DE102005011898A1 - Variable-Frequenz-Generator - Google Patents

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DE102005011898A1
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Richard David Taylor
Mark David Montierth
Douglas Gene Keithley
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03LAUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop

Landscapes

  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)

Abstract

Eine digitale Schaltung erzeugt sehr präzise, variierende Taktfrequenzen für Anwendungen, die ein geringes Maß an Jitter tolerieren könne, jedoch exakte längerfristige Frequenzen erfordern, z. B. einen Videotakt für einen Laserdrucker. Ein gewisses Maß an Teilpixel-Jitter ist akzeptabel, die Gesamtpixelrate muss jedoch exakt und einheitlich sein. Bei manchen Anwendungen kann das Jitter wünschenswert sein, um das EMI-Spektrum (EMI = electromagnetic interference, elektromagnetische Störung) zu verwischen. Wenn beispielsweise der Hochfrequenzeingangstakt moduliert wird, werden die Flanken des Videotaktes ebenfalls moduliert, bleiben jedoch innerhalb der Jitter- und Frequenzspezifikation.

Description

  • Im Stand der Technik kann eine eingebettete Hochfrequenz-Phasenregelschleife (PLL) verwendet werden, um eine Festfrequenz-Videotakteingangsfrequenz zu liefern. Zusätzliche Kristalle oder Oszillatoren können erforderlich sein, um die gewünschte Frequenz zu liefern oder die Ausgangsfrequenz zu modifizieren. Die Eingangsfrequenz ist festgelegt. Jeder Takt erfordert eine separate PLL. Die Videofrequenz kann nicht ohne weiteres geändert werden, ohne sich auf das gesamte System auszuwirken. PLLs nehmen eine beträchtliche nutzbare Fläche anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASIC) ein, und Kristalle sind teuer. Ein Ändern von Videofrequenzen kann Änderungen an Platinen erfordern. Bei manchen Anwendungen, z.B. In-line-Laserdrucken, müssen die Videofrequenzen auf den Druckmaschinenmechanismus kalibriert sein, so dass Änderungen an Platinen nicht praktisch sind.
  • Im Stand der Technik werden komplizierte Abgriffsverzögerungsrückkopplungsschleifen verwendet. Die Verzögerungselemente erfordern ein kundenspezifisches Layout. Der Entwurf erfordert eine Echtzeitkalibrierung, um eine Anpassung bezüglich Verfahren, Spannung, Temperatur (PVT – process, voltage, temperature) und PVT-Drift vorzunehmen. Verzögerungselemente erfordern komplizierte Produktionstestprozeduren, und Verzögerungselemente sind unter ASIC-Prozessen nicht tragbar. Eine geditherte Eingangsreferenz kann nicht verwendet werden, und das Ausgangsfrequenzspektrum kann nicht ohne weiteres verwischt werden, um eine Hochfrequenzstörung (RFI – radio frequency interference) zu verringern. Auf Grund der komplexen Kalibrierungs- und Testmerkmale ist der Entwurf groß. Im Stand der Technik werden bei Laserdruckern optische f-Theta-Linsen verwendet, um eine konstante Geschwindigkeit des Laserstrahls über die optische Photo 1eitertrommel zu liefern. Die f-Theta-Linse ist notwendig, da eine Festfrequenz-Videopixelrate in Kombination mit einem Drehlaserscannerspiegel mit feststehender Drehgeschwindigkeit verwendet wird, was andernfalls zu einem verzerrten Bild mit breiteren Pixeln an dem jeweiligen Ende der Trommel und mit schmäleren Pixeln in der Nähe der Trommelmitte führen würde.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Schaltung und einen Drucker mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Schaltung gemäß Anspruch 1 und einen Drucker gemäß Anspruch 11 gelöst.
  • Die vorliegende Erfindung erzeugt sehr präzise, variierende Taktfrequenzen für Anwendungen, die ein geringes Maß an Jitter tolerieren können, jedoch exakte längerfristige Frequenzen erfordern, z.B. einen Videotakt für einen Laserdrucker. Ein gewisses Maß an Teilpixel-Jitter ist akzeptabel, die Gesamtpixelrate muss jedoch exakt und einheitlich sein. Bei manchen Anwendungen kann das Jitter wünschenswert sein, um das EMI-Spektrum (EMI = electromagnetic interference, elektromagnetische Störung) zu verwischen. Wenn beispielsweise der Hochfrequenzeingangstakt moduliert wird, werden die Flanken des Videotaktes ebenfalls moduliert, bleiben jedoch innerhalb der Jitter- und Frequenzspezifikation.
  • In seiner einfachsten Form empfängt der Videoblock in einer Videosteuerung ein gedithertes Signal, ein Referenzsignal und ein Strahlerfassungssignal. Aus diesen drei Eingangssignalen wird ein Variable-Frequenz-Signal erzeugt. Das geditherte Signal kann durch eine optionale modulierte analoge PLL bereitgestellt werden, die ein Referenzsignal, Fref, empfängt. Der Variable-Frequenz-Block empfängt das Ausgangssignal der PLL, Fdither, als Eingangsfrequenz und das Referenzsignal Fref sowie ein Strahlerfassungssignal von dem Laser, um das Videotaktfrequenzsignal Fout zu erzeugen.
