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CIRCUIT GENERATEUR D'ONDES.
La présente invention concerne les circuits générateurs d'ondes électriques et les moyens de stabilisation et de commande de leur fréquence et de leur phase.
La présente invention se rapporte plus spécialement, mais non exclusivement, à des perfectionnements à la synchronisation et à la commande de la fréquence et de la phase des circuits de déflation de faisceau de rayons cathodiques fréquemment utilisés dans les récepteurs de télévision.
La synchronisation exacte de ces circuits est un des facteurs les plus importgnts de la reproduction satisfaisante des images de systèmes de télévision à haute définition. Dans certains systèmes de télévision actuels, il faut aussi maintenir un rapport de fréquences fixe mais non entier entre deux de ces circuits.
Par exemple, dans le système de télévisionà525 lignes par image -et-, images, par seconde adopté aux Etats-Unis, il est courant d'utiliser des circuits de déflexion séparés pour le balayage vertical et pour le balayage horizontal dans les récepteurs de télévision. Les circuits de télévision sont généralement à fonctionnement automatique, c'est-à-dire qu'ils fonctionnent aussi bien en absence qu'en présence de signaux de synchronisation dérivés d'un signal de télévision reçu. Quand ces circuits sont synchronisés par un signal reçu, il faut qu'il y ait et que se maintienne un rapport de fréquences déterminé entre les oscillateurs de déflexions verticale et horizontale, si on veut obtenir des images de télévision de la plus haute définition. Ceci est particulièrement vrai quand on pratique l'entrelacement des lignes.
L'entrelacement des lignes, dans sa forme habituelle, exige, entre;les générateurs de formes d'onde de déflexions horizontale et verticale, un rappqrt de fréquences qui n'est pas égal à un nombre entier. C'est pourquoi une image complète du système de télévision américain actuel comprend deux demi-images composées chadune de 262,5 lignes. Deux demi-images
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successives sont décalées verticalement d'une ligne, de sorte qu'une image complète de 525 lignes également espacées soit décrite en un trentième de seconde.
Il est donc évident que si l'oscillateur de déflexion verticale ne garde pas exactement sa fréquence égale à 1/262,5 de la fréquence de déflexion horizontale égale à 15.750.,les demi-images successives ne tombent pas à cheval entre les lignes de la demi-image précédente, et les lignes d'une demi-image ne sont pas horizontales et parallèles aux lignes de la demi-image précédente. Ce défaut est dénommé "défaut d'entrelacement" ou "pairage" et abaisse notablement la définition de l'image télévisée. Les objets paraissent flous et troubles même si le signal video de télévision est de très haute fidélité.
La présente invention procure des moyens pour maintenir un rapport de fréquences exact entre deux oscillateurs fonctionnant à des fréquences différentes et-)pour améliorer, par conséquent, la précision d'entrelacement des lignes dans les récepteurs de télévision.
La présente invention procure un circuit générateur d'ondes dont la fréquence et la phase peuvent être réglées avec précision et comprenant un oscillateur capable d'être synchronisé par application d'impulsions de commande et un circuit pour appliquer, au dit oscillateur, un premier groupe d'impulsions de commande ayant une fréquence donnée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif extérieur, couplé au dit oscillateur, pour lui appliquer un second groupe d'impulsions de commande dont la fréquence est nettement différente de la dite fréquence donnée mais harmonique de celle-ci, les phases des deux groupes d'impulsions ne coincident pas nécessairement, de façon que la phase du dit oscillateur soit liée avec précision au moihs à la phase du second groupe d'impulsions.
Quoique l'exposé et la description donnés ci-après concernent plus ou moins la technique de la télévision, il va de soi que l'utilité du système de synchronisation de la présente invention n'est aucunement limitée aux oscillateurs de déflexion de télévision, aux récepteurs de télévision ou aux systèmes de télévision en général. Au contraire, l'invention s'applique à de nombreux cas de la technique des communications et de l'électronique, chaque fois qu'il faut maintenir un rapport fixe de fréquences et de phases entre deux circuits générateurs d'ondes travaillant à des fréquences différentes.
L'invention ressortira clairement de la description donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est un schéma d'une forme d'exécution de la présente invention appliquée aux récepteurs de télévision.
La figure 2 est un graphique représentant certaines formes d'ondes électriques intervenant dans le fonctionnement de la présente invention, surtout dans la forme d'exécution représentée à la figure 1.
La figure 3 représente une forme de transformateur d'oscillateur de blocking, et
La figure 4 représente le schéma d'une autre forme d'exécution de la présente invention.
