CN1190074C - 单片视频信号处理单元中的回扫脉冲宽度调节电路和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种回扫脉冲宽度调节电路和方法，应用于以单片实现的视频信号处理单元。该回扫脉冲宽度调节电路内装在视频信号处理单元内，该视频信号处理单元包括：以单片实现的视频放大器、屏幕显示单元和水平/垂直同步信号处理单元。此外该回扫脉冲宽度调节电路包括：一脉冲整形单元，其对从外侧经过输入端输入的回扫脉冲进行整形，再将经整形的回扫脉冲施加到水平/垂直同步信号处理单元；以及一脉冲宽度调节单元，响应于预定的控制信号调节经整形的回扫脉冲的宽度，产生一根据响应于一选择信号的调节结果可以具有不同的发生时间的水平消隐信号，并将水平消隐信号施加到视频放大器和屏幕显示单元。该电路结构简单，能内装在单片的视频信号处理单元中。

Description

单片视频信号处理单元中的 回扫脉冲宽度调节电路和方法
                            技术领域
本发明涉及一种用于监视器的视频信号处理单元，更具体地说，涉及一种用于调节回扫(fly-back)脉冲宽度的电路和方法，应用于以单片实现的视频信号处理单元的装置和方法。
                            背景技术
通常，通过从外部水平偏转变压器接收回扫脉冲，产生用于在监视器系统的水平回扫(retrace)周期期间的截断(blocking)电子束的水平消隐信号。按常规方式，以分立的芯片制造视频放大器、利用水平消隐信号的屏幕显示器(OSD)和利用回扫脉冲的水平/垂直同步信号处理单元。
图1是表示视频信号处理单元的示意方块图，其中应用调节回扫脉冲宽度的常规电路。该视频信号处理单元包括：水平偏转变压器10、回扫脉冲宽度调节电路12、视频放大器14、OSD单元16以及水平/垂直同步信号处理单元18。
图1中所示的回扫脉冲宽度调节电路12从水平偏转变压器10接收回扫脉冲(AFC)，调节回扫脉冲宽度并输出经调节的脉冲作为水平消隐信号(H_BLK)。必须将水平消隐信号的脉冲宽度调节成与水平偏转线圈的回扫周期相一致。在大多数情况下，在经预定时间延迟之后施加回扫脉冲，因而，与实际水平回扫周期相比较，回扫脉冲具有更宽的宽度。因此，常规的视频信号处理单元利用从回扫脉冲宽度调节电路12接收的回扫脉冲作为水平消隐信号，调节该回扫脉冲宽度以适合于监视器的特性。如果水平消隐信号的宽度大于水平回扫周期，则水平消隐信号可能侵入视频信号区。相反，如果水平消隐信号的宽度小于水平回扫周期，则在视频信号区可能受由从阴极射线管(CRT)的电子枪的电子发射引起的影响。因此，必须适当地调节消隐信号的宽度。
图2是表示图1中所示回扫脉冲宽度调节电路12的详细电路图。在这一图中，该回扫脉冲宽度调节电路包括：电容C21、C22、C23；电阻R21、R22、R23；二极管D21和晶体管Q21。
参照图2，每个电容C21、C22、C23具有很大的容量，这是因为要提供高达几千伏电压的回扫脉冲(AFC)。因此，电容C21、C22、C23不能作为单片制作，而必须作为外部元件提供。此外，在图2所示回扫脉冲宽度调节电路12的情况下，电容C21、C22、C23和电阻R21、R22、R23设置为固定值，因此，存在的缺点是脉冲宽度是固定的。因而，难于利用作为外部元件提供的回扫脉冲宽度调节电路12制造印刷电路板(PCB)，因此，使得制造费用额外增加。此外，存在的另一缺点是必须调节回扫脉冲的宽度以适应新推出的监视器的特性。
                            发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种用于调节回扫脉冲宽度的电路，该电路内装在以单片实现的视频信号处理单元中，能够易于调节回扫脉冲的宽度。
