本发明涉及用于电视设备的偏转同步装置。 电视信号的电视显示是通过电子束在显像管的可视屏幕表面上进行反复扫描产生出来的。为了在屏幕上形成能够代表要显示图形的图像,以视频信号来调制电子束的强度。为了使电子束的扫描与显示信息相同步,使扫描或偏转电路与复合视频信号中与图像信息组合在一起的同步信号相同步。当接收时,同步信号可能含有电噪声形式的失真。
传输时,同步脉冲以稳定的频率复现。由于噪声的存在,普遍通过利用振荡器来实现使行偏转电路与行同步脉冲相同步。振荡器被包含在一个锁相环(PLL)中,并受其控制。振荡器产生其频率等于例如同步信号频率fH很多倍的信号。例如,即使当一个同步脉冲被噪声所淹没,但因使用了锁相环,还能使振荡器的频率基本上保持不变,并使偏转电路继续接受规则的偏转控制脉冲。
为了锁相环的稳定性起见,可能最好是采用工作频率高于fH的振荡器,在振荡器之后跟有分频器装置,分频器装置从振荡器的信号而产生出具有高稳定度的行频输出信号。行频输出信号可由锁相环锁定于输入同步信号的平均相位上。
这种锁相环是例如内装于一种由东芝公司制造的集成电路(IC)TA7777(东芝IC)中的。东芝IC或其它类似的集成电路,在一对相应的输出端上分别产生频率为行频fH地第一输出信号和频率为32倍行频fH的第二输出信号。在电视接收机中,第一输出信号可用来产生行频偏转电流。
在正常工作的电视接收机中,行偏转电路的输出级产生高压回扫脉冲。通常是通过对这种高压脉冲整流和滤波,来取得使接收机显像管工作所需要的阳极高压。
偏转绕组中偏转电流的定时和由行偏转电路输出级所产生回扫脉冲的定时,可能以取决于阳极电压发生电路负载的方式而变动。例如,这种负载取决于在显像管上显示出来图像的亮度。行回扫脉冲定时中的这种变动可能不利地引起显示出来图像的失真。
为了防止偏转电流相对于同步信号的延时量发生变动,可以采用双反馈环路装置。在这种装置中,行振荡器产生例如频率高于行频的信号。在分频器中,对振荡器产生的信号进行分频,并产生近似于行频的输出信号。具有较长时间常数的锁相环控制着振荡器,使其输出信号保持与行同步信号同频、同相。可以把分频器包括在锁相环中。为了校正行偏转电路输出级中延时量取决于负载的那种变动,可以采用控相环(PCL)电路。控相环包括鉴相器,把鉴相器的第一输入端连接到锁相环的输出端上;为了响应于回扫脉冲,把鉴相器的第二输入端连接到偏转电路的输出极上。鉴相器根据第一输入端和第二输入端上的信号来产生相位差指示信号。把环路滤波器连接到鉴相器输出端上,以形成控制信号。响应于环路滤波产生的控制信号,可控移相器产生具有可变延时的行频激励脉冲,这种可变延时使回扫脉冲与锁相环的输出信号相同步,即使是当电子束电流的负载发生变动时。
在某些应用中,由于控相环内部工作的需要,控相环要求频率为行频的不同倍数的定时信号,这种定时信号相对于锁相环的行频输出信号具有相应预定的恒定相位。最好是从例如锁相环中产生的信号(其频率为行频的很多倍)中来产生这种定时信号中的各个信号。
根据本发明的一个方面,电视设备包括同步输入信号的源,该同步输入信号的频率与偏转频率有关。在第一端子上产生同步于输入信号的第一信号,第一信号的频率为第一频率,它与输入信号的频率有关。响应于第一信号的第一分频装置在第二端子上产生第二信号,第二信号的频率为第二频率,它与偏转频率有关,并低于第一频率。响应于第一信号的第二分频装置产生第三信号,第三信号的频率低于第一频率。产生了耦合到第二分频装置上的相位复位信号。相位复位信号相应于第二信号的相位来变动第三信号的相位,以复位第二分频装置。把第二信号和第三信号耦合到应用电路上。为满足其正常工作,应用电路要求第三信号的相位与第二信号的相位相对应。
图中:
唯一的这幅图示出实施本发明、用来控制偏转绕组中偏转电流相位的锁相环电路和控相环电路。
