CN1066883C - 自动显像管偏压系统的取样脉冲发生器 - Google Patents

Abstract

一种自动显象管偏压(AKB)取样脉冲发生器中的控制电路，在垂直回扫脉冲开始时使电容器开始充电，根据回扫脉冲的终止使电容器开始放电，同时产生AKB输出脉冲，该AKB输出脉冲的宽度由RC时间常数确定，且相对于回扫脉冲的开始时间延迟一段等于回扫脉冲长度且与RC时间常数值无关的延迟时间。这有这样的好处，即AKB取样脉冲延迟时间随着回扫脉冲而变化(如有的化)且不受RC器件参数变化的影响。

Description

自动显像管偏压系统的取样脉冲发生器

本发明总的说来涉及电视系统，具体地说涉及一种供产生定时脉冲用于自动显像管偏压(以下称AKB)控制系统的定时信号发生器。

电视接收机和监示器有时采用自动显像管偏压控制系统自动产生表示显像管各电子枪现有水平的合适黑图像。由于采取了这种措施，因而显像管重现的图像就避免了受显像管操作参数可能因诸如元器件老化或元器件对温度变化敏感而引起的变化产生的不利影响。

传统的AKB控制系统包括一个在显像管阴极驱动放大器中的电流取样电阻器，该放大器与AKB反馈控制回路中的控制放大器相联，以自动调节显像管的黑电平。通常这是通过在回扫间隔期间对显像管的驱动电平进行取样、将取样与基准电平相比较并将校正电流加到驱动放大器上进行的，其目的在于将黑电平调节到所要求的基准值。若采用RC定时元件产生一种给定宽度由一个时间常数确定且相对于回扫脉冲的延迟由另一个RC时间常数确定的取样脉冲时，则可能会有脉冲误差因采用多个时间常数而累积起来的不希望有的倾向。这些误差可能由例如元器件随温度、时间、湿度等而引起的变化产生的，而且可能需要不时重新调整，以维持正常的脉冲时序。

本发明旨在提供对元器件变化的敏感性较小的AKB取样脉冲发生器。

按照本发明一个方面的AKB取样脉冲发生器包括：一个输入端，供接收垂直回扫脉冲之用；另一个输入端，耦合到时间常数小于垂直脉冲宽度的RC定时电路；和逻辑线路，供在回扫脉冲开始时使一个电容器开始充电，供根据该回扫脉冲的结束使该电容器开始放电，并供同时产生AKB输出脉冲之用，该输出脉冲的宽度(W)由RC时间常数确定，且相对于回扫脉冲的开始时间延迟一段等于回扫脉冲长度(L)且与RC时间常数值无关的延迟时间(Td)。

这里的好处在于，AKB取样脉冲延迟时间，由于只与垂直回扫脉冲的长度有关，因而能有效地“跟踪”或追随回扫脉冲的变化，从而不受RC元件参数变化的影响。另一个好处在于，取样脉冲宽度可以“模拟简化装置”加以控制，而且可以增加(在与脉冲延迟和宽度表现出对元器件敏感的系统同样过扫描量下的)脉冲宽度，从而提高了AKB控制因“孔径”或取样时间增加而产生的精确度。

附图中举例说明了本发明的上述和其它优点。附图中，

图1是用于电视接收机中的自动显像管偏压(AkB)取样脉冲发生器的方框图，部分取原理图的形式。

图2和图3是说明图1的取样脉冲发生器在所选择的与取样脉冲发生器有关的两个RC时间常数下工作的时序图。

图1的电视接收机10有一个开关12用以选择辅助输入端14所提供的基带视频信号S1或具有天线输入端18的射频处理单元16所提供的基带视频信号S2。单元16可以是按传统设计的，包括诸如频道调谐器、中频放大器和用以将加到端子18上的射频输入信号S3转换成基带形式的视频检波器。开关12所选择的视频信号(S1或S2)加到视频处理和矩阵单元20，由该单元产生分量视频信号RGB和垂直回扫定时信号S6。单元20可以是按传统设计的，且可以包括例如，彩色信号解调线路和色调、色度、亮度的控制线路，以及用以产生分量彩色信号R(红)、B(蓝)和G(绿)的矩阵。

