CN1013722B

CN1013722B - 包含阶梯信号发生器的图象显示装置

Info

Publication number: CN1013722B
Application number: CN88108490A
Authority: CN
Inventors: 约翰内斯·阿德里安纳斯·安娜·杰拉达斯·马斯; 亨德里克·坦·皮尔力克
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1988-12-06
Publication date: 1991-08-28
Also published as: KR890011439A; US4933769A; EP0322012A1; CN1033721A; FI885631A; JPH01191577A; FI885631A0

Abstract

图象显示装置包含用于产生为显示屏上象点定址的周期性阶梯波形信号的发生器。所述阶梯波形的初始值是可设定的，并且，每当时钟脉冲出现时发生阶式变化。通过下列措施确定所述阶跃的高度：在预定的测试时刻测试阶梯波形值，或者，当阶梯波形处于预定的电平时测试该时刻；将测到的值与预定的目标值比较；从该比较和为阶梯波形阶跃高度设定的初始值导出新值，对于该新值，实测量与目标值之差具有预定值；以及把阶梯波形各阶跃的高度设定在该新值上。

Description

本发明涉及适用于接收包括图象信息、行和场同步信号、以及行和场消隐信号的视频信号，并且，适用于把图象信息显示在显示屏上的图象显示装置，所述装置包含用于产生为显示屏象点定址的周期性阶梯波形信号的发生器，所述信号每当周期性的时钟脉冲出现时，就变成不同于起动信号出现时的可设定的初始值，同时，具有可设定的阶式变化，接着，在复位信号的作用下，再次呈现初始值。

从欧洲专利申请112，16中已知这种类型的图象显示装置。为了在显象管中用于场偏转而产生阶梯波形信号，该已知装置中的阶梯信号发生器包括一个电容器，后者当行频时钟脉冲出现时充电，而当场频复位脉冲出现时放电。该装置包括用于手动地既设定阶梯波形的初始值（也就是，在场周期中第一水平延伸的阶跃的电平），又设定垂直阶跃高度的装置。如果已给定了时钟脉冲数，从而，给定了在场周期期间的阶跃数，那么，整个阶梯波形，准确地说，其振幅也就完全得到确定。

在该已知装置中，阶梯信号发生器的缺点是：发生器的某些部件具有一些依赖于温度的特性，以致达不到作为显示的图象所希望的性能。所述专利申请的申请人在后来的申请（即，欧洲专利申请123，745）中承认了该缺点，在后来的申请中为减少所述温度依赖性提出了改进电路配置。本发明的目的也是提供一种如上所述的类型的改进的显示装置，尽管在该装置中，用的是不同于那些在前面所提及的专利申请中所描述的装置而达到了高性能，并且，在该装置中，不用手动而是自动地设置各垂直阶跃的高度。为此，本发明的图象显示装置的特征在于：该阶梯波形发生器适宜于执行以下各项技术措施：

-在预定的测试时刻测试阶梯波形值，或者，当阶梯波形处于预定的电平时测试该时刻;

-将该测试到的值与预定的目标值进行比较;

-从该值和为阶梯波形阶跃高度设定的初始值导出一个新值，在该新值的情况下，实测量与目标值之差具有一个预定的值;以及

-把阶梯波形阶跃的高度调整到该新值。

本发明基于这样的认识，即，对于给定的初始值，在给定的测试时刻的阶梯波形值与各阶跃高度之间存在相互关系。因而，如果根据本发明的方法确保各阶跃的高度具有所需值，则整个阶梯波形自动而准确地得到确定，而温度效应和其他各种效应（例如，元件老化）可能引起的各种变化只有极小的影响。此外，可以确保在所获得的阶梯波形与待显示的图象信息之间有一个给定的关系。

