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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Phasenregler für Horizontalsteuerimpulse,
die in eine Horizontalablenkschaltung in einer Bildschirmvorrichtung,
wie einem Fernsehempfänger
(hierin nachfolgend als TV bezeichnet), eingespeist werden, und ein
Verfahren zum Regeln der Horizontalsteuerimpulse.
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TECHNISCHER
HINTERGRUND
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Das
digitale Rundfunkübertragungssystem, das
in jüngster
Zeit öffentliches
Interesse auf sich zieht, erfordert Bildschirmvorrichtungen, einschließlich TV,
zum Einrichten einer Funktion, d. h. Bearbeiten von Eingangssignalen
verschiedener Multimedia-Formate, als eine von wichtigen Funktionen.
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Eine
grundlegende Funktion der Bildschirmvorrichtungen, die Videoeingangssignale
verschiedener Formate bearbeiten, besteht darin, die jeweiligen Videoeingangssignale
mit verschiedenen Horizontalfrequenzen an einer gegebenen Horizontalposition auf
stabile Weise anzuzeigen.
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Bisher
wurde eine Horizontalschaltung zur automatischen Frequenzregelung
(AFC) verwendet, um das Videoeingangssignal an einer gegebenen Horizontalposition
anzuzeigen. Die AFC-Horizontalschaltung vergleicht jeweilige Phasen
eines Horizontalsynchronsignals und eines Horizontalablenkimpulses
(manchmal als Rücklaufimpuls
bezeichnet) – wobei
das Horizontalsynchronsignal von dem Videoeingangssignal getrennt
wird – um
dadurch einen Horizontalsteuerimpuls synchron mit dem Horizontalsynchronsignal
zu erzeugen. Die AFC-Horizontalschaltung weist somit eine Phasenregelschleife
auf. Die nicht erteilte japanische Patentanmeldung der Druckschrift-Nr.
H08-51556 offenbart ein Beispiel dieser Struktur.
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Des
Weiteren beschreibt EP-A-773671 eine Vorrichtung zum Synchronisieren
eines Taktsignals mit der Horizontalfrequenz eines Videoeingangssignals
mit einer Vielzahl von Horizontalsynchronsignalen unterschiedlicher
Frequenzen. Die Vorrichtung umfasst eine Regelschaltung mit einem
Speicher zum Speichern der vorgegebenen Digitaldaten entsprechend
den Horizontalsignaleingangsfrequenzen.
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Die
Bildschirmvorrichtungen, die Videoeingangssignale verschiedener
Formate bearbeiten, sollten eine Phase des Horizontalsteuerimpulses
korrekt regeln, wenn ein Videosignal eines Formats eingeht.
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Eine
gewünschte
Phasendifferenz zwischen dem Horizontalsteuerimpuls und dem Horizontalablenkimpuls
hängt von
einem Format des Videoeingangssignals ab.
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Die
Phasendifferenz zwischen dem Horizontalsynchronsignal und dem Horizontalsteuerimpuls sollte
erstrebenswerterweise als Reaktion auf Videosignale in jeweiligen
Formaten durch Regeln der Phase des Horizontalsteuerimpulses angepasst
werden.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert wird, verfolgt
das Ziel, die oben besprochene gewünschte Funktion zu verwirklichen. Ein
Phasenregler der vorliegenden Erfindung für einen Horizontalsteuerimpuls,
der einer Horizontalablenkschaltung bereitgestellt wird, umfasst
die folgenden Elemente:
- (a) einen Frequenzdiskriminator
zum Erkennen eines Formats eines Videoeingangssignals durch Erfassen
einer Frequenz eines Horizontalsynchronsignals des Videoeingangssignals;
- (b) einen Bezugsphasensignalgenerator zum Erzeugen eines Bezugsphasensignals
bei Empfang des Ausgangssignals von dem Frequenzdiskriminator und
des Horizontalsynchronsignals;
- (c) einen Sägezahnwellenformgenerator,
der das Horizontalsynchronsignal und das Ausgangssignal von dem
Frequenzdiskriminator empfängt,
um ein Sägezahnwellenformsignal
mit einer Phase als Reaktion auf den Ausgang von dem Frequenzdiskriminator
zu erzeugen;
- (d) einen Phasendifferenzspannungsprüfer zum Ausgeben einer Phasendifferenzspannung
als Reaktion auf eine Phasendifferenz zwischen dem Bezugsphasensignal
und dem Horizontalablenkimpuls;
- (e) einen Phasenregelsignalgenerator zum Erzeugen eines Phasenregelsignals
als Reaktion auf die Phasendifferenzspannung und das Sägezahnwellenformsignal;
und
- (f) einen Horizontalsteuerimpulsgenerator, der das Phasenregelsignalempfängt, um
den Horizontalsteuerimpuls mit einer Phase als Reaktion auf das
Ausgangssignal von dem Frequenzdiskriminator auszugeben.
