CN1310496C - 用于多扫描频率的显示校正波形发生器 - Google Patents

Abstract

一种为CRT显示器生成显示校正波形的方法包括下列步骤：为了形成校正波形的一部分，选择数个扫描部分之一，这些扫描部分具有不同的平均值。通过将每个所选扫描部分与各自回扫部分组合一起，形成每个校正波形，以便所有形成的校正波形都具有预定的平均值。校正波形可以具有垂直和/或水平比率。

Description

用于多扫描频率的显示校正波形发生器

                          技术领域

本发明一般涉及在图像显示过程中的校正波形生成，尤其涉及可在数种显示标准下工作的波形发生器。

                          背景技术

由数个频率分量组成的波形经常包括使信号变成基本上单极的DC(直流)分量。但是，通过，例如，电容耦合消除DC分量导致相对于平均波形值正向和负向面积相等地分布的最后波形丧失掉单极性。这个平均值依赖于波形，因此，当AC(交流)耦合时，具有不同形状的波形产生与波形峰有关的不同平均值。于是，在AC耦合后面的电路接收到的AC峰电位是交变的，并且随不同波形而变。

在典型的阴极射线管(CRT)中，从电子束偏转的中心到显示屏的中心的距离一般来说是最短的，在屏幕角上这个距离增加到最大值。因此，在整个屏区上取得均匀的束流着陆或聚焦电子束需要DC聚焦电压与包括多种频率的信号波形，例如，水平和/或垂直频率抛物线状波形组合在一起。通常，这个抛物线波形是用接近系统地电位的低电压生成的，并且通过AC耦合加入高电压的AC聚焦电压之中。由于所有屏幕位置与电子束偏转的中心是已知的和固定的，这个抛物线信号的幅度值是由厂家决定的。因此，可以提供调整DC电位的单聚焦控制，不仅在屏幕中心上，而且在所有屏幕位置上获取最佳聚焦。这样的整体优化调整为一般来说抛物线状的信号采用了精确确定的厂家设置幅度值。

尽管显示屏与电子束之间的几何关系是固定的和因此而没有专门的标准，但是可以把显示器件做成能够在具有各种扫描频率和不同回扫和消隐时间的多显示标准下工作。因此，需要一种对显示标准敏感的、随扫描频率而变的、能够相对于垂直回扫脉冲进行不同相位调整的、和对不同消隐间隔敏感的抛物线波形发生器。因此，如此各种各样的波形改变和相位调整都改变波形相对于DC分量的AC峰。于是，当最后通过AC耦合把这种典型波形加入用于DC聚焦控制的高DC电压中时，波形的DC分量的丧失可能迫使DC聚焦控制电压被重新调整或优化。因此，在多扫描和显示标准下工作的显示器可能要求为每个显示标准进行单独聚焦控制调整。

美国专利第5,471,121号公开了生成动态聚焦电压的电路。将聚焦电压与参考电压相比较。当聚焦电压跌到低于参考电压时，提供转换信号。转换信号控制在扫描间隔的过扫描部分期间提供DC聚焦的开关。DC聚焦电压具有保持聚焦电压的平均值基本不变这样的一个值。

在EP-A第0 554 836号中，描述了抛物线波形生成设备。已经设备包括两个存储器件，每一个存储生成特定纵横比的图像所需的抛物线波形所需的数据。对于不同的纵横比，算术逻辑单元处理两个存储器件的输出数据，为所需抛物线波形生成新的输出数据值。

DE-A第197 54 904号提供了为CRT生成聚焦电压的方法。已知方法包括下列步骤：核实参考数据是否已经发生了改变，计算校正数据，和根据校正数据生成聚焦电压。

                          发明内容

本发明的一个目的是提供一种为CRT显示器生成显示校正波形的方法。这个目的是通过根据权利要求1的方法实现的。本发明方法包括下列步骤：为了形成校正波形的一部分，选择数个扫描部分之一，这些扫描部分具有不同的平均值。通过将每个所选扫描部分与各自回扫部分组合一起，形成每个校正波形，以便所有形成的校正波形都具有预定的平均值。并且，本发明方法的有益修正是从属权利要求的主题。