通常，时钟脉冲数将是很大的，以致各个阶跃的高度与阶梯波形的振幅相比是很小的，因此，可以认为该阶梯波形近似于锯齿波形。该锯齿波形具有由各阶跃的高度所确定的斜率。在这方面要注意英国专利申请第2134732A所描述的控制斜率的锯齿波发生器。在该发生器中，以随时间变化的形式控制电容器两端所产生的锯齿波形电压的斜率，同时，要求该电压从第一基准电平达到第二基准电平。该过程重复进行许多次，直到与目标值的差异已足够小为止。在本发明的阶梯信号发生器中，以一种操作来调节阶梯波形阶跃的高度，以便实现阶梯波形在所需的时刻呈现所需的值。本发明的装置的最可取的特征在于：所述起动信号出现于显示待显示图象信息的最初时刻，而所述复位信号出现于其最后时刻，阶梯波形各阶跃高度的新值是考虑到在显示屏中心象素中两个信号之间的中间时刻，显示图象信息而导出的。然而，该情况的前提是所述起动信号之间的中间时刻是可靠地确定的，而该种可靠性并非总是真实的。

如果对于各阶跃高度导出偏离先有值的新值，那么，所述锯齿波形呈现一种新的斜率。该锯齿波形显示出可能看得见的转折点。这可能是不合乎要求的。因此，本发明的装置最可取的特征在于：所述阶梯信号发生器具有用于存储求得的新值以及用于在测量后第一起动信号出现的时刻把所述阶梯波形的阶跃高度设定到该新值的存储器。

如果该装置进一步具有以下特征，则得到与待显示的图象信息的给定的关系，所述进一步的特征是：起动信号出现于待显示的图象信息显示的起始时刻，在该时刻，产生阶梯波形的第一个水平延伸的阶跃，同时，为即将到来的周期设定阶梯波形各阶跃的高度。

在一个实施例中，其中，该图象显示装置包括：用于处理接收的视频信号中的同步脉冲，并且，产生基本上与接收的视频信息中的相应的信号同步的本机行和场信号的同步信号处理级，所述图象显示装置的特征在于：阶梯波形信号的重复频率是本机场信号的频率，所述时钟脉冲频率等于本机行信号的频率，所述起动信号、复位信号以及时钟脉冲是由同步信号处理级产生的，该级在测量时刻把测试脉冲加到阶梯信号发生器上。在这种情况下，本发明的方法用于场偏转。

本发明并不局限于上述实施例。在另一个实施例中，其中，该图象显示装置包括：用于处理在接收的视频信号中的各同步脉冲，并且，产生基本上与接收的视频信号中的行信号同步的行信号的同步信号处理级，所述图象显示装置的特征在于：阶梯波形信号的重复频率是本机行信号的频率，所述时钟脉冲的频率是所述行频的倍数，起动信号、复位信号以及时钟脉冲是由同步信号处理级产生的，该同步信号处理级在测试瞬间把测试脉冲加到阶梯信号发生器上。在这种情况下，本发明的方法用于行偏转。

下面将结合实例，参照附图，对本发明作进一步详细的说明，附图中：

图1示出本发明图象显示装置的一部分，

图2示出说明图1中的图象显示装置的阶梯信号发生器的动作的时间曲线图，以及

图3和图4示出说明图1中图象显示装置的阶梯信号发生器的动作的流程图。

图1的图象显示装置包括：接收包括图象信息、行与场同步信号和行与场消隐信号的输入视频信号的视频处理级1。在级1以已知方式处理用于显示在显象管荧光屏（未示出）上的图象信息。级1把同步信号加到已知类型的同步信号处理级2上，在级2中处理输入视频信号中的同步脉冲，并且，在级2中产生本机行与场信号，该信号基本上与输入的视频信号中的相应信号同步。进一步处理所述行信号，用于显象管中的水平偏转H。借助于数字级3获得显象管中的场（垂直）偏转，级3从级2接收信号，从而，产生一种数字信号，校正级4进一步处理该信号，接着，数字一模拟转换器5以及最后的功率级6把偏转电流加到连接到级6的输出端的场偏转线圈7上。级3、级4和转换器5构成用于产生模拟的阶梯波形信号的阶梯信号发生器。以已知的方式，并且，特别是利用负反馈，把级6构成线性放大器。这会使场偏转电流成为阶梯波形。然而，如果在阶梯波形中阶跃数很大，更准确地说，因为起低通滤波器作用的放大器，以及偏转线圈的积分作用，则电流连续地变化。在这些情况下，该电流的变化基本上呈锯齿波形。

