CN1130614C

CN1130614C - 节能控制装置

Info

Publication number: CN1130614C
Application number: CN95117549A
Authority: CN
Inventors: 南敬泰; 洪义成
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1994-11-30
Filing date: 1995-11-30
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2015-11-30
Also published as: CA2163798C; KR960018840A; DE19544771A1; GB9524547D0; GB2295702B; CA2163798A1; US5550885A; CN1151044A; KR970008512B1; AU3914695A; GB2295702A; AU682985B2; DE19544771C2

Abstract

用于个人计算机、打印机等设备中的节能控制装置，它利用检测输入水平和垂直同步信号而产生悬置信号或断电信号以实现节能。悬置信号为计算机或打印机的最基本操作提供悬置模式，而断电信号则提供系统断电模式。该控制装置设计为数字电路，它包括锁存器、计数器、单稳态多谐振荡器以及其它的逻辑单元。不仅该电路的瞬态响应特性得到了改善，而且该电路可以进行集成化。

Description

节能控制装置

本发明涉及用于诸如个人计算机、打印机等等电气或电子设备的节能控制装置，它借助探测产生于上述设备中的水平同步信号和垂直同步信号而产生一个悬置信号或断电信号以便节约动力。

节能是个人计算机、打印机之类电气或电子设备的功能之一，它可在设备于预定时间内未使用时自动将该设备置于节能模式，从而防止不必要的能量消耗。节能功能可分为：悬置模式，它用于对设备的最基本操作提供能源；断电模式，它用于切断电源。在个人计算机中，如果在预定时间内未输入键盘信号，则处理器向节能控制装置提供一个水平同步信号和一个垂直同步信号，而这些信号被用于正常互作模式下的监视器。然后，该节能控制装置检测这些同步信号并与该同步信号一道向中央处理器(CPU)提供一个悬置信号以命令该CPU进入悬置模式，或提供一个断电信号以命令该CPU进入断电模式。

图1为常规节能装置的电路示意图。参考图1，该常规装置配有：二极管D1，它用于钳制输入水平同步信号Hsync的电平；晶体管Q1和Q2，它们由通过二极管D1输入的水平同步信号Hsync而反向地导通或截止；二极管D6，它用于钳制输入垂直同步信号Vsync的水平；晶体管Q4和Q5，它们由通过二极管D6输入的垂直同步信号Vsync而反向地导通或截止；二极管D2至D5以及电容C2、C3和C5，它们用于对晶体管Q1，Q2，Q4和Q5的输出进行整流并使之平滑；以及输出晶体管Q3，Q6至Q8，它们受控而依据经整流并平滑的输出信号导通或截止，从而提供一个悬置信号SUS或断电信号PC。

数标C1和C4表示耦合电容，R1至R11表示电阻，而B⁺表示电源。

现将说明上述构造的常规节能控制装置的互作原理。

再参考图1，如果水平同步信号Hsync与垂直同步信号Vsync二者同时输入，则该输入水平同步信号Hsync通过电容C1和二极管D1被钳位，而该钳位的同步信号通过加速电容C6和电阻R1施加于晶体管Q1和Q2以操纵该晶体管Q1和Q2进行互作。晶体管Q2的输出由二极管D2和D3以及电容C2和C3整流成直流(DC)信号，而该DC信号被施加于晶体管Q3和Q7之上。晶体管Q3由二极管D2和电容C2的整流电压而导通，而晶体管Q7则由二极管D3和电容C3的整流电压而导通。如果晶体管Q7导通，则晶体管Q8便截止。

与此同时，该输入垂直同步信号Vsync通过电容C4和二极管D6被钳位，而该钳位的同步信号通过电阻R6施加于晶体管Q4和Q5以操纵该晶体管Q4和Q5进行互作。晶体管Q5的输出由二极管D4和D5以及电容C3和C5整流，而该经整流的DC信号被施加于晶体管Q6和Q7之上。晶体管Q6由二极管D5和电容C5的整流DC电压而导通，从而使悬置信号SUS处于低电平。同理，晶体管Q7由二极管D4和电容C3的整流DC电压以及二极管D3的整流电压而导通，从而使断电信号PO处于低电平。在这种情况下，该系统处于正常模式。

