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CIRCUITS DE COMMANDE AUTOMATIQUE DE GAIN.
La présente invention concerne la commande automatique de gain et plus particulièrement les circuits déclenchés ou "manipulés) de commande automatique de gain incorporés dans les récepteurs de télévision.
La commande automatique de gain est aussi importante dans les récepteurs de télévision que dans les récepteurs de radiodiffusion et est en fait plus utile dans les récepteurs de télévision par suite du nombre des buts qu'on cherche à atteindre dans les récepteurs de télévision. Les régla- ges manuels de gain dans les récepteurs de télévision sont compliqués et ennuyeux, en particulier pour.,des opérateurs qui ne sont pas techniciens, puis- qu'il est difficile pour de telles personnes de régler convenablement les commandes pour un niveau optimum de limitation et de séparation de syncbroni- sation par l'observation du contraste de l'image.
De plus, les signaux de télévision peuvent subir un affaiblis- sement important par suite du passage des avions. Cette dernière difficulté peut être réduite ou éliminée par un circuit de commande automatique de gain suffisamment rapide. L'utilisation d'une commande automatique de gain permet -non seulement un réglage plus fiacile mais elle permet également de simplifier certaines parties du récepteur telles que le séparateur de synchronisation qui n'a plus à fonctionner à l'intérieur d'une gamme importante d'amplitudes. Un circuit de commande automatique de gain convenable conçu et fonctionnant convenablement rend le réglage de la commande de contraste simple et peu fréquent.
Dans un récepteur de son pour la modulation d'amplitude, le signal qui est mesuré et qui est maintenu constant par le circuit de commande automatique de gain est le niveau moyen de la porteuse. Il peut être facilement mesuré du fait que la sortie en courant continu du détecteur est proportionnelle au niveau moyen de la porteuse. Toutefois, dans un récepteur de té- lévision, c'est le niveau moyen de crête qui doit être maintenu par la commande automatique de gain. Ce niveau moyen de crête peut être détecté en mesurant le voltage de crête des impulsions de synchronisation à la sortie du détecteur
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pourvu que 1-'impédance terminale du détecteur ait la même impédance en courant continu que l'impédance à la fréquence vidéo.
La sortie du dispositif de mesure est ensuite appliquée à l'amplificateur moyenne fréquence, de manière à diminuer le gain quand le signal augmente et vice versa. L'amplification du signal de commande automatique de gain peut être obtenue en amplifiant avant la mesure de crête ou en amplifiant la sortie en courant continu du dispositif de mesure de crête ou en amplifiant avant et après. Dans les deux cas, l'amplification doit être en courant continu et dans le premier cas on doit également amplifier les fréquences vidéo. Dans les systèmes employés jusqu'ici, les dispositifs de mesure de commande automatique de gain ont été constitués par des diodes, par exemple des diodes alimentant un condensateur.
Puisque ce circuit reçoit des informations' seulement pendant d'impulsion de synchronisation péest-t-dire pendant 8 pour-cent du temps, -le condensateur doit maintenir sa charge pendant les impulsions.
Les détecteurs de crête simples tels qu'ils sont utilisés pour la commande automatique de gain en télévision sont très sensibles aux crêtes ou impulsions de bruit. Quand le bruit apparaît, c'est principalement dans le sens du noir ou dans le sens de l'augmentation du signal et il peut être relativement important comparé au signal. Les détecteurs de crête mesurent alors la hauteur du bruit plutôt que la hauteur du signal et ils peuvent ré-, duire le gain du récepteur à une valeur faible donnant des performances très mauvaises en présence de bruit. Un mauvais circuit de commande automatique de gain donne une image peu satisfaisante qui, avec un bon système ce commande automatique de gain ou une commande manuelle ne contiendrait que des bandes noires courtes pratiquement difficiles à remarquer.
Il est donc nécessaire que les circuits de commande automatique de gain soient prémunis contre le bruit et permettent une commande facile du contraste.
Un circuit de commande automatique de gain du type à détecteur de drête simple qui a fonctionné en réponse à un bruit ne peut revenir à' l'é- tat de repos qu'à la vitesse à laquelle le condensateur peut être déchargé dans la résistance associée. Le condensateur peut-être chargé beaucoup plus rapidement qu'il ne peut être déchargé puisqu'il est chargé à travers le circuit video à basse impédance et la diode conductrice. Ce type de commande automatique de gain est normalement plus rapide à fonctionner qu'à revenir à l'état de repos après une impulsion de bruit, l'effet des impulsions de bruit étant ainsi amplifié. Il est donc souhaitable d'avoir une commande automatique de gain qui revienne rapidement à l'état de repos de manière à pouvoir suivre le fading rapide et pour diminuer les effets du bruit.