级2将场频起动信号、场频复位信号和行频时钟脉冲加到级3。如果一开始不考虑校正级4，则转换器5输出端的信号具有如图2中近似表示的时间函数的变化形式。由于所产生的阶梯波形的阶跃数很大，每个阶跃的高度与阶梯波形总的振幅相比显得很小，所以可以将图2的波形看成基本上是线性锯齿波形。其重复频率等于场频。

所述起动信号出现于t₁时刻。级2包括用于以给定值对行频进行分频的分频电路，以便获得场频信号。在t₁时刻开始扫描场中的第一有效行周期，即，在场消隐期间以后的显示图象信息的第一周期。在该时刻，产生阶梯波形的具有可设定的初始电平a的水平延伸阶跃。接着，每一时钟脉冲的出现引起一次变化，以致该信号的电平每次也按相同的给定方向变化，例如，呈现较低值。最好在继行图象信息显示以后的行消隐期间产生这种变化，这样，这种变化就是看不见的。在接收图象信息的行周期的有效部分期间，使所述信号的电平保持不变。用这种方法产生一种下降的阶梯波形，该波形中的所有垂直阶跃具有相同的高度。在该阶梯波形的每个水平延伸的阶跃期间，图象信息按照水平行显示在显示屏上。通过设定电平a，第一行的定位被设定在显示屏的上边缘。起动脉冲与第一时钟脉冲之间的时间间隔，以及各时钟脉冲本身之间的时间间隔都等于一个行周期的持续时间，例如，根据欧洲电视标准的64微秒。根据上述标准，每场有312.5行。例如，t₁时刻出现于场的最初的24行之后。每场有288.5有效行，从而，该阶梯波形信号有288个垂直阶跃。对应于图象信息的最后一行的第289个，即，最后的水平延伸的阶跃具有等于半个行周期的时间间隔，这是因为复位信号出现于最后行周期起动后的32微秒处的t₂时刻。在复位信号作用下，该阶梯波形的电平再次呈现a值，并且，直到t₁′时刻前保持不变，在该实施例中，t₁′时刻的出现比t₁时刻迟一个场周期（即，20毫秒）。在t₁′时刻，新的起动信号引起新的下降的阶梯波形。

图2的锯齿波形与0轴相交于t₁和t₂之间的t₃时刻。在t₃时刻之前，偏转电流以给定的方向流经线圈7，然后，该电流流向相反的方向。实际上，t₃时刻相当于阶梯波形的面积。如果起动电平a和阶梯波形的高度具有任意值，则t₃时刻通常将不与t₁和t₂时刻之间的中心t₀相重合。然而，为了当扫描到显示屏中心时，在同一时刻也显示场有效部分的中心图象信息，则希望锯齿波形在t₀时刻与0轴相交。换言之，必须将图象信息的中心有效行显示在荧光屏的中心水平行上。

