TWI377787B - Input voltage-judging device and method for judging voltage range - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係為一種輸入電壓判斷裝置與應用於其上之電壓 值範圍判斷方法，尤指在具有SCART傳輸介面之影音播 放没備内，利用齊納二極體與電晶體之組合以判斷出所接 收到之訊號其電壓值的所屬範圍之技術。 【先前技術】 目別在電視機上或—些影音裝置之影音(videG/Audio) 訊5虎傳輸介面上，常會應用到一 SCART連接器，例如： 在一些歐洲規格的電視機(TV)或錄放影機(VCR)的裝置 ^ ’此種SCART連接器便是一種標準的連接介面或連接 、置。請參閱第—_)和⑼，係為所應用的叱術連接 器與其介面之示意圖；其中在第一圖⑷中係顯示了一 接Ε 1G ’ ^SCART連接11 1G之外觀係具有21 ^(Pm)，麵些㈣巾便包括了有對於音訊與視訊 —了又向傳輸的對應控制接腳，而在第—晴中則顯示了

連接^ηΤ插槽川該SCART插槽11便具有和該SCART

連^ η 接_之插孔，以提供上述之該SCART 連接益10進行連接。 會運用到此種連接器的除了一般的電視機或錄放影機 以外，其他例如像電視遊樂器、影音光碟機、機上盒(setT0p B〇x)__換封此_影音_設備祕麟備，也 、Ί s運用到此種連接裝置，例如在第一圖⑷中，在一機 上皿12 #傳輸介面上便能藉由其上所具有的兩個scART 插杌121 122’來分別提供給電視機(τν)與錄放影機(vcr) 或者是影音光錢進行連接，㈣夠對料_影音播放 設備作連接整合。糾，使用者在操作上則可如第-圖⑻ 所示將SCART連接線1〇〇上兩端的SCART連接器 101、102分別連接上電視機14與錄放影機(或影音光碟 機、電視遊樂器、機上盒或其他此類的影音播放設備）16 之對應的SCART插槽14卜16卜便能完成影音訊號的傳 輸連接(SCART-to-SCART)。 而在上述SCART連接器之21個接腳當中，其中的一 第8號接腳(Pin 8)係為負責影像訊號之畫面長寬比的功能 切換(Widescreen Function Switching)或所謂晝面顯示比率 (Aspect Ratio)的控制接腳，而此一晝面長寬比或是影像晝 面顯不比率主要可以包含了有傳統的4:3晝面顯示比率與 寬螢幕16:9之晝面顯示比率，另外，在所連接上的電視機 端在接收此一接腳之影像訊號時，則會根據影像規格標準 之EN50049-1和IEC60933標準，藉由其規範之輸入電壓 標準來對該訊號所呈現之電壓值進行判斷，而能夠顯示出 所連接的影音播放設備其正破的晝面顯示比率。詳細的電 壓才示準内各為（凊同時參閱第二圖(a)):當訊號輸入所呈現 之電壓值是在9.5V(伏特)至12V(伏特)之間時，代表其影像 =面顯不比率係為4:3之比率，而當訊號輸人所呈現之電 ^值疋在（5V至7V之間時，代表其影像晝面顯示比率係

