专利名称：无阴罩板彩色显像管、显示管的全数字式控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色显像管、显示管，尤其是采用全数字式控制电路的无阴罩板彩色显像管、显示管。
在把玻璃彩色显像管向超平面直角、超高分辨率、超大屏幕技术目标进行改进的过程中，已经采用了无阴罩板的单枪单束分时对R、G、B三种荧光粉进行扫描的方法。这种方法是利用人眼视觉的空间分辨率不高荧光粉的余辉及视网膜上视觉残留现象，同时使用了空间混色和时间混色的方法。由于没有了阴罩板的选色作用，要求扫描电子束的位置控制精度极高，因为稍有偏差，电子束一歪，就会造成色彩失真。目前已有技术中有采用在每组彩色条纹的间隔中加涂一杀可以检测扫描误差及亮度误差的检测条纹，利用光电传感器检测到的信号分别对行、场偏转线圈中的电流及亮度信号进行修正已期达到前述的色保真及校正行场线性的要求。这种技术尽管提出了设想但并未解决实现其设想的技术难关。同时，由于多枪显像管的主屏要求各子屏之间有严格的亮度衔接和几何衔接要求，更要求各枪电子束需精确协调地进行控制。其技术难点在于1.电子枪和偏转线圈参数及安装的偏差是随机的难于掌握，在扫描误差检测荧光条纹时，系统是闭环控制的；而当扫描彩色杀纹时又要开环控制，这种转换造成了技术上的复杂性和难于实现；2.传统的电视扫描系统，为了减少图象的闪耀感。扫描功率和视频带宽，都采取隔行扫描的方式，在有阴罩板的条件下，它与黑白电视机的隔行扫描相同，易于实现。但在无阴罩板时隔行扫描困难极大，因为对同一组彩色条纹，R、G、B相邻，因此要逐行，而当这一组扫描完成之后，场偏转线圈中的电流必须增加一个量，使电子束跳过相邻的一组彩色条纹，其波形如
图1所示一般模拟电路无法实现如此复杂的电流波形；3.因为每三行就有一个纠偏指示行，所以行频比正常增加了1/3，使得行功率提高。同时，由于(偏差检测)的需要，高压功率至少增加2/5以上。这都是显示系统所不希望的。
本发明的目是使用全数字的控制系统对扫描画面二维场上的每一点的三个参数偏差(亮度偏差、行位置偏差和场位置偏差)作三个数字校正二维表，以期对整个视场进行精确的校正。其中包括保证行线性的S校正、帧线性、屏幕的四角与中心亮度的均匀和形成无阴罩板的隔行扫描的复杂的场偏转电流。
本发明的技术优点电子枪与黑白电视显像管电子枪大致相同，成本远低于一般单枪三束的彩色电子枪；由于取消了阴罩板，在同样的亮度下高压功率节约了3/4；取消了所有为调整电子枪、偏转线圈的参数偏差及安装偏差的调整部件，节约了调整工时及工装成本。同时，可适当放低电子枪和偏转线圈装配精度要求及适当放松对电子枪和偏转线圈参数一致性的要求；无阴罩的隔行扫描降低了扫描功率及视放带宽；数字式的开环控制系统稳定性好、成本低；复杂的校正计算完全由计算机自动进行，无需人工干预；PWM(脉宽调制)的偏转驱动使晶体管完全工作在开关状态，降低了偏转驱动的功耗。
本发明是如此实现的全数字式无阴罩板彩色显像管、显示管控制电路，它由图象刷新部分、图形校正部分和控制部分组成，其特征是其亮度、行、场线性及选色全部采用数字校正，可以使用单个系统实现单枪单束无阴罩板彩色显示系统，也可以以多枪矩阵排列方式形成无阴罩超大屏幕，它能够精确地解决子屏之间的几何衔接与亮度衔接；图形校正部分采用了亮度偏差、行偏差和帧偏差存储体7、8、9，它们与图象存储体同步工作，与图象数据点点相对应，对电子束可能出现的位置误差及亮度误差进行校正；设计了专用的测试图案及测试设备，由计算机检测每一点、每一条扫描线及整个屏幕内的位置和亮度误差，并计算出整个屏幕内的备行各点的位置和亮度的修正量，形成三个图形偏差校正的数据场(L—亮度校正、H—行校正、V—场校正)，以期针对各电子枪及偏转线圈的特异性进行校正；根据其图形偏差校正的数据场中误差有较强的二维相关性对校正数据进行压缩，以减小内存，降低成本；使用增益可控的视频缓冲放大器(5)，实现整个显示区域内的亮度均匀；同时采用了PWM(22)(脉宽调制)的行，帧驱动电路。