La figure 1 représente une antenne 10 de récepteur de télévision pouvant capter et-envoyer un signal de télévision dans un circuit d'accord de télévision 12. La sortie du circuit d'accord 12 est reliée à un amplificateur moyenne fréquence vision 14 dont la sortie attaque, à son tour, un détecteur vidéo 16. Le signal video démodulé apparaissant à la sortie du détecteur video 16 est appliqué à un amplificateur video 18 et de là à un dispositif de reproduction d'images, comme le kinéscope 20.
Le signal vidéo est représenté, à titre d'exemple, appliqué à l'électrode de commande du kinéscope 20, quoiqu'il y ait d'autres moyens d'attaquer le kinéscope 20, comme on le sait.
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On extrait; en un certain point de l'amplificateur video 18, des signaux video qu'on applique à un circuit séparateur de synchro 22 ou équivalent, qui sépare, au moins partiellement, les signaux de synchronisa- tions horizontale et verticale du signal video et les dirige vers des bornes de sortie respectives 24 et 26.
Les signaux de délfexion horizontale sont appliqués, par la borne 24, à un circuit de déflexion horizontale 28 dont la sortie est con- nectée aux bobines de déflexion horizontale de l'ensemble déflecteur de faisceau 30, Les circuits de détail concernant la partie décrite et étu- diée ci-dessus sont bien connus et peuvent se trouver dans la littérature spécialisée, par exemple dans le "Radio Electronics Magazine" de novembre
1950, pages 34 et 36 sous le titre "Radio Set and Service Review" et aussi dans "RCA Review" de Mars 1947, pages 5 à 28.
Dans la forme d'exécution de la présente invention représentée à la figure 1, les signaux de synchronisation verticale apparaissant à la borne 26 du séparateur de synchro 22, sont appliqués à un circuit inté- grateur comprenant les résistances 32, 34, 36 et les condensateurs 38 et 40.
Comme dans les anciens appareils, le circuit intégrateur tend à supprimer les variations rapides de tension résultant de bruit et de parasites équi- valents. Le signal de synchronisation verticale intégré est ensuite appli- qué, par un condensateur 42, au circuit de grille d'un oscillateur de bloc- king comprenant un amplificateur comme le tube à vide 44.
La cathode 46 du tube à vide 44 est connectée par une résis- tance de polarisation 48 et l'enroulement primaire 50 du transformateur d'oscillateur de blocking 52, à un point de potentiel de référence consti- tué par la borne 54. L'enroulement secondaire 56 du transformateur d'os- cillateur de blocking 52 est connecté à l'électrode de commande 58 du tube à vide 44 d'une part et aux résistances de fuite 60 et 62 de l'électrode de commande 68 d'autre part. Les résistances 60 et 62 sont shuntées par un condensateur 64 dont la valeur, combinée à la valeur série totale des résistances 60 et 62, détermine en partie la fréquence d'oscillation libre de l'oscillateur de blocking. L'alimentation de l'anode 66 du tube 44 se fait à partir de la borne positive 68, par l'intermédiaire d'une résistance 70 et d'une partie du potentiomètre 72.
Une résistance 74 est connectée à l'autre extrémité du potentiomètre 72 de manière à constituer un diviseur de tension aux bornes de la source positive 68, le potentiomètre 72 pouvant agir comme commande de fréquence pour le circuit de déflexion verticale. Des condensateurs de charge d'ondes en dents de scie 76 et 78 sont connectés entre l'anode 66 et terre de fagon à se charger linéairement pendant les périodes de nonconduction du tube 44 et à se décharger rapidement pendant les périodes de conduction du tube 44. Ces charges et décharges produisent des ondes en dents de scie comme représenté en 80. L'onde en dents de scie 80 est ensuite appliquée, par le condensateur 82, à une électrode de commande 84 d'un amplificateur de sortie vertical 86.
L'étage de sortie de déflexion verticale comprenant l'amplificateur 86 est classique et ne fait pas partie de la présente invention.
La résistance 88, court-circuitée par le condensateur 92 et la résistance 90, relie la cathode de l'amplificateur 86 à la terre. La résistance variable 88 agit comme une commande de linéarité en réglant les conditions de fonctionnement du tube amplificateur 86. Le condensateur de feedback 94, associé au circuit 96, 98, 100,102 et 104 constitue un autre dispositif de feedback de linéarisation qui ne fait pas partie de l'invention. Le signal de déflexion est envoyé, via le transformateur de sortie 106, à la partie de déflexion verticale de l'ensemble déflecteur 30.
