JP3108834B2 - のこぎり波発生回路 - Google Patents
のこぎり波発生回路Info
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Description
ピュータディスプレイに使われるCRTの垂直偏向制御
用のこぎり波発生回路に関する。
レイに使われるCRTの電子ビームの垂直偏向に必要な
のこぎり波の発生には、従来、図2に示すようなCR時
定数を利用した回路が用いられていた。同図VV は入力
垂直同期信号、+Bは電源、Vout は出力されるのこぎ
り波で、VV 、Vout の関係は図3のようになる。図2
における出力のこぎり波Vout は、同図中のCとRを使
い、電源電圧をVB とすれば、
垂直同期信号の周波数が変わるような場合には不都合が
起こる。例えば、コンピュータディスプレイとして、解
像度が異なる複数のコンピュータに接続されるような場
合には、のこぎり波の振幅が変わってしまうため、表示
されるべきCRT画面の垂直方向の領域が一定にならな
い。のこぎり波の振幅を一定にして、CRT画面の表示
領域を、垂直同期信号周波数が変わっても一定となるよ
うにするためののこぎり波発生回路の従来例としては、
図4に示す回路が掲げられる。VV は入力垂直同期信
号、+Bは電源、Vout は出力されるのこぎり波で、図
2との違いは、のこぎり波の振幅を一定にするため、垂
直同期信号を周波数−電圧変換して、周波数が高いとき
には、図4のVF に高い電圧を加え、周波数が低いとき
には、図4のVF に低い電圧が加わるようにしたことで
ある。周波数−電圧変換には、一般に積分回路が用いら
れる。
め、本発明では半導体集積回路化に適したD/Aコンバ
ータとカウンタとレジスタとレジスタのデジタルデータ
によって利得が変わる可変利得増幅器という構成で、水
平同期信号(飛び越し走査では水平同期信号の2倍の周
波数となる)をカウンタのクロック入力端子に接続し、
垂直同期信号をこのカウンタのリセット端子に接続する
ことで、水平同期信号と共に単調に増加し、垂直同期信
号でゼロに戻るデジタルデータを作り、このデジタルデ
ータをD/Aコンバータによってアナログ信号に変換す
ることで、のこぎり波を発生するようにした。また、垂
直同期信号の周波数が変わってものこぎり波の振幅が一
定に保たれるように、垂直同期信号でリセットされる前
のカウンタのデジタルデータをレジスタに取り込み、レ
ジスタのデジタルデータによって利得が変わる可変利得
増幅器を用いてD/Aコンバータから出力されるのこぎ
り波の振幅を変えるようにした。
ののこぎり波発生回路では、出力されるのこぎり波は指
数関数特性の一部を使っているため、純粋な意味で時間
に比例してリニアに電圧が増加するわけでなく、本質的
に出力されるのこぎり波に歪が避けられないという欠点
があった。また、垂直同期信号は50〜70Hzの比較
的低い周波数の信号であるため、CR時定数も大きくす
る必要があり、半導体集積回路の内部に大きなCとRを
内蔵できないため、どうしても集積回路に外付け部品が
必要となり、またCとRのバラツキを吸収するための調
整工程が必要となるという欠点があった。さらに、垂直
同期信号の周波数が変わる場合には、のこぎり波の振幅
が一定となるよう、図4の例のようにVFを準備する必
要があり、また周波数−電圧変換のために大きなCR時
定数が必要となるため、集積回路には向かず、C,Rの
バラツキ吸収のための調整工程が必要であるという欠点
があった。
ンバータの出力は一定値を保ち、水平帰線消去期間中、
水平同期信号がカウンタのクロック端子に入力される
と、カウンタのデータが増加し、D/Aコンバータのア
ナログ出力電圧が1ステップ増加する。このため、D/
Aコンバータの出力は階段波形となり、これが垂直偏向
に使用されると、電子ビームも階段的に垂直方向に走査
されるが、カウンタデータの増加は水平帰線消去期間中
に行われ、画面には見えないので、あえて平滑する必要
はない。
スタへの取り込みとカウンタのリセットに使われる。レ
ジスタに取り込まれた、リセット前のカウンタのデータ
は、水平走査線の本数を表わしており、このデータに応
じて出力振幅が一定になるように可変利得増幅器の利得
を変える。例えば、水平走査線が525本のとき利得が
1である場合、水平走査線が400本に減ったならば、
525/400となるようにする。この可変利得増幅器
は、デジタルデータをもらって利得を変えればよく、オ
ペアンプ、抵抗、スイッチなどによって実現できる。
に適した回路でのこぎり波発生が可能であり、外付け部
品が必要なく調整も必要としない。またカウンタとD/
Aコンバータを使用することで、時間に対してリニアな
のこぎり波が簡単に発生でき、D/Aコンバータの入力
データの変わり目でのステップ状出力は、帰線消去期間
中に行われるため、問題とならない。
明する。図1において、本発明ののこぎり波発生回路
は、以下のように構成される。すなわち、第1の入力パ
ルスをカウントし、カウント数を出力するカウンタ回路
1と、第1の入力パルスよりも低い周波数の第2の入力
パルスにより、カウンタ回路1の出力データを取り込
み、貯え、出力するレジスタ回路2と、カウンタ回路出
力に応じたアナログ信号を出力するD/Aコンバータ3
と、レジスタ回路の出力に応じて利得を変え、D/Aコ
ンバータ3の出力を増幅する可変利得増幅回路4であ
る。第2の入力パルスは、レジスタ回路2へのデータ取