為16.9之比率，另外，當訊號輸入所呈現之電壓值是在0V 至2V之間時’則代表未有影像顯示之訊號源(Inactive source)。 …、:而，對於訊號輸入所呈現之電壓值的判斷，最簡易 可行的方法便是利用比較器來進行比較與判斷，也就是 將訊號的輪入電壓轉換成為數位式之“〇，，與“1”的邏輯輸出 格式來進㈣斷，因此，制技術便是在該插槽 之傳輸；丨面内設置了兩個可進行邏輯輸出判斷之比較器， 而月b夠藉纟二種邏輯值的組合以分別代表&上述三種不同 電壓範圍時的晝面顯示比率。 如第二圖(b)所示，係為在一 SCART傳輸介面20内的 兩比較器21、22之運作示意圖，在此圖中我們係將該等比 較斋21、22的負電壓輸入端上係分別通以8 9v與4v之 電壓，而當一訊號同時對該等比較器21、22的正電壓輸入 端輸入9.5V之電壓時，該等比較器21、22便同時產生出‘£1 ” 的邏輯值，而當該訊號同時對該等比較器2卜22的正電壓 輸入端輸入4.5V之電壓時，該等比較器21、22便分別產 生出“0”與“1”的邏輯值，而當該訊號同時對該等比較器 21、22的正電壓輸入端輸入2V之電壓時，該等比較器21、 22便同時產生出“0”的邏輯值。 因此，當邏輯值的組合同為“!，，時，便代表判斷出該訊 號是在9.5V至12V之間，且其影像晝面顯示比率係為4 3 明參閱第二圖(a) ’係為本發明較佳實施例之概念圖。 -中在-影音播放設備则上係具有—SCART傳輸介面 3〇因而可以和具有同樣傳輪規格之其他影音播放設備利 用先前技射所述之SCART連接絲完成連接，如圖所 不’- SCART連接器40便可和該SCART傳輸介面3〇進 行連接(所安裝的插槽係和該SCART連接器爾相對應接 腳數之插孔）’而本發明之目的在於利用一轉換器搬來達 成對於該SCART龍介面;3〇所魏狀减或所輸入電 壓進行簡單的触賴轉換’而能提供給制之—處理器 3〇3能針對所產生的邏輯值組合進行其輸入電壓範圍與大 小的判斷。 如先前技術中所述，習用之SCART傳輸介面係利用 成本較咼的兩個比較器來完成對於輸入電壓大小之比較與 所屬範圍的判斷，而本發明則是利用一些生產成本較低之 電子元件以取代前述之比較器的使用，並據以設計出一套 可完成相同判斷功能之電路架構。 請參閲第三圖(b)，係為本發明較佳實施例之電路圖； 由此圖所示’其中該SCART傳輸介面30係藉由一訊號接 收端301來和外部的該SCART連接器40中之一訊號輸出 端401產生電連接，而該訊號接收端301與該訊號輸出端 401之配置，係為先前技術中所述負責影像訊號畫面長寬 比之功能切換(Widescreen Function Switching)或晝面顯示 比率(Aspect Ratio)之第8號接腳(Pin 8)，該訊號輸出端401 所輸出之訊號其所呈現的電壓值大小，便代表了該訊號輸 11 < £ ) 1377787 出端401所輸出之訊號的影像晝面顯示比率。 承上所述，本發明特徵便是在於在該訊號接收端3〇1 之後’各自電連接出兩組齊納二極體(Zener Di〇de)與電晶 體(Transistor)之電路配置，由於齊納二極體在施以—逆向 電壓（或稱為逆向偏壓）時，至產生出瀕臨崩潰電壓 (breakdown voltage，即所謂的Zener崩潰電壓）時會有一定 壓特性，此一特性使得電路在通以某一範圍之電流時，齊 納二極體兩端的電壓係可以保持在一定值；而習用技術= 於齊納二極體的使用也經常運用於電壓的調整，特別是運 用在逆向電糾之崩潰電舰上，因此，_便利用此種 二極體之特性來達到我們所要的定壓之目的。 如第三圖（b)所示，我們係設計出一第一齊納二極體 321與一第二齊納二極體322的負極(Cath〇de)端與該訊號 接收端301之間各連接一個電阻311、312,該等電阻311、 312之大小係可為10k歐姆，而該等電阻之功能係可使得 此-電路配置能有效地減緩其後續輸出上的電壓變化。另 外，將該第-齊納二極體321與該第二齊納二極體322的 正極(Anode)端分別電連接上—第一電晶體331與一第二 電晶體332的基極(仏％，；61與62)，其中，一第一電壓端 351與該第一電晶體331集極(c〇llect〇r, 〇)之間連接一電 阻34卜其大小亦可為1〇k歐姆，而射極恤麻，£1)則電 連接至-第-接地端353，同樣的，—第二電壓端说與 該第二電晶體332集極(C2)連接—電阻342，其大小亦可 為l〇k歐姆，而射極㈣則電連接至—第二接地端354。根

