TW525377B - PLL circuit for CRT monitor horizontal drive signal - Google Patents

Description

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五、發明說明α) 本發明係有關於一種用於陰極射線管（CRT)顯示器水 平驅動信號之鎖相回路（PLL)電路，其當輪入至電""路7之 一水平同步（Hsync)信號被突然地中斷時，可 J以抑制在做 以CRT顯示器中的驅動電路之參考信號的水平驅動（h〇u 信號之頻率中的變化（variation )。 在習之用於CRT水平驅動信號之PLL電路中，輸入水平 同步信號的相位在CRT中與來自驅動電路之返馳脈^ (f lyback)(FBP)的相位比對以形成一PLL迴路，從而生成

更具體地’上述PLL電路包括一相位比較器，用以比 較輸入水平同步信號的相位與FBP信號的相位、一充電 泵，用以依照相位比較器得到的比較結果輸出一充電果信 號、一低通濾波器（LPF )，用以接收到充電泵信號後輸出 一電壓控制信號、一VC0(電壓控制振盪器），其震盪頻率 依照電壓控制信號改變、一頻率分割器，用以藉由頻率分 割來自VC0的頻率信號丨/n而生成一Η〇υτ信號、以及一CRT 驅動電路，用以依照H0UT信號執行CRT的水平驅動操作。 PLL電路的相位鎖定操作依照水平同步信號而執行。 第8圖顯示習知Pll電路之主要部分的細部結構。相位

比較器30為一般使用之頻率/相位比較類型且由NAND電路 121至129與反向器715構成之相位比較器。參考數字7〇1名 示水平同步信號；702，FBP信號；以及707與70 8，表示；N 位錯誤信號之UP與DOWN信號。充電泵40包括常態電流源 743與746、一p通道M0S電晶體744、以及一N通道M0S電晶

第6頁 2135-4213-PF.ptd 525377 五、發明說明（2) 體745 〇LPF 50包括一電阻器5〇1、電容器5〇2與503、以及 一NPN電晶體504。 第9A至9G圖顯示一水平同步信號7〇1正常地輸入至具 有上述安排之PLL電路的例子。如第9C與91)中所示，表示 在輸入水平同步信號701(第9A圖）與FBP信號702(第9B圖） 之間的相位差異（t 2 3 -12 2 )的信號被由相位比較器3 〇中選 取出為UP信號707與DOWN信號708。選取出的UP信號707與 DOWN信號708被送出為一UP輸出信號71 1與DOWN輸出信號 712給充電泵40，如第9E與9F圖中所示。

充電泵40依照UP輸出信號711與DOWN輸出信號712輸出 一充電泵信號。LPF 50藉由使用利用反轉充電泵信號所得 到之電壓控制信號電壓來控制^〇 6 〇。在此例子中，為了 保持由LPF 5 0輸出的控制電壓信號幾乎為一常態電壓， LPF 50中射極（emitter)電壓維持高於基極（base)電壓的 電晶體504被關閉。隨著此操作，如第9G圖中所示，LPF 5 0的輸出電壓沒有改變。 LPF 50的電容器5〇3濾掉高頻率部分，且電容器5〇2濾 掉低頻率部分。一般地，為了穩定pLL迴路的震盪，電容 器502的電容被設為大於電容器5〇3的電容的一或兩等級大 /Jn 〇

^於此理由，在電容器5〇2的電阻器5〇1端上的電位比 :〇 Λ輸出電壓來的慢下降。如果，因此，在npn電晶 雷位罢，土極*與射極之間的電壓超出在電晶體被打開時的 ，電荷被由連接至一電源供應VDD之收集器供應穿

