DE4243960A1 - Frequenzdiskriminator - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Frequenzdiskriminator, insbesondere zum Erkennen der Frequenz eines Horizontalsyn­ chronsignals, das an einem Monitor liegt, der mehrere ver­ schiedene Bildschirmbetriebsarten hat.

Im allgemeinen ist das Format eines am Monitor ange­ zeigten Bildes je nach der Betriebsart, beispielsweise der Betriebsart des Videographikbetriebes VGA, der Betriebsart des Supervideographikbetriebes, der Betriebsart IBM 8514A usw. verschieden.

Beim Videographikbetrieb gibt es nämlich wenigstens drei Formate 640×350, 640×400 und 640×480. Beim Super­ videographikbetrieb gibt es das Format 800×600. Bei der Betriebsart IBM 8514A gibt es das Format 1024×768.

Bei einem Monitor mit verschiedenen Bildschirmbetriebs­ arten muß zur automatischen Steuerung des Bildschirmrasters und beliebiger anderer Einstellzustandsgrößen nach Maßgabe einer Änderung der Betriebsart die Frequenz des anliegenden Horizontalsynchronsignals erkannt werden. Ein technisches Verfahren zum Erkennen der Frequenz eines anliegenden Signa­ les, beispielsweise der oben beschriebenen Art, ist in der KR-OS 89-8733 beschrieben.

Wenn bei der dort beschriebenen Schaltung ein Ausgangs­ signal eines Zählers zum Zählen der Frequenz der anliegenden Versorgungsspannung mit dem eines Zählers zum Zählen einer Bezugsfrequenz verglichen wird und die Frequenz der anlie­ genden Versorgungsspannung über 55 Hz liegt, dann wird ein Signal mit hohem Pegel ausgegeben. Wenn die Frequenz der anliegenden Versorgungsspannung unter 55 Hz liegt, dann wird ein Signal mit niedrigem Pegel ausgegeben, wodurch eine Unterscheidung hinsichtlich der Tatsache erzielt werden kann, daß die Frequenz der anliegenden Versorgungsspannung 50 Hz oder 60 Hz beträgt.

Die oben beschriebene Schaltung hat jedoch den Nach­ teil, daß aufgrund der Tatsache, daß das einzige Ergebnis eine Unterscheidung ist, ob die Frequenz des Eingangssignals größer oder kleiner als die Bezugsfrequenz ist, diese Schal­ tung nur bei zwei verschiedenen Frequenzsignalen und nicht bei mehreren verschiedenen Frequenzsignalen eingesetzt wer­ den kann. Dieser Nachteil führt dazu, daß die verschieden­ artigen Frequenzsignale, die an einem Monitor mit verschie­ denen Betriebsarten liegen, nicht unterschieden werden kön­ nen.

Die obige herkömmliche Diskriminatorschaltung für die Frequenz der Versorgungsspannung verwendet darüber hinaus ein sinuswellenförmiges Signal als Eingangssignal, so daß es schwierig ist, das an einem Monitor mit mehreren Betriebs­ arten liegende Impulssignal als Eingangssignal zu verwenden.

Eine weitere herkömmliche Frequenzdiskriminatorschal­ tung verwendet eine Frequenz/Spannungs-Wandlerschaltung. Eine Ausgangsspannung, die sich nach Maßgabe der Eingangs­ signale ändert, wird durch die Frequenz/Spannungs-Wandler­ schaltung erhalten und an einen Eingang eines Komparators gelegt, an dessen anderem Eingang eine davon verschiedene Bezugsspannung liegt. Die Frequenz des Eingangssignals wird über das Ausgangssignal des Komparators unterschieden oder erkannt.

Da sich bei den herkömmlichen Verfahren die Steigung der Frequenz/Spannungs-Kennlinie der Frequenz/Spannungs- Wandlerschaltung ändert, muß jedoch die Bezugsspannung jedes Komparators gesteuert werden. In diesem Fall sollten viele Steuerbauteile bei der Herstellung der Frequenzdiskrimina­ toreinrichtung zusätzlich vorgesehen sein und tritt gleich­ falls eine Alterung auf.

