résistance 22 et de la résistance 24 détermine la tension requise sur la source du transistor 14 pour activer le transistor 20 et la tension de fixation à travers la résistance de raccordement 18. L'émetteur du transistor 20 est connecté à la mise à la terre électrique 34 tandis que le collecteur du transistor 20 est connecté à la grille du transistor 14 et connecté à la source de tension 26 à travers la résistance 28. Pendant un fonctionnement normal, le transistor 20 ne conduit pas permettant de cette façon à la source de tension 26 d'activer le transistor 14, lui permettant de conduire entre le terminal d'entrée vidéo 12 et la résistance de terminateur 18. Au cas où le terminal d'entrée vidéo 12 serait connecté par inadvertance à la tension de batterie, le transistor 20 conduira en affaiblissant la tension sur la grille du transistor 14. Dans cette configuration, la tension à la source du transistor 14 est fixée à une tension prédéterminée pour protéger le circuit vidéo. De plus, lorsque la tension depuis la source de tension 26 n'est pas présente, de la même manière que lorsque le dispositif d'entrée vidéo n'est pas alimenté, le transistor 14 est dans un état 2 0 arrêt et le signal vidéo ne peut pas piloter le circuit vidéo fournissant de cette façon une protection supplémentaire. La protection de décharge électrostatique (ESD) peut être ajoutée en utilisant des diodes Zener 30 et 32 en communication avec le terminal d'entrée vidéo. La cathode de la diode Zener 32 est connectée au terminal d'entrée vidéo 2 5 12 et l'anode de la diode Zener 32 est connectée à l'anode de la diode Zener 30. En outre, la cathode de la diode Zener 30 est connectée à la mise à la terre électrique 34 fournissant un passage à la terre pour l'ESD. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, un autre mode de réalisation d'un circuit vidéo de protection selon la présente invention est illustré. Le terminal 3 0 d'entrée vidéo 42 est connecté au drain du transistor 44. La source du transistor 44 est connectée à la résistance de raccordement 48 et à un circuit vidéo 46. De cette manière, le terminal d'entrée vidéo 42 est connecté de manière sélective au circuit vidéo 46 par le transistor 44. Le transistor 44, étant situé entre le terminal d'entrée vidéo 42 est la résistance de raccordement 48, empêche la dissipation d'une grande quantité de puissance à travers la résistance de raccordement 48 dans le cas où la batterie automobile (non illustrée) serait court-circuitée par inadvertance au terminal d'entrée vidéo 42. De préférence, le transistor 44 est un dispositif MOSFET à canal N tel que traité précédemment dans cette spécification. La résistance de raccordement 48 est connectée entre la source du transistor 44 et la mise à la terre électrique 64. La valeur de résistance de la résistance de raccordement 48 est choisie pour s'adapter à l'impédance de câble, 75 ohms pour la plupart des applications vidéo, afin d'améliorer la qualité de signal vidéo. Un diviseur de tension comprenant une résistance 52 et une résistance 54 communique également avec le drain du transistor 44. La résistance 52 est connectée entre le drain du transistor 44 dans la base du transistor 50. La résistance 54 est connectée entre la base du transistor 50 et une mise à la terre électrique 64. Le rapport de la résistance 52 et de la résistance 54 détermine la tension requise sur le drain du transistor 44 pour activer le transistor 50. L'émetteur du transistor 50 est connecté à la mise à la terre électrique 64. 2 0 Le collecteur du transistor 50 est connecté à la grille du transistor 44 et connecté à la source de tension 56 à travers la résistance 58. Dans cette configuration, le transistor 44 est forcé dans l'état d'arrêt lorsqu'un seuil de tension prédéterminé est dépassé au terminal d'entrée vidéo. De plus, lorsque la tension depuis la source de tension 56 n'est pas présente, de la même manière que lorsque le dispositif d'entrée vidéo n'est pas alimenté, le transistor 44 est dans un état d'arrêt et le signal vidéo ne peut piloter le circuit vidéo fournissant de cette manière une protection supplémentaire. La protection de décharge électrostatique (ESD) peut être ajoutée en utilisant des diodes Zener 60 et 62 en communication avec le terminal d'entrée vidéo 42. La cathode de la diode Zener 62 est connectée au terminal d'entrée vidéo 42 et l'anode de la diode Zener 62 est connectée à l'anode de la diode Zener 60. En outre, la cathode de la diode Zener 60 est connectée à la mise à la terre électrique 64 fournissant un passage de mise à la terre pour l'ESD. Comme l'homme du métier appréciera facilement, la description ci-dessus se veut être une illustration de la mise en oeuvre des principes de cette invention. Cette description n'est pas destinée à limiter la portée ou l'application de cette invention en ce que l'invention peut être sujette à modifications, variations et changements, sans s'écarter de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de protection d'entrée vidéo connecté à un circuit vidéo, circuit de protection d'entrée vidéo (10; 40) caractérisé en ce qu'il comprend: un terminal ou une borne d'entrée vidéo (12; 42) pour recevoir un signal vidéo; un premier transistor (14; 44) disposé électriquement en série avec le terminal ou la borne d'entrée vidéo (12; 42) ; et une résistance de raccordement (18; 48) en connexion électrique avec le commutateur, dans lequel le premier transistor (14; 44) est connecté entre le terminal ou la borne d'entrée vidéo (12; 42) et la résistance de raccordement (18; 48). 2. Circuit de protection d'entrée vidéo connecté à un circuit vidéo, circuit de protection d'entrée vidéo (10; 40) caractérisé en ce qu'il comprend: un terminal ou une borne d'entrée vidéo (12; 42) pour recevoir un signal vidéo; un transistor MOSFET à canal N (14; 44) mis électriquement en série avec la borne ou le terminal d'entrée vidéo (12; 42) ; et une résistance de raccordement (18; 48) en connexion électrique avec le commutateur, dans lequel le MOSFET à canal N (14; 44) est connecté entre le terminal ou la borne d'entrée vidéo et la résistance de raccordement (18; 48). 2 0 3. Circuit de protection d'entrée vidéo selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un drain du transistor MOSFET à canal N (14; 44) est connecté au terminal d'entrée vidéo (12; 42) et une source du transistor MOSFET à canal N (14; 44) communique avec la résistance de raccordement (18; 48).