Toutefois, le signal de synchronisation vertical interfère avec le fonctionnement rapide du circuit de commande automatique de gain du type à détecteur de crête. Si la commande automatique de gain est à fonctionnement rapide, elle supprime une partie considérable du signal de synchronisation verticale et produit un signal transitoire après le signal vertical.
Un moyen pour obtenir des résultats améliorés de commande automatique de gain, en supprimant certaines caractéristiques indésirables telles que la vitesse de fonctionnement et la sensibilité au bruit du détecteur de crête, consiste à utiliser le principe de la "manipulation". Un système de commande automatique de gain manipulé est d'une manière générale un système qui n'est pas rendu sensible que pendant de êourts intervalles de temps généralement moins de 8 pour cent. Une impulsion courte, à la fréquence horizontale est utilisée pour commander la manipulation de la commande aitomatique de gain.
L'impulsion est généralement obtenue à partir de l'oscillateur horizontal local auquel cas on doit maintenir un synchronisme pour obtenir un fonctionnaient convenable ou elle peut être obtenue à partir de la synchronisation qui a été séparée.
Toutefois, cette dernière méthode est bien inférieure du point de vue du bruit puisque les pointes de bruit sont transformées en signaux de commande de manipulation.
Les systèmes manipulés ont plusieurs avantages fondamentaux.
Premièrement, si l'impulsion à une durée égale à cinq pour cent du temps total, un avantage théorique de 20 fois du point de vue de l'immunité vis-à-vis du bruit est obtenu.puisque,. pendant 95 pour cent du temps, le bruit ne peut affecter la commande automatique de gain. Deuxièmement, l'information de syn-
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chronisation verticale est complètement éliminée de la commande automatique de gain, de sorte qu'elle peut être aussi rapide qu'on le désire sans agir sur la synchronisation verticale et troisièmement, puisque la vitesse de ré- ponse peut être rapide, non seulement les effets du fading rapide sont réduits mais le récepteur revient rapidement à l'état de repos à la suite des effets du bruit.
De nombreux circuits manipulés différents ont été développés sur les principes développés plus haut pour éliminer les effets du bruit, aug- menter la vitesse de réponse aux signaux et augmenter la vitesse de retour au repos. Toutefois, un des inconvénients importants existant encore dans les récepteurs de télévision utilisant les circuits de commande automatique de gain manipulés précédents, réside dans l'effet du voltage de commande au- tomatique de gain sur le contraste du récepteur. Dans la technique antérieu- re, tous les récepteurs utilisant des circuits de commande automatique de gain manipulés comportaient encore la commande de contraste dans le circuit de cathode de l'amplificateur video suivant le détecteur et avant le tube re- producteur d'image.
Ainsi, quand une modification du gain est effectuée par le circuit de commande automatique de gain pour corriger le gain du système, la commande de contraste doit être réglée de nouveau de manière à donner un contraste correct de l'image et le nouveau réglage de la commande de contras- te modifiera à son tour le gain total du récepteur détruisant l'équilibre de gain. Cet effet est particulièrement remarquable quand on passe d'une voie à une autre nécessitant un nouveau réglage de la commande de contraste pour maintenir le contraste désiré de l'image. C'est donc un objat de l'invention de prévoir un circuit de commande automatique de gain rapide et in- sensible au-bruit pour les récepteurs de télévision, qui ne nécessite pas de nouveau réglage de la commande de contraste quand l'émission observée est modifiée.
Suivant une des caractéristiques de l'invention, on prévoit un dispositif à décharge d'électrons qui fonctionne comme une porte électroni- que à coïncidence et qui est manipulé par une impulsion de synchronisation horizontale différentiée pour fournir un voltage de commande automatique de gain destiné a être appliqué aux amplificateurs moyenne fréquence.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la commande de contraste est disposée dans le circuit de cathode du dispositif à décharge d électrons de la commande automatique de gain, de sorte que la commande de contraste n'a besoin d'être réglée qu'une fois pour n'importe'-quel choix d'émission tant que le récepteur de télévision est en fonctionnement.
