Dispositif de contrôle comprenant un oscilloscope cathodique
La présente invention a pour objet un dispositif de contrôle comprenant un oscilloscope cathodique et un générateur de signaux de balayage pour cet oscilloscope. I1 est bien connu que, dans la plupart des équipements radioélectriques, on dispose de place en place des dispositifs de contrôle, destinés à reproduire sur l'écran d'un tube cathodique, la forme d'un ou de plusieurs signaux électriques élaborés dans les circuits voisins. I1 arrive souvent que ces signaux soient périodiques. I1 est toutefois généralement préférable de ne pas utiliser comme base de temps un signal ayant la même fréquence de récurrence que le signal que l'on désire observer.
En effet, par suite du retard inévitable introduit par le circuit de balayage, dans le cas de signaux dont la fréquence de récurrence est relativement élevée, la représentation ne porterait que sur une fraction du signal, et non sur la totalité du signal, ainsi qu'il est souhaitable; c'est pourquoi il est d'usage d'utiliser sur le tube d'un dispositif de contrôle un balayage dont la fréquence de récurrence est plus faible que celle du phénomène à étudier, de façon qu'il apparaisse, sur l'écran du tube cathodique, plus d'une variation périodique du signal. I1 en résulte qu'il devient nécessaire de prévoir un circuit de base de temps pour l'oscilloscope de contrôle, dont la période est supérieure à (ou un multiple de) celle de la fréquence de récurrence du phénomène à étudier.
Le dispositif objet de la présente invention comprend un oscilloscope cathodique et un générateur de signaux de balayage pour cet oscilloscope qui est destiné à fournir une représentation de différents phénomènes au moins semi-périodiques, la représentation s'étendant sur plus d'une période desdits phé nomènes ; il est caractérisé en ce qu'il est agencé de façon que le signal représentatif d'un phénomène particulier que l'on désire étudier déclenche un générateur d'impulsions dont la fréquence caractérise la récurrence du phénomène, ledit générateur alimentant un compteur d'impulsions commandant le générateur de signaux de balayage, l'ensemble des circuits étant apériodique.
La description qui suit et les dessins annexés se rapportent à deux formes d'exécution de l'objet de la présente invention, celles-ci étant données à titre d'exemple.
La fig. 1 représente de façon schématique le circuit de la base de temps d'un dispositif de contrôle constituant la première desdites formes d'exécution, et
la fig. 2, la base de temps d'un dispositif de contrôle de signaux d'image en télévision, dont le fonctionnement est expliqué en regard des courbes de la fig. 3.
A la fig. 1, on suppose qu'un grand nombre de phénomènes, se produisant à des fréquences de récurrence très différentes, doit pouvoir être représenté sur un oscilloscope de contrôle. Par exemple, le rapport entre les fréquences de récurrence de deux phénomènes à étudier peut atteindre 105. L'on a représenté en 1, 2, 3, etc.,... n, des circuits qui délivrent des signaux impulsionnels dont la fréquence est égale à la fréquence de récurrence des ondes qui leur sont appliquées.
Un commutateur li permet de connecter l'un de ces circuits, à l'exclusion des autres, à un compteur d'impulsions 10 réglé de façon à compter un certain nombre des alternances du phénomène périodique ou semi-périodique que l'on veut obtenir sur l'oscilloscope, ce compteur fournissant un signal de sortie chaque fois que ledit nombre est atteint. I1 est bien entendu que le compteur peut être réglable.
De préférence, il est constitué par un ensemble de circuits binaires de réalisation connue en soi. I1 alimente un circuit de mise en forme 11 qui, le plus souvent, est un simple circuit de couplage connecté par l'intermédiaire d'un commutateur 12 à un groupe de générateurs de tension de balayage 21, 22, 23 ... 20 + n. I1 n'est pas toujours nécessaire de prévoir autant de circuits générateurs de tension en dents de scie qu'il y a de phénomènes à étudier, leur nombre dépend des fréquences relatives de récurrence des différents phénomènes à étudier. Les circuits 21 ... 20 + n peuvent souvent être des circuits passifs, assurant une intégration dans le temps des impulsion délivrées par le circuit de mise en forme 11.
On peut aussi utiliser un compteur binaire 10 prédéterminé ; on entend par là que ce compteur est préréglé pour afficher à l'avance le compte pour lequel une impulsion est délivrée.
La fig. 2 représente un récepteur de contrôle sur lequel on désire pouvoir représenter l'ensemble des signaux de télévision correspondant à une ligne, ou l'ensemble des signaux d'une trame. Pour cela, il est d'usage d'assurer le balayage de l'oscilloscope de contrôle, soit à la fréquence moitié de celle du balayage en ligne dans le standard considéré, soit à la fréquence moitié de celle du balayage en trame.
D'autre part, il est souhaitable, au moins dans le cas du signal de trame, de pouvoir faire apparaître successivement toutes les trames sur le tube de contrôle.
On retrouve à la fig. 2 deux générateurs d'impulsions dont la fréquence caractérise la récurrence des phénomènes électriques à étudier, ces générateurs alimentant un compteur d'impulsions. Ainsi qu'il apparaît sur cette figure, on a retenu parmi les circuits 1 à n de la fig. 1 deux d'entre eux; ils délivrent des impulsions, en l'occurence des impulsions de synchronisation en ligne et en trame qui sont appliquées aux entrées 1' et 2' et qui, à travers le commutateur double I vont au compteur binaire. On suppose par exemple que les contacts du commutateur sont dans leur position haute sur cette figure.