り込みをコントロールすると同時に、カウンタ回路1を
リセットする。
ると最も効果が大きい。すなわち、第1の入力パルスを
水平同期パルスとし、第2の入力パルスを垂直同期パル
スとする場合である。本発明の図1の構成の具体的回路
例を図5、図6、図7に示す。
体的回路例、図6はD/Aコンバータの具体的回路例、
図7は差動増幅器5と帰還抵抗を選択できるようにした
抵抗群とにより構成される可変利得増幅回路の具体的回
路例である。図8は、回路動作のタイミングチャートで
ある。図5において、Hsyncは水平同期パルス、Vsy nc
は垂直同期パルス、TFF1 、TFF2 ──TFFn は
それぞれTフリップフロップでカウンタ回路を構成す
る。DFF1 、DFF2 ──DFFn はそれぞれDフリ
ップフロップで、レジスタ回路を構成している。DCA
とは可変利得増幅器である。図6のD/Aコンバータ
は、3bitD/Aコンバータの回路の例で、B0 、B
1 、B2 は入力デジタルデータ、B0x、B1x、B2xは入
力デジタルデータの反転データ、VRTは高レベル側参
照電圧、VRBは低レベル側参照電圧、Vout は出力電
圧である。図7の可変利得増幅回路は3bitの入力デ
ジタルデータB'0、B'1、B'2およびその反転データ
B’0x、B’1x、B’2xによって利得が変わる。図6の
D/Aコンバータ、図7の可変利得増幅回路ともに、同
様な構成でビット数を増やすことは簡単である。
に従って、次のように動作する。まず、図5において、
TFF1 からTFFn までのTフリップフロップで構成
されたカウンタは、入力Hsyncパルスの数をカウントす
る。それぞれのTフリップフロップのQ出力は、D/A
コンバータに接続されており、Hsyncに同期して図8の
D/A出力に示すように階段状に増加するのこぎり波を
発生する。Vsyncが入力されると、カウンタのTFF1
からTFFn までのそれぞれのデータは、Vsy ncの立ち
上がりエッジでDFF1 からDFFn までのDフリップ
フロップに取り込まれる。その直後Resetパルスが図8
のように発生され、カウンタはゼロにリセットされる。
DFF1 からDFFn までのDフリップフロップに取り
込まれたデータは、図7の可変利得増幅回路を通して出
力され、この信号をCRTの電子ビームの垂直偏向方向
を制御する信号として使用する。
示すような階段状になるため、図7の可変利得増幅回路
を通ったのこぎり波出力も階段状に変化する。しかし、
図6のD/Aコンバータに入力されるデジタルデータ
は、図8のように水平同期パルスに同期して変化するの
で、図6のD/Aコンバータの出力が階段状に変化する
のは、水平帰線消去期間中であり、CRT画面には表わ
れない。このため、図6のD/Aコンバータ、又は図7
可変利得増幅回路の出力をあえて平滑する必要がなく、
従来技術のような大きな容量値のコンデンサを必要とし
ない。また、図6のD/Aコンバータの出力の直線性
は、図6の例では抵抗の直線性と同程度となるため、1
0〜12bit程度以上の直線性を得ることが可能であ
り、従来のCR時定数を用いたのこぎり波よりも大幅に
歪(直線性)が改善できる。
本数が一定であれば必要とならないが、コンピュータデ
ィスプレイのように一つのCRTモニタに異なる水平走
査線数の信号が入力されるいわゆるマルチシンクモニタ
の場合には必要となる。図7の回路例において、出力V'
out は、レジスタからのデジタルデータをDn 、ビット
数(分解能)をnとすると、
Vout とすると、カウンタからのデジタルデータを
DC 、D/Aコンバータ、可変利得増幅回路のビット数
をn、D/Aコンバータの参照電圧をVref としたと
き、
out は、
最大の数すなわち水平走査線の本数となり、出力は振幅
がVref ののこぎり波となる。D/Aコンバータ、可変
利得増幅回路、カウンタ、レジスタのビット数を、表示
可能な最大の水平走査線数よりも大きくすれば、水平走
査線の本数が変わっても、出力振幅は常にVref となる
ため、CRTの電子ビームの偏向角の最大値は変わら
ず、垂直方向の表示領域は一定となり、マルチシンクモ
ニタの垂直偏向用のこぎり波発生回路として使用可能で
ある。
直のこぎり波の振幅は、D/AコンバータのVref だけ
で調整可能であり、従来のような何本もの調整用半固定
抵抗による微調整は必要としない。さらに、Vref をも
う一つのD/Aコンバータによって供給し、このD/A
コンバータのデータをE2 PROMなどの不揮発性メモ
リによって記憶させるようにすれば、調整の自動化が可
能である。また、本発明の回路は、特にCMOS集積回
路で集積化でき、外付け部品を必要としないため、本発
明の回路構成と、Vref 調整用のD/Aコンバータ、デ
ータ保持用のE 2 PROM、コントロール用のCPU、
外部インターフェースなどを1チップ化することも可能
である。
力するD/Aコンバータ7及び差動増幅器8より構成さ
れた本発明の可変利得増幅回路の他の具体的回路例を示
す。図10は、図9のDACで示したD/Aコンバータ
の回路図である。図10のD/Aコンバータは、本発明
で使うD/Aコンバータとしても使用できる。
ンバータ10、カウンタ11及びレジスタ12により構
成されたのこぎり波発生回路のもう一つの実施例で、以
下のように構成される。すなわち、第1の入力パルスを
カウントし、カウント数を出力するカウンタ回路と、前
記第1の入力パルスよりも低い周波数の第2の入力パル
