CN1291045A - 用于多扫描频率的显示校正波形发生器 - Google Patents

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Abstract

一种用于为阴极射线管显示器产生显示校正波形(Fm)的方法,它包括下列步骤:从多个扫描部分(Dpar)选择其中之一,用于形成一个校正波形(Vpar)的部分,其中各扫描部分的平均值不同;将各选取的扫描部分(Dpar)与相应的回扫部分(Dcomp)组合起来,由此组成各校正波形,从而使所有组成的校正波形(Vpar)具有一个预定的平均值。

Description

用于多扫描频率的显示校正波形发生器
本发明一般地涉及在图象显示器中的校正波形的产生，更具体地，涉及一种能按多种显示标准工作的波形发生器。
有多种频率成份的波形往往含有直流分量，这个直流分量使信号实质上呈单极性。然而，例如通过电容耦合将直流分量除去会失去单极性性能，使得出的波形在围绕平均波形值的正负范围内也同样被消除掉。这个平均值与例如各种形状的交流耦合波形产生相对于波形峰值的不同平均值时的波形形状有关，因而线路接收的交流峰值电压在交流耦合之后发生变化。在典型的阴极射线管中，电子束偏转中心至显示屏中心的距离通常极短，此距离逐渐增加，到显示屏四角处最大。因此，为使电子束在整个显示屏面上着屏点始终如一或保持聚焦状态，需要有一个直流聚焦电压再加上有多种频率的信号波形，例如水平和／或垂直频率抛物线波形。一般说来，这个抛物线波形是用靠近系统地电位的低电压产生的，通过交流耦合加到高压直流聚焦电压。这个抛物线信号的幅值由于所有显示屏位置与电子束偏转中心之间的间距是已知而且固定的，因而是由制造厂家确定的。因此，为达到最佳的聚焦状态，可以不仅在显示屏中心而且在显示屏所有位置配备单聚焦调整来调节直流电位。这种全面最优化调整的前提是，制造厂家对通常抛物线形信号设定的幅值正确无误。虽然显示屏与电子束之间的几何关系是固定的，因而不随标准而异，但显示装置是能够在多种显示标准、不同的扫描频率和不同的回扫和消隐时间工作的。因而需要有一个符合显示标准、适应扫描频率、能对垂直回扫脉冲进行不同相位调整且适应不同的消隐持续时间的抛物线波形发生器。各种各样的这类波形整形和相位调整必然在波形的直流分量方面改变交流峰值。因此，当这种典型的波形最后交流耦合以便加到直流高压进行直流聚焦调整时，可能需要再调整波形直流分量的损失或对直流聚焦控制电压进行最优化，从而可能需要对能按多种扫描和显示标准工作的显示器按各显示标准进行个别聚焦控制调整。
本发明的一种用于为CRT显示器产生显示校正波形的方法包括下列步骤：从多个扫描部分选择其中之一，用于形成一个校正波形的部分，其中各扫描部分的平均值不同；将各选取的扫描部分与相应的回扫部分组合起来，由此组成各校正波形，从而使所有组成的校正波形具有一个预定的平均值。
图1示出抛物线波形信号发生器为在阴极射线管中产生动态聚焦而耦合的一个实例。
图2A示出本发明的第一个抛物线波形。
图2B示出图2A的波形以本发明的和系数V4进行的交流耦合的情况。
图2C示出图2A的波形以本发明的系数V＇4进行的交流耦合的情况。
图3示出本发明的第二个抛物线波形。