本发明的目的是提供一种用于调节回扫脉冲宽度的方法，其在该回扫脉冲宽度调节电路中实施。
因此，为了实现本发明的第一目的，提供一种用于调节回扫脉冲宽度的电路，该电路应用于根据本发明的以单片实现的视频信号处理单元。该回扫脉冲宽度调节电路内装在以单片实现的视频信号处理单元中，该视频信号处理单元包括：视频放大器、屏幕显示单元和水平/垂直同步信号处理单元，它们都在以单片实现的视频信号处理单元的内部。该回扫脉冲宽度调节电路通过调节回扫脉冲的宽度产生水平消隐信号，并包括一脉冲标准化单元，其对从外侧经过输入端输入的回扫脉冲进行整形，再将经整形的回扫脉冲施加到水平/垂直同步信号处理单元。一脉冲宽度调节单元响应于预定的控制信号调节经整形的回扫脉冲的宽度，产生一水平消隐信号，其出现时间可以根据响应于一选择信号的调节结果变化成为在不同时间出现的水平消隐信号，然后，将水平消隐信号施加到视频放大器和屏幕显示单元。其中，该回扫脉冲宽度调节电路包括：脉冲中点检测单元，检测经整形的回扫脉冲的中点并根据该脉冲中点输出该脉冲的一部分作为检测信号；电荷泵，响应于检测信号选择性地执行向上泵送或向下泵送一预定的电流，然后，输出电荷泵送的结果作为斜波信号；比较器，将该斜波信号与利用控制信号设置的基准电压相比较，并根据比较结果产生比较输出信号；以及逻辑电路，响应于一选择信号将经整形的回扫脉冲信号与比较输出信号按照逻辑进行组合，并将逻辑组合结果输出作为水平消隐信号。
为了实现第二目的，提供一种用于调节回扫脉冲宽度的方法，该方法应用于根据本发明的以单片实现的视频信号处理单元。最好，该回扫脉冲宽度调节方法调节外部回扫脉冲的宽度并接着在视频信号处理单元内产生一水平消隐信号，该视频信号处理单元中包括以单片实现的视频放大器、屏幕显示器和水平/垂直同步信号处理单元。该回扫脉冲宽度调节方法包括的步骤有：对从外侧接收的回扫脉冲进行整形，判定是否检测到经整形的回扫脉冲的中点，如果检测到经整形的回扫脉冲的中点，通过执行与回扫脉冲的一部分对应的电荷泵送(charge pumping)产生一斜波信号(ramp signal)；将该斜波信号与一基准电压相比较，根据比较结果产生输出信号，再将比较输出信号与经整形的回扫脉冲组合，以产生一水平消隐信号。
通过如下对本发明的如附图中所表示的各优选实施例的更具体的介绍，使本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更清楚；在各不同附图中相同的标号代表相同的部分。
                            附图说明
图1是表示视频信号处理单元的示意方块图，其中应用常规的回扫脉冲宽度调节电路。
图2是表示应用常规的回扫脉冲宽度调节电路的电路示意图。
图3是表示以单片实现的视频信号处理单元的示意方块图，其中应用根据本发明的回扫脉冲宽度调节电路。
图4是表示根据本发明的一实施例的回扫脉冲宽度调节电路的电路示意图。
图5A到5F是表示图4中所示回扫脉冲宽度调节电路的波形示意图。
图6是表示在图4中所示回扫脉冲宽度调节电路中执行的回扫脉冲宽度调节方法的流程图。
                            实施方式
下面，将参照附图介绍根据本发明的回扫脉冲宽度调节电路和方法，该电路和方法应用于以单片实现的视频信号处理单元。
图3是表示以单片实现的视频信号处理单元的一个实施例的示意方块图，其中应用根据本发明的用于调节回扫脉冲宽度的回扫脉冲宽度调节电路和方法。参照图3，该以单片实现的视频信号处理单元300包括：屏幕显示(OSD)单元340、视频放大器350、水平/垂直同步信号处理单元360和回扫脉冲宽度调节电路330。