  • Konfigurationsregister empfangen und senden Daten und Steuerungsinformationen mit der PLL und dem Variable-Frequenz-Block.
  • Der Variable-Frequenz-Block umfasst einen Frequenzanforderungsgenerator, der ein Referenzsignal Fref, ein gedithertes Signal Fdither und ein Strahlerfassungssignal (BD-Signal) empfängt. Der Frequenzgenerator empfängt und sendet Konfigurationsdaten mit dem Variable-Frequenz-Generator, einer deltaF-Tabelle und den Konfigurationsregistern.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Variable-Frequenz-Generators umfasst einen Prädiktor, der ein gedithertes Signal Fdither und ein Referenzsignal Fref empfängt. Ein Korrektor empfängt Fdither, Fref und das Ausgangssignal des Prädiktors. Das Ausgangssignal des Korrektors gibt die Bruchzahl von zu entfernenden Takten an. Der Prädiktor und der Korrektor empfangen gewünschte Frequenzkonfigurationsdaten von dem Frequenzanforderungsgenerator. Ein Akkumulator empfängt das Korrektorausgangssignal und Fdither. Aus dem Akkumulator-Ausgangssignal und Fdither erzeugt ein Ausgangsgenerator ein präzises Frequenzsignal, Fout, das der gewünschten Frequenz folgt. Jeder der zuvor erwähnten Blöcke sendet und empfängt Konfigurationsdaten mit den Konfigurationsregistern.
  • Ein alternatives Ausführungsbeispiel für den Variable-Frequenz-Generator empfängt die gewünschten Frequenzkonfigurationsdaten von dem Frequenzanforderungsgenerator. Diese Daten stellen die durchschnittliche gewünschte Anzahl von Ausgangstakten für n Abtastwerte dar. In dem Korrektor wird der Fehler aus dem letzten Abtastwert gemessen. der Fehler wird in einer Anzahl von Fdither-Takten gemessen. Dieser Fehler wird mit einem Skalenfaktorregisterwert multipliziert, der verwendet wird, um das Ansprechen des Systems auf den Fehler des letzten Abtastwerts zu verringern. Der skalierte gemessene Fehler aus dem letzten Abtastwert stellt die Anzahl von zusätzlichen Takten dar, die während des nächsten Abtastzeitraums zu entfernen sind. In dem Prädiktor wird die durchschnittliche Anzahl von Hochfrequenztakten (HF-Takten) oder Fdither-Takten für n Abtastwerte gemessen. Die Differenz zwischen den gemessenen Taktperioden und gewünschten Taktperioden wird ermittelt. Diese Differenz gibt die durchschnittliche Anzahl von HF-Takten an, die pro Fref-Abtastzeitraum zu entfernen sind. Die Anzahl zusätzlicher Takte, die während des nächsten Abtastzeitraums zu entfernen sind, und die durchschnittliche Anzahl von Takten, die pro Abtastzeitraum zu entfernen sind, werden summiert, um die Gesamtanzahl an Takten, die pro Abtastzeitraum zu entfernen sind, zu ermitteln. Die Gesamtanzahl von HF-Takten, die pro Abtastzeitraum zu entfernen sind, wird mit einem anderen Skalenfaktorwert multipliziert, um eine Bruchzahl von Takten zu erzeugen, die pro HF-Takt zu entfernen sind. Dieser Skalenfaktor beruht auf der gemessenen durchschnittlichen Anzahl von Takten von dem Prädiktor und kann mit einer kleinen Nachschlagtabelle (LUT – look-up table) erzeugt werden. Der Akkumulator empfängt diese Bruchzahl von Takten, die während jedes HF-Taktzyklus zu entfernen sind, von dem Multiplikator. Der Ausgangsgenerator entfernt jedes Mal dann einen Takt, wenn das Akkumulatorausgangssignal einen Wert größer 1 aufweist, z.B. übergelaufen ist.
