RU2265286C1

RU2265286C1 - Digital monitor

Info

Publication number: RU2265286C1
Application number: RU2004115008/09A
Authority: RU
Inventors: Б.И. Волков (RU); Б.И. Волков
Original assignee: Волков Борис Иванович
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-11-27

Abstract

FIELD: personal computer hardware; personal; computer monitors.

SUBSTANCE: proposed digital monitor that has line and frame sweep units is provided in addition with newly introduced AND gate, frequency scaler, ten switches, flip-flop, six R, G, and B code accumulators, three pulse amplifier units, radiation modulation unit, first amplifier and first piezodeflector with reflector on butt-end, second amplifier and second piezodeflector with reflector on butt-end, four reference-voltage sources, and optical projection system whose outer focal plane mounts opaque screen.

EFFECT: reduced power requirement and mass of monitor at low-voltage power supply dispensing with code conversion to analog signals.

1 cl, 7 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к аппаратным средствам персонального компьютера и может использоваться как монитор в персональном компьютере.The invention relates to hardware of a personal computer and can be used as a monitor in a personal computer.

Прототипом принят монитор на ЭДТ [1 с.485], содержащий последовательно соединенные видеотракт из предусилителя и усилителя, ЭЛТ, ЦАП и полосовой фильтр, контроллер управления меню, блок синхронизации, блоки строчной и кадровой развертки. С видеокарты в системном блоке цифровые коды цветности R, G, В и сигналы синхронизации по экранированным кабелям раздельно через разъемы BNC [1 с. 484] поступают в видеотракт монитора, ЦАП преобразует коды сигналов цветности в аналоговые, которые поступают на соответствующие входы ЭЛТ и формируют на экране цветное изображение, недостатками прототипа являются: большое энергопотребление и вес, наличие высоковольтного напряжения в ЭЛТ, необходимость перевода кодов сигналов цветности в аналоговые сигналы.The prototype adopted a monitor on an EDT [1 p. 485], containing a series-connected video path from a preamplifier and amplifier, a CRT, a DAC and a bandpass filter, a menu control controller, a synchronization unit, horizontal and vertical scanning units. From the video card in the system unit, digital color codes R, G, B and synchronization signals via shielded cables separately through BNC connectors [1 p. 484] enter the video path of the monitor, the DAC converts the color signal codes into analog ones, which arrive at the corresponding CRT inputs and form a color image on the screen, the prototype disadvantages are: high power consumption and weight, the presence of a high voltage voltage in the CRT, the need to convert color signal codes to analog signals.

Цель изобретения снизить энергопотребление, вес монитора, снизить напряжение питания и обойтись без преобразования кодов сигналов цветности в аналоговые, техническим результатом является снижение энергопотребления и веса монитора при низковольтном питании и без преобразования кодов в аналоговые сигналы, достигаемое исключением из состава монитора видеотракта, ЭЛТ и ЦАП. Воспроизведение цветного изображения выполняется в цифровом мониторе 768 активными строками с числом отсчетов 1024 в строке при 70 кадрах в секунду и построчной /прогрессивной/ развертке кадра. С выхода видеокарты строчные, кадровые синхроимпульсы и коды сигналов цветности R, G, В раздельно поступают на соответствующие входы цифрового монитора. Цветное изображение воспроизводится на матовом экране электронно-оптической разверткой смешанного из трех цветовых излучении R, G, В луча, раздельно промодулированных по яркости соответственно их кодов.The purpose of the invention is to reduce power consumption, monitor weight, reduce the voltage and do without converting color codes to analog, the technical result is to reduce the power consumption and weight of the monitor at low voltage and without converting codes to analog signals, achieved by excluding the video path, CRT and DAC from the monitor . The color image is reproduced in the digital monitor by 768 active lines with the number of samples of 1024 per line at 70 frames per second and progressive / progressive frame scan. From the video card output, lowercase, frame sync pulses and color codes R, G, B are separately sent to the corresponding inputs of the digital monitor. A color image is reproduced on a matte screen by an electron-optical scan of a beam mixed from three color radiation R, G, B, separately modulated in brightness according to their codes.

Сущность заявляемого изобретения в том, что в цифровой монитор, содержащий блоки строчной и кадровой разверток, введены элемент И, делитель частоты, десять ключей, триггер, три первых и три вторых накопителя кодов R, G, В, три блока импульсных усилителей, блок модуляции излучения, первый усилитель и первый пьезодефлектор с отражателем на торце, второй усилитель и второй пьезодефлектор с отражателем на торце, четыре источника опорных напряжений, проекционная оптическая система, во внешней фокальной плоскости которой расположен матовый экран. Функциональная схема цифрового монитора на фиг.1, построчная развертка растра на фиг.2, формы управляющих напряжений разверток на фиг.3, функциональная схема первого и второго накопителей кодов строк на фиг.4, конструкция пьезодефлектора на фиг.5, блок модуляции излучения на фиг.6, суммирующий усилитель на фиг.7.The essence of the claimed invention is that in the digital monitor containing the horizontal and vertical blocks, the element And, a frequency divider, ten keys, a trigger, three first and three second drive codes R, G, B, three blocks of pulse amplifiers, a modulation unit are introduced radiation, the first amplifier and the first piezoelectric deflector with a reflector at the end, the second amplifier and the second piezoelectric deflector with a reflector at the end, four sources of reference voltages, a projection optical system with an opaque screen in the external focal plane . Functional diagram of the digital monitor in figure 1, a progressive scan of the raster in figure 2, the form of the control voltage of the scan in figure 3, a functional diagram of the first and second drives code lines in figure 4, the design of the piezoelectric deflector in figure 5, the radiation modulation unit on Fig.6, the summing amplifier in Fig.7.

