专利名称：光栅中心调整控制电路的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种显示器控制电路，特别是有关于利用阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)做为显像元件的显示器，例如黑白/彩色电视和黑白/彩色电脑显示器中水平光栅中心(horizontal raster center)的调整控制电路。
阴极射线管的工作原理，是利用电子枪或灯丝在高温下产生热电子，经由阴极(极性为负)和屏幕阳极钮(极性为正)所造成的电场，将热电子加速并射向屏幕，撞击屏幕上涂布的萤光材料产生影像。至于撞击屏幕位置的控制，则是运用偏转装置(deflection yoke)产生的磁场，改变电子束行进的方向。一般阴极射线管中电子束的扫描方式，是利用水平扫描线和垂直扫描画框所构成，因此在控制电子束的水平和垂直位置时，是分别利用一对水平偏转装置(horizontal deflection yoke，H.D.Y.)和垂直偏转装置(verticaldeflection yoke，V.D.Y.)来达成。偏转装置是类似于线圈的装置，根据流过电流大小可以间接决定电子束在该方向上运动的偏移量。
对于一般阴极射线管的内部组件位置而言，当流经偏转装置(yoke)的偏转电流为零安培时，亦即偏转磁场等于零，理论上阴极射线管的电子束应该射在屏幕的正中央位置。不过由于某些原因(如阴极射线管和偏转装置(yoke)在组装制造过程中的零件误差、组装误差、或是受到地球磁场的影响)，实际阴极射线管的电子束未必会在偏转磁场等于零时，射在屏幕的正中央。因此，当应用阴极射线管组装显示装置时，必须根据阴极射线管制造商出厂规格书中所提供的误差值设计出调整电路(如H-CENTER调整电路)，使得偏转磁场为零时，电子束能够射在屏幕的中央。
以H-CENTER调整电路为例，调整方式主要是对水平偏转装置(yoke)提供直流电流，藉以修正水平光栅中心(horizontal raster center)的位置。以下分别例举三种习知的水平光栅中心调整控制电路。
图1表示第一种习知显示器水平光栅中心调整控制电路的电路图。图1中H-CENTER调整电路是利用可变电阻来达成调整水平光栅中心的目的。水平扫描控制信号控制水平偏转装置(yoke)HDY，使其在扫描过程中产生控制电子束由屏幕左方至右方的磁场。输入电路包括晶体管Q1、二极管D1、电容C1，使得水平偏转装置HDY在水平扫描控制信号的控制下，产生锯齿波形的电流。Ls和Cs分别为水平偏转装置HDY的谐振电感和谐振电容。水平偏转装置HDY的一端透过回扫变压器(flyback transformer)10中的绕组101，连接电压Vcc，其电压值大约在100V以上左右。回扫变压器10主要是利用其中的绕组分接点，提供聚焦(focus)电极及其他线路所需的低压(如扫描电压)。图1中H-CENTER调整电路的工作如下所述利用回扫变压器10上绕组102的电压和连接至绕组分接点的电压Vcc，二极管D2、D3和电容C2、C3能够产生以电压Vcc为中心的高低电压，分置于可变电阻VR1的两端点上。可变电阻VR1的滑动接点是连接于晶体管Q2和Q3所构成的电流驱动电路。当可变电阻VR1的电阻值改变后，即可在水平偏转装置HDY上产生对应的不同方向不同大小的直流电流。亦即，利用可变电阻VR1调整直流修正电流，此直流修正电流便能够将水平偏转装置HDY在水平方向的光栅中心修正到中央的位置上。
图2表示第二种习知显示器水平光栅中心调整控制电路的电路图。图2中H-CENTER调整电路是利用切换开关来达成调整水平光栅中心的目的。电感L1将电压Vcc引至电阻R1和R2所构成的电阻电路上。二极管D4和D5则是用以控制流经水平偏转装置HDY的电流方向。切换开关SW1则是用以控制水平光栅中央调整的方向。当切换开关SW1切换至二极管D4的阴极端，电阻R1于是旁通，所以水平偏转装置HDY会产生方向向下的直流修正电流；另一方面，当切换开关SW1切换至二极管D5的阳极端，电阻R2于是旁通，所以水平偏转装置HDY会产生方向向上的直流修正电流。如此，便可以达到修正水平光栅中心的目的。