Durch die Erfindung sollen diese Mängel beseitigt wer­ den und soll somit ein Frequenzdiskriminator für das Hori­ zontalsynchronsignal eines Monitors mit mehreren Betriebs­ arten geschaffen werden, der verschiedene Frequenzen der Horizontalsynchronsignale unterscheiden kann, die am Monitor für die verschiedenen Bildschirmbetriebsarten liegen.

Dazu weist der erfindungsgemäße Frequenzdiskriminator für das Horizontalsynchronsignal eines Monitors mit mehreren Betriebsarten eine Anzahl von Filterkondensatoren, die mit den Horizontalsynchronsignalleitungen verbunden sind und die Rauschsignale in Form von Gleichstromanteilen des Horizon­ talsynchronsignals herausfiltern, und mehrere Phasenkompara­ toreinrichtungen auf, die mit den Filterkondensatoren ver­ bunden sind und von denen einer ein Signal ausgibt, wenn beim Vergleich des anliegenden Horizontalsynchronsignals mit Überlagerungsfrequenzen, die je nach der Betriebsart ver­ schieden sind, die Frequenzen der beiden Signale gleich sind.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 in einem Blockschaltbild das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Frequenzdiskriminators für das Hori­ zontalsynchronsignal eines Monitors mit mehreren Betriebs­ arten und

Fig. 2 das Schaltbild einer Phasenkomparatoreinrichtung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels des erfin­ dungsgemäßen Frequenzdiskriminators für ein Horizontalsyn­ chronsignal.

In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Frequenzdis­ kriminators für das Horizontalsynchronsignal eines Monitors mit mehreren Betriebsarten dargestellt. Der in Fig. 1 darge­ stellte Frequenzdiskriminator für das Horizontalsynchronsig­ nal ist aus n Filterkondensatoren C11-C1n, die Rauschsi­ gnale in Form von Gleichstromanteilen heraus filtern und jeweils mit der Horizontalsynchronsignalleitung verbunden sind, und aus einem ersten bis n-ten Phasenkomparator aufge­ baut, deren Eingänge mit den anderen Anschlüssen der Filter­ kondensatoren C11-C1n verbunden sind. Die Ausgänge des ersten bis n-ten Phasenkomparators dienen als Ausgangssig­ nalleitungen out11-out1n.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung können als Phasen­ komparatoren Chips NE/SE567 von Signetics (Tone Decoder/- Phase-Locked Loop) verwandt werden, obwohl auch andere Aus­ bildungen möglich sind.

Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer Phasenkomparatorein­ richtung des Frequenzdiskriminators für ein Horizontalsyn­ chronsignal. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, weist der Phasenkomparator einen Phasendetektor 21, an dem das Hori­ zontalsynchronsignal IN liegt, aus dem der Gleichstromsig­ nalanteil durch die Filterkondensatoren C11-C1n entfernt ist, einen Tiefpaßfilterkondensator C22, der zwischen einen Ausgang des Phasendetektors 21 und Masse geschaltet ist, einen Verstärker 24, dessen Eingang mit einem Knotenpunkt zwischen dem Phasendetektor 21 und dem Filterkondensator C22 verbunden ist, einen Widerstand R22, der zwischen einen Spannungsversorgungsanschluß Vcc und den Eingang des Ver­ stärkers 24 geschaltet ist, einen Stromsteueroszillator 22, dessen Schwingungsfrequenzsteueranschluß mit dem Ausgang des Verstärkers 24 verbunden ist, einen Detektor 23 für eine um 90° verschobene Phase, an dem das Horizontalsynchronsignal IN liegt und dessen Eingang mit dem Ausgang des Stromsteue­ roszillators 22 verbunden ist, einen Widerstand R23, der zwischen den Spannungsversorgungsanschluß Vcc und den Aus­ gang des Detektors 23 geschaltet ist, einen Ausgangsfilter­ kondensator C23, der zwischen dem Ausgang des Detektors 23 und Masse liegt, und einen Komparator 25 auf, dessen nicht invertierender Eingang mit dem Ausgang des Detektors 23 verbunden ist und an dessen invertierendem Eingang ein Be­ zugsspannungssignal Vref liegt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des obigen Ausfüh­ rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Frequenzdiskriminators für ein Horizontalsynchronsignal beschrieben.

