CN1030335A

CN1030335A - 偏转同步设备

Info

Publication number: CN1030335A
Application number: CN88103996A
Authority: CN
Inventors: 杰弗里·巴兹尔·伦达罗
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1987-06-30
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1989-01-11
Also published as: FI883053A0; DE3878492T2; KR890001351A; DE3878492D1; FI883053A; FI86021B; KR970005217B1; CN1016929B; US4769705A; JPS6425674A; FI86021C; JP2982810B2; HK1002136A1; CA1259128A; EP0297847B1; EP0297847A1

Abstract

电视偏转设备的锁相环电路(20)产生频率为行频(f_H)的第一信号(O_H)和频率为32倍行频(f_H)的第二信号(O_32H)，这两个信号都同步于行同步信号 (S_H)。处于锁相环电路(20)之外的分频器(45)从第二信号(O_32H)产生频率为行频(f_H)的第三信号 (54a)。利用第一信号(O_H)来同步分频器(45)，使第三信号(54a)相对于第一信号(O_H)的相位为恒定的相位关系。控相环(70)利用第三信号(54a)来控制偏转电流(i_Y)的相位。

Description

本发明涉及用于电视设备的偏转同步装置。

电视信号的电视显示是通过电子束在显像管的可视屏幕表面上进行反复扫描产生出来的。为了在屏幕上形成能够代表要显示图形的图像，以视频信号来调制电子束的强度。为了使电子束的扫描与显示信息相同步，使扫描或偏转电路与复合视频信号中与图像信息组合在一起的同步信号相同步。当接收时，同步信号可能含有电噪声形式的失真。

传输时，同步脉冲以稳定的频率复现。由于噪声的存在，普遍通过利用振荡器来实现使行偏转电路与行同步脉冲相同步。振荡器被包含在一个锁相环（PLL）中，并受其控制。振荡器产生其频率等于例如同步信号频率f_H很多倍的信号。例如，即使当一个同步脉冲被噪声所淹没，但因使用了锁相环，还能使振荡器的频率基本上保持不变，并使偏转电路继续接受规则的偏转控制脉冲。

为了锁相环的稳定性起见，可能最好是采用工作频率高于f_H的振荡器，在振荡器之后跟有分频器装置，分频器装置从振荡器的信号而产生出具有高稳定度的行频输出信号。行频输出信号可由锁相环锁定于输入同步信号的平均相位上。

这种锁相环是例如内装于一种由东芝公司制造的集成电路（IC）TA7777（东芝IC）中的。东芝IC或其它类似的集成电路，在一对相应的输出端上分别产生频率为行频f_H的第一输出信号和频率为32倍行频f_H的第二输出信号。在电视接收机中，第一输出信号可用来产生行频偏转电流。

在正常工作的电视接收机中，行偏转电路的输出级产生高压回扫脉冲。通常是通过对这种高压脉冲整流和滤波，来取得使接收机显像管工作所需要的阳极高压。

偏转绕组中偏转电流的定时和由行偏转电路输出级所产生回扫脉冲的定时，可能以取决于阳极电压发生电路负载的方式而变动。例如，这种负载取决于在显像管上显示出来图像的亮度。行回扫脉冲定时中的这种变动可能不利地引起显示出来图像的失真。

为了防止偏转电流相对于同步信号的延时量发生变动，可以采用双反馈环路装置。在这种装置中，行振荡器产生例如频率高于行频的信号。在分频器中，对振荡器产生的信号进行分频，并产生近似于行频的输出信号。具有较长时间常数的锁相环控制着振荡器，使其输出信号保持与行同步信号同频、同相。可以把分频器包括在锁相环中。为了校正行偏转电路输出级中延时量取决于负载的那种变动，可以采用控相环（PCL）电路。控相环包括鉴相器，把鉴相器的第一输入端连接到锁相环的输出端上;为了响应于回扫脉冲，把鉴相器的第二输入端连接到偏转电路的输出极上。鉴相器根据第一输入端和第二输入端上的信号来产生相位差指示信号。把环路滤波器连接到鉴相器输出端上，以形成控制信号。响应于环路滤波产生的控制信号，可控移相器产生具有可变延时的行频激励脉冲，这种可变延时使回扫脉冲与锁相环的输出信号相同步，即使是当电子束电流的负载发生变动时。