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Die
oben besprochene Struktur erkennt, welches Format eines Videosignals
eingeht, indem eine Frequenz des Horizontalsynchronsignals erfasst wird,
wodurch der Horizontalablenkimpuls geregelt wird, um die für das Videoeingangssignal
geeigneten Phasen zu übertragen.
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Dieser
Phasenregler für
den Horizontalsteuerimpuls kann des Weiteren die folgenden Elemente umfassen:
- (g) eine Substitutionssignalerzeugungsschaltung zum
Erzeugen eines Signals als Substitution für den Horizontalsteuerimpuls,
wobei das Substitutionssignal in die Horizontalablenkschaltung eingespeist
wird;
- (h) eine Horizontalausgangsregelschaltung, um in Abhängigkeit
von der Stabilität
des Horizontalsynchronsignals eines von dem Horizontalsteuerimpuls
oder dem Substitutionssignal auszuwählen; und
- (i) eine Schaltvorrichtung, um eines von dem Horizontalsteuerimpuls
oder dem Substitutionssignal durch Schalten dazwischen als Reaktion
auf einen Ausgang von der Horizontalausgangsregelschaltung auszugeben.
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Die
oben besprochene Struktur ermöglicht der
Horizontalablenkschaltung, einen Eingang eines instabilen Horizontalsteuerimpulses
zu vermeiden, wenn der Horizontalsteuerimpuls auf Grund eines instabilen
Horizontalsynchronsignals nicht zufriedenstellend geregelt wird,
so dass ein instabiler Betrieb der Horizontalablenkschaltung vermieden
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockdiagramm
eines Phasenreglers für
einen Horizontalsteuerimpuls nach einer ersten beispielhaften Ausführung der
vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt Wellenformen, die
Operationen der jeweiligen Abschnitte des Phasenreglers für den Horizontalsteuerimpuls
der vorliegenden Erfindung darstellen.
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3A ist ein Blockdiagramm
zur Darstellung der Horizontalsteuerimpulserzeugungsschaltung (20).
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3B zeigt Wellenformen von
jeweiligen Abschnitten, die in 3A gezeigt
werden.
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4 ist ein Blockdiagramm
zur Darstellung eines Phasenreglers für den Horizontalsteuerimpuls nach
einer zweiten beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGEN
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Die
beispielhaften Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden hierin nachfolgend mit Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen demonstriert.
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Beispielhafte Ausführung 1
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In 1 erkennt der Frequenzdiskriminator (10),
welches Format von Videosignal eingeht (z. B. ein Zwischenzeilensignal
oder ein progressives Signal), indem eine Frequenz des Horizontalsynchronsignals
(300) synchron von dem Videoeingangssignal getrennt wird.
