Décapotes -02-, circuit de positionnement d'image pour écran TV
Par makoto le lundi, 3 novembre 2025, 18:59 - Arcade - Lien permanent
Suite de la conception précédente :
Le premier circuit ayant donc montré ses limites et défauts, nous allons ici tenter de les corriger.
Un deuxième circuit d'essais :
- À force d'expérimentations, j'ai fini par aboutir à ce schéma :
Ce circuit fonctionne relativement bien, mais avant de tirer les conclusions (oui je ne suis pas un politique ou un journaleux qui tire les conséquences, faut arrêter avec ça !), regardons comment il fonctionne, car encore une fois, ce sera salutaire pour la suite à donner.
- Nous avons donc à nouveau l'étage de séparation de synchro basé sur le circuit intégré LM1881, nécessaire pour récupérer le signal V−Sync.
Cet étage est cette fois connecté à des PLL (boucle à verrouillage de phase) CD4046, le type de montage à système bouclé dont la théorie me donnait des sueurs froides à l'école… Mais bon c'est plus facile à expérimenter… un peu.
- La PLL est ici employée afin de générer un signal carré d'une fréquence égale au signal d'entrée. Une fois la fréquence « accrochée » par le VCO (oscillateur contrôlé en tension), led témoin allumée par l'entremise du potentiomètre, ce système bouclé va nous permettre de déphaser le signal carré en continuant de jouer du potentiomètre. La limite étant le décrochage du VCO au delà d'une certaine plage de fonctionnement où l'on perd alors la fréquence.
Les composants R1, R2 et C1 sont donc calculés et vérifiés expérimentalement pour offrir la plage de fonctionnement la plus large possible sans décrocher de la fréquence d'entrée.
Pour H−Sync et ses 15,625 kHz, R1 = 100 kΩ, R2 = 100 kΩ, C1 = 1 nF.
Pour V−Sync et ses 59 Hz, R1 = 8,2 kΩ, R2 = 18 kΩ, C1 = 1 µF.
- Voici une démo vidéo de la phase d'accrochage de la PLL, avec le signal zoomé sur V−Sync, on regarde la sortie 3 du CD4046.
On prend soin d'observer attentivement la valeur de fréquence affichée en bleu sur l'oscilloscope, ainsi que la réaction de la led.
- La sortie de chaque PLL est ensuite envoyé à un monostable, pour, comme nous l'avons étudié précédemment, générer une impulsion de largeur fixée grâce au potentiomètre associé.
Voyons cela avec des oscillogrammes :
- Ici nous voyons le déphasage obtenu pour H−Sync. Le signal C−Sync (en jaune), la sortie 3 de la PLL (en bleu), et la sortie Q7 du monostable (en vert) qui déclenche son impulsion sur le front montant du signal de sortie du CD4046.
- Et de la même manière, nous voyons le déphasage obtenu pour V−Sync. Le signal V−Sync (en jaune), la sortie 3 de la PLL (en bleu), et la sortie Q9 du monostable (en vert).
- Une petite vidéo qui montre le résultat en oscillo et en image sur la TV :
On regarde la sortie du premier monostable Q7, puis la sortie du second monostable Q9.
- Qu'en est-il concernant le trou dans H−Sync, dont on parlait et qui posait problème pour permettre le décalage vertical de l'image (on se retrouvait avec deux trous dans C−Sync) ?
Voici en jaune le signal C−Sync d'entrée, le signal carré en sortie de la PLL en bleu, et la sortie H−Sync du monostable en vert, à divers niveau de zoom.
On constate que le signal H−Sync est continu à l'emplacement du trou, avec une fréquence correcte annoncée ! Super, la PLL continue le travail et comble le trou !
Mais au fur et à mesure qu'on se rapproche, on voit bien que les impulsions s'éloignent un peu trop les unes des autres, pour finir par découvrir à l'emplacement du trou, que la fréquence est tombée à 13 kHz.
De plus si on regarde ce que donne l'image sur la télé, on se retrouve avec le haut de l'image déformée. Problème que j'ai pu corriger efficacement en choisissant correctement les valeurs des composants du filtre RC qu'il est conseillé d'utiliser sur la pin 13 du CD4046 :
Pourtant j'aurais préféré pouvoir avoir une fréquence correcte durant le « trou », et j'ai bien tenté d'optimiser les valeurs des résistances et condensateurs R1, R2, C1 et du filtre RC mais sans parvenir à une image exploitable.
- Un autre problème que j'ai rencontré, c'est la présence d'un vilain artefact en plein milieu de l'image dont je n'ai su comprendre la provenance. Je ne sais plus comment j'en suis venu à cette solution, mais en filtrant l'alimentation du CD4046 dédié au traitement vertical, celui-ci a été éliminé ! Enfin pas complètement, si on y regarde bien, on voit une très légère vague au même endroit. Jugez plutôt, avant/après :
Finalement les signaux H−Sync et V−Sync sont combinés par des portes logiques afin de reconstituer un signal de synchro exploitable.
- C'est le travail des portes logiques NAND (74LS132). En entrée 2 c'est H−Sync (en jaune), en entrée 1 V−Sync (en vert) et en sortie 6 le nouveau C−Sync ainsi recrée et prêt à alimenter la TV :
- Et une vidéo en action pour comparer le signal C−Sync d'entrée du circuit, avec celui de sortie :
- Conclusion des essais sur ce deuxième circuit :
On fait cette fois plus de choses avec ce circuit, et à un composant près on a le même nombre de puces que sur le circuit commercial de référence. On n'est peut-être pas si loin d'avoir deviné son fonctionnement.
L'image est correcte, mais les puristes qui iront coller leurs nez sur l'écran verront qu'il subsiste de la gigue, des vaguelettes dans les traits blanc :
Cependant quelques problèmes persistent, et je n'ai pas essayé, mais j'ai lu que le CD4046 serait plus stable en l'alimentant en 12 Volts. Peut-être même que ça corrigerait les défauts évoqués…
Bref, je pense qu'on est parti pour une troisième version de circuit à étudier prochainement.
À suivre…
Ressources :
https://www.ti.com/lit/an/scha002a/scha002a.pdf?ts=1761285252606
https://sitelec.org/download_page.php?filename=cours/pll2.pdf
https://www.eleccircuit.com/cd4046-datasheet-phase-locked-loop/