525377 五、發明說明（3) 過射極，從而延遲LPF 50的輸出電壓中的下降。 第10A至10G圖顯示水平同步信號701被中斷的例子。 當水平同步信號輸入701 (第10A圖）被中斷時，相位比較器 30維持輸出表示FBP信號702 (第10B圖）輸入的時候的一相 位差之DOWN信號708(第10D圖），如第10D與10F圖中所示。 DOWN信號708被反轉為DOWN輸出信號71 2(第1 0F圖）來打開 充電泵40的N通道M0S電晶體745。隨著此操作，如第l〇G圖 中所示，LPF 50的輸出電壓突然地下降。第i〇c與log圖分 別顯示UP信號70 7與UP輸出信號711。 在此例子中，電晶體504的基極-射極ON電壓一般需要 大約0· 7V，電晶體504保持為關上直到對應電位差被產生 為止。基於此理由，LPF 50的輸出電壓突然地下降，且 VC0 60的震盪頻率也減少，導致在㈣叮信號之頻率的減少 為一頻率分割輸出。如果，然而，Η〇υτ信號的頻率突然地 減少，用以一電子束（electr〇n beam)之偏斜電壓突然地 上升來損壞CRT顯示器。因此需要對策來預防Η〇υτ信號的 頻率之突然減少。 另外，因為近來節省能源 電源供應電壓而形成。在此情 打開時沒有電位差（基極—射極 下降。 的趨勢，電路也已經基於低 況中，因此，在電晶體5〇4 電壓），LPF 50的輸出電壓 _ 有鑑於此，本發明& η ^ t ^ ^PTT月的一目的為提供一用於CRT顯示器 水平驅動#说之PLL電敗，甘π « 兔了、查七卜、+、《 八預防CRT顯示器的損壞。 的’依據本發明提供一用於CRT顯示

525377 五、發明說明（4) 益水平驅動信號之PLL電路，包括相位比較裝置，用以比 較一輸入水平同步信號的相位與一内部參考信號的相位且 輸出一相位差信號、充電泵裝置，用以依據來自相位比較 裝置之相位差信號輸出一充電泵信號、濾波器裝置，用以 轉變來自充電泵裝置之充電泵信號成為一電壓控制信號、 一電壓控制振盪器，其震盪頻率依據輸出自濾波器裝置之 電壓控制#號而控制、頻率分割裝置，用以頻率分割一來 自電壓控制振盪器之輸出且輸出被一水平同步信號相位鎖 定之一CRT顯示器水平驅動信號，此CRT顯示器水^驅動信 號使用來生成内部參考信號、以及切換裝置，用以當水平 同步信號輸入的期間由相位比較裝置輸出相位差俨^給充 電泵裝置，且當沒有水平同步信號輸入的期間不二比 較裝置輸出相位差信號。 圖式簡單說明 第1圖為一方塊圖係顯示依據本發明第—實施用 以CRT顯不益水平驅動信號之pll迴路方塊。 第2圖為第1圖中相位比較器、充電泵、以及的電 路圖。 、 « 第3 A圖為依據本發明第二實施例之相位比較器的電路 圖。 。 第3Β圖係顯示第3Α圖中多工器之輸入/輪出羅 第4圖係顯示依據本發明第三實施例之相位=較器之 方塊圖。 第5圖係顯示依據本發明第四實施例之相位比較器之

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J厶I I 五、發明說明（5) 方塊圖。 第6A至6J為時成 平同第 =—正常二==第2圖中PU電路當 平同步信號被以說明第2圖中似電路當1 第8圖為一方始一 之習知PLL電路。H顯不用以CRT顯示器水平驅動信號