Une autre caractéristique de l'invention réside dans la modification du niveau auquel le signal video est écrêté par l'amplificateur video et le circuit d'écrtage qui possède un niveau d'écrtage de référence prédéterminé assurant un gain constant à l'amplificateur video indépendamment des modifications de la commande de gain.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite en relation avec les dessins joints, dans lesquels :
La Fig. 1 est un diagramme schématique représentant un circuit de commande automatique de gain mettant en oeuvre des principes de la présente invention;
La Fig. 2 est un diagramme schématique illustrant un exemple de réalisation du circuit de commande automatique de gain de la Fig. 1.
A la Fig. 1, le circuit de commande automatique de gain 1 est prévu pour mesurer le signal video appliqué au tube reproducteur d'image 2 à partir de la source video 3 comprenant l'amplificateur vidéo, le circuit d'écrétage 4 et un amplificateur moyenne fréquence 5. Le tube reproducteur d'image 2 et l'amplificateur moyenne fréquence 5 peuvent être de n'importe quel type utilisé dans les récepteurs de télévision. Le circuit de commande automatique de gain 1 est manipulé par les impulsions de commande de synchronisation horizontale 6 à la fréquence des impulsions horizontales soit environ 15
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Hz.
L'impulsion horizontale 7 de la source de synchronisation horizontale 6 est différentiée pour commander la manipulation et rendre le circuit de commande automatique de gain conducteur pendant une période de temps très courte, bien inférieure à 5 % du temps, assurant une protection contre le bruit pour le circuit de commande automatique de gain. Le voltage continu de commande du circuit de commande automatique de gain 1 est appliqué par le circuit de réaction 8 à l'amplificateur 5 pour modifier le niveau en courant continu du signal video entrant et effectuer ainsi la commande de gain dési- rée.
Le niveau d'écrtage de l'amplificateur video et du circuit écrteur 4 est établi par le voltage de polarisation de la cathode de l'amplificateur video et il est maintenu constant indépendamment du niveau en courant continu du signal vidéo. Les voltages de correction du circuit de commande automatique de gain 1 le long du circuit de réaction 8 provoquent des modifications du niveau continu du signal video de manière à maintenir un gain constant pour le signal appliqué au tube reproducteur d'image 2.
Le niveau d'écrêtage constant et le niveau en courant continu modifié sont illustrés à la courbe 9 où le niveau d'écrétage constant est indiqué par la ligne 10 et le niveau en courant continu est indiqué par la ligne 11. Le voltage de correction est appliqué à l'amplificateur moyenne fréquence 5, de manière à ce que la courbe 9 toute entière soit élevée ou abaissée par rapport au niveau zéro indiqué par la ligne 12, de manière à corriger, convenablement les modifications du gain du système.
On. a représenté à la Fig. 2 un circuit du système de commande automatique de gain montrant la connexion du circuit de commande automatique de gain 1 à l'amplificateur video et au circuit d'écrétate 4 de la source video 3. L'amplificateur video et le circuit d'érêtage 4 comprennent, un dispositif à décharge d'électrons 13 du type diode qui fonctionne en écréteur ou détecteur tandis, qu'un dispositif à décharge d'électrons 14, représenté comme étant du type triode, mais qui peut 'être de n'importe quel type convenable pour produire le résultat désiré fonctionne en amplificateur video et est utilisé pour établir le niveau d'écrêtage de référence désiré.
Le niveau d'écrêtage de référence est maintenu par un voltage de polarisation appliqué à la cathode du dispositif 14 et le potentiel d'anode convenable du dispositif 14 en coopération avec le dispositif 13; le potentiel d'anode est établi à la valeur convenable par un voltage d'alimentation d'anode appliqué à la borne 15 et une résistance de charge d'anode 16 de valeur convenable. Le potentiel d'anode d'un exemple de réalisation était de 150 V. à partir d'un voltage d'alimentation d'anode de 250 V.
Le voltage de sortie du dispositif 14 est couplé en courant continu directement au tube reproducteur d'image 2 et au circuit de commande automatique de gain 1. Le circuit de commande automatique de gain 1 comprend tout d'abord un dispositif à décharge d'électrons 16, représenté ici comme étant du type tétrode, mais on peut utiliser un dispositif à décharge d'électrons de n'importe quel type pourvu qu'il remplisse la fonction désirée. Le circuit' de couplage de l'anode du dispositif 14 à la grille 17 du dispositif 16, le tube de commande automatique de gain, comprend une paire de résistances 18 et 19 pour former un diviseur de tension prévu de manière àétablir un voltage convenable à la grille 17. Dans un exemple de réalisation, la valeur du voltage à la grille 17 était approximativement de 75 V.
