CN1091995C - 具有控制感应电流导通的可控同步化开关的视频显示装置 - Google Patents

Abstract

视频显示装置有控制电感内之电流传导的可控同步化开关，响应交换信号，调制器切换可控开关导电状态。信号产生器耦合至回归脉冲源，在输出端产生行频锯齿信号。锯齿信号包括宽度在因扫脉冲第一半范围内的第一斜坡及宽度等于扫描时间的第二斜坡。调制信号源耦合至产生切换信号的装置。响应调制及锯齿信号，该装置产生有抑制开关导电的第一极性及使开关导电的第二极性之切换信号。

Description

具有控制感应电流导通的可控同步化开关的视频显示装置

本发明涉及由开关模式电路所实施的阴极射线管偏转幅度控制的领域，尤其涉及其水平时间间隔期间之同步及定时。

大家都熟悉利用一开关模式驱动电路控制流入电感中的电流。电感可包括变压器，扼流圈或偏转绕组，流入其中之电流流量被开关信号所控制。电感中电流流量的控制的熟悉实例为利用一开关模式驱动二极管调制器校正枕形及梯形显示误差。调制器可包括一个D类放大器。这个放大器将输出信号积分并耦合至偏转电路。这个调制装置被一恒定幅度信号所调制，该信号所具有的脉冲以宽度可响应所必需校正特性而改变。举例说吧，在一种东西向校正系统中，将调制脉冲重覆频率选择为与行频同步，其宽度变化或调制由场频、梯形或抛物线波形所决定。将该切换调制器耦合至诸如偏转电路的电感负载，如此一来，在通电时，其传导电流才会逐渐自零起增加。可是，在装置断电时，电感负载中所储存的能量将会产生一种电压暂态。已知有电路技术会使这种电感断电暂态之各种不利影响减至最小。举例说吧，在视频显示器中，熟悉的为将该行频脉冲信号的定时或相位配置为如此方式，使得自电感切换所产生之断电暂态会发生在非显示视频时间间隔内，如此一来，才会使暂态成为不可见。可是，将暂态定位成发生在一水平消隐时间间隔内可能对于其中所存在的各种电视信号元件产生干扰。而且，由于行频脉冲例如被场频信号施以宽度调制，结果所得到的断电暂态亦会在消隐时间间隔内发生位置变化。如此一来，虽然未被显示并自画面被隐藏起来，但暂态仍会以水平位置移动且可能干扰彩色基准色同步信号及/或“后肩”钳位时间间隔。这种对彩色基准色同步信号的干扰可能产生随着响应该场频校正信号而改变的色调或饱和误差。“后肩”时间间隔间隔期间所出现的干扰可能在显示用像的黑电平中产生类似的场频变化。

这种电感性断电暂态可能由若干不同路径耦合在视频信号中。举例说吧，此种暂态可能经由一电源总线或地踪迹(ground trace)耦合至视频信号。此种暂态可能在后续处理以前辐射及耦合在视频信号路径中，如此一来，会产生视频信号中之微扰或低频干扰，偏离实际断电瞬间的时间偏差。辐射断电暂态亦可能被耦合至多处拾取(pick up)位置，如此一来，才会产生多重低频干扰，与视频信号所遇到的其后传播及信号处理延迟成正比的相互间时间偏差。

一种视频显示装置具有一可控同步化开关，以控制一电感中电流传导。一调制器响应切换信号而切换该可控开关的导电状态。将调制信号源及一行频信号源耦合至一产生切换信号的电路。切换信号具有第一极性及第二极性，前者抑制开关导通，后者促进该开关导通。第一极性系在消隐时间间隔内的预定点处开始，而第二极性在水平时间间隔的其余时间内开始。