  • Der Variable-Frequenz-Generator kann bei Laserdruckern angewendet werden, um den Bedarf an optischen f-Theta-Korrekturlinsen zu eliminieren und dadurch Druckerkosten zu reduzieren, indem die Frequenz der Videopixelrate dynamisch modifiziert wird, um die Verzerrung, die normalerweise durch das Wobbeln des Lasers erzeugt wird, während er von dem sich drehenden Scannerspiegel abgelenkt wird, digital vorzukompensieren. Bei anderen Laserabtastmethodologien, z.B. Schwingspiegel- oder Spiegelarrays, kann die Erfindung verwendet werden, um die Nicht-Linearitäten des Laserwobbelns, die diesen Technologien innewohnen, zu kompensieren, indem die Videopixelrate so gesteuert wird, dass sie mit der Geschwindigkeit des Laserstrahlwobbelns über den Photo leiter übereinstimmt, wobei Pixel einheitlich platziert werden und das entstehende Bild nicht verzerrt wird.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Funktionsblockdiagramm, das einem Drucker der vorliegenden Erfindung entspricht;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm einer Videosteuerung der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ein Funktionsblockdiagramm eines Variable-Frequenz-Blocks 40, der in 2 gezeigt ist;
  • 4 ein Flussdiagramm für den Frequenzanforderungsgenerator, der der vorliegenden Erfindung entspricht;
  • 5 die lineare Geschwindigkeit, die von einem System einer konstanten Winkelgeschwindigkeit (Laserdrucker ohne f-Theta-Linse) abgeleitet ist; und
  • 6 ein alternatives Flussverfahrensdiagramm 200, das dem in 4 gezeigten Variable-Frequenz-Generator entspricht.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Variable-Frequenz-Videosignalgenerator, der ermöglicht, dass die Videorate der variablen Geschwindigkeit eines Laserdruckers ohne eine f-Theta-Linse folgt. Die f-Theta-Linse wird verwendet, um die Strahlgeschwindigkeit und Strahlgröße über die Seite zu korrigieren, wenn der Strahl durch einen Drehspiegel abgelenkt wird. Ohne die Linse weist die konstante Winkelgeschwindigkeit des Lasers, der von dem Spiegel abprallt, schließlich eine beträchtliche Veränderung der linearen Geschwindigkeit auf, während sie über die Photoleitertrommel (OPC – Organic Photoconductor drum) fliegt. Wenn ein Konstantfrequenzvideotakt verwendet wird, ändern die Pixel proportional zur Geschwindigkeit ihre Größe. Wenn die Videofrequenz die Geschwindigkeit des Strahls nachverfolgen kann, werden die Pixel einheitlich platziert.
  • Statt eines Drehspiegels kann auch ein Schwingspiegel verwendet werden, um den Strahl über die OPC-Trommel zu bewegen. Dieser Schwingspiegel erzeugt eine variierende Linearstrahlgeschwindigkeit, die sich von der des Drehspiegels unterscheidet. Die Geschwindigkeit kann korrigiert werden, indem die Videofrequenz variiert wird, so dass sie die Geschwindigkeit des Strahls nachverfolgt. Wenn die Videofrequenz die Geschwindigkeit des Strahls nachverfolgen kann, werden die Pixel einheitlich platziert. Indem die gewünschten Frequenzänderungen in einer Tabelle platziert werden, kann die Videofrequenz so gesteuert werden, dass sie einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Geschwindigkeitsprofile folgt.
  • Die Erfindung liefert ein Verfahren zum Erzeugen sehr präziser, variierender Taktfrequenzen für Anwendungen, die ein geringes Maß an Jitter tolerieren können, jedoch exakte Langzeitfrequenzen erfordern, z.B. einen Videotakt für einen Laserdrucker. Ein gewisses Maß an Teilpixel-Jitter ist akzeptabel, die Gesamtpixelrate muss jedoch exakt und einheitlich sein. Bei manchen Anwendungen kann das Jitter wünschenswert sein, um das EMI-Spektrum (EMI = electromagnetic interference, elektromagnetische Störung) zu verwischen. Wenn beispielsweise der Hochfrequenzeingangstakt moduliert wird, werden die Flanken des Videotaktes ebenfalls moduliert, bleiben jedoch innerhalb der Jitter- und Frequenzspezifikation.
  • Die Erfindung nutzt eine bekannte feststehende Referenzfrequenz und einen geditherten Hochgeschwindigkeitstakt. Ein bekanntes Referenzintervall wird verwendet, um zu berechnen, wie viele Ausgangstaktflanken (oder Pulse) aufgetreten sein sollten. Durch Vergleichen der erwarteten Anzahl von Ausgangsübergängen mit der tatsächlichen Anzahl, kann der Fehler korrigiert werden, indem Flanken oder Pulse an dem Ausgangssignal „geschluckt" werden. Dies verringert den Summenfehler statistisch auf nahe Null.
  • Im Betrieb empfängt der Variable-Frequenz-Block ein gedithertes Signal, ein stabiles Referenzsignal und ein Strahlerfassungssignal. Aus diesen drei Eingangssignalen wird ein Variable-Frequenz-Signal erzeugt.
  • 1 offenbart ein Funktionsblockdiagramm, das einem Drucker 10 der vorliegenden Erfindung entspricht. Der Drucker 10 umfasst einen einzelnen Lasertreiber 12 und eine Drucksteuermaschine 14. Eine Videosteuerung 16, die eine Abtaststeuerschaltung oder einen Videoblock 18 umfasst, ist mit der Drucksteuermaschine 14 und dem Lasertreiber 12 verbunden. Das System umfasst ferner eine Kassettenbaugruppe 20 und eine Papiertransportbaugruppe 18, die in Kommunikation mit der Drucksteuermaschine 22 stehen.