图3表示第三种习知显示器水平光栅中心调整控制电路的电路图。图3中H-CENTER调整电路是接受显示装置中的微控制器(microprocessor，MCU)所产生的控制信号来达成调整水平光栅中心的目的。显示器上的微控制器(未图示)可以根据阴极射线管的出厂时所附的水平光栅中心偏差值，利用数字模拟转换器(DAC)产生对应的控制信号。此控制信号送入运算放大器U1的非反相输入端，根据运算放大器的特性，其反相输入端亦将产生对应的电压电平。晶体管Q6和Q7则是偏压在功率变压器20所产生的高电压183V和接地点之间，利用运算放大器U1反相输入端的电压值，可以改变其偏压状态。接着利用晶体管Q4和Q5、电阻R3和R4，能够在水平偏转装置HDY上产生对应于微控制器控制信号的偏转修正电流。必须注意是，端点N1为一浮接地点(floatingground)，而电压183V亦必须由功率变压器20来产生。
上述三种习知H-CENTER调整电路均各有其使用的缺点。图1所示的第一种习知H-CENTER调整电路中，主要是利用可变电阻VR1以及周边电路所构成，可变电阻VR1的电阻值能够控制水平偏转装置中偏转电流的方向和大小。要调整可变电阻VR1，可以利用人工手动调整，但是较为麻烦；若需自动化调整则较困难，因为可变电阻VR1的位置需置于电路机板边缘以配合自动化调整机具，并且机械手要配合特殊制具。另外，产品在出厂时必须将可变电阻以点胶固定，防止震动造成可变电阻滑动，否则产品品质较不稳定。图2所示的第二种习知H-CENTER调整电路中，则是利用开关来达到调整偏转电流的目的。但是由于线路本身是切换式的，仅能提供两种固定大小的电流值，无法达成精确的规格调整需求，因此调整特性显然非常差。图3所示的第三种习知H-CENTER调整电路中，则是接受微控制器的控制信号来调整流经水平偏转装置的直流偏转电流。但是此调整电路具有两个缺点第一，线路较为复杂，实施成本较高并且产品的可靠度较差；第二，电路中必须使用到183V的电压，而此电压必须由电源的功率变压器经整流滤波所提供，因此在布线(layout)上较为困难。
有鉴于此，本发明的第一目的，在于提供一种光栅中心调整控制电路，能够配合自动化设备进行光栅中心调整，可以简化生产的流程。
本发明的第二目的，在于提供一种光栅中心调整控制电路，能够利用回扫变压器提供调整所需的高压，避免使用到电源变压器，藉以使得布线较为容易。
本发明的第三目的，在于提供一种光栅中心调整控制电路，能够提供精确的光栅中心调整量。
根据上述的目的，本发明提供一种光栅中心调整控制电路，可适用于一显示装置内(如黑白/彩色电视和黑白/彩色电脑显示器)。此显示装置内具有回扫变压器以及水平/垂直偏转装置，用以控制显示装置在水平/垂直方向的扫描，此水平偏转装置第一端透过回扫变压器耦接至第一电压。此光栅中心调整控制电路包括一参考电压源，一修正电压产生装置以及一电流驱动装置。参考电压源利用第一电压以及回扫变压器所输出的第二电压，产生第三电压和第四电压，其中第三电压的大小为第一电压和第二电压之和，第四电压为第一电压和第二电压之差。另外，修正电压产生装置则接受显示装置中微控制器所产生的控制信号，输出一修正电压，并耦接至水平/垂直偏转装置。此修正电压的大小在第三电压和第四电压之间，对应于显示装置的光栅中心调整量。电流驱动装置则偏压于第三电压和第四电压之间并耦接至水平/垂直偏转装置。当修正电压变化高于或低于连接至水平/垂直偏转装置的第一电压时，可以在水平/垂直偏转装置中产生不同方向、不同大小的电流，藉以调整光栅中心。
