Principe de la réception , synthèse de l’image , synoptique d’un récepteur
Schéma synoptique :
Le schéma synoptique de la (figure 1) donne les différentes phases du traitement du
signal vidéo, arrivant sur l’antenne, jusqu’au tube cathodique (écran) qui
permet de visualiser l’image transmise.
Fonctionnement :
Le signal capté par
l’antenne réceptrice est amené à l’entrée du téléviseur par la ligne de
descente en câble coaxial comme nous l’avons vu précédemment. Son amplitude est
alors de quelques microvolts à quelques millivolts.
Ce signal haute fréquence
modulé en amplitude est d’abord amplifié dans un premier amplificateur HF qui
permet d’obtenir un rapport signal/ bruit plus élevé que si l’on envoyait ce
signal directement sur l’étage mélangeur. Le gain de cet étage est d’environ 20
dB.
Ce signal amplifié passe
alors dans un étage mélangeur qui reçoit également un signal haute fréquence
fourni par un oscillateur local.
Cet étage mélangeur, tout
comme dans un récepteur radio superhétérodyne effectue un changement de
fréquence et fournit en sortie un signal vidéo à moyenne fréquence toujours
modulé en amplitude.
Ces trois étages : amplificateurs
HF, oscillateur local, et étage mélangeur sont généralement regroupés dans un
seul bloc appelé tête HF ou tuner. Lorsqu’un téléviseur doit recevoir les deux
gammes de fréquences VHF et UHF, ces tuners sont au nombre de deux, l’un
fonctionnant en VHF et l’autre en UHF.
A la sortie du tuner, le
signal est ensuite amplifié par l’amplificateur FI dont le gain est important
puisqu’il peut atteindre 90 dB. Cet amplificateur est souvent constitué de
trois étages successifs.
Le signal est ensuite traité
dans le détecteur qui transforme le signal modulé moyenne fréquence en un
signal vidéo fréquence tout à fait analogue au signal vidéo créé par la caméra
de prise de vues.
L’amplitude de ce signal est
alors d’environ 1 volt. Il est encore amplifié par l’amplificateur vidéo, dont
le gain est d’environ 30 à 50 dB et dont la bande passante doit s’étendre du
continu jusqu’à plus de 10 MHz, puis appliqué intégralement au tube cathodique
ou catho scope, qui effectue la transformation du signal électrique en une
image visible.
Les signaux de
synchronisation contenus dans le signal vidéo sont extraits de ce dernier dans
le séparateur de synchronisation et sont envoyés aux circuits de synthèses qui
effectuent la synchronisation des circuits de balayage avec l’émetteur.
La (figure
2) donne le schéma de principe de la reconstitution ou synthèse de l’image
à l’intérieur du tube cathodique.
Le signal vidéo est appliqué
au tube cathodique, ce qui produit, à partir de la cathode, l’émission d’un faisceau
électronique dont l’intensité est fonction des variations d’amplitude du signal
vidéo appliqué au tube.
Ce faisceau électronique
vient frapper une couche fluorescente déposée sur la face interne de l’écran.
Cette couche fluorescente à
la particularité d’émettre de la lumière lorsqu’elle est excitée par un
bombardement d’électrons. Plus le bombardement est important et plus l’émission
de lumière à l’endroit considéré est forte, ce qui fait que l’on reproduit sur
l’écran du tube cathodique, les variations d’intensité lumineuses captées par
la caméra de prise de vues.
Il ne reste plus qu’à faire
balayer le faisceau électronique sur toute la surface de l’écran, de la même
manière que dans le tube analyseur d’image.
La (figure 3)
montre comment s’effectue le balayage du faisceau électronique sur l’écran du
catho scope : il est identique au balayage du faisceau électronique d’un
tube analyseur explorant l’image à transmettre.
Le nombre de lignes est le
même que lors de la prise de vues et le déplacement du faisceau doit se faire
en synchronisme parfait avec celui du faisceau analyseur, d’où le rôle des tops
de synchronisation rajoutés au signal vidéo retransmis. On a recours au
balayage entrelacé afin d'éviter tout papillotement ou scintillement
désagréable de l’image sur l’écran (voir 1 bases de la télévision).
Circuits de balayage
La déviation du faisceau
électronique dans un tube cathodique est du type électromagnétique et se fait à
l’aide de deux bobines entourant le col de ce tube.
