Un nettoyeur vidéo pour VHS et DVD

Elimine les perturbations engendrées lors du visionnage de cassettes vidéo ou de DVD par les codes de protection comme le Macrovision. Permet également la copie des audiovidéogrammes protégés et donc de copier tout de suite les films que l’on vient d’acquérir, afin de les conserver et de les utiliser au cas où les originaux seraient accidentellement abîmés ou perdus.


Les systèmes de protection mis au point par les firmes produisant les cassettes vidéo et les DVD enregistrés (les films essentiellement) afin d’éviter les copies “pirates” ont pour eux une indéniable caution morale puisqu’il s’agit de défendre la propriété intellectuelle (si, un peu, tout de même) à travers les intérêts lobbyistes des fabricants (qui sont rarement de frêles cousettes, comme Universal) ; mais elles nous font assumer à nous, honnêtes consomateurs (je veux dire : qui faisons des copies de sauvegarde mais qui ne diffusons pas à travers le monde des copies vénales), des effets colatéraux se traduisant par des perturbations plus ou moins gênantes pendant le visionnage. Variations de luminosité, légères déformations des zones supérieures et inférieures de l’écran…tout cela vient de ce que ces systèmes de protection insèrent des codes dans les premières et les dernières lignes du cadre (ce qui altère légèrement le signal). Avec les vidéocassettes (surtout si on les visionne avec d’anciens magnétoscopes fabriqués avant l’introduction des protections) la vision peut être très perturbée, mais cela va mieux avec les DVD, à part qu’il n’est pas possible d’enregistrer avec un magnétoscope un film lu avec un lecteur de DVD. Eh bien, nous trouvons que, quels que soient les enjeux, il n’est pas très correct de traiter ainsi les honnêtes (je le répète) consommateurs : une fois de plus nous sommes pris en otages, en tout cas nous sommes instrumentalisés (on se sert de nous, quoi) par ces “lobbies” (groupes d’influence) qui nous font payer 1) le vidéogramme avec nos sous et 2) la lutte contre le piratage en nature, c’est-à-dire en emm…ts ! Nous avons donc le droit de faire des copies de sauvegarde et, comme nous ne pouvons guère nous battre contre les géants susévoqués, la solution –légale– est de construire un “videocleaner” (pardon : un nettoyeur vidéo).
Cet appareil est un générateur de signal vidéo composite capable d’éliminer les codes des systèmes de protection et de restaurer une composante vidéo propre (nettoyée) permettant un visionnage correct du vidéogramme (cassette ou DVD). Le circuit proposé dans cet article sert donc à améliorer le visionnage d’un film et à rendre une copie possible.
Il suffit de le monter en série à la sortie de la source vidéo : son entrée est à relier à la sortie vidéo de la source et sa sortie à l’entrée du téléviseur ou de l’enregistreur vidéo quel qu’il soit ; plus précisément on connecte son entrée à la sortie de la prise PERITEL ou RCA vidéo du lecteur de DVD ou du magnétoscope qui lit le film et sa sortie à l’entrée de la prise PERITEL ou RCA vidéo du téléviseur ou de l’appareil qui enregistre*.
C’est pour faciliter les liaisons avec tous les appareils possibles qu’on l’a pourvu des connecteurs vidéo les plus utilisés : vidéocomposite avec prise RCA et Super-VHS. Vous savez qu’on trouve partout en grande surface des adaptateurs PERITEL/RCA/S-VHS : ils vous permettront de relier votre nettoyeur vidéo à tout type de téléviseur et de lecteur/enregistreur vidéo sur tous supports. Voir figure 1.
* Dans tous les cas, seule la composante vidéo est prise en compte par le nettoyeur (d’ailleurs aucune altération n’af fecte le son) ; par conséquent seules les RCA vidéo (en principe couleur jaune) du téléviseur, des lecteurs/enregistreurs de DVD ou de cassettes et de l’adaptateur doivent être reliées entre elles par des câbles RCA/RCA (laissez de côté les RCA audio rouge et blanche que vous relierez entre elles sans passer par le nettoyeur) ; pour les S-VHS, pas de problème, elles ne transpor tent que la vidéo.

Figure 1 : Utilisations de l’appareil.