在某些应用中，由于控相环内部工作的需要，控相环要求频率为行频的不同倍数的定时信号，这种定时信号相对于锁相环的行频输出信号具有相应预定的恒定相位。最好是从例如锁相环中产生的信号（其频率为行频的很多倍）中来产生这种定时信号中的各个信号。

根据本发明的一个方面，电视设备包括同步输入信号的源，该同步输入信号的频率与偏转频率有关。在第一端子上产生同步于输入信号的第一信号，第一信号的频率为第一频率，它与输入信号的频率有关。响应于第一信号的第一分频装置在第二端子上产生第二信号，第二信号的频率为第二频率，它与偏转频率有关，并低于第一频率。响应于第一信号的第二分频装置产生第三信号，第三信号的频率低于第一频率。产生了耦合到第二分频装置上的相位复位信号。相位复位信号相应于第二信号的相位来变动第三信号的相位，以复位第二分频装置。把第二信号和第三信号耦合到应用电路上。为满足其正常工作，应用电路要求第三信号的相位与第二信号的相位相对应。

图中：

唯一的这幅图示出实施本发明、用来控制偏转绕组中偏转电流相位的锁相环电路和控相环电路。

以示意方式，把具有周期H（在NTSC标准中，H为63.5微秒）、并具有相应频率f_H的行同步脉冲S_H，从电视接收机中传统的同步分离器（图中未示出）耦合到鉴相器30的输入端30a上。把在稳态工作期间频率为f_H的信号O_H，通过电容器C_c耦合到鉴相器30的第二输入端30b上，鉴相器30产生相位差指示信号P_H，P_H是信号S_H与信号O_H之间相位差的指示，它被耦合到压控振荡器31的频率控制输入端31a上。振荡器31产生频率为32f_H的输出信号O_32H。在分频器32中，把信号O_32H除以32，产生信号O_H。鉴相器30、振荡器31和分频器32组成锁相环（PLL）电路20，锁相环20可以包括在诸如东芝IC的第一集成电路100中。锁相环20的工作使信号O_H和O_32H与信号S_H相同步。

具有控制部分（该控制部分可以是第二集成电路200中所固有的）的控相环（PCL）70，产生频率为f_H的信号D_H。把信号D_H通过倒相器133耦合到行激励器33上，把行激励器33产生的信号33a耦合到开关晶体三极管Q₁的基数上。晶体三极管Q₁包括在例如传统行输出级99中。输出级99在回扫变压器To的绕组34中产生高压回扫脉冲，在高压电源35中利用该回扫脉冲来产生端子35a上的阳极电压U。把电压U耦合到电视接收机中阴极射线管（图中未示出）的阳极电极上。控相环70以这样的方式同步于信号O_H，使偏转绕组L_y中的偏转电流i_y相对于信号O_H保持为恒定的相位关系，任凭变化的电子束电流以下面将要详述的方式来对绕组34加负载。

集成电路200包括体现本发明的一个方面的分频装置45。装置45包括具有时钟接受端40a的触发器40，40a接受频率为32f_H的信号O_32H。触发器40产生输出信号E_16H，每当信号O_32H的定时脉冲边缘出现时，E_16H则发生电平反转或改变状态。信号E_16H的频率为16f_H，是信号O_32H的频率之半。触发器40形成5级级联耦合分频装置45中的第一级，45包括触发器40-44。注意，装置45中的任何一个分频级与分频器32中的任何一级都不共用。装置45在触发器40-44的相应输出端上，分别产生频率为16f_H、8f_H、4f_H、2f_H和f_H的相应输出信号E_16H、E_8H、E_4H、E_2H和E_H。