Цифровой монитор /фиг.1/ включает последовательно соединенные элемент И 1, первый ключ 2, делитель 3 частоты и второй ключ 4, третий ключ 5, последовательно соединенные четвертый, ключ 6 и триггер 7, последовательно соединенные пятый ключ 8 и первый накопитель 9 кодов R, шестой ключ 10 и второй накопитель 11 кодов R, последовательно соединенные седьмой ключ 12 и первый накопитель 13 кодов G, восьмой ключ 14 и второй накопитель 15 кодов G, девятый ключ 16 и первый накопитель 17 кодов В, десятый ключ 18 и второй накопитель 19 кодов В, первый блок 20 импульсных усилителей, второй блок 21 импульсных усилителей, третий блок 22 импульсных усилителей, блок 23 модуляции излучения, последовательно соединенные первый усилитель 24 и первый пьезодефлектор 25 с отражателем на торце, первый источник 26 положительного опорного напряжения, второй источник 27 отрицательного опорного напряжения, последовательно соединенные второй усилитель 28 и второй пьезодефлектор 29 с отражателем на торце, третий источник положительного опорного напряжения, четвертый источник 31 отрицательного опорного напряжения, проекционную оптическую систему 32, во внешней вокальной плоскости которой расположен матовый экран 33, блок 34 строчной развертки из последовательно соединенных делителя 35 частоты /2:1/, задающего генератора 36 и выходного каскада 37, блок 38 кадровой развертки из элемента И 39, задающего генератора 40 и суммирующего усилителя 41. Первые накопители 9, 13, 17 кодов /фиг.4/ идентичны, каждый включает первый распределитель 42 импульсов, второй распределитель 43 импульсов и регистр 44 на 1024 байта кодов строки /8192 бита/. Вторые накопители 11, 15, 19 кодов /фиг.4/ идентичны, каждый включает первый распределитель 45 импульсов, второй распределитель 46 импульсов и регистр 47 на 1024 байтов кодов строки. Информационные входы накопителей 9 и 11 кодов R через свои ключи 8 и 10 объединены и являются четвертым входом цифрового монитора, информационные входы накопителей 13 и 15 кодов G через свои ключи 12 и 14 объединены и являются пятым входом цифрового монитора, информационные входы накопителей 17 и 19 кодов В через ключи 16 и 18 объединены и являются шестым входом цифрового монитора. Первые управляющие /тактовые/ входы всех накопителей кодов объединены и подключены к первому выходу делителя 3 частоты, вторые управляющие входы накопителей 9, 13, 17 кодов объединены и подключены к выходу второго ключа 4, вторые управляющие входы накопителей 11, 15, 19 кодов объединены и подключены к выходу третьего ключа 5.The digital monitor / Fig. 1/ includes a series-connected element And 1, the first key 2, the frequency divider 3 and the second key 4, the third key 5, the fourth in series, the key 6 and trigger 7, the fifth key 8 and the first drive 9 codes connected in series R, the sixth key 10 and the second drive 11 R codes, connected in series with the seventh key 12 and the first drive 13 codes G, the eighth key 14 and the second drive 15 codes G, the ninth key 16 and the first drive 17 codes B, the tenth key 18 and the second drive 19 V codes, the first block of 20 pulse amplifiers lei, second block 21 of pulse amplifiers, third block 22 of pulse amplifiers, block 23 of radiation modulation, serially connected to the first amplifier 24 and the first piezoelectric deflector 25 with a reflector at the end, the first source 26 of the positive reference voltage, the second source 27 of the negative reference voltage, connected in series to the second an amplifier 28 and a second piezoelectric deflector 29 with a reflector at the end, a third source of positive reference voltage, a fourth source of negative reference voltage 31, projection optical system 32, in the outer vocal plane of which an opaque screen 33 is located, a horizontal scanning unit 34 from serially connected frequency divider 35/2: 1 /, a driving oscillator 36 and an output stage 37, a vertical scanning unit 38 from an AND 39 driving oscillator 40 and a summing amplifier 41. The first drives 9, 13, 17 of the codes (Fig. 4/) are identical, each includes a first pulse distributor 42, a second pulse distributor 43 and a register 44 for 1024 bytes of line codes / 8192 bits /. The second drives 11, 15, 19 codes / FIG. 4/ are identical, each includes a first pulse distributor 45, a second pulse distributor 46 and a register 47 of 1024 byte line codes. The information inputs of the drives 9 and 11 of the R codes through their keys 8 and 10 are combined and are the fourth input of the digital monitor, the information inputs of the drives 13 and 15 of the G codes through their keys 12 and 14 are combined and are the fifth input of the digital monitor, the information inputs of the drives 17 and 19 codes B through keys 16 and 18 are combined and are the sixth input of a digital monitor. The first control / clock / inputs of all drive codes are combined and connected to the first output of the frequency divider 3, the second control inputs of drives 9, 13, 17 codes are combined and connected to the output of the second key 4, the second control inputs of the drives 11, 15, 19 codes are combined and connected to the output of the third key 5.

Пьезодефлекторы 25, 29 являются /фиг.5/ торцевыми биморфными пьезоэлементами со световым отражателем на свободном торце. Конструктивно выполнены одинаково [2 с.118] из первой 48 и второй 49 пьезопластин, внутреннего электрода 50, первого 51 и второго 52 внешних электродов.Piezoelectric deflectors 25, 29 are / FIG. 5/ end bimorph piezoelectric elements with a light reflector on the free end. Structurally, they are made equally [2 p.118] from the first 48 and second 49 piezoelectric plates, the internal electrode 50, the first 51 and second 52 external electrodes.