RGB彩色信号加到显像管22相应的阴极上，供借助于各显像管驱动放大器显示之用。为简化附图，图中只示出了一个显像管驱动放大器(24)。显像管22可以是一个管中有三个阴极的直观式显像管(如图中所示)，也可以是采用三个分立的显像管和用以将图像组合显示出来的光学系统的投影式显像管。

显像管驱动放大器24是按传统设计的，且包括一个共阴共栅(渥尔曼)连接的共发射极连接输入晶体管25和共基极连接输出晶体管26。晶体管25的发射极经发射极电阻器27接地，电阻器27则与晶体管26的负载电阻器28一起共用确定放大器的增益。互补型PNP/NPN缓冲放大器将晶体管26的输出信号耦合到显像管22的阴极。具体地说，PNP晶体管29和NPN晶体管30的导通通路在地34与B+电源端35之间串联耦合。晶体管29和30集电极电路中的电阻器31和32分别起限流作用。此外，电阻器31在AKB用途方面还起检流电阻器的作用，稍后即将说明。为减小交越失真，在负载电阻器28与输出晶体管26的集电极之间插接了一个二极管36，以便在互补型输出晶体管29与30的各基极之间产生1Vbe的补偿电压。当然，输出驱动器不一定非要“单端式”的不可，而是可以是如图示的那一种“推挽”式或互补式发射极输出器。晶体管29和30的各发射极与显像管22的蓝(B)阴极之间耦合的电阻器33起闪络保护作用。此外必要时还可设放电间隙保护。

检流电阻器31向AKB集成电路40的输入插脚2提供电流取样S4，AKB集成电路40的输出插脚1向显像管驱动放大器24的输出晶体管26的发射极提供校正电流S5，用以调节提供给显像管22的阴极的分量信号B′的黑电平。

AKB集成电路40有三个AKB控制回路(典型的一个42以虚线框出)和一个取样脉冲发生器60。发生器60在集成电路40上形成的该部分也用虚线框出。为简化附图起见，只示出了其中一个控制回路42。其它的控制回路与回路42一样，而且也像回路42耦合到驱动放大器24上一样耦合到相应的红(R)和蓝(B)显像管的驱动放大器上。AKB控制回路42有一个键控比较器放大器50，连接得使其将电流取样信号S4与基准电压Vr相比较，以控制耦合到插脚1将校正电流S5提供给驱动放大器24的电流源S6。电流调节是视频信号S1(或S2)垂直消隐间隔期间通过与取样脉冲发生器60提供的取样脉冲SP同步进行的。这稍后即将详细说明。具体地说，取样脉冲发生器60根据加到插脚4上的回扫信号脉冲S6在垂直回扫时间终了时产生取样脉冲SP，从而使开关54闭合，进而将电流源52产生的取样基准电流加到驱动放大器24上。该取样脉冲代表基准驱动电流，用以确定加到显像管的实际驱动电流。取样是在垂直回扫时间终了时的垂直间隔期间进行的，为的是避免受到有效(代表图像的)视频信号的干扰。

放大器50，由取样脉冲SP键控，确定显像管阴极电流S4大于或小于对应于基准电压Vr的电流值，且给电流源56提供控制信号S7，以便将显像管的黑电平调节到所要求的电平。控制信号(电压)S7由经集成电路插脚3耦合到放大器50的输出端的积分电容器57进行平滑处理。

概括一下到此为止所述的操作，集成电路40中的控制回路62会达到平衡或“稳态”状况，在该状况下，加到驱动放大器24的校正电流S5正好足以将驱动显像管22的黑电平维持在加到放大器50的基准电压所确定的电平。该控制回路中的反馈是负反馈，因此具有抵抗黑电平因可能由于诸如元器件老化或温度变化引起的不希望有的变化的倾向的作用。

