Décodeurs PAL –
Décodeurs PAL / SECAM –Décodeur Numérique
Il est nécessaire avant
d’aborder le fonctionnement des platines de décodage PAL, de revoir les
principes généraux de la diffusion des programmes couleurs, selon ce procédé.
Les particularités de ce
système peuvent se mesurer ainsi :
·
Les deux
informations de couleurs rouge et bleu sont transmises simultanément toutes les
lignes.
·
L’information
bleu est modulée en amplitude par une sous porteuse dont la phase correspond à
la phase de référence (0°).
·
L’information
rouge est modulée en amplitude par une sous porteuse de même fréquence, mais
dont la phase est de + 90° pour une ligne et – 90° pour la ligne suivante.
Ces deux sous porteuses sont
mélangées pour donner une seule sous porteuse de fréquence 4,43 MHz contenant
les deux informations couleurs. La (figure 1) donne la représentation
vectorielle du produit de la modulation pour deux lignes consécutives.
Le vecteur bleu est, dans
les deux cas, en phase avec la phase de référence.
Le vecteur rouge est orienté
avec un déphasage de + 90° pour la ligne n (figure 1 a) et avec un déphasage de
– 90° pour la ligne n + 1 (figure 1 b) .
Le vecteur résultant est situé dans les
deux cas entre
et
.
Sa longueur dépend de la grandeur
de ses deux composantes et
et donne la saturation de la couleur.
Son déphasage (+
a pour la ligne n et -
a pour la ligne
n + 1) donne la teinte de la couleur. En effet, la tangente de l’angle
a est égale au rapport des longueurs des vecteurs et
:
ta =
·
L’émission est
effectuée après suppression de la sous porteuse. Ceci implique que l’on devra
régénérer la sous porteuse dans le récepteur.
·
L’émetteur
doit transmettre des informations permettant d’assurer le synchronisme en
fréquence et en phase entre la sous porteuse reconstituée dans le récepteur et
la sous porteuse générée dans l’émetteur.
Ces informations appelées
Salves ou Burst sont transmises alternativement toutes les lignes avec un
déphasage de + 135° ou – 135°.
Les salves ont une durée de
10
± 1 périodes et
commencent 5,6
ms après le
début de l’impulsion de synchronisation ligne.
L’amplitude des salves est
égale à la moitié de celle des impulsions de synchronisation et leur fréquence
correspond à celle de la sous porteuse.
II –
Principe du décodage PAL
Avant de voir en détail les
différents étages d’un décodeur PAL, nous allons analyser le schéma de la
(figure 2) .
En tête de ce schéma, nous
trouvons le circuit cloche qui permet de prélever les informations de
chrominance.
La sous porteuse est ensuite
amplifiée par l’étage amplificateur de chrominance.
Le terme sous porteuse est
d’ailleurs impropre, car étant donné que celle ci a été supprimée en partie à
l’émission, il conviendrait d’écrire produit de modulation des informations
rouge et bleu (E’U et E’V). Cependant, pour simplifier l’écriture, nous écrirons
sous porteuse et nous désignerons les composantes rouge et bleu, en quadrature
par les lettres R et B.
A la sortie de
l’amplificateur chrominance, la sous porteuse est dirigée, d’une part sur la
voie directe et, d’autre part, sur la ligne à retard de 64
ms.
Les signaux sont maintenant
appliqués à un système mélangeur chargé de séparer les signaux de chrominance R
et B.
La (figure 3)
représente ces
trois informations pour quatre lignes successives.
A chaque ligne, nous
disposons d’une information directe contenant R et B (figure 3 a) , d’une autre
information directe contenant – R et – B produite par l’inverseur 180°
(figure
3 b) et d’une information retardée contenant R et B de la ligne précédente
(figure 3 c) .
Le circuit de mélange
additif (marqué + sur le schéma de la figure 2) , est un additionneur à
résistances qui effectue la somme des signaux des (figures 3 a et 3 b) .
Nous considérons que pour
deux lignes consécutives, les signaux de chrominance sont pratiquement
identiques.
Le résultat de cette somme
est représenté à la (figure 3 c) . Nous constatons que les informations rouge
sont en opposition de phase et qu’elles s’annulent. Les informations bleu sont
en phase et elles s’ajoutent.
En sortie du mélangeur
additif, nous obtenons donc uniquement des informations bleu, dont la phase
correspond à la phase de référence et dont l’amplitude est égale à deux fois
l’amplitude de la composante bleu contenue
dans une ligne.
Le mélangeur soustractif
(marqué – sur le schéma de la figure 2) est également un additionneur à
résistances qui effectue la somme des signaux représentés aux (figure 3 b et 3
c) . Ce mélangeur est appelé soustractif car il utilise le signal de la voie
directe inversé de 180° (- R et – B).
Les informations bleu sont
égales et en opposition de phase donc elles s’annulent.
Les informations rouge sont
en phase (+ 90° ou – 90°) et elles s’ajoutent.
Nous obtenons donc
uniquement les informations rouge. Leur amplitude est le double de celle
contenue dans une ligne et la phase est de + 90° pour une ligne et – 90° pour
la ligne suivante.
Il est à noter que nous
pourrions aboutir au même résultat en inversant le signal retardé et en faisant
le mélange du signal retardé inversé et du signal direct.
Nous retrouvons en sortie
des mélangeurs des signaux rouge et bleu dont les phases respectives sont
identiques à celles qu’ils avaient au moment de la modulation dans l’émetteur
(figure 4) .
Pour effectuer une
démodulation correcte, il faut que les informations aient une même phase. Pour cela,
il faut donc modifier la phase des informations rouge. A la ligne deux, par
exemple, le vecteur 2R subira un déphasage de – 90°, il sera donc en
concordance avec la phase d’origine (0°), à la ligne 3, le vecteur 2R devra
être déphasé de + 90° et ainsi de suite.
La (figure 5) montre la
remise en phase des informations rouge qui est effectuée par le commutateur +
90°, - 90° du schéma synoptique de la (figure 2) .
Nous retrouvons ainsi les
informations 2R et 2B en phase avec la phase de référence.
Pour que les deux
démodulateurs synchrones puissent effectuer la démodulation, il faut régénérer
la sous porteuse qui avait été supprimée à l’émission.
C’est le rôle de
l’oscillateur asservi à 4,43 MHz indiqué à la (figure 2) . Cet oscillateur
délivre en fait deux signaux en opposition de phase qui seront appliqués aux
deux démodulateurs synchrones. L’un à la phase 0°, l’autre à la phase 180°.
Nous venons de voir que le
signal rouge subit un déphasage de + 90° ou – 90° toutes les lignes. Cette
opération est assez délicate à réaliser et très souvent, pour remettre les
informations en phase, les constructeurs font appel à une autre solution qui
est décrite par le schéma synoptique de la (figure 6) .
Les informations bleu
subissent un déphasage permanent de + 90° obtenu soit avec un réseau RC, soit
avec un circuit accordé LC dont on règle l’amortissement avec une résistance
montée en parallèle.
Les informations rouge sont
transmises sans déphasage pour les lignes où l’information d’origine à une
phase de + 90° et avec un déphasage de + 180° pour les lignes où l’information
d’origine à une phase de – 90°.
Ainsi, les informations ont
toutes un déphasage de + 90°.
La (figure 7) indique les
différentes modifications de phase produites par le déphaseur + 90° et le commutateur
déphaseur 0°, + 180° de la (figure 6) .
Les vecteurs en pointillés
indiquent les phases des informations telles qu’elles sont reçues. Les vecteurs
en traits pleins montrent les phases des informations rouge et bleu après
traitement.
Bien que paraissant plus
compliquée, cette solution est plus simple à réaliser que la précédente.
En effet, pour obtenir la
commutation 0°, + 180°, il suffit d’appliquer le signal sur la base d’un
transistor monté avec des charges équilibrées et de prélever le signal soit sur
le collecteur (déphasage 180°), soit sur l’émetteur (déphasage 0°).
Dans ce cas précis,
l’oscillateur à 4,43 MHz doit fournir, pour que les démodulateurs fonctionnent
correctement, deux signaux symétriques mais avec des phases de + 90° et – 90°.
Un circuit extracteur permet
de prélever les salves (Burst), situées 5,6
ms après le
début des tops de synchronisation lignes.
Ces salves sont envoyées au
circuit d’identification et portier qui joue les rôles suivants :
·
Fermeture des
voies chrominance rouge et bleu en cas d’absence de salves
·
Remise au pas
de la bascule commandant le système de remise en phase des informations rouge
·
Contrôle de la
fréquence et de la phase des signaux délivrés par l’oscillateur de régénération
de la sous porteuse à 4,43 MHz
III –
Platine de décodage PAL à transistors
Le schéma synoptique de
cette platine de décodage PAL est représenté (figure 8) . On reconnaît le
schéma classique d’un démodulateur PAL utilisant une ligne à retard.
La vidéo composite
(luminance + chrominance) en provenance des étages FI est appliquée à un
circuit extracteur de la sous porteuse.
Il s’agit en fait d’un
circuit à bande étroite qui ne laisse passer que les fréquences utilisées pour
les informations de chrominance.
Ces informations sont amplifiées
par un amplificateur accordé puis appliquées à la ligne à retard de 64
ms.
Les informations directes
(Vd) et retardée (Vr) sont ensuite injectées dans deux circuits mélangeurs.
Le premier, marqué par un
signe +, effectue la somme vectorielle des informations directes et retardées
et permet d’obtenir les informations bleu.
Le second, marqué d’un signe
-, effectue une différence vectorielle et restitue les informations rouge.
Les informations bleu
subissent un déphasage permanent de + 90°. Les informations rouge passent à
travers in inverseur de phase (0°, 180°) fonctionnant à la fréquence ligne, de
façon à obtenir des informations bleu et rouge en phase.
Les signaux ainsi obtenus
sont amplifiés puis appliqués aux démodulateurs synchrones.
Pour effectuer cette
détection, il faut restituer la sous porteuse qui avait été supprimée à
l’émission. C’est le rôle de l’oscillateur à 4,43 MHz. Cet oscillateur est
asservi en phase et en fréquence par les salves (Burst).
Ces dernières, extraites des
informations de chrominance, commandent le comparateur de phase, pilotant
l’oscillateur à 4,43 MHz et le portier.
Ce dernier étage reçoit les
salves et les impulsions de retour ligne et commande l’ouverture ou la
fermeture des deux amplificateurs de chrominance bleu et rouge.
Le multivibrateur bistable
synchronisé par la fréquence ligne, pilote l’inverseur de phase 0°-180°. Nous
allons voir maintenant le fonctionnement détaillé de chacun de ces étages. Le
schéma complet de la platine de décodage PAL est donné à la (figure 9) .
1)
Amplificateur
de chrominance
L’amplificateur de
chrominance est constitué par les circuits des transistors Q1, Q2, Q3 et Q4.
La vidéo composite issue de
la platine FI arrive sur la broche 6 de la platine.
Le filtre de bande constitué
par C1, C70, R1 et L1 permet d’extraire les signaux de chrominance du signal
vidéo.
Les informations de couleurs
sont appliquées à travers C3 à la base de Q1 qui amplifie le signal.
Il est à noter que le gain
de cet étage est contrôlé par une tension de correction (ACC = automatique
contrôle couleurs). Nous verrons par la suite comment cette tension d’ACC est
produite.
Le transistor Q2, monté en
collecteur commun, assure l’adaptation d’impédance entre Q1 et Q3.
Q3 et Q4 amplifient les
informations de couleurs qui sont appliquées, d’une part, à la ligne à retard
64
ms (voie retardée, Vr) et d’autre part, au circuit de correction
d’amplitude et de mise en forme constitué par L3, C10, R23 et P24 (voie directe
Vd).
Sur le curseur du
potentiomètre P24, nous obtenons les informations directes.
