Circuits décalageurs (clamper) — Restaureurs DC pour vidéo composite

Les circuits décalageurs (clamper), ou restaureurs DC, sont des dispositifs simples mais puissants qui décalent le pic d'une forme d'onde à un niveau DC prédéterminé. La topologie typique consiste en un condensateur en série avec une diode et une référence DC. Quand le signal d'entrée dépasse la charge stockée du condensateur, la diode conduit, limitant le pic au niveau souhaité. Retirer la diode transforme le réseau en un simple condensateur de couplage sans action de bridage.

Qu'est-ce que la tension de bridage ?

La tension de bridage est la valeur DC à laquelle le pic d'une forme d'onde est limité. Dans un décalageur standard avec diode silicium, le bridage pratique est la chute directe de la diode (≈0,7 V) au-dessus ou en dessous de la référence. Par exemple, avec une référence 0 V, le pic positif est bridé à +0,7 V.

Comment un décalageur fonctionne

Considérez une source sinusoïdale de 5 V crête (V(4)) alimentant un décalageur comme montré en Figure (a). Pendant la première demi-période positive, la diode conduit, chargeant le condensateur pour que son nœud gauche monte à +5 V (≈+4,3 V après chute diode). Le nœud droit se trouve alors à –5 V relatif à la masse. Quand la tension de source remonte au-dessus de la tension stockée du condensateur, la diode conduit à nouveau, maintenant le pic positif de la sortie de dépasser 0 V. Le pic négatif, cependant, oscille à –5 V, donc la forme d'onde est effectivement décalée vers le haut de 5 V.

Variantes :

• Figure (b) : Diode inversée — pic négatif bridé à 0 V.
• Figure (c) : Diode liée à une référence 5 V — pic négatif bridé à 5 V (≈4,3 V avec chute diode).

Modèle SPICE pour les trois configurations :

 *SPICE 03443.eps V1 6 0 5 D1 6 3 diode C1 4 3 1000p D2 0 2 diode C2 4 2 1000p C3 4 1 1000p D3 1 0 diode V2 4 0 SIN(0 5 1k) .model diode d .tran 0.01m 5m .end 

Explication des nœuds : V(4) est la source 5 V crête ; V(1) est la sortie Figure (a) ; V(1,4) est la tension DC sur le condensateur Figure (a) ; V(2) est la sortie Figure (b) ; V(3) est la sortie Figure (c).

Changer la référence DC (ex: de 5 V à 10 V) élève simplement le niveau bridé ; l'amplitude de la forme d'onde reste inchangée. Augmenter l'amplitude sinusoïdale (de 5 V à 7 V) augmente l'amplitude de sortie mais le pic bridé reste à la référence.

Circuits décalageurs comme restaureurs DC

Dans les systèmes vidéo composite (NTSC), les impulsions de synchronisation doivent rester à un niveau de modulation fixe de 100 % indépendamment de la luminosité de l'image. Un décalageur, agissant comme restaureur DC, bride le sommet des impulsions de synchronisation à une tension de référence représentant la modulation pleine, empêchant la dérive causée par le contenu vidéo variable.

Points clés :

• Un condensateur de couplage seul produit un signal centré sur son niveau DC moyen (généralement 0 V).
• Un décalageur ajoute une référence DC et une diode, bridant un pic et décalant la forme d'onde.
• Applications courantes incluent la restauration des niveaux de synchronisation en vidéo composite.

Feuille de travail associée : Feuille de travail : Circuits limiteurs et décalageurs