图3中所示的回扫脉冲宽度调节电路330对从外部水平偏转变压器30施加的回扫信号进行整形，然后响应于预定的控制信号MCON调节经整形的回扫脉冲的宽度。输出调节的结果作为水平消隐信号(H_BLK)。为输出水平消隐信号，回扫脉冲宽度调节电路330包括：脉冲整形或标准化单元310和脉冲宽度调节单元320。脉冲整形单元310对从外部经过输入端35施加的回扫信号(AFC)进行整形，并输出经整形的回扫脉冲(E_FB)作为晶体管-晶体管逻辑(TTL)电平信号。脉冲宽度调节单元320响应于从外部控制器(图中未示出)施加的控制信号MCON调节经整形的回扫脉冲(E_FB)的宽度。脉冲宽度调节单元320输出所形成的信号，作为跟随外部控制器(图中未示出)在不同的时间产生的水平消隐信号(H_BLK)。下面参照附图详细介绍脉冲宽度调节单元320结构和操作。其中控制器可以是微控制器或微计算器。
从图3中所示的回扫脉冲宽度调节电路330产生的水平消隐信号(H_BLK)施加到OSD单元340和视频放大器350。其中OSD单元340显示在一屏幕上彼此形成重叠的文本(或符号)和图像画面。视频放大器350放大R/G/B颜色信号并控制图像信号的对比度和亮度。即，OSD单元340和视频放大器350防止在水平回扫周期期间在监视器上显示电子束。
从回扫脉冲宽度调节电路330产生的经整形的回扫脉冲(E_FB)还施加到水平/垂直同步信号处理单元360。水平/垂直同步信号处理单元360接收从外部施加的水平/垂直信号并接着产生适合于监视器的频率变化范围的另外的水平/垂直信号。此外，水平/垂直同步信号处理单元360包括两个锁相环(PLL)(图中未示出)，通过利用两个锁相环能产生具有适当频率和相位的水平/垂直信号。这时，新产生的水平/垂直信号施加到外部监视器并通过反馈再输入到两个锁相环的其中之一。即，上述的经整形的回扫脉冲(E_FB)变为反馈信号。
图4是表示图3中所示的回扫脉冲宽度调节电路330内的脉冲宽度调节单元320一实施例的的详细电路图。脉冲宽度调节单元320包括：脉冲中点检测单元400、电荷泵410、电容C40、比较器420和逻辑电路430。
脉冲中点检测单元400从脉冲整形单元310接收经整形的回扫脉冲(E_FB)然后检测其中点(M_P)。因此，脉冲中点检测单元400根据该脉冲中点仅输出该脉冲的前半部作为检测信号(DO)。
电荷泵410响应于检测信号(DO)执行电荷泵送，并接着产生输出信号(PO)。电荷泵410响应于检测信号(DO)向上泵送或向下泵送一预定的电流，然后，利用向上泵送电流或向下泵送电流使电容C40充电或放电。因而，通过使电容充电或放电产生斜波信号(PO)。
比较器420将经过正输入端施加的斜波信号(PO)与经过负输入端施加的基准电压(REF)相比较，并根据比较结果产生比较输出信号(CO)。利用来源于如上所述的控制器(图中未示出)的控制信号(MCON)，可以改变基准电压(REF)。该控制器(图中未示出)按照监视器的类型和水平扫描频率设置基准电压(REF)。在实现该电路时，在数/模转换器中将从该控制器(图中未示出)施加的控制信号(MCON)转换为模拟电流信号。因此，可以设置与经转换的电流相对应的基准电压(REF)。可以实现使这一基准电压(REF)具有一数值，该数值是由设计者考虑其中施加该基准电压的监视器根据外部控制器(图中未示出)已设置的。此外，可以实现利用外部控制器(图中未示出)自动设置适合于监视器的基准电压(REF)。
逻辑电路430将经整形的回扫脉冲信号(E_FB)与从比较器420输出的比较输出信号(CO)按照逻辑进行组合，并响应于一选择信号(SEL)将逻辑组合结果输出作为水平消隐信号(H_BLK)。因此，通过适当地调节经整形的回扫脉冲的宽度，可以得到经过逻辑电路430输出的水平消隐信号(H_BLK)。其中，利用该控制器(图中未示出)取决于选择信号(SEL)为高电平还是低电平，将选择信号(SEL)设置为高电平或低电平。可以改变水平消隐信号的发生时间。例如，如选择信号(SEL)为高电平，将输出信号设置为第一水平消隐信号(BLK H)，如选择信号(SEL)为低电平，将输出信号设置为第二水平消隐信号(BLK L)。