本发明的另一个目的是提供一种使聚焦电压生成得到改善的设备。这个目的是通过根据权利要求9的设备实现的。

根据本发明的设备的优点在于，与调制聚焦电压的实际波形无关地保持了预定平均值。这样，在整个屏区上产生了聚焦良好的电子束。

本发明设备的实施例可以配备为垂直和水平聚焦电压调制而叠加波形的装置。应该注意到，调制波形的预定平均值的保持是为垂直和水平聚焦电压调制而实现的。

并且，本发明设备的有益修正是从属权利要求的主题。

                           附图说明

图1显示了在阴极射线管中为提供动态聚焦而耦合的典型抛物线波形信号发生器；

图2A显示了本发明第一抛物线波形；

图2B显示了图2A所示的波形与本发明的系数V₄的AC耦合；

图2C显示了图2A所示的波形与本发明的系数V₄′的AC耦合；

图3显示了本发明第二抛物线波形；和

图4显示了本发明的另一个可替换实施例。

                       具体实施方式

图1显示了在阴极射线管中为了，例如，提供动态聚焦或电子束着陆校正而耦合的典型抛物线波形信号发生器。在区域100中画出了数字抛物线波形信号发生器，它可以形成本发明集成电路，例如，ST微电子型STV2050的一部分。数字波形发生器100与区域200耦合，区域200包括差分放大器和低通滤波形器，低通滤波形器与动态聚焦信号发生器250和阴极射线管CRT耦合。

数字波形发生器100包括数字控制器CTRL 105，它通过数据总线115控制发生器100内的所有功能，并且通过数据总线70向外部微处理器75提供控制通信。RAM 110通过在电源打开时接收工作数据的专用数据总线85与外部EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)存储器(PROM)80相连接。RAM 110为典型显示器件存储工作数据值，尤其是，专用于生成抛物线波形的数据。为了在不同的扫描频率和显示标准下取得好的显示效果，针对屏幕上的束流着陆位置，在垂直和水平两个方向调制聚焦电压。聚焦电压用其中独立生成分别用于垂直和水平调制的波形的抛物线波形调制。当然，也可以只用垂直波形或只用水平波形调制聚焦电压。

首先考虑垂直抛物线波形。数据总线115把垂直抛物线波形专用数据从RAM 110供应到垂直抛物线发生器120，把垂直系数数据供应到发生器130和把垂直补偿数据供应到发生器140。抛物线发生器120根据在跟踪或有效画面时间期间的一些特定时间点上出现的特定幅度值或系数，生成用6位数字值表示的垂直抛物线波形Vpar。补偿发生器140形成作为一个输入耦合到选择开关150的6位数字值Vcomp。来自发生器120的输出Vpar作为第二输入耦合到受在垂直回扫周期期间出现的垂直比率信号Svrt控制的开关150。因此，开关150在有效画面、或垂直跟踪时间期间把数字抛物线波形Vpar耦合到数字-模拟转换器160，并且在垂直回扫周期期间选择DAC 160用于数字-模拟转换的数字字Vcomp。数字-模拟转换器160生成耦合到差分放大器170的第一输入端的模拟信号。

与此类似，生成水平抛物线波形。数据总线115也把水平抛物线波形专用数据从RAM110供应到水平抛物线发生器121，把水平系数数据供应到发生器131和把水平补偿数据供应到发生器141。水平抛物线发生器121根据在水平扫描或行扫描周期期间的一些特定时间点上出现的特定幅度值或系数，生成用6位数字值表示的抛物线波形Hpar。补偿发生器141形成作为一个输入耦合到选择开关151的6位数字值Hcomp。来自发生器121的输出Hpar作为第二输入耦合到受在水平回扫周期期间出现的水平比率信号Shrt控制的开关151。因此，开关151在有效行扫描、或水平扫描时间期间把数字抛物线波形Hpar耦合到数字-模拟转换器161，并且在水平回扫周期期间选择DAC 161用于数字-模拟转换的数字字Hcomp。数字-模拟转换器161生成耦合到差分放大器170的第二输入端的、作为差分输出的模拟信号。

放大器170被配置成差分输入放大器，其输入电阻R1和R2的阻值相当，以便提高温度稳定性。但是，也可以通过为电阻R1和R2选择不同的值来操纵输入信号之和。然后，与输入电阻R1和R2的阻值成反比地求和输入抛物线信号。这样，就可以将各自的加权系数指定给放大器170的每一个输入端。放大器170的增益部分地由电阻R1和R2和电容器C1来决定，电容器C1提供频率相关负反馈。从DAC 160供应到放大器170的第一输入端的模拟信号在形状上是抛物线的，由多达64个分离幅度电平组成，其中在许多行扫描间隔内每个电平，或幅度值都保持不变。只允许这些描述垂直抛物线的分离幅度值在水平回扫周期期间改变。

