专利名称：调整水平同步信号与垂直同步信号的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种调整水平同步信号与垂直同步信号的方法及装置，特别涉及一种用来消除显示器画面跳动与不稳情况的水平与垂直同步信号调整方法及装置。
背景技术：
显示器必须在一秒内显示例如30幅画面，以符合人眼的视觉暂留现象而构成连续图像，各画面分别包含多条扫描线，各扫描线则包含多个像素。所以，显示器接收来自图像处理系统的图像信号是一连串对应各像素的数据。为让显示器确认各数据应对应的像素位置，图像处理系统会与图像信号同步送出代表一条扫描线启始(又称换行)的水平同步信号、以及代表一幅画面启始(又称换页)的垂直同步信号。为说明起见，以下叙述水平与垂直同步信号是取数字脉冲的上升沿(即由低电平变更成高电平的位址)分别代表换行与换页，所以当显示器接收到水平同步信号脉冲的上升沿时，即知其将接收下一条扫描线的数据，而收到垂直同步信号脉冲的上升沿时，知道其后接收为下一幅画面的数据，使图像信号被正确地依序显示。
然而，实际显示时，受干扰、串音等外在因素影响，致使水平同步信号与垂直同步信号的频率产生些许浮动，频率或增或减。若恰巧两者上升沿出现时间原本相差无几而几近重叠时，一旦频率浮动，会导致两者互为先后而产生跳动。如图1，横轴表示时间，水平同步信号11与垂直同步信号12的上升沿111、121几乎重叠于同一时间位置，频率浮动会导致垂直同步信号上升沿121相对水平同步信号111的上升沿超前一周期T、或延后一周期T。若于第N张画面时，水平同步信号11上升沿111在垂直同步信号12上升沿121之后，所以被判定为该幅画面的第一行，而至第N+1张时，水平同步信号11上升沿111却在垂直同步信号12上升沿121之前，使延续自第N幅画面的第一行数据被误判而不显示，改以第二行数据作为第一行而呈现。若第N+2张时，水平同步信号11上升沿111又浮动至垂直同步信号12上升沿121之后，会使延续的画面中，第一行数据时有时无，而让图像画面忽上忽下，呈现不稳定的抖动而劣化显示的图像品质。
相反地，如图2，若垂直同步信号12’的上升沿121’落后水平同步信号11’的上升沿111’大于可能发生跳动的危险范围，即使发生频率浮动，依然不会产生画面不稳的情况。
然而，把此种严重危及显像品质的因素交付予机率与运气，未免太不负责。若能确保水平同步信号11’与垂直同步信号12’的上升沿111’、121’间保持一定时距(即大于危险范围)，可有效遏止频率浮动现象造成两上升沿111、121间的先后关系改变，避免此忽前忽后的现象以彻底解决前述问题。所以，本案主要特征即在两上升沿间的时距小于危险范围时，自动拉大两者间距，确保两者保持一定安全时距，充分避免频率浮动导致的画面不稳与抖动情况。
发明内容本发明的一目的在于提供一种调整水平同步信号与垂直同步信号的方法，以达到自动避免因频率浮动而导致的画面不稳的功效。
本发明的另一目的在于提供一种调整水平同步信号与垂直同步信号的装置，以达到确保水平与垂直同步信号的上升/下降沿间恒定保持安全时距的功效。
所以，本发明的调整水平同步信号与垂直同步信号的方法，用于显示器，而该水平同步信号与垂直同步信号分别具有多个脉冲，该方法包含以下步骤A)定义该垂直同步信号中各脉冲的上升/下降沿之前至之后一段时间为一危险范围；及B)若该水平同步信号脉冲的上升/下降沿位于该危险范围内时，则延迟该垂直同步信号，以使该危险范围位于该水平同步信号脉冲的上升/下降沿之后。
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明图1是一种常规的水平同步信号与垂直同步信号的波形图，其中，水平同步信号的一上升沿与垂直同步信号的上升沿同时出现。
图2是一种常规的水平同步信号与垂直同步信号的波形图，其中，水平同步信号的一上升沿落后于垂直同步信号的上升沿。
图3是本发明的一较佳实施例的方框示意图，此较佳实施例结合于显示器中。
图4是图3所示的较佳实施例的详细电路图。
图5是一波形图，说明图4中第一延迟电路的输入与输出信号的一例。
