专利名称：显示器宽高比的适应的制作方法
技术领域：
本发明涉及偏转电流控制领域和无几何畸变或图象内容损失或行时间图象压缩的混合宽高比图象的显示器。
16∶9宽高比显象管的推广需要一种使显示器宽度和高度适应待显示图象格式的方法。具体来说，当在16∶9显象管上显示4∶3宽高比图象时，必须缩小显示宽度。这可通过适当的数字视频信号处理或简单通过缩减偏转电流幅度来实现。水平扫描宽度的缩减免除了对在用16∶9宽高比显象管显示之前数字处理(收缩)4∶3宽高比信号的需要。
在此所描述的本发明装置给出了一种将水平扫描宽度降低25%的开关装置，这里所述25%的缩减是允许在16∶9图象显示器上无几何畸变地显示4∶3宽高比图象源所要求的。
该电路运用了带接地偏转线圈的光栅校正水平偏转电路。该电路布局提供一种低成本解决方案，其中单个晶体管开关控制所有偏转参量，例如偏转电流幅度，回扫时间，光栅校正及“S”整形。
阴极射线管显示系统包含附接于其上并耦合到用于产生偏转电流的偏转装置上的CRT和偏转线圈以扫描显象管屏幕上的光栅。至少提供有两种可选择偏转状态。在第一状态下，产生的光栅具有对应于第一宽高比的偏转幅度和偏转校正参数。在第二可选条件下，产生的光栅具有对应于第二宽高比的偏转幅度和偏转校正参数。
在另一发明特征中，偏转装置驱动旁路耦合到地的偏转线圈，以通过偏转幅度和偏转校正参数控制提供简单宽高比适应方法。
进一步的发明特征提供也是可选择地形成所选宽高比特有的偏转校正的附加偏转校正参数。
图1A是表示显象管、偏转线圈及偏转系统的方框图。
图1B示出带有16∶9以及4∶3宽高比光栅的16∶9宽高比CRT显示器表面。
图2是按照本文所描述本发明扫描适应电路布局的光栅较正水平偏转电路的电路图。
图3描绘出图2中A点和B点的回扫电压波形。
图4描绘出编转线圈Lh中的电流iL。
图1A是表示带有由水平偏转电路1000驱动的水平偏转绕组、以分级扫描显示所要求的两倍水平频率工作、诸如图象彩色16∶9显象管A86ECT13×10型一类的阴极射线管3000的方块示意图。以2000表示的垂直偏转电路耦合到垂直偏转绕组。图1B描绘出C.R.T3000的显示表面并示出两个光栅宽度。16∶9宽高比光栅由3100部分描述，而3200部分表示4∶3宽高比的光栅。
在图2中，水平振荡器100被锁相到输入视频水平同步信号，驱动器级耦合到输出晶体管Q2的基极。晶体管Q2的集电极通过E-W开关MOS晶体管Q1与回极变压器T1的初级绕组W1的串联组合连接到B+电源。晶体管Q2的集电极还连接到E-W控制电路200的输入端以及确定偏转回扫时间的电容器C2、C3、C4和C5。在美国专利5，115，171中全面描述了E-W控制电路200的操作。晶体管Q2的集电极还通过产生“S”整形校正的电容器Cs和由电阻R10旁路的线性线圈Llin耦合到偏转线圈Lh。当显示16∶9格式光栅时偏转线圈Lh由晶体管Q3耦合到地。为显示4∶3宽高比的图象，自耦变压器L1的绕组Wb同偏转线圈Lh与提供交流接地的电容器C6串联连接。晶体管Q1在第一半回扫的可变部分期间从T1的初级绕组供应所需能量给偏转电路并在回扫的其它部分期间截止。因此Q1控制Q2两端的回扫电压。回扫变压器的回扫时间由电容器C1确定。选择偏转电路和回扫变压器具有5.8μS的相同回扫时间。回扫变压器T1具有两个次级绕组，绕组W2产生扫描适应电路300的基极驱动电流和控制电压，绕组W3为最高阳极电源EHT提供回扫脉冲。在回扫变压器与输出晶体管Q2之间由E-W校正电路形成的隔离使最高阳极电源EHT基本上不受偏转系统扰动，例如偏转幅度的改变的影响。