Один конец пьезопластин закреплен в держателе 53, на свободном торце расположен световой отражатель 54. Блок 23 модуляции излучения включает /фиг.6/ излучатель 55 трех основных цветов R, G, В и оптическую систему 56. Излучатель 55 представляет матрицу из 36 светодиодов, включающую 12 светодиодов красного излучения, 12 светодиодов зеленого излучения, 12 светодиодов синего излучения. Плоскость излучателя 55 находится в задней фокальной плоскости оптической системы 56, в переднее фокальной плоскости которой расположен отражатель первого пьезодефлектора 25. Излучатель 55 через оптическую систему 56, отражатели пьезодефлекторов 25, 29 и проекционную оптическую систему 32 оптически сопряжен с матовым экраном 33. 36 вводов излучателя 55 подключены к соответствующим выходам блоков 20, 21, 22 импульсных усилителей, проекционная оптическая система 32 представлена зеркально-линзовой системой [3 с.370] и включает /фиг.1/ сферическое зеркало, плоское зеркало с наклоном 45° относительно оптической оси сферического зеркала и корректирующую линзу. Плоское зеркало [4 с.188] позволяет сократить прямое расстояние до экрана 33 и изменить ход луча в нужном направлении. Кратность увеличения проекционной оптической системы задается требуемой величиной матового экрана 33. Суммирующий усилитель 41 включает /фиг.7/ последовательно соединенные счетчик 57 импульсов, дешифратор 58, ключ 59, формирователь 60 импульсов и выходной усилитель 61. Первым информационным входом является первый вход выходного усилителя 61, вторым - счетный вход счетчика 57 импульсов и сигнальный вход ключа 59. Управляющим входом является объединенный вход управляющего входа счетчика 57 импульсов и первый управляющий вход ключа 59. Выходом суммирующего усилителя 41 является выход выходного усилителя 61.One end of the piezoelectric plates is fixed in the holder 53, at the free end there is a light reflector 54. The radiation modulation unit 23 includes / Fig. 6 / an emitter 55 of three primary colors R, G, B and an optical system 56. The emitter 55 represents a matrix of 36 LEDs including 12 LEDs of red radiation, 12 LEDs of green radiation, 12 LEDs of blue radiation. The plane of the emitter 55 is located in the rear focal plane of the optical system 56, in the front focal plane of which the reflector of the first piezoelectric deflector 25 is located. The emitter 55 through the optical system 56, the reflectors of the piezoelectric deflectors 25, 29 and the projection optical system 32 are optically coupled to the matte screen 33. 36 inputs of the emitter 55 are connected to the respective outputs of the pulsed amplifier units 20, 21, 22, the projection optical system 32 is represented by a mirror-lens system [3 p. 370] and includes / Fig. 1/ spherical mirror, p oskoe mirror with an inclination of 45 ° relative to the optical axis of the spherical mirror and a correcting lens. A flat mirror [4 p.188] allows you to reduce the direct distance to the screen 33 and change the beam path in the desired direction. The magnification factor of the projection optical system is set by the required matte screen 33. The summing amplifier 41 includes / Fig. 7/ series-connected pulse counter 57, decoder 58, key 59, pulse shaper 60 and output amplifier 61. The first information input is the first input of the output amplifier 61 , the second is the counting input of the counter 57 pulses and the signal input of the key 59. The control input is the combined input of the control input of the counter 57 pulses and the first control input of the key 59. The output of the sum guide amplifier 41 is the output of the output amplifier 61.

Делитель 3 частоты выдает с первого выхода тактовые импульсы /447,28 МГц/ для заполнения накопителей 9, 11, 13, 15, 17, 19 кодов кодами отсчетов сначала первой строки /нечетных строк/, затем второй строки /четных строк/, со второго выхода выдает импульсы /55,91 МГц/ выдачи U_выд кодов из накопителей кодов. На вход делителя 3 частоты поступает рабочая частота импульсов с системного блока компьютера, вход первый цифрового монитора.The frequency divider 3 generates clock pulses / 447.28 MHz / from the first output to fill the drives 9, 11, 13, 15, 17, 19 codes with the codes of samples of the first line / odd lines /, then the second line / even lines /, from the second outputs the output pulses / 55.91 MHz / eject U _vyd codes from the code storage. The input frequency divider 3 receives the operating frequency of the pulses from the computer system unit, the first input of a digital monitor.

Частота выдачи кодов из накопителей кодов 9, 11, 13, 15, 17, 19 составляет:The frequency of issuing codes from the codes 9, 11, 13, 15, 17, 19 is:

780×70 Гц×1024=55,91 МГц780 × 70 Hz × 1024 = 55.91 MHz

где: 780 всего строк в кадре, 768 активных и длительность 12 строк, идущая на обратный ход в кадре,where: 780 total lines in the frame, 768 active and 12 lines long, going backward in the frame,

70 Гц - частота кадров,70 Hz - frame rate,

1024 - число отсчетов в строке.1024 is the number of samples per line.

Тактовая частота заполнения накопителей кодов при последовательном следовании битов в кодах:The clock frequency of filling drive codes when sequentially following the bits in the codes:

55,91 МГЦ ×8=447,28 МГц55.91 MHz × 8 = 447.28 MHz

где: 8 - число разрядов в кодах отсчетов строки.where: 8 is the number of bits in the row sample codes.