图6是一波形图，说明图4中第二延迟电路的输入与输出信号的一例。
图7是一波形图，说明图4中脉冲发生器的输入与输出信号的一例。
图8是一波形图，说明图4中判定电路的输入与输出信号的一例。
图9是一波形图，说明图4中判定电路的输入与输出信号的另一例。
图10是一波形图，说明图4中延迟回路的输入与输出信号的一例。
图11是图4实施例的信号处理流程图。
具体实施方式
如图3所示，图像处理系统(例如电脑平台)2同步输出图像信号Sv、原始水平同步信号Ho、及原始垂直同步信号Vo至一显示器3，并由显示器3中的一图像处理电路5依信号Sv、Vo、Ho的指示而驱动显示器3显示图像画面。如前所述，在原始垂直与水平同步信号Vo、Ho输入显示器3的图像处理电路5之前，应确保两同步信号Vo、Ho的上升/下降沿间隔一定安全时距，以避免发生画面不稳与跳动的情况。本发明一实施例的水平同步信号与垂直同步信号的调整装置4设置于显示器3内，并位于图像处理系统2与图像处理电路5间。调整装置4包含一危险脉冲形成电路41、一判定电路42及一延迟回路43。一般原始水平与垂直同步信号Ho、Vo是由多个脉冲所构成，并以上升沿(或下降沿)触发图像处理电路5换行或换页，为便于说明，下文中假定原始水平与垂直同步信号Ho、Vo均以其上升沿进行触发动作。
危险脉冲形成电路41分别对应原始垂直同步信号Vo中各脉冲的上升沿后一段时间形成一危险脉冲，以定义一危险范围，并由此连串的危险脉冲构成一危险脉冲信号VP。危险脉冲形成电路41具有一第一延迟电路411、一第二延迟电路412及一脉冲发生器413。
第一延迟电路411接收原始垂直同步信号Vo并令其延迟一段时间以形成一垂直同步信号VS1输出。第二延迟电路412接收垂直同步信号VS1并再次延迟，以形成一第二垂直同步信号VS2并输入到脉冲发生器413。脉冲发生器413同时接收原始垂直同步信号V0与第二垂直同步信号Vs2，比较两信号，并对应两上升沿间的延迟时段形成一危险脉冲信号Vp而输出至判定电路42。
参照图4，本实施例的第一延迟电路411是由一或门(ORgate)60、一电阻61及一电容62所构成。电阻61一端电连接用于传输原始垂直同步信号V0的线路22，另一端电连接或门60的两个相互连接的输入端601、602。电容62一端电连接或门60的两个输入端601、602，另一端接地。如图5所示，当原始垂直同步信号V0馈入第一延迟电路411时，利用电容62的延迟效应(即电容充放电效应)，使整体波形向后位移一第一延迟时间，此第一延迟时间不小于一个周期T(显示器3的时脉信号的周期)并可用可变电阻及电容来设定。如此，或门60的输出端603输出比原始垂直同步信号V0延迟一段时间的垂直同步信号Vs1第二延迟电路412与第一延迟电路411相同，也是由一电阻64、一或门65与一电容66所构成。电阻64一端电连接第一延迟电路411的或门60的输出端603，另一端电连接或门65的两个相互连接的输入端651、652。电容66一端电连接或门65的两个输入端651、652，另一端接地。所以当垂直同步信号VS1馈入第二延迟电路412后，经电容66的延迟效应，使其再延迟一第二延迟时间，并由或门65输出端653输出(如图6)比垂直同步信号VS1延迟了第二延迟时间的一第二垂直同步信号VS2。
通过前述第一与第二延迟电路411、412，第二垂直同步信号VS2的各上升沿落后原始垂直同步信号V0的上升沿一段时间(第一延迟时间加第二延迟时间)，并以此时段为一危险范围。意即当水平同步信号H0出现于此段时间内，一旦频率浮动，会使画面不稳定，所以脉冲发生器413分别对应两垂直同步信号V0、VS2的上升沿间的时段形成一危险脉冲，以作为其后的判定电路检测用。