Le voltage appliqué à la grille 17 est stabilisé par un condensateur 20 en parallèle avec la résistance 18.
Le dispositif 16 est prévu de manière à ce soit normalement non conducteur en l'absence d'une impulsion sur son anode 21, même quand un signal video est appliqué à la grille 17. Ainsi, le dispositif 16 ne produira un voltage de correction que lorsqu'il sera manipulé par une impulsion de commande de synchronisation horizontale 6 à partir de la borne 22 en présence de signal sur la grille 17. L'impulsion de synchronisation horizontale 7 est différentiée par le circuit de différentiation comprenant le condensateur 23 et la résistance 24 pour produire une impulsion étroite 25.
Ainsi, quand l'impulsion 25 est appliquée,le dispositif 16 est rendu conducteur pourvu qu'u-
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ne impulsion de synchronisation horizontale du signal video soit simultané- ment appliquée à la grille 17. L'impulsion 25a ramène le dispositif 16 à fêtât non conducteur en environ 5 microsecondes, assurant un retour rapi- . de à l'état de repos quand il est nécessaire d'avoir un système insensible au bruit.
En conséquence,le dispositif 16 tel qu'il est utilisé ici peut être considéré comme une porte électronique à coïncidence qui n'est conductrice qu'en présence d'impulsions de synchronisation horizontale d'une amplitude convenable dans le signal video en coïncidence avec une impulsion 25 de l'im- pulsion de synchronisation horizontale différentiée 7 de la commande de syn- chronisation 6.
L'impulsion différentiée doit être très étroite pour assurer un fonctionnement correct du circuit de commande automatique de gain, 1, sans quoi l'impulsion de synchronisation horizontale passerait par le dispositif
16. Si ceci se produit, il serait nécessaire d'allonger la section de fil- trage 26 comprenant les condensateurs 27 et 28 et la résistance 29 pour supprimer les impulsions de synehronisation horizontale à 60 Hertz. En allongeant la section de filtrage 26, on ralentit considérablement le temps d'ac- tion du circuit de commande automatique de gain 1 produisant une correction indûment lente des erreurs soit dans le gain, soit dans les erreurs provenant du bruit.
En conséquence, l'impulsion 7 est différentiée par le conden- sateur 23 et la résistance 24, de manière à donner une impulsion très cour- te, permettant à la section de filtrage 26 d'être prévue de manière à ne supprimer que la composante de l'impulsion de synchronisation horizontale à 15 kHz du voltage de correction appliqué au conducteur 8 puisque les impulsions étroites différentiées 7 élimineront pratiquement la composante de synchronisation verticale du voltage de correction de commande automatique de gain.
Le dispositif de commande de contrôle 30 est disposé dans la cathode du dispositif 16 alors que, dans la technique antérieure, il était disposé dans la cathode du dispositif 14. La valeur de la résistance de commande 30 utilisée ici est suffisamment grande pour que ses variations n'affectent pas le fonctionnement de l'appareil, le gain total du récepteur de télévision étant maintenu pratiquement constant et n'étant pas affecté d'une manière sensible par la commande de contraste de l'image.
De pls, puisque le circuit de commande automatique de gain décrit-plus haut ne modifie que le niveau en courant continu du signal vidéo, l'amplificateur video 14 peut être maintenu à un gain constant et à un niveau d'écrêtate de référence de sorte que le fonctionnement du système de commande automatique de gain est bien supérieur aux systèmes de commande automatique de gain connus du point de vue de la rapidité de réponse aux modifications de gain et de son insensibilité élevée aux bruits par suite de l'utilisation d'impulsions de synchronisation horizontale étroites différentiées.
L'incorporation du circuit de commande automatique de gain dans les récepteurs de télévision supprime les réglages compliqués et en- nuyaux nécessaires jusqu'ici lors de l'accord du récepteur. Ainsi, les spectateurs de télévision non techniciens n'auront pas à effectuer les réglages multiples de l'accord comme dans les postes connus dans la technique pour obtenir un niveau convenable de limitation et de séparation de synchronisa- tion.
Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec un exemple particulier de réalisation, il est clair qu'elle n'est pas limitée au dit exemple et qu'elle est susceptible de variantes et modifications sans sortir de son domaine.