图1表示电视接收器的一部分方块图。

图2表示具有创造性实施例的开关模式波形校正器。

图3表示图2电路所产生并发生在一电视水平时间间隔之各种波形。

图4以一种放大时间比例表示发生在图2水平消隐时间间隔内之各种波形，及其定时关系。

图1表示采用东西向水平偏转波形校正的电视接收机的一部分方块图。图1所示之电视接收器已省去各种其他子系统而予以简化。其天线的表示供例示性目的之用，以表示源电视信号，但这些信号亦可由诸如“电缆”VCR、电视唱片、C.D.ROM、计算机等其他射频或基带系统提供。在图1中，在例如解调器的器件101的输出端产生复合视频信号A。而后，视频信号由一亮度分离器102予以进一步处理，以产生亮度信号Y。视频信号A还由一彩色信号分离器104予以处理，以取得调制彩色副载波信号C。

由一同步分离器107自视频信号A分出同步信息，这就产生了同步信号S。将该同步信号S耦合至一水平偏转电路108，并于此处取得行频信号。水平偏转电路108的输出端耦合至偏转绕组Lx，以供阴极射线管电子束水平偏转之用。偏转绕组Lx还耦合至一东西向校正调制器109，调制器109控制阴极射线管上之显示幅度。东西向校正调制器109耦合同步信号S并与水平偏转电路108相耦合。同步信号S耦合至垂直偏转电路110，于此处自信号S取得场频(vertical rate)信息信号。垂直偏转电路110耦合至一偏转绕组Ly，以供阴极射线管电子束作垂直偏转之用。

将色度信号C及同步信号S加至振荡器及解调器105。并将该振荡器相锁于彩色副载波基准或色同步信号，而后，利用此种彩色副载波参考或色同步信号将色度信号C中所出现之编码彩色信号解调。将被解调之彩色信号及分离延迟的亮度信号Yd馈至一矩阵106，矩阵106取得例如红、绿、蓝等信号的适当输出信号，以供显示在阴极射线管上。其传播时间在被分离之亮度信号Y与被解调之色度信号之间是不同的，并且由于信号Y通常超前以及通常将一延迟元件103包含在该亮度信号路径中，这样就产生了被延迟的亮度信号Yd。

信号处理与传播延迟在接收器制造商之间与在模型型式之间有所不同。在图4中，波形A例示一复合视频信号A之水平消隐时间间隔，并表示复合视频信号A与分离编码色度信号C之间的相对定时。图4之波形A与C之间的延迟Δt2是由处理而引起的，举例说，在一种特定电视接收机中，延迟大约为2微秒。然而，显示编码彩色信号之基本要求为当予以重新组合在管面上产生彩色显示时，应将亮度分量与解调彩色信号予以相互精确定时。如此一来，开关模式东西向校正器所产生的切换暂态才可能产生除了该断电瞬间以外随时会发生有害的干扰。熟悉的方式为配置被耦合至一脉宽调制器的信号极性，使断电时所产生之高电流暂态发生在水平时间间隔的非显示部分期间，例如，显示的水平过扫描区或水平消隐时间间隔。可是，根据早先的说明，暂态的这种定位却可产生其显示影像之其他可见的有害劣化情况。

