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  Synoptique du transcodeur :

     Note : CVBS = "Color Video Blanking Synchro" équivalent à "Signal Vidéo Composite".

   Les principales fonctions du transcodeur :

         Le décodeur TDA4650 (IC4) :   

             Le principe :

        Comme son nom l'indique, le circuit IC4 sera chargé d'amplifier et de démoduler les composantes chromatiques de différence de couleur R-Y et B-Y modulées en quadrature par le procédé de la modulation d'amplitude à sous-porteuse supprimée. La sous-porteuse étant fixée à 4,43 MHz dans le procédé PAL.
       Cette technique à sous-porteuse supprimée est délicate à démoduler puisqu'il est nécessaire de régénérer la sous-porteuse avant démodulation. C'est ici qu'intervient le burst transmis sur chacune des lignes vidéo permettant d'assurer le verrouillage en phase d'une PLL dont la fréquence de relaxation sera calée très précisément sur 4,43MHz. En phase finale de traitement, deux mélangeurs équilibrés intégrés au TDA4650 assurent la démodulation des composantes R-Y et B-Y. Ces composantes seront disponibles sur les sorties 1 et 3 du TDA4650.
 

             Justification du choix d'un décodeur TDA4650 multi-standards (PAL/ SECAM/ NTSC) :

        Certains peuvent s'interroger sur l'utilité d'employer un décodeur multi-standards TDA4650 dans lequel seule la section PAL a été exploitée. La raison de ce choix pour le moins curieux s'explique par les performances largement supérieures du TDA4650 vis à vis de ses homologues TDA4555 et TDA4510. Cette sélection fut réalisée en testant un à un les différents circuits dans des conditions réelles de transcodage. En voici les principales critiques...

        Ma première orientation c'est immédiatement tournée vers un décodeur spécialisé PAL référencé TDA4510. Malheureusement, les tests ont mis en lumière un saut de phase chromatique anarchique dans le processus de démodulation de la sous-porteuse lors de petites imperfections (artéfacts) du signal vidéo PAL (signal vidéo issu volontairement d'une bande VHS de piètre qualité). Comme la phase du signal PAL est directement représentative de la teinte de l'image, les bleus devenaient bleu-vert et les rouges devenaient roses. Conclusion, ce circuit intégré fut rejeté car ne satisfaisant pas aux critères du cahier des charges.

        Ma seconde orientation fut d'employer un décodeur multi-standards référencé TDA4555. Les tests furent beaucoup plus convaincants. Seul inconvénient, ce circuit nécessite une ligne à retard bobinée vidéo de 64µs très difficile à se procurer chez les fournisseurs. De plus, l'équilibrage de cette ligne à retard requiert deux selfs ajustables (transfo HF - Toko) et un potentiomètre, soit un total de trois réglages particulièrement délicats. Conclusion, malgré ces excellentes performances ce circuit fut lui aussi écarté.

Aspect de trois lignes à retard vidéo de 64µs.
 

        Enfin, ma troisième et dernière orientation fut d'employer un décodeur multi-standards beaucoup plus récent référencé TDA4650. Les tests furent tout aussi concluant qu'avec son homologue TDA4555 mais cette solution présente l'avantage de ne nécessiter aucune ligne à retard vidéo bobinée externe et aucun réglage délicat. Bref, l'idéal pour une telle réalisation.

         La ligne à retard TDA4661 (IC5) :   

        Pour des raisons de commodités de démodulation quadratique du signal (entre autres...), la procédure initiale d'encodage du standard de télédiffusion couleur PAL nécessite au préalable d'établir un décalage de 64µs de la composante R-Y par rapport à B-Y. A titre indicatif, sachez que le système de télédiffusion SECAM emploie lui aussi un décalage similaire de 64µs mais pour des raisons différentes (modulation en fréquence des composantes chromatiques).
        De part cette spécificité du système PAL, il sera nécessaire dans le cadre de notre application d'annuler ce décalage temporel entre les deux composantes R-Y et B-Y au moyen d'une double ligne à retard, le TDA4661 (ou TDA4660 ou TDA4665).
       Cette double ligne à retard intégrée dans le circuit TDA4661fonctionne suivant le principe du transfert de charges. En effet, les charges électriques sont transmises d'une cellule élémentaire (transistor MOS) à la suivante, comme l'eau le serait dans une chaîne de seaux pour éteindre un incendie. Ainsi, l'échantillon déposé à l'entrée se retrouve transféré intact (enfin presque !) à la sortie de la ligne à retard au rythme d'une horloge interne. On peut considérer le TDA4661 comme un registre à décalage analogique. Bien évidemment, plus le nombre de transistors MOS est important, au plus le retard introduit sera élevé. Pour notre application vidéo, le retard sera très exactement de 64µs.
 