  • 2 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Videosteuerung 16 der vorliegenden Erfindung. Eine optionale modulierte analoge PLL 24 empfängt ein Referenzsignal, Fref. Ein Variable-Frequenz-Block 26 empfängt das Ausgangssignal der PLL, Fdither, als Eingangsfrequenz, das Referenzsignal Fref und das Strahlerfassungssignal, um das Videotaktfrequenzsignal Fout zu erzeugen. Konfigurationsregister 28 empfangen und senden Daten und Steuerungsinformationen mit der PLL 24 und dem Variable-Frequenz-Block 26.
  • Bei einer veranschaulichenden Anwendung erfordert eine Laserdruckersteuerung eine exakte Pixelrate von 20,12345 MHz bei der maximalen Geschwindigkeit des Strahls. Bei dem Ausgangssignal ist eine Teilpixelauflösung erforderlich. Der erzeugte Videotakt kann bis zu dem Zwölffachen dieser Frequenz betragen (12·20.12345 MHz = 241,4814 MHz). Der Rest des Steuerungssystems benötigt einen Takt von ∼ 250 MHz und eine feststehende I/O-Frequenz von 48,000 MHz. Der Takt von ∼250 MHz wird weiter moduliert, um EMI zu verringern. Die Videofrequenz wird aus Takten erzeugt, die sich bereits in dem System befinden, z.B. 48,000 MHz und 500+/– 10 MHz aus der PLL. Fout kann nicht mehr betragen als die Hälfte der langsamsten Frequenz, z.B. 245 MHz. Die Videoausgabe sollte das höchstmögliche Vielfache der Videofrequenz sein und gleichzeitig niedriger als die Hälfte des langsamsten geditherten Eingangstakts bleiben.
  • 3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Variable-Frequenz-Blocks 26 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Frequenzanforderungsgenerator 30 empfängt ein Referenzsignal Fref, ein gedithertes Signal Fdither und ein Strahlerfassungssignal (BD-Signal; BD = beam detection, Strahlerfassung). Der Frequenzanforderungsgenerator 30 empfängt und sendet Konfigurationsdaten mit dem Variable-Frequenz-Generator 32, einer deltaF-Tabelle 34 und den Konfigurationsregistern 28 (in 2 gezeigt).
  • Der Variable-Frequenz-Generator 32 umfasst einen Prädiktor 34, der ein gedithertes Signal Fdither und ein Referenzsignal Fref empfängt. Ein Korrektor 36 empfängt Fdither, Fref und das Ausgangssignal des Prädiktors 34. Das Ausgangssignal des Korrektors 36 gibt die Bruchzahl von zu entfernenden Takten an. Der Prädiktor 34 und der Korrektor 36 empfangen gewünschte Frequenzkonfigurationsdaten von dem Frequenzanforderungsgenerator 30. Ein Akkumulator 38 empfängt das Korrektorausgangssignal und Fdither. Aus dem Akkumulator-Ausgangssignal und Fdither erzeugt ein Ausgangsgenerator 40 ein exaktes Frequenzsignal, Fout, das der gewünschten Frequenz folgt. Jeder der zuvor erwähnten Blöcke sendet und empfängt Konfigurationsdaten mit den Konfigurationsregistern 28 (in 2 gezeigt).
  • Das in 3 offenbarte Ausführungsbeispiel kann ein Entfernen vieler Pulse während jedes Abtastzeitraums auf sehr nette Art und Weise handhaben. Diese Implementierung lie fert eine größere Flexibilität beim Wählen von Frequenzen, da sie in der Lage ist, mehr als einen Puls pro Abtastzeitraum zu entfernen.
  • 4 veranschaulicht ein Flussdiagramm für den Frequenzanforderungsgenerator 30, der der vorliegenden Erfindung entspricht. Dieser Generator erstellt eine Serie verbundener gerader Linien, die sich an ein Geschwindigkeitsprofil annähern. Das Ausgangssignal wird jeden Fref-Takt (bei diesem Beispiel 48 MHz) aktualisiert. Jede Aktualisierung wird als „Schritt" bezeichnet. Jedes lineare Segment wird durch eine feststehende Anzahl von Schritten und einen einzelnen Tabelleneintrag, der die Neigung der Linie (deltaF) darstellt, dargestellt. Jeder Tabelleneintrag in der deltaF-Tabelle ist ein mit einem Vorzeichen versehener Wert, so dass die Neigung positiv oder negativ sein kann.