< S 12 1377787 據本發明之實施例，為了要符合EN50049-1和iEC6〇933 規格書的規範’也就是訊號接收端301的輸入阻抗(Input

Impedance)至少須為i〇k歐姆’因此電阻311、312之大小 即設計為l〇k歐姆。 承上所述，我們分別設定該第一齊納二極體321與該 第二齊納二極體322具有3.3V與8.2V的逆向電壓值，而

同時設定該第一電晶體331與該第二電晶體332具有〇.7V 的順向電壓值，另外，該第一電壓端351與該第二電壓端 352則可提供3.3V之電壓。由一般電晶體之特性可知，於 此圖之電路構造中，當該第一電晶體331中之基極與射極 之電壓大於本身的順向電壓值0.7V時，該第一電晶體33】

視馬關閉(TUrn-on)狀態，反之’當該基極與射極之電壓 小於本身的順向電壓值〇.7V時，該第一電晶體331可視為 打開(丁跡啤狀態；同日寺，當該第一電晶體33ι為關閉狀 態時，此電路架構中該第一電晶體331集極端(ci)的一第 -輸出電壓值VI便會呈現為GV，然而，當該第一電晶體 331為打開狀態時，該第一電晶體331集極端(ci)的 一輸出電壓值V1便會呈現為3.3v。同樣的，在該第 晶體说集極端(C2)的一第二輸出電壓值…上則也有 的條件和輸出結果。根據本發明之實施例，由於處理哭 的面準位之邏輯值‘？，的電壓值為3 3V，因此，第 端351與該第二電壓端352之電壓值即為^ μ，二 用其他的處理ϋ也可崎成本發明。例如，:處、 的高準位之邏輯們，，的電壓值為娜時，則第:電壓; 13

< S 1377787 35!與該第二電愿端352之電麵即為獲。也就 =發明可以根據處理器的規格來供應第一電塵端351鱗 苐二電壓端352之電壓值。 疋故’我們便可以藉由該第—輪出電舰％ 二輸出電壓值V2的輪屮細人,丨主以 ^ 一 乐 ^ 401 、’· 口月；，來判斷自該訊號輸出 知所輸入之訊號的·值大小是屬於何種電 訊號所要呈現的影像晝面顯示比率為何。我們传可 ❿ ^步轉換器迎，來職第—輸出賴值％與該 曰-輸值V2進行數位式之邏輯轉換，由於該等带 二體可呈關·態與打離態，使得該第—輸出電壓值 或5亥第二輸出電壓值V2可能的輸出情況僅有〇v或 3二3V兩種’因此對於3 3v之輸出於邏輯轉換上便可 =位之邏輯們”，崎於QV之輸出於邏輯轉換上 代表低準位之邏輯值“〇，，。 一因此，經邏輯轉換後的該第一輸出電壓值νι與誃 ^出電壓值V2 ’其邏輯值之T與T之輸出便有^種 ^的’、且σ，由先前技術中所述已可知，當訊號輸入 ^值在9.5V幻2卩之間時，代表其影像晝面顯示比^係 為4:3之比率，而當訊號輸入其電壓值是在4.5乂至7^^ '、 ，時’代表其影像晝面顯示比率係為16:9之比率，而告，

號輪入其f壓值是在QV至2V之間時，則代表未有影S 不之訊戒源；所以’在本案此較佳實施例中，我們 不同電壓範圍之訊號輸入，以檢視此一電' 斷情形。 再K電壓判 14 :先前技術相同，我們同樣選擇以咖續 值:為電壓所屬範圍的臨界值，即斷其二 下限的4.5V，其電壓值4V係有著0.5V二屬 而柄較於騎其電壓所屬範圍之上限的㈣，其^值 8-9V係有著〇.7V的容忍度，並彳Λ j,^ χ.^ ^ ^ 假叹所輪入的該訊號係為 具有正確,之電麵，而未有輸人為7 ιν至