第9A至9G為η主广π U 平同步信號在-正t ==以說明第8圖中PLL電路當—水 第10A至㈣為以:：：操作。 水平同步信號被中斷以說明第8圖中PLL電路當-符號說明 ^ 1〜輸入水平同步信號； 2、3 0〜相位比較弩· 3 相位差信號；° 、40〜充電泵； 5 、50〜LPF ; 6 、 60〜VCO ; 7〜1 / η頻率分割器； 8〜HOUT信號；’ 9〜CRT驅動電路； 1 0〜F B P信號； 11〜PLL迴路方塊； 1 2〜控制電壓信號； 2135-4213-PF.ptd 第10頁 525377 五、發明說明（6) 103、104〜延遲電路； 116 、 117〜多工器。 實施例 本發明將參考伴隨圖示詳細說明如下。 第1圖顯示依據本發明第一實施例之PLL方塊。參考第 1圖，一PLL迴路方塊U包括一相位比較器2，用以比較一 輸入水平同步信號1與一FBp信號1〇的相位與頻率、一電流 輸出型態充電果4，用以依照來自相位比較器2表示相位比 較之相位差信號3而輸出一充電泵信號（up/D〇WN信號）、一 LPF 5，由一被動落後—領先（lag — lead)濾波器所形成，用 以轉變來自充電泵4的輸出成為一控制電壓信號12、一 vc〇 6，其震盛頻率依照來自LpF 5的控制電壓信號^而改變、 孫:5 Π員率分割器7 ’其頻率分割率n(n為一正整數） ::?入rt τ 信號1的頻率與V C 0 6的震堡頻率所決 ，、以及-CRT驅動電路9 ’用以依照 割器7之HOUT信號8來執行c — ^出目i/n頻羊刀 CRTlg動雷# RT顯不器的水平驅動操作。 击抱φ ^七路9執订藉由生成關於H0UT信號8之一電子 束偏斜電壓來執行一皮承么μ ^ 丨口现δ之电亍 的時間，（:RT驅動電路9 & 、:之知描與返馳程序。在相同 圈（coin)而得過用以生成—偏斜電壓之線 示系統之參考。^立Λ 且作為用以crt顯示器之顯 同步信號1的相位以相位x Y比較FBP信號10的相位與水平 水平同步信號U =自:號8。 器、或是其他類似Iw >自個人電腦、信號生成 裝置的仏號。在此情況中，同步的極性

525377 五、發明說明（7) 處理為正極。如果極性為負極，只需要加上一反相電路。 第2圖顯示相位比較器2、充電泵4、與lpf 5的細部結 構0

相位比較器2包括一延遲電路103，用以藉由延遲一輸 入水平同步信號1〇1(對應第1圖中之水平同步信號丨）而輸 出一延遲的水平同步信號1〇5、一延遲電路，用以藉由 延遲一FBP信號1 〇2 (對應第1圖中之FBp信號丨〇)而輸出一延 遲的F B P信號1 〇 6、以及一相位比較電路丨1 4，用以比較延 遲的水平同步信號105與延遲的FBP信號1〇6之頻率與相位 且輸出表示相位差之一UP信號107與D〇WN信號1〇8。相位比 較電路114係由NAND電路121至129所組成。 相位比較器2也包括一切換電路丨〇 9，用以當一水平辰 步信號期間時，輸出UP信號1〇7為一 up輸出信號且當一水’ 平同步#唬期間之外的期間時，輸出一電源供應VDD位準 以至於不會輸出任何比較結果、以及一切換電路11〇，用 =當一水平同步信號期間時，輸出D〇WN信號1〇8的反轉信 號為一DOWN輸出化號Π2且當一水平同步信號期間之外的 期間時，冑出-GND位準以至於不會輸出任何比較結果。 ^換器電路109與110係由切換器所構成，其依照由具有與

2 ^水平同步信號101相同極性之信號所形成之切換控制 4吕號1 1 3來執行切換操作。 延遲電路1〇3與m具有相同之延 信號101的相位領先FBP俨铲109从4 7 + 田八十问梦 ίϋ。的相㈣，ϋΡ信號107被輸 出《FBP、號的相位領先水平同步信號1〇1的相位

525377 五、發明說明（8) 時，DOWN信號108被輸出 充電泵4係由串聯（cascading)具有來自相位比較器2 之切換電路109的輸出輸入之閘極之一 p通道m〇s電晶體 4 04、具有來自相位比較器2之切換電路丨丨〇的輸出輸入之 閘極之一N通道M0S電晶體40 5、以及電流源403與40 6所形 成。LPF 5包括一電阻器501與電容器502與503。 接下來上述PLL電路的操作將進行說明。第j圖中顯示 之PLL電路使用一其中相位鎖定係藉由使用關於輸入水平 同步信號1之PLL迴路方塊11而執行之安排。在此情況中之 一問題是在HOUT信號8中的突然改變。 CRT驅動電路9基於H0UT信號8的頻率執行頻率/電壓 換、提南一電子束偏斜電壓至數個ky、以及執行水平系统 的掃描/返馳程序。此時，如果Η〇υτ信號8的頻率突麸 少二偏斜電壓突然上升，導致CRT顯示器損壞。當水…平 步"is 5虎1做為給P L L迴路方燒1〗夕夫去户u占 信號8的頻率突_少 之參考^被中斷時，圆 琴2 Λ給一方塊11之參考信號被中斷時，相位比較 極限，導致CRT的損壞。舉例，當連 i頻率減〉、至- 器的東西夫遠桩拄p 1〗田連接個人電腦至CRT顯示 裔的果西未連接時，水平同步信號丨被中 在一CRT顯示器系統中，一微電腦 信號的出現/不在。微電腦花時 二^ 7 、’ 5 結果。如果，因此，水平同步=定且告知決定 中的k化無法猎由使用微電腦來抑制。基於此理由，