Dans la pratique de la présente invention, le transformateur d'oscillateur de blocking 52 est construit de façon à entrer en résonance sur un harmonique, de préférence un multiple pair, du second harmonique de la fréquence de déflexion horizontale. La self-induction du secondaire 56 peut, en combinaison avec les capacités réparties de circuit 108, 110 et 112, provoquer
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cette résonance. Dans ces conditions, les capacités de circuit, comme 110 et 112, donnent en général un couplage suffisant au secondaire 56 du transformateur d'oscillateur de blocking pour entretenir une oscillation; dans le secondaire du transformateur d'oscillateur de blocking, sur cette résonance parasite.
Si les capacités réparties étaient insuffisantes pour accorder le secondaire 56 du transfoomateur d'oscillateur de blocking ou pour coupler assez d'énergie de déflexion horizontale au transformateur de l'oscillateur de blocking, la capacité répartie peut être renforcée par des condensateurs séparés de;la valeur voulue.
L'effet de l'oscillation parasite du transformateur de l'oscil- lateur de blocking est mis en valeur par les différentes formes d'onde représentées aux figures 2a, 2b et 2c. La forme d'onde 114 représentée à la figure 2a est la forme d'onde type d'un oscillateur de blocking apparaissant, par exemple, sur l'électrode de commande 58 du tube oscillateur de blocking 44. Grâce à la nouvelle oscillation parasite produite par la présente invention, la forme d'onde 114 est modifiée comme indiqué en 114b de la figure 2b.
On peut constater que l'oscillation harmonique harmo@@que sur une fréquence égale au moins au double de la fréquence de déflexion horizontale fait apparaître plusieurs petites pointes 116 sur la forme d'onde autrement tout-à-fait unie 114 de l'oscillateur de blocking. Ces pointes peuvent être considérées comme un signal de commande de synchronisation ou de commande d'entrelacement.
Il est supposé que le niveau "o" indiqué aux figures 2a et 2b est le seuil d'amorçage de 1'oscillateur de blocking, c'est-à-dire que toute tension qui dépasse ce niveau rend le tube 44, non-conducteur autrement, conducteur et amorce l'impulsion entretenue de réaction 119.
Dans le cas de la figure 2a, en l'absence d'oscillation parasite, il est évident ßque le point d'attaque où le tube 44 amorce son cycle de réaction est facilement influencé par le bruit ou par d'autres irrégularités qui peuvent être appliquées à la forme d'onde 114. Jusqu'ici ces irrégularités étaient couramment causées par des troubles de la fréquence horizontale reportés par couplage électrostatique- et électromagnétique parasite et virtuellement inévitables. Ceci avait pour résultat de provoquer une mauvaise synchronisation de l'oscillateur de déflexion verticale et un entrelacement défectueux.
On peut constater que les points 116, ne constituant que quelques pour cents de l'onde complète de l'oscillateur de blocking, déterminent cependant le point de récurrence de l'oscillateur de blocking de façon qu'il coïncide exactement avec le début d'une ligne horizontale complète ou la fin d'une demi-ligne horizontale. L'impulsion de synchronisation verticale arrivant au récepteur déterminera s'il s'agit du début d'une ligne horizontale ou la fin d'une demi-ligne horiaontale par son déphasage relativement aux impulsions de synchronisation horizontale qui commandent le circuit de déflexion horizontale. Ainsi l'impulsion de synchronisation verticale ne doit pas avoir -une arête frontale aussi raide que dans les anciens appareils.
Le circuit de déflexion verticale de la présente invention est particulièrement immunisé contre les bruits parasites, pour le motif plus clairement indiqué à la figure 2c. La figure 2c représente une partie, à grande échelle, de la forme d'onde de la figure 2b, prise dans la forme d'onde 114 de l'oscillateur de blocking dans le voisinage du seuil d'amor- çage de l'oscillation du tube de blocking. La figure 2c montre que la pointe parasite 116' de la forme d'onde qui provoque l'oscillation de l'oscillateur de blocking est précédée d'un creux 116" négatif qui réduit l'effet de tout bruit parasite qui pourrait autrement atteindre le seuil "o" et provoquer l'amorçage prématuré de l'oscilla, leur de blocking.