Zunächst wird anhand von Fig. 1 die Arbeit des Fre­ quenzdiskriminators selbst erläutert.

Wenn ein Horizontalsynchronsignal Fin an einem Monitor mit verschiedenen Bildschirmbetriebsarten liegt, dann wird der Gleichstromanteil des Horizontalsynchronsignals Fin durch die Filterkondensatoren C11-C1n herausgefiltert, um den reinen Signalanteil IN an den ersten bis n-ten Phasen­ komparator 11 bis 1n zu legen. Das Horizontalsynchronsignal IN ohne den Gleichstromanteil am ersten bis n-ten Phasenkom­ parator 11 bis 1n wird mit einer Schwingungsfrequenz ver­ glichen, die je nach Betriebsart in den Phasenkomparatoren 11-1n eingestellt ist. Wenn das Eingangssignal IN gleich einer der Mittenfrequenzen ist, die im ersten bis n-ten Phasenkomparator 11-1n eingestellt sind, dann wird ein Signal mit niedrigem Pegel vom entsprechenden Phasenkompara­ tor ausgegeben, während ein Signal mit hohem Pegel von den anderen Phasenkomparatoren ausgegeben wird.

Wenn die Schwingungsfrequenz, die im ersten bis n-ten Phasenkomparator 11-1n eingestellt sind, so gewählt sind, daß sie verschiedene Werte haben, so daß nur eine Schwin­ gungsfrequenz gleich der Frequenz des Horizontalsynchronsi­ gnals Fin sein kann, das am ersten bis n-ten Phasenkompara­ tor 11-1n liegt, kann nur ein Phasenkomparator ein Signal mit niedrigem Pegel ausgeben. In dieser Weise kann die Fre­ quenz des anliegenden Horizontalsynchronsignals Fin unter­ schieden oder erkannt werden.

Die Arbeitsweise des Phasenkomparators wird im folgen­ den anhand von Fig. 2 beschrieben.

Das Horizontalsynchronsignal IN ohne Gleichstromanteil, das am Phasenkomparator liegt, liegt am Phasendetektor 21 und am Detektor 23 für eine Phasenverschiebung von 90° im Phasenkomparator. Das Schwingungsfrequenzsignal, das durch das Zeitkonstantenelement aus Widerstand R21 und Kondensator C21 bestimmt ist, wird durch den Stromsteueroszillator 22 erzeugt und an den Phasendetektor 21 und den Detektor 23 gelegt.

Der Phasendetektor 21 vergleicht das gefilterte hori­ zontale Synchronsignal IN mit der Phase einer Überlagerungs­ frequenz, die vom Stromsteueroszillator 22 kommt, um ein Signal des Phasenunterschiedes auszugeben. Das Signal für den Phasenunterschied geht durch ein Tiefpaßfilter aus dem Kondensator C22 und dem Widerstand R22 und liegt am Verstär­ ker 24.

Der Steueranschluß des Oszillators 22, dessen Schwin­ gungsfrequenz über einen Gleichstrom gesteuert wird, wird mit dem im Verstärker 24 verstärkten Signal versorgt, so daß der Stromsteueroszillator 22 immer ein konstantes Schwin­ gungsausgangssignal (Rechteck- oder Dreieckwelle) erzeugt.

Das Schwingungsfrequenzsignal vom Stromsteueroszillator 22 wird mit dem gefilterten Horizontalsynchronsignal IN im Detektor 23 kombiniert, so daß das Ausgangssignal des Detek­ tors 23 die addierten und subtrahierten Frequenzanteile des gefilterten Horizontalsynchronsignals IN und des Schwin­ gungsfrequenzsignals enthält.