图5A到5F是表示图4中所示回扫脉冲宽度调节电路操作的波形示意图。图5A表示经整形的回扫脉冲(E_FB)，图5B表示从脉冲中点检测单元400输出的检测信号(DO)，图5C表示从电荷泵410输出的斜波信号(PO)，图5D表示比较器420的输出信号(CO)。最后，图5E和5F分别表示第一水平消隐信号(BLK H)和第二水平消隐信号(BLK L)。
图6是表示在图3和4中所示回扫脉冲宽度调节电路中执行的回扫脉冲宽度调节方法的流程图。
参照图3到图6，详细介绍视频信号处理单元300的操作和回扫脉冲宽度调节方法。在图6中的步骤600，在视频信号处理单元300内的脉冲整形或标准化单元310对从外侧输入的回扫脉冲(AFC)进行整形，然后产生TTL电平的信号。在步骤610，判定是否检测到经整形的回扫脉冲(E_FB)的中点。参照图5A，如果检测到经整形的回扫脉冲的中点(M_P)，根据该中点(M_P)脉冲中点检测单元400输出经整形的回扫脉冲的前半部作为检测信号(DO)。如图5B中所示，该经整形的回扫脉冲从相对中点(M_P)的上升沿起呈现高电平，而在该中点之后呈现低电平。在步骤620，电荷泵410响应于检测信号(DO)执行电荷泵送并产生一已经历电荷泵送的斜波信号(PO)。参照图5C，在其中检测信号(DO)维持高电平的部分中，在电荷泵410形成电流源，于是向电容C40充电。在这种情况下，电压电平逐渐升高到一中点。如图5C中所示，检测信号(DO)处于低电平时，由于电荷泵410实行的电流汲入使电容C40放电。因而，斜波信号(PO)的电压电平在该中点之后逐渐降低。
在步骤630，比较器420将利用控制信号(MCON)产生的基准电压(REF)与斜波信号(PO)相比较，然后产生如图5D中所示的比较输出信号(CO)。在图5D中，当斜波信号(PO)的电平高于基准电压(REF)时，产生高电平的输出信号。相反，当斜波信号(PO)的电平低于基准电压(REF)时，产生低电平的输出信号。在产生比较输出信号(CO)之后，逻辑电路430将经整形的回扫脉冲(E_FB)与比较输出信号(CO)按照逻辑相组合，然后产生水平一消隐信号(H_BLK)。在步骤640，判定选择信号(SEL)是否处于第一电平例如高电平。在步骤640，如果选择信号(SEL)设置在高电平，逻辑电路430检测比较输出信号(CO)的第一边沿例如下降沿。然后，在步骤650，逻辑电路430将比较输出信号(CO)的下降沿部分与共享的回扫脉冲(E_FB)相组合，产生图5E中所示的第一水平消隐信号(BLKH)。另一方面，如果选择信号(SEL)设置在低电平，逻辑电路430检测比较输出信号(CO)的第二边沿例如上升沿。在步骤660，逻辑电路430将比较输出信号(CO)的上升沿部分与共享的回扫脉冲(E_FB)相组合，因而产生图5F中所示的第二水平消隐信号(BLK L)。
参照5E，第一水平消隐信号(BLKH)的上升沿和下降沿分别与图5A中的共享的回扫脉冲(E_FB)和图5D中的比较输出信号(CO)相同步。参照5F，第二水平消隐信号(BLKL)的上升沿和下降沿分别与图5D中的比较输出信号(CO)和图5A中的经整形的回扫脉冲相同步。
如上所述，根据本发明，利用已从外部控制器(图中未示出)施加的控制信号(MCON)设置基准电压(REF)和选择信号(SEL)。因而，具有的优点是可以易于调节回扫脉冲的宽度。这里，无论水平频率如何，回扫脉冲的宽度具有均一的数值。因此，可以根据时间设置回扫脉冲宽度的调节范围。一般，回扫脉冲的宽度为2-3微秒。因此，最好将回扫脉冲的宽度设置为0-1微秒。
根据本发明，设计一种作为芯片的外部元件提供的回扫脉冲宽度调节电路，其具有简单的结构，因而能够将回扫脉冲宽度调节电路内装在以单片实现的视频信号处理单元中。此外，可以通过控制微控制器或微计算器调节回扫脉冲的宽度，因此，可以将这种用于调节回扫脉冲宽度的电路应用于各种监视器。此外，这种电路可以无需外部电路而经过一个连接端输入回扫脉冲。因此，易于利用本发明的回扫脉冲宽度调节电路制造印刷电路板(PCB)。