Il faut remarquer que si, dans la forme d'exécution de la présente invention décrite ici, le transformateur d'oscillateur de blocking de déflexion verticale 52 est rendu résonnant sur une fréquence égale au moins au double de la fréquence de déflexion horizontale, on peut produire de dif-
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férentes manières un signal de commande de synchronisation équivalant à césoondes àorésonsnce parasite
Par exemple, on pourrait utiliser, pour produire une tension de second harmonique, un simple circuit accordé connecté pratiquement en n'importe quel endroit du circuit de déflexion horizontale d'un récepteur de télévision et accordé sur le second harmonique de la fréquence de dé- flexion horizontale.
La tension de second harmonique engendrée aux bornes d'un tel circuit peut être ramenée, par couplage capacitif ou autre, en un point convenable du circuit de l'oscillateur vertical, de manière à produire les ondulations 116.
Cependant, certaines économies peuvent être réalisées dans la fabrication des récepteurs de télévision, en profitant de la simplicité de construction d'un transformateur d'oscillateur de blocking à résonance parasite conforme à la présente invention. Par exemple, il a été courant jusqu'ici de construire un transformateur d'oscillateur de blocking de dé- flexion verticale au moyen de noyaux feuilletés coûteux avec un grand nom- bre de spires.
Suivant la présente invention, au contraire, le transformateur d'oscillateur de blocking de déflexion verticale 52 peut simplement compor- ter un nombre relativement petit de spires enroulées sur un noyau ou bloc de ferrite. Par exemple, la figure 3 des dessins représente une forme sim- ple que peut prendre un transformateur d'oscillateur de blocking de déflexion verticale conforme à la présente invention. Le transformateur d'oscillateur de blocking 52 de la figure 3 comprend un tube en fibre 120 avec un capot métallique 122 servant au montage du tube 120 dans une ouverture 124 d'une plaque métallique ou feuille 1260 Ce type de montage de tube en fibre est bien connu.
Les pattes 128a et 128b viennent en contact avec le filet 130 de la tige 132. Un noyau 134 en ferrite ou autre matière magnétique est fixé d'une certairië façon à l'extrémité de droite de la tige 132. Le noyau 134 glisse à l'intérieur du tube 120.
Le dessin représente un enroulement secondaire 136 bobiné directement sur la surface extérieure du tube 120 et un enroulement primaire 138 enchevêtré dans les spires de l'enroulement secondaire
L'expérience a montré que, pour la pratique de la présente invention, un enroulement primaire à environ 1600 spires de fil émaillé n 36 et un enroulement secondaire à environ 350 spires de fil émaillé n 36 conviennent très bien.
Les,extrémités des enroulements peuvent être attachées à des bornes convenables solidaires des bagues isolantes 140 et 142.
En enchevêtrant les enroulements comme représenté à la figure 3, le transformateur d'oscillateur de blocking de la présente invention peut avoir un enroulement secondaire à capacité répartie relativement élevée. On peut atteindre ainsi, avec une self-induction relativement faible, une fréquence de résonance correspondant à un muliple pair du second harmonique de la fréquence de travail du circuit de déflexion horizontale.
La figure 4 des dessins représente une autre forme d'exécution de la présente invention. Le transformateur d'oscillateur de blocking de déflexion verticale 144 est connecté au tube 146 d'une façon un peu différente que l'oscillateur de blocking de la figure 1. Le secondaire 148 du transformateur d'oscillateur de blocking 144 est connecté entre l'électrode de commande 150 du tube 146 et un point de potentiel de référence ou de terre, par l'intermédiaire de résistances 152 et 154. Le primaire 156 du transformateur d'oscillateur de blocking 144 est connecté entre l'anode 158 et une source de tension positive ayant une borne 160, par exemple.
Cette dernière connexion est réalisée par l'intermédiaire de la résistance de charge 162 qui, associée aux condensateurs 164 et 166, produit une onde en dents de scie appliquée à l'électrode de commande 168 du tube de sortie 170.
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Ce phénomène a été décrit avec référence à la figure 1 et il est inutile de répéter cette explication.
Le signal,. de synchronisation verticale est appliqué, par le condensateur 172, à l'extrémité inférieure de l'enroulement secondaire 148 de l'oscillateur de blocking. L'extrémité de gauche du condensateur 172 doit être connectée à la sortie du circuit intégrateur vertical, comme indiqué par la borne "A" de la figure 1. Le signal d'oscillation ou de commande de synchronisation apparaissant aux bornes du secondaire 148 a le même effet que le signal décrit avec référence à la figurent.