在本实施例中，于t₀时刻，也就是，t₁时刻以后第145行周期期间，级2把测试脉冲加到级3上。在测试脉冲出现期间，确定第145水平延伸阶梯的电平X₀。如果在t₁与t₀时刻之间给定的总的行周期数为n，即，在本实施例中所述的144，从图2可清楚看到，各阶跃的高度等于h= (a-X₀)/(n) 。对于从相同的初始值a开始的、在t₀点与0轴相交的锯齿波形来说，阶跃的高度等于h′＝a/n。由此得出

h′=h× (a)/(a-X₀) （1）

在公式（1）中，h′并不取决于n

级3由包括微处理机μp和存储器MEM的控制电路所构成。该微处理机编程按公式（1）计算h′值，并且，将该求得的值加到存储器中，在t₁′时刻以前h′一直存储在该存储器中。在t₁′时刻以后，当出现第一时钟脉冲时，所述阶梯波形信号立即得到下降变化，这种变化等于所述新值h′。从上文清楚看到，新的锯齿波在t₀′点与O轴相交，该点比t₀时刻迟一个场周期，以致在下一次测试中，测量不到相对于所需值的偏离。所获得的锯齿波形相对于图象信息的中心点是对称的，并且，在图象信息显示的最后时刻所达到的电平等于-a，后者相当于显示屏的下部边缘。所述锯齿波形的振幅是2a。这样，随着a的设定，就设定了显示图象的振幅。

实际上在上文已经假定，在t₀时刻的偏差X₀的目标值是零。其理由是：在所涉及的实施例中，阶跃数是偶数。如果有奇数阶跃，则该目标值X₀就不等于零，而是x＝h′/2，以致各阶跃的新高度满足关系式h′＝- (a-h′/2)/(n) ，从而，等于 (n)/(n+1/2) 在这种情况下，n等于舍入到下面最接近的整数的阶跃数的一半。由此得出

h′=h× (n)/(n+1) × (a)/(a-X₀) （2）

在上述公式中，h′取决于n，因子n/n+1与1偏差很小，因此，用公式（1）来确定中心的误差非常小。很清楚，微处理机可以按这样的方式编程：公式（1）适用于偶数阶跃的情况，而公式（2）适用于奇数阶跃的情况。实际上，X₀不可能是零值，但至少是最小的比特值，这样，所需的锯齿波形只能用给定的近似值来获得。

可以注意到，在稳态电路装置中，于t₀时刻所测得的偏差X₀将是很小的，以致当t₀时刻以后立刻出现的时钟脉冲出现时，已经为各阶跃高度赋予新值h′。从该时刻起，锯齿波形取得新的斜率，后者与t₀瞬间以前的斜率几乎无差别，在该种情况下，h′的存储时间非常短。

还应当指出，上文已经假定：当场偏转电流为零时，在显示屏上扫描出中心水平行，导致图2的锯齿波形与图象信息中心的零值相交。然而，实际上，就该理想状态而言可能会出现偏差（例如，由于容差），在该种情况下，对应于中心水平行的阶梯波形水平延伸阶跃的电平应当具有预定的值，该值不必恰好是零。

所述场偏转电路适用于具有不同行数和/或场频的视频信号。如果按照不同的电视标准对信号进行转换，通常就会产生具有不同阶跃数以及不同场周期持续时间的阶梯波形。可以用保持设定的初始值a的已知类型的转换来获得上述结果。为了显示隔行扫描的图象，应当以已知方式在构成图象的各场之间产生差别。在2∶1隔行扫描的情况下，级2把具有图象频率的信号加到级3，以便每隔一场从所产生的阶梯波形的初始值中减去等于阶跃高度的一半的电平。这意味着整个阶梯波形向下移动h′/2，从而，在t₀时刻所达到的值同样也减少h′/2。但是，所描述的用于把偏差X₀减至最小限度的控制程序被简化了，这是由于每隔一场（例如，在那些于t₀时刻目标值最接近零的场时）才执行该程序。在m∶1隔行扫描的情况下（此处m是整数），则每隔m-1场执行该控制程序。