在实现本发明一个方面的过程中，把行频信号O_H通过与门52耦合到触发器40-44中每一个触发器的相应复位脉冲接受端RESET（复位）上，用来使信号E_16H、E_8H、E_4H、E_2H和E_H中每一信号的相位迅速复位，以保证这些信号的相位与信号O_H的相位相一致。如下所述，当信号O_H的前沿O_Ha出现时，通过使触发器40-44中每一个触发器突然呈现为“假”（FALSE）状态，来完成对这些信号相位的复位。用这种方法把触发器40-44复位。因为把触发器40-44设置于锁相环20的反馈环路之外，所以，需要把触发器40-44复位。如果不把触发器40-44复位，则触发器40-44中每一个触发器输出信号的相位将成为不预定的了，这一点是不利的。如果不预定触发器40-44输出信号的相位，则控相环30将不能适当地工作，这也是不利的。

触发器51把信号O_H延时约1微秒，形成倒相的已延时信号51a。1微秒延时时间起因于：对于触发器51进行控制时利用的时钟是信号O_32H的过渡沿，该过渡沿出现在对于分频器32进行控制时用作时钟的个过渡沿之间。耦合到与门52输入端52a上的已延时信号51a，在信号O_H的前沿O_Ha以后1微秒使与门52截止。因此，当信号51a和O_H同时处于相应的“真”（TRUE）状态时，在导线49上产生了脉冲50。具有持续时间约1微秒、频率为行频f_H的脉冲50同步于信号O_H。当脉冲50出现时，把触发器40-44中的每一个触发器复位，以使相应的输出信号处于相应的预定状态（诸如假状态）下。如果没有脉冲50所执行的复位操作，则在触发器40-44的输出端上，信号的相位将成为不预定的了，这一点是不利的。

触发器40-44中每一个触发器的输出信号也是周期性的，其频率为信号O_H和信号50的频率f_H。所以，如果在锁相环20的信号O_H和O_32H中没有出现显著的相位干扰，一经被信号50复位之后，则触发器40-44中每一个触发器的相应输出信号，在每一个相继的周期H中，相对于信号O_H保持为恒定的相位关系。当然，触发器40-44、51和门52都设置于锁相环20的反馈环路之外。

根据本发明的一个方面，由于具有这样同步于信号O_H的信号E_16H、E_8H、E_4H、E_2H和E_H，所以，可以利用这些信号来提供定时信号，这种定时信号的脉冲边缘在信号O_H的每个周期内于预定的瞬间出现。每一个这种定时脉冲或信号所实现的分辨率，是由信号O_32H的周期来确定的。在触发器53的输出端53a上产生的、用来产生控相环70中锯齿形基准信号的行频信号36，是这种定时信号有代表性的一个实例。

为了产生信号36，把信号E_4H、E_2H和E_H耦合到与门54的相应输入端上，当这种信号中的每一个信号与其它信号同时处于真（TRUE）状态下时，54产生具有真状态的信号54a。把信号54a耦合到触发器53的数据输入接受端53C上。把信号E_8H耦合到触发器53的时钟输入接受端53b上。触发器53把信号54a延时其值由信号E_8H确定的一个时间间隔从而形成信号36。在约8微秒期间内，信号36处于真状态下;在周期H的其余期间内，信号36处于假状态下。利用门54和触发器53，把信号36相对于信号O_H延时一段预定的时间（例如，4微秒），这段时间是由信号E_8H、E_4H、E_2H和E_H来确定的。利用信号36来控制集成电路200中斜坡发生器37的定时，如下所述，37被控相环70所利用。