Der addierte Frequenzanteil wird vom Ausgangssignal des Detektors 23 durch den Ausgangsfilterkondensator C23 ent­ fernt und das subtrahierte Frequenzsignal liegt am Kompara­ tor 25.

Das subtrahierte Frequenzsignal am Komparator 25 wird mit dem Bezugsspannungssignal Vrf verglichen und das Ergeb­ nis wird verstärkt und ausgegeben. Wenn nämlich das subtra­ hierte Frequenzsignal kleiner als die Bezugsspannung ist und beide Signale kaum einen Phasenunterschied haben, dann ist das Ausgangssignal des Komparators 25 ein Signal mit niedri­ gem Pegel. Wenn das subtrahierte Frequenzsignal größer als die Bezugsspannung ist und ein merklicher Phasenunterschied dazwischen besteht, dann ist das Ausgangssignal des Kompara­ tors 25 ein Signal mit hohem Pegel.

Die Frequenz des Frequenzsignals Fin am Phasenkompara­ tor kann somit über den Zeitkonstantenwiderstand R21, der mit dem Stromsteueroszillator 22 verbunden ist, den Konden­ sator C21, den Ausgangsfilterkondensator C23 und das Bezugs­ spannungssignal Vref unterschieden oder erkannt werden.

Wie es oben beschrieben wurde, kann der erfindungsgemä­ ße Frequenzdiskriminator für ein Horizontalsynchronsignal verschiedene Arten von Synchronsignalfrequenzen für einen Monitor mit mehreren Betriebsarten unterscheiden, der ver­ schiedene Bildschirmbetriebsarten hat.

Claims (2)

1. Frequenzdiskriminator für das Horizontalsynchronsig­ nal eines Monitors mit mehreren Betriebsarten, gekennzeich­ net durch
mehrere Filterkondensatoren (C11-C1n), die mit den Horizontalsynchronsignalleitungen verbunden sind und Störsi­ gnale in Form von Gleichstromanteilen des Horizontalsyn­ chronsignals herausfiltern, und
mehrere Phasenkomparatoreinrichtungen (11-1-n), die jeweils mit den Filterkondensatoren (C11-C1n) verbunden sind und dann, wenn bei einem Vergleich von Überlagerungs­ frequenzen, die für jede Betriebsart verschieden festgelegt sind, mit dem anliegenden Horizontalsynchronsignal gleiche Frequenzen gefunden werden, ein Signal ausgeben.

2. Frequenzdiskriminator nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Phasenkomparatoreinrichtung (11-1n)
einen Phasendetektor (21), der den Phasenunterschied zwischen der Überlagerungsfrequenz und dem Horizontalsyn­ chronsignal ohne den herausgefilterten Gleichstromsignal­ anteil erfaßt,
einen Tiefpaßfilterkondensator (C22), der zwischen dem Ausgang des Phasendetektors (21) und Masse liegt,
einen Verstärker (24), dessen Eingang mit einem Knoten­ punkt zwischen dem Phasendetektor (21) und dem Filterkon­ densator (C22) verbunden ist,
einen Widerstand (R22), der zwischen einen Spannungs­ versorgungsanschluß und den Eingang des Verstärkers (24) geschaltet ist,
einen Stromsteueroszillator (22), der eine konstante Schwingungsfrequenz unter der Steuerung des Ausgangssignals des Verstärkers (24) erzeugt, wobei der Steueranschluß des Stromsteueroszillators (22) mit dem Ausgang des Verstärkers (24) verbunden ist,
einen Detektor (23) für eine Phasenverschiebung von 90°, der das Horizontalsynchronsignal und die Überlagerungs­ frequenz des Stromsteueroszillators (22) mischt und addierte und subtrahierte Signale ausgibt,
einen Widerstand (R23), der zwischen den Spannungsver­ sorgungsanschluß und den Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° geschaltet ist,
einen Ausgangsfilterkondensator (C23), der zwischen dem Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° und Masse liegt, und
einen Komparator (25) umfaßt, dessen nicht invertieren­ der Eingang mit dem Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° verbunden ist und an dessen in­ vertierendem Eingang ein Bezugsspannungssignal liegt.