La ligne à retard 64
ms est équipée en sortie d’un enroulement à point milieu.
A la borne supérieure de
l’enroulement, apparaît un signal retardé en phase avec le signal direct.
A la borne inférieure
apparaît un signal retardé en opposition de phase avec le signal direct.
2)
Circuits de
mélange additif et soustractif
Ces circuits sont très
simples et se résument à peu de chose. Le mélange additif est effectué par les
résistances R39 et R26.
D’un côté de la résistance R26
(point bas), nous avons le signal direct, au point haut de la résistance R39
est appliqué le signal retardé non déphasé.
La combinaison des deux
signaux ne laisse subsister que les informations bleu au point commun des
résistances R26 et R39.
Ces informations sont
amplifiées par Q5 et Q6 et subissent un déphasage de 90° dans le circuit
accordé constitué par L4, C14 et P34.
De la même façon, le mélange
soustractif est effectué par les résistances R25 et R38.
Ces deux éléments reçoivent
d’un côté le signal direct et de l’autre, le signal retardé en opposition de
phase avec le signal direct.
La différence des deux
signaux prélevés au point commun des deux résistances R25 et R38 correspond aux
signaux de chrominance rouge.
3)
Inverseur
de phase et multivibrateur
L’inverseur de phase du
signal rouge est constitué par le transistor Q9 et les diodes D12 et D13
(figure 10) .
Le transistor Q9 est monté
en déphaseur à charge répartie (R60, R61 et P58). Le potentiomètre P58 permet
d’équilibrer les deux sorties prélevées sur le collecteur et l’émetteur de Q9.
Le signal prélevé sur le
collecteur est toujours déphasé de 180° par rapport à celui appliqué sur la
base, alors que le signal recueilli sur l’émetteur est toujours en phase avec
le signal de la base.
Les diodes D12 et D13
montées en sens inverse permettent de choisir alternativement l’une ou l’autre
des sorties pour obtenir une information rouge qui sera toujours en phase avec
l’information bleu. La conduction des diodes D12 et D13 est commandée par le multivibrateur.
Le multivibrateur constitué
par les transistors Q13 et Q14 est du type bistable. Il est commandé par les
impulsions de retour lignes arrivant sur la broche trois du circuit imprimé.
Les impulsions de commande
de l’inverseur de phase sont prélevées sur le collecteur de Q13 et transmises
par C53, R97, R62 et R63.
Si le multivibrateur envoie
une impulsion positive au point commun des résistances R62 et R63, la diode D13
conduit et la diode D12 est bloquée.
Dans ce cas, c’est le signal
présent sur l’émetteur de Q9 qui est transmis (déphasage = 0°).
Au contraire, quand
l’impulsion en provenance du multivibrateur est négative, la diode D12 est
conductrice et c’est le signal prélevé sur le collecteur de Q9 qui est transmis
(déphasage = 180°).
La self L9 permet d’écouler
à la masse des résidus de fréquence lignes produits par les tensions de
commutation des deux diodes.
Le signal de chrominance
rouge est ensuite amplifié par Q10 avant d’être appliqué au détecteur.
Le circuit accordé constitué
par L10, C35 et P68 permet d’ajuster la phase afin d’obtenir une concordance
parfaite avec le signal bleu.
4)
Détecteurs
B – Y et R – Y
Les deux détecteurs sont
constitués par les diodes D4 et D5 et les résistances R36, R37 pour le
détecteur B – Y et par les diodes D14 et D15 et les résistances R70 et R71 pour
le détecteur R – Y.
Le détecteur B – Y
reçoit :
·
Les
informations bleu délivrées par Q6
·
Deux signaux
en opposition de phase, représentant la sous porteuse à 4,43 MHz et prélevés de
chaque côté de L12. Ces signaux sont appliqués aux diodes du détecteur par les
condensateurs C17 et C18.
De même, le détecteur R – Y
est alimenté par les informations rouge en provenance de Q10 et par les deux
signaux déphasés de 180° représentant la sous porteuse et transmis par C37 et
C38.
En sortie des détecteurs,
nous trouvons les selfs d’arrêts L5 et L6 permettant d’éliminer les résidus de
sous porteuse qui pourraient subsister dans les signaux (B – Y) et (R – Y).
Les informations de couleurs
ainsi obtenues sont ensuite transmises au circuit de matriçage qui sont
absolument identiques à ceux que nous avons examinés dans les platines de
décodage SECAM.
5)
Circuit
d’extraction des salves et circuit ACC
Le système d’extraction des
salves est essentiellement constitué par les circuits du transistor Q8
(figure
9) et (figure 11). Ce dernier reçoit le signal de chrominance prélevé sur le
collecteur de Q3.
Les impulsions positives de
retour ligne arrivant sur la broche deux du circuit imprimé sont légèrement
intégrées par le circuit RC (R40-C20), puis écrêtées à + 17 volts par les
diodes D6 et D7.
L’impulsion positive ainsi
obtenue est appliquée par D8, R42, R43 et C23 à la base de Q8 qui conduit
uniquement pendant la durée de l’impulsion.
Comme le temps de conduction
du transistor correspond au temps de passage de la salve (Burst), celle ci est
amplifiée et nous pouvons la recueillir sur le circuit accordé (L8-C25-C26)
placé dans le circuit collecteur de Q8.
En même temps, l’impulsion
positive à la fréquence ligne est appliquée sur la cathode de la diode D2.
Celle ci se bloque et empêche le passage de la salve vers les circuits de
chrominance.
La self L7 sert de self
d’arrêt et évite ainsi que les signaux de chrominance soient détectés par la
diode D8 et le condensateur C20.
Les salves prélevées entre
C25 et C26 sont appliquées sur la base de Q7 après écrêtage a – 0,7 volt des
alternances négatives du signal par D9.
Les alternances positives
sont amplifiées par Q7 puis filtrées par C21-C22 et R41. Du fait de l’inversion
provoquée par le transistor Q7, nous obtenons aux bornes du condensateur C21
une tension continue qui diminue lorsque l’amplitude des salves augmente, et au
contraire qui augmente lorsque l’amplitude des salves diminue.
Cette tension continue
permet de modifier automatiquement la tension de polarisation du transistor Q1
et agit comme une tension de CAG classique.
6)
Générateur
de sous porteuse
L’oscillateur permettant de
régénérer la sous porteuse supprimée à l’émission est constitué par les
circuits du transistor Q16.
Il s’agit en fait d’un
oscillateur à quartz asservi en fréquence et en phase. Le transistor Q17 assure
l’amplification de la sous porteuse régénérée, délivrée par l’oscillateur.
Aux bornes de l’enroulement
L12 à prise médiane, on trouve deux signaux en opposition de phase (+ 90° et –
90°).
L’asservissement s’effectue
grâce à la diode varicap D22. Nous savons que cet élément présente une capacité
qui varie en fonction de la tension appliquée à ses bornes.
Voyons maintenant comment
s’effectue la correction en fréquence et en phase. La (figure 12) montre le
schéma du détecteur de phase et les signaux délivrés.
Les salves sont appliquées à
un détecteur de phase constitué par les diodes D10 et D11, les résistances R50,
R51, R52, R53, R54 et R55 et les condensateurs C28 et C29.
La branche constituée par
R51, C28, C29 et R52 ne joue aucun rôle dans le fonctionnement du générateur de
sous porteuse, mais sert uniquement pour le circuit portier.
De chaque côté du
comparateur de phase, on applique les signaux de sous porteuse prélevés aux
bornes de l’enroulement L12.
Ce comparateur de phase
délivre une tension continue proportionnelle à l’écart de phase entre le signal
d’entrée (salves) et la sous porteuse.
Il est à noter qu’une
variation de la sous porteuse régénérée se traduit instantanément par une
variation de phase.
Lorsque la salve a une phase
de + 135°, le détecteur délivre au point C une tension continue positive
pendant toute la durée du passage de la salve.
Lorsque la salve a un
déphasage de – 135° (ligne suivante), le détecteur fournit au point C une
tension continue négative de durée et d’amplitude équivalente au cas précédent.
Nous obtenons ainsi une
succession de créneaux positifs et négatifs suivant la phase des salves.
Au point B, le phénomène est
identique mais les créneaux sont fortement intégrés par les condensateurs C28
et C29. La tension en B prend une forme sinusoïdale qui sera utilisée pour la
commande du portier.
La tension prélevée au point
C est appliquée à un circuit intégrateur (C58, C59 et R103) placé dans la base
du transistor Q15.
La tension de collecteur de
Q15 alimente à travers R109 la diode varicap D22 qui fait varier la fréquence
et la phase de l’oscillateur. Plusieurs cas peuvent se présenter :
a)
La
fréquence de la sous porteuse est égale à celle des salves et les phases sont
correctes
Les créneaux positifs et
négatifs du point C ont la même amplitude.
L’intégration de ces
créneaux donne une tension résultante nulle et sur le collecteur de Q15, nous
trouvons une tension moyenne qui, appliquée à la diode varicap, maintient
l’oscillateur à la fréquence exacte.
b)
La
fréquence délivrée par l’oscillateur décroît et se traduit au départ par une
variation de phase
Les créneaux négatifs
deviennent plus grands en amplitude que les créneaux positifs.
Après intégration, nous
obtenons une tension résultante négative qui, appliquée sur la base de Q15,
diminue la conduction de ce dernier.
Il en résulte une
augmentation du potentiel de Q15 qui se rapproche de la tension d’anode de D22.
La diode varicap D22, ayant
à ses bornes une tension moins élevée, présente une capacité plus faible et la
fréquence de l’oscillateur augmente.
c)
La
fréquence de l’oscillateur augmente
Les créneaux positifs
deviennent plus grands que les créneaux négatifs.
La tension résultant de
l’intégration est positive, Q15 conduit plus et sa tension collecteur diminue.
La diode D22 présente alors
une capacité plus forte et la fréquence de l’oscillateur diminue.
Nous constatons que dans
tous les cas, les écarts de fréquence ou les variations de phase de
l’oscillateur sont compensés par l’action du comparateur de phase, du circuit
intégrateur, du transistor Q15 et de la diode D22 qui constituent une véritable
boucle d’asservissement.
7)
Système
portier
Le portier est constitué par
les circuits des transistors Q11 et Q12.
Le transistor Q11 reçoit sur
sa base la tension sinusoïdale provenant du point B du comparateur de phase
(figure 12) . Cet amplificateur appelé amplificateur à effet de volant (grâce à
L11) délivre une tension sinusoïdale de fréquence égale à la moitié de la
fréquence ligne.
Cette tension est appliquée
au point commun des diodes D16 et D17 montées en comparateur de phase avec R86
Et R87. Le comparateur reçoit également les signaux carrés en opposition de
phase provenant des collecteurs de Q13 et Q14 formant le multivibrateur à
fréquence demi ligne.
Sur la base de Q12, on
applique à travers R81 et C45 les impulsions positives de retour lignes.
En présence d’une émission
couleurs, les salves sont présentes et le deuxième comparateur de phase
(D16-D17) est alimenté par la tension sinusoïdale délivrée par Q11.
Au point commun de R86 et
R87, le comparateur délivre une tension continue négative légèrement
sinusoïdale, qui annule les impulsions positives de retour lignes. Q12 est
bloqué par cette tension négative et les voies chrominances (Q5 et Q10) sont
ouvertes.
En l’absence de salves,
c’est à dire au cours d’une émission en noir et blanc, la tension sinusoïdale
est inexistante et le comparateur de phase délivre une tension nulle. En effet,
les deux signaux issus du multivibrateur, étant en opposition de phase
s’annulent.
Les impulsions positives de
retour lignes appliquées sur la base de Q12 débloquent ce dernier qui voit son
potentiel collecteur diminuer rapidement.