图1示出一个典型的数字抛物线波形信号发生器，连接得例如使其在阴极射线管中起动态聚焦或校正电子束着屏点的作用。数字抛物线波形信号发生器在100号的部位绘出，它可以形成本发明的集成电路(例如STV2050型ST微电子器件)的一部分。数字波形发生器100耦合到200号部位，200号部位包括一个差分放大器和一个低通滤波器，低通滤波器耦合到动态聚焦信号发生器250和阴极射线管CRT。数字波形发生器100包括一个数字控制器CTRL105，CTRL105通过数据总线115控制发生器100中的所有功能，并通过数据总线70与外部的微处理器75进行控制上的聚系。RAM110通过专用数据总线85与外部的EEPROM存储器(PROM80)连接，电源接通时从数据总线85接收操作数据。RAM110存储典型的显示装置的操作数据，特别是发生器120产生抛物线波形时专用的数据。数据总线115将RAM110来的抛物物特定数据提供给抛物线发生器120，将系数数据提供给发生器130，将补偿数据提供给发生器140。抛物线发生器120根据扫描或有效帧扫描过程中产生的特定幅值或系数产生用6位数字值表示的抛物线波形Dpar。补偿发生器140产生6位数字值Dcomp，作为一个输入耦合到选择开关150。来自发生器120的输出Dpar作为第二输入耦合到开关150，开关150由垂直回扫时产生的帧频信号Vrt控制。这样，开关150在图象扫描时间或垂直扫描时间期间将数字抛物线波形Dpar耦合到数／模转换器(DAC)160，并在垂直回扫期间给DAC160的数／模转换选择数字字Dcomp。
数／模转换器160产生作为差分输出的模拟信号耦合到放大器170。放大器170构制成输入放大器，其等值的输入电阻器R1和R2起提高温度稳定性的作用。放大器170的增益部分取决于电阻器R3和电容器C1，电容器C1提供与频率有关的负反馈。来自DAC150的模拟信号呈抛物线形，具多达64个的离散振幅电平，其中各电平或振幅值在多个行周期内保持恒定。这些离散振幅值呈垂直抛物波的形式变化，只有在水平回扫期间才可以变化。抛物线信号值或阶段的这种变化产生过渡过程，这些过渡过程为放大器170的反馈电容器C1产生的低通滤波作用和放大器输出端串联连接的电阻器R4和并联连接的电容器C2提供的低通滤波作用所消除。
图2中所示的经低通滤波后的帧频抛物线信号Vpar经电阻器R5耦合到250号部位的加法放大器180。行频抛物线信号Hpar从图中未示出的一个发生器得出，经电阻器R6耦合到加法放大器180。众所周知，从放大器输出端经电阻器R7的负反馈形成低或实际上地的输入阻抗，这个阻抗给输入的抛物线信号与输入电阻器R5和R6成反比的相加带来方便。除将帧频和行频抛物线信号加起来之外，放大器180还提供电压增益，从而使相加得出的输出信号其幅值在大约600伏的范围，此信号经电容顺C3耦合到聚焦电位计Rf的游标。这样，相加得出的帧频和行频抛物线信号形成聚焦调制信号Fm加到电位计Rf产生的例如8．5千伏直流聚焦电压Vf上，并作为波形Vfm加到阴极射线管CRT的聚焦电极上。
系数发生器130产生确定作为三个数字字V1，V2和V3的抛物线振幅的系数，由这些系数决定发生器120有待产生的抛物线在特定时间间隔的幅值。这些系数彼此相关，但彼此在场周期内的位置或行计数固定。例如，图2A中，纵坐标V1和V2之间的时间和纵坐标V2和V3之间的时间相等。图2A示出了场频抛物线，其最大振幅以6位表示，可能的振幅值为64。场周期内抛物线的位置或相位也可以例如通过偏移计数器确定纵坐标V1，V2和V3之间时间的起始点调整。抛物线波形相位调整垂直位置的调节可以用通过经外接线器IRRX，72与微处理器75联系的典型遥控器RC73进行，也可以在制造厂调定过程中将数据总线直接接微处理器75(图中未示出)进行。
发生器120进行会产生通过三个用户确定的振幅值的抛物线的计算。产生抛物线波形的一般通用关系式为
抛物线=aX2+bX+c，
其中a，b，c和z根据用户确定的V1，V2和V3和值按下式计算：
a=1／Z2*(2V3-4*V2+*V1)，
b=1／Z*(-V3+4*V2-3*V1)，
