Pour former une image sur l'écran du tube, il faut 2 balayages, un en horizontal, un en vertical. Les circuits générant les signaux de balayage s'appellent "bases de temps".

L'utilisation d'un tube cathodique à déviation électrostatique fait que les bases de temps doivent délivrer :
- des tensions en dent de scie
- d'amplitude de plusieurs centaines de volts
- mais aucun courant

D'autre part, ces bases de temps doivent être synchronisables facilement.

Je vais passer en revue les circuits possibles et, c'est là l'intérêt de cette étude, les essayer réellement afin de pouvoir les comparer.
Chacun pourra alors choisir, en fonction de son matériel à disposition, ou son envie, le circuit le mieux adapté !

Commençons par l'ancêtre ... voici son schéma :


C'est le circuit standard des petits oscilloscopes des années 50 (par exemple : le Ribet Desjardins 268A )
La pentode V2 est montée en générateur de courant (qui peut dépendre de la tension de G1 mais aussi de G2, donc le réglage de fréquence peut agir sur l'une ou l'autre), qui charge un condensateur, C10.
Lorsque la tension aux bornes du condensateur est suffisante, le thyratron V3 câblé en parallèle avec ce condensateur, s'amorce et décharge d'un seul coup celui-ci, et le cycle recommence.
Une impulsion sur la grille du thyratron permet de synchroniser le circuit en avançant la décharge, à condition que l'amplitude de cette impulsion soit suffisante eut égard à la tension anode-cathode. Autrement dit, la synchronisation est d'autant plus sensible qu'on se rapproche du moment où le thyratron doit s'amorcer, ce qui est parfait.
une remarque qui s'applique généralement à tous les oscillateurs synchronisables : la synchronisation agit en avançant l'instant du retour au début du cycle, autrement dit : la fréquence de l'oscillateur non synchronisé (en libre) doit forcément être inférieure à celle du signal de synchronisation
En effet, dans le cas contraire, la synchronisation arrivera toujours après le retour au début du cycle et ne servira à rien !
Sur ce schéma, P5, qui règle la tension de cathode de la pentode, agit donc sur sa polarisation (puisque la G1 est à la masse) et par conséquent sur le courant d'anode et donc sur la durée de charge du condo C10. P5 agit donc sur la fréquence d'oscillation en libre, et pour l'utilisateur ce sera le réglage de stabilité.
P6, lui agit sur la tension continue présente sur la grille du thyratron V3. Celle-ci peut varier de 0V à une cinquantaine de volts. Autrement dit, le moment de décharge peut être modifié par P6 puisque cette décharge interviendra toujours lorsque la tension entre cathode et grille passe sous un seuil. P6 agit donc à la fois sur la fréquence du cycle mais surtout sur la tension de la sortie S au moment de la décharge de C10, donc sur l'amplitude du signal S.

On a donc 2 réglages :
- P6 : amplitude (et fréquence)
- P5 : fréquence.

C10 définit la plage de fréquence, donc suivant que ce circuit sera utilisé en trames ou en lignes, on aura 2 valeurs différentes de C (dans un rapport 15625/50 = 312,5, 300 ou 330 en pratique)
De même, C12 sera ajusté pour chacune des 2 bases de temps, son rôle est de bien différencier le top de synchro qui sera généré par le circuit de tri des synchros du signal vidéo. Sa valeur sera donc plus grande pour le top trames que pour le top lignes (dans le même rapport d'aiileurs que pour C10)

C11 est un condo de découplage, de valeur peu critique. R24 limite le courant de décharge de C10 au travers du thyratron (histoire de préserver celui-ci). R26 limite le courant de grille lors de la synchronisation.

Essais:
Pour ce premier essai, on va simplement vérifier que tout fonctionne bien, et que le signal S est conforme. De plus, il faut déterminer expérimentalement les valeurs de C10 et C12 pour les 2 balayages.