由耦合在Q2集电极与地之间的电容器C2和C3形成的容性电压驱动器形成偏转线圈回扫电压样本。该电压样本被二极管D1箝位到地并反馈回水平振荡器以形成使振荡器与视频信号水平同步脉冲同步的输入。利用偏转线圈回扫脉冲作为水平振荡器的锁相输入消除了水平振荡器的电子束电流相关的相位调制。箝位偏转线圈回扫电压脉冲还为E-W控制电路提供反馈信号。E-W控制电路耦合到垂直速率波形，该波形为产生适合于偏转畸变校正的各种波形而成形。E-W控制电路用已处理的垂直速率波形调制晶体管Q1的截止瞬间。因此流入偏转电路的能量被幅度调制，这本身又导致跨接晶体管Q2的回扫电压和偏转线圈中偏转电流的调制。因此校正了诸如枕形或梯形失真一类的E-W光栅畸变。
扫描适应电路300包含耦合到自耦变压器L1的晶体管Q3。自耦变压器L1具有两个绕组，绕组Wb构成偏转线圈扩展线圈或电感器，绕组Wa形成升压自耦变压器。电容器C6为偏转线圈扩展线圈Wb提供到地的低交流阻抗。由经自耦变压器绕组Wa耦合到晶体管开关Q3的二极管D2、D3切换回扫电容。开关晶体管Q3耦合到由晶体管Q5驱动的MOS晶体管Q4。晶体管Q5耦合到宽高比显示选择器开关S1。
当选择16∶9模式时，水平偏转的偏转线圈Lh的下侧连接到基准电位，在该实施例中该基准电位经由饱和开关晶体管Q3的集电极接地。晶体管Q3的集电极还连接到自耦变压器L1的绕组Wa与Wb的接点，当晶体管Q3饱和时，该接点也接地。绕组Wb的另一端由10μF的电容器C6交流短路到地。因此，由于变压器的作用，绕组Wa显现短路将二极管D3的阴极箝位到地电位。二极管D2和D3将电容器C4和C5的接点箝位于地电位。这样，电容器C5被二极管D2和D3短路，偏转电路回扫时间由电容器C2、C3的串联并同电容器C4并联的组合确定。通过E-W控制电路在16∶9模式下调节图象宽度和光栅校正，以获得全屏幕16∶9显示。
在4∶3显示模式下，晶体管Q3截止导致偏转电流流过偏转线圈扩展绕组Wb和电容器C6，这导致偏转电流幅度降低。回扫期间，由于绕组Wa产生二极管D3两端的反向偏压，Wa和Wb接点上的回扫电压上升。这样，随着二极管D3截止，电容器C5变换为与电容器C4串联连接减小了整个回扫电容。这种回扫电容的减小补偿了由加上与偏转线圈L1串联的绕组Wb导致的偏转电路电感的增加。当在16∶9与4∶3宽高比之间转换时总的结果为回扫时间恒定。
由于回扫电容器C2与C3的串联连接，补偿电感转变所需的回扫电容改变导致由电容器C4和C5串联连接形成的分压器产生比在Wb与Lh接点上更大的回扫脉冲幅度。为防止二极管D3在回扫峰值时导通，必须将较大反偏回扫脉冲加至二极管D3的阴极。因此，由绕组(Wa+Wb)/Wb形成的升压自耦变压器L1产生足以使二极管D3反偏的约150%的脉冲幅度。在图3中示出了回扫电压上的这种差异。波形A表示在电容器C4和C5的接点A的回扫电压波形，波形B表示在绕组Wa、Wb接点的回扫电压。两波形上的阴极表示存在E-W抛物线幅度调制。
为了防止在晶体管Q3两端产生负电压，通过将扫描电压用二极管D2和D3以及晶体管Q3内的集成二极管箝位于绕组Wa和Wb的接点而使电容器C6正向充电。这在电容器C6两端产生60伏左右的正直流电压。
