專利名稱：無陰罩板彩色顯像管、顯示管的全數(shù)字式控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色顯像管、顯示管，尤其是采用全數(shù)字式控制電路的無陰罩板彩色顯像管、顯示管。
在把玻璃彩色顯像管向超平面直角、超高分辨率、超大屏幕技術(shù)目標(biāo)進(jìn)行改進(jìn)的過程中，已經(jīng)采用了無陰罩板的單槍單束分時對R、G、B三種熒光粉進(jìn)行掃描的方法。這種方法是利用人眼視覺的空間分辨率不高熒光粉的余輝及視網(wǎng)膜上視覺殘留現(xiàn)象，同時使用了空間混色和時間混色的方法。由于沒有了陰罩板的選色作用，要求掃描電子束的位置控制精度極高，因為稍有偏差，電子束一歪，就會造成色彩失真。目前已有技術(shù)中有采用在每組彩色條紋的間隔中加涂一殺可以檢測掃描誤差及亮度誤差的檢測條紋，利用光電傳感器檢測到的信號分別對行、場偏轉(zhuǎn)線圈中的電流及亮度信號進(jìn)行修正已期達(dá)到前述的色保真及校正行場線性的要求。這種技術(shù)盡管提出了設(shè)想但并未解決實現(xiàn)其設(shè)想的技術(shù)難關(guān)。同時，由于多槍顯像管的主屏要求各子屏之間有嚴(yán)格的亮度銜接和幾何銜接要求，更要求各槍電子束需精確協(xié)調(diào)地進(jìn)行控制。其技術(shù)難點在于1.電子槍和偏轉(zhuǎn)線圈參數(shù)及安裝的偏差是隨機(jī)的難于掌握，在掃描誤差檢測熒光條紋時，系統(tǒng)是閉環(huán)控制的；而當(dāng)掃描彩色殺紋時又要開環(huán)控制，這種轉(zhuǎn)換造成了技術(shù)上的復(fù)雜性和難于實現(xiàn)；2.傳統(tǒng)的電視掃描系統(tǒng)，為了減少圖象的閃耀感。掃描功率和視頻帶寬，都采取隔行掃描的方式，在有陰罩板的條件下，它與黑白電視機(jī)的隔行掃描相同，易于實現(xiàn)。但在無陰罩板時隔行掃描困難極大，因為對同一組彩色條紋，R、G、B相鄰，因此要逐行，而當(dāng)這一組掃描完成之后，場偏轉(zhuǎn)線圈中的電流必須增加一個量，使電子束跳過相鄰的一組彩色條紋，其波形如

圖1所示一般模擬電路無法實現(xiàn)如此復(fù)雜的電流波形；3.因為每三行就有一個糾偏指示行，所以行頻比正常增加了1/3，使得行功率提高。同時，由于(偏差檢測)的需要，高壓功率至少增加2/5以上。這都是顯示系統(tǒng)所不希望的。
本發(fā)明的目是使用全數(shù)字的控制系統(tǒng)對掃描畫面二維場上的每一點的三個參數(shù)偏差(亮度偏差、行位置偏差和場位置偏差)作三個數(shù)字校正二維表，以期對整個視場進(jìn)行精確的校正。其中包括保證行線性的S校正、幀線性、屏幕的四角與中心亮度的均勻和形成無陰罩板的隔行掃描的復(fù)雜的場偏轉(zhuǎn)電流。
本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點電子槍與黑白電視顯像管電子槍大致相同，成本遠(yuǎn)低于一般單槍三束的彩色電子槍；由于取消了陰罩板，在同樣的亮度下高壓功率節(jié)約了3/4；取消了所有為調(diào)整電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈的參數(shù)偏差及安裝偏差的調(diào)整部件，節(jié)約了調(diào)整工時及工裝成本。同時，可適當(dāng)放低電子槍和偏轉(zhuǎn)線圈裝配精度要求及適當(dāng)放松對電子槍和偏轉(zhuǎn)線圈參數(shù)一致性的要求；無陰罩的隔行掃描降低了掃描功率及視放帶寬；數(shù)字式的開環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性好、成本低；復(fù)雜的校正計算完全由計算機(jī)自動進(jìn)行，無需人工干預(yù)；PWM(脈寬調(diào)制)的偏轉(zhuǎn)驅(qū)動使晶體管完全工作在開關(guān)狀態(tài)，降低了偏轉(zhuǎn)驅(qū)動的功耗。