如果输入的视频信号不是标准信号，或者，如果每场的行数是可变的，则不能肯定地确定中心时刻t₀。当接收各种录象机信号时可能会出现可变行数。因此，最好在场周期中选择一个给定行作为基准行，而借助于上述程序把对应于该行的水平延伸阶跃的电平引到大体预定的值。从而使该基准行固定于显示屏上，而且，因为是以正确的方法来导出各阶跃的高度的，所以，除了非常靠后的各行以外，所有其他各行同样也相对于待显示的图象信息而固定。这就省去了所需的定中心装置。上述定中心装置（其设定可随时间而变化）可能会引进必须予以校正的线性误差。此外，定中心装置不能适用于各种不同的标准。以上说明适用于由级3产生的数字信号直接加到转换器5的情况。用中间级进行使数字信号变得适合于场偏转的校正。这种校正是所谓S形校正，通过这种校正而把图2的线性锯齿波形转换成预定的S波形。所述校正有以下的结果：各阶跃的垂直高度按照预定的时间函数，在前一半周期中连续地增加直到t₀时刻为止，然后，在t₀时刻以后，各阶跃的垂直高度连续地减少，锯齿波形的零交叉点的位置则保持不变。因为由此引起的变化可结合在微处理机的程序中，显然，可以将级4省去。

与所述的用于场偏转的发生器相类似，可以产生用于行偏转的阶梯波形信号。此时，该信号的重复频率是行频，而时钟脉冲的频率是所述行频的倍数。各水平行不是连续地而是按步写在显示屏上的。一种情况是每行至少有象视频样值一般多的点。起动信号出现于行消隐间隔以后显示图象信息的时刻，而复位信号出现于接着的行消隐之前中断图象信息的时刻。所述测试脉冲出现于上述时刻之间的基准时刻。

在上文中，微处理机是用这样一种方式对场变化进行编程的，即，在场周期中给定的时刻（例如，t₀），阶梯波形的水平延伸阶跃达到给定的电平。所述微处理机能够以另一种方式进行编程，以便测量达到给定电平的时刻。这需要具有比用以产生阶梯波形各阶跃的行频时钟脉冲更高频率的第二时钟脉冲源。例如，如果选用零电平，则t₁和t₀时刻之间出现n₁个第二时钟脉冲。锯齿波形的零交叉点出现在t₃时刻，而n₂个第二时钟脉出现于t₁和t₃时刻之间。因而，各阶跃的高度正比于a/n₂。如果或从t₃时刻或从t₁′时刻开始将h′值赋予所述高度（该值正比于a/n₁），则零交点将大致出现在下一场周期期间t₀′时刻。作为h的函数，该新值可由下式得出

h′=h (n₂)/(n₁) （3）

h′也可以从t₀和t₃时刻之间的时间差导出。显然，进行时间测量时的电平不必是零，而可以是任选的值。果然不错，该方法比上述方法更加精确，但是，其缺点是它需要较高的时钟频率，该频率可能得不到。

用于上述的场偏转的方法的程序包括三个子程序，图3中示出用于场偏转的各程序框图。第一子程序（3a）随场复位脉冲的出现而起动。在步骤31中，按照关于a值、所述高度的旧值h和X₀（这些值是从存储器取得的）的公式（1）计算垂直阶梯高度的新值h′。在步骤32中，将新值h′赋予电平x，该值由此变成可利用的。第二子程序（3b）随行频时钟脉冲的每次出现而起动，并且，在步骤34中将电平x减去h值，从而，所获得的值x-h变成可利用的。最后，第三子程序（3c）包括步骤35，在该步骤中，把一旦测试脉冲出现时变数x呈现的x₀值加到存储器中。

图4示出所述的用于场偏转的第二种方法的程序中所包含的四个子程序。第一子程序（4a）包括41、42和43三个步骤，步骤42和43与图3a中步骤32和33相同，而在步骤41中，按照公式（3）计算新值h′。第二子程序（46）随行频时钟脉冲的出现而起动，该子程序包括步骤44，在该步骤中进行行数是否为零的校核。如果该行数不是零，在步骤45中，值x-h被赋予电平x。否则，在步骤46中，设置计数器，然后，转移到步骤45。在步骤47中进行x是否基本上是零值的校核，并且，如果是零，准备加到存储器的值n₂在步骤48中被赋予计数器的计数。否则，该第二子程序将结束。第三子程序（4c）只包含步骤49，在该步骤中，计数器的计数增加1，最后，在第四子程序（4d）的步骤50中，当测试脉冲出现时，将待加到存储器的值n₁赋予计数器的计数。