由于插入绕组Wb和因降低回扫电容而减小了回转能量，偏转电流幅度被缩减为4∶3宽高比。“S”整形量同包括绕组Wb导致的偏转电流衰减成正比地下降。另一种解释为附加电感降低由“S”电容器和偏转线圈形成的串联偏转电路的调谐，这导致较低频率校正波形，即，在极点具有较小曲率的波形，因此小的“S”校正。图4示出16∶9以及4∶3偏转宽度的偏转电流iL的波形。光栅校正的相对量保持恒定，因为晶体管Q2两端的回扫电压在从16∶9变换为4∶3时保持不变。这样与偏转电流衰减正成比地降低了峰-峰光栅校正电流。作为一个有益结果，当偏转在16∶9与4∶3宽高比之间变换时，光栅的几何形状仍然正确。
接近要求对偏转电流进行“S”整形的显象管边缘偏转灵敏度增大。从16∶9变为4∶3需要缩减25%的扫描幅度。然而，由于该特定管所需的“S”整形，偏转电流下降18%。因此扩展线圈Wb的指定值为偏转线圈Lh和未饱和线性线圈Llin的电感之和的18%。
当以4∶3显示模式工作时，由于降低偏转宽度的结果，水平扫描的开始不再受到水平过扫描的遮蔽。因此任何扫描阻尼振荡或扰动可视作图象左缘的垂直条纹。图2所示部分400的电路补偿了随偏转线圈谐振、在回扫脉冲终止后产生回扫电流的杂散电容效应。杂散电容存在于偏转线圈与其它相邻部件之间。部分400的电路可等效应用于具有其它宽高比的操作，这时它将允许利用少量水平过扫描产生具有较少图象模糊的较亮图象。
在16∶9模式下，使晶体管Q3饱和所需的基极电流由回扫变压器T1的绕组W2产生。来自绕组W2的正回扫脉冲通过二极管D5、电阻R6、电感器L2，饱和晶体管Q4耦合到晶体管Q3的基-发射结。电感L2存储回扫电流的能量，其在扫描时间期间经二极管D4和晶体管Q4为晶体管Q3提供基极电流。在扫描期间电感器L2几乎被二极管D4和晶体管Q3所短路。因此扫描期间的电流衰减较小。相继的回扫脉冲补充产生2安培的DC基极电流的电感器L2中的能量。
在4∶3模式下，打开宽高比选择开关S1，电阻器R9使电容器C8充电为正电压使晶体管Q5饱和。随着晶体管Q5饱和，集电极的近地电位经电阻R7耦合到截止的MOS晶体管Q4。晶体管Q4的源极经电阻器R5耦合到地，并耦合到也变为截止的双极型晶体管Q3的基极。电阻器R4使电感器L2减振以避免电压峰值通过Q4。电容器C6两端的电压反向偏置二极管D5。电阻器R1和R2为电容器C5和C6提供放电路径并限定施加到其上的直流电压。阻尼网络电阻器R3和电容器C7防止水平偏转线圈Lh和自耦变压器L1的接点上的寄生振荡。
在16∶9显示模式下，闭合宽高比选择开关S1，将回扫变压器绕组W2耦合到二极管D7和电容器C8，以产生使晶体管Q5截止的负电位。晶体管Q5的集电极通过电阻器R8连接到正电源和齐纳二极管D6阴极和电阻R7的接点。电阻R7耦合到MOS晶体管Q4的栅极。这样，随着晶体管Q5截止，电流从正电源经电阻R8提供给齐纳二极管D6，并将正电压经电阻R7提供给晶体管Q4的栅极，令晶体管Q4饱和。饱和晶体管Q4将电容器C6上的正电位经电阻R4耦合到电阻R5与开关晶体管Q3基极的结点使它饱和，并将水平偏转线圈与自耦变压器L1抽头的接点有效接地。
自耦变压器L1抽头接地还为电容器C6提供放电路径、为晶体管Q3的基极电流提供了来源。然而，晶体管Q3的基极电流被来自绕组W2的整流回扫脉冲所维持。这些脉冲经电阻R6、二极管D5、电感器L2进行耦合。在扫描时间期间，电感器L2中存储的能量经二极管D4、电阻器R5和晶体管Q4维持晶体管Q3的基极电流。
通过晶体管Q3的控制达到这两种模式之间的平滑转换。在4∶3模式下，由通过二极管D2、D3和晶体管Q3的反并联二极管箝位的扫描电压对电容器C6正向充电。当显示格式从4∶3转换到16∶9时，开关S1闭合，如前所述控制基极电流。电容器C6通过电阻器R10和晶体管Q3和Q4完全放电。