本發(fā)明是如此實現(xiàn)的全數(shù)字式無陰罩板彩色顯像管、顯示管控制電路，它由圖象刷新部分、圖形校正部分和控制部分組成，其特征是其亮度、行、場線性及選色全部采用數(shù)字校正，可以使用單個系統(tǒng)實現(xiàn)單槍單束無陰罩板彩色顯示系統(tǒng)，也可以以多槍矩陣排列方式形成無陰罩超大屏幕，它能夠精確地解決子屏之間的幾何銜接與亮度銜接；圖形校正部分采用了亮度偏差、行偏差和幀偏差存儲體7、8、9，它們與圖象存儲體同步工作，與圖象數(shù)據(jù)點點相對應(yīng)，對電子束可能出現(xiàn)的位置誤差及亮度誤差進(jìn)行校正；設(shè)計了專用的測試圖案及測試設(shè)備，由計算機(jī)檢測每一點、每一條掃描線及整個屏幕內(nèi)的位置和亮度誤差，并計算出整個屏幕內(nèi)的備行各點的位置和亮度的修正量，形成三個圖形偏差校正的數(shù)據(jù)場(L—亮度校正、H—行校正、V—場校正)，以期針對各電子槍及偏轉(zhuǎn)線圈的特異性進(jìn)行校正；根據(jù)其圖形偏差校正的數(shù)據(jù)場中誤差有較強(qiáng)的二維相關(guān)性對校正數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以減小內(nèi)存，降低成本；使用增益可控的視頻緩沖放大器(5)，實現(xiàn)整個顯示區(qū)域內(nèi)的亮度均勻；同時采用了PWM(22)(脈寬調(diào)制)的行，幀驅(qū)動電路。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明實施例的屏幕像素為256×256，熒光粉條紋水平位置，每一組彩色條紋中包括R、G、B三條，所示共有掃描行數(shù)為768行。本發(fā)明中對位于圖像信息的輸出亮度、行位置、場位置的校正控制如圖2所示。圖中分為三大部分，一、圖像刷新；二、圖像校正；三、系統(tǒng)控制。
第一部分為圖象刷新部分。
圖象刷新部分又分成四個子部分。R、G、B圖象刷新和D/A，每個圖像刷新單元包括一個256×8bit的輸入移位寄存器(1)、256×8bit的輸出移位寄存器(3)，一個256×256×8bitDRAM存儲器(2)。該DRAM是按行寫入的，每當(dāng)輸入的圖象數(shù)據(jù)高速串行輸入至輸入移位寄存器后，即在一個寫入周期內(nèi)將256×8bit一行，同時寫入DRAM存儲器的一行。而輸出時的動作為在行逆程中，將對應(yīng)一行的256×8bit的數(shù)據(jù)同時并行讀到輸出串行寄存器中；待行正程時，高速串行輸出到視頻D/A轉(zhuǎn)換器(4)。R、G、B串行輸出移位寄存器(3)的輸出口是三態(tài)門結(jié)構(gòu)與視頻D/A(4)輸入總線連在一起，形成了多路開關(guān)，它們分時地使用視頻D/A(4)，將自己的數(shù)字圖象轉(zhuǎn)換成對應(yīng)色彩分量的模擬圖象信號。視頻D/A(4)轉(zhuǎn)換出來的模擬量經(jīng)一個增益可控的緩沖放大器(5)增加驅(qū)動力后輸出至電子槍的視放電路，該增益可控緩沖放大器(5)主要是為修正亮度失真而設(shè)置的。
第二部分是圖形校正部分。
如前所述，實現(xiàn)無陰罩板彩色顯像管或顯示管的最大難度是掃描控制精度。由于電子槍與偏轉(zhuǎn)線圈參數(shù)的分散性及安裝誤差的隨機(jī)性，很難找到一個統(tǒng)一模式來進(jìn)行校正，只有根據(jù)每一個電子槍及它的掃描系統(tǒng)安裝固定之后，在它控制的屏幕區(qū)域內(nèi)亮度偏差、行位置偏差、場位置二維分布的特異性來進(jìn)行校正和是最奏效的辦法。