下面结合附图对本发明进行详细说明实施例的屏幕像素为256×256，荧光粉条纹水平位置，每一组彩色条纹中包括R、G、B三条，所示共有扫描行数为768行。本发明中对位于图像信息的输出亮度、行位置、场位置的校正控制如图2所示。图中分为三大部分，一、图像刷新；二、图像校正；三、系统控制。
第一部分为图象刷新部分。
图象刷新部分又分成四个子部分。R、G、B图象刷新和D/A，每个图像刷新单元包括一个256×8bit的输入移位寄存器(1)、256×8bit的输出移位寄存器(3)，一个256×256×8bitDRAM存储器(2)。该DRAM是按行写入的，每当输入的图象数据高速串行输入至输入移位寄存器后，即在一个写入周期内将256×8bit一行，同时写入DRAM存储器的一行。而输出时的动作为在行逆程中，将对应一行的256×8bit的数据同时并行读到输出串行寄存器中；待行正程时，高速串行输出到视频D/A转换器(4)。R、G、B串行输出移位寄存器(3)的输出口是三态门结构与视频D/A(4)输入总线连在一起，形成了多路开关，它们分时地使用视频D/A(4)，将自己的数字图象转换成对应色彩分量的模拟图象信号。视频D/A(4)转换出来的模拟量经一个增益可控的缓冲放大器(5)增加驱动力后输出至电子枪的视放电路，该增益可控缓冲放大器(5)主要是为修正亮度失真而设置的。
第二部分是图形校正部分。
如前所述，实现无阴罩板彩色显像管或显示管的最大难度是扫描控制精度。由于电子枪与偏转线圈参数的分散性及安装误差的随机性，很难找到一个统一模式来进行校正，只有根据每一个电子枪及它的扫描系统安装固定之后，在它控制的屏幕区域内亮度偏差、行位置偏差、场位置二维分布的特异性来进行校正和是最奏效的办法。在出厂调试时，我们设计了特殊的测试图案及测试设备，检测每一点、每一条扫描线及整个屏幕内的位置和亮度误差，经计算机计算整个屏幕内的各行各点的位置和亮度的修正量，形成三个图形偏差校正的数据场(—亮度校正、H—行校正、V—场校正)，然后写入对应的控制电路的L、H、V存储区(7)、(8)、(9)。由于这三个校正的数据场的每一个都有很高的二维互相关性，因此可以采用1bit的校正数据，由于三个校正量的精度要求不同，这三个存储器区分别设计成L(9)为256×257×1，而H(7)为2048×256×1，V(8)为256×769×1，L(9)与H(8)对每一组彩色条纹(一条R，一条G，一条B)都是相同的，而V8对768行中的每一行都有不同的修正值，它们的输入输出方式与RGB相同。HVL输出的D/A中各有一计数器(10)/(11)(12)，当输出为1时，计数器加1，当输出为0时，计数器减1，L的D/A(13)的位数为5位+1符号位；H和V的D/A(14)(15)的位数为11位+1符号位。L及H计数器(13)(14)在输出行同步时被置成最大值，V计数器(11)输出在场同步时被置成最大值，L的D/A(13)输出控制图象缓冲放大器(5)的增益，控制范围为±3db。H、V的D/A(14)(15)输出作为行场电流的基准值。
第三部分是控制部分。
控制部分包括“读出行地址发生器”(6)，“写入行地址发生器”(23)和同步信号发生器。同步信号发生器既可以按本机的主时钟发出同步信号，也可被外部视频同步信号同步。同步信号包括一般电视机中的行同步、场同步和奇、偶场信号，还包括数字电视特有的点同步，每一个点同步发出一个像素信号，点同步也是通过锁相环电路与行同步严格锁定的，点同步主要是用来控制输入输出移位寄存器的。
写入过程对图象存储体而言，当写入偶场同步信号到达时，“写入行地址计数器”(23)清零，当输入点同步脉冲到达时，与其同步的图象数据就串行输入到了输入移位寄存器(1)，在行消隐到达时，将输入位寄存器(1)中的数据并行写入图象存储区(2)中″写入行地址计数器″(23)对应的行。输入行同步信号使″写入行地址计数器″(23)加1，对校正存储体(7)(8)(9)来说，它们是E2PROM结构做成的。写入行地址的加1不是由输入行同步信号，而是由控制计算机选通的，其过程与图象存储体类似。为对其进行修改，校正存储体(7)(8)(9)的数据可以读出，而读出行地址的发生不是输出行同步脉冲，也是由计算机选通的。