Cette variation négative est
transmise par la diode D18 à la base de Q5 qui se bloque. Le blocage de Q5 est
prolongé pendant la durée de la ligne par la charge du condensateur C12. La
tension émetteur de Q5 devient pratiquement nulle et les deux transistors Q6 et
Q10 se bloquent également. Les voies chrominances (B – Y) et R – Y) sont donc
fermées.
Ce dispositif permet
également la remise en phase du multivibrateur. Si les signaux carrés délivrés
par le multivibrateur n’ont pas la bonne phase, la tension délivrée par le
comparateur devient pratiquement nulle.
Q12 est débloqué par la
première impulsion ligne qui arrive. La variation négative de la tension
collecteur de Q12 est transmise par D19 à la base du transistor Q13 qui remet
le multivibrateur en phase (remise au pas de la bascule).
A la ligne suivante, le
multivibrateur délivrant deux signaux de phase correcte, la tension négative
réapparaît en sortie du comparateur et Q12 est bloqué à nouveau. Les voies
chrominances sont passantes et tout se déroule normalement.
IV –
Platines de décodage PAL – SECAM à circuits intégrés
1)
Décodeur
équipé des circuits intégrés TCA 640-TCA 650-TCA 660-TBA 540
Nous connaissons déjà les
trois premiers de ces circuits que nous avons examinés dans le chapitre
traitant du décodage SECAM. Ces circuits possèdent des commutations internes
leur permettant de s’adapter au système PAL. Nous allons voir maintenant les
différentes fonctions réalisées par chacun de ces circuits lorsqu’ils sont
utilisés en décodage PAL. La (figure 13) illustre le fonctionnement synoptique
d’un tel décodeur PAL.
a)
Circuit
intégré TCA 640
Les circuits de chrominance
sont injectés à l’entrée du circuit intégré TCA 640 qui comporte les fonctions
suivantes :
·
Commutateur
PAL-SECAM
·
Amplificateur
de chrominance à gain commandé
·
Multivibrateur
à demi fréquence ligne
·
Détecteur
extracteur de salves de couleurs (Burst)
·
Circuits de
nettoyage (Blanking)
Le schéma synoptique du
circuit intégré TCA 640, utilisé en système PAL, est donné à la
(figure 14) .
Le commutateur PAL / SECAM
est commandé par une tension continue (+ 12 volts en PAL, 0 volt en SECAM).
Le commutateur est chargé
soit de modifier le comportement de certains circuits (par exemple, il met hors
service les limiteurs de l’amplificateur de chrominance devenus inutiles en
PAL), soit de mettre en service des fonctions inopérantes en système SECAM.
Le gain de l’amplificateur
de chrominance est commandé par le circuit ACC (automatique contrôle couleurs).
Ce dernier reçoit une tension continue fabriquée dans le TBA 540,
proportionnelle à l’amplitude des salves. Ces circuits se comportent comme un
système de commande automatique de gain classique.
Les circuits de nettoyage
reçoivent les impulsions lignes et trames et éliminent le souffle pendant les
retours lignes et trames.
Dans ces circuits, nous
trouvons également un circuit portier commandé par une tension de commande
provenant des circuits d’identification du TBA 540 et transmise sur la même
ligne que la tension d’ACC.
Ce circuit portier ferme la
voie chrominance lorsque l’émission est en noir et blanc ou lorsque le niveau
de réception couleurs est trop faible.
Le circuit extracteur de
salves prélève les informations de Burst dans les signaux de chrominance et les
transmet aux circuits d’identification du circuit intégré TBA 540.
Enfin, dans le TCA 640, nous
trouvons le multivibrateur bistable fonctionnant à la moitié de la fréquence
ligne. Le signal carré délivré par ce multivibrateur commande l’inverseur
0°-180° du signal rouge situé dans le circuit intégré TCA 650.
b)
Circuit
intégré TBA 540
Ce circuit intégré dont le
schéma synoptique est donné (figure 15) sert exclusivement en système PAL. Il
est utilisé pour reconstituer la sous porteuse couleurs qui a été supprimée à
l’émission et pour fabriquer les tensions d’identification et de contrôle
automatique de couleurs (ACC).
Il comporte les fonctions
suivantes :
·
Un oscillateur
à quartz à 4,43 MHz
·
Un étage à
réactance contrôlant la fréquence et la phase de l’oscillateur
·
Un détecteur de
phase des salves
·
Un
démodulateur synchrone à 7,8 kHz produisant la tension d’ACC
·
Un
amplificateur de tension ACC
·
Un étage
détecteur de couleurs
Pour générer les sous
porteuses de référence nécessaires aux démodulateurs synchrones, le circuit
intégré TBA 540 contient un oscillateur piloté par un quartz extérieur et un
étage à réactance commandé par un détecteur de phase des salves de couleurs
(Burst).
L’étage à réactance se
comporte comme un condensateur variable qui viendrait modifier la fréquence
d’accord du quartz de façon à ce que les signaux de sous porteuse produits par
l’oscillateur concordent en fréquence et en phase avec les salves de couleurs.
Le détecteur de phase
compare la phase de sortie des signaux de l’oscillateur avec celle de la salve de
couleurs issue du circuit intégré TCA 640. Il délivre deux ondes carrés
symétriques à la demi fréquence ligne (7,8 kHz) dont l’amplitude est
proportionnelle à l’amplitude des salves de couleurs.
En comparant les deux
signaux à 7,8 kHz au signal rectangulaire provenant du multivibrateur du TCA
640, dans le démodulateur synchrone, on obtient un signal d’identificateur et
une tension de contrôle automatique de la couleur (ACC).
Ces deux informations, après
amplification, sont transmises au circuit intégré TCA 640. Le signal
d’identification permet de remettre au pas correct s’il y a lieu et de bloquer
la voie chrominance en cas d’émission noir et blanc. Il peut être également
utilisé pour mettre en service un réjecteur chrominance dans la voie luminance.
Le signal ACC contrôle le gain de l’amplificateur de chrominance du TCA 640.
c)
Circuit
intégré TCA 650
La (figure 16) donne le
schéma synoptique de ce circuit intégré, nous reconnaissons le schéma classique
d’un démodulateur PAL.
Nous retrouvons les fonctions :
·
Commutateur
PAL / SECAM
·
Mélangeurs
additifs et soustractifs + et –
·
Démodulateurs
synchrones R – Y et B – Y
·
Inverseur de
phase R – Y (0°-180°)
·
Deux
commutateurs électroniques
Les deux commutateurs
électroniques permettent de transformer les démodulateurs SECAM en
démodulateurs Synchrones PAL et de diriger les signaux de sous porteuse
régénérée avec des phases correctes sur ces mêmes démodulateurs.
En réception PAL, les
signaux directs et retardés provenant de la ligne à retard arrivent aux entrées
un et trois. Le commutateur PAL / SECAM dirige les informations de chrominance
vers les mélangeurs additifs et soustractifs de façon à séparer les composantes
R – Y et B – Y.
Le commutateur deux met en
service l’inverseur de phase 0°-180° du signal rouge. L’interrupteur 0°-180°
est commandé par le signal carré provenant du multivibrateur situé dans le TCA
640.
Les signaux de chrominance
sont ensuite transmis aux deux démodulateurs qui reçoivent également la sous
porteuse régénérée via le commutateur un. En sortie (broche dix et douze), nous
obtenons les signaux B – Y et R – Y démodulés.
d)
Circuit
intégré TCA 660
Ce circuit intégré a été
décrit dans le chapitre précédent.
A ce stade du décodage, les
signaux de chrominance R – Y et B – Y sont identiques en PAL et en SECAM. Les
circuits qui suivent le circuit intégré TCA 650 sont les mêmes pour les deux
systèmes.
Pour mémoire, nous citerons
les fonctions réalisées par le circuit intégré TCA 660 :
-
Circuit de
luminance
·
Commande
luminosité et contraste
·
Restitution du
niveau du noir
·
Effacement
pendant les retours lignes
-
Circuit de
chrominance
·
Matriçage du
vert
·
Commande de
saturation
·
Amplificateurs
R – Y, B – Y et V – Y
La (figure 17) donne un
exemple de décodeur PAL / SECAM dans lequel nous retrouvons aisément les
éléments qui viennent d’être décrits.
2)
Décodeur
PAL / SECAM équipé des circuits intégrés : TEA 5630-TEA 5620-TEA 5030
a)
Circuit
intégré TEA 5630
Le circuit intégré TEA 5630,
dont le schéma synoptique est donné à la (figure 55) du chapitre 22(décodeurs
SECAM), réuni toutes les fonctions existantes dans un décodeur SECAM depuis le
circuit cloche et jusqu’à la sortie des démodulateurs B – Y et R – Y.
Il possède, en outre, des
circuits de commutation PAL / SECAM permettant de désactiver les circuits SECAM
et de déconnecter le circuit cloche et la ligne à retard.
b)
Circuit
intégré TEA 5620
Dans ce circuit, ont été
réunies toutes les fonctions d’un décodeur PAL. La (figure 18)
donne le schéma
synoptique du circuit intégré TEA 5620.
Nous trouvons, après le circuit
d’extraction des signaux de chrominance, deux amplificateurs. Le premier est à
gain variable, commandé par le circuit d’ACC (contrôle automatique de
couleurs). Le second amplifie les signaux afin d’attaquer la ligne à retard
avec un signal suffisant.
Les voies directes et
retardées sont appliquées aux circuits de mélange additif et soustractif qui
séparent les composantes rouge et bleu.
Les signaux de chrominance
de la voie directe sont également transmis au circuit détecteur de salves
(Burst) chargé :
·
D’une part,
d’asservir l’oscillateur de régénération de sous porteuse
·
D’autre part,
d’asservir un comparateur de phase
Ce dernier circuit fournit
au générateur de tension de contrôle couleurs et au système portier, des
informations concernant la présence de couleurs et l’amplitude des signaux de
chrominance.
L’oscillateur asservi,
piloté par un quartz extérieur, délivre deux signaux symétriques de sous
porteuse.
La bascule à demi fréquence
ligne, pilotée par les tops de retour lignes, actionne le commutateur PAL.
Notons que dans ce circuit
intégré, il n’existe pas de commutateur 0°-180° pour la voie R – Y. C’est le
commutateur PAL qui agit directement sur la phase des signaux de sous porteuse
transmis aux deux démodulateurs.
Enfin, nous trouvons les
deux démodulateurs qui délivrent les signaux de chrominance démodulés B – Y et
R – Y.
Ces informations seront
ensuite transmises soit à un circuit intégré TCA 660 que nous connaissons déjà,
soit à un autre circuit intégré du type TEA 5030.
c)
Circuit intégré
TEA 5030
Ce circuit intégré
utilisable en système PAL et en système SECAM, présente une grande analogie
avec le circuit intégré TDA 3501.
Le schéma synoptique du
circuit intégré TEA 5030 est donné par la (figure 19) . Nous trouvons les
fonctions suivantes :
·
Régulateur de
tension continue interne (neuf volts)
·
Amplificateur
inverseur vidéo (- Y)
·
Nettoyage du
signal Y
·
Contrôle de
lumière
·
Contrôle de
contraste
·
Contrôle de
saturation
·
Amplificateurs
R – Y et B – Y
·
Matriçage du
vert
·
Matriçage RVB
·
Amplificateurs
RVB pour signaux provenant de la péritélévision
·
Etage de
sortie RVB à contrôle automatique de cut off et circuits de clamp
La voie luminance est
constituée par un premier amplificateur inverseur dont le gain en tension est
égal à trois. Cet amplificateur permet d’attaquer avec un niveau correct, la
ligne à retard luminance et de compenser ainsi les pertes subies dans cet
élément. Le signal Y retardé est appliqué à un deuxième amplificateur constitué
par deux étages d’amplification.