开关S1可为一种由程序格式识别电路产生或导出的控制信号启动的电子开关。
本发明装置可适用于其它电视扫描频率和(或)任何其它宽高比或欠扫描。
权利要求
1.一种阴极射线管显示系统，包含阴极射线管和设置于其上的偏转线圈(Lh)；耦合到所述偏转线圈(Lh)用于产生偏转电流(iL)以扫描所述管的屏幕(3000)上的光栅的偏转装置(Q2)，所述偏转装置(Q2)至少具有两种各具有偏转电流(iL)幅度和偏转电路参数的可选择状态，其特征在于第一可选择状态，第一偏转幅度和所述参数的第一值对应于所述光栅(3000)的第一宽高比，以及在第二可选择状态下，第二偏转幅度和所述参数的第二值对应于与所述第一宽高比不同的第二宽高比(3200)。
2.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于所述可选择偏转电路参数是回扫参数和S整形参数之一。
3.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于所述偏转线圈(Lh)并联耦合在所述偏转装置(Q2)与基准电位之间，以使偏转线圈(Lh)电压是非漂移的并与基准电位有关。
4.如权利要求3所述的显示系统，其特征在于所述偏转线圈(Lh)可选择地耦合在交流地电位与所述基准电位之间。
5.如权利要求3所述的显示系统，其特征在于所述偏转装置(Q2)还包括耦合到所述偏转线圈(Lh)和所述基准电位并可操作以在所述第一和第二可选状态之间进行选择的开关(Q3)。
6.如权利要求5所述的显示系统，其特征在于一电感(Wb)与所述开关(Q3)关联耦合，以致所述开关(Q3)的导通使所述偏转电流(iL)通过所述开关(Q3)导向所述基准电位，而所述开关的非导通致使所述偏转电流经所述电感(Wb)导向所述基准电位。
7.如权利要求6所述的显示系统，其特征在于回扫电容(C5)响应所述开关(Q3)可选择地耦合到所述电感。
8.如权利要求6所述的显示系统，其特征在于S校正电容(Cs)谐振耦合到所述偏转线圈(Lh)和电感(Wb)，该谐振耦合响应所述开关(Q3)而变化以改变所述偏转电流(iL)的S校正量。
9.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于所述第一可选择状态对应于16∶9的宽高比，所述第二可选择状态对应于4∶3的宽高比。
10.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于电感(Wb)与所述偏转线圈(Lh)串联耦合，以致于在所述第一可选择状态下，所述电感(Wb)被短路，而在所述第二可选择状态下，所述偏转电流(iL)经所述电感器(Wb)导通。
11.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于回扫电容(C4，C5)配置成与所述偏转线圈(Lh)和偏转电流幅度控制电感(Wb)谐振常合;且其电容值按照所述第一和第二可选择状态进行选择。
12.如权利要求1所述的显示系统，其特征在于S校正电容(Cs)与所述偏转线圈(Lh)和所述偏转电流幅度控制电感(Wb)耦合以按照所述第一和第二可选择状态形成具有不同谐振频率的谐振电路。