以示意方式,把具有周期H(在NTSC标准中,H为63.5微秒)、并具有相应频率fH的行同步脉冲SH,从电视接收机中传统的同步分离器(图中未示出)耦合到鉴相器30的输入端30a上。把在稳态工作期间频率为fH的信号OH,通过电容器Cc耦合到鉴相器30的第二输入端30b上,鉴相器30产生相位差指示信号PH,PH是信号SH与信号OH之间相位差的指示,它被耦合到压控振荡器31的频率控制输入端31a上。振荡器31产生频率为32fH的输出信号O32H。在分频器32中,把信号O32H除以32,产生信号OH。鉴相器30、振荡器31和分频器32组成锁相环(PLL)电路20,锁相环20可以包括在诸如东芝IC的第一集成电路100中。锁相环20的工作使信号OH和O32H与信号SH相同步。
具有控制部分(该控制部分可以是第二集成电路200中所固有的)的控相环(PCL)70,产生频率为fH的信号DH。把信号DH通过倒相器133耦合到行激励器33上,把行激励器33产生的信号33a耦合到开关晶体三极管Q1的基数上。晶体三极管Q1包括在例如传统行输出级99中。输出级99在回扫变压器To的绕组34中产生高压回扫脉冲,在高压电源35中利用该回扫脉冲来产生端子35a上的阳极电压U。把电压U耦合到电视接收机中阴极射线管(图中未示出)的阳极电极上。控相环70以这样的方式同步于信号OH,使偏转绕组Ly中的偏转电流iy相对于信号OH保持为恒定的相位关系,任凭变化的电子束电流以下面将要详述的方式来对绕组34加负载。
集成电路200包括体现本发明的一个方面的分频装置45。装置45包括具有时钟接受端40a的触发器40,40a接受频率为32fH的信号O32H。触发器40产生输出信号E16H,每当信号O32H的定时脉冲边缘出现时,E16H则发生电平反转或改变状态。信号E16H的频率为16fH,是信号O32H的频率之半。触发器40形成5级级联耦合分频装置45中的第一级,45包括触发器40-44。注意,装置45中的任何一个分频级与分频器32中的任何一级都不共用。装置45在触发器40-44的相应输出端上,分别产生频率为16fH、8fH、4fH、2fH和fH的相应输出信号E16H、E8H、E4H、E2H和EH。
在实现本发明一个方面的过程中,把行频信号OH通过与门52耦合到触发器40-44中每一个触发器的相应复位脉冲接受端RESET(复位)上,用来使信号E16H、E8H、E4H、E2H和EH中每一信号的相位迅速复位,以保证这些信号的相位与信号OH的相位相一致。如下所述,当信号OH的前沿OHa出现时,通过使触发器40-44中每一个触发器突然呈现为“假”(FALSE)状态,来完成对这些信号相位的复位。用这种方法把触发器40-44复位。因为把触发器40-44设置于锁相环20的反馈环路之外,所以,需要把触发器40-44复位。如果不把触发器40-44复位,则触发器40-44中每一个触发器输出信号的相位将成为不预定的了,这一点是不利的。如果不预定触发器40-44输出信号的相位,则控相环30将不能适当地工作,这也是不利的。
触发器51把信号OH延时约1微秒,形成倒相的已延时信号51a。1微秒延时时间起因于:对于触发器51进行控制时利用的时钟是信号O32H的过渡沿,该过渡沿出现在对于分频器32进行控制时用作时钟的个过渡沿之间。耦合到与门52输入端52a上的已延时信号51a,在信号OH的前沿OHa以后1微秒使与门52截止。因此,当信号51a和OH同时处于相应的“真”(TRUE)状态时,在导线49上产生了脉冲50。具有持续时间约1微秒、频率为行频fH的脉冲50同步于信号OH。当脉冲50出现时,把触发器40-44中的每一个触发器复位,以使相应的输出信号处于相应的预定状态(诸如假状态)下。如果没有脉冲50所执行的复位操作,则在触发器40-44的输出端上,信号的相位将成为不预定的了,这一点是不利的。
触发器40-44中每一个触发器的输出信号也是周期性的,其频率为信号OH和信号50的频率fH。所以,如果在锁相环20的信号OH和O32H中没有出现显著的相位干扰,一经被信号50复位之后,则触发器40-44中每一个触发器的相应输出信号,在每一个相继的周期H中,相对于信号OH保持为恒定的相位关系。当然,触发器40-44、51和门52都设置于锁相环20的反馈环路之外。