  • Bei Schritt 110 werden der Wert der angeforderten Frequenz (Freq req) und der Index (i) initialisiert. Bei Schritt 120 wird bestimmt, ob der Strahl erfasst wird. Falls dies nicht der Fall ist, so wird Schritt 120 wiederholt. Falls dies der Fall ist, so wird bei Schritt 130 „Zählwert" auf die Gesamtanzahl von Schritten, geteilt durch die Anzahl von Tabelleneinträgen, z.B. Schritten pro Index, eingestellt. Bei Schritt 140 wird die Flanke des Festfrequenztakts erfasst? Falls nicht, wiederhole Schritt 140. Falls ja, wird bei Schritt 150 Freq_req auf Freq_req + deltaF(i) eingestellt. Die Freq req entspricht den gewünschten Frequenzkonfigurationsdaten, die durch den Prädiktor verwendet werden. Bei Schritt 160 wird der Zählwert um 1 dekrementiert. Bei Schritt 170 wird bestimmt, ob der Zählwert gleich Null ist. Falls nicht, wiederhole Schritt 140. Falls ja, wird bei Schritt 180 der Index i inkrementiert, und der nächste Tabelleneintrag wird verwendet. Bei Schritt 190 wird bestimmt, ob der Index i größer als der oder gleich dem letzten_Index ist, um zu sehen, ob die gesamte Tabelle durchgegangen wurde. Falls nicht, wiederhole Schritt 130. Falls ja, wiederhole Schritt 110.
  • Durch Verwendung sogar einer geringen Anzahl linearer Segmente kann eine hervorragende Annäherung an die Drehspiegel- und Schwingspiegelgeschwindigkeitskurven erzielt werden.
  • Bei einem in 5 gezeigten veranschaulichenden Ausführungsbeispiel wird die lineare Geschwindigkeit von einem System einer konstanten Winkelgeschwindigkeit (Laserdrucker ohne f-Theta-Linse) abgeleitet. Der Strahl trifft zwischen den Winkeln –45 Grad und +45 Grad auf die OPC-Trommel. Das Geschwindigkeitsprofil wird anschließend unter Verwendung eines stückweisen linearen Satzes von 90 Liniensegmenten angenähert. Dies entspricht einem Liniensegment für jeden der Abtastgrade.
  • Für jedes der linearen Segmente wird die Neigung durch den bruchstückhaft codierten Wert in der deltaF-Tabelle bestimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden lediglich 6 Bit mit Vorzeichen versehener Werte verwendet, z.B. 90 Einträge × 6 Bits = 540 Bits an Tabellenwerten. Die gewünschte Frequenz wird unter Verwendung des Festfrequenz-Fref-Takts, z.B. 48 MHz, aktualisiert. Ein einfacher Akkumulator wird jeden Taktzyklus mit diesem Wert aktualisiert, und der Deltawert wird in einem feststehenden Intervall (Anzahl von 48MHz-Takten pro Grad Änderung in einer Winkelposition) geändert.
  • Da die Strahlgeschwindigkeit mit dem Strahlerfassungssignal (BD-Signal) synchronisiert wird, muss die Erzeugung des Frequenzprofils ebenfalls bezüglich des BD-Signals synchronisiert werden. Wenn nötig, kann ein separater Zählerwert hinzugefügt werden, um den Start des Geschwindigkeitsprofils von dem BD-Signal zu verzögern.
  • 6 ist ein Flussverfahrensdiagramm 200, das einem alternativen Ausführungsbeispiel für den in 4 gezeigten Variable-Frequenz-Generator 32 entspricht.
  • Bei Schritt 210 bestimmt der Frequenzanforderungsgenerator 30 die durchschnittliche gewünschte Anzahl von Ausgangstakten für n Abtastwerte und leitet diesen Wert an den Prädiktor und Korrektor weiter.
  • In dem Variable-Frequenz-Generator erfolgen in einem Korrekturblock die folgenden Schritte. Bei Schritt 220 wird der Fehler ausgehend von dem letzten Abtastwert gemessen. Bei Schritt 230 wird der Skalenfaktor, der verwendet wird, um die Empfindlichkeit bezüglich des gemessenen Fehlers zu verringern, aus einem Konfigurationsregister wiedergewonnen. Bei Schritt 240 wird der gemessene Fehler von dem letzten Abtastwert mit dem Skalenfaktorwert multipliziert, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das die Anzahl von zusätzlichen Takten, die während des nächsten Abtastzeitraums zu entfernen sind, darstellt.
  • In dem Variable-Frequenz-Generator erfolgen die folgenden Schritte in einem Prädiktionsblock. Bei Schritt 250 wird die durchschnittliche Anzahl von Hochfrequenztakten (HF-Takten) oder geditherten Takten für N Abtastwerte gemessen. N kann durch den Benutzer über die Konfigurationsregister programmiert werden. Dies kann durch einen Zähler implementiert werden. Bei Schritt 260 wird die Differenz zwischen den gemessenen Taktperioden und gewünschten Taktperioden ermittelt. Diese Differenz gibt die durchschnittliche Anzahl von HF-Takten an, die pro Abtastzeitraum zu entfernen sind.