上述说明给出根据本发明原理的偏转电路的实例。显然，本发明可以包括各种变型，它们都在本发明的范围内。可以注意到所述的电路除了输出级和偏转线圈之外，还可以用于如下的图象显示装置中，即，在该装置中，所述图象显示并不依赖于阴极射线管中电子束的偏转和轰击，而是基于发光象素（例如液晶）的定址。还可以把偏转视为显示屏象素的定址。

Claims

1、一种适用于接收包括图象信息、行和场同步信号，以及行和场消隐信号的视频信号，并且，适用于把图象信息显示在显示屏上的图象显示装置，所述装置包括用于产生为显示屏的象点定址的周期性的阶梯波形信号的发生器，所述信号每当周期性的时钟脉冲出现时，就变成不同于起动信号出现时的可设定的初始值，同时，具有也是可设定的阶式变化，并且，在复位信号的作用下，接着又呈现初始值，其特征在于：该阶梯波形发生器适宜于执行以下各项技术措施：

在预定的测试时刻测试阶梯波形值，或者，当阶梯波形处于预定的电平时测试该时刻，

将该测试到的值与预定的目标值进行比较，

从所述比较和为阶梯波形的阶跃高度设定的初始值导出一个新值，对于该新值，实测值与目标值之差具有预定的值，以及

把阶梯波形各阶跃的高度设定为该新值。

2、如权利要求1中所要求的图象显示装置，其特征在于：所述起动信号出现于显示待显示图象信息的起始时刻，而所述复位信号出现于其最后时刻，阶梯波形各阶跃高度的新值是为在显示屏中心象点中两个信号之间的中心时刻显示图象信息而导出的。

3、如权利要求1中所要求的图象显示装置，其特征在于：所述阶梯信号发生器具有用于存储求得的新值以及用于在测量后第一起动信号出现的时刻把所述阶梯波形各阶跃的高度设定为该新值的存储器。

4、如权利要求3中所要求的图象显示装置，其特征在于：起动信号出现于显示待显示图象信息的起始时刻，在该时刻，产生阶梯波形的第一水平延伸阶跃，同时，为即将到来的周期设定阶梯波形阶跃的高度。

5、如权利要求4中所要求的图象显示装置包括：用于处理接收的视频信号中的各同步脉冲，以及用于产生基本上与接收的视频信号中的各相应信号同步的本机行和场信号的同步信号处理级，其特征在于：阶梯波形信号的重复频率是本机场信号的频率，所述时钟脉冲频率等于本机行信号的频率，所述起动信号、复位信号以及时钟脉冲是从所述同步信号处理级产生的，在所述测试时刻，该同步信号处理级把测试脉冲加到阶梯信号发生器上。

6、如权利要求5所要求的图象显示装置，适用于接收和显示具有m∶1交错的隔行扫描的视频信号，其中m是整数，在不同的场周期期间所产生的阶梯波形在垂直方向上彼此相对地移动，其特征在于：每隔m-1场就产生所述测试脉冲。

7、如权利要求4所要求的图象显示装置包括：用于处理接收的视频信号中的各同步脉冲，以及用于产生基本上与接收的视频信号中的行信号同步的行信号的同步信号处理级，其特征在于：阶梯波形信号的重复频率是本机行信号的频率，所述时钟的频率是所述行频的倍数、起动信号、复位信号以及时钟脉冲是从所述同步信号处理级产生的，在所述测试时刻，该同步信号处理级把测试脉冲加到阶梯信号发生器上。