Le schéma électrique
Voyons maintenant le schéma électrique de la figure 2. Il nous permet de comprendre le fonctionnement de l’appareil. Le circuit régénère les synchronismes affectés par les protections, en conformité avec les signaux de ligne et les trames originales. Pour éliminer l’interférence due à ces protections (perturbations, devrions-nous dire), il nous faut effacer les premières lignes de la trame ; mais cela n’est pas faisable car la reconstruction de chaque photogramme d’un film ne peut être faite que si les lignes sont au complet, puisque c’est dans les premières que se trouvent les signaux de synchronisme. La solution pour ménager la chèvre et le chou consiste à éliminer les première lignes de chaque photogramme et de les remplacer par d’autres convenablement synthétisées, c’est-à-dire régénérer les signaux de synchronisme qu’elles contiennent.
Pour que cela fonctionne, les synchronismes doivent être régénérés conformément aux originaux et superposés aux composantes vidéo de luminance et chrominance, c’est-à-dire au vidéocomposite.
Le dispositif que nous vous proposons fait tout cela et nous allons vous expliquer comment en partant des entrées (il y en a deux) : la vidéocomposite standard, qui fait circuler sur une seule ligne la composante chromatique, la composante de luminosité et la somme des synchronismes de ligne et de trame ; la Super-VHS, appelée Chromi/Lumi, qui prévoit deux lignes distinctes, une sur laquelle transite le signal de couleur (chrominance) et l’autre sur lequel circule la composante de luminance, à laquelle sont superposés les deux synchronismes de ligne et trame. Notez que pour permettre de relier deux sources vidéo comme une vidéocomposite et une Super-VHS, la prise RCA de la VIDÉO IN est du type avec interrupteur : ainsi, quand on insère la fiche dans l’entrée vidéocomposite, la ligne de luminance de la S-VHS est interrompue ; dans le cas contraire, c’est-à-dire quand rien n’est relié à la prise RCA, la ligne de luminance passe de son contact (normalement fermé) à C8, C11 et R8 (voir figure 2, à gauche du schéma électrique). Dans le cas de l’entrée vidéocomposite, le circuit génère le signal tout entier ; avec la S-VHS, en revanche, seule la luminance est traitée, car c’est elle qui contient les synchronismes. La chrominance va directement au connecteur de sortie.
Le nettoyeur vidéo sépare les signaux de synchronisme et de contrôle du signal vidéo, les nettoie de toute éventuelle perturbation et recompose en sortie un signal vidéocomposite pratiquement parfait. En substance, il faut séparer la porteuse de chrominance et luminance du synchronisme, régénérer de nouvelles impulsions de ligne et de trame conformes à celles échantillonnées, puis les superposer, à la sortie, au signal vidéo proprement dit, dûment traité pour qu’il ait l’amplitude voulue exactement. La première opération correspond à IC3, un séparateur de synchronisme LM1881 utilisé dans les téléviseurs pour obtenir les impulsions de ligne, c’est-à-dire le retour du “pinceau” électronique (“flyback” et blocage des signaux RGB) et celles de trame (en fonctionnement entrelacé, fin d’un demi écran et début du suivant) à envoyer l’une au contrôle de la déflexion horizontale (fin de ligne) et l’autre à la verticale. Dans notre générateur, le composant extrait les impulsions de ligne (toutes les 64 microsecondes) et celles de la trame (toutes les 20 ms, car le circuit a été conçu pour le système PAL) pour les envoyer ensuite au microcontrôleur.
Ce dernier est un PIC12C508 programmé pour verrouiller les impulsions de ligne et celles de cadre (absence de signal vidéo pendant un délai de 1,6 ms, durant lequel les impulsions de ligne continuent d’arriver) et donc éliminer les 19 premières lignes en faisant commuter convenablement des interrupteurs électroniques CMOS.
Le micro engendre de nouvelles impulsions de synchronisme horizontal avec lesquelles il pilote ces interrupteurs CMOS (contenus dans IC2) ; pendant les périodes de coupure, le signal vidéo proprement dit n’existe pas (cela correspond au niveau du noir, soit 0 V).
La composante vidéo (ou la luminance, dans le cas où on travaille avec des appareils Super-VHS) est prélevée à l’entrée au moyen de l’électrolytique C11 et acheminé à la ligne Vref laquelle, au repos (soit en l’absence du signal vidéo), présente 2,8 V exactement, obtenus grâce au pont résistif R3/R4 ; sur la Vref, on fait transiter le signal vidéo original, translaté de manière à permettre au reste du circuit de recréer les synchronismes, éliminer les impulsions de ligne qu’il contient à l’origine et lui superposer en sortie ceux qui ont été régénérés.