Die Bezugsphasenerzeugungsschaltung (20) empfängt das
Horizontalsynchronsignal (300) und das Diskriminationssignal
(390), das ein Resultat des Diskriminators (10)
anzeigt, und gibt ein gegebenes Bezugsphasensignal (310)
aus, um ein Videosignal bereitzustellen, das mit einer adäquaten Phase
eines Horizontalablenkimpulses einzugeben ist. Das Bezugsphasensignal
(310) besitzt eine optimale Phasendifferenz für das Horizontalsynchronsignal
von jeweiligen Formaten von Videosignalen (jeweilige optimale Phasendifferenzen
wurden als Tabelle in einem Speicher gespeichert, und aus der Tabelle
wird eine für
das Format des Videoeingangssignals optimale adäquate ausgewählt).
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Der
Sägezahnwellenformerzeugungsabschnitt
(210), der die Takterzeugungsschaltung (30) und
die Sägezahnwellenformerzeugungsschaltung (40)
umfasst, gibt ein Sägezahnwellenformsignal
mit einer Phase aus, die einem Videoeingangssignalformat entspricht.
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Die
Takterzeugungsschaltung (30) empfängt das Horizontalsynchronsignal
(300) und das Diskriminationssignal (390) und
erzeugt dann das Taktsignal (320), wobei der Sägezahnwellenformerzeugungsschaltung
(40) ein gegebener Takt als Reaktion auf ein einzugebendes
Videosignal bereitgestellt wird. Der gegebene Takt wurde in Form
einer Tabelle in einem Speicher gespeichert und wird aus der Tabelle
ausgewählt.
Die Sägezahnwellenformerzeugungsschaltung
(40) gibt das Sägezahnwellenformsignal
(330) mit einer Phase als Reaktion auf das Taktsignal (320)
aus.
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Der
Phasendifferenzspannungserfassungsabschnitt (220), der
den Vervielfacher (60), den Komparator (50) und
den Tiefpassfilter (70) umfasst, gibt eine Spannung aus,
die eine Phasendifferenz zwischen dem Bezugsphasensignal (310)
und dem Horizontalablenkimpuls (340) anzeigt.
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Der
Vervielfacher (60) vervielfacht das Bezugsphasensignal
(310) und ein anderes Eingangssignal (350) und
erzeugt dann das Ausgangssignal (360). Der Tiefpassfilter
(70) mittelt den Ausgang (360) und gibt dann die
gemittelte Gleichstromspannung (365) aus.
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Der
Komparator (80) ist ein Element des Phasenregelsignalerzeugungsabschnitts
(230), der ein Phasenregelsignal zum Bestimmen einer Phase des
Horizontalsteuerimpulses ausgibt. Der Komparator (80) vergleicht
das Sägezahnwellenformsignal (330)
mit der Spannung (365) und gibt dann ein Phasenregelsignal
(370) aus, das während
des Zeitraums, wenn das Signal (330) größer als die Bemittelte Gleichstromspannung
(365) ist, auf einem hohen Pegel bleibt und während anderer
Zeiträume
auf einem niedrigen Pegel bleibt. Das Signal (370) bestimmt
die Phase des Horizontalsteuerimpulses.
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Die
Horizontalsteuerimpulserzeugungsschaltung (200) synchronisiert
mit einem Anstieg des Phasenregelsignals (370) und gibt
dann den Horizontalsteuerimpuls (380) mit einer gegebenen
Impulsdauer, die dem Videosignal entspricht, als Reaktion auf das
von dem Frequenzdiskriminator (10) bereitgestellte Diskriminationssignal
(390) aus.
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Die
Horizontalablenkschaltung (130) empfängt den Horizontalsteuerimpuls
(380) und gibt dann den Horizontalablenkimpuls (340)
aus. Der Komparator (50) vergleicht den Horizontalablenkimpuls (340)
mit einer gegebenen Bezugsspannung (400) und erzeugt das
Signal (350), das nur dann einen hohen Pegel annimmt, wenn
der Horizontalablenkimpuls (340) größer als die Bezugsspannung
(400) ist, und gibt dann das Signal (350) an den
Vervielfachen (30) aus.