        Il existe plusieurs versions de lignes à retard à transfert de charge. Le catalogue Philips propose les références suivantes :  
                      TDA 4660
                      TDA 4661
                      TDA 4665

         Dans le cas présent, j'ai suivi à la lettre les recommandations du constructeur Philips préconisant les modèles TDA4661, TDA4660 ou TDA4665 avec le circuit décodeur multi-standard TDA4650.
         Pour ma part, j'ai opté pour la version TDA4661.

         Les circuits TDA4660, TDA4661 et TDA4665 sont extrêmements sensibles aux décharges électrostatiques. Prudence !
 

         Le module de synchronisation TDA2579 (IC6) :

       En télévision on comprend aisément l'importance de disposer de synchronisations précises afin de cadencer parfaitement le balayage du faiseau d'électron du tube cathodique avec le signal vidéo incident. Les synchronisations employées en télévision sont au nombre de trois :
                      la synchronisation trame.
                      la synchronisation ligne.
                      la synchronisation burst permettant en autre de démoduler la sous-porteuse couleur.

       Par conséquent, il faut compter un minimum de trois liaisons électriques pour acheminer ces synchronisations aux différents circuits du téléviseur.

       Dans les années 1980 et dans le but de réduire le nombre de fils (le poids, etc...) au sein des récepteurs de TV, les constructeurs ont eu l'idée géniale de rassembler toutes ces synchronisations sur une unique liaison électrique : le sandcastle était né. Le nom sandcastle ou "château de sable" vient tout simplement de sa ressemblance avec le dit édifice éphémère !

       Le croquis suivant met en exergue l'allure générale du sandcastle en phase avec le signal vidéo composite (CVBS) incident :

    Le circuit de synchronisation TDA2579 génère en patte 17 le signal de sandcastle destiné à synchroniser le décodeur PAL et la double ligne à retard pour l'obtention des composantes R-Y et B-Y.

    Les différentes amplitudes du sandcastle sont de l'ordre de :
            0 volt pour la synchronisation trame.
            2,5 volts hors synchronisation, c'est à dire pendant la transmission du contenu de l'image.
            4,5 volts pour la synchronisation ligne.
            10 volts pour la synchronisation couleur burst.

         Traitement des différentes composantes : AD847 (IC2) et TL082 (IC11) :

           Amplification de la luminance Y par l'AD847 (IC2) :

    Le but de cet étage est triple :
            il doit amplifier suffisamment le signal CVBS afin de compenser l'atténuation induite par le filtre réjecteur (filtre bouchon - notch filter : C96 et L4). Ce filtre réjecteur ayant pour rôle d'éliminer la composante chromatique PAL modulée en amplitude à 4,43MHz.
               L'action de ce filtrage permet d'obtenir un signal N&B en sortie de l'amplificateur IC2 (patte 6) appelé luminance ou Y. Sachez qu'en pratique ce filtrage doit être impérativement complété par un second filtrage afin de réduire au maximum les résidus de modulation couleur (j'y reviendrai un peu plus loin dans cette page...).

            il doit disposer d'une bande passante suffisamment large pour ne pas atténuer le haut du spectre de la luminance. Dans le cas contraire, l'image sera floue et peu contrastée. L'AD847 avec ses 50MHz de bande passante nous garantit une absence totale d'influence sur le signal de luminance. Ne remplacez pas l'AD847 par un TL061, TL071, TL081 car dans ce cas le résultat sera particulièrement médiocre.

            il doit introduire un retard suffisant afin de compenser le temps de propagation subit par les signaux de différence de couleur R-Y et B-Y. C'est ici qu'intervient la ligne à retard DL1 de 330ns au sein de la chaîne d'amplification de la luminance.
 

