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Die vorliegende Erfindung betrifft
das Gebiet der Videodisplaytechnologie und insbesondere die Bereitstellung
eines gesteuerten Klemmbetriebs.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Die Konvergenz von Video- und Computertechnologie
erfordert, daß ein
Video- oder Fernsehdisplay als Datenmonitor verwendet wird. Ein
derartiger Gebrauch, der oftmals als Multisync-Betrieb bezeichnet
wird, erfordert beispielsweise, daß horizontale oder vertikale
Synchronisationsimpulse mit entweder positiver oder negativer Polarität verarbeitet werden,
um die Verwendung durch das Video- oder Fernsehdisplay zu erleichtern.
Eine derartige Synchronisationsimpulsverarbeitung ist wohlbekannt. Außerdem muß das Videodisplay
die Eingabeauswahl zwischen Quellen mit mehreren Signalformaten ermöglichen,
zum Beispiel NTSC, DTV, VGA usw. Diese Fähigkeit zur Eingangsauswahl
kann jedoch versehentlich zur Auswahl einer nicht anwesenden Signalquelle
führen.
Wenn keine Synchronisationssignale vorliegen, kann ein an eine Kathodenstrahlröhre angekoppeltes
Videotreibersignal einen Pegel annehmen, der zu einem zu großen Strahlstrom
führt. Dieser
Betrieb mit zu großem
Strahlstrom kann zu einer größeren Stromteilverlustleistung,
einer Erhitzung der Röhrenmaske
mit einhergehender Verformung und einer möglichen Aktivierung einer Röntgenstrahlungsschutzschaltung
führen.
Diese unerwünschten
Konsequenzen können
bewirken, daß das
Display in einen Standby-Modus übergeht,
was einen Einschaltbefehl durch den Benutzer nötig macht und in extremen Umständen sogar
zu einem Ausfall des Geräts
führen
kann. Wenn Video- und/oder Synchronisationssignale fehlen, ist es
somit wünschenswert,
daß ein
Videodisplaymonitor weiterhin in einem stabilen, nicht schädigenden
Modus arbeitet und die Fähigkeit
der Statusanzeige oder des Warndisplays behält.
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Aus der Literaturstelle D1 (Patent
Abstracts of Japan, Veröffentlichung
Nr. 56 047 189 A) ist eine Schaltung zur Sicherstellung eines stabilen
Betriebs gegenüber
Rauschen bekannt, indem eine Schaltung zum Zählen von Taktimpulsen eines örtlichen
Zwischenträgersignals
für eine
festgelegte Zeit ab der abfallenden Flanke des Horizontalsynchronisationssignals
bereitgestellt wird. An einem ersten Eingangsanschluß von D1
wird ein örtliches
Chrominanzsignal und an einem zweiten Eingangsanschluß von D1
ein Horizontalsynchronisationssignal als Rücksetzimpulse eingegeben. Die
Schaltung zum Zählen
zählt eine
vorbestimmte Anzahl von Taktimpulsen und setzt bei Erreichen eines
eingestellten Werts einen Flipflop zurück. Ein Rücklaufimpuls wird einem Eingangsanschluß einer
Kein-Signal-Entscheidungsschaltung zugeführt. Das Rücklaufsignal und die Impulse
von der Zählschaltung
werden zusammen mit der Ausgabe einer Logikschaltung in einen Zwischenspeicher
eingegeben. Der Zwischenspeicher sendet dann einen der Ausgangsimpulse der
Logikschaltung oder die Rücklaufimpulse
an den Ausgang von D1.
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Die Literaturstelle D2 (Patent Abstracts
of Japan, Veröffentlichung
Nr. 08 191 405 A) stellt einen Klemmimpulsgenerator zum Erzeugen
eines Klemmimpulses auf der Basis eines externen Synchronisationsimpulses
mit einer gewünschten
Breite bereit. D2 liefert einen Steuereingangsanschluß für den Empfang
eines Steuersignals und einen Synchronisationsdiskriminator, um
zu bestimmen, ob ein externer Impuls anliegt. Ein Impulsgenerator
erzeugt einen Klemmimpuls auf der Basis der Vorderkante und Hinterkante
eines von Synchronisationsseparatoren ausgegebenen Horizontalsynchronisationsimpulses. Ein
Klemmimpuls auf der Basis der Vorderkante des Horizontalsynchronisationsimpulses
wird mit einem Schalter ausgewählt,
wenn ein externer Synchronisationsimpuls anliegt, und ein Klemmimpuls
wird auf der Basis der Hinterkante des Horizontalsynchronisations impulses
mit einem Schalter ausgewählt, wenn
kein externer Synchronisationsimpuls anliegt. Wenn das vom Steuereingangsanschluß empfangene
Steuersignal einen Pegel "L" aufweist, wird der Klemmimpuls
auf der Basis der Hinterkante des Horizontalsynchronisationssignals
ausgegeben.