Le premier étage voit son
gain contrôlé par le circuit de contrôle de contraste. Le second modifie la
position du signal Y par rapport à la référence 0 volt et permet ainsi de jouer
sur la luminosité de l’image. Notons également que ce dernier étage reçoit,
outre la commande de lumière, une impulsion ligne permettant d’effectuer un
clamp tous les débuts de ligne.
Au point 18 est connecté un
condensateur (non représenté sur la figure 19) qui conserve une charge
pratiquement constante pendant toute la durée de la ligne et restitue ainsi la
composante continue au niveau du noir.
Le signal de luminance Y,
ainsi traité, est ensuite appliqué aux circuits de matriçage RVB.
La voie chrominance est
constituée par deux amplificateurs (R – Y et B – Y) dont le gain est contrôlé
par l’étage de commande de saturation des couleurs.
Les signaux R – Y et B – Y
sont transmis aux circuits de matriçage afin d’obtenir V – Y et RVB.
Un étage d’amplification
pour signaux RVB extérieurs, provenant de la prise péritélévision, est
également inclus dans ce circuit. Le gain de ces amplificateurs est commandé
par l'étage de contrôle du contraste.
Les signaux RVB sont
transmis aux trois étages de sortie qui sont très particuliers dans ce type de
circuit intégré. En effet, chaque circuit possède une entrée de contrôle
permettant un contrôle automatique de cut off du tube cathodique dont nous
verrons le principe de fonctionnement dans le chapitre suivant.
Enfin, nous trouvons un
circuit qui reçoit les impulsions de Sand Castle et les impulsions de retour
trames. Cet étage délivre aux circuits de luminance et de chrominance, les
différentes impulsions nécessaires pour effectuer les restitutions du niveau du
noir sur chacune des voies.
V –
Circuits de verrouillage ou clamps
1)
Généralités
Un circuit de clamp est une
forme particulière de l’alignement permettant de positionner un signal vidéo
sur une tension de référence statique fixe ou réglable. Ce positionnement
s’effectue à un moment déterminé : pendant le palier noir suivant le top
de synchronisation ligne.
Le but du clamping est
d’éviter, en noir et blanc des erreurs de gris, en couleurs des erreurs de
teinte sur l’écran du récepteur.
Les platines de traitement
de signaux sont très diverses. Suivant leur structure, une panne de circuit de
clamp peut provoquer un écran tout blanc ou un écran tout noir. Parfois, des
pannes de clamp ne sont pas perceptibles par l’usager. Il faudrait pour se
rendre compte des défauts dans certains cas comparer simultanément deux
récepteurs, ce qui se présente rarement chez l’usager. On rencontre des
circuits de clamp sur la voie luminance et sur les voies R – Y, V – Y et B – Y
et sur les voies RVB.
2)
Emplacement
d’un circuit de clamp sur la voie luminance
Un circuit de clamp est
situé après un condensateur de liaison (figure 20) . Quand il existe dans la
chaîne d’amplification plusieurs condensateurs de liaison, le circuit de clamp
est placé après le dernier condensateur : C2 (figure 21) . En l’absence de
condensateur de liaison, il n’existe pas de circuit de clamp, nous verrons
pourquoi plus loin.
3)
Justification
de la présence d’un circuit de clamp
Que se passe t’il sans
circuit de clamp dans le cas du schéma ci après (figure 22) :
La tension sur les cathodes
du tube image est celle du collecteur de T2. Cette tension dépend directement
de la tension de base de T2 et d’émetteur de T1 donc de la base de T1. Toute
modification de la tension de base de T1 se répercute sur les cathodes du tube
image.
Le circuit constitué par le
potentiomètre de contraste, le condensateur C1 et l’impédance d’entrée de
l’étage T1, est calculé avec une constante de temps grande devant la durée
d’une ligne. Cela signifie que la tension aux bornes de C1 n’évolue
pratiquement pas pendant la durée d’une ligne. Toutefois, l’information vidéo
évolue en permanence en fonction de la scène télévisée.
Au bout d’un certain nombre
de lignes, la charge du condensateur C1 évolue donc la tension sur la base de
T1 évolue. Cela se traduit par un décalage du signal vidéo dans son ensemble,
sur la base de T1, par rapport à zéro.
Si, par exemple, le signal
s’élève par rapport à zéro, l’émetteur de T1 (monté en collecteur commun) suit
cette évolution, et le collecteur de T2 suit également cette variation mais en
phase inverse. Le décalage sur la base de T1 se retrouve sur le collecteur de
T2, inversé en phase et multiplié par le gain en tension de T2, qui est de
l’ordre de 20.
L’ensemble du signal sur les
cathodes du tube image descend vers zéro. Cela se traduit par une diminution de
la polarisation du tube image. Sur l’écran du récepteur, on observe un blanc
plus intense, des gris plus clairs et un noir passant au gris sombre.
Sur une émission télévisée
en noir et blanc, on dit qu’il se crée une erreur de gris. Il ne faut pas
perdre de vue qu’un décalage de l’ordre du volts sur les cathodes du tube image
apporte déjà une erreur de gris.
En considérant un gain de 20
pour l’étage T2, il suffit donc d’un décalage de = 0,05 V sur la base
de T1 pour provoquer l’erreur. La solution adoptée par les fabricants consiste
à relier l’extrémité droite de C1, pendant quelques microsecondes, à une
tension de référence à l’aide d’un interrupteur (figure 23) .
L’interrupteur doit être
fermé pendant le durée du palier noir. On charge donc le condensateur à la tension
de référence toutes les 64 microsecondes avant le début de l’information de
luminance (constante de temps de charge courte).
La tension aux bornes du
condensateur ne peut évoluer pendant la durée d’une ligne grâce à la grande
constante de temps du circuit (constante de temps de décharge longue).
De ce fait, chaque analyse
de ligne débute à partir du même niveau de tension et l’erreur de gris ne peut
pas se produire.
4)
Principe de
fonctionnement d’un circuit de clamp
Les procédés retenus sont
très divers et ne sont limités que par l’imagination des concepteurs. On
utilise comme interrupteur soit des circuits à diodes, soit des circuits à
transistors.
a)
Réalisation
et commande de l’interrupteur
La (figure 24) donne un
exemple de montage classique, dans ce montage, l’interrupteur est constitué par
deux diodes reliées tête bêche.
Pour fermer cet
interrupteur, on applique sur les anodes une impulsion positive de durée,
d’amplitude et de position convenable dans le temps : l’impulsion de
clamp.
Pendant la conduction des
diodes, C1 se charge à la tension présente sur C2 et déterminée par le pont de
résistances R1 et R2.
Le circuit constitué par R3,
C3 est un classique circuit d’accélération ou speed up. Le condensateur C3
permet le passage du front raide de l’impulsion. La résistance R3 limite le
courant dans les diodes à une valeur correcte.
Le condensateur C1 se charge
à travers les diodes. La résistance R4 fournit, si besoin était, un circuit de
décharge à C1. Décharge rendue nécessaire au cas où la tension aux bornes de C1
augmenterait dans les conditions citées précédemment (voir à paragraphe trois).
b)
Tension de
référence variable, potentiomètre de commande du niveau noir
La (figure 25) donne un
exemple de montage courant de clamp sur le potentiomètre de lumière. La tension
présente sur C2 est, dans le montage de la (figure 25) , variable et accessible
à l’usager, à l’aide du potentiomètre P2.
Ce réglage décale la
position du signal vidéo par rapport à zéro. Comme son action se concrétise
pendant le palier noir, on parle de réglage de niveau noir. L’appellation
courante, comme nous l’avons précisé dans les chapitres antérieurs, reste
toutefois : réglage de lumière.
Les résistances R1 et R2
sont des résistances de butée destinées à maintenir sur C2 une tension
convenable comprise entre des valeurs limites. Il est à remarquer que le
condensateur C1 se charge bien à la valeur de tension présente sur C2, car les
chutes de tension des diodes en conduction sont en opposition et se compensent
mutuellement.
5)
Indépendance
des réglages de contraste et de niveau du noir
L’action du potentiomètre de
contraste modifie l’amplitude du signal vidéo luminance dans son ensemble.
Mais comme le palier noir
est clampé sur le niveau de référence déterminé par le potentiomètre de niveau
noir, le signal s’y développe de part et d’autre de cette valeur
(figure 26) .
L’action du potentiomètre de
réglage du niveau noir décale le signal vidéo par rapport à 0, mais n’influe
évidemment pas sur l’amplitude du signal vidéo (figure 27) .
Les réglages de contraste et
de niveau noir sont totalement indépendants l’un de l’autre. Au début de ce
chapitre, nous avons précisé que dans le cas d’une chaîne d’amplification
comportant plusieurs condensateurs de liaison, il existe un circuit de clamp
après le dernier condensateur de liaison.
La raison paraît maintenant
évidente : c’est au niveau du tube image lui même que chaque début
d’analyse de ligne doit s’effectuer à partir du même niveau de tension. Le
condensateur de liaison pouvant provoquer une altération d’aspect d’écran est
celui qui précède l’amplificateur placé en dernière position. Celui la doit
avoir sa sortie clampée, mais rien n’empêche un fabricant de clamper les
sorties de condensateurs précédents.
Les circuits de clamp déterminent
une polarisation, il convient de leur accorder une importance toute
particulière, car, de leur bon fonctionnement dépend le résultat optimal sur
l’écran du récepteur.
6)
Autres
circuits de clamp
Il existe de nombreux
montages. Pour illustrer cela, nous en proposons qui ne constituent que des
exemples non limitatifs :
·
Circuit à une
diode
·
Circuit à
quatre diodes
·
Circuit à un
transistor
a)
Circuit de
clamp à une diode
La (figure 28) donne le
schéma d’un circuit de clamp à une seule diode.
Le condensateur C1 se charge
à la valeur crête de l’impulsion moins 0,6 volt de chute de tension dans la
diode.
b)
Clamp à
quatre diodes
La (figure 29)
donne le
schéma d’un circuit de clamp à quatre diodes.
Ce montage nécessite deux
impulsions de clamp simultanées et de phases opposées. Entre le point A et B,
on a 0 volt au moment de l’impulsion.
Le côté droit du
condensateur de liaison C1 est verrouillé sur la tension de référence par deux
trajets possibles D1-D3 ou D2-D4. Ces deux circuits permettent la charge ou la décharge
de C1.
c)
Clamp à un
transistor
La (figure 30) donne le
schéma d’un circuit de clamp à un transistor.
Les jonctions base émetteur,
base collecteur du transistor T se comportent comme des diodes, le raisonnement
revient à celui du montage précédent.
7) Procédés de
fabrication de l’impulsion de clamp
Les procédés retenus sont
très variables suivants les fabricants et les générations de récepteurs chez un
même fabricant. L’étude des schémas permet, toutefois, de dégager deux idées
générales :
·
Les circuits
utilisant des signaux de tension issus de la base de temps ligne et les tops de
synchronisation ligne en provenance de l’étage séparateur.
·
Les circuits
utilisant seulement des signaux issus de la base de temps ligne.
a)
Circuits
utilisant des signaux de tension issus de la base de temps ligne et les tops de
synchronisation ligne provenant de l’étage séparateur
-
Circuit à
porte NON
La (figure 31) donne un
exemple de circuit générateur d’impulsion de clamp, utilisant un circuit
intégré regroupant plusieurs portes NON. Une seule porte est utilisée.
La (figure 31 b) est
équivalente à la (figure 31 a) . Au lieu du circuit intégré de la figure 31 a,
on peut très bien imaginer le transistor de la figure 31 b.
La base reçoit des tops de
synchronisation ligne de 4,8
ms. Ces tops,
amenés à amplitude convenable par le pont de résistances R1-R2, saturent le
transistor et mettent le collecteur sensiblement au potentiel de la masse. Sans
tops de synchronisation, le collecteur est à quelques volts.
