Le LM1201 de National Semiconductor est un amplificateur vidéo large bande destiné à la haute résolution monochrome ou au contrôle d'images couleur (moniteurs pour la vidéo ou l'informatique...). De plus, le LM1201 comprend une entrée différentielle de déclenchement constituée par un comparateur de seuil de la composante noire pour le contrôle de la luminance, ainsi qu'un circuit d'atténuation pour le contrôle du contraste. Il contient aussi une tension de référence pour l'entrée vidéo.
Le circuit intégré LM1201
synoptique interne
Avant d'étudier le montage, commençons par une description du LM1201 à travers son synoptique interne associé aux contrôles de la luminance et du contraste. Le contrôle de contraste est constitué par un atténuateur qui fait varier le gain alternatif de l'amplificateur sans introduire de distorsion ou de tension continue de décalage. Le contrôle du contraste est constitué par un circuit échantillonneur-bloqueur (détection du seuil de la composante noire du signal) qui maintient la polarisation continue de l'amplificateur vidéo constante durant la partie du signal vidéo se trouvant dans la partie du niveau du noir.
Lorsque le comparateur de seuil ("clamp comparator") est déclenché pendant le temps correspondant au seuil de la composante noire du signal, la capacité en sortie de ce comparateur se chargera ou se déchargera jusqu'à ce que la tension sur l'entrée non inverseuse du comparateur soit égale à la tension sur son entrée inverseuse, qui correspond au réglage externe du contraste. Sur le schéma interne simplifié du LM1201 avec les composants externes recommandés pour une application de base, les numéros des broches du circuit sont entourés, et tous les composants externes sont situés autour du rectangle dessiné en ligne pointillée. L'entrée vidéo est appliquée sur la broche 16 à travers une capacité de couplage. La polarisation continue arrive sur l'entrée vidéo à travers une résistance de 10 k connectée à la tension de référence 2,6V, située sur la broche 3. La coupure de la bande-passante aux fréquences basses est fixée par ces deux composants.
schéma interne simplifié du LM1201
Le transistor Q1 sert de "tampon" pour le signal vidéo se dirigeant vers la base de Q2. Le courant du collecteur de Q2 est ensuite fourni par la tension d'alimentation VCC1 à travers Q3 ou par VCC2 à travers Q4 et la résistance de charge de 500 qui dépend de la tension continue différentielle sur les bases de Q3 et Q4, tension déterminée par le circuit de contrôle du contraste décrit plus haut. Le seuil continu du niveau du noir sur le collecteur de Q4 est maintenu par Q5 et Q6 qui font partie du circuit de détection du seuil de la composante noire du signal décrit aussi plus haut. Le signal vidéo apparaissant sur le collecteur de Q4 est ensuite "tamponné" par Q7, avant d'avoir sa tension abaissée par la diode zéner Z1 et Q8, pour arriver enfin sur la base de Q9 qui fournira alors au signal un système de gain additionnel.
La broche 11 (dénommée "drive") permet à l'utilisateur d'imposer le gain maximal à l'amplificateur suivant la plage du niveau du signal vidéo en entrée, et l'étage d'attaque de l'écran de sortie si ce dernier existe. Une petite capacité (12pF) en parallèle avec la résistance de 51 sur cette broche étendra le gain des hautes fréquences de l'amplificateur vidéo, compensant ainsi certaines coupures aux fréquences hautes qui se produisent à l'intérieur du circuit. La résistance de 51 fixe le gain du système dans un intervalle de 8 à 18dB. Le signal vidéo sur le collecteur de Q9 est "tamponné", puis voit sa tension abaissée par Q10 et Q11, avant de sortir par l'émetteur suiveur Q12. Entre l'émetteur de Q12 et la broche de sortie 8 se trouve une résistance de 50 qui fait obstacle à toute oscillation parasite pouvant apparaître lorsque l'amplificateur voit une charge capacitive sur sa sortie.
Une résistance externe d'émetteur doit être ajoutée entre la sortie vidéo et la masse. La valeur de cette résistance ne doit pas être inférieure à 330 , sinon les limitations de la puissance dissipée imposées par le boîtier pourraient être dépassées . Des précautions doivent être prises afin d' éviter que le signal vidéo sur la broche de sortie soit en-dessous de la masse , car le substrat du circuit pourrait avoir des comportements imprévisibles. A noter que le courant collecteur du transistor de sortie est fourni par VCC3, broche 10 du circuit.
Description du montage
schéma de notre montage,
Examinons à présent le schéma de notre montage, qui représente un commutateur vidéo haute fréquence entre deux sources avec amplification en sortie. Pour cette réalisation, deux circuits LM1201 ont été nécessaires, leurs sorties étant reliées par un "OU câblé", assurant ainsi qu'un seul signal est sélectionné à la fois. Nous constatons qu'il y a peu de composants externes, exceptés ceux nécessaires au bon fonctionnement de chaque circuit et dont l'utilité a été décrite plus haut. Seul le circuit de l'entrée vidéo a été modifié par rapport à l'application de base, afin de pouvoir sélectionner correctement l'une des deux sources vidéo. A noter que le canal vidéo sélectionné correspond au côté du sélecteur dont les contacts sont ouverts. Par contre, la fermeture des contacts du sélecteur sur le canal opposé désélectionne ce dernier, mettant ainsi sa sortie à la broche 8 en haute impédance. Une paire unique de potentiomètres pour le contrôle du contraste et de la luminance est utilisée pour le réglage du gain et du niveau continu en sortie du canal sélectionné.
Réalisation pratique
Tracé du circuit imprimé
Implantation des composants
Publie sue Magazine Electronique Pratique N°210 - Janvier 1997
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