c=V1
Z=12*(VGD+1)，其中垂直栅间距VGD表示以扫描线测出的垂直图象尺寸，其值在11和63之间。在调定过程中，抛物线振幅系数V1，V2和V3与聚焦调整Rf一起调节，使总的CRT聚焦达到最佳状态。
表示数据的系数V4从RAM115读出，由补偿数据发生器140制成数字字V4。数据开关对来自发生器130的抛物线数据和来自发生器140的表示固定值或直流值的补偿数据作出选择。开关150由帧频信号控制，使其在垂直回扫期间选择直流补偿数据和场周期有效部分的抛物线波形数据。现在参看图2A，2B和2C说明功能系数V4值。
图2A中，可以看到抛物线信号Vpar的系数V4有两个不同的值，即V4和V4＇(以虚线表示)。图2B和2C画出了图2A的信号Vpar，通过加法放大器180和电容器C3耦合，形成聚焦波形Vfm。但由于波形Vfm的水平分量大致为垂直分量的两倍，因此为简明起见，图2B／2C只示出了信号Fm的帧频抛物线分量。信号通过电容器C3的交流耦合使波形直流分量消失，从而使信号Fm在波形极性上围绕直流聚焦电压Vf对称消除掉。因此，如上面谈过的那样，在信号Fm的幅值由制造厂家确定和预调定好的情况下，可以借助于峰值电压值Vf和Vfb调节典型的聚焦调整使CRT在荧光屏中心达到最佳状态的聚焦，分别由峰值电压Vft和Vfb确定荧光屏顶部和底部的聚焦。实际上，若波形Vfm通过利用系数值大致整形，则可以在整个CRT显示表面上达到最佳聚焦状态。
然而，如上面说过的那样，例如如图2A中所示用图中虚线所示的系数V＇4改变和开直抛物线信号的形状时会使平均值改变。图2B和2C中，抛物线波形Vpatab无论在形状和幅值上都相同。举例说，在图2B中，若波形幅值是通过Vft和Cfc相加相对于平均值测出的，则此值等于图2C的相应信号幅值Vft+Vfc。然而，由于图2B和2C中所示波形的平均值不同，因而由于信号Vfc的峰值相对于波形平均值减小而使图2B典型峰值信号幅值Vfc和直流值Vf相加产生的中心荧光屏最佳的聚焦状态对图2C所示的波形来说不再是最佳状态了。实际上，整个荧光屏由于需要重新调节聚焦调整以恢复整个最佳聚焦的平均值的改变而处于散焦状态。
图2B和2C示出了垂直回扫期间选取因而不起CRT电极控制作用的系数V4可以有利地补偿为不同显示或偏转标准而产生的聚焦调制波形在平均值上的变化。举例说，可以参看图2A来研究不同显示标准的影响，图中示出了垂直回扫或垂直消隐时间间隔为Vrt、有效扫描周期为2T的场周期。在NTSC电视信号格式下，场周期有262．5个水平行周期，时间间隔Vrt表示20行周期左右，从而使回扫或垂直消隐时间间隔对场周期的比值约为1∶13或8％。但在ATSC10801高清晰度电视标准或ANSI／SMPTE标准274M中，一个帧有1125行，有效行周期为1080。这样，每帧有45行不活动的图象，这些行在隔行扫描格式中会分配在有562．5水平行周期的各场之间。不活动图象或消隐和垂直回扫时间间隔Vrt表示大约22．5行周期。因此回扫或垂直消隐时间间隔对场周期的比值约为1∶25或4％，大约为NTSC格式的一半。这种波形形状或计时在比值上的差异可以通过有效利用系数V4加以消除，V4不同的预定标准特定值选择得可以通过补偿帧频校正波形平均值的差异保持电子束最佳的着屏或聚焦状态。
图3绘出了例如根据垂直消隐宽度与图1的抛物线信号产生所奉献的信号不同的显示图象产生的抛物线波形的形状。图3中绘出的波形其形状是根据纵坐标V12，V22和V32确定的，其中纵坐标V12相对于垂直回扫信号Vrt的起点延迟或相移Vφ。此外，还可以令波形取重叠在场频斜波或锯齿信号的抛物线的形状，如虚线S所示。补偿数据字V42的好处是其信号分量可加以调节，因而可以使不同波形形状的各直流分量类似，从而便于在多种显示标准下工作而无需重新调整焦距或多个聚焦值。