在输入水平同步信号Hsync而不输入垂直同步信号Vsync的情况下，晶体管Q6仍保持截止，从而导致晶体管Q3截止和晶体管Q7导通。因此，悬置信号SUS变为高电平，而断电信号PO处于低电平，从而使得该系统进入悬置模式。反之，在输入垂直同步信号Vsync而不输入水平同步信号Hsync的情况下，晶体管Q4，Q5和Q7均导通，而晶体管Q3和Q6截止。因此，悬置信号SUS变为高电平，而断电信号PO处于低电平，从而同样使得该系统进入悬置模式。

在既不输入水平同步信号Hsync也不输入垂直同步信号Vsync的情况下，晶体管Q1至Q3以及Q7均截止，且晶体管Q4至Q6亦由于缺少水平和垂直同步信号Hsync和Vsync而截止。由于晶体管Q7截止，晶体管Q8则导通，从而悬置信号SUS处于低电平，而断电信号PO则变为高电平，从而使得该系统进入断电模式。

然而，图1所示的常规节能控制装置具有缺陷，即由于其作为模拟电路而构造，从而它具有不良的瞬态响应特性。另外，由于电路中所应用的电容器的电容，该常规节能控制装置的初始操作就变得不稳定。这将导致节能可靠性的下降，并使得难于进行电路的集成。

本发明的目的是提供一种节能控制装置，该装置使电路集成成为可能并借助以数字电路构造该装置而改善其瞬态响应特性。

为实现上述目的，根据本发明的节能控制装置包括：水平同步信号输入装置，它用于提供一个与系统时钟信号同步的水平同步信号；水平同步信号检测装置，它用于借助对该水平同步信号输入装置的输出进行计数而检测该水平同步信号是否被输入；被检水平信号输出装置，它用于根据该水平同步信号检测装置的输出而输出水平断电信号；垂直同步信号输入装置，它用于提供一个与系统时钟信号同步的垂直同步信号；垂直同步信号检测装置，它用于借助对该垂直同步信号输入装置的输出进行计数而检测该垂直同步信号是否被输入；被检垂直信号输出装置，它用于根据该垂直同步信号检测装置的输出而输出垂直断电信号；控制信号输出装置，它根据来自该被检水平信号输出装置的水平断电信号和来自该被检垂直信号输出装置的垂直断电信号而输出系统断电信号或悬置模式的悬置信号；以及时钟生成装置，它用于向该水平同步信号检测装置和垂直同步信号检测装置提供上述系统时钟信号。

附图简要说明：

参考附图说明本发明优选方案将使得本发明的上述目的以及其它特点和优越性变得更加鲜明。这些附图如下所述。

图1为常规节能控制装置的电路示意图；

图2为根据本发明一种方案的节能控制装置的电路示意图；

图3A至3I为与图2各点水平同步信号相关的波形图；

图4A至4I为与图2各点垂直同步信号相关的波形图；

图5为根据本发明另一种方案的节能控制装置的电路示意图。

图2给出了根据本发明一种方案的节能控制装置的电路。该控制装置包括：水平同步信号输入部分100，它用于将输入水平同步信号Hsync与系统时钟信号CLK同步并输出该同步的水平同步信号；水平同步信号检测部分200，它用于借助对水平同步信号输入部分100的输出进行计数而检测水平同步信号Hsync是否被输入；以及被检水平信号输出部分300，它用于根据水平同步信号检测部分200所提供的水平同步信号Hsync而输出一个水平断电信号HPO。

该控制装置还包括：垂直同步信号输入部分400，它用于将输入垂直同步信号Vsync与系统时钟信号CLK同步并输出该同步的垂直同步信号；垂直同步信号检测部分500，它用于借助对垂直同步信号输入部分400的输出进行计数而检测垂直同步信号Vsync是否被输入；以及被检垂直信号输出部分600，它用于根据垂直同步信号检测部分500所提供的垂直同步信号Vsync而输出一个垂直断电信号VPO。

该控制装置还包括：控制信号输出部分700，它用于根据水平断电信号HPO和垂直断电信号VPO输出系统断电信号PO或悬置信号SUS；以及时钟生成部分800，它用于产生并向水平同步信号检测部分200和垂直同步信号检测部分500提供系统时钟信号。