Первым, вторым и третьим входами цифрового монитора являются соответственно сигнальный вход первого ключа 2, первые и втором входы элемента И 1. С приходом на входы элемента И 1 строчного и кадрового синхроимпульсов импульс с элемента И открывает первым ключ 2 и четвертый ключ 6, остающиеся открытыми весь кадр. Через открытый ключ 2 рабочая частота с системного блока компьютера поступает на вход делителя 3 частоты. Через открытый четвертый ключ 6 строчные синхроимпульсы поступают в триггер 7, сигнал с первого выхода которого открывает пятый ключ 8, седьмой ключ 12 и девятый ключ 16. С четвертого, пятого и шестого входов цифрового монитора коды цветных сигналов R, G, В первом строки через открытые ключи 8, 12, 16 заполняют первые накопители 9, 13, 17 кодов. С приходом второго строчного синхроимпульса в триггер 7 сигнал с его второго выхода закрывает ключи 8, 12, 16 и 5 и открывает ключи 10, 14, 18, 4. Коды цветных сигналов R, G, В второй строки через открывает ключи 10, 14, 18 заполняют вторые накопители 11, 15, 19 кодов, а сигналы U_выд выдачи с ключа 4 выдают последовательно с 1-го по 1024-й коды сигналов R, G, В в параллельном виде с первых накопителей 9, 13, 17 в блоки 20, 21, 22 импульсных усилителей, где импульсы кодов усиливаются и поступают для запитывания своих светодиодов в излучателе 55 блока 23 модуляции излучения. Каждый из блоков 20, 21, 22 содержит по 12 импульсных усилителей, в качестве которых применены микросхемы 1533АП5 с временем срабатывания 13 нс [5 с.128 табл.2.3], т.е. 76,9 МГц. С приходом третьего строчного синхроимпульса на вход триггера 7 импульс с его первого выхода повторяет открытие ключей 8, 12, 16 и 5, закрывает ключи 10, 14, 18, 4. Сигналы с ключа 5 выдают последовательно, но в обратном порядке, с 1024-го по 1-й коды в параллельном виде со вторых накопителей 11, 15, 19 в блоки 20, 21, 22 и далее в блок 23 модуляции излучения. Для правильного следования отсчетов со вторых накопителей 11, 15, 19 кодов /четные строки/ выдача кодов с них производится, начиная с 1024-го кода и заканчивается 1-м кодом. С поступлением следующих строчных импульсов процессы повторяются. На вход блока 34 строчной развертки со второго входа монитора поступают строчные синхроимпульсы 54,6 кГц. Делитель 35 частоты производит деление 2:1, и на вход задающего генератора 36 поступают импульсы частотой 27,3 кГц. Задающий генератор формирует управляющие прямоугольные импульсы с периодом следования 36,6 мкс /длительность двух строк по 18,3 мкс/, которые поступают в выходной каскад 37, (формирующий управляющее напряжение треугольной формы /фиг.3/ с периодом 36,6 мкс, поступающее на вход усилителя 24, который усиливает управляющее напряжение и подает его на внутренний электрод 50 первого пьезодефлектора 25. На внешние электроды 51, 52 пьезодефлектора 25 /фиг.5/ поступают соответствующие напряжения с первого 26 и второго 27 источников опорного напряжения. С подачей управляющего напряжения происходит деформация пьезопластин: одна удлиняется, вторая укорачивается [2 с.122], возникает изгибающий момент сил, торец со световым отражателем 54 поворачивается и производит развертку луча по горизонтали на отражателе второго пьезодефлектора 29. Торец пьезодефлектора 25 колеблется с частотой 27,3 кГц, за один период колебания производя развертку двух строк, развертка строк идет без обратных ходов с частотой 54,6 кГц. Ширина отражателя на торце пьезодефлектора 25 принята 0,02 мм, длина 3 мм /для облегчения юстировки/. Блок 38 кадровой развертки формирует на выходе управляющее напряжение формой, как на фиг.3. Период кадровой развертки 14,28 мс /70 Гц/, длительность обратного хода принята 0,22 мс /длительность 12 строк/, 1,5% длительности кадра. Задающий генератор 40 формирует пилообразное линейно изменяющееся напряжение, поступающее на первый вход суммирующего усилителя 41. На вход задающего генератора 40 поступают кадровые импульсы с элемента И 39 в момент прихода на его входы строчного и кадрового синхроимпульсов. Физический процесс работы второго пьезодефлектора 29 тот же, что и процесс пьезодефлектора 25. Ширина отражающей полосы пьезодефлектора 29 0,02 мм, длина не менее 20,48 мм: 1024×0,02 мм. Пьезодефлектор 29 колеблется с частотой 70 Гц. Кадровая развертка выполняется с обратным ходом. С выхода суммирующего усилителя 41 выдается линейно изменяющееся ступенчатое управляющее напряжением усиливаемое усилителем 28. Отражатель пьезодефлектора 29 отклоняет строки развертки вниз, затем обратный ход торца с отражателем вверх. Во время обратного хода коды цветных сигналов из накопителей кодов 9, 11, 13, 15, 17, 19 не выдаются, и излучение с блока 23 отсутствует. Суммирующий усилитель 41 /фиг.1/ производит суммирование напряжения с задающего генератора 40 с импульсами частоты строк 54,6 кГц. Каждый импульс строки перемещает строку в конце ее хода на шаг в ширину строки. Назначение блоков с 57 по 60 /фиг.7/ - подавать на второй вход выходного усилителя 61 в нужное время импульсы соответствующей полярности и амплитуды длительностью, равной длительности строки. Перед началом кадровой развертки сигнал U_o обнуляет счетчик 57 импульсов. Счетчик 57 10-разрядный производит счет строчных импульсов 54,6 кГц, цикл счета 768 импульсов. Сигнал U_o открывает ключ 59, пропускающий импульсы 54,6 кГц в формирователь 60 импульсов, выдающий на второй вход выходного усилителя 61 импульсы длительностью 18,3 мкс соответствующей амплитуды и полярности. Развертка кадра построчная. При поступлении 768-го импульса в счетчик 57 дешифратор 58 выдает сигнал, закрывающий ключ 59. Развертка кадра заканчивается, следует обратный ход.The first, second and third inputs of the digital monitor are respectively the signal input of the first key 2, the first and second inputs of the element And 1. With the arrival of the line and frame clock pulses to the inputs of the element And 1, the pulse from the element And opens the first key 2 and the fourth key 6, remaining open whole frame. Through the public key 2, the operating frequency from the system unit of the computer is fed to the input of the frequency divider 3. Through the open fourth key 6, the horizontal sync pulses enter the trigger 7, the signal from the first output of which opens the fifth key 8, the seventh key 12 and the ninth key 16. From the fourth, fifth and sixth inputs of the digital monitor, the color codes are R, G, In the first line through public keys 8, 12, 16 fill the first drives 9, 13, 17 codes. With the arrival of the second horizontal clock pulse in trigger 7, the signal from its second output closes the keys 8, 12, 16 and 5 and opens the keys 10, 14, 18, 4. Codes of color signals R, G, In the second line through opens the keys 10, 14, 18 is filled with second drives 11, 15, 19 codes, and the signals U _vyd issuing from the key 4 provides a sequence from 1st to 1024th signaling codes of R, G, B in parallel to form a first drive 9, 13, 17 in blocks 20 , 21, 22 of pulse amplifiers, where the code pulses are amplified and supplied to power their LEDs in the emitter 55 of the radiation modulation unit 23. Each of blocks 20, 21, 22 contains 12 pulse amplifiers, which are 1533АП5 microcircuits with a response time of 13 ns [5 p.128 Table 2.3], i.e. 76.9 MHz. With the arrival of the third horizontal sync pulse to the input of trigger 7, the pulse from its first output repeats the opening of keys 8, 12, 16 and 5, closes the keys 10, 14, 18, 4. Signals from key 5 are issued sequentially, but in the reverse order, from 1024- 1st through the 1st codes in parallel form from the second drives 11, 15, 19 into blocks 20, 21, 22 and further into the block 23 of the radiation modulation. To correctly follow the samples from the second drives 11, 15, 19 codes / even lines / codes are issued from them, starting from the 1024th code and ends with the 1st code. With the arrival of the following horizontal pulses, the processes are repeated. The input of block 34 horizontal scanning from the second input of the monitor receives horizontal clock 54.6 kHz. A frequency divider 35 produces a 2: 1 division, and pulses of a frequency of 27.3 kHz arrive at the input of the master oscillator 36. The master oscillator generates control rectangular pulses with a repetition period of 36.6 μs / duration of two lines of 18.3 μs each, which enter the output stage 37 (generating a control voltage of a triangular shape / 3 / with a period of 36.6 μs, incoming to the input of an amplifier 24, which amplifies the control voltage and supplies it to the internal electrode 50 of the first piezoelectric deflector 25. Corresponding voltages from the first 26 and second 27 sources of the reference voltage are supplied to the external electrodes 51, 52 of the piezoelectric deflector 25 / Fig. 5/. The piezoelectric plates are deformed: one lengthens, the second is shortened [2 p.122], a bending moment of forces arises, the end face with the light reflector 54 rotates and scans the beam horizontally on the reflector of the second piezoelectric deflector 29. The end face of the piezoelectric deflector 25 oscillates with a frequency of 27.3 kHz, for one period of oscillation, performing a scan of two lines, the scan of lines is without reverse moves with a frequency of 54.6 kHz. The width of the reflector at the end of the piezoelectric deflector 25 adopted 0.02 mm, length 3 mm / to facilitate alignment /. Block 38 frame scan generates at the output a control voltage in the form, as in figure 3. The frame scan period is 14.28 ms / 70 Hz /, the duration of the reverse stroke is 0.22 ms / 12 lines long /, 1.5% of the frame duration. The master oscillator 40 generates a sawtooth linearly varying voltage supplied to the first input of the summing amplifier 41. At the input of the master oscillator 40, frame pulses from the And 39 element are received at the moment of the arrival of the horizontal and frame clock pulses at its inputs. The physical process of the second piezoelectric deflector 29 is the same as the process of the piezoelectric deflector 25. The width of the reflective strip of the piezoelectric deflector 29 is 0.02 mm, the length is at least 20.48 mm: 1024 × 0.02 mm. The piezoelectric deflector 29 oscillates at a frequency of 70 Hz. Frame scan is performed in reverse. The output of the summing amplifier 41 gives a linearly varying stepwise voltage control amplified by the amplifier 28. The piezoelectric deflector 29 deflects the scan lines down, then the back end with the reflector up. During the return stroke, codes of color signals from codes stores 9, 11, 13, 15, 17, 19 are not issued, and there is no radiation from block 23. The summing amplifier 41 (Fig. 1/) sums the voltage from the master oscillator 40 with the pulse frequency of the lines 54.6 kHz. Each line impulse moves the line at the end of its stroke a step in the width of the line. The purpose of the blocks from 57 to 60 / Fig. 7/ is to apply to the second input of the output amplifier 61 at the right time pulses of the corresponding polarity and amplitude with a duration equal to the length of the line. Before the start of a vertical sweep, the signal U _o resets the counter 57 pulses. Counter 57 10-bit produces a line pulse count of 54.6 kHz, the cycle count 768 pulses. The signal U _o opens the key 59, which transmits 54.6 kHz pulses to the pulse shaper 60, which issues 18.3 μs pulses of the corresponding amplitude and polarity to the second input of the output amplifier 61. Frame scan line by line. When the 768th pulse arrives at the counter 57, the decoder 58 gives a signal that closes the key 59. The frame scan ends, and a reverse move follows.