已经参照本发明的实施例具体表示和介绍了本发明，本领域的技术人员会理解，在不脱离由如下权利要求限定的本发明的构思和范围的前提下，可以对其中的结构形式和细节进行各种变化。

Claims (9)

1.一种回扫脉冲宽度调节电路，该电路提供在一视频信号处理单元内，该视频信号处理单元中包括：以单片实现的视频放大器、屏幕显示单元和水平/垂直同步信号处理单元，该回扫脉冲宽度调节电路包括：
一脉冲标准化单元，其对从外侧经过输入端输入的回扫脉冲进行整形以产生标准化的回扫脉冲，再将经整形的回扫脉冲施加到水平/垂直同步信号处理单元；以及
一脉冲宽度调节单元，响应于预定的控制信号调节经整形的回扫脉冲的宽度，产生一水平消隐信号，该水平消隐信号的发生时间可以根据响应于一选择信号的调节结果变化，并将水平消隐信号施加到视频放大器和屏幕显示单元，其中该回扫脉冲宽度调节电路包括：
脉冲中点检测单元，检测经整形的回扫脉冲的中点并根据该脉冲中点输出该脉冲的一部分作为检测信号；
电荷泵，响应于检测信号选择性地执行向上泵送或向下泵送一预定的电流，然后，输出电荷泵送的结果作为斜波信号；
比较器，将该斜波信号与利用控制信号设置的基准电压相比较，并根据比较结果产生比较输出信号；以及
逻辑电路，响应于一选择信号将经整形的回扫脉冲信号与比较输出信号按照逻辑进行组合，并将逻辑组合结果输出作为水平消隐信号。
2.根据权利要求1所述的回扫脉冲宽度调节电路，其中脉冲中点检测单元根据该脉冲中点输出该经整形的回扫脉冲的前半部作为检测信号。
3.根据权利要求1所述的回扫脉冲宽度调节电路，其中比较器将从外部微控制器施加的控制信号转换为一模拟信号，并产生与经转换的模拟电流数值相对应的基准电压。
4.根据权利要求3所述的回扫脉冲宽度调节电路，其中逻辑电路：(1)根据微控制器的控制接收选择信号；(2)如果选择信号处于第一电平，通过将经整形的回扫脉冲信号与比较输出信号的下降沿进行组合，产生第一水平消隐信号；以及(3)如果选择信号处于第二电平，通过将经整形的回扫脉冲信号与比较输出信号的上升沿进行组合，产生第二水平消隐信号。
5.一种调节回扫脉冲宽度的方法，该方法用于在一视频信号处理单元中产生一水平消隐信号，该视频信号处理单元中包括以单片实现视频放大器、屏幕显示器和水平/垂直同步信号处理单元。该方法包括的步骤有：
(a)对从外侧接收的回扫脉冲进行整形；
(b)判定是否检测到经整形的回扫脉冲的中点；
(c)如果检测到经整形的回扫脉冲的中点，根据该中点通过执行与回扫脉冲的一部分对应的电荷泵送产生一斜波信号；
(d)将该斜波信号与一基准电压相比较，根据比较结果产生输出信号；以及
(e)将比较输出信号与经整形的回扫脉冲组合，以产生一水平消隐信号。
6.根据权利要求5所述的回扫脉冲宽度调节方法，其中在步骤(a)中对该回扫信号进行整形，并转换为晶体管-晶体管逻辑(TTL)电平。
7.根据权利要求5所述的回扫脉冲宽度调节方法，其中步骤(c)其特征在于，根据该回扫脉冲中点执行与该经整形的回扫脉冲的前半部相对应的电荷泵送。
8.根据权利要求5所述的回扫脉冲宽度调节方法，其中在步骤(d)中将从外部微控制器施加的控制信号转换为一模拟信号，并产生与经转换的模拟电流数值相对应的基准电压。
9.根据权利要求5所述的回扫脉冲宽度调节方法，其中在步骤(e)包括：
(e1)判定用于选择水平消隐信号的选择信号处于第一还是第二电平；
(e2)如果判定选择信号处于第一电平，将比较输出信号的第一边沿与经整形的回扫脉冲信号进行组合，产生第一水平消隐信号；以及
(e3)如果判定选择信号处于第二电平，将比较输出信号的第二边沿与经整形的回扫脉冲信号进行组合，产生第二水平消隐信号。
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