13.一种偏转装置，包含偏转绕组(Lh);耦合于所述偏转绕组用于在其内产生偏转电流(iL)的偏转装置(Q2);具有第一绕组(Wb)和第二绕组(Wa)的变压器(L1)，所述第一绕组(Wb)耦合到所述偏转绕组;其特征在于耦合到所述偏转绕组的回扫电路包括耦合到所述变压器(L1)的所述第二绕组(Wa)的回扫电容(C5);以及耦合到所述变压器(L1)的开关装置(Q3)按照其切换状态去控制偏转电流幅度(iL)。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于所述回扫电容(C5)与所述偏转绕组旁路耦合到地，所述变压器第二绕组(Wa)耦合到第二开关装置(D3)，用于响应偏转幅度选择来选择回扫电容值，从而保持基本上恒定的回扫持续时间。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于所述变压器包含具有两个绕组的自耦变压器(L1)。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于所述偏转绕组(Lh)并联耦合在所述偏转装置(Q2)与基准电位之间，以使所述偏转线圈电压为非漂移的并与基准电位有关。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于所述偏转绕组(Lh)可选择地耦合在交流地电位与所述基准电位之间。
18.一种偏转装置，包含偏转绕组(Lh);耦合于所述绕组用于在其内产生偏转电流(iL)的偏转装置(Q2);谐振耦合于所述绕组(Lh)的S校正电容(Cs);电感(Wb);其特征在于开关装置(Q3)，耦合到所述偏转绕组(Lh)和所述电感(Wb)，以致所述开关装置(Q3)的第一导通状态增大所述谐振耦合的频率并产生偏转电流(iL)和S校正的第一值，而第二导通状态降低所述谐振耦合的频率并产生偏转电流(iL)和S校正的第二值。
19.一种偏转装置，包含偏转绕组(Lh);耦合于所述偏转绕组(Lh)用于在其内产生偏转电流(iL)的偏转装置(Q2);可选择地耦合于所述偏转绕组(Lh)以控制偏转电流(iL)的幅度的电感(Wb);其特征在于第一回扫电容(C2，C3，C4)谐振耦合到所述偏转绕组，第二回扫电容(C2，C3，C4，C5)根据所述可选择电感(Wb)的耦合被耦合，从而保持大致恒定的回扫持续时间。
20.一种偏转装置，包含偏转绕组(Lh);耦合到所述偏转绕组(Lh)用于在其内产生偏转电流(iL)的偏转装置(Q2);耦合到所述偏转装置(Q2)的东西偏转校正电路(200);耦合于所述东西校正电路(200)并具有带东西偏转校正的基本上不变的最高阳极电源(EHT)的回扫变压器(T1)，其特征在于耦合于所述偏转装置(Q2)用于控制所述偏转电流(iL)的幅度的装置(Wb);以及耦合于所述幅度控制装置(Wb)用于在两个不同偏转电流幅度之间转换而不产生显著的最高阳极电源变化的开关装置(Q3)。
全文摘要
借助于偏转线圈(Lh)和偏转放大器(Q2)在带有16∶9宽高比屏幕的CRT上产生可选宽高比光栅。偏转放大器(Q2)以非漂移结构耦合到偏转线圈(Lh)。这允许一开关装置通过可选择地将电感(Wb)串联连接于偏转线圈(Lh)来控制水平偏转幅度。切换装置(300)还控制其它偏转电路参数以在所选择宽高比下提供最佳光栅校正。
文档编号H04N7/015GK1071037SQ9211017
公开日1993年4月14日 申请日期1992年8月27日 优先权日1991年8月28日
发明者P·E·哈弗尔 申请人:Rca·汤姆森许可公司