II. Le tube cathodique

           

Le tube cathodique est un cône de métal dans lequel on a créé un vide très poussé pour que les électrons, indispensables au fonctionnement, ne rencontrent aucun obstacle sur leur route.

a.  Les canons et les faisceaux

Tout d’abord, il faut savoir que chaque téléviseur possède 3 canons (bleu, vert et rouge). Dans chacun des trois canons, un filament de tungstène (quelques millimètres seulement) est chauffé à une température proche de 2700°C (il met environ 5 secondes pour la température optimale, d’où les 5 secondes d’attente lorsque l’on allume la TV), ainsi, les électrons sont extraits du métal et forment un nuage autour du filament

            -Les électrons sont ensuite accélérés et rencontrent un premier obstacle : la grille Wehnelt. Comme elle est polarisée négativement par rapport à la cathode, une partie de la charge d’espace sera repoussée et il se créera un faisceau électronique dont la taille varie, la partie des électrons repoussés n’atteindra jamais la seconde étape : l’anode ou grille no2.

            -Celle-ci peut être qualifiée d’électrode accélératrice, elle alimentée par un courant de l’ordre de 400 à 800 volts.

-Les anodes G3 et G5 sont quant à elles alimentées par de la THT (Très Haute Tension).

-La grille G4 est elle alimentée par un courant d’une tension de l’ordre de 4000 à 8000 volts et peut être qualifiée d’électrode de concentration.

Ce faisceau augmente sa vitesse au fil des grilles (plusieurs milliers de km par seconde).

A la sortie de G5, la vitesse du faisceau d’électrons est : v = [2q(Vc-Va)/m]^1/2

b.     La déviation des faisceaux

        Dans le tube, les faisceaux d'électrons sont dirigés vers certaines zones de l'écran afin de les "éclairer ". Pour dévier un faisceau électronique de gauche à droite, il faut lui appliquer un champ électrique ou magnétique. Ce sont donc les 2 paires de bobines de déviation qui sont chargées de créer ce champ magnétique, et dévient l’une horizontalement, l’autre verticalement.

    Comme les bobines de déviation sont parcourues par des courants relativement importants, elles finissent par s'échauffer, ce qui provoque une augmentation de leur résistance ohmique. Ceci a pour conséquence de faire diminuer le courant qui les traverse et par là même, de diminuer l'amplitude du balayage. Cela se traduit à l'écran par une diminution des dimensions de l'image. Pour éviter ce phénomène, on introduit en séries avec les bobines, une CTN (résistance) dont la valeur ohmique diminue avec la température. L'ensemble bobine+CTN conserve alors une résistance à peu près constante même lorsque la température varie.

   c.     Le balayage

        Si deux images successives sont moins espacées dans le temps que 1/10 de seconde, l’œil a l’impression de la continuité. Autrement dit, si on réalise des séquences vidéo à 10 images par seconde, le rendu du mouvement devrait être satisfaisant. Pour le cinéma professionnel, on adopte 24 images par seconde, pour le cinéma amateur, 18 images par seconde, et pour la télévision, 25 images par seconde. C'est-à-dire que chaque page de télévision change toutes les 40 ms.

        Les lignes sont parcourues de gauche à droite par le spot lumineux en commençant par le milieu de la première ligne. La ligne terminée, le spot revient rapidement à gauche et parcourt la ligne suivante. A la dernière ligne (n° 625), le spot s’arrête en son milieu puis remonte verticalement jusqu’au milieu de la ligne zéro afin de reconstituer une nouvelle page. Une page dure 40 ms. La durée de balayage de chaque ligne est 64 µs.

    L’écran comporte 625 lignes réparties en deux trames :

- la trame des 313 lignes paires (0 ; 2 ; 4 ; … ; 624)

- la trame des 312 lignes impaires (1 ; 3 ; 5 ; … ; 625)                                                                                                                                                        

Avec des pages s’affichant en 40 ms, il y a un risque de papillotement de l’image.
C’est pourquoi le spot ne balaie d’abord qu’une ligne sur deux, en commençant par la trame des lignes paires puis il remonte pour parcourir la trame des lignes impaires.
Le spot ne met donc que 40/2, soit 20 ms pour aller du coin supérieur gauche au coin inférieur droit.

Voici l'exemple du balayage d'un écran. On peut observer la tension (représenté par les traits rouges) est les retours à la ligne.