水平同步信号输入部分100包括：触发电路1，它用于使水平同步信号Hsync与系统时钟信号CLK同步；以及触发电路2，它由经触发器1同步的水平同步信号Hsync所触发。

水平同步信号检测部分200包括：计数器3和5，它们用于在未复位期间对系统时钟信号CLK进行计数，它们的复位是由水平同步信号输入部分100的输出所控制的；AND门4和6，它们用于根据系统复位信号RESET以及输入其上的触发器2的非倒相输出而对计数器3和5进行复位；AND门7和8及OR门9，它们用于结合计数器3和5的输出检测输入水平同步信号Hsync。

被检水平信号输出部分300包括：单稳态多谐振荡器，它根据水平同步信号检测部分200中的OR门9的输出而提供脉冲信号；触发器11，它接受来自单稳态多谐荡器10的脉冲信号作为其时钟信号并根据水平同步信号Hsync输出水平断电信号HPO；单稳态多谐振荡器12，它根据来自水平同步信号输入部分100中触发器1非倒相端的水平同步信号Hsync而提供一个脉冲信号；倒相器13和AND门14，它们用于根据单稳态多谐振荡器12的输出而对触发器11进行复位。

垂直同步信号输入部分400包括：触发器15，它用于使垂直同步信号Vsync与系统时钟信号CLK同步；以及触发器16，它由经触发器15同步的垂直同步信号Vsync所触发。

垂直同步信号检测部分500包括：计数器17和18，它用于在其未复位期间对系统时钟信号进行计数，计数器17和18由垂直同步信号输入部分400的输出而进行复位；AND门19和20，它们根据系统复位信号RESET以及输入其上的触发器16的倒相输出对计数器17和18进行复位；AND门22和23以及OR门24，它们结合计数器17和18的输出检测输入垂直同步信号Vsync。

被检垂直信号输出部分600包括：单稳态多谐振荡器25，它根据垂直同步信号检测部分500中OR门24的输出而提供一个脉冲信号；触发器26，它接受来自单稳态多谐振荡器25的脉冲信号作为其时钟信号并根据垂直同步信号Vsync而输出垂直断电信号VPO；单稳态多谐振荡器27，它根据垂直同步信号输入部分400中触发器15非倒相终端所输出的垂直同步信号Vsync而提供一个脉冲信号；倒相器28和AND门29，它们用于根据单稳态多谐振荡器27的输出而对触发器26进行复位。

控制信号输出部分700包括：AND门30，它用于对来自被检水平信号输出部分300的水平断电信号HPO和来自被检垂直信号输出部分600的垂直断电信号VPO进行与门运算并输出系统断电信号PO；以及OR门31，它用于对水平断电信号HPO和垂直断电信号VPO进行或门运算并输出悬置信号SUS。

时钟生成部分800包括十进制计数器21，它对于系统时钟信号CLK执行十进制操作并向计数器3和5提供输出Q3和向计数器17和18提供输出Q9。

根据本发明如上构造的节能控制装置的互作原理将参考图2、图3A至3I、图4A至4I和图5说明如下。

在同时输入水平同步信号Hsync和垂直同步信号Vsync的情况下，该控制装置被初始化，而随后，时钟生成部分800中的计数器21对于系统时钟信号执行十进制计数。计数器21的输出Q3被提供给计数器3和5作为它们的时钟信号、而计数器21的输出Q9被提供给计数器17和18作为它们的时钟信号。因此，这些计数器可以用与时钟信号同步的计时而进行互作。

如果将如图3I所示的水平同步信号Hsync输入触发器1的输入终端D，则该水平同步信号Hsync与经倒相器32倒相的系统时钟信号CLK相同步，而同步后的水平同步信号从触发器1的输出端Q输出到后面的触发器2作为其时钟信号，并输出到单稳态多谐振荡器12作为其输入数据。

触发器2由水平同步信号Hsync触发，并输出如图3A所示的信号和如图3B所示的倒相信号。如图3A的信号(它由触发器2的非倒相输出端Q而输出)通过AND门6输入到计数器5的复位端RS以便对计数器S进行复位，而如图3B的倒相信号(它由触发器2的倒相输出端Q^*而输出)通过AND门4输入到计数器3的复位端以便对计数器3进行复位。