Afin que cela fonctionne, le micro doit se synchroniser avec le vidéocomposite (ou la composante de luminance, qui contient le synchronisme composite), c’est-à-dire avec les impulsions de ligne et de trame ; pour ce faire il lit, au moyen des lignes d’E/S GP4 et GP3, le synchronisme horizontal et le vertical que le LM1881 lui présente, respectivement sur les broches 3 (VSO) et 5 (BURST OUT). Le PIC reconstruit alors des impulsions synchonisées qu’il envoie à IC2c pour bloquer la vidéocomposite qui passe par IC4b (monté en simple “buffer”) chaque fois qu’il détecte l’arrivée d’une impulsion de ligne : le but est d’effacer la portion de vidéocomposite contenant les codes de protection contre la copie.
Donc, ce qui sort de IC4a (un second “buffer” à gain unitaire) est une composante vidéo nettoyée que l’on fait passer par l’interrupteur statique IC2a, pendant les pauses entre une impulsion de synchronisme et l’autre et hors des intervalles de vide (1,6 ms) constitués par les impulsions du synchronisme vertical.
En faisant pulser IC2b, le microcontrôleur superpose à nouveau les impulsions horizontales qu’il produit, une par ligne, à partir du commencement de la trame (retour au niveau logique haut de la ligne VSO, c’est-à-dire au commencement d’une nouvelle trame).
Les impulsions sont obtenues en superposant à la composante vidéo le potentiel acheminé du point Vref à travers R9. Plus exactement, les impulsions sont correctement recréées à l’aide d’une diode Schottky insérée entre les deux interrupteurs CMOS, dont la fonction est de séparer les impulsions de synchronisme, lesquelles doivent avoir une valeur inférieure de 0,3 V au niveau minimal du vidéocomposite (0 V) ou du signal de luminance.
Cela est obtenu, justement, avec deux interrupteurs CMOS : quand le signal vidéo reconstruit correspondant aux lignes éliminées doit transiter, IC2a conduit et donc la chute de tension directe de la Schottky, environ 0,3 V, fait que le zéro de référence du vidéocomposite soit de 0,3 V sous Vref. A la fin de chacune des lignes régénérées, pour reconstruire les impulsions horizontales correspondantes, IC2a est bloqué et IC2b conduit ; la tension se trouvant aux extrémités de la ligne dans ces conditions est inférieure de 0,3 V, car elle ne dépasse pas la chute de tension sur la Schottky. Elle est en fait la seule Vref.
Cela étant éclairci, jetons un coup d’oeil à l’étage formé de T1 et T2, un amplificateur de courant inséré afin de diminuer l’impédance de sortie du circuit pour l’adapter à celle des entrées du dispositif et des câbles standards (75 ohms) ; il s’agit en substance d’un “buffer”, qui laisse inaltérée la phase du signal vidéocomposite.
Le condensateur C12 sert à garantir un signal de sortie bidirectionnel : quand le potentiel d’émetteur de T1 croît, la tension devient positive (car C12 est chargé et consomme le courant qui s’écoule du + au –) et quand T1 tend à conduire toujours plus, elle prend une polarité négative (le condensateur restitue le courant en déterminant en R13 une chute de tension négative vers la sortie).
Le circuit tout entier fonctionne en continu ou en alternatif sous une tension de 9÷25 Vcc ou 8÷18 Vca : dans ce dernier cas, la polarité des bornes Val n’ pas lieu d’être, car D4 (protégeant en continu le circuit contre toute inversion accidentelle de polarité) redresse en simple alternance la sinusoïde et C7 et C13 lissent la composante qui atteint le régulateur VR1.
Ce dernier, un 7805, travaille dans une configuration lui permettant de fournir une tension stabilisée de 5,6 V, grâce à D3 montée en série dans la broche centrale M (sa fonction est d’augmenter de 0,6 V le potentiel de référence).
Le pont R3/R4 fournit la Vref, à l’exacte moitié de 5,6 V. Afin de faire en sorte que le microcontrôleur, le LM1881 et le double opérationnel travaillent à 5 V, on a monté D2 en série avec le positif d’alimentation (avec la chute de tension dans cette diode, 0,6 V, cela fait à nouveau 5 V). LD1 indique la présence de ce 5 V et signale donc que le circuit est alimenté. LD2 s’allume quand le micro génère un signal codé.