根据本发明的一个方面,由于具有这样同步于信号OH的信号E16H、E8H、E4H、E2H和EH,所以,可以利用这些信号来提供定时信号,这种定时信号的脉冲边缘在信号OH的每个周期内于预定的瞬间出现。每一个这种定时脉冲或信号所实现的分辨率,是由信号O32H的周期来确定的。在触发器53的输出端53a上产生的、用来产生控相环70中锯齿形基准信号的行频信号36,是这种定时信号有代表性的一个实例。
为了产生信号36,把信号E4H、E2H和EH耦合到与门54的相应输入端上,当这种信号中的每一个信号与其它信号同时处于真(TRUE)状态下时,54产生具有真状态的信号54a。把信号54a耦合到触发器53的数据输入接受端53C上。把信号E8H耦合到触发器53的时钟输入接受端53b上。触发器53把信号54a延时其值由信号E8H确定的一个时间间隔从而形成信号36。在约8微秒期间内,信号36处于真状态下;在周期H的其余期间内,信号36处于假状态下。利用门54和触发器53,把信号36相对于信号OH延时一段预定的时间(例如,4微秒),这段时间是由信号E8H、E4H、E2H和EH来确定的。利用信号36来控制集成电路200中斜坡发生器37的定时,如下所述,37被控相环70所利用。
斜坡发生器37产生锯齿形信号37a,把37a耦合到电压比较器38的输入端38a上。发生器37包括耦合到电容器C37上的电流源ics,C37可以设置在IC200之外。发生器37的开关37b跨接在电容器C37上,用来使电容器C37放电;此后,只要行频控制信号处于TRUE状态下,它就使电容器C37两端的锯齿形信号37a保持为恒定电平。当信号36处于FALSE状态下时,电流源ics对电容器C37充电,形成信号37a的上升斜坡部分37c。
还把信号OH通过触发器39耦合到第二鉴相器57的输入端57a上。利用信号E8H对于触发器39进行时钟控制,使之产生已延时的信号39a,39a相对于信号OH延时约4微秒。应用4微秒延时的目的是校正控相环70中的各种延时,诸如下述在延时和脉冲成形网络58中的延时。把在回扫变压器TO的绕组136上得到的信号FH,通过延时和脉冲成形网络58耦合到第二鉴相器57的第二输入端57b上。信号FH是偏转绕组Ly中偏转电流iy相位的指示。第二鉴相器57的输出信号59是信号39a与信号FH之间相位差的指示,为了在比较器38的第二输入端38b上形成控制信号66a,该输出信号59通过低通滤波器66耦合出去。
在给定的周期H期间内,当信号37a的斜坡部分37c变得大于比较器38中端子38b上的信号66a时,比较器38产生输出信号60的信号过渡沿,把60耦合到单稳态触发器61的触发输入端61a上。于是,触发器61产生脉冲DHa,如图示,DHa具有恒定的持续时间,例如,把DHa通过倒相器133耦合到行激励器33上,使晶体管Q1变成不导通。比较器38以这样的方式来变动脉冲DHa相对于信号OH的相位,使信号FH相对于信号OH有恒定的相位关系。因此,在高压电源35的端子35a上阳极负载的变动(这种变动倾向于使信号FH的相位发生变动),将引起控制信号66a的相应变动,66a将以负反馈方式来变动脉冲DHa的延时相位。脉冲DHa相位的变动将使信号FH和偏转电流iy的相位相对于信号OH保持恒定,任凭信号FH的相位发生变动。
控制环70中相对于回扫信号FH相位变动的跟踪响应时间,短于锁相环20中相对于同步输入信号SH相位变动的相应跟踪响应时间,这是由于为了适应输出级99中转换时间的快速变动从而已把控相环70作出最佳化设计的缘故。而这种转换时间快速变动是由于电子束电流的快速变动所引起的。为了消除伴随信号SH中同步脉冲的噪声和跳动,锁相环20作了最佳化设计。
这样,设置于锁相环20反馈环路之外的分频装置45产生定时脉冲,这种定时脉冲与分频器32产生的信号OH保持同相。如上所示,分频器32包括在锁相环20的反馈环路中。根据本发明的一个方面,通过应用脉冲50把分频装置45中的触发器40-44复位,从而实现分频装置45中定时信号的相位保持。