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Ein
Betrieb des Phasenreglers – mit
einer Struktur wie oben besprochen – für den Horizontalsteuerimpuls
wird mit Bezug auf 2 dargelegt.
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In 2 hat das Bezugsphasensignal
(310) eine gegebene Phasendifferenz von dem Horizontalsynchronsignal
(300) als Reaktion auf das Diskriminationssignal (390).
Das Taktsignal (320) hat eine andere gegebene Phasendifferenz
von dem Signal (300) als Reaktion auf das Diskriminationssignal (390).
Das Sägezahnwellenformsignal
(330) steigt allmählich,
wenn das Taktsignal (320) zu fallen beginnt, und fällt abrupt,
wenn das Taktsignal (320) zu steigen beginnt.
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Der
Komparator (50) erzeugt das Ausgangssignal (350),
das ein Resultat des Vergleichs zwischen Bezugsspannung (400)
und Horizontalablenkimpuls (340) anzeigt.
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Wenn
beispielsweise, wie in 2 gezeigt, der
Horizontalablenkimpuls (340A) – mit einer Phase, die im Bezug
auf das Horizontalsynchronsignal (300) von einer erwünschten
Phase (ein Fallen des Bezugsphasensignals (310)) verzögert ist – von der Horizontalablenkschaltung
(130) ausgegeben wird, gibt der Komparator (50)
das Signal (350A) aus. Zu diesem Zeitpunkt vervielfacht
der Vervielfachen (60) das Signal (350A) und das
Bezugsphasensignal (310) während des Zeitraums, wenn das
Signal (350A) auf einem hohen Pegel bleibt, und erzeugt dann
das resultierende Ausgangssignal (360A). Der Ausgang von
dem Vervielfacher (60) bleibt während der anderen Zeiträume, die
nicht Zeiträume
sind, in denen das Signal (350A) auf einem hohen Pegel bleibt,
bei einer hohen Impedanz.
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Der
Tiefpassfilter (70) gibt die Spannung „Vav1" – erzielt
durch Mitteln des Ausgangs (360A) von dem Vervielfacher
(60) – als
Spannung (365) aus, während
das Signal (350A) auf einem hohen Pegel bleibt. Der Komparator
(80) gibt das Phasenregelsignal (370A) aus, das
einen hohen Pegel annimmt, wenn das Sägezahnwellenformsignal (330) größer als
die mittlere Spannung „Vav1" ist. Der Horizontalsteuerimpuls
(380A) steigt, wenn das Phasenregelsignal (370A)
zu steigen beginnt, und besitzt eine gegebene Impulsdauer als Reaktion
auf das Diskriminationssignal (390), das von dem Diskriminator
(10) bereitgestellt wird.
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Angenommen,
die Phase des Horizontalablenkimpulses (340A) ist, wie
in 2 gezeigt, von einer
erwünschten
Phase (ein Fallen des Bezugsphasensignals (310)) verzögert, und
diese Verzögerung zieht
ein Sinken der gemittelten Spannung „Vav1" nach sich. Die niedrigere „Vav1" lässt des
Weiteren eine Phase des Horizontalsteuerimpulses (380A) voreilen.
Als Folge gibt die Horizontalablenkschaltung (130) einen
Horizontalablenkimpuls (340B) mit einer Phase aus, die
der des Impulses (340A) voreilt.
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Nächstfolgend
wird angenommen, dass die Phase des Horizontalablenkimpulses (340B)
einer erwünschten
Phase voreilt. Zu diesem Zeitpunkt zieht dieses Voreilen nach sich,
dass sich die gemittelte Gleichstromspannung (365) von „Vav1" auf „Vav2" erhöht. Die
höhere
gemittelte Spannung „Vav2" verzögert des
Weiteren die Phase des Horizontalsteuerimpulses (380B).