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Die Literaturstelle D3 (US-Patent
5,140,421) stellt einen Videosignalverarbeitungsimpuls erzeugende
Schaltung für
ein Videodisplaygerät
bereit. D3 empfängt
ein im Videosignal enthaltenes Synchronisationssignal und enthält ein Videosignalverarbeitungselement,
das auf einen Impuls vorbestimmter Periode reagiert. Eine Erzeugungsschaltung
erzeugt als Reaktion auf den Empfang des Synchronisationssignals
einen Impuls zum Steuern des Signalverarbeitungselements. Eine Kompensationsschaltung
erzeugt einen äquivalenten
Impuls mit der vorbestimmten Periode, wenn der Empfang des Synchronisationssignals
durch die Impulserzeugungsschaltung unterbrochen wird, damit eine
anhaltende Steuerung des Videosignalverarbeitungselements beibehalten wird.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Unerwünschte Konsequenzen, die sich
aus fehlenden Signalen ergeben, werden durch eine erfindungsgemäße Anordnung
ausgeschlossen, die den fortgesetzten Betrieb der Monitorvorrichtung
gestattet, die Displayfähigkeit
auf dem Schirm aufrechterhält
und eine zu große
Verlustleistung in der Schaltung und in der Bilddisplayeinrichtung
verhindert. Die Erfindung schlägt
deshalb verbesserte Klemmimpulserzeugungssysteme gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und
4 vor. Verbesserungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Unteransprüche.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1A ist
ein vereinfachtes Blockschaltbild, das einen Teil eines Videodisplaymonitors
mit erfindungsgemäßen Steueranordnungen
veranschaulicht.
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1B zeigt
Impuls- und Zeitsteuerungsbeziehungen, die während des Betriebs bei NTSC-
und DTV-Ablenkfrequenzen in der erfindungsgemäßen Anordnung von 1A auftreten.
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1C zeigt
Impuls- und Zeitsteuerungsbeziehungen, die bei Fehlen von Synchronisationsimpulsen
in der Anordnung von 1A auftreten.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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1A zeigt
ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Videodisplaymonitors, der
bei mehreren synchronisierenden Signalfrequenzen arbeiten kann. Ein
Horizontalsynchronisationsimpulsquellenwahlschalter ist als Block 100 gezeigt. Ähnliche
Wahlschalter existieren zur Auswahl von Vertikalsynchronsisationsimpulsen,
Wahlschalter 110, und Videoquellen, Wahlschalter 120.
Die Wahlschalter 100, 110 und 120 werden
als Reaktion auf von einem Benutzer erzeugte Steuerbefehle (nicht
gezeigt) durch einen Steuermikroprozessor 600 gesteuert.
Horizontalsynchronisationsimpulse vom Wahlschalter 100 und
Vertikalsynchronisationsimpulse vom Wahlschalter 110 werden
jeweils zur Umwandlung an positiv werdende Signale gekoppelt. Das
Horizontalsynchronisationssignal ±Hs vom Wahlschalter 100 ist an
einen Synchronisationspolaritätswahlschalter 200 gekoppelt
gezeigt, der mit Hilfe eines Integrierers R1, C1 und eines Exclusive-OR-Funktionselements
ein Horizontalsynchronisationsausgangssignal +Hs positiver Polarität für beide
Polaritäten
des Eingangssignals ±Hs
bereitstellt. Das verarbeitete Horizontalsynchronisationssignal +HS 201 wird
an ein Synchronisationssystem 700 gekoppelt, das einen
Horizontalablenkverstärker 710,
einen Vertikalablenkverstärker 720 und
einen Austastgenerator 715 enthält. Der Horizontalablenkverstärker und
der Vertikalablenkverstärker
sind zur Erzeugung eines gescannten Rasters an an einer Kathodenstrahlröhre 900 montierte
Ablenkjoche gekoppelt. Das Horizontalsynchronisationssignal 201 ist
an einen Synchronisationsdetektor 250 und einen Impulswahlschalter 300 gekoppelt,
der die Quelle bestimmt, von der die Klemmimpulse CP erzeugt werden
sollen. Der Klemmimpulsgenerator 400 enthält einen
Verzögerungsgenerator mit
einer Verzögerungszeit
von t1, der den Klemmimpuls CP relativ zum Auslöseimpuls
Cpt positioniert. Außerdem
bestimmt der Generator 400 die Länge des Klemmimpulses CP.
Um den Betrieb bei mehreren Horizontalfrequenzen zu erleichtern,
die sich um mehr als 2 : 1 unterscheiden, ist eine andere Klemmimpulsverzögerung und/oder
-dauer erforderlich, weshalb der Klemmimpulsgenerator 400 durch
das Mikroprozessorsystem 600 dahingehend gesteuert wird,
Klemmimpulse zu erzeugen, die für
Horizontalfrequenzen der auswählbaren
mehreren spezifisch sind.