斜坡发生器37产生锯齿形信号37a，把37a耦合到电压比较器38的输入端38a上。发生器37包括耦合到电容器C₃₇上的电流源i_cs，C₃₇可以设置在IC200之外。发生器37的开关37b跨接在电容器C₃₇上，用来使电容器C₃₇放电;此后，只要行频控制信号处于TRUE状态下，它就使电容器C₃₇两端的锯齿形信号37a保持为恒定电平。当信号36处于FALSE状态下时，电流源i_cs对电容器C₃₇充电，形成信号37a的上升斜坡部分37c。

还把信号O_H通过触发器39耦合到第二鉴相器57的输入端57a上。利用信号E_8H对于触发器39进行时钟控制，使之产生已延时的信号39a，39a相对于信号O_H延时约4微秒。应用4微秒延时的目的是校正控相环70中的各种延时，诸如下述在延时和脉冲成形网络58中的延时。把在回扫变压器TO的绕组136上得到的信号F_H，通过延时和脉冲成形网络58耦合到第二鉴相器57的第二输入端57b上。信号F_H是偏转绕组L_y中偏转电流i_y相位的指示。第二鉴相器57的输出信号59是信号39a与信号F_H之间相位差的指示，为了在比较器38的第二输入端38b上形成控制信号66a，该输出信号59通过低通滤波器66耦合出去。

在给定的周期H期间内，当信号37a的斜坡部分37c变得大于比较器38中端子38b上的信号66a时，比较器38产生输出信号60的信号过渡沿，把60耦合到单稳态触发器61的触发输入端61a上。于是，触发器61产生脉冲D_Ha，如图示，D_Ha具有恒定的持续时间，例如，把D_Ha通过倒相器133耦合到行激励器33上，使晶体管Q₁变成不导通。比较器38以这样的方式来变动脉冲D_Ha相对于信号O_H的相位，使信号F_H相对于信号O_H有恒定的相位关系。因此，在高压电源35的端子35a上阳极负载的变动（这种变动倾向于使信号F_H的相位发生变动），将引起控制信号66a的相应变动，66a将以负反馈方式来变动脉冲D_Ha的延时相位。脉冲D_Ha相位的变动将使信号F_H和偏转电流i_y的相位相对于信号O_H保持恒定，任凭信号F_H的相位发生变动。

控制环70中相对于回扫信号F_H相位变动的跟踪响应时间，短于锁相环20中相对于同步输入信号S_H相位变动的相应跟踪响应时间，这是由于为了适应输出级99中转换时间的快速变动从而已把控相环70作出最佳化设计的缘故。而这种转换时间快速变动是由于电子束电流的快速变动所引起的。为了消除伴随信号S_H中同步脉冲的噪声和跳动，锁相环20作了最佳化设计。

这样，设置于锁相环20反馈环路之外的分频装置45产生定时脉冲，这种定时脉冲与分频器32产生的信号O_H保持同相。如上所示，分频器32包括在锁相环20的反馈环路中。根据本发明的一个方面，通过应用脉冲50把分频装置45中的触发器40-44复位，从而实现分频装置45中定时信号的相位保持。

Claims

1、一种电视设备，包括：

其频率与偏转频率(f_H)有关的同步输入信号(S_H)源；

响应于输入信号(S_H)用来在第一端子上产生第一信号(O_32H)的装置(20)，第一信号同步于输入信号，第一信号的频率为第一频率(32f_H)，第一频率与输入信号(S_H)的频率有关；

响应于第一信号(O_32H)用来在第二端子上产生第二信号(O_H)的第一分频装置(32)，第二信号的频率为第二频率(f_H)，第二频率与偏转频率有关并低于第一频率(32H)；该设备特征在于：

第二分频装置(45)响应于第一信号(O_32H)而产生第三信号(54a)，第三信号的频率为f_H，它低于第一频率(32f_H)；

装置(51、52)响应于第二信号(O_H)而产生相位复位信号(50)，50被耦合到第二分频装置(45)上，用以相应于第二信号(O_H)的相位去改变第三信号(54a)的相位，从而使第二分频装置(45)复位；以及，