本发明的修正电压产生装置包括一偏压电路，其接受微控制器输出的控制信号产生对应的修正电压，并利用偏压于第三电压和第四电压的运算放大器，输出此修正电压，藉以避免流经水平/垂直偏转装置的直流偏转电流，改变偏压电路的偏压状态并影响修正电压的准确度。
本发明的电流驱动装置包括二个以PNP和NPN晶体管构成的电流源。第一电流源是耦接于第三电压，当修正电压大于第一电压时，可提供水平/垂直偏转装置第一方向的直流偏转电流。第二电流源则是耦接于第四电压，当修正电压小于第一电压时，可提供水平/垂直偏转装置第二方向的直流偏转电流。
除此之外，本发明的光栅中心调整控制电路可再包括一滤波电路，其耦接于水平/垂直偏转装置的第二端与修正电压产生装置所产生的修正电压之间，用以滤除高频成分。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作如下详细说明附图简要说明图1为习知技术的第一种显示器水平光栅中心调整控制电路的电路图；图2为习知技术的第二种显示器水平光栅中心调整控制电路的电路图；图3为习知技术的第三种显示器水平光栅中心调整控制电路的电路图；图4为本发明实施例的显示器水平光栅中心调整控制电路的电路图。
实施例本发明所提供的光栅中心调整控制电路，主要是利用回扫变压器所引出的电压经过整流滤波后做为电路偏压，并且依据微控制器中数字模拟转换器(DAC)所产生的控制信号，来调整流经水平/垂直偏转装置的直流修正偏转电流。由于使用微控制器修正光栅中心的偏差量，因此能够配合进行自动化调整，并且达到精确的规格要求。另外在线路中并不使用可变电阻或切换开关，所以产品的品质较稳定。以下，就水平光栅中心调整控制为例说明本发明，然而此并非用以限定本发明，对于熟知此技艺者而言，利用相同的原理亦可适用于垂直光栅中心的调整控制。
图4为本发明实施例的显示器水平光栅中心调整控制电路的电路图。水平偏转装置HDY中流过的偏转电流，可控制其在扫描过程中产生控制电子束由屏幕左方至右方的磁场。水平扫描控制信号则输入包括晶体管Q1、二极管D1、电容C1的电路，使得水平偏转装置HDY在水平扫描控制信号的控制下，产生锯齿波形的电流。Ls和Cs分别为水平偏转装置HDY的谐振电感和谐振电容。水平偏转装置HDY的一端透过回归变压器10中的绕组101，连接电压Vcc，其电压值大约在100V以上左右。
水平光栅中心调整控制电路则包括参考电压源30、电流驱动装置40和修正电压产生装置50。参考电压源30，利用电压Vcc以及回扫变压器10的另一绕组103所提供的电压V2(即回扫变压器10一次级线圈变压后的输出电压电平)，在端点N2产生电压Vcc+V2以及在端点N3上产生电压Vcc-V2。端点N2和端点N3上的电压可以提供修正电压产生装置50和电流驱动装置40使用。修正电压产生装置50则是接受微控制器产生的控制信号输出一修正电压VREF于运算放大器U2的反相输入端“-”，并且透过电容C13和电感L11所构成的滤波电路，耦接至水平偏转装置HDY。修正电压VREF的值在电压Vcc+V2和电压Vcc-V2之间，并且对应于显示器水平方向光栅中心调整量。电容C13和电感L11所构成的滤波电路，是用来滤除水平偏转装置HDY中的高频成分。电流驱动装置40亦偏压于电压Vcc+V2和电压Vcc-V2之间，并且耦接至水平偏转装置HDY。当修正电压VREF高于电压Vcc(即端点N3，N3电压的平均值)时，可以在水平偏转装置HDY中产生向上方向的直流偏转电流；当修正电压VREF低于电压Vcc(即端点N2，N3电压的平均值)时，则可以在水平偏转装置HDY中产生向下方向的直流偏转电流。依此直流偏转电流，便可以调整水平偏转装置所产生的水平光栅中心。