Dans ces conditions, les impulsions de synchronisation en ligne sont appliquées à un étage binaire constitué des deux éléments V1 et V2, formant un montage connu à deux positions d'équilibre stable.
Ainsi qu'il est connu dans un tel montage, un premier couplage est établi entre les deux éléments par la résistance cathodique commune R1. Un second couplage est assuré entre l'anode de Vj et la grille de V2 par le couplage résistance-condensateur R5, C . La polarisation de Vj, définie par le montage potentiométrique constitué par les résistances R2 et R5, est fixée à une valeur telle que le tube V1 soit normalement bloqué. Dans ces conditions, l'élément
V2 est conducteur.
Les impulsions sont appliquées au compteur avec une polarité positive (courbe A de la fig. 3) par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage Cl de capacité telle que la constante de temps du circuit d'entrée de l'étage Vt soit faible devant la durée des impulsions. L'amplitude des impulsions est suffisante pour assurer le déblocage de l'élément V1 entraînant le blocage de V2. I1 apparaît donc dans le circuit anodique de V2 une onde en créneau, dont le front ascendant coïncide avec la première impulsion A, représentée par la courbe B.
L'arrivée d'une seconde impulsion A sur le compteur reste sans action directe sur l'élément VI, puisque celui-ci est déjà conducteur. Sous l'action du courant de grille du tube V1, le condensateur de couplage Cl se charge. I1 se décharge ultérieurement dans les résistances R et R et provoque ensuite le débloquage de l'élément V2, le compteur se retrouvant dans son état initial. Le processus décrit se répète pour les troisième et quatrième impulsions A.
L'on obtient donc dans le circuit anodique de V2 un signal en créneau (courbe B) qui se trouve différencié par l'inductance de charge L du tube. Cette inductance est shuntée par un élément à conductibilité unidirectionnelle F, constituant un court-circuit pour les parties positives du signal différencié. Un signal du type représenté sur la courbe C est donc appliqué à l'ensemble de mise en forme constitué par les tubes V, et V4 connectés en circuit présentant deux états d'équilibre, du type couramment appelé flip-flop. L'application des impulsions négatives constituant le signal C, au tube V, a pour effet de bloquer ce tube et par conséquent de débloquer le tube V4.
L'on obtient donc dans le circuit anodique de V, un signal tel celui représenté sur la courbe D de la fig. 3 constitué par des impulsions se produisant à la fréquence moitié de celle des impulsions de commande de la courbe A. Le signal anodique de l'étage V4 est constitué par le signal complémentaire de celui représenté sur la courbe D. Les impulsions ainsi obtenues, dont la durée dépend de la constante de temps du circuit V, - V4, peuvent être utilisées pour synchroniser le générateur fournissant la tension de balayage.
Dans cette forme d'exécution ce circuit de balayage est constitué par un circuit intégrateur passif comportant un condensateur tel que C ou C' se chargeant à travers la résistance R de charge du tube V4 au potentiel de la source de tension anodique. Ce tube constitue le circuit de décharge du condensateur de la base de temps. L'interrupteur I assure simultanément la connexion de la base de temps avec la source d'impulsions à la fréquence désirée et la mise en circuit du condensateur constituant avec la résistance R un circuit dont la constante de temps présente la valeur désirée, c'est-à-dire grande devant respectivement le double de la période de récurrence du balayage en ligne et en trame.
Les impulsions constituant le signal D peuvent être également appliquées à la cathode du canon à électrons du tube cathodique, de façon à bloquer celui-ci pendant le retour du balayage. L'on obtient donc en
S un signal de balayage du type représenté par la courbe E susceptible d'alimenter le circuit de balayage directement ou après amplification dans un amplificateur non représenté. On remarquera que dans le cas des oscilloscopes de contrôle, l'énergie nécessaire au balayage est généralement faible et que cette amplification n'est pas indispensable.
I1 est bien entendu que le compteur V1 - V binaire à un étage qui vient d'être décrit peut être constitué par un plus grand nombre d'étages lorsque le diviseur est plus grand. On sait réaliser par combinaison d'étages binaires un compteur susceptible de compter un nombre décimal quelconque. La réalisation du compteur peut, bien entendu, être faite d'une manière quelconque.
Les éléments V1 ... V4 peuvent être soit des tubes à vide ou des portions de tubes à vide, soit des dispositifs à cristaux semi-conducteurs.
Ainsi qu'il apparaît de la description précédente, l'ensemble des circuits des fig. 1 et 2, y compris le générateur de tension en dents de scie, est essentiellement apériodique, ce qui permet d'utiliser un seul ensemble de circuits pour commander les différents générateurs de tension de balayage, lorsque la fréquence de récurrence des différents phénomènes que l'on désire étudier varie dans des rapports importants de l'un des phénomènes à un autre. De plus, l'utilisation d'un compteur d'impulsions permet d'assurer une représentation couvrant un nombre ajustable de périodes du phénomène à étudier. Elle permet également de réduire au maximum la complexité du circuit de mise en forme alimentant le générateur de tension en dents de scie.
Un autre avantage réside en ce que la presque totalité des circuits qui sont utilisés peut être constituée à l'aide d'éléments semi-conducteurs, dont l'encombrement et la consommation en énergie sont très réduits, ce qui est particulièrement important dans le cas de récepteurs de contrôle, indépendants de l'équipement dans lequel on désire faire des mesures.