Блок 23 модуляции излучения выполняет яркостную модуляцию излучения трех цветов R, G, В соответственно кодов каждого цветового сигнала. Излучатель 55 включает 36 светодиодов /по 12 каждого цвета/ типа HLMP, выпускаемые компанией "Хьюлетт-паккард" [6 с.71]. Суммарное излучение светодиодов трех цветов смешивается оптической системой 56 /фиг.6/ и фокусируется на отражателе первого пьезодефлектора 25. Для излучения красного цвета применяются светодиоды HL МР-АL00 с силой света 0,4 кд [6 с.71], длиной волны 0,59 мкм при токе 0,02 А, для зеленого цвета применены светодиоды HL МР-АМ00 с силой света 0,8 кд, длиной волны 0,526 мкм при токе 0,02 А, для синего излучения применены светодиоды HL МР-АВ00 с силой света 0,3 кд, длиной волны 0,475 мкм при токе 0,02 А. Яркостная модуляция выполняется включением на излучение числа светодиодов соответственно весам разрядов в коде по табл.2. Яркость, насыщенность и цветовой тон результирующего цвета на экране 33 определяется суммарной энергией и взаимным соотношение составляющих трех цветов R, G, В.The radiation modulation unit 23 performs luminance modulation of the radiation of three colors R, G, B, respectively, of the codes of each color signal. The emitter 55 includes 36 LEDs / 12 of each color / type HLMP manufactured by Hewlett-Packard company [6 p. 71]. The total emission of the three-color LEDs is mixed by the optical system 56 / Fig.6 / and focuses on the reflector of the first piezoelectric deflector 25. For red emission, LEDs HL MP-AL00 with a light intensity of 0.4 cd [6 p. 71], wavelength 0, 59 μm at a current of 0.02 A, HL MP-AM00 LEDs with a light intensity of 0.8 cd, a wavelength of 0.526 μm at a current of 0.02 A were used for green, HL MP-AB00 LEDs with a light intensity of 0 were used , 3 cd, wavelength 0.475 μm at a current of 0.02 A. The brightness modulation is performed by switching on the radiation of the number of LEDs with according to the weights of the bits in the code according to table 2. The brightness, saturation and hue of the resulting color on the screen 33 is determined by the total energy and the mutual ratio of the components of the three colors R, G, B.