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應付此現象的對策必須帶入於用以生成Η〇υτ信號8之 路。 本發明包括切換電路109與11〇，用以即使水平同步信 號1突然中斷時，指當一水平同步信號間隔期間輸出 UP/DOWN輸出信號1 π與丨12來抑制在Η〇υτ信號8的頻率中的 改變。 接下來’水平同步信號101(水平同步信號丨）正常輸入 的情況中PLL電路的操作將參考第6Α至6了圖詳細說明。 相位比較器2比較落後水平同步信號丨〇丨（第6Α圖）一延 遲電路103之一延遲數量T(t02-t〇1)之延遲水平同步信號

105(第6B圖）的相位與落後fbp信號1〇2(第6C圖）一延遲電 路104之一延遲數量T(t03-tOl)之延遲FBP信號1 〇6(第6D

圖）的相位’且輸出表示一相位差α之up信號丨〇 7，如第6E 圖中所示。

相位比較器2比較落後水平同步信號1 〇 1 (第6 A圖）延遲 電路103之延遲數量（t05-t04)之延遲水平同步信號1〇5(第 6B圖）的相位與落後FBP信號1〇2(第6C圖）延遲電路104之延 遲數量（t06-t04)之延遲FBP信號106(第6D圖）的相位，且 輸出表示相位差之DOWN信號108。注意的是，在時序圖 中’兩信號以一微小相位差α顯示以表示劇跳（j i t ter)或 其他類似的。

當延遲FBP信號106的輸入時序領先延遲水平同步信號 1 0 5的輸入時序時，如水平同步信號1 〇 1在時間t 〇 4輸入的 情況，UP/D0WN信號107與108在比切換電路109與110的ON

2135-4213-PF.ptd 第14頁 525377 、發明說明（ίο) 時序還要早的時序輸出。基於此理由，延遲電路與 的延遲數量設為比預期的劇跳數量來的大。 由於UP/ DOWN信號1 07與108只在切換電路〗〇9與丨〗〇的 ON時間（第6G圖）期間輸出，up輸出信號ιη在與ϋρ信號1〇7 相同的時序輸出，如第6H圖中顯示。另外，卯㈣輸出信號 1 1 2在與DOWN #號1 08相同的時序輸出為一反轉信號，如第 6 I圖中顯示。 當UP輸出信號111與！)0WN輸出信號112輸入至充電泵4 的PM0S電晶體404與NM0S電晶體405時，被LPF 5平滑之電 壓變化，如第6J圖中顯示。更具體地，如肿輸出信號ui 為L位準，PM0S電晶體404被打開。結果，電荷由VDD供應 來拉升LPF電壓。如DOWN輸出信號11 2改變為η位準，電荷 被移除至GND來降低LPF 5的輸出電壓。 ^ 在一除了上述情況之外的例子中，由於電晶體4 〇 4與 405為保持關上，一高阻抗被設定，且LpF 5的輸出電壓維 持於前一狀態。藉由以此方法來依照在水平同步信號ι〇ι 與FBP信號1〇2之間的相位差α而改變LpF 5的電壓' vUc() 6 被控制來產生一相位鎖定狀態。 接下來，水平同步信號101 (水平同步信號^被中斷情 況中PLL電路的操作將參考第7人至71圖詳細說明。 當水平同步信號101被中斷時，FBP信號1〇2 (第7c 與延遲FBP信號丨06 (第7D圖）在沒有任何改變的情形下輸 入。基於此理由，如第7F圖中所示，D〇WN信號1〇8轉移至 一相位差產生的狀態，如L位準，從水平同步信號ι〇ι中斷 第15頁 2135-4213-PF.ptd 525377 五、發明說明（ll) 之後延遲FBP信號106輸入（tl4)的時候。第7B與7E圖分別 顯示延遲水平同步信號1〇5與UP信號107。 在時間11 4，由於水平同步信號1 〇 1已經中斷且沒有輸 入，切換電路1 0 9與11 〇被設為關狀態，如第7G圖中所示二 切換電路110因此不管D0WN信號108的狀態輸出一GND位準 信號。那就是，UP輸出信號111如第7B圖中所示保持在η位 準，且DOWN輸出信號112如第71圖中所示保持在L位準。