来自DAC 161的模拟信号在形状上也是抛物线的，其分辨率是64个分离的幅度电平。在水平扫描期间，例如，在与设置收敛校正值期间使用的格栅的垂直线的水平位置相对应的位置上，幅度值发生改变。可以根据不同工作模式，例如，变焦模式的要求，对用于水平调制的聚焦电压的改变采用定时。

改变抛物线信号值或步长会造成瞬态，这些瞬态可通过放大器170的反馈电容器C1起作用的低通滤波形和在放大器输出端上由串联电阻R4和旁路电容器C2提供的低通滤波形来消除。

图2A所示的、经低通滤波形的、垂直比率抛物线信号Vpar通过电阻R5耦合到区域250的放大器180。众所周知，通过电阻R7来自放大器输出端的负反馈形成低的或虚接地的输入阻抗。放大器180还提供电压增益，以便输出信号通过电容器C3耦合到聚焦电位计Rf的游标上的幅度在大约600V的范围内。因此，总垂直和水平比率抛物线信号形成聚焦调制信号Fm，把聚焦调制信号Fm与电位计Rf生成的DC聚焦电压Vf，例如，8.5kV相加，作为波形Vfm施加到阴极射线管CRT的聚焦电极上。

系数发生器130形成垂直抛物线幅度确定系数，作为在发生器120生成的特定时间间隔上设置抛物线的幅度的三个数字字V1、V2、和V3。这些系数彼此无关，但是在一个场的间隔内彼此之间具有固定的位置或行计数。例如，在图2A中，坐标V1和V2之间的时间与坐标V2与V3之间的时间相同。图2A显示了场重复比率抛物线，最大幅度用6个位来定义，给出64个可能的幅度值。在场周期内抛物线位置或相位也可以通过，例如，偏移确定坐标V1、V2和V3之间的时间的计数器的开始点来调整。抛物线波形的相位调整的垂直位置调整可以利用通过红外线接收器IRRX 70与微处理器75通信的典型遥控器RC 73来进行，或者在厂家安装期间利用与微处理器75相连接的直接数据总线(未示出)来进行。

发生器120进行计算，生成通过三个用户定义的幅度值的抛物线。用于抛物线波形生成的方程的一般形式是：

抛物线＝ax²+bx+c                      (1)

此处，变量a、b、c、和Z按如下从V1、V2和V3的用户定义值中计算出来：

a＝1/Z²*(2V3-4*V2+V1)，               (2)

b＝1/Z²*(-V3+4*V2-V1)，               (3)

c＝V1，                                (4)

Z＝12*(VGD+1)，                        (5)

此处，VGD，即垂直格栅距离，代表用扫描线量度的垂直图像尺度，它可以具有在11和63之间的值。在安装期间，结合聚焦控制Rf调整抛物线幅度系数V1、V2和V3，以实现最佳整体CRT聚焦。

从RAM 115中读取代表系数V4的数据，由补偿数据发生器140形成数字字V4。数据开关150提供来自发生器130的抛物线数据和来自发生器140的代表固定或DC值的补偿数据之间的选择。开关150受垂直比率信号Svrt控制，在垂直回扫周期期间选择DC补偿数据，和在场周期的有效部分内选择抛物线波形数据。系数V4值的功能将参照图2A、2B和2C加以说明。

系数发生器131形成水平抛物线幅度确定系数，作为在发生器121生成的特定时间间隔上设置水平抛物线的幅度的三个数字字H1、H2、和H3。这些系数彼此无关，但是在一行的周期内彼此之间具有固定的位置。例如，坐标H1和H2之间的时间与坐标H2与H3之间的时间相同。在行周期内抛物线位置或相位也可以通过，例如，以上面针对垂直抛物线所说明的相同方式偏移计数器的开始点来调整。水平抛物线本身通过与用于垂直抛物线相同的方式，在上面给出的方程(1)到(4)中，用H1、H2、和H3分别代替V1、V2和V3计算出来。参数Z被选成

Z＝14                                (5′)

