Impulsions de Synchronisation en Télévision : Synchro Horizontale & Verticale Expliquées
Impulsions de Synchronisation en Télévision : Synchro Horizontale & Verticale Expliquées
Les impulsions de synchronisation (sync) sont les signaux de référence temporelle embarqués dans la vidéo analogique composite (CVBS, S-Vidéo, Composante YPbPr) et présents implicitement dans les flux vidéo numériques (SDI, HDMI, DisplayPort). Elles coordonnent le balayage raster — le tracé précis ligne par ligne, image par image — entre l'émetteur (caméra/studio) et le récepteur (moniteur/TV).
Vidéo Analogique : Le Signal de Synchronisation Composite
En CVBS (Composite Video Baseband Signal), la synchro est des impulsions négatives (0V = Noir plus noir / Pointe sync, 0,3V = Effacement, 1,0V = Blanc crête) superposées au signal de luminance (Y).
1. Synchronisation Horizontale (HSync / Synchro Ligne)
- Fonction : Déclenche le retour de ligne — ramène le faisceau d'électrons (tube cathodique) ou le pointeur de tampon ligne (LCD/OLED) au bord gauche pour démarrer la ligne de balayage suivante.
- Timing : Une impulsion par ligne active.
- Fréquence : fH = 15,734 kHz (NTSC-M) / 15,625 kHz (PAL-B/G).
- Largeur Impulsion : ~4,7 µs (NTSC) / 4,7 µs (PAL).
- Porche Avant / Arrière : Intervalles d'effacement avant/après impulsion sync (bourst chrominance sur porche arrière).
2. Synchronisation Verticale (VSync / Synchro Trame)
- Fonction : Déclenche le retour de trame — ramène le faisceau au coin haut-gauche pour démarrer la trame/image suivante.
- Timing : Une impulsion par trame (Entrelacé) ou par image (Progressif).
- Fréquence : fV = 59,94 Hz (Trame NTSC) / 50 Hz (Trame PAL).
- Structure (Entrelacé) : Train d'impulsions dentelées (5 impulsions pré-égalisation + 5 impulsions larges + 5 impulsions post-égalisation). Les dentelures maintiennent la continuité HSync pendant l'effacement vertical. Les impulsions larges s'intègrent pour déclencher la déviation verticale (constante de temps lente).
- Progressif : Impulsion large simple par image.
Pourquoi H & V Séparés ? (Nuance Entrelacé)
La vidéo entrelacée balaye les lignes impaires (Trame 1) puis les lignes paires (Trame 2). L'impulsion VSync position relative à HSync diffère d'une demi-période de ligne entre Trame 1 et Trame 2. Ce décalage demi-ligne dit à l'affichage « démarrer sur lignes impaires » vs « démarrer sur lignes paires ». Sans cela, trames se superposent → scintillement / effet peigne.
Bourst Chrominance — La Troisième Synchro
- ~8-10 cycles de 3,579545 MHz (NTSC) / 4,43361875 MHz (PAL) sous-porteuse sur Porche Arrière de chaque ligne.
- Référence de phase pour la démodulation Chrominance (I/Q ou U/V). « Synchro Couleur ».
Vidéo Numérique : Synchro Embarquée dans Flux Données
| Interface | Mécanisme Synchro |
|---|---|
| SDI (SD/HD/3G/12G) | TRS (Timing Reference Signals) : SAV (Start Active Video) / EAV (End Active Video) séquences 4-mots (0xFF, 0x00, 0x00, XYZ). XYZ encode F (Trame), V (Effacement Vertical), H (Effacement Horizontal). |
| HDMI / DVI / DisplayPort | Paquetisé : Période Données Vidéo + Période Îles Données (Audio, InfoFrames) + Période Contrôle. Polarité HSYNC/VSYNC encodée dans Paquet Contrôle Général ou AVI InfoFrame. Codage TMDS/Canal maintient équilibre DC. |
| MIPI DSI / CSI-2 | Paquets courts/Basse Conso : Trame Début/Fin, Ligne Début/Fin. |
Affichage Moderne : Pas de Faisceau, Mais Timing Identique
- Contrôleurs LCD/OLED exigent HSync/VSync (ou DE — Data Enable) pour écrire tampons lignes vers drivers rangées panneau.
- Mode DE (Data Enable) : Haut = Données Pixel Valides. Remplace H/V sync explicites dans nombreuses interfaces TFT (RGB, LVDS, eDP). Plus simple.
- FreeSync / G-Sync / VRR (Variable Refresh Rate) : Timing VSync varie dynamiquement par achèvement trame. GPU pilote timing affichage. Élimine tearing/saccades.
Résumé
Les impulsions sync sont l'horlogerie de la vidéo. HSync cadence lignes (~15,7 kHz). VSync cadence trames (~60/50 Hz). VSync dentelée encode parité trame pour entrelacement. Bourst chrominance phase chroma. Le numérique remplace impulsions analogiques par mots de timing codés (TRS, Paquets, DE) mais la discipline raster reste identique.