图2表示采用二极管调制的水平偏转电路，以供东西向偏转波形校正之用，它包含本发明的定时电路200。在图2中，一水平输出晶体管Q2用一未在图中表示之信号产生器所产生的脉冲信号予以驱动。并将晶体管Q2之集电极经由一水平输出变压器T1耦合至一水平偏转绕组Lx，该绕组被耦合至一S校正电容器Cs及一线性校正电感器LIin。由二极管D3及D4与电容器C9和C10组成的二极管调制电路100则耦合至偏转绕组并决定静态及动态两种水平偏转宽度。大家都熟悉这种二极管调制器的操作情形。将二极管调制器经由扼流图L1耦合至一调制电压Vm，该电压被形成于电容器C8两端，由一个D类偏压场效应晶体管(FET)放大器Q1所产生，场效应晶体管Q1由电压比较器U1所产生的脉冲宽调制信号所切换。该脉宽调制信号处于行频以及由场频抛物线信号调制脉宽变化。大家都熟悉作为一脉宽调制器电压比较器的操作情形，故只予以简单说明。将比较器U1的反向输入端耦合至未在图中表示的电源所产生的参考电位。反向输入端与由未在图中示出的产生器所产生的东西向校正信号WFM耦合。该东西向校正信号可包括直流成分以及场频抛物线或锯齿波信号，前者用以决定静态水平偏转宽度，后者用以动态校正枕形或梯形显示失真。亦将非反向输入端经由一电容器C3耦合至本发明的定时电路200。并将负反馈从晶体管Q1之一滤波输出端加至非反向输入。当非反向输入端的之总和波形电压超过其反向输端入上经分压的直流参考电位时，比较器输出才会改变状态，并在地电位与电源电压之间切换。如此一来，才会使比较器U1切换输出耦合至场效应晶体管Q1的栅极，促使它以该定时电路200之速率并采取由直流宽度成分及该场频校正信号所决定之导电时间切换。

将参考电位经由电阻器R6与R7所构成之分压器耦合起来，该两电阻器之接合点由一电容器C5与地去耦。而后，经由串联电阻器R8把经分压的参考电位耦合至电压比较器U1之反向输入端，以便提供部分输入失调电流补偿。比较器U1之非反向输入构成经由电阻器R4所耦合的东西向校正信号WFM，由定时产生器200所产生并经由电容器C203所耦合的行频斜坡信号Hsaw，以及经由电阻器R7自变压器T2初级绕组及电容器C8所构成的低通滤波器所耦合的负反馈信号的求和点。将一电容器C4耦合在比较器U1之输入端子之间，以减少高频信号拾取(pickup)来降低寄生输出脉冲调制。将来自比较器U1之输出信号耦合至场效应晶体管Q1的栅极。场效应晶体管Q1的栅极由连接在26伏电源与地之间的电阻器R9和R10所构成的分压器提供偏压。该分压器产生大约7伏的偏置电压，如此一来，比较器U1之输出才会在7伏与地之间切换。当比较器U1之输出切换至7伏数值时，才会使场效应晶体管Q1导通经由变压器T2传导电流。当该比较器输出处于零伏时，才会使场效应晶体管Q1截止，终止电流流量Id。在图3中，波形K表示场效应晶体管Q1的栅极驱动信号。

将场效应晶体管Q1的漏极端子耦合至变压器T2的初级绕组。可被视为作用为一扼流圈的变压器T2的初级绕组与电感器L1相连接，其接点由一电容器C8与地去耦。如此一来，才会构成一低通滤波器，于此处电容器C8才会从比较器U1所产生的脉宽调制波形形成例如抛物线信号的场频调制信号Vm。经由电感器L1来耦合该调制信号Vm，以使该调制或偏转校正信号Vm加到构成二极管调制器100的二极管D4和D5的接点。

将变压器T2的次级绕组经由一能量恢复二极管D5耦合至135伏B+电源。在终止场效应晶体管Q1及变压器T2之初级绕组中的电流时，一项以图4之波形N中表示为T之暂态才会发生。将此种暂态变压器耦合至次级绕组，这里二极管D5传导此种暂态并将电流供至135伏B+电源。亦将场效应晶体管Q1的漏极由一电容器C7耦合至地，电容器C7则与包括电阻器R11及电容器C6的串联网路并联连接。在停止电流Id在变压器T2之初级绕组及场效应晶体管Q1中流动时，亦称为缓冲器电路的这些器件减小了此种断电暂态之幅度。