，間的電壓值之情形；#自該訊號輸出端仙所輸入之訊 號其電塵為8.9V時’由於該第一齊納二極體321金二

齊納二極體322的逆向電壓值分別有3.3V與之: 小，以及該第-電晶體331與該第二電晶體332的順向電 麗值皆有o.7v之大小，因此使得該第—電晶體％i與該第 —電曰曰體332皆為關閉狀態，而該第—輸出電壓值與 該第二輸出電壓值V2之輸出值皆為〇v。因此，針對大於 8.9V之9.5V至12V此一範圍的輸入電壓，我們便可根據 所輸出的兩電廢值皆為0V(或經由邏輯轉換後其邏輯值皆 為“〇’’），而設計使該處理器303判斷為9.5V至uv之範 圍’進而選擇出正確之4:3的影像晝面顯示比率。 當自該訊號輸出端401所輸入之訊號其電壓為4V 時’由於該第一齊納二極體321與該第二齊納二極體322 的逆向電壓值分別有3.3V與8.2V之大小，因此僅有該第 一電晶體331的順向電壓值有0.7V之大小，因此使得該第 一電晶體331為關閉狀態而該該第二電晶體332則為打開 狀態，故使所產生的該第一輸出電壓值VI為0V而該第二 輸出電壓值V2之輸出值則為3.3V。因此，針對大於4V(並

15 < S 且小於8.9V)之4.5V至7V此一範圍的輸入電壓，我們便 可根據所輸出的兩電壓值分別為〇V與3_3V(或經由邏輯轉 換後其邏輯值分別為“0，，與“1”），而設計使該處理器303判 斷為4.5V至7V之範圍，進而選擇出正確之16:9的影像晝 面顯示比率。 然而’當自該訊號輸出端401所輸入之訊號其電壓為 小於4V時’由於該第一齊納二極體321與該第二齊納二 極體322的逆向電壓值分別有3.3V與8.2V之大小，以及 該第一電晶體331與該第二電晶體332的順向電壓值皆沒 有〇·7ν之大小，因此使得該第一電晶體331與該第二電晶 體332皆為打開狀態’故使所產生的該第一輸出電壓值V1 與遠第二輸出電麼值V2之輸出值皆為3.3V。因此，針對 小於4V之GV至2V此-範圍的輸人電壓，我們便可根據 所輸出的兩電麗值皆為33V(或經由邏輯轉換後其邏輯值 皆為Τ)’而設計使該處理器303摘為〇ν至2V之範圍， 進而選擇出未有影像顯示之訊號源的正確判斷。 紅上所述可知，我們可以成功的依此電路構造來判斷 自該訊»出端401所輸人之職其電壓所屬之範圍，並 能加以設紐得後續之該處理器3〇3能 畫面顯示比率，再者，我們更可將此一判斷:標=象 為-對照表(如第三_所示，係為利用本發明之電路 輸入對應之電堡範圍而產生的電塵輪出與邏輯值組合之 照表），並將該對照表儲存於該處理器3〇3之中，該對照 便可記歸上述至少三種_輯值組合，與各邏^值组^ 16 1377787 所對應的電壓值範圍，使得該處理器303便能將經邏輯轉 換後的該第一輸出電壓值VI與該第二輸出電壓值V2比對 該對照表後，而能正確地判斷出自該訊號輸出端4〇1所輪 入之訊號其電壓值所屬之範圍，進而更能選擇出正確之影 像畫面顯示比率。 請參閲第四圖，係為本發明較佳實施例之流程圖。首 先，由訊號接收端301接收訊號輸出端401所輸出之訊號 (步驟si);其次，分別由第一齊納二極體321與第一電晶 體331之組合，以及由第二齊納二極體322與第二電晶體 332之組合，而能分別對自訊號輪出端4〇1所輸入之訊號 的電壓值產生出第一輸出電壓值V1與第二輸出電壓值 V2(步驟S2)，接著，由轉換器302對第一輸出電壓值vi 與第二輸出電壓值V2進行數位式之邏輯轉換(步驟S3); 最後，由處理器303將經邏輯轉換後的第一輸出電壓值V1 與第一輸出電壓值V2比對一對照表中各邏輯值組合所對 應的電壓值範圍後，判斷出自訊號輸出端4〇1所輸入之訊 號其電壓值所屬範圍以選擇出正確之影像晝面顯示比率 (步驟S4)。 由以上貫加例說明可知，本發明之電路架構，除了能 達到習用裝置所能完成對於輸入電壓範圍之正確判斷以及 影像晝面顯不比率之JL確選取外，本發明之電路架構係利 用生產成本較低的齊納二極體與電晶體之組合，並且選擇 出適合之逆向電壓與順向電壓而加以完成，因此能取代習 用裝置中生產成本較尚之比較器的使用，使得生產者的製 17 1377787 ttr得到節省與改善。是故，本發明有效地解決先 h心 τ所述之製造成本的問題，而能成功地達到本案發 展之主要目的。 本案發明得由熟習此技藝之人士任施匠思而為諸般修 飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。 【圖式簡單說明】 ^本案得藉由下列圖式及說明，俾得一更深入之了解： 第一圖⑻，係為SCART連接器10之示意圖。 第一圖(b)’係為SCART插槽u之示意圖。 第圖(c)，係為傳輸介面具有兩個SCART插槽121、122 的機上盒12之示意圖。 第圖(d) ’係為SCART連接線1〇〇分別連接上電視機14 與錄放影機16之示意圖。 弟一圖(a)，係為影像晝面顯示比率與所輸入的電壓範圍之 標準示意圖。 第二圖(b) ’係為在S CART傳輸介面2 0内的兩比較器21、 22之運作示意圖。 第三圖（a)，係為本發明較佳實施例之概念圖。 第二圖(b)’係為本發明較佳實施例之電路圖。 第二圖(c) ’係為利用本發明之電路架構輸入對應之電壓範 圍而產生的電壓輸出與邏輯值組合之對照表。 第四圖，係為本發明較佳實施例之流程圖。 18 1377787 【主要元件符號說明】 本案圖式中所包含之各元件列示如下： SCART連接線100 SCART 連接器 10、101、102、40 SCART 插槽 1 卜 121、122、14卜 161 機上盒12 錄放影機16 比較器21、22 訊號接收端301 處理器303 第一齊納二極體321 第一電晶體331 第一電壓端351 第一接地端353 第一輸出電壓值VI 基極Bl、B2 集極Cl、C2 步驟S1〜S4 電視機14 SCART傳輸介面20 影音播放設備300 轉換器302 電阻 311、312、341 第二齊納二極體322 第二電晶體332 第二電壓端352 第二接地端354 第二輸出電壓值V2 射極El、E2 訊號輸出端401 30 342 19 < £ )