Ces bobines sont traversées
par des courants qui créent des champs électromagnétiques . Ces champs
font dévier le faisceau électronique proportionnellement à leur intensité.
L’une des bobines commande
le déplacement du spot dans le sens horizontal et l’autre, le déplacement du
spot dans le sens vertical. La combinaison des deux actions permet de balayer
la totalité de l’écran. Considérons ce qui se passe pour différentes valeurs de
courant appliqué à la bobine de déviation horizontale, en l’absence de
déviation verticale.
1)
Pour un
courant nul, le spot sera fixe au centre 0 de l’écran( ceci ne doit pas durer
trop longtemps car il y a des risques de détérioration de la couche
fluorescente du tube). Lorsque l’on voit un spot fixe au centre de l’écran d’un
téléviseur, on peut en déduire que les deux systèmes de balayage horizontal et
vertical ne fonctionnent pas.
2)
Si on applique
un courant que nous appellerons positif par convention, le spot va se déplacer
vers la droite.
3)
Si on applique
un courant opposé, donc négatif, le spot se déplace vers la gauche.
4)
En appliquant
un courant en dent de scie, le spot balaie l’écran horizontalement créant ainsi
une raie lumineuse horizontale (figure 4) .
Le spot va du point A au
point B relativement lentement puis revient en A très vite pendant ce qu’on
appelle le temps de retour lignes, puis repart vers B lentement, etc.…. . Si on
observe que l’écran ne possède qu’une ligne horizontale, on peut en déduire que
le système de balayage vertical ne fonctionne pas.
Voyons l’action du courant
dans la bobine de déviation verticale en l’absence de déviation horizontale.
1)
Pour un
courant nul, le spot reste fixe au centre 0 de l’écran.
2)
Pour un courant
que nous appellerons positif par convention, le spot se déplace vers le haut.
3)
Si on applique
un courant inverse, le spot se déplace vers le bas.
4)
En appliquant
un courant en dent de scie, le spot balaie l’écran verticalement produisant
ainsi une raie lumineuse verticale (figure 5) . Le spot va
du point A au point Z relativement lentement puis revient au point A très
rapidement pendant ce que l’on appelle le retour trame, puis repart vers Z
lentement, etc.….. . Si on observe une raie lumineuse verticale unique sur
l’écran d’un téléviseur, on peut en déduire que le système de balayage
horizontale ne fonctionne pas.
En combinant les deux
balayages horizontal et vertical, on arrive à faire explorer au spot la
totalité de l’écran, comme le montre (la figure 6) , et
grâce à la rémanence du tube, l’écran s’éclaire dans sa totalité.
Comme les déplacements en
sens horizontal et vertical sont simultanés, le point ira de A à B, parcourant
ainsi une ligne droite.
Arrivée en B, la tension de
la dent de scie horizontale revient brusquement à sa valeur initiale. Comme
cela se passe en un temps très bref, il n’y aura aucun mouvement appréciable
dans le sens vertical, le mouvement de B à C
est, lui aussi tellement rapide, qu’il n’est à aucun moment visible.
Puis, la dent de scie
horizontale croît, exactement comme elle croissait de A à B, et simultanément,
il y aura également un déplacement vertical dû à la dent de scie
verticale : pour cette raison, la nouvelle trajectoire sera le trait
continu de C à D.
En D, nouveau et brusque
retour de la dent de scie horizontale et ainsi de suite.
On remarque que la fréquence
de la dent de scie verticale(fréquence trame) est nettement inférieure à la
fréquence de la dent de scie horizontale(fréquence lignes). En effet, pendant
une période image, le spot doit balayer toutes les lignes de l’écran : ou
tout au moins la moitié puisqu’il s’agit de balayage entrelacé ( il faut
deux périodes de trame pour balayer toutes les lignes de l’écran).
Pour obtenir les deux dents
de scie nécessaires à ces deux types de balayage on a recours à deux
générateurs de dents de scie, l’un fonctionnant à la fréquence lignes et
l’autre à la fréquence trames.
Ces générateurs doivent être
synchronisés par les tops de synchronisation venant de l’émission afin que la
synthèse de l’image se fasse correctement.
On utilise pour cela un
séparateur de synchronisation qui extrait les tops de synchronisation du signal
vidéo. Mais il faut de plus trier les tops de synchronisation lignes des tops
de synchronisation trames pour pouvoir les envoyer sur les générateurs de
balayage correspondants.