断电暂态T系由定时产生器200所产生之行频信号的谐波所组成，每一谐波均有由场频校正信号WFM所产生之调制边带。此种暂态可能被各种装置耦合至视频、亮度或色度系统中之各种信号波节。如此一来希望在幅度及频谱及频谱成分两方面减小它以及利用断电定时将它定位在图象的非显示部分内。可是，根据先前的讨论，其断电点，因而，该暂态之水平定时，需要早定位在水平回扫时间间隔中，以期避免干扰电视信号发生在水平消隐时间间隔之特定部分。举例说吧，进入图1之A处的复合视频信号内之暂态串音可能对其中之任何或全部信号成分，亦即，亮度，色度及同步信号成分，产生干扰。进入亮度信号中之暂态串音例如可能响应于垂直校正信号而导致黑电平变化，进入色度信号中之串音例如可能产生色调及/或饱和变化。

图2所示之定时电路200以其输入耦合至变压器T1的绕组W1并以其输出水平频率斜坡信号Hsaw耦合至比较器U1的非反向输入。水平回扫脉冲Rt1经由电容器C200耦合至二极管D200的阴极，该二极管的阳极接地。将电容器C200与二极管D200的接合点经由一串联连接电阻器R201连接至晶体管Q200之基极端子。电容器C200与电阻器R201及二极管D200的接点处的等效阻抗的时间常数形成一网络，这个网络对回扫脉冲Rt1微分来产生脉冲Rt2。二极管D200将该微分信号之负部分钳位至地，以产生一正脉波Rt2。该钳位负脉冲导数则由虚线表示在图3之波形E2中。脉波Rt2之产生与该回扫脉冲Rt1之第一半部或半周期吻合。在图3中，波形E1及E2例示回扫脉冲Rt1及Rt2之相对定时。将一电容器C202连接在晶体管Q200的集极与地之间。将电容器C202用26伏电源经由串联连接电阻器R202及R203施以正向充电。电阻器R202与R203之接合点则由电容器C201与地去耦。将正向脉冲Rt2经由电阻器R201耦合至晶体管Q200之基极以促使该晶体管饱和。晶体管Q200之基极电压Vb例示在图3波形F中。如此一来，晶体管Q200饱和时，会将其集极端子有效接地，以便电容器C203快速放电至地。图4之波形G例示该电容器电压之快速放电，其开始与脉冲Rt2之正向边缘吻合，在大约600毫微秒内放电，亦即，在t0和t5之间的时间间隔内。电容器C203及电阻器R202和R203之充电时间常数颇长，大约2.7毫秒，以产生一基本线性充电斜坡。如此一来，才会将一水平频率斜坡Hsaw产生于晶体管Q200之集电极处，它具有一负斜率或短宽度斜坡，其定时之开始与水平回扫脉冲Rt2之起点吻合以及其宽度为大约600毫微秒。该波形所具有之平坦区域为大约6微秒以及其正斜率或长形斜坡为大约57微秒。

行频斜坡信号Hsaw经由一耦合电容器C203耦合至电压比较器U1之非反向输入端。电容器C203提供直流阻隔并减低比较器U1输入端的电容性负载效应。该比较器输入端对地的电容性负载由电容器C203及C202所构成之串联等效电路予以减小。根据上文说明，比较器U1之非反向输入就是水平斜坡信号Hsaw，具有直流宽度决定成分之垂直校正信号以及负反馈信号之总和点。图3例示发生在电视水平行周期内的各种信号波形。波形H表示电路200所产生及由线1与2所交叉之水平斜坡信号Hsaw。线1及2代表由垂直校正信号WFM及水平斜坡信号Hsaw之总和而引起的有效比较器切换阈值。图3的波形K例示被加至场效应晶体管Q1的栅极驱动信号Vg，此处tmax及tmin代表响应于信号WFM发生的脉宽调制的最大及最小值。在图3中，波形L例示发生在最大及最小脉宽处的场效应晶体管Q1漏极电流Id。在图3中，波形M例示就最大及最小脉冲宽度场效应晶体管Q1截止时所恢复之电流ID5。场效应晶体管Q1的漏极电压由波形N1及N2表示在图3中，以分别表示最大及最小脉宽处之电压。在场效应晶体管Q1截止时，其漏极电压快速上升至电容器C8两端电压的大约两倍。波形N1，Vdmax，及N2，Vdmin表示漏极电压上所叠加的减幅振荡暂态T。