Le transistor n’est rien
d’autre qu’un interrupteur reliant la sortie S à la masse pendant la durée du
top de synchronisation ligne.
Le processus d’élaboration
de l’impulsion de clamp est le suivant (figure 32) :
La (figure 32 a) représente
une ligne du signal vidéo luminance. L’oscillogramme de la (figure 32 b) est
celui d’un signal de tension issu de la base de temps ligne.
Ce signal est au départ de
la base de temps de grande amplitude : 300 volts crête à crête. Il se
répartit sur une diode zener D1 connectée en série avec une résistance de 5,6 KW 2 W et, une résistance de 150W.
La diode zener écrête la
partie positive du signal correspondant à son seuil de conduction. On obtient,
à ce moment, un signal quasi rectangulaire (figure 32 c) d’une durée de 10,7
ms.
Le signal est réduit en
amplitude par le rapport des deux résistances de 5,6 KW et 150
W.
Sur la résistance de 150
W, le signal présente une amplitude de quelques volts. Le collecteur du
transistor n’est alimenté que pendant 10,7
ms.
Un top de ligne H
(figure 32
d) issu de l’étage séparateur de synchronisation appliqué sur la résistance R1
(figure 31 a et b) rend conducteur le transistor et relis le point S à la masse
pendant sa durée.
On obtient finalement au point S (figure 32 a et b) un signal
rectangulaire rigoureusement placé pendant le palier noir (figure 32 e) .
-
Circuits à
transistor
La (figure 33) donne le
schéma d’un circuit à transistor utilisant des signaux de tension issus de la
base de temps ligne et les tops de synchronisation ligne provenant de l’étage
séparateur.
Une impulsion provenant de
la base de temps ligne alimente à travers une résistance de 10 KW le collecteur du transistor T (figure 34 a) . La partie négative de
cette impulsion est évacuée à la masse par la diode D2. La partie positive est
rabotée à + 12 volts à l’aide de la diode D1.
Sur le collecteur de T, on
trouve alors un créneau de 12 volts d’amplitude et de 10,7
ms de durée (figure 34 b) .
A l’entrée, à travers un
circuit d’accélération, puis à travers 100 nF, on applique à la base les tops
de ligne venant de l’étage séparateur (figure 34 c) . Ces tops de ligne
positifs saturent le transistor. Le collecteur est alors sensiblement à la
masse uniquement pendant la durée du top ligne.
L’impulsion de clamp
disponible au point S (figure 33) a alors une durée et une position
correspondant au palier noir (figure 34 d) . Le condensateur de 7 picofarads,
reliant base et collecteur de T, sert à parfaire la forme de l’impulsion de
clamp.
b)
Circuit de
fabrication d’impulsion de clamp utilisant seulement un signal de tension issu
de la base de temps ligne
La (figure 35)
donne le
schéma d’un tel montage qui se distingue des autres par sa complexité.
Le principe consiste à
utiliser une impulsion provenant d’un enroulement du transformateur de ligne
(figure 36 b) . Cette impulsion est limitée à 8,2 volts crête par la diode D1 (figure 36 c) .
Le transistor T1 (PNP) est
normalement conducteur. Le courant collecteur circule dans la bobine L.
L’apparition du créneau de 8,2 volts positif bloque T1.
Une oscillation
s’amortissant très rapidement, se développe aux bornes de la bobine L donc sur
le collecteur du transistor T1. La période de l’oscillation dépend de L et de
C1 (figure 36 e) . La partie positive de cette oscillation rend conducteur le
transistor T2. L’émetteur de T2 suit cette variation (figure 36 g) .
Il n’existe pas de signal
sur l’émetteur de T2 au moment où s’établit la partie négative de l’oscillation
puisque cela implique un blocage de T2. La partie positive de l’oscillation et le
signal sur l’émetteur de T2 correspondant au palier noir.
T2 travaille en émetteur
suiveur et transmet son information sur la base de T3 dont l’espace base
émetteur nivelle l’amplitude à 0,7 volt (figure 36 i) .
Le collecteur de T3 inverse
la phase de l’impulsion et la porte à 30 volts d’amplitude (figure 36 j) .
L’impulsion présente sur le collecteur de T3 par l’intermédiaire de la
résistance de 8,2 KW, rend T4
conducteur.
Dans ce montage, le
transistor T4 sert d’interrupteur. Le condensateur de 220 nF se charge à une
tension de 8 volts à travers la résistance interne de T4 pendant la conduction
de ce dernier et conserve une charge pratiquement constante pendant toute la
durée de la ligne. Le condensateur C est
chargé à travers la résistance de 15 kW à 8 volts
également.
La raison d’être de la diode
D2 n’est pas évidente. Elle sert à supprimer une sorte de rebond apparaissant
en son absence (figure 36 h) .
Comme il a été déjà dit, le
circuit de clamp sert à charger la sortie d’un condensateur de liaison à
travers des diodes ou un transistor en un temps court pendant le palier noir.
Le circuit de décharge est
conçu avec une constante de temps longue devant la durée d’une ligne. De ce
fait, la tension du condensateur n’évolue pas et le signal est correctement
transmis.
Il faut toujours attacher
une grande importance aux circuits de clamp puisqu’ils assurent une
polarisation.
Les circuits peuvent être
simples ou complexes, mais leur but est toujours le même : verrouiller la
sortie d’un condensateur de liaison sur
une tension de référence pour éviter des erreurs de gris ou de teinte. On
rencontre ces circuits sur la voie luminance, sur les voies R -–Y, V – Y, B – Y
et sur les voies RVB.
VI –
Amplificateurs vidéo RVB
Dans un téléviseur couleurs,
les amplificateurs RVB sont chargés de transformer les signaux de chrominance
issus du décodeur, en des signaux aptes à commander les cathodes du tube image.
L’amplitude des signaux RVB
appliquée sur les cathodes est de l’ordre d’une centaine de volts crête à crête.
La bande passante, pour obtenir une bonne définition, doit être d’environ 5
MHz.
Nous avons déjà vu (chapitre
10) quels étaient les critères de fonctionnement d’un amplificateur vidéo,
notamment au sujet des fréquences de coupure et de l’amplification.
1)
Amplificateur
à charge résistive, en classe A
Le schéma simplifié d’un tel
amplificateur vidéo est donné à la (figure 37) .
Le premier transistor Tr1,
monté en collecteur commun, assure l’adaptation d’impédance entre la sortie du
décodeur et l’entrée du transistor de puissance Tr2.
Nous avons constaté
(chapitre 10) que la valeur de la résistance de charge RC du transistor Tr2
avait une grande influence sur la fréquence de coupure de l’amplificateur.
La valeur de cette
résistance est le résultat d’un compromis entre le gain et la bande passante et
elle est généralement comprise entre 2,7 kW et 4,7 kW.
Si l’on considère que la
tension de repos est de 150 volts (correspondant au niveau du noir), le courant
collecteur de Tr2 traversant la résistance RC = 2,7 kW est de :
I = =
= 18,5 mA = 0,0185 A
La puissance dissipée dans
la résistance RC est de :
0,0185 x 50 = 0,925 watt
Et celle dissipée dans le
transistor :
0,0185 x 150 = 2,775 watts
Ce qui donne une puissance
totale dissipée dans l’étage de :
0,925 + 2,775 = 3,7 watts
Comme il faut trois
amplificateurs pour les signaux RVB, la puissance totale dissipée par
l’ensemble est de : 3,7 x 3 = 11,1 watts, ce qui est très important, comparée
à la puissance nécessaire pour commander les cathodes. En effet, la charge
présentée par le tube cathodique est essentiellement capacitive (CT) et
l’énergie nécessaire pour commander les cathodes est négligeable.
Pour diminuer la puissance
dissipée, on peut augmenter la valeur de la résistance RC, mais cela se fait au
détriment de la bande passante et de l’amplitude des grands signaux car le
signal de sortie se trouve limité par la constante de temps du circuit RC
constitué par RC et CT.
Pour réduire la puissance
dissipée et conserver une bande passante correcte, les constructeurs utilisent
maintenant une charge active à la place de la résistance RC.
2)
Amplificateur
à charge active, en classe A
La (figure 38) donne le
schéma de principe d’un tel amplificateur vidéo.
Le transistor Tr1 constitue
l’amplificateur proprement dit, alors que Tr2, monté en série dans le
collecteur de Tr1 sert de charge. Tr2 est en fait monté en générateur de
courant constant.
Calculons le courant qui
traverse la résistance R3 et qui correspond, en négligeant le courant de base,
au courant collecteur de Tr2. Ce courant est égal à la tension VR3 aux bornes
de la résistance R3 divisée par la valeur de R3 : I =
VR3 est égal à la tension VA
au point A, moins la tension VBE :
I =
VA est donné par les valeurs
du pont de résistances constitué par R1 et R2 :
VA = V0 x d’où I
=
, V0, VBE, R1,
R2 et R3 étant des constantes, le courant I est également constant.
Le courant I se partage au
point B en deux courants I1 et I2. I1 est le courant collecteur de Tr1 et I2
traverse la résistance R4. La tension utile (celle qui commande la cathode du
tube cathodique) apparaît au point B et est égale à :
VB =
R4 x I2 = VCE1 + (R5 x I1)
Contrairement au circuit
précédent qui nécessitait une résistance de charge de faible importance donc un
courant important, dans ce montage, la tension utile apparaît aux bornes de R4
qui peut prendre une valeur beaucoup plus élevée puisqu’elle est montée en
dérivation par rapport au transistor Tr1.
Prenons un exemple
chiffré : Tr2 est polarisé de façon à délivrer un courant constant de 4
mA. La tension au point B correspondant au niveau du noir est de : VB =
150 volts.
Dans ces conditions, le
transistor Tr1 conduit faiblement (VCE1 élevé) et le courant I2 est très
supérieur à I1.
Prenons par exemple :
I2 = 3 mA et I1 = 1 mA, la résistance R4 aura pour valeur : R4 = =
= 50
kW.
Lorsque l’on doit reproduire
un blanc intense, la tension au point B est d’environ 50 volts. Le transistor
Tr1 conduit plus (VCE1 faible) et le courant I1 est plus grand que le courant
I2 (I2 = 1 mA, I1 = 3 mA par exemple).
Nous obtenons entre ces deux
cas extrêmes, une variation de tension de l’ordre de 100 volts qui est
largement suffisante pour commander les cathodes du tube cathodique.
Il est à noter que la
puissance dissipée par l’étage est de : 200 x 0,004 = 0,8 watt, soit pour
les trois étages RVB une puissance totale de 0,8 x 3 = 2,4 watts.
Cette diminution de
puissance par rapport à un amplificateur à charge résistive permet d’utiliser
des transistors de faible puissance et diminue d’environ dix watts la puissance
consommée par le récepteur.
3)
Amplificateur
à charge active commandée
Le montage, représenté
(figure 39) , est dérivé du précédent. Le transistor Tr2 (PNP) est commandé par
le signal vidéo traversant le condensateur C1. Il se comporte maintenant comme
un générateur de courant variable, en fonction de l’amplitude du signal vidéo.
Les signaux de commande sur
la base de Tr1 et sur la base de Tr2 sont en phase. Une augmentation du signal
vidéo se traduit par un accroissement de la conduction de Tr1 et une diminution
du courant délivré par Tr2.
Il en résulte une forte
diminution de I2 et donc une faible tension aux bornes de R4. Au contraire,
lorsque le signal vidéo de commande diminue, tr1 conduit moins, Tr2 conduit plus
et le courant I2 est beaucoup plus important.
En conclusion, nous pouvons
dire que ce montage permet d’obtenir des tensions de sorties élevées tout en
mettant en jeu des courants plus faibles que dans le circuit à charge active
non commandée.