  • Bei Schritt 270 werden die Anzahl zusätzlicher Takte, die während des nächsten Abtastzeitraums (von Schritt 240) zu entfernen sind, und die durchschnittliche Anzahl von Takten, die pro Abtastzeitraum (von Schritt 260) zu entfernen sind, summiert, um die Anzahl von Takten zu bestimmen, die pro Abtastzeitraum zu entfernen sind. Bei Schritt 280 wird der reziproke Wert des Ausgangswerts des Schritts 250 berechnet und als Skalenfaktor präsentiert. Der reziproke Wert kann durch eine kleine Nachschlagtabelle (LUT) erzeugt werden. Bei Schritt 290 wird die Anzahl von HF-Takten, die pro Abtastzeitraum (von Schritt 270) entfernt werden sollen, mit dem Skalenfaktor von Schritt 280 multipliziert. Der Ausgang entspricht der Bruchzahl von Takten, die jeden HF-Taktzeitraum zu entfernen sind. Bei Schritt 300 empfängt der Akkumulator die Bruchzahl von Takten, die jeden Taktzyklus von dem Korrektor zu entfernen sind. Der Ausgangsgenerator entfernt jedes Mal einen Takt, wenn das Akkumulatorausgangssignal einen Wert über 1 aufweist, z.B. übergelaufen ist.
  • Im Betrieb leitet der Prädiktionsblock die durchschnittliche Anzahl von Takten ab, die jeden Abtastzeitraum zu entfernen sind. Ein Abtastzeitraum wird durch die bekannte feststehende Referenzfrequenz, z.B. 48 MHz, definiert.
  • Da dieser Durchschnitt eine gute Annäherung ist, jedoch nicht perfekt ist, leitet der Korrektor einen Korrekturwert auf der Basis eines Einzelabtastwertvergleichs eines Zählers auf der Basis des erzeugten Taktes und eines vorausgesagten Zählwerts ab. Das Ausgangssignal aus diesem Komparator kann anfordern, dass ein oder zwei Pixel entfernt oder zu dem nächsten Abtastwert hinzuaddiert werden. Dies kann skaliert werden, so dass die Rückkopplungsmenge nicht so schnell korrigiert wird.
  • Die Korrekturwerte werden summiert. Diese Summe stellt dar, wie viele Takte während des nächsten Abtastzeitraums entfernt oder hinzuaddiert werden müssen. Diese Anzahl von zu entfernenden oder hinzuzuaddierenden Takten wird als Nächstes durch die durchschnittliche Anzahl von Takten geteilt, die pro Abtastzeitraum ankommen, so dass ein Wert einer „Bruchzahl von Takten, die jeden HF-Takt entfernt werden sollen", erzeugt werden kann. Eine kleine NACHSCHLAGTABELLE (LUT), die den reziproken Wert für einen kleinen Satz von Werten erzeugen kann, erzeugt den Skalar, der anschließend mit der Anzahl von zu entfernenden Takten multipliziert wird. Der sich ergebende Bruchteilwert stellt den Teil eines Taktes dar, der für jeden Takt entfernt werden soll.
  • Der Wert wird in den Akkumulator eingespeist, der diese Differenz für jeden Takt summiert. Wenn eine Überlaufbedingung vorliegt, wird der nächste Takt entfernt.
  • Der Frequenzanforderungswertgenerator kann durch eine größere Tabelle ersetzt oder könnte aus einem Speicher gelesen werden.

Claims (20)

  1. Schaltung, die folgende Merkmale aufweist einen Frequenzanforderungsgenerator (30), der ein Referenzsignal, ein gedithertes Signal und ein Strahlerfassungssignal empfängt; eine deltaF-Tabelle (34), die bidirektional mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) verbunden ist; einen Variable-Frequenz-Generator (32), der mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) verbunden ist und ein Variable-Frequenz-Ausgangssignal erzeugt; und Konfigurationsregister (28), die Daten- und Steuersignale mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30), dem Variable-Frequenz-Generator (32) und der deltaF-Tabelle (34) senden und empfangen.
  2. Schaltung gemäß Anspruch 1, die ferner eine modulierte analoge Phasenregelschleife (24) umfasst, die das Referenzsignal empfängt und das geditherte Signal erzeugt.
  3. Schaltung gemäß Anspruch 2, wobei der Variable-Frequenz-Generator (32) folgende Merkmale aufweist: einen Prädiktor (35); einen Korrektor (36), der ein Prädiktorausgangssignal empfängt; einen Akkumulator (38), der das Korrektorausgangssignal empfängt; einen Ausgangsgenerator (40), der das Variable-Frequenz-Ausgangssignal erzeugt und das Akkumulatorausgangssignal empfängt; wobei der Prädiktor (35), der Korrektor (36), der Akkumulator (38) und der Ausgangsgenerator (40) die Daten- und Steuersignale mit den Konfigurationsregistern (28) senden und empfangen und das Referenzsignal und das geditherte Signal empfangen.