在出廠調(diào)試時，我們設(shè)計了特殊的測試圖案及測試設(shè)備，檢測每一點、每一條掃描線及整個屏幕內(nèi)的位置和亮度誤差，經(jīng)計算機(jī)計算整個屏幕內(nèi)的各行各點的位置和亮度的修正量，形成三個圖形偏差校正的數(shù)據(jù)場(—亮度校正、H—行校正、V—場校正)，然后寫入對應(yīng)的控制電路的L、H、V存儲區(qū)(7)、(8)、(9)。由于這三個校正的數(shù)據(jù)場的每一個都有很高的二維互相關(guān)性，因此可以采用1bit的校正數(shù)據(jù)，由于三個校正量的精度要求不同，這三個存儲器區(qū)分別設(shè)計成L(9)為256×257×1，而H(7)為2048×256×1，V(8)為256×769×1，L(9)與H(8)對每一組彩色條紋(一條R，一條G，一條B)都是相同的，而V8對768行中的每一行都有不同的修正值，它們的輸入輸出方式與RGB相同。HVL輸出的D/A中各有一計數(shù)器(10)/(11)(12)，當(dāng)輸出為1時，計數(shù)器加1，當(dāng)輸出為0時，計數(shù)器減1，L的D/A(13)的位數(shù)為5位+1符號位；H和V的D/A(14)(15)的位數(shù)為11位+1符號位。L及H計數(shù)器(13)(14)在輸出行同步時被置成最大值，V計數(shù)器(11)輸出在場同步時被置成最大值，L的D/A(13)輸出控制圖象緩沖放大器(5)的增益，控制范圍為±3db。H、V的D/A(14)(15)輸出作為行場電流的基準(zhǔn)值。
第三部分是控制部分。
控制部分包括“讀出行地址發(fā)生器”(6)，“寫入行地址發(fā)生器”(23)和同步信號發(fā)生器。同步信號發(fā)生器既可以按本機(jī)的主時鐘發(fā)出同步信號，也可被外部視頻同步信號同步。同步信號包括一般電視機(jī)中的行同步、場同步和奇、偶場信號，還包括數(shù)字電視特有的點同步，每一個點同步發(fā)出一個像素信號，點同步也是通過鎖相環(huán)電路與行同步嚴(yán)格鎖定的，點同步主要是用來控制輸入輸出移位寄存器的。
寫入過程對圖象存儲體而言，當(dāng)寫入偶場同步信號到達(dá)時，“寫入行地址計數(shù)器”(23)清零，當(dāng)輸入點同步脈沖到達(dá)時，與其同步的圖象數(shù)據(jù)就串行輸入到了輸入移位寄存器(1)，在行消隱到達(dá)時，將輸入位寄存器(1)中的數(shù)據(jù)并行寫入圖象存儲區(qū)(2)中″寫入行地址計數(shù)器″(23)對應(yīng)的行。輸入行同步信號使″寫入行地址計數(shù)器″(23)加1，對校正存儲體(7)(8)(9)來說，它們是E2PROM結(jié)構(gòu)做成的。寫入行地址的加1不是由輸入行同步信號，而是由控制計算機(jī)選通的，其過程與圖象存儲體類似。為對其進(jìn)行修改，校正存儲體(7)(8)(9)的數(shù)據(jù)可以讀出，而讀出行地址的發(fā)生不是輸出行同步脈沖，也是由計算機(jī)選通的。
讀出過程對圖象寄存器而言，當(dāng)輸出偶場同步信號來到時，“讀出行地址計數(shù)器”(6)被清零，計數(shù)器的數(shù)據(jù)線就是256×256×8bitDRAM存儲體(2)的地址線，它們的對應(yīng)關(guān)系是如下按排的
這樣按排的目的是為了形成隔行掃描的順序，即0→2→4→……254→1→3→5→……→255每一個行同步來到時，″讀行地址計數(shù)器“(16)加1，同時把這一行內(nèi)的256個數(shù)據(jù)在一個讀周期內(nèi)并行讀到輸出串行移位寄存器(3)中，輸出行消隱結(jié)束之后，行內(nèi)輸出點同步信號控制輸出移位寄存器(3)中的數(shù)據(jù)按順序逐個串行輸出，并經(jīng)D/A(4)形成一行內(nèi)的模擬視頻信號。