读出过程对图象寄存器而言，当输出偶场同步信号来到时，“读出行地址计数器”(6)被清零，计数器的数据线就是256×256×8bitDRAM存储体(2)的地址线，它们的对应关系是如下按排的
这样按排的目的是为了形成隔行扫描的顺序，即0→2→4→……254→1→3→5→……→255每一个行同步来到时，″读行地址计数器“(16)加1，同时把这一行内的256个数据在一个读周期内并行读到输出串行移位寄存器(3)中，输出行消隐结束之后，行内输出点同步信号控制输出移位寄存器(3)中的数据按顺序逐个串行输出，并经D/A(4)形成一行内的模拟视频信号。
三个图象存储单元是按R、G、B以行为单位依次工作的，相邻三行组成了一个彩色行，在图象工作的同时，三个校正存储器(7)(8)(9)也以相同的方式进行工作。输出″读行地址计数器″(6)同时作用在L(9)、H(7)、V(8)三个存储体上，它们也同时将该行的数据并行读出到各自的输出移位寄存器(17)(21)(19)中。和图象寄存器一样，当输出点同步到来时，三个校正存储体(7)(8)(9)的输出移位寄存器(17)(19)(21)将校正数据各自串行输出到一个计数器(10)(11)(12)上，计数器的作用是积分，把校正量积分成为亮度校正信号和行位置、场位置基准信号。亮度校正信号直接控制视频输出缓冲放大器(5)的增益，以保证亮度的均匀。行位置、场位置基准信号经跟踪控制电路及PWM(22)变成行偏转线圈及帧偏转线圈中的电流，使其高精度地跟随基准信号，以保证在扫描区域内行场线性度及正确地选色。
权利要求
1.一种全数字式无阴罩板彩色显像管、显示管控制电路，它由图象刷新部分、图形校正部分和控制部分组成，其特征在于亮度、行、场线性及选色控制中没有检测扫描偏差的附加扫描及附加荧光粉条。全部采用预先计算好的偏差校正数据场进行开环数字校正控制，可以使用单个系统实现单枪单束无阴罩板彩色显示系统，也可以以多枪矩阵排列方式形成无阴罩超大屏幕，它可精确地解决予屏之间的几何衔接与亮度衔接；
2.根据权力要求1所述的全数字式无阴罩板彩色显像管、显示管控制电路，其特征在于图形校正部分采用了亮度偏差、行偏差和帧偏差存储体(7)(8)(9)，它们与图象存储体同步工作，与图象数据点点相对应，对电子束可能出现的位置误差及亮度误差进行校正；
3.根据权力要求1、2的全数字式无阴罩板彩色显像管控制电路，其特征在于设计了专用的测试图案及测试设备，由计算机预先检测每一点、每一条扫描线及整个屏幕内的位置和亮度误差，并计算出整个屏幕内的各行各点的位置和亮度的修正量，形成三个图形偏差校正的数据场(L—亮度校正、H—行校正、V—场校正)，以期针对各电子枪及偏转线圈的特异性进行校正；
4.根据权力要求1的全数字式无阴罩板彩色显像管、显示管控制电路和权力要求3的图形偏差校正的数据场，其特征在于利用了二维相关性对校正数据进行压缩，以减小内存；
5.根据权力要求1的全数字式无阴罩板彩色显像管、显示管控制电路，其特征在于它使用了增益可控的视频缓冲放大器5，实现整个显示区哉内的亮度均匀；
6.根据权力要求1的全数字式无阴罩板彩色显像管、显示管控制电路，其行征在于同时采用了PWM(22)的行，帧驱动电路。
全文摘要
无阴罩板彩色显像管、显示管的全数字式控制电路,使用全数字控制系统对扫描画面二维场上的每一点的三个参数偏差(亮度偏差、行位置偏差和场位置偏差)作三个数字校正二维表,以期对整个视场进行精确的校正。其中包括保证行线性的S校正、帧线性、屏幕的四角与中心亮度的均匀和形成无阴罩板的隔行扫描的复杂的场偏转电流。由于取消了阴罩板,同样亮度下高压功率节约了3/4,取消了调整部件,节约了工时及工装成本。
文档编号H04N9/22GK1187738SQ9710500
公开日1998年7月15日 申请日期1997年1月6日 优先权日1997年1月6日
发明者曾碚凯, 曾培龙 申请人:曾碚凯, 曾培龙