Ceci est possible grâce à la
durée qui est nettement différente( voir 1) les bases de la télévision) et se
fait grâce au circuit trieur de tops qui est en réalité constitué de montages
intégrateurs et différentiateurs.
Ces circuits de balayage
sont représentés sur ( la figure 7) .
Les dents de scie obtenues
par les générateurs de balayage, appelés aussi bases de temps, et synchronisées
par les tops venant de l’émetteur sont amplifiées avant d’être appliquées aux
bobines de déviation correspondantes.
A la sortie de
l’amplificateur de balayage lignes, la dent de scie obtenue est non seulement envoyée
à la bobine de déviation horizontale mais également à un circuit chargé
d’obtenir une très haute tension (THT) nécessaire au fonctionnement du tube
cathodique. Cette THT est en effet appliquée à l’anode d’accélération du tube.
Partie son d’un téléviseur
Deux systèmes différents
sont à examiner selon que le son est retransmis en modulation d’amplitude comme
en France, ou en modulation de fréquence, comme dans beaucoup de pays.
1)
Son en
modulation d’amplitude
Dans ce cas, le schéma
synoptique complet d’un téléviseur est donné (figure 8) .
Pour diminuer des étages
inutiles, le son est d’abord traité dans les étages HF du téléviseur en même
temps que le signal vidéo. Ce n’est qu’à partir de l’amplificateur FI vidéo que
la voie son est prélevée à l’aide de filtres accordés.
Ce signal son à fréquence
intermédiaire est ensuite amplifié dans un amplificateur FI SON puis détecté.
Le signal BF obtenu est à
nouveau amplifié dans un amplificateur BF avant d’être envoyé au haut parleur.
Le schéma synoptique de la
voie son est tout à fait analogue à celui d’un récepteur de radiodiffusion
superhétérodyne classique.
2)
Son en
modulation de fréquence : système INTERCARRIER
C’est généralement le
système INTERCARRIER ou INTER PORTEUSES qui est employé lorsque le son est
retransmis en modulation de fréquence : voir le synoptique de (la figure 9) .
Dans ce procédé, non
seulement les circuits HF sont communs à la vidéo et au son, mais également
l’amplificateur FI. Le signal son n’est prélevé qu’au niveau de la détection
(parfois au niveau de l’amplification vidéo).
En réalité, dans
l’amplificateur Fi commun, il se produit un phénomène de battement entre les
deux fréquences intermédiaires vidéo et son assez voisines puisque séparées
généralement de 5,5 MHz (ou 6,5 MHz selon les standards). Au niveau de la
détection, on a donc apparition d’un signal de fréquence égale à la différence
des deux fréquences mises en présence soit 5,5 MHz ou 6,5 MHz.
Comme l’une (celle du son)
est modulée en fréquence, ce battement l’est donc également.
On obtient donc un signal à
5,5 MHz ou 6,5 MHz modulé en fréquence par le son BF.
Il ne reste plus qu’à
envoyer ce signal dans un amplificateur limiteur qui élimine toute variation d’amplitude
avant de passer dans un démodulateur FM ou discriminateur qui délivre le signal
BF désiré. Ce signal BF est ensuite amplifié et retransmis au haut parleur. Le
signal à 5,5 MHz ou 6,5 MHz obtenu par battement étant également transmis à
l’amplificateur vidéo, il convient de l’éliminer par filtrage afin de ne pas
provoquer de phénomènes de moirage désagréable sur l’écran.
Alimentation
Elle fournit à partir du
secteur (ou parfois d’une batterie) toutes les tensions nécessaires :
basses et hautes tensions. Les très hautes tensions nécessaires à l’anode
d’accélération du tube cathodique, sont fournies à partir de la platine
balayage horizontale.
Voir pour les alimentations
pour téléviseurs noir et blanc au chapitre 4.
Autres circuits
De nombreux autres circuits
sont inclus dans les téléviseurs modernes
: circuits de protection, circuits de corrections automatiques,
contrôles automatiques de gain ou de fréquence etc. ….. C’est divers circuits
seront examinés avec les platines dont ils dépendent directement, au fur et à
mesure que nous les rencontrerons.
Des circuits de commutation
sont également nécessaires pour faire fonctionner les récepteurs en tel ou tel
standard ou en tel ou tel gamme de fréquence. Ces commutations seront encore
plus nombreuses dans les téléviseurs multistandards ou multinormes capable de
capter la plupart des standards existants.