Суммарная сила света излучателя 55 с учетом, что светодиоды всех цветов имеют силу света синего светодиода 0,3 кд составляет:

The total luminous intensity of the emitter 55, given that the LEDs of all colors have a light intensity of 0.3 cd blue LEDs, is:

где: 3 - число цветов в излучателе,where: 3 - the number of colors in the emitter,

0,3 кд - сила света синего светодиода,0.3 cd - light intensity of the blue LED,

- коэффициенты двоичных разрядов с 4-го по 8-й разряды.

- coefficients of binary digits from the 4th to the 8th digits.

С счетом потерь силы излучения при проекции от излучателя 55 на экран 33 в 20 раз максимальная яркость развертывающего светового элемента на экране 0,36 мм² /0,6×0,6 мм/ составляет:

With the account of the loss of radiation power when projecting from the emitter 55 onto the screen 33 by 20 times, the maximum brightness of the deploying light element on the screen of 0.36 mm ² / 0.6 × 0.6 mm / is:

где: 7,17 кд - суммарная сила света излучателя 55,where: 7.17 cd - the total light intensity of the emitter 55,

20 - кратность ослабления силы света при проекции,20 - the ratio of the attenuation of light when projected,

0,36·10^-6 м² - площадь элемента разрешения на экране 33 0,6×0,6 мм.0.36 · 10 ^-6 m ² - the area of the resolution element on the screen is 33 0.6 × 0.6 mm.

Кратность увеличения изображения проекционной оптической системой 32 принимается в 20 раз, в этом случае размеры изображения на экране 33 составляют:The magnification ratio of the image by the projection optical system 32 is taken 20 times, in this case, the image size on the screen 33 is:

по горизонтали 20×/0,03 мм ×1024/=614,4 мм,horizontal 20 × / 0.03 mm × 1024 / = 614.4 mm,

по вертикали 20×/0,03 мм ×768/=460,8 мм,vertical 20 × / 0.03 mm × 768 / = 460.8 mm,

0,03 мм - размер разрешающего светового элемента на отражателе второго пьезодефлектора 29.0.03 mm is the size of the resolving light element on the reflector of the second piezoelectric deflector 29.

Работа цифрового монитора.The work of a digital monitor.