本例的脉冲发生器413包含一异或门(exclusive-OR)67及一与门(AND gate)68。异或门67一输入端671电连接第二延迟电路412的或门65的输出端653，另一输入端电连接至用于传输原始垂直同步信号V0的线路22。与门68的一输入端681电连接异或门67的输出端673，另一输入端682电连接用于传输原始垂直同步信号V0的线路22。配合图7，当异或门67接收第二垂直同步信号VS2与原始垂直同步信号V0时，只有两个信号中的一个为高电平时输出高电平，而当两者相同(即皆为高电平或皆为低电平)时则输出低电平，所以第二垂直同步信号VS2与原始垂直同步信号V0间电平不同时才可以被输出，即对应第二垂直同步信号Vs2与原始垂直同步信号V0的上升沿(下降沿)间的延迟时段部分，可形成一连串的脉冲信号，并输出至与门68与原始垂直同步信号V0比较，以输出仅对应两同步信号V0、VS2上升沿间延迟时段的危险脉冲，而删除对应下降沿部分的脉冲，最后形成危险脉冲信号Vp输出至判定电路42。当然，正如本领域技术人员能够理解的，此处也可以改为选择下降沿间的延迟时段。
由于危险脉冲信号VP中的各危险脉冲即代表原始垂直同步信号V0中各上升沿附近的危险范围，若水平同步信号H0上升沿落于其间，则可能在频率浮动时发生画面不稳，反之则无此疑虑，因此判定电路42即用以判断水平同步信号H0的上升沿是否落于此范围内。
本例的判定电路42包含一延迟正反器(又称D型正反器)69及一或门70。或门70的一输入端701电连接至延迟正反器69的正向输出端Q，另一输入端702电连接至脉冲发生器413的与门68的输出端683，以接收危险脉冲信号Vp，输出端703则电连接至延迟正反器69的信号输入端D。延迟正反器69的时序输入端CLK电连接至用于传输水平同步信号Ho的线路23，以接收水平同步信号Ho。当水平同步信号Ho的上升沿馈入时，若延迟正反器69的信号输入端D的危险脉冲信号Vp恰巧为危险脉冲(高电平)时，其正向输出端Q会输出危险脉冲(即高电平)，作为一触发信号VT馈入延迟回路43中，且由于或门70的回馈控制，使此触发信号总被保值输出。
当判定电路42接收水平同步信号Ho的上升沿时，便把此时馈入的危险脉冲信号VP输出，如图8所示，若此时正好馈入危险脉冲信号VP，则输出变成高电平的触发信号VT，而且此信号会回馈输入判定电路42，使水平同步信号Ho的下一上升沿馈入时，判定电路42仍维持高电平输出，而锁定触发信号VT。如此，一旦水平同步信号Ho落入危险范围内时，判定电路42会持续输出触发信号。相反地，如图9所示，当判定电路42接收水平同步信号Ho的上升沿时，危险脉冲信号VP的脉冲并未馈入，则判定电路42仍输出低电平，而非触发信号VT。
延迟回路43接收垂直同步信号Vs1与触发信号VP，当收到触发信号VT时，则令垂直同步信号VS1延迟一段时间后才输入图像处理电路5，致使危险脉冲位于水平同步信号H0的上升沿之后(如图2)。相反地，若未收到触发信号VT时，则让垂直同步信号VS1几乎未延迟即输出至图像处理电路5。
本实施例的延迟电路43包含一开关元件431与一第三延迟电路432。如图4所示，此开关元件431是一晶体管71，其基极711经一电阻72电连接至延迟正反器65的正输出端Q、其发射极713则接地。第三延迟电路432与前述第一与第二延迟电路411、412类似，包含一电阻73、一或门74及一电容75。电阻73一端电连接至第一延迟电路411的或门60的输出端603、另一端电连接至或门74的两个相互连接的输入端741、742。电容75一端电连接至或门74的两输入端741、742、另一端电连接至晶体管71的集电极712。
如此，当触发信号VT未馈入晶体管71时，则晶体管71不导通，由于第三延迟电路432的电容75并未接地，第三延迟电路432的延迟功能不起作用，垂直同步信号VS1未经延迟(此「未经延迟」是指未经电容75影响造成明显的时间延迟，但由于垂直同步信号Vs1通过第三延迟电路432输出，所以输出信号与馈入信号会有些许时间差，例如9ns，但因甚小于延迟时间，而可忽略不计)，即由或门74的输出端743输出至图像处理电路5。在此实施例中，由于馈入图像处理电路5的垂直同步信号为经第一延迟电路411输出的垂直同步信号Vs1所以危险脉冲可视为相对于垂直同步信号VS1上升沿之前及之后的一段时间。