Voici le montage câblé :



Tout d'abord, essai à 50Hz; C10 est formé de l'association de plusieurs condos en parallèle pour obtenir une plage de fréquence autour de 50Hz :



et voici quelques chronogrammes, relevés pour des réglages différents de P5 et P6 :

P6 mini (V=0V) et P5 maxi : fréquence = 41 Hz, l'amplitude est de l'ordre de 320V (+B=380V environ)


P6 mini (V=0V) et P5 mini : fréquence = 52 Hz


P6 maxi (V=60V) et P5 maxi : fréquence = 50 Hz


P6 maxi (V=60V) et P5 mini : fréquence = 62 Hz
Pour ce réglage, on voit que la fréquence obtenue est toujours supérieure à 50Hz, ce qui veut dire qu'à priori, on ne pourra pas synchroniser. Cependant, il est toujours possible sur la version définitive, de modifier C10 en ajoutant encore un condo en parallèle.

Voici maintenant l'efficacité de la synchro; C12 = 2,2nF, sortie S en "libre" tout d'abord :

fréquence 47Hz, le signal de synchro est en bas (carré à 50Hz) mais pas branché sur l'entrée Sy


signal de synchro branché, l'oscillateur s'est verrouillé sur 50Hz. Noter que c'est le front montant de Sy qui correspond au départ de la dent de scie

Conclusion : oscillateur ok à 50 Hz.

Pour passer à 15625Hz, il suffit de changer C10 et C12 :

C10 = 560 + 100 pF en parallèle, C12 = 47 pF


ocillateur en libre, pas de synchro (signal du bas), fréquence 15200Hz


ocillateur synchronisé, fréquence 15670Hz


mesure du temps de réponse de la synchro : nettement moins de 10µs


oscillateur libre, P6 mini (V=0), P5 mini : fréquence = 16,1 kHz


oscillateur libre, P6 mini (V=0), P5 maxi : fréquence = 13 kHz

Tout ça parait correct, sauf que l'oscillateur décroche si on agit sur P6, du moins pour des valeurs de tensions de grille du thyratron de l'ordre de 30V. Ce phénomène n'était pas apparu à 50Hz ...
Il semblerait que la résistance talon du réglage de fréquence (R23) soit trop petite. Je décide donc de l'augmenter, quitte à devoir augmenter aussi la valeur de P5 si la variation de fréquence n'est pas suffisante.

Voici donc de nouvelles mesures ...(+B=+380V, C10=560pF, R23=390)

P6 mini (V=0), P5 maxi : fréquence = 13,2 kHz


P6 mini (V=0), P5 maxi : fréquence = 13,2 kHz


P6 mini (V=0), P5 mini : fréquence = 16,9 kHz


P6 maxi (V=60), P5 maxi : fréquence = 16,6 kHz


P6 maxi (V=60), P5 mini : fréquence = 21,2 kHz
Pour le réglage de P6 maxi (amplitude minimale), on ne pourra pas synchroniser sur 15625Hz, mais peu importe, on pourra toujours retoucher aux valeurs.

A noter toutefois un phénomène particulier (pas vu non plus à 50Hz): il semblerait que lors de la synchronisation, il y ait 2 états stables qui donnent un début de dent de scie différent :


Bien que l'oscillateur reste synchronisé, l'amplitude peut prendre 2 valeurs 315 et 342V ce qui se traduirait par une largeur d'image variable ...

Conclusion : à 15625Hz, l'oscillateur à thyratron fonctionne mais avec un défaut qui peut être gênant.

Pour terminer l'essai de cet oscillateur, voici le schéma avec les valeurs définitives prenant en compte les essais précédents :



Les valeurs de C10 et C12 sont données à titre indicatif, il n'est pas impossible de s'en écarter. Les tubes utilisés (884 et 6SJ7) peuvent être remplacés par d'autres (2D21, 6AU6 ...), mais dans ce cas, il est possible qu'il faille retoucher à certaines valeurs de composants.
D'autre part, on peut affirmer que cet oscillateur est plutôt utilisable tel quel en balayage trames que lignes, le fonctionnement à 15kHz étant plus critique (mais pourrait peut-être être amélioré par une étude plus poussée..)