С видеокарты системного блока компьютера в синхронном режиме раздельно коды цветности R, G, В и сигналы синхронизации по соответствующему кабелю /шине/ через разъемы BNC поступают на 1, 2, 3, 4, 5, 6 входы цифрового монитора. Используемый для передачи данных кабель /шина/ должна обеспечивать передачу каждого сигнала цветности со скоростью 447,28 Мбит/с. Коды цветных сигналов первой строки при открытых ключах 8, 12, 16 заполняют первые накопители 9, 13, 17 кодов. По окончании периода первой строки ключи 8, 12, 16 закрываются, коды из первых накопителей кодов в параллельном виде и в последовательности с 1-го по 1024-й выдаются в блоки 20, 21, 22 импульсных усилителей. Параллельно открываются ключи 10, 14, 18, коды цветных сигналов второй строки заполняют вторые накопители 11, 15, 19 кодов. По окончании периода второй строки ключи 10, 14, 18 закрываются, а коды из вторых накопителей кодов выдаются, начиная с 1024-го по 1-й, в блоки 20, 21, 22. Далее эти процессы повторяются. Воспроизведение изображении на мониторе задерживается после включения на длительность одной строки. Блок 23 производит яркостную модуляцию трех основных цветов. Смешанный луч фокусируется оптической системой 56 блока 23 на отражателе пьезодефлектора 25, выполняющего горизонтальную развертку луча на отражателе второго пьезодефлектора 29, выполняющего строчную развертку и кадровую на поверхности сферического зеркала проекционной оптической системы 32, которая проецирует цветное изображение на матовый экран 33.Separately, the color codes R, G, B and synchronization signals from the video card of the computer system unit of the computer in synchronous mode are sent to the inputs of the digital monitor via the BNC connectors 1, 2, 3, 4, 5, 6. The cable / bus / used for data transmission must ensure the transmission of each color signal at a speed of 447.28 Mbit / s. Codes of color signals of the first line with public keys 8, 12, 16 fill the first drives 9, 13, 17 codes. At the end of the period of the first line, the keys 8, 12, 16 are closed, the codes from the first code stores in parallel and in the sequence from 1 to 1024 are issued to the blocks 20, 21, 22 of pulse amplifiers. In parallel, the keys 10, 14, 18 open, the color codes of the second line fill the second drives 11, 15, 19 codes. At the end of the second line period, keys 10, 14, 18 are closed, and codes from the second code stores are issued, starting from 1024 through 1, into blocks 20, 21, 22. Then these processes are repeated. The playback of the image on the monitor is delayed after switching on the duration of one line. Block 23 produces luminance modulation of the three primary colors. The mixed beam is focused by the optical system 56 of the block 23 on the reflector of the piezoelectric deflector 25, performing a horizontal scan of the beam on the reflector of the second piezoelectric deflector 29, which performs the horizontal scanning and the frame on the surface of the spherical mirror of the projection optical system 32, which projects a color image onto a matte screen 33.

Источники информацииSources of information

1. В.И.Мураховский. Устройство компьютера, М, 2003, с.184, 185.1. V.I. Murakhovsky. Computer device, M, 2003, p. 184, 185.

2. И.В.Фридлянд, В.Г.Сошников. Системы автоматического регулирования в устройствах видеозаписи. М, 1988.С.118 рис.5.5, с.122 рис.5.10.2. I.V. Fridlyand, V.G. Soshnikov. Automatic control systems in video recording devices. M, 1988.P.118 fig.5.5, p.122 fig.5.10.

3. Самойлов В.Ф, Хромой Б.П. Телевидение, М, 1975, с.370.3. Samoilov V.F., Lame B.P. Television, M, 1975, p. 370.

4. E.Айсберг "Телевидение?...это очень просто!". Л, 1967,с.188.4. E. Iceberg "Television? ... it is very simple!". L, 1967, p. 188.

5. Цифровые интегральные микросхемы, Минск, 1991, с.128 табл.2.3.5. Digital integrated circuits, Minsk, 1991, p.128 tab. 2.3.

6. "Радио" №7, 1998, с.71.6. "Radio" No. 7, 1998, p. 71.

Таблица 1Table 1 Технические параметры цифрового монитораTechnical Parameters of Digital Monitor ЗначенияValues Кодирование цветовых сигналовColor coding 4:4:4, R, G, В4: 4: 4, R, G, B Тактовая частотаClock frequency 447,28 МГц447.28 MHz Частота кадровFrame frequency 70 Гц70 Hz Всего строкTotal lines 780780 Число активных строкThe number of active rows 768768 Развертка строк в кадреLine scan in frame построчная, без обратных ходовline-by-line, no return strokes Число кодируемых отсчетов в строкеThe number of encoded samples per line 10241024 Частота дискретизации каждогоEach sample rate цветового сигналаcolor signal 55,91 МГц55.91 MHz Частота строчной разверткиHorizontal frequency 27,3 кГц27.3 kHz Частота строкLine frequency 54,6 кГц54.6 kHz Длительность строкиLine length 18,3 мкс18.3 μs Длительность кадраFrame duration 14,28 мс14.28 ms Длительность обратного хода кадраFrame Reverse Duration 0,22 мс /12 строк/0.22 ms / 12 lines / Кодирование видеосигналовVideo coding 8 разрядов8 digits Разрешающая способность кадраFrame resolution 786432 /768×1024/786432/768 × 1024 / Скорость передачи данных раздельно каждого цветового сигнала в мониторSeparate data rate of each color signal to the monitor 447,28 Мбит/с447.28 Mbps Максимальная яркость развертывающего светового элемента на экранеMaximum brightness of the deploying light element on the screen 995×10³ кд/м² 995 × March ¹⁰ cd / m ²