Als Folge gibt die Horizontalablenkschaltung (130) bei
dem nächsten
Takt einen Horizontalablenkimpuls mit einer Phase aus, die von dem
des Horizontalablenkimpulses (340B) verzögert ist.
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Die
Rückkopplungsregelung,
wie oben besprochen, verwirklicht die Erzeugung des Horizontalsteuerimpulses,
der die Phase des Horizontalablenkimpulses einem Videoeingangssignalformat
entsprechend regelt.
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Als
Nächstes
wird hierin nachfolgend die Erzeugung des Horizontalsteuerimpulses
dargelegt.
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In 3A und 3B empfängt die Verriegelungsschaltung
(90) das Phasenregelsignal (370) und stellt dann
das Signal (410) bereit, das um eine erste gegebene Zeit
verzögert.
Der Flankendetektor (100) erfasst eine steigende Flanke
des Signals (410) und stellt dann den Impuls (420)
bereit, der mit der Flanke synchron läuft und eine gegebene Breite
aufweist. Die Impulsdauereinstellschaltung (110) erzeugt
den Impuls (430), der mit einer zweiten gegebenen Zeit
von dem Impuls (420) verzögert, als Reaktion auf das
von dem Frequenzdiskriminator (10) bereitgestellte Diskriminationssignal
(390). Die Schaltung (110) gibt dann das Signal
(440) aus, das steigt, wenn der Impuls (420) zu
steigen beginnt, und fällt,
wenn der Impuls (430) zu steigen beginnt. Die erste und
zweite gegebene Zeit wurden in Form einer Tabelle in einem Speicher
gespeichert und werden aus der Tabelle ausgewählt. Die ODER-Schaltung (120)
berechnet eine logische Implikation (ODER) des Phasenregelsignals
(370) und des Signals (440) und gibt dann das
Resultat als Horizontalsteuerimpuls (380) aus. Ein Anstieg
dieses Horizontalsteuerimpulses (380) bestimmt eine Phase
des Horizontalablenkimpulses (340). Die Horizontalablenkschaltung
(130) speichert elektromagnetische Energie in einer Ablenkspule
entsprechend dem Format des Videoeingangssignals. Das Volumen der
gespeicherten Energie hängt
von einer Impulsbreite des Impulses (380) ab.
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Der
Phasenregler für
den Horizontalsteuerimpuls der vorliegenden Erfindung, wie oben
besprochen, ändert
die Phase des Horizontalablenkimpulses zu der Phase des Horizontalsynchronsignals
in Abhängigkeit
von einem Format eines Videoeingangssignals relativ, wenn das Videosignal,
das von einem normalen Fernsehsignal abweicht, eingeht. Dieses Videoeingangssignal
kann in einer Frequenz des Horizontalsynchronsignals von dem Fernsehsignal
abweichen. Diese Phasenänderung
erfolgt anhand der Daten, die in Form einer Tabelle in einem Speicher
gespeichert sind. Als Folge zeigt der Phasenreg ler der vorliegenden
Erfindung ein Videosignal ungeachtet der Formattypen an einer gegebenen
Horizontalposition an.
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Beispielhafte Ausführung 2
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Ein
Phasenregler für
einen Horizontalsteuerimpuls nach der zweiten beispielhaften Ausführung der
vorliegenden Erfindung wird hierin nachfolgend mit Bezugnahme auf 4 demonstriert. In 4 tragen die Elemente, die
auf dieselbe Weise wie in 1 operieren,
dieselben Markierungen, und daher werden die Beschreibungen davon
hier weggelassen.
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Bei
der ersten beispielhaften Ausführung wird
die Phase des Horizontalsteuerimpulses manchmal nicht zufriedenstellend
geregelt, wenn ein Horizontalsynchronsignal instabil ist, z. B.
wenn eine Frequenz umgeschaltet wird oder wenn das Einschalten erfolgt.
Die zweite Ausführung überwindet
dieses Problem, wodurch der bessere Phasenregler bereitgestellt
wird.