计数器3和5在复位状态被释放期间(即在高电平期间)执行计数操作。此时，如果存在输入水平同步信号Hsync，AND门7和8的输出保持如图3C和3D所示的低电平，这是由于AND门7和8的复位激活时间设定得短于计数器3和5的输出Q2和Q3。因此，OR门9的输出变为如图3E所示的低电平。

由于OR门9的输出为低电平，当前状态则保持不变，因而不会产生如图3F所示的单稳态多谐振荡器10的输出。因此，触发器11的输出(该触发器接收单稳态多谐振荡器10的输出作为其时钟信号)被维持在如其初始复位状态的低电平，从而导致水平断电信号HPO为如图3H的低电平。此时，单稳态多谐振荡器12接收来自触发器1的水平同步信号Hsync作为其输入数据，并提供一个脉冲信号。如图3G所示，该脉冲信号通过倒相器13和AND门14输入到触发器11作为其复位信号。然而，由于触发器11的输出已经为低电平，所以该复位信号不起作用。

该控制装置关于输入垂直同步信号Vsync的互作原理与上述关于输入水平同步信号Hsync的互作原理相同。

如果如图4I所示的垂直同步信号Vsync被输入到触发器15的输入端D，则该垂直同步信号Vsync与系统时钟信号CLK相同步，而该同步后的垂直同步信号被输入到后面的触发器16作为其时钟信号并被输入到单稳态多谐振荡器27作为其输入数据。

触发器16由输入垂直同步信号Vsync而触发，并输出如图4A所示的信号和如图4B所示的倒相信号。如图4A所示的信号(它来自触发器16的非倒相输出端Q)通过AND门19被输入到计数器17的复位终端RS以便对计数器17进行复位，而如图4B所示的倒相信号(它来自触发器16的倒相输出端Q*)通过AND门20被输入到计数器18的复位端以便对计算器18进行复位。

计数器17和18在复位状态被释放期间(即在高电平期间)执行计数器操作。此时，如果存在输入垂直同步信号Vsync，ANDi)22和23的输出保持如图4C和4D所示的低电平，这是由于AND门22和23的复位激活时间设定得短于计数器17和18的输出Q6和Q7。因此，OR门24的输出变为如图4E所示的低电平。

由于该OR门的输出为低电平，当前状态则保持不变，因而不会产生如图4F所示的单稳态多谐振荡器25的输出。因此，触发器26的输出(该触发器接收单稳态多谐振荡器25的输出作为其时钟信号)被维持在如其初始复位状态的低电平，从而导致垂直断电信号VPO为如图4H所示的低电平。此时，单稳态多谐振荡器27接收来自触发器15的垂直同步信号Vsync作为其输入数据，并提供一个脉冲信号。如图4G所示，该脉冲信号通过倒相器28和AND门29输入到触发器26作为其复位信号。然而，由于触发器26的输出已经为低电平，从而该复位信号不起作用。

因此，来自触发器11的水平断电信号HPO和来自触发器26的垂直断电信号VPO被输入到控制信号输出部分700中的OR门31和AND门30之上，从而导致由该控制信号输出部分输出的悬置信号SUS和断电信号PO变为低电平。

在不输入水平同步信号Hsync而输入垂直同步信号Vsync的情况下，计数器3和5在其复位状态被释放期间与来自计数器21的时钟信号一道执行计数操作。响应于计数器3和5和输出Q2和Q3，AND门7和8的输出如图3C和3D所示。因此，OR门9输出如图3E所示的信号给单稳态多谐振荡器10作为其数据。

单稳态多谐振荡器10根据系统时钟信号CLK输出如图3F所示的脉冲信号。由于触发器11的输出(该触发器接收来自单稳态多谐振荡器10的脉冲信号作为其时钟信号)在水平同步信号Hsync不存在期间变为如图3H所示的高电平，则水平断电信号HPO变为高电平，从而由OR门31输出的悬置信号SUS变为高电平。