三個圖象存儲單元是按R、G、B以行為單位依次工作的，相鄰三行組成了一個彩色行，在圖象工作的同時，三個校正存儲器(7)(8)(9)也以相同的方式進(jìn)行工作。輸出″讀行地址計數(shù)器″(6)同時作用在L(9)、H(7)、V(8)三個存儲體上，它們也同時將該行的數(shù)據(jù)并行讀出到各自的輸出移位寄存器(17)(21)(19)中。和圖象寄存器一樣，當(dāng)輸出點同步到來時，三個校正存儲體(7)(8)(9)的輸出移位寄存器(17)(19)(21)將校正數(shù)據(jù)各自串行輸出到一個計數(shù)器(10)(11)(12)上，計數(shù)器的作用是積分，把校正量積分成為亮度校正信號和行位置、場位置基準(zhǔn)信號。亮度校正信號直接控制視頻輸出緩沖放大器(5)的增益，以保證亮度的均勻。行位置、場位置基準(zhǔn)信號經(jīng)跟蹤控制電路及PWM(22)變成行偏轉(zhuǎn)線圈及幀偏轉(zhuǎn)線圈中的電流，使其高精度地跟隨基準(zhǔn)信號，以保證在掃描區(qū)域內(nèi)行場線性度及正確地選色。
權(quán)利要求
1.一種全數(shù)字式無陰罩板彩色顯像管、顯示管控制電路，它由圖象刷新部分、圖形校正部分和控制部分組成，其特征在于亮度、行、場線性及選色控制中沒有檢測掃描偏差的附加掃描及附加熒光粉條。全部采用預(yù)先計算好的偏差校正數(shù)據(jù)場進(jìn)行開環(huán)數(shù)字校正控制，可以使用單個系統(tǒng)實現(xiàn)單槍單束無陰罩板彩色顯示系統(tǒng)，也可以以多槍矩陣排列方式形成無陰罩超大屏幕，它可精確地解決予屏之間的幾何銜接與亮度銜接；
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的全數(shù)字式無陰罩板彩色顯像管、顯示管控制電路，其特征在于圖形校正部分采用了亮度偏差、行偏差和幀偏差存儲體(7)(8)(9)，它們與圖象存儲體同步工作，與圖象數(shù)據(jù)點點相對應(yīng)，對電子束可能出現(xiàn)的位置誤差及亮度誤差進(jìn)行校正；
3.根據(jù)權(quán)力要求1、2的全數(shù)字式無陰罩板彩色顯像管控制電路，其特征在于設(shè)計了專用的測試圖案及測試設(shè)備，由計算機(jī)預(yù)先檢測每一點、每一條掃描線及整個屏幕內(nèi)的位置和亮度誤差，并計算出整個屏幕內(nèi)的各行各點的位置和亮度的修正量，形成三個圖形偏差校正的數(shù)據(jù)場(L—亮度校正、H—行校正、V—場校正)，以期針對各電子槍及偏轉(zhuǎn)線圈的特異性進(jìn)行校正；
4.根據(jù)權(quán)力要求1的全數(shù)字式無陰罩板彩色顯像管、顯示管控制電路和權(quán)力要求3的圖形偏差校正的數(shù)據(jù)場，其特征在于利用了二維相關(guān)性對校正數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，以減小內(nèi)存；
5.根據(jù)權(quán)力要求1的全數(shù)字式無陰罩板彩色顯像管、顯示管控制電路，其特征在于它使用了增益可控的視頻緩沖放大器5，實現(xiàn)整個顯示區(qū)哉內(nèi)的亮度均勻；
6.根據(jù)權(quán)力要求1的全數(shù)字式無陰罩板彩色顯像管、顯示管控制電路，其行征在于同時采用了PWM(22)的行，幀驅(qū)動電路。
全文摘要
無陰罩板彩色顯像管、顯示管的全數(shù)字式控制電路,使用全數(shù)字控制系統(tǒng)對掃描畫面二維場上的每一點的三個參數(shù)偏差(亮度偏差、行位置偏差和場位置偏差)作三個數(shù)字校正二維表,以期對整個視場進(jìn)行精確的校正。其中包括保證行線性的S校正、幀線性、屏幕的四角與中心亮度的均勻和形成無陰罩板的隔行掃描的復(fù)雜的場偏轉(zhuǎn)電流。由于取消了陰罩板,同樣亮度下高壓功率節(jié)約了3/4,取消了調(diào)整部件,節(jié)約了工時及工裝成本。
文檔編號H04N9/22GK1187738SQ9710500
公開日1998年7月15日 申請日期1997年1月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月6日
發(fā)明者曾碚凱, 曾培龍 申請人:曾碚凱, 曾培龍