Figure 2 : Schéma électrique du nettoyeur vidéo.

Figure 3a : Schéma d’implantation des composants du nettoyeur vidéo.

Figure 3b : Dessin, à l’échelle 1, du circuit imprimé du nettoyeur vidéo.


Figure 4 : Photo d’un des prototypes du nettoyeur vidéo.

Liste des composants
R1 ........ 12 k
R2 ........ 470
R3 ........ 220
R4 ........ 220
R5 ........ 470
R6 ........ 680 k
R7 ........ 150
R8 ........ 270
R9 ........ 820
R10 ....... 100
R11 ....... 1,5 k
R12 ....... 270
R13 ....... 10
R14 ....... 560
C1 ........ 560 pF à disque
C2 ........ 560 pF à disque
C3 ........ 100 nF multicouche
C4 ........ 100 nF multicouche
C5 ........ 100 nF multicouche
C6 ........ 100 nF multicouche
C7 ........ 100 nF multicouche
C8 ........ 100 nF 63 V polyester pas 5 mm
C9 ........ 100 nF 63 V polyester pas 5 mm
C10 ....... 10 μF 50 V électrolytique
C11 ....... 220 μF 25 V électrolytique
C12 ....... 220 μF 25 V électrolytique
C13 ....... 220 μF 25 V électrolytique
D1 ........ BAT85
D2 ........ 1N4148
D3 ........ 1N4148
D4 ........ 1N4007
LD1 ....... LED 3 mm rouge
LD2 ....... LED 3 mm jaune
T1 ........ BC557
T2 ........ BC547
VR1 ....... 7805
IC1 ....... PIC12C508A-EV8036
IC2 ....... CD4066B
IC3 ....... LM1881
IC4 ....... TL072

Divers :
1 prise d’alimentation
3 supports 2 x 4
1 support 2 x 7
2 connecteurs S-VHS
1 RCA 90° double pour ci
Toutes les résistances sont des quart de W.


La réalisation pratique
Aucune difficulté particulière. Tout d’abord préparez le circuit imprimé dont la figure 3b vous donne le dessin à l’échelle 1:1 ou procurez-vous le.
Montez tout d’abord les deux “straps” J1-J2 (insérez des queues de composants puis soudez-les) et les 4 supports des circuits intégrés et vérifiez attentivement vos soudures (ni court-circuit entre pistes ou pastilles ni soudures froides collées et enlevez l’excès de flux décapant avec un solvant approprié).
Ensuite, en suivant scrupuleusement les indications de la figure 3a (avec la liste des composants) et de la figure 4, montez tous les composants en commençant par ceux ayant le plus bas profil (comme les résistances, les diodes, les LED, les condensateurs céramiques et multicouches, puis les électrolytiques et les transistors) et en terminant par les plus encombrants (le régulateur RV1 –debout sans dissipateur, semelle vers C7–, la double RCA, les deux S-VHS mini-DIN et la prise d’alimentation).
Faites bien attention à l’orientation des nombreux composants actifs (électrolytiques, diodes, LED, transistors, régulateur et circuits intégrés).
Vérifiez attentivement et plusieurs fois toutes vos soudures et vos polarités.
Montez la platine dans son boîtier plastique spécifique, comme le montre la photo de première page.
A la fin, insérez les circuits intégrés dans leurs supports en orientant convenablement leurs repères-détrompeurs.

Figure 5 : La théorie.