但是，也可以选择不同的值，和本发明不限于特定值。最好利用可容易从使聚焦电压调制与电子束的偏转同步所需的水平定时中推出来的值。

从RAM 115中读取代表系数H4的数据，由补偿数据发生器144形成数字字H4。数据开关151提供来自发生器131的抛物线数据和来自发生器141的代表固定或DC值的补偿数据之间的选择。开关151受水平速率信号Shrt控制，在水平回扫周期期间选择DC补偿数据，和在行的有效部分内选择抛物线波形数据。系数H4的功能与系数V4的功能相似。下面将参照图2A、2B和2C给出说明。

图2A显示了带有系数V4的抛物线信号Vpar，系数V4具有两个不同值，即V4和V4′(用虚线显示)。图2B和2C描绘了图2A的信号Vpar通过放大器180和电容器C3耦合形成聚焦波形Vfm。但是，由于波形Vfm的水平分量大约是垂直分量的两倍，因此，为了使图形清楚起见，图2B和2C只显示了信号Fm的垂直比率抛物线分量。

信号Fm通过电容器C3的AC耦合导致波形的DC分量丧失了，其结果是，就波形的极性来说，这使信号Fm相对于DC聚焦电压Vf对称分布。因此，如上所述，随着信号Fm的幅度被厂家确定和预置，可以通过电压峰值Vfc调整典型聚焦控制Rf，以便在屏幕中央实现最佳CRT聚焦，以及在屏幕顶部和底部的聚焦分别由峰电压Vft和Vfb决定。实际上，如果通过水平和/或垂直系数值控制适当地成形波形Vfm，可以在整个CRT显示器表面上取得最佳聚焦。

但是，正如前面已经描述的，通过虚线所示的V4′系数改变，例如，如图2A所示的垂直抛物线信号形成使中间值变得不同。在图2B和2C中，抛物线波形Vparab在形状和幅度两个方面都是相同的。例如，在图2B中，如果通过相加这些值Vft+Vfc，相对于中间或平均值测量波形幅，那么，这个值等于图2C的相应信号幅度Vft′+Vfc′。但是，由于图2B和2C所示的波形的中间值是不同的，因此，作为信号Vfc′的峰幅度相对于波形的中间值降低了的结果，典型峰信号幅度Vfc与DC值Vf相加所致的、图2B的最佳中心屏幕聚焦对于图2C所示的波形来说不再是最佳的。事实上，由于不同的中间值而使整个屏幕散焦了，这就迫使重新调整聚焦控制Rf，以便恢复整体最佳聚焦。

图2B和2C显示了在垂直回扫周期期间选择的、因此对CRT电极控制不起什么作用的系数V4可以有利地对为不同显示或偏转标准生成的聚焦调制波形的中间值的改变提供补偿。例如，可以参照图2A对不同显示标准加以考虑，图2A表示场周期由垂直回扫或垂直消隐间隔Tvrt和有效扫描周期2T组成。在NTSC(美国国家电视标准委员会)电视信号制式中，场周期包括262.5个水平行周期，以及一个间隔Tvrt代表大约20个行周期，因此，回扫或垂直消隐间隔与场周期之比是大约1∶13或8％。但是，在ATSC 1080I高清晰度电视标准或ANSI/SMPTE(美国国家标准化组织/电视与电影工程师学会)标准274M中，一个帧包括含有1080个有效行周期的1125行。因此，每帧存在着45行无效画面，在隔行扫描格式中，它们将分布在包括562.5水平行周期的每个场内。无效画面或消隐和垂直回扫周期Tvrt代表大约22.5个行周期。因此，回扫或垂直消隐间隔与场周期之比是大约1∶25或4％。这个值约是NTSC制式的值的一半。在波形或定时中这个比值上的差异可以通过有利地利用系数V4来消除，V4具有不同的预置标准特定值，被选来通过补偿垂直比率校正波形的平均值的差异来保持最佳束流着陆或聚焦。

图3显示了，例如，根据垂直消隐宽度与用于生成图2A的抛物线信号的信号的垂直消隐宽度不同的显示图像生成的抛物线波形。图3所示的波形是根据坐标V12、V22和V32的值成形的，其中坐标V12相对于垂直回扫周期Tvrt被延迟或相移了TΦ。另外，波形可以被看作是代表叠加在如虚线S所示的场比率斜坡或锯齿信号上的抛物线。有利的是，补偿数据字V42提供了使不同波形具有基本上相似的DC分量的可调整信号分量，因此，有利于在多种显示标准下工作，而无需聚焦重新调整或多个聚焦值。