スにより前記カウンタ回路をリセットすると同時に、前
記カウンタ回路の前記リセット直前の出力を取り込み、
貯え、出力するレジスタ回路と、前記カウンタ回路出力
に応じたアナログ信号を出力するD/Aコンバータと、
前記レジスタ回路の出力に応じて利得を変える可変利得
増幅回路とにより構成され、前記可変利得増幅回路の出
力により前記D/Aコンバータの参照電圧を供給する。
の入力パルスを水平同期パルス、前記第2の入力パルス
を垂直同期パルスとすることで、CRTの垂直偏光回路
に応用すると最も効果が大きい、のこぎり波発生回路が
実現可能である。図11の構成でD/Aコンバータのビ
ット数(分解能)をmカウンタからのデジタルデータを
DC 、参照電圧をVref とすれば出力Vout は
ット数をm、レジスタからのデジタルデータをDm とす
れば(数1)と同様にして、可変利得増幅回路の出力V
OAは、
バータの出力Vout は、
て増加する振幅VR ののこぎり波となる。図1のときと
同様、D/Aコンバータ、可変利得増幅回路、カウン
タ、レジスタのビット数を表示可能な最大の水平線数以
上にすれば水平走査線の本数が変わっても、出力振幅は
常にVR で一定となり、図1の構成と同様な効果、特徴
を持つのこぎり波が発生できる。
の垂直偏向回路において、大きな容量値を必要とせず、
偏向用のこぎり波の発生が可能で、しかも従来の技術に
比べてのこぎり波の直線性が良い。また、回路はデジタ
ル回路に適したCMOS集積回路で実現可能であり、そ
の場合、外付け部品が必要なく、調整個所も1ヵ所で済
む。さらに、垂直系のその他のデジタル回路、たとえ
ば、カウントダウン方式の垂直発振回路や、 E2 PR
OM、Vref 発生用D/Aコンバータなどと共に、1チ
ップの集積回路とすれば、垂直ドライブ回路までの回路
をほとんどすべて1チップとすることも可能で、回路の
無調整化にも効果がある。
ある。
る。
る。
図である。
回路例の図である。
回路例の図である。
す例の図である。
の図である。
具体的回路例の図である。
示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 水平同期パルスである第1の入力パルス
をカウントし、カウント数を出力するカウンタ回路と、 垂直同期パルスであり前記第1の入力パルスよりも低い
周波数の第2の入力パルスにより前記カウンタ回路のカ
ウント数をリセットすると同時に、前記カウンタ回路の
前記リセット直前のカウント数である出力を取り込み、
貯え、出力するレジスタ回路と、 前記カウンタ回路の前記第1の入力パルスをカウント数
の出力を入力し、該カウント数に応じたアナログ信号を
出力するD/Aコンバータと、 前記レジスタ回路の前記リセット直前のカウント数であ
る出力に応じて利得を変え、前記D/Aコンバータの出
力を増幅する可変利得増幅回路により構成されることを
特徴とするの垂直偏向制御用こぎり波発生回路。 - 【請求項2】 第1の入力パルスをカウントし、カウン
ト数を出力するカウンタ回路と、 前記第1の入力パルスよりも低い周波数の第2の入力パ
ルスにより前記カウンタ回路をリセットすると同時に、
前記カウンタ回路の前記リセット直前の出力を取り込
み、貯え、出力するレジスタ回路と、 前記カウンタ回路出力に応じたアナログ信号を出力する
D/Aコンバータと、前記レジスタ回路の出力に応じて
利得を変える可変利得増幅回路とにより構成され、前記
可変利得増幅回路の出力が前記D/Aコンバータの参照
電圧を供給することを特徴とするのこぎり波発生回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2948893A JP3108834B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | のこぎり波発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2948893A JP3108834B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | のこぎり波発生回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06245089A JPH06245089A (ja) | 1994-09-02 |
JP3108834B2 true JP3108834B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=12277466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2948893A Expired - Fee Related JP3108834B2 (ja) | 1993-02-18 | 1993-02-18 | のこぎり波発生回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3108834B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-18 JP JP2948893A patent/JP3108834B2/ja not_active Expired - Fee Related
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