           Equilibrage des composantes R-Y et B-Y par le TL082 (IC11) :

    Cette double structure identique permet de compenser légèrement les pertes introduites dans la ligne à retard à transfert de charges TDA4661 des deux composantes couleur R-Y et B-Y. Le gain de ces deux amplificateurs a été rendu variable afin de rattraper un éventuel déséquilibre des teintes entre R-Y et B-Y.

    Les essais ont montré qu'un double amplificateur à base de TL082 était tout à fait en mesure de transmettre les composantes chromatiques sans entraîner de pertes de l'image visibles sur un récepteur de télévision. Toutefois, les puristes pourront remplacer le TL082 par un modèle équivalant très large bande comme l'AD827 mais sensiblement plus cher.

         Encodeur SECAM TDA8505 (IC7) :

           Les principales caractéristiques du TDA8505 :

    Ce circuit a très haute intégration possède des performances tout à fait remarquables. Voici un bref résumé des principales caractéristiques :
            Il comporte deux sous ensembles à modulation de fréquence destinés aux deux sous-porteuses couleurs (il y a deux sous-porteuses chromatiques dans le standard SECAM :
F rouge = 4,250MHz et F bleu = 4,406 MHz).
             Il comporte deux oscillateurs intégrés étalonnés en usine sur la fréquence des deux sous-porteuses. Pas de réglages ni de selfs externes.
             Il génère les deux types de synchronisations couleur : l'une sur la ligne (burst SECAM) et l'autre après la synchronisation trame (les 9 bouteilles). Voir document constructeur du TDA8505 (page 7 - figure 4) téléchargeable à la page [ Datasheets ].
            Il génère un signal CVBS SECAM à partir des trois composantes primaires RVB à condition de lui fournir une synchronisation ligne + trame externe. Une entrée de commutation rapide (MCI - patte 2) permet d'effectuer un multiplexage entre la vidéo issue des composantes R-Y, B-Y, Y et les composantes primaires R, V et B.
            Il intègre le filtre anti-cloche indispensable à la réduction des interférences entre la luminance Y et les deux sous-porteuses modulées en fréquence.
               Dans la phase de réglages du transcodeur, il sera crucial de positionner la courbe de ce filtre anti-cloche le plus près possible de sa fréquence théorique à 4,286MHz pour un maximum d'efficacité.

Caractéristique du filtre anti-cloche dans le procédé SECAM

           Second filtre réjecteur du TDA8505 :

    Précédemment, j'ai mis en évidence l'importance du premier filtre réjecteur L4 / C96 (filtre bouchon - notch filter)  permettant d'assurer l'élimination de la sous-porteuses chromatique PAL dans le traitement de la luminance Y. Néanmoins, ce premier filtre n'est pas capable de supprimer la totalité des résidus HF du PAL et doit être impérativement complété par un second filtre bouchon (C46 / L6) connecté à la broche 22 du TDA8505. Grâce aux buffers internes du TDA8505, le raccordement du filtre ne nécessite aucun dispositif d'amplification ou d'adaptation d'impédance externe.

          L'alimentation du TDA8505 :

    Vous avez sans doute remarqué la double alimentation en +5V du TDA8505 sur le schéma structurel du transcodeur. Voir page [ Réalisation ] pour le téléchargement du schéma.

    Cette double alimentation du TDA8505 s'explique par la présence de deux parties distinctes au sein du circuit :
            le traitement analogique (modulateur FM, PLL, VCO, etc...).
            le traitement de la logique (séparateur de synchro, étage diviseur, etc...).  

    Cette volonté d'employer deux alimentations séparées n'est pas un "caprice" du constructeur Philips mais bel et bien une condition incontournable pour l'obtention d'un fonctionnement correct du circuit.
    De la même manière, le découplage de la tension d'alimentation de ce circuit ne doit pas être pris à la légère ! D'où l'abondance des condensateurs de 100nF...