此后，如果输入水平同步信号Hsync，则单稳态多谐振荡器12根据来自触发器1的水平同步信号而产生一个脉冲信号。该脉冲信号通过倒相器13和AND门14提供给触发器11以便对触发器11进行复位，从而可导致水平断电信号HPO和悬置信号SUS重新变为低电平。

在输入水平同步信号Hsync而不输入垂直同步信号Vsync的情况下，计数器17和18在其复位状态被释放期间与来自计数器21输出端Q9的时钟信号一起进行计数操作，而根据计数器17和18的输出Q2和Q3，AND门22和23的输出如图4C和4D所示。因此，OR门24向单稳态多谐振荡器25输出如图4E所示的信号作为其输入数据，而单稳态多谐振荡器25根据系统时钟信号CLK输出如图4F所示的脉冲信号。

触发器26的输出(该触发器接收来自单稳态多谐振荡器25的时钟信号作为其时钟信号)在垂直同步信号Vsync不存在期间变为如图4H所示的高电平，从而垂直断电信号VPO变为高电平，导致由OR门31输出的悬置信号SUS也变为高电平。

此后，如果输入垂直同步信号Vsync，则单稳态多谐振荡器27根据来自触发器15的垂直同步信号Vsync而输出一个脉冲信号。该脉冲信号通过倒相器28和AND门29提供给触发器26以便对触发器26进行复位，从而可导致垂直断电信号VPO和悬置信号SUS重新变为低电平。

总之，如果输入水平同步信号Hsync或垂直同步信号Vsync，则断电信号HPO和VPO两者中有一个变为高电平，从而导致由OR门31输出的悬置信号SUS变为高电平，而由AND门30输出的系统断电信号PO变为低电平。同时，即不输入水平同步信号Hsync也不输入垂直同步信号Vsync，则水平断电信号HPO和垂直断电信号VPO均变为高电平，从而导致悬置信号SUS和系统断电信号PO均变为高电平。上述悬置信号SUS和系统断电信号PO被提供给后面的控制系统(如CPU)，以便该控制系统控制相应的设备进入悬置模式或系统断电模式。

图5给出了根据本发明另一种方案的节能控制装置的电路。根据图5的电路，图2中计数器21被4∶1(即四分)计数器21a所替代，而该计数器21a的输出Q3被提供给计数器3和4作为它们的时钟信号。同时，加入了OR门21b以对输入水平同步信号Hsync和单稳态多谐振荡器10的输出进行或门运算。OR门21b的输出被提供给计数器17和18作为它们的时钟信号。参考图5，计数器21a对系统时钟信号进行计数并象图2那样将其输出信号提供给计数器3和5作为它们的时钟信号。如果输入水平同步信号Hsync，则OR门21b提供水平同步信号Hsync给计数器17和18作为它们的时钟信号。如果不输入水平同步信号Hsync，则OR门21b将向计数器17和18提供单稳态多谐振荡器10的输出脉冲信号作为它们的时钟信号，从而使计数器17和18进行互作。计数器17和18可存储大于6∶1(即六分)的计数数值。

由前所述，显而易见，根据本发明的节能控制装置具有下面的优点，即其瞬态响应特性得到了改善，且其控制可靠性得到了大大提高，这是由于该装置由数字电路构成(不象在常规装置中是由模拟电路构成)，且该装置在同步信号的两个周期时间内确定该输入同步信号的存在。

尽管对本发明的说明与描述是参考其优选方案进行的，而对比技术精熟的人可知，在不离开本发明主旨和范围的情况下可以对其形式、细节和应用进行各种变化。

Claims

1.一种节能控制装置，包括

时钟生成装置，它用于提供系统时钟信号；

水平同步信号输入装置，它提供一个与系统时钟信号同步的水平同步信号；

垂直同步信号输入装置，它提供一个与系统时钟信号同步的垂直同步信号；

控制信号输出装置；

其特征在于，所述节能控制装置还包括

水平同步信号检测装置，它用于借助对所述水平同步信号输入装置的输出进行计数而检测是否输入了所述水平同步信号；

被检水平信号输出装置，它根据所述水平同步信号检测装置的输出提供一个水平断电信号；

垂直同步信号检测装置，它用于借助对所述垂直同步信号输入装置的输出进行计数而检测是否输入了所述垂直同步信号；

被检垂直信号输出装置，它根据所述垂直同步信号检测装置的输出提供一个垂直断电信号；

其中，所述控制信号输出装置根据来自所述被检水平信号输出装置的水平断电信号和来自所述被检垂直信号输出装置的垂直断电信号而输出系统断电信号或用于悬置模式的悬置信号；所述时钟生成装置向所述水平同步信号检测装置和所述垂直同步信号检测装置提供系统时钟信号。