应用电路(99)响应于第二信号(O_H)和第三信号(54a)，为了使99能够正常工作，要求第三信号(54a)的相位相应于第二信号(O_H)的相位。

2、一种根据权利要求1的设备，其特征在于：在锁相环电路（20）中产生第一信号（O_32H）和第二信号（O_H），使得第一信号（O_32H）和第二信号（O_H）中的每一个信号都同步于输入信号（S_H）。

3、一种根据权利要求2的设备，其特征在于：锁相环电路（20）被包括在第一集成电路（100）中，在此，第二分频装置（45）被设置在第一集成电路（100）之外。

4、一种根据权利要求2的设备，其特征在于：控相环电路（70）响应于第三信号（45a），以可控相位而产生控制信号（D_H），在此，应用电路（99）包括响应于控制信号（D_H）的偏转电路输出级，所述输出级（99）产生偏转周期指示信号（F_H），F_H是偏转绕组（L_y）中偏转电流（i_y）相位的指示，偏转周期指示信号（F_H）被耦合到控相环电路（70）的鉴相器57上，57根据偏转周期指示信号（F_H）与第二信号（O_H）之间的相位差来变动控制信号（D_H）的相位。

5、一种根据权利要求4的设备，其特征在于：装置（37）响应于第三信号（54a），从而产生同步于第三信号（54a）的锯齿形波形（37a）;以及，比较器（38）当锯齿形波形（37a）的电平相应于鉴相器（57）输出信号（59）的电平时，响应于锯齿形波形（37a）和响应于鉴相器（57）输出信号（66a），从而产生控制信号（D_H）。

6、一种根据权利要求2的设备，其特征在于：锁相环电路（20）的反馈环信号通路包括第一分频装置（32），在此，第二反馈装置（45）被设置于锁相环电路（20）的反馈环信号通路之外。

7、一种根据权利要求1的设备，其特征在于：相位复位信号产生装置（51、52）包括：响应于第一信号（O_32H）用以根据第一信号（O_32H）来延时第二信号（O_H），从而产生延时的信号（51a）的装置（51）;响应于未延时第二信号（O_H）和延时信号（51a）用来从那里产生相位复位信号（50）的装置（52）。

8、一种根据权利要求7的设备，其特征在于信号延时装置（51）包括触发器，该触发器具有耦合到第一信号（O_32H）上的时钟接受端、耦合到第二信号（O_H）上的输入端（D）和产生所述延时信号（51a）的输出端（Q），其中，触发器（51）中输出端（Q）上的已延时信号（51a）和第二信号（O_H）被耦合到门电路（52）的相应输入端上，门电路52在其输出端上产生相位同步信号（50）。

9、一种根据权利要求1的设备，其特征在于：第一信号（O_32H）被耦合到具有多个分频级的第二分频装置（45）的时钟接受端（40a）上，其中，相位复位信号（50）被耦合到第二分频装置（45）的第二输入端（49）上，用来当相位复位信号（50）出现时使第二分频装置（45）中每一分频级迅速复位到相应的预定状态上。

10、一种根据权利要求1的设备，其特征在于：第二分频装置（45）被设置于第一分频装置（32）之外。

11、一种根据权利要求1的设备，其特征在于：相位复位信号）使第三信号（54a）与第二信号（O_H）之间的相位差保持恒定，而在输入信号（S_H）中出现的相位变动。

12、一种电视偏转设备，包括：

同步输入信号（S_H）源，该同步输入信号的频率与偏转频率（f_H）有关;

响应于输入信号（S_H）从而产生第一信号（O_H）和第二信号（O_32H）的锁相环电路（20），这两个信号的频率不同，但是，它们每一个都与偏转频率（f_H）有关;该设备特征在于：

分频装置（45）响应于第二信号（O_32H）从而产生第三信号（54a），54a的频率与第二信号（O_32H）的频率有关，但低于第二信号（O_32H）的频率;