图4例示回扫脉冲Rt1和Rt2，波形Hsaw，以及其断电态T在场效应晶体管Q1漏极处之相对水平定时。为了表示在其水平偏转回扫时间间隔以及视频水平消隐时间间隔期间所发生的事件的相对定时，特将这些不同波形表示在同一时间轴线上作为复合视频波形A以及分离的色度信号波形C。复合视频波形A表示其包括图4波形A中由字符a、b及c表示之各种控制时间间隔的水平消隐时间间隔。控制时间间隔a称为前肩，具有一段大约1.5微秒的宽度，时间间隔b为水平同频脉冲，具有一段大约4.7微米的宽度。控制时间间隔c称为后肩或后同步抑制期，具有大约8微秒的宽度。位于后肩时间间隔期间在同步脉波以后不久所发生的为彩色副载波基准色同步脉冲d，基准色同步脉冲d由大约10周彩色副载波组成，副载波具有一段大约2.7微秒的宽度。在图4之波形E中，延迟Δt1代表该复合视频A中水平同步脉冲的前缘与回扫脉冲Rt1的起点之间的延迟，举例说吧，在一特定电视接收机中，该项延迟为大约1微秒。在图3中波形E1和E2例示电路200的工作情况。在图4中，波形E，脉波Rt1与Rt2叠加起来，以表示微分脉冲Rt1所产生的脉冲Rt2具有回扫脉冲波Rt1的一半脉冲宽度或时间。将正向微分脉冲Rt2加至晶体管Q200的基极并由图4的波形F例示。图4的波形G例示晶体管Q200的集电极处所产生的行频斜坡信号Hsaw，并表示负斜坡复位期t0至t7的定时。然而，根据上文的说明，在时间间隔t0至t5期间电容器C202快速放电并保持短路至地电位历时对应于波形F的正向部分的时间间隔t0至t7的时间。将波形K中所例示的场效应晶体管Q1的栅极信号Vg相对于波形F之上升边缘在时间上稍为延迟时间间隔t0-t4。这种延迟是由垂直校正信号WFM以及斜坡形G之陡峭但却是有限负斜率的作用而引起的。然而，为了例示性目的，在图4之波形K中忽略了垂直调制的影响，栅极信号Vg之负向过渡促使场效应晶体管Q1开始截止，但是，比较器U1却必须自场效应晶体管Q1之栅极除去电荷。如此一来，会使场效应晶体管Q1截止在图4波形N中延迟达大约1微秒的时间间隔t0至t8。场效应晶体管Q1之漏极电压Vd表示为图4之波形N，它自大约地电位(事实为IdXQ1导通时的漏源电阻(RDSon)伏)快速地升至电感产生的暂态T，此种暂态呈现关于大约为电容器C8两端之平均电压两倍的直流值的减幅振荡。

图4在公共时间轴线上表示关于回扫脉冲Rt1，复合视频信号A，及分离色度信号C的场效应晶体管暂态T。定时电路200处理回扫脉冲，以便在回扫脉冲Rt1的第一半内产生截止信号及结果所得到的暂态T。此外，将截止早先定位在回扫期内不仅会使暂态定位成免于显示出来，而且会将暂态有利地安置在图4波形A中所示之同步脉冲时间间隔b期间的视频信号A的水平消隐时间间隔内。如此一来，将该暂态定位在该水平同步脉冲之时间间隔b内会使显示及同步系统免除因暂态干扰或串音引起之乱真(spurious)操作。同样，就其色度信号C言，截止暂态在该彩色参考色同步脉冲d发生以前发生在色度消隐时间间隔期间，如此一来，避免了对彩色同步的干扰。

Claims (14)