Claims

A digital monitor comprising a horizontal scanning unit including a master oscillator and an output stage, and a frame scanning unit including a master oscillator, characterized in that a series element And, a first key, a frequency divider and a second key, a third key, a signal input are introduced into it which is connected to the second output of the frequency divider, the fourth key is connected in series, the signal input of which is connected to the first input of the And element, the control input is connected to the output of the And element, and the trigger, followed by the fifth key and the first drive of R codes, the sixth key and the second drive of codes R, the seventh key and the first drive of codes G, the eighth key and the second drive of codes G, the ninth key and the first drive of codes B, the tenth key and the second drive of codes B, the first (clock) control inputs of the first and second drives of codes R, G, B are connected to the first output of the frequency divider, the second control inputs of the first drives of codes R, G, B are connected to the output of the second key, the second control inputs of the second drives of codes R, G, In connected to you one of the third key, the first control inputs of the third, fifth, seventh, ninth keys and the second control inputs of the second, sixth, eighth, tenth keys are connected in parallel to the first output of the trigger, the second control inputs of the third, fifth, seventh, ninth keys and the first control inputs of the second , the sixth, eighth, tenth keys are connected in parallel to the second output of the trigger, the signal inputs of the fifth and sixth keys are combined and are the fourth input of a digital monitor, the signal inputs of the seventh and eighth key it is combined and is the fifth input of the digital monitor, the signal inputs of the ninth and tenth keys are combined and are the sixth input of the digital monitor, the first, second and third inputs of the digital monitor are respectively the signal input of the first key, the first input of the And element and the second input of the And element, the first , second, third blocks of pulse amplifiers, a modulation block of radiation, the corresponding inputs of which are connected to the corresponding outputs of the first, second, third blocks of pulse amplifiers, the outputs of the first and the second drives of codes R are bitwise combined and connected to the corresponding inputs of the first block of pulse amplifiers, the outputs of the first and second drives of codes G are bitwise combined and connected to the corresponding inputs of the second block of pulse amplifiers, the outputs of the first and second drives of codes B are bitwise combined and connected to the corresponding inputs the third block of pulse amplifiers, introduced in series are the first amplifier, the input of which is connected to the output of the horizontal scanning unit, and the first architectorlector with a reflector at the end, the first source of positive reference voltage, the output of which is connected to the second inputs of the first amplifier and the first piezoelectric deflector, the second source of negative reference voltage, the output of which is connected to the third inputs of the first amplifier and the first piezoelectric deflector, connected in series to the second amplifier, the input of which is connected to the output of the vertical scanning unit, and the second piezoelectric deflector with a reflector at the end, the third source of positive reference voltage, the output of which is connected to the second inputs of the second amplifier and the second piezoelectric deflector, the fourth source of negative reference voltage, the output of which is connected to the third inputs of the second amplifier and the second piezoelectric deflector, the reflector of the second piezoelectric deflector is located opposite the reflector of the first piezoelectric deflector, which is optically coupled to the emitting side of the radiation modulation unit, a projection optical a system comprising a spherical mirror arranged in series, in the focal plane of which a reflector is located the second piezoelectric deflector, a flat mirror with an angle of 45 ° relative to the optical axis of the spherical mirror and a correction lens, there is a matte screen in the external focal plane of the projection optical system, a 2: 1 frequency divider is introduced into the horizontal scanning unit, the input of which is the input of the horizontal scanning unit and connected to the first input of the element And, and the output is connected to the input of the master oscillator, a series-connected element And and a summing amplifier, the first input of which is connected which is connected to the output of the master oscillator, the second input is combined with the second input of the And element and is the first input of the frame scan unit that is connected to the second input of the digital monitor, the control input of the summing amplifier is connected to the output of the And element, the first input of which is the second input of the frame scan unit and connected to the third input of the digital monitor, the summing amplifier contains a serially connected pulse counter, a decoder, a key, a pulse shaper and an output amplifier, the first information This input is the first input of the output amplifier, the second information input is the combined inputs of the counting input of the pulse counter and the signal input of the key, the control input is the combined input of the control input of the pulse counter and the first control input of the key, the radiation modulation unit contains an optical system and an emitter of three primary colors, located in the rear focal plane of the optical system, in the front focal plane of which the reflector of the first piezoelectric deflector is located, the input of the mod block The radiation inputs are the inputs of the emitter of three primary colors, made of a matrix of the corresponding number of LEDs R, G, B, the first drives of codes R, G, B are identical, each includes the first and second pulse distributors and a register of 1024 bytes, the input of the first pulse distributor is the first the control input of the first drive code, its outputs are connected in series to the first inputs of the bits of the register, the input of the second pulse distributor is the second control input of the first drive codes, each output It is connected in parallel to the second inputs of 1-8 bits of each code, the first output connected in parallel to the second inputs of 1-8 bits of the first code, the last 1024th output connected in parallel to the second inputs of 1-8 bits of the 1024th code, the third inputs of all the register bits are combined and are the information input of the first code store, the outputs of the register are 1-8 bits and are 1-8 outputs of the first code store, the second code stores R, G, B are identical, each includes the first and second pulse distributors and the register is 1 024 bytes, the input of the first pulse distributor is the first control input of the second code drive, its outputs are connected in series to the first inputs of the bits in the register, the input of the second pulse distributor is the second control input of the second code drive, each output of which is connected in parallel to the second inputs of 1-8 bits each register code, with the 1st output connected in parallel to the second inputs of the bits of the 1024th code in the register, the last 1024th output connected in parallel to the second inputs of the 1-8 bits of the first code of the register, the third inputs of register bits are combined and the second drive information input code register outputs are combined bitwise 1-8 and 1-8 are the outputs of the second reservoir codes.