Claims (14)

1．一种用于为阴极射线管显示器产生显示校正波形(Vfm)的方法，其特征在于，它包括下列步骤：
a)从多个扫描部分选择其中之一，用于形成一个校正波形(Vparab)的部分，其中各扫描部分的平均值不同；和
b)将各选取的扫描部分与相应的回扫部分(Vrt)组合起来，由此组成各校正波形(Vparab)，从而使所有组成的校正波形(Vfm)具有一个预定的平均值。
2．按照权利要求1所述的方法，其特征在于，它包括步骤：
根据所述阴极射线管显示器的不同工作特性从所述多个扫描部分进行选择。
3．按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述不同的工作特性包括多个显示扫描标准。
4．按照权利要求1所述的方法，其特征在于，它包括下列步骤：
确定系数值(V1-V3)，以形成所述多个扫描部分；和存储所述确定的系数值。
5．按照权利要求1所述的方法，其特征还在于，它包括下列步骤：
确定一个系数值(V4)，以形成所述多个回扫部分(Vrt)；和存储所述确定的系数值。
6．一种用于为阴极射线管显示器产生显示校正波形(Vfm)的设备，其特征在于，它包括：
用于产生多个预定的扫描部分的其中之一以形成一个校正波形(Vpar)的部分的装置(120)，所述多个扫描部分具有不同的平均值；和
用于将各所述选取的扫描部分(Dpar)与相应的回扫部分(Dcomp)组合起来以组成所述校正波形(Vpar)从而使所有校正波形(Vfm)都具有一个预定的平均值的装置(150)。
7．按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述发生装置(120)响应系数值组(V1，V2，V3)。
8．按照权利要求7所述的设备，其特征在于，所述系数值组(V1，V2，V3)根据所述阴极射线管显示器的工作状态耦合到所述发生装置(120)。
9．按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述相应的回扫部分(Vrt)根据一个系数值(V4)产生。
10．按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述组合装置(150)是根据一个垂直回扫信号(Vrt)控制的，且在所述垂直回扫信号(Vrt)的一个周期期间选择所述回扫部分(Dcomp)，所述扫描部分(Dpar)则在没有所述垂直回扫信号(Vrt)期间选取。
11．按照权利要求6所述的设备，其特征在于，一个用于将所述校正波形(Fm)交流耦合到所述阴极射线管显示器进行校正的电容器(C3)，其中所述预定的平均值使所述校正波形(Fm)的所述交流耦合可以无需大幅度改变所述预定平均值。
12．按照权利要求6所述的设备，其特征在于，一个用于将所述校正波形(Fm)交流耦合到所述阴极射线管显示器进行校正的电容器(C3)，所述校正波形具有相对于所述预定平均值的一个峰值，其中所述预定的平均值使所述校正波形(Fm)的交流耦合可以无需相对于所述预定的平均值对所述峰值进行任何大幅度的改变。
13．按照权利要求6所述的设备，其特征在于，一个用于将所述校正波形(Fm)交流耦合到所述阴极射线管显示器以校正电子束着屏误差的电容器(C3)。
14．按照权利要求6所述的设备，其特征在于，所述校正波形(Fm)是为校正聚焦而耦合到所述阴极射线管显示器的。
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