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Die erfindungsgemäße Anordnung funktioniert wie
folgt. Wenn das Horizontalsynchronisationssignal +HS positiver Polarität ohne Unterbrechung anliegt,
wird das Signal 201 über
eine Diode D1 angekoppelt und lädt einen Kondensator C250 auf
ein positives Potential Vhs. Die positive Spannung Vhs wird an einen
Steuereingang eines analogen Schalters 300 angelegt, was
zur Auswahl des Horizontalsynchronisationssignals +HS 201 als
Klemmimpulsauslösesignal
Cpt führt.
Der Klemmimpulsgenerator 400 wird durch eine negativ werdende
Kante des Signals Cpt ausgelöst,
und er erzeugt einen Impuls DP mit einer Länge t1 von etwa 0,5
Mikrosekunden. 1B zeigt
die relative Zeitsteuerung der Eingangs- und Ausgangssignale des
Impulsgenerators 400 während
des Betriebs mit einem NTSC-Signal mit einer Scanfrequenz von etwa
15 734 kHz und einem hochauflösenden
DTV-Signal mit einer
Frequenz von etwa 33 670 kHz. Die negativ werdende Kante des Impulses
DP wird dazu verwendet, die Erzeugung des Klemmimpulses CP mit einer
Länge t2 von
etwa 1 Mikrosekunde mit einem NTSC-Signal und etwa 1/2 Mikrosekunde
mit einem DTV-Signal einzuleiten. Der kombinierte Effekt der Verzögerungszeit t1 und
der Impulsbreite t2 wird so gewählt, daß die Klemmwirkung
im Videoprozessor 500 so positioniert wird, daß sie in
einem hinteren Schwarzschultergebiet des Horizontalaustastintervalls
jedes Videosignals auftritt. Während
der ununterbrochenen Zufuhr von Horizontalsynchronisationssignalen
wird das von Ablenksignalen abgeleitete Austastsignal BLK nicht
zum Ableiten von Klemmimpulsen verwendet. Das Austastsignal BLK läuft dem
Signal +HS um ein Intervall t0 von etwa 0,5 Mikrosekunden voraus, was
einer Horizontalphasenoder zentrierenden Einstellung des Rasters
entspricht.
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Obwohl das Synchronisationssystem 700 so ausgelegt
sein kann, daß es
bei fehlenden Synchronisationssignalen frei läuft und folglich eine ununterbrochene
Quelle für
die Ableitung von Klemmimpulsen bereitstellen kann, kann diese Verwendung
von von der Ablenkung abgeleiteten Videoklemmimpulsen unerwünschte Videoartefakte
erzeugen, die aus den Anforderungen der Mehrfachfrequenzsynchronisation
von System 700 resultieren. Beispielsweise werden horizontale
Rücklaufimpulse
verarbeitet, um eine Horizontalratenkomponente des Austastsignals zu
bilden, da die Ablenkrücklaufzeit
im allgemeinen bestimmt wird, um den Betrieb bei der höchsten eingegebenen
Scanfrequenz zu genügen.
Von einem derartigen, mit Rücklauf
zusammenhängenden
Signal abgeleitete Klemmimpulse führen jedoch dazu, daß Klemmimpulse
mit anderer Zeitsteuerung oder Positionierung für die anzuzeigenden mehreren
verschiedenen Scanfrequenzsignale erzeugt werden. Außerdem kann
die horizontale Komponente des Austastsignals durch Änderungen
der Form des Horizontalrücklaufimpulses
als Reaktion auf den Strahlstrom der Kathodenstrahlröhre gestört werden.
Zudem kann durch eine Ablenkverzerrungskorrektur auch eine Rücklaufimpulsformmodulation
eingeführt werden.
Somit können
derartige Rücklaufimpulsvariationen
zu unerwünschten Änderungen
der Klemmimpulsposition und/oder einer Phasenmodulation relativ
zu dem zu klemmenden Video führen,
was bewirkt, daß in
das Videosignal eine störende
Referenz- oder Schwarzpegelkomponente eingeführt wird. Während des normalen Betriebs
werden daher unerwünschte Änderungen
der Zeitsteuerung der Klemmimpulse vermieden, indem die Klemmimpulse
von der Eingangssignalquelle abgeleitet werden.
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Der Klemmimpuls CP ist an den Prozessor 500 angekoppelt,
um die verstärkten
Videosignale im Videoprozessor auf einem vorbestimmten Potential zu
halten, um beispielsweise ein hinteres Schwarzschultergebiet jedes
Videosignals auf einem spezifischen Referenzpotential zu halten.