1.一种具有一同步化切换电感的视频显示装置，包括：

电感(T1)；

耦合至该电感以控制其中的电流导通的可控开关(Q2)；

一调制器(D3、D4、L1、L2)，用以响应切换信号(Vg)而切换该可控开关(Q2)的导通状态；

一调制信号(E/W校正)源；

一水平偏转回扫脉冲(Rt1、Rt2)源(W1)；

耦合至该回扫脉冲源，用以产生行频斜坡信号(Hsaw)的信号产生器(200)，该行频斜坡信号具有小于该回扫脉冲(Rt1)之第一半部的宽度的第一极性斜坡宽度；其特征在于

适于从所述调制信号(E/W校正)源和所述信号发生器(200)接收和响应该调制信号及行频斜坡信号，用以产生该切换信号(Vg)的装置(U1)，该切换信号具有第一极性及第二极性，该第一极性抑制该开关导通，该第二极性促使该开关导通，该第一极性仅在该回扫脉冲的第一半部期间根据所述调制信号和所述行频斜坡信号而开始。

2.根据权利要求1的视频显示装置，其特征在于，开关(Q2)的导通在后肩时间间隔发生以前就停止于水平消隐时间间隔期间，从而抑制所述开关(Q2)由于所述装置(U1)产生具有所述第一极性的切换信号(U8)而导通。

3.根据权利要求1的视频显示装置，其特征在于开关(Q2)的导通在水平同步脉冲时间间隔期间停止，从而抑制所述开关(Q2)由于所述装置(U2)产生具有所述第一极性的切换信号(U8)而导通。

4.根据权利要求1的视频显示装置，其特征在于开关(Q2)的导通在发生彩色副载波基准色同步信号以前在色度水平消隐时间间隔期间停止，从而抑制所述开关(Q2)由于所述装置(U2)产生具有所述第一极性的切换信号(U8)而导通。

5.根据权利要求1的视频显示装置，其特征在于该信号产生器(200)还包括耦合至该水平偏转回扫脉冲(Rt1、Rt2)源(W1)的微分电路(C200、D200)，用以产生该回扫脉冲的第一半部内的第二脉冲(Rt2)。

6.根据权利要求5的视频显示装置，其特征在于当所述第一极性根据所述调制信号开始时，该微分电路(C200、D200)产生该回扫时间间隔的第一半内的所述第二脉冲(Rt2)。

7.根据权利要求5的视频显示装置，其特征在于该信号产生器(200)还包括与电容器(C202)并联耦合的开关(Q200)，该脉冲耦合成控制该开关，以改变该电容器中的电荷。

8.根据权利要求1的视频显示装置，其特征在于该电感(T1)包括一变压器绕组(W1)。

9.根据权利要求1的视频显示装置，其特征在于该可控开关(Q2)耦合至该电感(T1)，该电感(T1)则与一个水平偏转绕组(L)耦合，以控制偏转电流。

10.根据权利要求9的视频显示装置，其特征在于该调制信号(E/W校正)源提供场频信号。

11.根据权利要求10的视频显示装置，其特征在于该切换信号(Vg)包括宽度响应该场频信号而改变之行频脉冲。

12.根据权利要求11的视频显示装置，其特征在于该偏转电流响应所述切换信号(Vg)的宽度变化而改变。

13.根据权利要求1的视频显示装置，其特征在于该切换信号(Vg)的该第二极性开始于视频显示信号的有效图象的时间间隔内，而该切换信号(Vg)的该第一极性则开始于行频同步脉冲的前缘和彩色副载波基准色同步信号之间的该视频显示信号的水平消隐时时间隔内。

14.根据权利要求1的视频显示装置，其特征在于一个独立的色度信号信道(C)，水平位置与所述独立的色度信号通道相关地产生所述切换信号(Vg)的该第一极性，使得在所述独立的色度信号信道的消隐时间间隔期间在所述彩色副载波基准色同步信号发生之前抑制所述开关(Q2)导通。

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