充電泵4的電晶體沒有一個被打開，且來自LpF 5的輸 出維持控制電壓信號12為常態，因為沒有充電/放電操作刖 被執行，如第7 J圖中所示。由於來自lpf 5的控制電壓j 2 經歷沒有變化，VC0 6輸出一常態震盪頻率。結果，Η〇ϋτ 信號8具有與水平同步信號101中斷之前的相同頻率。 沒有切換電路丨〇9與110的情況下，NM0S電晶體4〇5被 保持打開，且因此LPF 5的電壓突然下降。因此，Vc〇 6的 震盪頻率減小。因此，H0UT信號的頻率突然減小。 、 接下來’依據本發明第二實施例之PLL電路將參考第 3A與3B圖進行說明。本實施例與第一實施例差別在於切 電，109與11〇被多工器116與117來實作。其他的安排與第 一貫施例中的相同，且因此它們的說明將省略。

口參考第^圖，一依據水平同步信號101之切換控制信 號113輸入至多工器116與117。如第3B圖中所示，在每二 夕工器11 6與11 7中，當一選擇信號（切換控制信號丨丨3 ) 位準時，輸入至一輸入終端丨之信號被選定且輸出，反: 當一選擇信號為L位準時，輸入至一輸入終端2之信號被選

525377 五、發明說明（12) 定且輸出 在此K施例中’如在第一實施例中，PLL電路依照第 6Α至6] #7Α至71圖的時序圖來操作。即使水平同步信號 101被中斷，HOUT信號8具有與中斷之前設定之相同頻率。 、，二來’依據本發明第三實施例之PLL電路將參考第4 圖進行虎明。本貫施例與第一實施例差別在於切換電路 109+與110分別被一^〇閘118與一 AND閘119來實作。其他 的安排與第一貫施例中的相同，且因此它們的說明將省 略0 參考第4圖，NAND閘118接收兩輸入，如穿過一反相器 131的一 UP信號1〇7與一切換控制信號113，且輸出一肝輸 出信號ill 接收兩輸入，如穿過一反相器115的 一DOWN信號1〇8與切換控制信號113，且輸出一d〇wn輸出信 號112。即使水平同步信號丨〇1被中斷，依據本實施例之 PLL電路維持H0UT信號8在與水平同步信號1〇1中斷之前設 定之相同頻率，如第一實施例中。 接下來，依據本發明第四實施例之pu電路將參考第5 圖進行說明。本實施例與第一實施例差別在於一鎖/定/未 鎖定切換電路133，其鎖定/未鎖定狀態係依照被設定於一 切換控制信號11 3的路線（route)中的一相位鎖定信號而控 制。其他的安排與第一實施例中的相同，且因此^們*的^ 明將省略。 參考第5圖，當鎖定/未鎖定切換電路133在未鎖定狀 態時’切換控制信號11 3的路線被中斷來保持切換電路j 〇 9

525377 五、發明說明（13) 與H0在⑽狀態。當鎖定/未鎖定切換電路133在鎖定狀態 時’切換控制信號113的路線被形成， 告 > 號間隔期間切換操作被執行來輪出_相位差S輸出，如二 實施例中。 一 ！由只在水平同步信號間隔期間輸出一相位差輸出， 鎖定時間的延長部分可以被預防。 ^上所述’依據本發明’即使水平同步信號輸入被中 斷，由於HOUT信號以與中斷之前*中 丄m攸* , T辦 < 則δ又疋之相同頻率被輸出， 導因於頻率突然減少而cRT顯千哭沾4。 …”属不器的損壞可以預防〇 ;上述電路可以利用加 同步信號控制之切換電路來眚，目^ ^ ^ ^ ^ .,,μμ . 一二电峪來實現，電路尺寸中的增加可以 U ，错由加入具有相同安排斑相同延遲數量之 延遲電路給水平同步信號輸入盥卩，、不j之逛数里之 以預防’因為依照外部雜訊、；：入’劇跳的惡化可 類似的引響之特徵改變。電源供應電壓變化、與其他