相位复位装置（51、52）响应于第一信号（O_H），从而产生相位复位信号（50），信号50被耦合到分频装置45上，以复位第三信号（54a）的相位，使得一经复位之后，第三信号（54a）的相位相对于第一信号（O_H）的相位保持恒定;

斜坡电压发生器（37）响应于第三信号（54a）从而产生具有锯齿形波形（37c）的斜坡信号（37a），37c的相位由第三信号（54a）的相位来确定;

偏转电路输出级（99）响应于控制信号（D_H），从而产生偏转绕组（L_y）中的偏转电流（i_y），其相位由控制信号（D_H）的相位来确定;并且从而产生相位指示信号（F_H），F_H是偏转电流（i_y）相位的指示;

鉴相器（57）响应于第一信号（O_H）和相位指示信号（F_H），从而根据相位指示信号（F_H）与第一信号（O_H）之间的相位差以产生相位差指示信号（59）;以及，

相移装置（38、61）响应于相位差指示信号（59）和斜坡信号（37c），从而产生控制信号（D_H），D_H的相位根据相位差指示信号（59）而变动，D_H的频率由斜坡信号（37c）来确定。

13、一种根据权利要求12的设备，其特征在于：第一信号（O_H）的频率为行频（f_H）。

14、一种根据权利要求12的设备，其特征在于：分频装置（45）一经复位之后，如果相位指示信号（F_H）的相位和输入信号（S_H）的相位发生变动，使得第三信号（54a）的相位相对于第一信号（O_H）的相位保持同一。

15、一种根据权利要求12的设备，其特征在于：分频装置（45）包括一连串分频级（40-44），每一个分频级具有与相位复位信号（50）相连接的相应端子，当相位复位信号（50）出现时使得分频级（40-44）中的每一级与其它级同时复位到相应的预定状态上。

16、一种根据权利要求12的设备，其特征在于：锁相环电路（20）被包括在集成电路（100）中，并且其中分频装置（45）被设置于集成电路（100）之外。

17、一种电视偏转设备，包括：

用来产生第一信号（O_32H）的可控振荡器（31），第一信号的频率与输入信号（S_H）的频率有关;

响应于第一信号（O_32H），从而产生第二信号（O_H）的第一分频器（32），第二信号的频率（O_H）与第一信号（O_32H）的频率有关，并低于第一信号（O_32H）的频率;

响应于输入信号（S_H）和第二信号（O_H），从而用来产生相位差指示信号（P_H）的第一鉴相器（30），信号P_H被耦合到可控振荡器（32）上，以使第一信号（O_32H）与第二信号（O_H）同步于输入信号（S_H），从而使得第一鉴相器（30）、振荡器（31）和第一分频器（32）形成馈相环电路（20）的反馈环信号通路;该设备的特征在于：

第二分频器（45）响应于第一信号（O_32H）并设置于第一锁相环电路（20）的反馈环信号通路之外，从而产生第三信号（54a），第三信号的频率与第一信号（O_32H）的频率有关，并低于第一信号（O_32H）的频率;

偏转电路输出级（99）响应于其频率相应于输入信号（S_H）频率的第四信号（D_H），从而产生偏转绕组（L_y）中的偏转电流（i_y），并从而产生信号（F_H），F_H是偏转电流（i_y）相位的指示;

第二鉴相器（57）响应于相位指示信号（F_H）和第二信号（O_H），从而产生相位差指示信号（59），59是第二信号（O_H）与相位指示信号（F_H）之间相位差的指示;以及，

装置（38、61）响应于第三信号（54a）和相位差指示信号（59），从而产生第四信号（D_H），D_H的频率由第三信号（54a）的频率来确定，D_H的相位由相位差指示信号（59）来确定，使得第二鉴相器（57）、输出级（99）和第四信号发生装置（38、61）形成控相环电路（70）。