  4. Schaltung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei der Variable-Frequenz-Generator (32) folgende Merkmale aufweist: eine Prädiktionseinrichtung, die ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das die durchschnittliche Anzahl geditherter Zeiträume, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; eine Korrektureinrichtung, die ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das die Bruchzahl geditherter Zeiträume, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; eine Addiereinrichtung, die das erste und das zweite Ausgangssignal empfängt und ein drittes Ausgangssignal erzeugt, das die Anzahl von Takten, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; einen Skalenfaktor; einen Vervielfacher, der den Skalenfaktor und das dritte Ausgangssignal empfängt und ein viertes Ausgangssignal erzeugt, das die Bruchzahl von Takten, die jeden geditherten Taktzeitraum zu entfernen sind, angibt; einen Akkumulator (38), der das vierte Ausgangssignal empfängt und wirksam ist, um die Bruchzahl geditherter Zeiträume zu zählen, wobei ein geditherter Zeitraum entfernt wird, wenn eine Ganzzahl erreicht wurde.
  5. Schaltung gemäß Anspruch 4, wobei die Prädiktionseinrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Zähler zum Zählen der durchschnittlichen Anzahl geditherter Zeiträume für den Abtastwert des Referenzsignals; und einen Subtraktor, der mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) und der Messeinrichtung verbunden ist und das erste Ausgangssignal erzeugt.
  6. Schaltung gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Korrektureinrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Fehlereinrichtung zum Messen des Fehlers ausgehend von dem letzten Abtastwert, die mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) verbunden ist und ein Fehlersignal aufweist; einen Skalenfaktorregisterwert; und einen Vervielfacher, der das Fehlersignal und den Skalenfaktor empfängt und das zweite Ausgangssignal erzeugt.
  7. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Variable-Frequenz-Generator (32) folgende Merkmale aufweist: einen Prädiktor (35); einen Korrektor (36), der ein Prädiktorausgangssignal empfängt; einen Akkumulator (38), der das Korrektorausgangssignal empfängt; einen Ausgangsgenerator (40), der das Variable-Frequenz-Ausgangssignal erzeugt und das Akkumulatorausgangssignal empfängt; wobei der Prädiktor (35), der Korrektor (36), der Akkumulator (38) und der Ausgangsgenerator (40) die Daten- und Steuersignale mit den Konfigurationsregistern (28) senden und empfangen und das Referenzsignal und das geditherte Signal empfangen.
  8. Schaltung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Variable-Frequenz-Generator (32) folgende Merkmale aufweist: eine Prädiktionseinrichtung, die ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das die durchschnittliche Anzahl geditherter Zeiträume, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; eine Korrektureinrichtung, die ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das die Bruchzahl geditherter Zeiträume, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; eine Addiereinrichtung, die das erste und das zweite Ausgangssignal empfängt und ein drittes Ausgangssignal erzeugt, das die Anzahl von Takten, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; einen Skalenfaktor; einen Vervielfacher, der den Skalenfaktor und das dritte Ausgangssignal empfängt und ein viertes Ausgangssignal erzeugt, das die Bruchzahl von Takten, die jeden Taktzeitraum zu entfernen sind, angibt; einen Akkumulator (38), der das vierte Ausgangssignal empfängt und wirksam ist, um die Bruchzahl geditherter Zeiträume zu zählen, wobei ein geditherter Zeitraum entfernt wird, wenn eine Ganzzahl erreicht wurde.
  9. Schaltung gemäß Anspruch 8, wobei die Prädiktionseinrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Zähler zum Zählen der durchschnittlichen Anzahl geditherter Zeiträume für den Abtastwert des Referenzsignals; und einen Subtraktor, der mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) und der Messeinrichtung verbunden ist und das erste Ausgangssignal erzeugt.
  10. Schaltung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Korrektureinrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Fehlereinrichtung zum Messen des Fehlers ausgehend von dem letzten Abtastwert, die mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) verbunden ist und ein Fehlersignal aufweist; einen Skalenfaktorregisterwert; und einen Vervielfacher, der das Fehlersignal und den Skalenfaktor empfängt und das zweite Ausgangssignal erzeugt.
  11. Drucker (10), der folgende Merkmale aufweist: einen Lasertreiber (12); eine Drucksteuermaschine (14); und eine Videosteuerung (16), die mit der Drucksteuermaschine (14) und einem Lasertreiber (12) verbunden ist und einen Videoblock (18) aufweist, der folgende Merkmale aufweist: einen Direktspeicherzugriffsblock (DMA-Block), einen Videoprozessor, einen Variable-Frequenz-Block; Konfigurationsregister (28), die mit dem DMA-Block, dem Videoprozessor, dem Variable-Frequenz-Block verbunden sind, und einen Datenbus, der wirksam ist, um Bussteuersignale zu führen, und der mit dem DMA-Block, dem Videoprozessor, dem Variable-Frequenz-Block und den Konfigurationsregistern (28) verbunden ist.
  12. Drucker (10) gemäß Anspruch 11, der ferner eine modulierte analoge Phasenregelschleife (24) aufweist, die das Referenzsignal empfängt und das geditherte Signal erzeugt.