开关54和键控比较器放大器50的定时或取样脉冲SP由取样脉冲发生器60(虚线框出)产生。该电路耦合到集成电路42的插脚4供接收脉冲长度为L的垂直回扫脉冲。图2和3示出了垂直回扫脉冲(图2中的202或图3中的302)相对于视频处理和矩阵单元20提供的垂直消隐信号(图2中的200或图3中的300)的时序。RC(阻容)定时网络80耦合到集成电路40的插脚5。该网络包括一个耦合在插脚5与电压源+Vcc之间的电阻器84和耦合在插脚5与基准电压源(例如地)之间的电容器82。这些元件值，举例说，分别为6.8千欧和0.033微法。这些值选取得使RC网络的时间常数(Tc)小于垂直回扫脉冲的脉冲长度(L)，其理由稍后即将说明。

发生器60的其余部分包括脉冲形成网络(62，64，66，68，70和72)，该网络耦合到插脚4和5，使AKB取样脉冲SP相对于回扫脉冲开始的时间延迟固定的时间(Td)，且该延迟时间与RC定时网络的时间常数无关，其宽度(W)由RC时间常数控制。

更具体地说，单元60起促使电容器82在回扫脉冲开始时开始充电的作用，使电容器82随着回扫脉冲的结束开始放电，并同时产生AKB输出取样脉冲SP，SP的宽度(W)由RC时间常数确定，其相对于回扫脉冲开始时间的延迟时间等于回扫脉冲的长(L)，且与RC时间常数值无关。

取样脉冲发生器60的电路包括第一(68)和第二(66)阈值检测器，各检测器的第一(+)输入端(经插脚5)耦合到电容器20上，还耦合到充电源(电阻器84)，并耦合到一个放电源，在这里该放电源由经开关72接地的电流源70组成。源70提供的电流，其幅度选择得大于电阻器84能给电容器82提供的最大电流，以确保开关72闭合时电容器82失去电荷的速度大于其累积电荷的速度，这样电容器的电压会下降。

各检测器66和68有一个第二输入端(-)耦合到相应的基准电压源，以接收相应的基准电压VL和VH，其中加到检测器66的电压VL小于加到检测器68的电压VH。发生器60还包括触发器62，触发器62的复位输入端R耦合到插脚4供接收垂直复位脉冲，其置位输入端S耦合到第一检测器68的输出端，其Q或真输出端则耦合到开关72的控制输入端。此外还配备了一个两输入门(“与门”)64，“与门”64的第一输入端耦合到第二检测器66的输出端，第二输入端耦合到触发器62的Q输出端，输出端则连接得使其给集成电路40的三个AKB控制回路42提供取样脉冲SP。

重要的一点是，电容器82的充电源有一个电阻器84，其值相对于电容器的电容值选取，使RC时间常数TC小于垂直回扫脉冲的脉冲长度(L)。比较一下图2和图3可以生动地说明这种选择的原因。图2示出了取样脉冲发生器在假设RC时间常数大于垂直回扫脉冲202的脉冲长度L情况下的工作情况。图3示出了在所要有的RC时间常数小于垂直回扫脉冲的脉冲长度L的情况下的工作情况。如即将说明的那样，在前者的情况下，取样脉冲的时间延迟Td和脉冲宽度W都会与RC定时元件有关，这不是我们所希望的。然而，在后者的情况下(图3)时间延迟Td完全与RC定时元件无关。这里的好处在于，提高了总的定时的精确性，因为延迟时间总是与垂直回扫信号终了的时间完全吻合。因此，在已知的过扫描的情况下，比起Td和W都与RC定时元件有关的系统来，我们可以增加取样脉冲的宽度W。这使我们可以更精确地调节因脉冲积分时间延长引起的校正电流，而且还确保脉冲宽度误差极不可能在消隐时间以外的时间出现。之所以有这个好处是因为延迟时间Td比脉冲宽度大得多，而且由于Td与RC的乘积无关，因此即使有脉冲SP的任何部分移入非消隐时间间隔的最坏情况下RC乘积也不可能变化。