相反地，若脉冲信号VT馈入晶体管71时，晶体管71被导通，电容75可经晶体管71的集电极712与发射极713而接地，使第三延迟电路432发挥延迟功能，如图10所示，垂直同步信号Vs1会延迟一段安全时间(例如90ns)，而以第三垂直同步信号VS3输出至图像处理电路5，令危险脉冲位于水平同步信号H0上升沿之后，使输入图像处理电路5的垂直同步信号VS3与水平同步信号H0的上升沿之间保持一段不小于危险范围的时间间隔。从而，即使发生频率浮动，仍可确保垂直同步信号VS3与水平同步信号H0的上升沿的相互位置关系不会改变，即不发生忽前忽后的情况，进而避免画面不稳的情况发生。
从而，在本实施例中，当显示器3开始从图像处理系统2接收信号时，原始垂直同步信号Vo会先输入本例的装置4，与原始水平同步信号H0比较处理后，才会输出至图像处理装置5，如此可确保图像处理电路5所接收的水平同步信号H0上升沿与垂直同步信号VS1上升沿之间保持一安全距离，有效避免因频率浮动所导致的画面抖动。所以下文中，依照前述的元件及其相互关系，配合图11对本实施例中信号处理流程作说明。
在步骤81，利用危险脉冲形成电路41形成对应于垂直同步信号Vs1(即经第一延迟电路411延迟的原始垂直同步信号V0)上升沿的危险脉冲信号VP，即定义垂直同步信号Vs1各上升沿的危险范围。在此，先让原始垂直同步信号V0经第一与第二延迟电路41 1形成第二垂直同步信号VS2，此第二垂直同步信号VS2落后原始同步信号V0一段可能发生频率浮动而造成危险的时间(即第一延迟时间加上第二延迟时间)，再利用脉冲发生器413的异或门67对于第二垂直同步信号Vs2与原始垂直同步信号V0间电平差异的地方形成脉冲(此脉冲即为上升/下降沿附近的危险范围)，最后利用与门68删除此脉冲信号中对应于下降沿的脉冲，以形成对应于上升沿的危险脉冲信号VP。
其次，在步骤82中，利用判定电路42来监测水平同步信号H0是否位于危险脉冲信号Vp的各危险脉冲中，即是否落于危险范围内，若有时，则输出触发信号VT告知延迟回路43。在此例中，判定电路42中的延迟正反器69接收危险脉冲信号VP并利用水平同步信号H0作为时序，如此可在水平同步信号H0与危险脉冲信号VP的脉冲同时存在的情况下(此情况意味水平同步信号H0位于垂直同步信号VS1的危险范围内)，输出触发信号VT(因为正在由输入端D输入为高电平的危险脉冲)，并进入步骤83中，以令延迟回路43的延迟功能启动。相反地，若经判断水平同步信号H0的上升沿并未位于危险范围(即对应的危险脉冲内)时，则结束，而且由于延迟回路43的延迟功能并未被启动，所以馈入图像处理电路5的垂直同步信号为垂直同步信号VS1。
在步骤83中，延迟回路43接收触发信号VT后，会启动其延迟功能，令通过的垂直同步信号VS1延迟一段时间(如90ns)，成为第三垂直同步信号Vs3后再输出至图像处理电路5中。在本例中，由于延迟回路43的开关元件431(即晶体管71)接受到触发信号VT则会导通，使第三延迟电路432的电容75接地，进而使垂直同步信号VS1可延迟一段时间，以令危险范围变更为水平同步信号H0的上升沿之后，致使水平与垂直同步信号H0、VTN的上升沿恒定保持一定的安全距离，以解决以往画面不稳的问题。
综前所述，利用本发明来事先检测水平与垂直同信号H0、Vs1的上升/下降沿间的时距是否小于危险范围，并在小于危险范围时，则延迟垂直同步信号VS1以加长两者间的时距使其超过危险范围，如此可有效避免因频率浮动而导致的画面不稳与抖动的情况。
值得注意的是，虽然前述的实施例以延迟垂直同步信号V0来使其上升/下降沿远离水平同步信号H0的上升/下降沿，然而也可以延迟水平同步信号H0的方式来使两者间保持超过危险范围的时距。
权利要求
1.一种调整水平同步信号与垂直同步信号的方法，用于显示器，而该水平同步信号与垂直同步信号分别具有多个脉冲，其特征在于该方法包含以下步骤A)定义该垂直同步信号中各脉冲的上升/下降沿之前至之后的一段时间为一危险范围；及B)若该水平同步信号的脉冲的上升/下降沿位于该危险范围内时，则延迟该垂直同步信号，致使该危险范围位于该水平同步信号的脉冲的上升/下降沿之后。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤B)包含一子步骤B-1)，用以检测该水平同步信号脉冲的上升/下降沿是否位于该危险范围内。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于该方法还包含一位于该步骤B)后的步骤C)，用以确保该垂直同步信号的延迟被持续执行。