4)
Amplificateur
à charge active commandée en classe AB
Ce type d’amplificateur est
équipé de deux transistors NPN. Le schéma de principe est donné à la
(figure
40) .
Le transistor Tr1 est
polarisé en classe AB par le pont de base R2 et R3 et par la diode zener Z1 placée
dans son circuit émetteur.
La charge du transistor Tr1
est constituée par la résistance R1 de forte valeur (environ 20 kW) et par le transistor Tr2 et la diode D1, montés en parallèle sur la
résistance R1.
Du fait de la polarisation
en classe AB, le courant de repos du transistor Tr1 est faible et la puissance
dissipée est moindre.
La valeur de R1 permet
d’obtenir une grande amplitude de tension entre le niveau du noir et le niveau
du blanc ou de la couleur primaire saturée.
Nous savons déjà qu’une
valeur élevée de R1 restreint la bande passante car la constante de temps R1 et
CT est trop longue.
Dans ce montage, c’est le
transistor Tr2 qui permet d’améliorer la bande passante en rendant la charge de
CT beaucoup plus rapide.
Prenons le cas du passage
d’un point de couleurs saturé à un point noir. La capacité doit se charger le
plus rapidement possible de + 50 volts a + 150 volts.
Le transistor Tr1, qui
conduisait fortement, voit son courant collecteur diminuer rapidement et la
tension au point A remonte brutalement à 150 volts. La base du transistor Tr2
devient fortement positive par rapport à son émetteur. Tr2 conduit fortement et
présente une résistance interne très faible. Le condensateur CT se charge
rapidement à travers Tr2 jusqu’à ce que la tension soit égale à la tension au
point A.
Notons que pendant la
conduction de Tr2, la diode D1 est bloquée. En effet, la tension au point A est
supérieure à celle qui existe sur l’armature supérieure du condensateur CT.
Lorsque cette tension devient légèrement supérieure à celle du point A, la
diode D1 devient conductrice et le transistor Tr2 se bloque.
Lorsque l’image doit passer
d’un point noir à un point de couleurs saturé, la tension aux bornes de CT doit
passer de + 150 volts a + 50 volts, il faut donc décharger le condensateur CT
le plus rapidement possible.
Le transistor Tr1 reçoit le
signal de commande sur sa base qui le fait passer instantanément de la
conduction minimum à la conduction maximum. La tension, au point A descend
rapidement de + 150 volts à + 50 volts. La diode D1 est conductrice et la
capacité CT peut se décharger rapidement à travers Tr1 et Z1.
Nous constatons que ce
montage allie une grande amplitude du signal grâce à une résistance de charge
élevée, à une bonne bande passante due aux charges et décharges rapides de la
capacité CT.
La (figure 41) donne un
exemple d’application de ce principe dans un amplificateur vidéo utilisant un
circuit intégré TEA 5030 et un amplificateur vidéo à charge active.
L’amplificateur vidéo est constitué
par les circuits des transistors T1, T2 et T3.
T2, monté en collecteur
commun, assure l’adaptation entre la sortie du circuit intégré TEA 5030 (broche
deux) et l’entrée du transistor vidéo T3.
La charge active est
constituée par R2 (22 kW), le transistor
T1 et les diodes D1 et D2. Le signal vidéo est transmis à la cathode bleu du
tube cathodique à travers D3, C1 et R11.
La polarisation en classe AB
du transistor T3 est assurée par un transistor (T4) monté en générateur de
courant constant et commun aux circuits des trois cathodes. Les résistances R3
plus R4 assurent la contre réaction permettant d’améliorer la bande passante.
La charge au front montant
du signal de la capacité CT, s’effectue à travers R1 (1 kW) T1, D3 et R11 (1 kW).
La décharge se fait à
travers R11 (1 kW), R12 (1 kW), la jonction émetteur base de T5 et le transistor T3.
Dans les deux cas, nous
avons une résistance totale de 2 kW, une diode et
un transistor. Ceci permet d’avoir des fronts montants et descendants d’une
durée égale.
Le transistor T5 est
traversé par le courant cathodique. Sur son collecteur, on recueille une
information de tension qui est envoyée à la broche quatre du circuit intégré
TEA 5030.
Dans ce dernier, un circuit
particulier compare les instants de blocage de la cathode du tube écran avec
les paliers du niveau du noir du signal de chrominance.
Eventuellement, si ces
instants ne correspondent pas, le circuit intégré corrige automatiquement le
niveau du noir du signal de façon à obtenir une saturation correcte des
couleurs. Ce dispositif est appelé contrôle automatique des cut off.
L’examen des circuits
amplificateurs RVB est ainsi terminé. Avant de clore ce chapitre, nous allons
voir une technique tout à fait nouvelle introduite par ITT Semi Conducteurs, sous
le nom de Digivision qui a fait son apparition en 1982.
Il s’agit du traitement
numérique des signaux vidéo et audio. Ce procédé simplifie très largement le
câblage et la fabrication et augmente beaucoup les performances. Il fait appel
à des circuits intégrés à très grande intégration (VLSI : VERY LARGE SCALE
INTEGRATION). Peu d’autres composants sont nécessaires, les réglages eux mêmes
disparaissent.
La première version de ce
système a pour nom DIGIT 2000, dont nous allons examiner le principe et énoncer
tout d’abord les avantages.
Précisons que ce chapitre
n’est pas destiné à examiner de façon précise et approfondie ce module
particulier, Mais il préfigure les téléviseurs des années à venir de par
l’utilisation systématique du traitement numérique des signaux, choix qui se
répand dans tous les domaines de l’électronique.
VII – DIGIT
2000
A)
Généralités
Ses principaux avantages
sont les suivants :
·
Réalisation en
VLSI donc faible encombrement
·
Petit nombre
de composants
·
Suppression
des effets dus aux tolérances, aux dérives et au vieillissement des composants
·
Possibilité de
programmer le système pour l’adapter à chaque cas particulier
·
Suppression
des réglages, les alignements nécessaires au fonctionnement étant réalisés par
des calculateurs intégrés
·
Possibilité
d’avoir le son en stéréophonie ou en deux langues différentes au choix
·
Adaptable à
tous les standards PAL, SECAM, NTSC…..
Il permet, en outre,
d’ouvrir de nouveaux horizons tels que :
·
La réception
de signaux numériques transmis par exemple par fibres optiques
·
La suppression
du scintillement à 50 Hertz de l’image par mémorisation et restitution de celle
ci à une fréquence plus élevée
·
La suppression
de tous les effets d’écho éventuels
·
L’incrustation
d’une seconde image dans l’image principale
·
Le branchement
de tout système vidéo quel que soit son standard
·
Le traitement
direct des signaux audio numériques
·
Le traitement
des systèmes tels que ANTIOPE, TELETEXTE, VIEWDATA, PRESTEL….
·
L’utilisation
en terminal pour ordinateur domestique
B)
Principes
de fonctionnement
La (figure 42) donne le
schéma synoptique de ce module. On constate sur ce schéma que le système DIGIT
2000 utilise sept circuits intégrés qui constituent le cœur du téléviseur et
qui sont d’ailleurs rassemblés sur un module unique. Ne subsistent, par rapport
à un téléviseur classique, que le tuner et les étages FI, l’alimentation, le
clavier et les divers amplificateurs (son, RGB, déflexions horizontale et
verticale).
Les sept circuits intégrés
en question sont les suivants :
·
L’unité
centrale de contrôle (CCU : Central Control Unit) : MAA 2000
·
L’unité vidéo
codec (VCU : Vidéo Codec Unit) : MAA 2100
·
L’unité de
traitement vidéo (VPU : Vidéo Processor Unit) : MAA 2200
·
Le
convertisseur analogique / digital (ADC : Analog To Digital
converter) : MAA 2300
·
L’unité de
traitement audio (APU : Audio Processor Unit) : MAA 2400
·
L’unité de
contrôle de la déflexion (DPU : Deflection Processor Unit) : MAA 2500
·
Le générateur
d’horloge (CG : Clock Generator) : MAA 2600
1)
Rôle de
l’unité centrale MAA 2000
Le MAA 2000 est un circuit
intégré à quarante broches. Ce circuit est construit autour d’un
microprocesseur 8049 comme le montre la (figure 43) . Il constitue un interface
entre l’utilisateur et le téléviseur. Ses trois grandes fonctions sont :
·
Le traitement
des instructions de l’utilisateur
·
Le contrôle
des autres circuits qui traitent des signaux vidéo, audio et de déflexion
·
La
mémorisation et la restitution de données d’alignement qui lui ont été fournies
à la fabrication
a)
Traitement
des instructions de l’utilisateur
Tous les signaux de
commandes émanant de l’utilisateur et destinés à opérer la commutation des
programmes, la recherche de station, le réglage du volume, de la luminosité, de
la saturation couleurs… sont avalées par le MAA 2000, qu’ils proviennent de la
télécommande via le préamplificateur de signaux infrarouges TBA 2800 ou
directement du clavier du téléviseur.
L’accord du tuner est
réalisé via un circuit interface d’adaptation (figure 42) par synthèse de
fréquence (PLL) dont la résolution est de 62,5 kilohertz.
La (figure 44) donne le
schéma synoptique d’un système PLL (boucle à asservissement de phase) à
synthèse de fréquence.
Il est constitué d’un
oscillateur principal piloté par quartz suivi d’un diviseur par N. Cet ensemble
délivre une fréquence fixe Fr déterminant la résolution du synthétiseur : dans
notre cas cette résolution est de 62,5 kilohertz.
Cette fréquence de référence
Fr est appliquée à un comparateur de phase qui reçoit également une fréquence égale à la fréquence
FS issue d’un VCO et divisée par le coefficient de division M d’un diviseur
programmable.
Le VCO est un oscillateur
dont la fréquence est fonction de la tension de commande qui lui est appliquée.
Lorsque la fréquence Fr et appliquées aux deux
entrées du comparateur de phase sont identiques, ce comparateur ne délivre
aucune tension de correction.
La fréquence du VCO est
correcte et le système se verrouille. Dans le cas contraire, le comparateur de
phase envoie une tension de correction au VCO qui modifie sa fréquence jusqu’à
la bonne valeur. Quand le système est verrouillé, la fréquence de sortie est
égale à :
Fr = d’où FS = M x
Fr
En faisant varier la valeur
de M, on obtient ainsi des valeurs différentes pour la fréquence de sortie FS,
mais ces valeurs seront toutes des multiples de la fréquence de résolution Fr.
De plus, les fréquences
obtenues sont très précises puisqu’elles ne dépendent que de la fréquence Fr
obtenue à partir d’un oscillateur à quartz très stable et dont les variations
sont encore réduites d’autant dans le diviseur par N.
Le filtre passe bas
précédent le VCO filtre les variations rapides délivrées par le comparateur de
phase de façon à ne délivrer au VCO qu’une tension continue moyenne.
Les touches de programmes
peuvent être programmées sur les canaux reçus, les informations nécessaires à
ces accords étant stockées sous forme numérique dans une mémoire de type EAROM
de 96 mots de huit bits (octets). Cette mémoire EAROM conserve ses informations
même en l’absence d’alimentation comme une mémoire ROM mais qu’elle peut en
outre être effacée et reprogrammée électriquement, elle nécessite alors une
tension de + 20 volts.
Cette capacité de 96 octets
est suffisante pour mémoriser 30 canaux TV, les données pour les réglages
préférés de volume, de contraste, de lumière…. de l’utilisateur, ainsi que les
diverses données d’alignement fournies lors de la fabrication.
L’affichage du numéro de
canal est réalisé à l’aide de deux afficheurs à LED sept segments. Ces
afficheurs sont pilotés directement par le MAA 2000 via ses ports de sortie
deux et trois sans l’intermédiaire d’aucun interface.