参考电压源30系由二极管D11、D12和电容器C11、C12所构成。电容器C11和C12均为高容量的电容器(如100μF)，其接点连接至电压Vcc。二极管D11和D12则是对绕组103所提供的电压V2进行整流，并且分别对电容器C11和C12进行充电。因此，在电容器C11和C12的两端点N2和N3上，可以产生以电压Vcc为中点的高低两电压，分别为Vcc+V2和Vcc-V2。如前所述，此二电压可以分别提供其他元件作为偏压源。
修正电压产生装置50包括由电阻R11～R15和晶体管Q13所构成的偏压电路和运算放大器U2所组成。偏压电路接受由微控制器所产生的控制信号(其范围在0.6V至5.0V)，产生修正电压VREF。利用电阻R11、R12的串联分压网路，以及此串联分压网路在两端的5V电压和控制信号电压，能够在中点(亦即晶体管Q13的基极上)产生一分压电压。电阻R13则为接地电阻器，耦接晶体管Q13的射极和接地端之间。电阻R14和R15的串联分压网路的两端，则分别连接至端点N2(Vcc+V2)和N3(Vcc-V2)的电压，其中点则连接运算放大器U2的非反相输入端“+”和晶体管Q13的集极。位于晶体管Q13基极的电压可以改变其集极电流，进而改变串联分压网路的分压。运算放大器U2则根据其工作特性，在其反相输入端“-”上提供与非反相输入端“+”相同的电压值，亦即修正电压VREF。本实施例利用运算放大器U2提供修正电压VREF的方式，可以避免其他电路的偏压状态影响到该值的准确度。藉此，修正电压产生装置50可以在运算放大器U2的反相输入端上产生稳定的修正电压VREF，其值介于Vcc+V2和Vcc-V2之间。
电流驱动装置40包括做为第一电流源的NPN晶体管Q11和做为第二电流源的PNP晶体管Q12。在本实施例中，晶体管Q11和Q12的基极均连接于运算放大器U2的输出端。另外，晶体管Q11和Q12分别耦接于电压Vcc+V2和Vcc-V2，根据修正电压VRFF的电压大小，可以提供水平偏转装置HDY不同电流方向和大小的直流修正电流。
本实施例的水平光栅中心调整控制电路的操作方法如下根据水平光栅中心的偏差量，可由微控制器产生对应的控制信号(其值在0.6V至5.0V之间)，输入至修正电压产生装置50，并产生对应的修正电压VREF。当修正电压VREF高于电压Vcc时，会在水平偏转装置HDY上造成向上的直流修正电流，藉以调整水平光栅中心的偏差量。此时，直流修正电流的路径为端点N2的电压Vcc+V2、晶体管Q11、电感器L11(在直流下呈短路)、水平偏转装置HDY、绕组101、最后回到电压Vcc。当修正电压VREF低于电压Vcc时，会在水平偏转装置HDY上造成向下的直流修正电流。此时，直流修正电流的路径相反，为电压Vcc、绕组101、水平偏转装置HDY、电感器L11、晶体管Q12、最后到端点N3的电压Vcc-V2。两者的修正电流大小，亦可由修正电压VREF的大小来控制。藉此，即可达到本发明修正水平光栅中心的目的。
本发明的水平光栅中心调整控制电路具有下列优点1.可以轻易配合进行生产自动化调整，亦即接受微控制器产生对应光栅中心偏差量的控制信号，不需要利用人工方式或是复杂的自动化调整机具，并且可以获致更精确的光栅中心调整，极有利于产业上的利用。
2.虽然本发明的电路亦需使用到高于100V的电压，但是系利用回扫变压器输出电压所产生，而非透过电源变压器提供，因此在应用上较为简单，另外以布线的观点而言，本发明的电路也较习知技术容易布线。本发明虽以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的构思和范围内，当可作更动与润饰，因此本发明的保护范围当视本发明权利要求所界定为准。
权利要求