Claims (1)

1. 525377 六、申請專利範圍 1· 一種PLL(鎖相迴路）電路，用於CRT(陰極射線管）顯 示器水平驅動信號，特徵包括： 相位比較裝置（2 )，用以比較一輸入水平同步信號的 相位與一内部參考信號的相位且輸出一相位差信號； 充電泵裝置（4 )，用以依照來自該相位比較裝置之相 位差信號輸出一充電泵信號； 濾波器裝置（5 )，用以轉變來自該充電泵裝置之充電 泵信號成為一電壓控制信號；

   一電壓控制振盪器（6 )，其震盪頻率依照輸出自該渡 波器裝置之電壓控制信號而控制； 頻率分割裝置（7 )，用以頻率分割來自該電壓控制振 盪器之一輸出且輸出被一水平同步信號相位鎖定之一CRT 顯示器水平驅動信號，此CRT顯示器水平驅動信號係用來 生成内部參考信號；以及 切換裝置（109、110、116、117、118、119)，用以在 水平同步信號輸入卨間隔期間由該相位比較裝置輸出相位 差信號給該充電泵裝置，且在沒有水平同步信號輪入的間 隔期間不由該相位比較裝置輸出相位差信號。

   2·如申請專利第1項之電路，其中該電路更包括一 ^ 驅動電路，用以依照來自該頻率分割裝 CRT水平驅動程序且在驅動程序後生成—返 該相位比較裝置比較一水平同步信號的相位盥 7驅動電路作為-内部參考信號之—返馳脈衝輪出來的自相

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   3·如申請專利第1項之 第一延遲裝置（103)， 此信號給該相位比較裝置； 第二延遲裝置（104)， 此信號給該相位比較裝置。 電路，更包括： 用以延遲水平同步信號且輸出 以及 用以延遲内部參考信號且輸出 ，置4且利第3項之電路，其中該第-與第二延遲 裝置具有相同的延遲時間。 5·如申請專利第1項之電路，其中該 對切換器（108、110)，其安排广傲主一換裝置〇括 ,,«a e , ^ ^ y 具女排侍與表不兩信號的相位之間 一 ’、“目立比杈裝置輸出的UP(上）與DOWN(下）信號 一致，且依照一水平同步信號執行切換操作。 一 P、甬、ft nt 第5項之電路’其*該充電泵裝置包括 曰曰（4〇4)與1^通道M0S電晶體（405)，其串聯 連接二由一節點輸出-充電泵信號給該滤波器裝置， 一輸出終端， 閘極連接至該切換器中一個的 該N通道M0S電晶體的一 出終端， 閘極連接至另一切換器的一輸 該切換器中的一個尤 由該相位比較裝置輸出二=輸入的間隔期間 位比較信號輸入的間隔“=輸，端’ i在沒有相 以及 / 接輸出終細至一電源供應’ 另一切換器在一相位比較 位比較裝置輸出一 DOWN信號給 入的間隔期間由該相 端’且在沒有相位比

   、申讀專利範圍 Ms7號輪入的間隔期間連接輸出終端至接地。 對多工芎(:2專H1項之電路，其中該切換裝置包括一 的關係且由該相位比較；兩信號的相位之間 —致，曰伏昭一 k τ裝置輸出的ϋΡ(上）與D〇WN(下）信號 依…、一水平同步信號執行選擇操作。 對閘電nm*1第1項之電路，其中該切換裝置包括-的關係、9 )，其安排得與表示兩信號的相位之間 一致'η片L"相位比較裝置輸出的up(上）與D0WN(下）信號 〇且依照一水平同步信號執行開關閘（gating)操作。 9·如申請專利第1項之電路，其中 該電路更包括鎖定/未鎖定切換裝置（133)，用以依昭 一相位時鐘信號使用一水平同步信號來開/關控切換、、、 裝置，以及 、 3切換裝置的切換操作藉由一水平同步信號而控制。