Un certain nombre
supplémentaire de ports d’entrée ou de sortie programmables peuvent éventuellement
être utilisés pour réaliser une recherche automatique de stations, le contrôle
automatique de fréquence (AFC)……
b)
Contrôle
des autres circuits du système
Le MAA 2000 pilote les
circuits MAA 2200, 2300, 2400 et 2500 par l’intermédiaire d’un bus (moyen de
liaison) IM bidirectionnel. Pourtant, seul le MAA 2000 délivre les
instructions, les autres circuits étant asservis.
Sur ce bus IM transitent des
signaux divers destinés à effectuer des réglages (volume, contraste…) ou des
corrections telles que les corrections Est Ouest, les corrections de coussin.
c)
Mémorisation
des données d’alignement fournies lors de la fabrication
La mémoire EAROM du MAA 2000
est chargée à la fabrication au moyen du bus IM, ceci grâce à un ordinateur de
fin de chaîne qui fournit toutes les données d’alignement nécessaires au bon
fonctionnement ultérieur du téléviseur.
A chaque mise sous tension
du téléviseur, ces données sont transmises par EAROM aux circuits intéressés.
Ce système permet donc d’obtenir en permanence des réglages et une qualité
d’image optima sans dérive ni vieillissement.
2)
Rôle de
l’unité CODEC MAA 2100
CODEC est l’abréviation de
COdage DECodage. Elle est devenue un terme général pour désigner des circuits
spécialisés dont le rôle est de réaliser ces deux fonctions. Ces circuits sont
par exemple très utilisés dans les centraux téléphoniques pour multiplexer les
communications.
Ce circuit intégré quarante
broches MAA 2100, comme le montre la (figure 45) , réalise les fonctions
suivantes :
·
Amplification
du signal vidéo d’entrée (broche 40)
·
Conversion
analogique / digital de ce signal vidéo composite avant qu’il ne soit envoyé au
circuit MAA 2200 pour y être traité
·
Conversion
dans le sens digital / analogique du signal de luminance Y
·
Conversion
dans le sens digital / analogique des signaux R – Y et B – Y
·
Matriçage de Y
et R – Y, B – Y pour obtenir les trois signaux R, G et B
·
Amplification
de ces trois signaux R, G et B
·
Réglages et
contrôles auxiliaires
Ce circuit intégré est l’un
des plus performants de l’électronique grand public puisqu’il renferme plus de
100 000 composants dans un carré de cinq mm de côté.
Ce circuit transforme donc
le signal vidéo composite venant de la détection en un signal numérique. Ce
signal est envoyé au MAA 2200 (traitement de la vidéo) et au MAA 2500
(déflexion). Après traitement dans le MAA 2200, les signaux numériques Y, B – Y
et R – Y obtenus sont injectés dans le VCU MAA 2100 pour y être tout d’abord
reconvertis en signaux analogiques. De ces signaux, on obtient par un matriçage
assez classique, les trois signaux R, G et B qui vont piloter les trois
amplificateurs R, G et B du téléviseur.
A noter que les signaux R –
Y et B – Y ont été multiplexés comme nous le verrons dans le MAA 2200 et
doivent être donc tout d’abord dé multiplexés avant d’être reconvertis en
signaux analogiques.
Ce circuit assure, en outre,
le réglage de la luminosité commandé par l’utilisateur, l’alignement
automatique du niveau du noir, le réglage du blanc et la limitation du courant
de faisceau.
L’ajustage des cut off est
réalisé par le déplacement du point de fonctionnement des amplificateurs R, G
et B alors que le réglage du blanc est obtenu par modification du gain de ces
amplificateurs.
Le circuit MAA 2100 possède
aussi des entrées (broches 32 à 35) pour des signaux de traitement de texte et
les réglages de contraste et luminosité s’y rattachant.
Selon les standards TV, le
codec est piloté par le signal horloge fourni par le circuit MEA 2600, soit à
17,7 Mégahertz, soit à 14,3 Mégahertz.
3)
Rôle de
l’unité de traitement vidéo MAA 2200
La (figure 46)
donne le
schéma synoptique interne de ce circuit MAA 2200.
a)
Caractéristiques
Le circuit MAA 2200 est un
circuit N-MOS à quarante broches. Il est conçu spécialement pour traiter les
signaux vidéo digitalisés dans le codec vidéo MAA 2100. Il comprend les
principaux étages suivants :
·
Convertisseur
de code
·
Filtre passe
bande de chrominance
·
Trappe de
chrominance avec circuit de peaking
·
Multiplicateur
de contraste avec limiteur pour signal luminance
·
Tous circuits
pour le traitement des signaux de couleurs tels que :
-
Contrôle
automatique de couleurs (CAC)
-
Coupure de la
couleur (Color Killer)
-
Identification
PAL
-
Décodeur avec
compensation des erreurs de phase en PAL ou filtre en peigne en NTSC
-
Comparateur de
phase avec correction de teinte en NTSC
·
Multiplicateur
de saturation avec multiplexage pour les signaux différence de couleurs R – Y
et B – Y
·
Circuit
interface de bus IM pour l’interconnexion avec le MAA 2200
·
Circuits pour
la mesure des niveaux du noir, du blanc et du courant obtenu dans la cellule
chargée de mesurer la luminosité ambiante de la pièce (figure 42) . Transfert
de toutes ces données au vidéo codec MAA 2100
b)
Fonctionnement
Le convertisseur de code
transforme le signal vidéo digitalisé, délivré par le vidéo codec en code GRAY
parallèle en signal codé en binaire simple pour la voie luminance et en signal
codé binaire offset pour la voie chrominance.
- La voie luminance
Un circuit trappe élimine la
chrominance pour ne laisser passer que la luminance. Un circuit de peaking
favorise les fréquences voisines de 3 MHz en faisant varier leur niveau de – 3
dB a + 6 dB. Cette accentuation permet d’améliorer la netteté et la finesse de
l’image.
Ce circuit est suivi d’un
multiplicateur et d’un limiteur qui écrête le signal luminance si son amplitude
devient trop grande. Le contraste est aussi contrôlé par l’intermédiaire du MAA
2000, via le bus IM, selon le niveau demandé par l’utilisateur ou nécessité par
la clarté de la pièce.
En effet, à la broche 17,
est reliée une cellule photosensible qui mesure la lumière ambiante de la
pièce. Le signal délivré par la cellule est digitalisé dans le convertisseur
analogique / digital. Durant les retours trames, il est envoyé au MAA 2000 qui
calcule le contraste nécessaire et commande alors le multiplicateur de
contraste du MAA 2200, via le bus IM.
Ce réglage de contraste
comporte 64 niveaux différents. Le signal de luminance ainsi traité est envoyé
au MAA 2100 pour y être retransformé en un signal analogique, comme nous l’avons
vu précédemment.
- La voie chrominance
Un filtre de chrominance
passe bande permet de ne sélectionner que le signal de chrominance proprement
dit. Après ce filtre, se trouve un circuit de contrôle automatique de gain
chrominance (CAC), qui maintient l’amplitude du burst à un niveau constant,
puis le Color Killer (suppresseur de couleurs) qui coupe la voie chrominance par
exemple en cas d’émission en noir et blanc.
Cet étage comprend également
la bascule bistable nécessaire au PAL et au SECAM.
Le signal de chrominance est
ensuite traité dans le décodeur, partie maîtresse de ce circuit MAA 2200, qui
délivre les deux signaux R – Y et B – Y sous forme numérique.
Ce décodeur comporte une
mémoire RAM qui permet de stocker les informations chrominances contenues dans
une ligne. Cette mémoire remplace la traditionnelle ligne à retard nécessaire
au décodage des systèmes PAL et SECAM. En SECAM, cela permet d’avoir en même
temps l’information bleu et l’information rouge. Dans le système PAL, on
additionne et l’on soustrait les informations bleu et rouge de deux lignes
successives de façon à éliminer les effets d’une éventuelle dérive de phase,
c’est ce que l’on appelle ici le circuit compensateur d’erreur de phase en PAL.
En système NTSC, ce circuit travaille en filtre en peigne pour améliorer la
définition de l’image qui est moins bonne dans ce système du fait de la bande
passante vidéo moins large.
On remarque également un
comparateur qui examine la phase du signal de burst et la phase de la sous
porteuse régénérée : le moindre écart produit un signal de régulation qui
corrige l’oscillateur de sous porteuse couleurs. En agissant sur cet
oscillateur, on peut régler la teinte en NTSC.
Les signaux de chrominance
passent par un multiplicateur de saturation. Un seul multiplicateur est
nécessaire grâce au fait que l’on multiplexe ces signaux.
Ce multiplexage est possible
grâce à la faible largeur de bande (2 MHz) de ces signaux face à la fréquence
de travail du circuit piloté par le signal d'horloge qui est de 17 ou 14 MHz
environ selon les standards. Il permet en outre de réduire le nombre des
sorties du MAA 2200 et donc celui des entrées du MAA 2100.
Le réglage de saturation se
fait, via le bus IM, au gré de l’utilisateur mais s’harmonise aussi avec le
contraste de l’image choisi par le spectateur ou imposé par la cellule mesurant
la lumière ambiante.
- Niveaux de noir, de
blanc et de luminosité
Les étages destinés à ces
réglages sont répartis entre le MAA 2200 et le MAA 2100.
Pendant le temps de retour
trame, les trois courants de cut off des cathodes du tube image, les trois
courants de blanc et le courant de la cellule photoélectrique sont mesurés et
envoyés aux broches 15 et 17 du MAA 2200. Ces données sont digitalisées et
transmises via l’interface du bus IM et le bus IM au calculateur MAA 2000.
Après traitement dans ce
dernier, les instructions sont retournées à l’interface puis au multiplexeur de
données inclus dans le MAA 2200. Ce multiplexeur les transmet au codec en même
temps que les signaux de chrominance.
Les fonctions réalisés par
le MAA 2100 et le MAA 2200 étant si étroitement imbriquées, celles ci ont été
résumées dans le synoptique de la (figure 47) .
Ce schéma résume tout ce que
nous venons de voir sur ces deux circuits qui assurent donc le traitement de la
luminance et de la chrominance depuis la détection jusqu’aux amplificateurs
finals R, G et B.
4)
Rôle du
convertisseur analogique / digital audio MAA 2300
a)
Caractéristiques
Le schéma synoptique interne
de ce circuit est donné (figure 48) . Ce circuit intégré à 24 broches comprend
les étages suivants :
·
Deux
modulateurs de densité d’impulsions dont nous verrons le rôle par la suite
·
Deux séries de
filtres numériques audio
·
Un filtre
d’identification du mode d’émission (monophonie, stéréophonie, émission en deux
langues)
·
Un
convertisseur parallèle série et multiplexeur pour la transmission série des
données au MAA 2400.
b)
Fonctionnement
Deux signaux BF1 et BF2 sont
délivrés par le démodulateur son du téléviseur. En effet, ce système est
également prévu pour des émissions en stéréophonie ou en deux langues
simultanées. En présence d’une émission monophonique, les deux signaux BF1 et
BF2 seront évidemment identiques.
Ces deux signaux analogiques
passent tout d’abord chacun dans un modulateur de densité d’impulsions (Pulse
Density Modulator : PDM). Ces modulateurs transforment les niveaux
d’amplitude du signal analogique en impulsions dont la fréquence est d’autant
plus élevée que l’amplitude du signal d’entrée est plus grande. La
(figure 49)
illustre ce principe.
C’est donc une conversion
tension fréquence qui est réalisée à l’intérieur de ce modulateur. La fréquence
maximale des impulsions est de 4 mégahertz. Ce signal impulsionnel est ensuite
appliqué à seize filtres accordés chacun sur une portion du spectre des
fréquences.