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Basierend
auf einem Freilauf-Taktsignal, das von dem Generator (140)
erzeugt wird, erzeugt der Substitutionssignalgenerator (140)
ein Substitutionssignal – unabhängig von
einem Ausgangssignal von der Horizontalsteuerimpulserzeugungsschaltung (200) – und gibt
dieses aus. Bei Erfassen einer Frequenzumschaltung oder einer Einschaltung,
die beide am Umschalten eines Videoeingangssignals beteiligt sind,
gibt die Horizontalausgangsregelschaltung (160) ein Signal
aus, das die Erfassung der Frequenzumschaltung oder der Einschaltung
anzeigt. Auf der Basis dieses Ausgangs von der Schaltung (160)
gibt die Schaltvorrichtung (150) das Substitutionssignal
(410) für
das von der Horizontalsteuerimpulserzeugungsschaltung (200)
bereitgestellte Ausgangssignal – das
Signal (410) wird von dem Substitutionssignalgenerator
(140) bereitgestellt – in
die Horizontalablenkschaltung (130) aus, wenn das Horizontalsynchronsignal
auf Grund der Frequenzumschaltung oder der Einschaltung instabil
wird.
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Wenn
der Horizontalsteuerimpuls auf Grund der Einschaltung oder der Umschaltung
eines Videoeingangssignals nicht vollständig geregelt wird, verhindert
die oben besprochene Struktur, dass der Horizontalsteuerimpuls,
dem manche Impulse fehlen, in die Horizontalablenkschaltung (130)
eingespeist wird, und ermöglicht
somit, dass die Schaltung (130) auf eine stabile Weise
operieren kann.
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Gewerbliche
Verwendbarkeit
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Ein
Phasenregler und ein Verfahren zum Regeln der Horizontalsteuerimpulse
der vorliegenden Erfindung erkennen auf der Basis einer Frequenz
des Horizontalsynchronsignals, welches Taktformat das Videosignal,
das in eine Bildschirmvorrichtung, einschließlich eines TV, eingespeist
wird, besitzt. Dann regeln der Regler und das Verfahren den Horizontalablenkimpuls,
um die für
das Taktformat des Videosignals geeigneten Impulse zu übertragen.
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Des
Weiteren verhindern der Regler und das Regelverfahren der vorliegenden
Erfindung, dass in die Horizontalablenkschaltung instabile Horizontalsteuerimpulse
eingespeist werden, und ermöglichen somit,
dass diese Schaltung auf eine stabile Weise operieren kann.
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- 10
- Frequenzdiskriminator
- 20
- Bezugsphasenerzeugungsschaltung
- 30
- Takterzeugungsschaltung
- 40
- Sägezahnwellenformerzeugungsschaltung
- 50
- Komparator
- 60
- Vervielfacher
- 70
- Tiefpassfilter
- 80
- Komparator
- 90
- Verriegelungsschaltung
- 100
- Flankendetektor
- 110
- Impulsdauereinstellschaltung
- 120
- ODER-Schaltung
- 130
- Horizontalablenkschaltung
- 140
- Substitutionssignalgenerator
- 150
- Schaltvorrichtung
- 160
- Horizontalausgangsregelschaltung
- 200
- Horizontalsteuerimpulserzeugungsschaltung
- 210
- Sägezahnwellenformerzeugungsabschnitt
- 220
- Phasendifferenzspannungserfassungsabschnitt
- 230
- Phasenregelsignalerzeugungsabschnitt
- 300
- Horizontalsynchronsignal
- 310
- Bezugsphasensignal
- 320
- Taktsignal
- 330
- Sägezahnwellenformsignal
- 340
- Horizontalablenkimpuls
- 350
- Komparatorausgangssignal
- 360
- Vervielfacherausgangssignal
- 370
- Phasenregelsignal
- 380
- Horizontalsteuerimpuls
- 390
- Diskriminationssignal
- 400
- Bezugsspannung
- 410
- Substitutionssignal