2.根据权利要求1的节能控制装置，其中该水平同步信号输入装置包括：

第一触发器，它对该水平同步信号与该系统时钟信号进行同步；以及第二触发器，它由经该第一触发器同步的水平同步信号进行触发并向该水平同步信号检测装置提供其倒相输出和非倒相输出。

3.根据权利要求1的节能控制装置，其中该水平同步信号检测装置包括：

两个计数器，它们用于在其非复位期间对该系统时钟进行计数，且该计数器由该水平同步信号输入装置的输出进行复位；两个AND门，它们用于根据系统复位信号以及该水平同步信号输入装置的输出而对该计数器进行复位；另两个AND门和一个OR门，它们用于通过结合该计数器的输出而检测该输入水平同步信号。

4.根据权利要求1的节能控制装置，其中该被检测水平信号输出装置包括；

第一单稳态多谐振荡器，它响应于该水平同步信号检测装置的输出而提供一个脉冲信号；触发器，它接收来自该第一单稳态多谐振荡器的脉冲信号作为其时钟信号，并响应于由该水平同步信号输入装置中的第一触发器输出的水平同步信号而向该控制装置输出该水平断电信号；倒相器和AND门，它们用于根据该第二单稳态多谐振荡器的输出而对该触发器进行复位。

5.根据权利要求1的节能控制装置，其中该垂直同步信号输入装置包括：

第三触发器，它用于使该垂直同步信号与系统时钟信号相同步；以及第四触发器，它由经该第三触发器同步的垂直同步信号所触发，该第四触发器向该垂直同步信号检测装置提供其倒相输出和非倒相输出。

6.根据权利要求1的节能控制装置，其中该垂直同步信号检测装置包括：

两个计数器，它们在其非复位期间对该系统时钟信号进行计数，而该计数器由该垂直同步信号输入装置的输出而进行复位；两个AND门，它们用于根据系统复位信号以及该垂直同步信号输入装置的输出而对该计数器进行复位；另两个AND门和一个OR门，它们用于借助结合该计数器的输出而检测该输入垂直同步信号。

7.根据权利要求1的节能控制装置，其中该被检垂直信号输出装置包括：

第三单稳态多谐振荡器，它响应于该垂直同步信号检测装置的输出而提供一个脉冲信号；触发器，它接收来自该第三单稳态多谐振荡器的脉冲信号作为其时钟信号，并向该控制输出装置输出该垂直断电信号；第四单稳态多谐振荡器，它响应于来自该垂直同步信号输入装置中第三触发器的垂直同步信号而提供一个脉冲信号；倒相器和AND门，它们根据该第四单稳态多谐振荡器的输出而对该触发器进行复位。

8.根据权利要求1的节能控制装置，其中该控制信号输出装置包括：

AND门，它用于对来自该被检水平信号输出装置的水平断电信号和来自该被检垂直信号输出装置的垂直断电信号进行与门运算，并输出该系统断电信号；以及OR门，它用于对该水平断电信号和该垂直断电信号进行或门运算，并输出该悬置信号。

9.根据权利要求1的节能控制装置，其中该时钟生成装置包含十进制计数器，它用于对该系统时钟信号进行十进制计数，并将其计数输出提供给该水平同步信号检测装置和该垂直同步信号检测装置作为它们的时钟信号。

10.根据权利要求1的节能控制装置，其中该时钟生成装置包括：

4∶1计数器，它对该系统时钟信号进行计数并将其计数输出提供给该水平同步信号检测装置作为其时钟信号；以及OR门，它用于对该输入水平同步信号和该被检水平信号输出装置中第一单稳态多谐振荡器的输出进行或门运算，并将其输出提供给该垂直同步信号检测装置作为其时钟信号。