En plus de la différence de connexion du primaire du transformateur d'oscillateur de blocking 144, la forme d'exécution de la figure 4 comprend aussi un circuit accordé 174. Celui-ci résonne sur le second harmonique, ou un multiple entier quelconque du second harmonique de la fréquence de déflexion horizontaleo Au lieu de compter entièrement sur la capacité parasite pour exciter le secondaire 148 du transformateur d'oscillateur de blocking 144, on peut coupler directement le circuit accordé 174, par un condensateur 182, à la sortie du séparateur de signaux de synchronisation 22. Ceci est représenté par la borne "S" de la figure 1.
La tension d'oscillation apparaissant aux bornes du circuit résonnant 174 est appliquée, via le condensateur 178, à l'électrode de commande 150 du tube d'oscillateur de blocking 146. De cette manière; le signal de commande de synchronisation peut être rendu synchrone et en phase avec les impulsions d'égalisation du signal de synchronisation verticale RMA, au lieu de l'être avec le circuit de déflexion horizontale du récepteur de télévision.
L'extrême sensibilité de l'action de synchronisation obtenue par la présente invention et l'immunité relativement parfaite du dispositif contre les bruits parasites peuvent être démontrées par l'effet de l'interrupteur 180 de la figure 1. L'interrupteur 180 court-circuite une partie du circuit intégrateur et réduit ainsi l'intégration du signal de synchronisation verticale reçu de l'émetteur de télévision.
L'expérience montre qu'à la fermeture de l'interrupteur 180, le fonctionnement de l'oscillateur de blocking vertical n'en est aucunement affecté, .sauf que parfois la synchronisation de l'oscillateur de blocking coincide avec les impulsions de si.gnal de synchronisation verticale au lieu de coïncider avec le fonctionnement du circuit de déflexion horizontale.
La présente invention procure aussi, en pratique, une autre particularité intéressante de stabilisation. On sait que, dans tout oscillateur debblocking ou système de décharge en dents de scie utilisé pour produire une forme d'onde de déflexion en dents de scie, les condensateurs engendrant les dents de scie doivent être déchargés au même point à la fin de chaque cycle de déflexion, afin que toutes les lignes horizontales soient verticalement bien alignées et que l'entrelacement soit donc correct. Il a été constaté en pratique, avec la présente invention, que grâce à la pointe parasité 118 (fig. 2b) qui se produit pendant le retour de ligne, les condensateurs de dents de scie 76 et 78 de la figure 1 se déchargent plus régulièrement.
Il est supposé que cette décharge plus régulière est due à la nature périodique de la décharge qui dépend de l'oscillation libre d'un circuit résonnant à "Q" relativement élevé et constitué, à la figure 1; par le secondaire 56 du transformateur d'oscillateur de blocking et sa capacité répartie. Ceci semble préférable à l'impulsion unique 119, représentera la figure 2a, sur laquelle devaient anciennement compter les condensateurs de dents de scie pour la décharge. La possibilité qu'à l'impulsion unique 119 de décharger''.les condensateurs de dents de scie d'une quantité déterminée à chaque cycle, est manifestement influencée par la moindre variation de la tension d'alimentation et par le moindre signal parasite.
On peut constater que la présehte invention tire profit du couplage électrostatique et électromagnétique existant normalement et inévitablement entre les circuits de déflexions horizontale et verticale des récepteurs de télévision, par l'utilisation d'un nouveau dispositif d'in-
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jection de fréquence horizontale double basé sur cette capacité répartie, pour;produire un signal de commande de synchronisation qui améliore la pré- cision de la synchronisation de l'oscillateur de blocking vertical.
Il va de soi que la nouvelle action stabilisatrice à "double fréquence de la présente invention peut être appliquée à de nombreux types de circuits de déflexion ne constituant pas nécessairement un oscillateur de blocking en eux-mêmes.
REVENDICATIONS.
1. Circuit générateur d'ondes dont la fréquence et la phase peuvent être réglées avec précision comprenant un oscillateur capable d'ê- tre synchronisé par application d'impulsions de commande et un circuit pour envoyer au dit oscillateur un premier groupe d'impulsions de commande ayant une fréquence déterminée, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif extérieur couplé au dit oscillateur pour lui appliquer un second groupe d'impulsions de commande dont la fréquence est nettement différente de la dite fréquence donnée, tout en étant un harmonique de celle-ci, les phases des deux groupes d'impulsions ne coïncidant pas nécessairement, grâce à quoi la phase du dit oscillateur est liée avec précision au moins à la phase du second groupe d'impulsions.