现在举两个电路工作的实例来说明以上所述的情况，一个实例假设RC时间常数比回扫脉冲长度L大(例如，如图2中)，另一个实例假设时间常数比L小(例如，如图3中)。前者的情况参看图2。波形200示出了处理中的视频信号的垂直消隐时间。波形202示出了长度为处理器20所产生的L的垂直回扫脉冲R。从图中可以看出，202的正向转变使触发器62复位，从而使其Q(真)输出端转入低电平。与此同时，触发器62的复位促使开关72这个电容器的充电开关打开，从而使电容器82可以充电。波形208示出了电容器的充电循环过程。当电容器电压等于高阈值电压VH时，检测器68会给触发器62的置位输入端S提供置位脉冲，如波形208所示。与此同时，触发器62的置位状态和比较器66产生的高输出会启动门64，从而产生取样脉冲SP，如波形210所示。这时，开关72会闭合，从而使电容器82放电。电容器电压达VL时，检测器66使门64禁动，从而使脉冲SP终止。因此，在此所假设的RC＞T1的情况下，取样脉冲SP的时间延迟T2和脉冲宽度W都由有关的RC时间常数确定。

图3示出了RC时间常数选取得使其小于回扫脉冲的长度L(RC＜L)时出现的明显差别。可以看出，尽管改变的只是时间常数，电路的运行过程完全不相同，从而使脉冲SP与RC时间常数无关地延迟一段时间。

更具体地说，图3中，电容器82的电压线性变化308的开始部分是与上一个实例的同一时间开始的。但由于时间常数比原先假设的小得多，因而高阈值检测器68启动得早得多，于是电压超过VH，甚至进入起限定作用的状态。但触发器62置位输入端的应用对此并没有影响，因为检测器68的输出端变高时回扫信号仍然高，而且复位输入端抵消了置位输入端。因此这时什么也没有发生，直到复位输入因垂直回扫信号的中止而从触发器62消除掉为止。触发器在回扫信号终止时即刻置位，因为置位端在回扫(复位)信号R除去时处于高电平所致。这使“与”门64起作用，同时使开关72关闭，于是电容器82开始其放电周期。插脚5的电压达低电压基准电平VL时，检测器66使门64禁动，从而使取样脉冲SP终止。电容器82会继续放电，直到收到下一个垂直回扫信号为止。因此，在此情况下(RC＜L)可以看出，脉冲延迟定时与RC的乘积无关，因而不受元器件可能因诸如温度、老化或湿度影响引起的变化的影响。此外，虽然垂直回扫脉冲本身可能变化，但取样脉冲的脉冲位置可以说会跟随垂直回扫脉冲的变化，而重要的一点是相对时间控制。因此，选取RC＜L还有另一个好处，即取样脉冲对垂直回扫脉冲具有跟踪关系。

Claims (2)

1．一种AKB取样脉冲发生器，包括：

第一和第二阈值检测器，各检测器的第一输入端耦合到与充电源和放电源耦合的电容器上，各检测器的第二输入端耦合到相应的基准电压源上；

第一逻辑元件，其第一控制输入端耦合到垂直回扫脉冲源，其第二控制输入端耦合到所述第一检测器的输出端，其输出端则耦合到所述放电源的控制输入端；

第二逻辑元件，其第一控制输入端耦合到所述第二检测器的输出端，其第二控制输入端耦合到所述第一逻辑元件的所述输出端，其输出端则提供所述AKB取样脉冲；且其中：

所述充电源包括一个电阻器，与所述电容器一起选取，以提供短于所述垂直回扫脉冲的脉冲长度(L)的所述RC时间常数(Tc)。

2．如权利要求1的AKB取样脉冲发生器，其中所述阈值检测器，所述逻辑元件和所述放电源被集成在一个集成电路中，并且其中：

所述充电源和所述电容包括在所述集成电路外的分立元件。

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