Le fonctionnement du circuit peut être plus facilement compris si l’on connaît mieux le signal vidéocomposite, le plus utilisé pour le transport des informations vidéo ; il s’agit d’une tension composée d’une grandeur analogique contenant l’information sur la luminosité et sur les couleurs des points de l’écran, entrecoupée par des impulsions négatives qui séparent l’information d’une ligne entière. En PAL, ces impulsions sont au nombre de 625 par trame ; toutefois l’image effective est construite avec seulement 606 lignes, car les 19 premières sont utilisées pour envoyer des informations en tous genres, comme le televideo et les codes des systèmes (par exemple Macrovision) de protection contre la copie. Comme le standard télévisuel, afin de réduire la largeur de bande nécessaire, prévoit de composer une trame entière tous les 1/25 de seconde en traçant 50 demi trames par seconde (composés l’un des lignes paires, l’autre des lignes impaires), tous les (625 : 2) –19 impulsions de ligne une impulsion de synchronisme vertical est superposée (elle consiste en l’absence, pendant 1,6 ms, des impulsions horizontales de ligne).
Pour éliminer les informations du code de protection contre la copie, il faut effacer au moins les 19 premières lignes et les impulsions de synchronisme correspondantes, puis régénérer des lignes dépourvues d’informations de luminosité et de couleur, dûment synchronisées avec les nouvelles impulsions. C’est le microcontrôleur qui s’occupe de cela dans notre circuit : pour engendrer des impulsions en parfait synchronisme avec les originales (sinon l’image saute), il extrait, au moyen du séparateur LM1881, les impulsions horizontales et verticales. Après une impulsion verticale, le micro sait qu’une nouvelle trame commence et il compte les impulsions de ligne qui suivent. En correspondance avec chaque transition de la ligne BURST IN du LM1881, le PIC fait conduire IC2c et met au zéro logique la broche 12 de IC2d, ce qui détermine le blocage de ce dernier interrupteur électronique et l’interruption de la ligne du signal qui transite sur la Vref à travers les “buffers” contenus dans IC4. Cela sert à effacer les impulsions horizontales contenues dans la vidéocomposite d’entrée. Quand une demi-trame s’achève, le micro met à profit la commutation 1/0 logique (impulsion verticale) sur la broche VSO du LM1881 pour mettre au niveau logique bas GP5, dans le but d’empêcher que IC2d ne puisse entrer en conduction ; la finalité en est de bloquer la ligne de signal durant le retour du balayage. Dans les 19 premières lignes, les impulsions effacées sont remplacées par d’autres synchronisées avec celles d’origine (pour cela, on fait commuter GP1 et GP2 et les interrupteurs correspondants convenablement). Pour être plus précis, les lignes commutent alternativement : quand le signal vidéo doit transiter, GP1 se met au 1 logique (GP2 reste à zéro) et pour produire les nouvelles impulsions horizontales, c’est GP2 qui prend le niveau logique haut. En d’autres termes, dans la période du signal vidéo de chaque ligne, IC2a fait transiter la tension composite par D1, laquelle vaut toujours 0,3 V (la chute directe dans une diode Schottky) en plus de la tension à la sortie de IC4a ; en revanche, quand le circuit doit ajouter les impulsions horizontales régénérées, il fait conduire IC2b, de telle manière que la tension appliquée à la ligne de sortie vidéo (base de T2) soit égale à celle de sortie de l’opérationnel. Ce mécanisme assure que les impulsions de synchronisme de ligne seront bien toujours de 0,3 V en dessous du zéro de référence du signal vidéo proprement dit, comme le veut le standard vidéocomposite. Notez que le fonctionnement est le même tant qu’à l’entrée du circuit est acheminé un signal vidéocomposite (N&B ou couleur) ou un signal S-VHS ; dans ce dernier cas toutefois l’intervention ne porte que sur la luminance, car c’est à elle que sont superposés les synchronismes. A part cela, il se passe les mêmes choses qu’avec la vidéocomposite.

Les essais et l’utilisation
Quand tout est bien vérifié, alimentez l’appareil avec une petite alimentation bloc secteur délivrant 12 Vcc sous 150 mA (à relier à la prise d’alimentation) : LD1 s’allume.
Pour l’utilisation, souvenez-vous que seul le signal vidéo peut traverser l’appareil : il faut donc prélever sur le câble PERITEL/PERITEL qui interconnecte le lecteur DVD et le magnétoscope et le téléviseur, le terminal et la masse vidéo.
En fait, il suffit de couper le petit câble de la broche 19 (OUT VIDÉO) qui part de la prise du lecteur et la masse correspondante (17=GND VIDÉO) puis d’insérer dans les deux une fiche RCA à relier à la prise IN du circuit. A la sortie OUT on applique une seconde RCA allant à l’entrée vidéocomposite (broche 20 de la PERITEL du magnétoscope qui enregistre) et à la masse commune correspondante (encore la broche 17). Si l’on dispose d’un magnétoscope ou d’un lecteur DVD à entrée et sortie RCA, il suffit pour cela d’utiliser deux câbles RCA/RCA pour connecter l’audio (un seul s’il s’agit de vidéo mono) et deux autres pour connecter la vidéo OUT du magnétoscope en reproduction avec la vidéo IN de l’appareil et la sortie OUT de l’appareil avec la vidéo IN du magnétoscope en enregistrement.
Si vous n’avez que des PERITEL et si la pince coupante vous effraie, vous pouvez utiliser les adaptateurs PERITEL/ RCA, d’où sortent les prises RCA audio (deux, une par canal D et G) et vidéo ; il suffit de relier directement les canaux audio de l’adaptateur du lecteur DVD à celui du magnétoscope ou du téléviseur, en interrompant la seule vidéo avec notre appareil (la RCA de la vidéo du premier adaptateur est à relier à celui de VIDÉO IN du nettoyeur vidéo et la RCA du second adaptateur à VIDÉO OUT de ce même nettoyeur). Voir figure 1.

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