Selon la fréquence des
impulsions, la sortie d’un filtre est activée ou non. L’état des sorties des
seize filtres forme donc un code binaire à seize bits parallèles, représentatif
de l’amplitude à cet instant du signal analogique injecté à l’entrée du
circuit.
Cette information numérique
parallèle est ensuite appliquée à un convertisseur parallèle série qui transmet
ces informations sous forme série au circuit MAA 2400 que nous verrons par la
suite. Cette mise en série permet de n’utiliser qu’un seul conducteur pour la
transmission de ces données. Ce convertisseur est associé à un multiplexeur qui
mélange alternativement les données issues des filtres audio n°1 et des filtres
audio n°2 (voie gauche et voie droite) ceci une nouvelle fois pour limiter le
nombre de liaisons.
Le traitement de ces signaux
dans le modulateur, les filtres et le convertisseur sont séquencés par un
circuit logique de contrôle piloté par le signal d’horloge appliqué à la broche
21. C’est ce circuit qui est chargé de l’échantillonnage des signaux et de la
génération des signaux de synchronisation et d’horloge en sortie. Ces signaux
seront exploités par le circuit MAA 2400. Ils servent à découper les
informations qui sont transmises en série (signal d’horloge) et à démultiplexer
les deux signaux en fixant le début et la fin de chaque donnée.
Le filtre d’identification
numérique sert à sélectionner le signal d’identification modulé en amplitude
qui doit être envoyé par l’émetteur pour indiquer qu’il s’agit d’une émission
en monophonie, en stéréophonie ou en deux langues différentes. Cette indication
est ensuite transmise au convertisseur pour être envoyée avec les autres
données au MAA 2400.
5)
Rôle de
l’unité de traitement audio MAA 2400
a)
caractéristiques
La (figure 50) donne le
schéma synoptique des fonctions réalisées par ce circuit MAA 2400 à 40 broches.
Ce circuit comporte donc les étages suivants :
-
Interface du
bus venant du MAA 2300
-
Dématriçage
mono stéréo ou bilingue et aiguillage sur deux voies distinctes
-
Pour chacune
de ces deux voies :
·
Désaccentuation
·
Réglage de
tonalité
·
Correction
physiologique
·
Elargisseur
stéréophonique
·
Pseudo
stéréophonie
·
Réglage de
balance et de volume
·
Interface PWM
(Pulse With Modulated : modulation en largeur d’impulsion) qui transforme
les signaux numériques en signaux modulés en largeur d’impulsion
-
Un interface
au bus IM qui décode les instructions transmises par ce bus et effectue les
réglages de la chaîne audio désirés par l’utilisateur.
b)
Fonctionnement
L’interface au bus venant du
MAA 2300 reçoit les données sur la broche 22, le signal d’horloge sur la broche
23 et le signal de synchronisation sur la broche 24. Il transmet au circuit de
dématriçage les deux signaux audio 1 et audio 2 formés de mots de 16 bits
chacun.
Suivant l’information
d’identification reçue, l’étage de dématriçage fonctionne en mode monophonique
ou stéréophonique ou en mode bilingue.
Chacune des deux voies
possède un étage de désaccentuation qui est composé d’un filtre passe bas dont
l’atténuation commence à partir de 3,2 kHz, ceci pour compenser l’accentuation
des fréquences élevées opérée à l’émission.
Suivent des filtres
programmables qui permettent de jouer sur la courbe de réponse aux basses et
hautes fréquences effectuant ainsi un réglage de tonalité sur chaque voie.
Les signaux passent ensuite
dans deux correcteurs physiologiques (un pour chaque voie) qui, en favorisant
les fréquences basses et les fréquences élevées de ces signaux audio,
compensent ainsi la courbe de réponse de l’oreille humaine qui a tendance à
défavoriser ces deux extrêmes.
Ces filtres sont également
programmables, c’est à dire que l’utilisateur, par l’intermédiaire du bus IM,
peut choisir leur courbe de réponse parmi six disponibles dont l’une est
rigoureusement linéaire.
Après ces correcteurs, les
signaux audio traversent un élargisseur stéréo. Ce dispositif intéressant
permet de donner l’illusion que les sons des voies droite et gauche proviennent
de deux sources sonores beaucoup plus éloignées que ne le sont en réalité deux
haut parleurs situés de part et d’autre de l’écran du téléviseur.
Le principe est de supprimer
au maximum le son arrivant à l’oreille droite du téléspectateur depuis le haut
parleur de gauche et le son venant du haut parleur de droite et arrivant à son
oreille gauche. C’est ce que l’on appelle la diaphonie enceintes / oreilles. Le
son du haut parleur droit arrivant avec un temps de retard à l’oreille gauche
par rapport à l’oreille droite on élimine en ajoutant au son du haut parleur de
gauche une fraction du signal de droite en opposition de phase et retardé du
même temps.
Ce dispositif est suivi dans
le MAA 2400 d’un étage à effet pseudo stéréophonique qui, lors d’une émission
monophonique, permet de créer une fausse stéréophonie.
Le principe est
simple : en mode monophonique, l’étage pseudo stéréo de la voie gauche se
comporte comme un filtre coupe bande qui ne laisse passer que les sons audio
graves et aigus alors que celui de la voie de droite se compose d’un filtre
passe bande centré sur les médiums. Ainsi le téléspectateur aura une légère
impression de stéréophonie, entendant les médiums sur le haut parleur de droite
et le reste des signaux sur celui de gauche.
Suivant les réglages de
balance volume et surtout l’interface PWM déjà cité et qui transforme les
signaux audio numériques en signaux modulés en largeur d’impulsions
(figure 51)
, c’est à dire en impulsions de fréquence constante (544 kHz) mais de largeur
proportionnelle à l’amplitude du signal audio / analogique originel.
Ces signaux convertis
peuvent alors, soit alimenter un amplificateur spécial, dit en classe D
commuté, soit, après intégration, attaquer un amplificateur analogique
classique.
Ajoutons que le MAA 2400 est
en mesure de traiter directement les signaux audio numériques provenant d’un
magnétophone ou d’une table de lecture digitale.
6)
Rôle de
l’unité de contrôle de la déflexion MAA 2500
a)
Caractéristiques
Ce circuit à 40 broches est
chargé de toutes les fonctions relatives à la déviation et à la
synchronisation :
·
Le clamping
vidéo
·
La séparation
des tops de synchronisation verticale et horizontale
·
La
synchronisation horizontale
·
La
synchronisation verticale
·
La génération
des dents de scie
·
Les diverses
corrections
D’autres caractéristiques
sont en outre programmables telles que :
·
Le rapport
cyclique et la phase des créneaux de sortie horizontale
·
L’amplitude
verticale, le centrage vertical, la correction en S
·
Les
corrections de trapèze et de largeur horizontale
·
La correction
parabolique Est Ouest
Ces diverses fonctions sont
résumées dans le schéma synoptique interne du MAA 2500 représenté
(figure 52) .
b)
Fonctionnement
Le circuit de clamping vidéo
sert à clamper (à caler) le signal vidéo composite analogique arrivant sur le
circuit MAA 2100 à un niveau adéquat permettant le bon fonctionnement du
convertisseur analogique / digital du signal vidéo inclus dans le circuit MAA
2100.
Une fois ce signal vidéo
digitalisé, il est appliqué aux broches 29 à 35 du MAA 2500 sous la forme de
sept bits parallèles. Il traverse tout d’abord un filtre de bruit passe bas
pour être ensuite envoyé à l’étage de séparation des tops de synchronisation
lignes et trames.
-
La
synchronisation horizontale
Deux cas sont prévus au
niveau de la synchronisation horizontale :
·
Soit le signal
venant de l’émetteur ou du magnétoscope est normalisé, et dans ce cas, la
fréquence de la sous porteuse couleurs et la fréquence horizontale sont liées
par une relation bien déterminée. Le circuit fonctionne alors en mode
verrouillé.
·
Soit le signal
reçu n’est pas normalisé et le système fonctionne alors en mode non verrouillé.
Dans ce cas, la fréquence
horizontale est produite par division de la fréquence horloge à 17,7 MHz (ou
14,3 MHz) jusqu’à la bonne valeur. Celle ci est fixée par le comparateur de
phase qui corrige les erreurs de phase et de fréquence par comparaison digitale
entre les impulsions de synchronisation horizontale et les impulsions de retour
lignes, en modifiant au besoin, le taux de division du diviseur programmable.
Dans le premier cas, la
fréquence du balayage horizontale est tout d’abord déterminée en mode non
verrouillé comme précédemment. Comme le taux de division du diviseur
programmable est alors une valeur normalisée qui lui a été indiquée à la
construction et qu’il possède en mémoire, le diviseur programmable se
verrouille sur cette valeur. Le comparateur de phase est alors déconnecté. On
élimine ainsi les effets d’éventuels parasites et du bruit sur la
synchronisation. Le circuit fonctionne alors en mode verrouillé.
-
La
synchronisation verticale
Deux cas sont également
possibles selon que le circuit travaille en mode verrouillé ou non. Dans le
premier cas, la fréquence est obtenue par division stricte de la fréquence
horizontale. Dans le second cas, le diviseur ajustable fonctionne en
oscillateur piloté par les impulsions de synchronisation verticale intégrées.
La plage de rattrapage en fréquence est large jusqu’à l’obtention du
synchronisme : la fenêtre de rattrapage devient alors très étroite, ceci
pour éliminer au maximum l’effet de désynchronisation du à d’éventuels
parasites.
Un calculateur détermine
l’amplitude et la forme du courant de déflexion verticale. D’autre part, ce
calculateur génère un signal parabolique servant à la correction Est Ouest.
Ce calculateur fournit la
dent de scie verticale et le signal de correction Est Ouest sous forme de
signaux modulés en largeur d’impulsion obtenus dans deux étages PWM.
Ces signaux sont ensuite
transformés en signaux analogiques au moyen de filtres RC passe bas et peuvent
ainsi attaquer un circuit de déflexion verticale standard.
Par l’intermédiaire du bus
IM et de l’interface au bus IM, le MAA 2500 communique avec le MAA 2000.
La mémoire EAROM de ce
dernier lui fournit des informations initiales pour la déflexion horizontale,
telles que la fréquence, la référence de phase, la durée des tops ainsi que
d’autres données comme la fréquence, la forme et l'amplitude de la dent de scie
verticale et le signal de correction parabolique Est Ouest. Ces informations
sont fournies au circuit MAA 2500 à chaque fois que le téléviseur est mis sous
tension.
7) Le générateur
d’horloge MEA 2600
a)
Constitution
Le schéma synoptique interne
de ce circuit intégré à 13 broches est donné à la (figure 53) .
b)
Fonctionnement
Le MEA 2600 constitue le
générateur d’horloge qui pilote tout le système DIGIT 2000. Sa fréquence est
fixée à quatre fois la fréquence de la sous porteuse couleurs soit 17,734 ou
14,318 mégahertz selon les standards.
L’oscillateur contrôlé par
tension (VCO) intégré dans ce circuit, constitue une partie du circuit PLL dont
la seconde partie, c’est à dire le comparateur de phase, est comprise dans le
circuit MAA 2200.
Le comparateur de phase
fournit deux signaux symétriques qui sont d’abord filtrés dans un circuit RC
passe bas externe, puis appliqués aux entrées de l’amplificateur de contrôle.
Celui ci corrige la fréquence du VCO au moyen d’une tension continue de
correction, fonction des informations délivrées par le comparateur. Lorsque la
fréquence obtenue est correcte, le système se verrouille.
Le signal issu du VCO est
ensuite mis en forme puis amplifié par deux étages de sortie qui délivrent deux
signaux
f1 et
f2 de même fréquence mais de phase opposée sans recouvrement. Ces deux
signaux nécessaires au fonctionnement pilotent tous les circuits que nous venons
de voir, cadençant ainsi chaque phase de fonctionnement de la platine.