这个说明同样适用于被选来通过补偿水平比率校正波形的平均值的差异来保持最佳束流着陆或聚焦的系数H4。

图4显示了本发明的另一个可替换实施例。与图1所示的实施例相比，主要差异在于，在加法器级162中首先相加水平和垂直抛物线的值Hpar、Vpar和补偿系数H4、V4。随后，这个和值由DAC 160转换成模拟值，并且施加到差分放大器170的第一输入端。放大器170的第二输入端与固定参考电位Uref连接。放大器170的输出按照如对前面实施例所述的相同方式加以处理。虽然在上述的陈述中，只需要单个数字-模拟转换器，但是，显然，图4所示的实施例产生相同的效果和具有相同的优点。

Claims (13)

1.一种为CRT显示器生成显示校正波形的方法，该方法包括下列步骤：

选择波形发生器生成的、在扫描间隔期间传播的数个预定扫描波形部分之一，并形成校正波形的一部分，可选扫描波形部分具有不同的平均值，其特征在于，包括下列步骤：

根据所述CRT显示器的不同工作特性，在所述数个扫描波形部分中进行选择，所述不同工作特性包括数个显示扫描标准；

通过将所选扫描波形部分与在回扫周期期间传播的各自回扫波形部分组合一起，形成校正波形；

确定形成所述回扫波形部分的系数值，以便形成的校正波形具有与所选扫描波形部分无关的预定平均值。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：

确定系数值以便形成所述数个扫描波形部分；和

存储所述数个扫描波形部分。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括下列步骤：

将具有垂直比率的校正波形与具有水平比率的校正波形相叠加。

4.根据权利要求1所述的方法，包括下列步骤：相加分别代表具有垂直和水平比率的所述校正波形的数字值。

5.根据权利要求4所述的方法，包括下列步骤：在波形的叠加之前，把加权系数指定给具有垂直和水平比率的所述校正波形的每一个。

6.一种为CRT显示器生成显示校正波形的设备，该设备包括：

为了形成校正波形的一部分，有选择地生成在扫描间隔期间传播的数个预定扫描波形部分之一的装置(120，121)，可选扫描部分具有不同的平均值，

其特征在于：

所述生成装置(120，121)对一组系数值(V1、V2、V3；H1、H2、H3)敏感，其中所述该组系数值(V1、V2、V3；H1、H2、H3)按照所述CRT显示器的工作模式，与所述生成装置(120，121)耦合；

将所选扫描波形部分与在回扫周期期间传播的各自回扫波形部分组合一起，形成校正波形的装置(150，151)；

存储用于生成各自回扫波形部分的系数值(H4，V4)的存储器(115)，以便形成的校正波形具有与所选扫描波形部分无关的预定平均值。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述组合装置(150，151)是响应回扫信号(Svrt，Shrt)而受到控制的，并且，在所述回扫信号的间隔期间选择所述回扫波形部分，和在不存在所述回扫信号期间选择所述扫描波形部分。

8.根据权利要求6所述的设备，还包括将具有垂直比率的校正波形与具有水平比率的校正波形相叠加的装置(170，171)。

9.根据权利要求8所述的设备，包括在波形的叠加之前，把加权系数指定给具有垂直和水平比率的所述校正波形的每一个的装置(R1，R2)。

10.根据权利要求8所述的设备，包括相加分别代表具有垂直和水平比率的所述校正波形的数字值的装置(162)。

11.根据权利要求6所述的设备，还包括电容器(C3)，用于把所述校正波形AC耦合到所述CRT显示器，供校正用，其中，所述预定平均值使所述校正波形得到所述AC耦合，而无需对所述预定平均值作任何实质性改变。

12.根据权利要求6所述的设备，还包括电容器，用于把所述校正波形AC耦合到所述CRT显示器，供校正用，所述校正波形具有相对于所述预定平均值的峰值，其中，所述预定平均值使所述校正波形得到所述AC耦合，而无需对相对于所述预定平均值的所述峰值作任何实质性改变。

13.根据权利要求6所述的设备，还包括电容器，用于把所述校正波形AC耦合到所述CRT显示器，供校正电子束着陆误差用。

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