Claims (1)

1. 丄J/-/ /0/ 該第二齊納二極體的該第二逆向電 4.如申請專利範圍第 ；. 該第-電晶體集極盘—第^輸人％壓判斷裝置，其中 晶 該第-電晶體射極端連接至:二=接二、而 曰ε ==二電壓端，接-第二US:: 體射極^連接至-第二接地端。 1

   乾圍第4項所述之輸入電壓判斷裝置 =1端與該第二錢端係可提供3.3V之電壓/、 範圍第1項所述之輸入電壓判斷裝置，Μ 6 電日日體集極可輪出該第一輪出+ # 體集極可輸出該第二輸出電壓值。’ '^二電盖 如申請專利範圍第1項所述之輸人電鮮j斷裝置，其 該第一規格傳輸介面係可為一 SCART傳輸介面。 8.如申請專利範圍第7項所述之輸人電壓判斷裝置，其中 該訊號接收端係為該SCART傳輸介面上的一第8號接腳^

   9·如申凊專利範圍第1項所述之輸入電壓判斷裝置，其中 該輸入電壓觸裝置更包含有-轉換H，*轉換器係可 將該第一輪出電壓值與該第二輸出電壓值進行數位式之邏 輯轉換。 10. 如申請專利範圍第9項所述之輸入電壓判斷裝置，其中 ▲邏輯轉換後的該第一輸出電壓值與該第二輸出電壓值係 可為代表高準位之一第一邏輯值，或可為代表低準位之一 第二邏輯值。 11. 如申請專利範圍第1Ό項所述之輸入電壓判斷裝置，其 21