Wenn das Referenzpotential der Videotreibersignale im Prozessor 500 nicht
gesteuert wird, kann dies dazu führen,
daß individuelle
RGB-Treiberverstärker unerwünschte Potentiale
annehmen, was den Stromverbrauch des Geräts erhöhen kann. Derartige störende RGB-Signalpotentiale,
die sich aus dem Verlust des Klemmens ergeben, können eine Verzerrung jedes Schirmbilds
oder jeder Displaymeldung auf dem Schirm verursachen, die bis zur
Unleserlichkeit gehen kann. Zusätzlich
zur Verzerrung eines beliebigen Displaybilds können diese störenden RGB-Signale zu
potentiell ernstzunehmenden Konsequenzen führen, und beispielsweise kann
es zu einem Weißraster mit
größter Helligkeit
kommen, was bei Kathodenstrahlröhren
für Projektionsdisplays
zum Einbrennen des Leuchtstoffs führen kann. Zudem vergrößert dieses
störende
maximale Weißraster
den CRT-Stromverbrauch, was von einem vergrößerten Strahlstrom begleitet
wird, der eine zusätzliche
Maskenerhitzung mit möglicher
mechanischer Verformung bewirkt, was zu Strahlkonvergenzfehlern
führt.
Somit kann das Display durch verlorene oder fehlende Klemmimpulse
unfähig
werden, Warnungen oder Statusinformationen darzustellen, wie sie
beispielsweise durch Displaymeldungen auf dem Schirm bereitgestellt werden.
Diese unerwünschten
Konsequenzen werden vorteilhafterweise durch die erfindungsgemäße Anordnung
vermieden, die die Auswahl der Klemmimpulsauslösequelle automatisch durch
die Erfassung einer Synchronisationsimpulsunterbrechung durch einen
Synchronisationsdetektor 250 steuert.
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Eine Unterbrechung des Signals 201 beendet
das Laden des Kondensators C250 über die Diode D1 und
gestattet dem Widerstand R250, die am Kondensator hergestellte
positive Spannung Vhs zu entladen. Die Werte für den Kondensator 0250 und den
Widerstand R250 werden derart gewählt, daß die Spannung Vhs in etwa
200 Millisekunden auf einen unter einem Schaltschwellwert des Impulswahlschalters 300 liegenden
Wert abklingt, wobei dann der Eingang 2 gewählt wird.
Durch die Wahl des Eingangs 2 wird ein von der Ablenkung
abgeleitetes Austastsignal BLK an den Klemmimpulsgenerator 400 angelegt.
Da das Synchronisationssystem 700 während der Synchronisationsunterbrechung
weiterhin Ablenksignale erzeugt, wird durch die Verwendung des BLK-Signals 701 sichergestellt,
daß die
vom Prozessor 500 ausgegebenen Videosignale R, G, B auf
einem vorbestimmten Potential gehalten werden, was die Fähigkeit
zur Meldungsanzeige auf dem Schirm gestattet. Die vom BLK-Signal
abgeleiteten Impulswellenformen sind in 1C dargestellt,
die den innerhalb der Breite des Austastimpulssignals BLK auftretenden
Klemmimpuls CP zeigt.
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Bei einer alternativen Ausführungsform
können
durch Einsatz digitaler Signalverarbeitung das Fehlen von Synchronisationsimpulsen
erfaßt
und von der Ablenkung abgeleitete Austastimpulse gewählt werden.
Beispielsweise wird ein Zähler
mit decodierten Ausgängen
mit einem geeigneten Hochfrequenzsignal getaktet, beispielsweise
einem zeilensynchronisierten Takt oder einem zum Farbzwischenträger in Beziehung
stehenden Takt, und kann während
der Breite des Austastimpulssignals BLK zählen. So kann der Zähler eine
Reihe decodierter Impulse erzeugen, beispielsweise Impulse 0–9 innerhalb
der Austastimpulsdauer. Es wird ein decodierter Ausgangsimpuls,
beispielsweise der neunte Zählwert, gewählt, um
während
der Unterbrechung des Signals 201 als ein alternatives
Klemmimpulsauslösesignal Cpt
gekoppelt zu werden. Das Horizontalsynchronisationssignal 201 wird
an einen Rücksetzeingang des
Zählers
angelegt, weshalb während
der Austastimpulsdauer das Zählen
eingeleitet wird, bis der Zähler
durch das Auftreten des Signals 201 zurückgesetzt wird, bevor der beispielhafte
neunte Zählwert erzeugt
oder decodiert wird. Während
einer Unterbrechung des Signals 201 jedoch wird der Zähler nicht
zurückgesetzt,
und zur Erzeugung des Klemmimpulses wird der beispielhafte neunte
Zählwert ausgegeben.