4.一种调整水平同步信号与垂直同步信号的装置，设置于显示器中，而该水平同步信号与垂直同步信号分别具有多个脉冲，其特征在于该装置包含一危险脉冲形成电路，用于分别对应该垂直同步信号中各脉冲的上升/下降沿之前至之后的一段时间而形成一危险脉冲；一判定电路，用于接收该危险脉冲形成电路的输出信号和该水平同步信号并判断该水平同步信号脉冲的上升/下降沿是否位于该危险脉冲内，而在判断位于该危险脉冲内时输出一触发信号；及一延迟回路，用于接收该垂直同步信号并在接收该触发信号时被启动，以延迟输出该垂直同步信号，致使该危险脉冲位于该水平同步信号脉冲的上升/下降沿之后。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于该危险脉冲形成电路包含一第一延迟电路，用于从外部接收一原始垂直同步信号并把其延迟一第一延迟时间后输出，以作为该垂直同步信号；一第二延迟电路，用于接收该垂直同步信号并令其延迟一第二延迟时间后形成一第二垂直同步信号输出；及一脉冲发生器，用于接收该第二垂直同步信号与该原始同步信号并分别于两者的各该上升/下降沿间的时距形成该危险脉冲。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于该第一延迟电路包含一电阻、一电容与一或门，该电阻的一端接收该原始垂直同步信号，另一端连接该或门的两个相互连接的输入端，该电容的一端电连接该或门的两个输入端而另一端接地，以从该或门的一输出端输出该垂直同步信号。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于该第二延迟电路包含一电阻、一电容与一或门，该电阻的一端接收该垂直同步信号而另一端连接该或门的两个相互连接的输入端，该电容的一端电连接该或门的两个输入端而另一端接地，以从该或门的一输出端输出该第二垂直同步信号。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于该脉冲发生器具有一异或门及一与门，该异或门的一输入端接收该原始垂直同步信号，另一输入端接收该第二垂直同步信号，该与门的一输入端连接该异或门的一输出端，另一输入端电连接该原始同步信号，以从该与门的一输出端输出危险脉冲。
9.如权利要求4所述的装置，其特征在于该判定电路包含一延迟正反器，其一信号输入端接收危险脉冲、一时序输入端接收该水平同步信号，当一正输出端位于该水平同步信号的上升/下降沿时，则把作为该危险脉冲的输入信号输出，以作为触发信号；及一或门，其一输入端接收脉冲、一输入端连接至该延迟正反器的正输出端及一输出端连接该延迟正反器的信号输入端。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于该延迟回路包含一受该触发信号启动的开关元件及一受该开关元件控制的第三延迟电路，该第三延迟电路受该开关元件驱动而延迟该垂直同步信号输出，该开关元件是一晶体管，其基极接收该触发信号而发射极接地，该第三延迟电路包含一电阻、一电容与一或门，该电阻的一端接收该垂直同步信号而另一端连接该或门的两个相互连接的输入端，该电容的一端电连接该或门的两个输入端而另一端连接该晶体管的集电极。
全文摘要
一种调整水平同步信号与垂直同步信号的方法及装置，用于显示器，而该水平同步信号与垂直同步信号分别具有多个脉冲，该方法首先定义该垂直同步信号中各脉冲的上升/下降沿之前至之后一段时间为一危险范围，而后若该水平同步信号的脉冲的上升/下降沿位于该危险范围内时，则延迟该垂直同步信号，以使该危险范围位于水平同步信号脉冲的上升/下降沿后，以达到有效避免因频率浮动而造成画面不稳与抖动。
文档编号H04N5/04GK1476233SQ02130369
公开日2004年2月18日 申请日期2002年8月16日 优先权日2002年8月16日
发明者王瑞明, 陈建州 申请人:瑞轩科技股份有限公司