  13. Drucker (10) gemäß Anspruch 12, wobei der Variable-Frequenz-Generator (32) folgende Merkmale aufweist: einen Prädiktor (35); einen Korrektor (36), der ein Prädiktorausgangssignal empfängt; einen Akkumulator (38), der das Korrektorausgangssignal empfängt; einen Ausgangsgenerator (40), der das Variable-Frequenz-Ausgangssignal erzeugt und das Akkumulatorausgangssignal empfängt; wobei der Prädiktor (35), der Korrektor (36), der Akkumulator (38) und der Ausgangsgenerator (40) die Daten- und Steuersignale mit den Konfigurationsregistern (28) senden und empfangen und das Referenzsignal und das geditherte Signal empfangen.
  14. Drucker (10) gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei der Variable-Frequenz-Generator (32) folgende Merkmale aufweist: eine Prädiktionseinrichtung, die ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das die durchschnittliche Anzahl geditherter Zeiträume, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; eine Korrektureinrichtung, die ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das die Bruchzahl geditherter Zeiträume, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; eine Addiereinrichtung, die das erste und das zweite Ausgangssignal empfängt und ein drittes Ausgangssignal erzeugt, das die Anzahl von Takten, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; einen Skalenfaktor; einen Vervielfacher, der den Skalenfaktor und das dritte Ausgangssignal empfängt und ein viertes Ausgangssignal erzeugt, das die Bruchzahl von Takten, die jeden geditherten Taktzeitraum zu entfernen sind, angibt; einen Akkumulator (38), der das vierte Ausgangssignal empfängt und wirksam ist, um die Bruchzahl geditherter Zeiträume zu zählen, wobei ein geditherter Zeitraum entfernt wird, wenn eine Ganzzahl erreicht wurde.
  15. Drucker (10) gemäß Anspruch 14, wobei die Prädiktionseinrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Zähler zum Zählen der durchschnittlichen Anzahl geditherter Zeiträume für den Abtastwert des Referenzsignals; und einen Subtraktor, der mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) und der Messeinrichtung verbunden ist und das erste Ausgangssignal erzeugt.
  16. Drucker (10) gemäß Anspruch 14 oder 15, wobei die Korrektureinrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Fehlereinrichtung zum Messen des Fehlers ausgehend von dem letzten Abtastwert, die mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) verbunden ist und ein Fehlersignal aufweist; einen Skalenfaktorregisterwert; und einen Vervielfacher, der das Fehlersignal und den Skalenfaktor empfängt und das zweite Ausgangssignal erzeugt.
  17. Drucker (10) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Variable-Frequenz-Generator (32) folgende Merkmale aufweist: einen Prädiktor (35); einen Korrektor (36), der ein Prädiktorausgangssignal empfängt; einen Akkumulator (38), der das Korrektorausgangssignal empfängt; einen Ausgangsgenerator (40), der das Variable-Frequenz-Ausgangssignal erzeugt und das Akkumulatorausgangssignal empfängt; wobei der Prädiktor (35), der Korrektor (36), der Akkumulator (38) und der Ausgangsgenerator (40) die Daten- und Steuersignale mit den Konfigurationsregistern (28) senden und empfangen und das Referenzsignal und das geditherte Signal empfangen.
  18. Drucker (10) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Variable-Frequenz-Generator (32) folgende Merkmale aufweist: eine Prädiktionseinrichtung, die ein erstes Ausgangssignal erzeugt, das die durchschnittliche Anzahl geditherter Zeiträume, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; eine Korrektureinrichtung, die ein zweites Ausgangssignal erzeugt, das die Bruchzahl geditherter Zeiträume, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; eine Addiereinrichtung, die das erste und das zweite Ausgangssignal empfängt und ein drittes Ausgangssignal erzeugt, das die Anzahl von Takten, die pro Referenzzeitraum zu entfernen sind, angibt; einen Skalenfaktor; einen Vervielfacher, der den Skalenfaktor und das dritte Ausgangssignal empfängt und ein viertes Ausgangssignal erzeugt, das die Bruchzahl von Takten, die jeden geditherten Taktzeitraum zu entfernen sind, angibt; einen Akkumulator (38), der das vierte Ausgangssignal empfängt und wirksam ist, um die Bruchzahl geditherter Zeiträume zu zählen, wobei ein geditherter Zeitraum entfernt wird, wenn eine Ganzzahl erreicht wurde.
  19. Drucker (10) gemäß Anspruch 18, wobei die Prädiktionseinrichtung folgende Merkmale aufweist: einen Zähler zum Zählen der durchschnittlichen Anzahl geditherter Zeiträume für den Abtastwert des Referenzsignals; und einen Subtraktor, der mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) und der Messeinrichtung verbunden ist und das erste Ausgangssignal erzeugt.
  20. Drucker (10) gemäß Anspruch 18 oder 19, wobei die Korrektureinrichtung folgende Merkmale aufweist: eine Fehlereinrichtung zum Messen des Fehlers ausgehend von dem letzten Abtastwert, die mit dem Frequenzanforderungsgenerator (30) verbunden ist und ein Fehlersignal aufweist; einen Skalenfaktorregisterwert; und einen Vervielfacher, der das Fehlersignal und den Skalenfaktor empfängt und das zweite Ausgangssignal erzeugt.
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