1.一种阴极射线管光栅中心调整控制电路，可适用于一显示装置内，该显示装置内具有一回扫变压器以及一偏转装置，用以控制该阴极射线管一方向的电子束扫描，该偏转装置的第一端透过该回扫变压器的一绕组耦接至一第一电压，该回扫变压器次级绕组线圈因应该第一电压会产生一第二电压，其包括一参考电压源，利用该第一电压以及该第二电压，产生一第三电压和一第四电压；一修正电压产生装置，其接受一控制信号产生一修正电压，并耦接至该偏转装置的第二端，该修正电压的值介于该第三电压和该第四电压之间，对应该阴极射线管该方向扫描的光栅中心调整量；以及一电流驱动装置，由该第三电压和该第四电压偏压，并耦接至该偏转装置的第二端，因应该修正电压的输入值，可于该偏转装置中产生不同大小、方向的电流，藉以调整光栅中心。
2.如权利要求1所述的光栅中心调整控制电路，其中，该偏转装置系为一水平偏转装置，所调整者为水平光栅中心。
3.如权利要求1所述的光栅中心调整控制电路，其中，该偏转装置系为一垂直偏转装置，所调整者为垂直光栅中心。
4.如权利要求2或3所述的光栅中心调整控制电路，其中，尚包括一滤波电路，其耦接于该偏转装置的第二端与该修正电压产生装置所产生的该修正电压之间，用以滤除高频成分。
5.如权利要求2或3所述的光栅中心调整控制电路，其中，视该修正电压高于或低于该第三电压及该第四电压的平均值，可于该偏转装置中产生不同方向的电流。
6.如权利要求2或3所述的光栅中心调整控制电路，其中，该第一电压的值为该第三电压和该第四电压的平均值。
7.如权利要求2或3所述的光栅中心调整控制电路，其中，用以产生该修正电压的该控制信号系由该显示装置的运算控制单元所产生。
8.如权利要求2或3所述的光栅中心调整控制电路，其中，修正电压产生装置包括一偏压电路，利用该控制信号产生该修正电压；以及一运算放大器，其偏压于该第三电压和该第四电压，其输出端耦接至该电流驱动装置，其非反相输入端接收该修正电压，其反相输入端上则产生与该非反相输入端相同的电压值，藉以产生该修正电压产生装置的该修正电压。
9.如权利要求2或3所述的光栅中心调整控制电路，其中，该电流驱动装置包括一第一电流源，其耦接于该第三电压，当修正电压大于该第一电压时，可提供该偏转装置的第一方向的电流；以及一第二电流源，其耦接于该第四电压，当修正电压小于该第一电压时，可提供该偏转装置的第二方向的电流。
10.一种光栅中心调整控制电路，可适用于一显示装置内藉以调整该显示装置内的阴极射线管的光栅中心，该显示装置内具有一回扫变压器以及一偏转装置，该偏转装置透过该回扫变压器的一绕组耦接至一第一电压，其包括一参考电压源，利用该第一电压以及该回扫变压器输出的一第二电压，产生一第三电压和一第四电压，其中该第三电压为该第一电压和该第二电压之和，该第四电压为该第一电压和该第二电压之差；一修正电压产生装置，其利用该显示装置中微控制器所产生的控制信号，输出一修正电压，并耦接至该偏转装置，该修正电压的值为该第三电压和该第四电压之间，对应该显示装置扫描的光栅中心调整量；以及一电流驱动装置，其偏压于该第三电压和该第四电压之间并耦接至该偏转装置，当该修正电压高于该第一电压以及该修正电压低于该第一电压时，可于该偏转装置中产生不同方向的电流，藉以调整光栅中心。
11.如权利要求10所述的光栅中心调整控制电路，其中，该偏转装置是该显示装置的水平偏转装置。
12.如权利要求10所述的光栅中心调整控制电路，其中，该偏转装置是该显示装置的垂直偏转装置。
全文摘要
一种光栅中心调整控制电路,包括一参考电压源,一修正电压产生装置以及一电流驱动装置。参考电压源利用回扫变压器所输出的电压,产生相对的两个参考电压。修正电压产生装置则接受显示装置中微控制器所产生的控制信号,输出一修正电压,并耦接至水平/垂直偏转装置。其大小介于参考电压源所产生的两个参考电压之间,并对应于显示装置的光栅中心调整量。电流驱动装置则耦接至水平/垂直偏转装置,当修正电压变化时,可在水平/垂直偏转装置中产生不同的电流,藉以调整光栅中心。
文档编号H04N3/22GK1192103SQ9710280
公开日1998年9月2日 申请日期1997年2月24日 优先权日1997年2月24日
发明者谢长发 申请人:明碁电脑股份有限公司