Устройство управления матричным экраном Советский патент 1989 года по МПК H04N5/66 

йо о и

,,,

И зобретение относится к радиоэлектронике и может найти применение в устройствах воспроизведения изо&ражеШ1Й .

Целью изобретения является повышение надежности работы матричного экрана путем снижения пиковых токовых и мощностных нагрузок.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предлагаемого устройства управления матричным экраном; на фиг. 2 - временные диаграммы, иллк1стрирую1цие работу устройства; на фиг. 3 - структурная схема блока син- хронизации; на фиг. 4 - структурная схема первого блока выбора строки; на фиг. 5 - структурная схема второго блока выбора строки; на фиг. 6 - структурная схема блока задержки и хранения информации.

Устройство управления матричным экраном содержит: блок 1 задержки и хранения информации, блок 2 формирования управлякщих импульсов, пер- 1 вый блок 3 выбора строки, второй блок 4 выбора строки, первый генератор Ь тока, коммутатор 6, второй генератор 7 тока, матричный экран 8.

Блок 2 формирования управляющих сигналов (фиг. 1) содержит формирователи 9-11 импульсов заряда и разряда, импульсов Запись и Импульсов Строб соответственно. Первый блок 3 выбора строки (фиг. 4) содержит RS-триггер 12, М-разрядный регистр сдвига 13 (М - число строк экрана), элементы И 14 и ИЛИ 15, ключи 16.

Второй блок 4 выбора строки (фиг.5 содержит двухраэрядный счетчик 17, М-разрядный сдвиговый регистр 18, элементы ИЛИ 19 и ключи 20.

Блок 1 задержки и хранения инфор- ма1:щи (фиг. 6) содержит последова- тепьный N-разрядный регистр 21 сдвига (N - число столбцов экрана), параллельный буферный рег истр 22 и ключи 23.

Устройство работает следующим образом.

На входы устройства подается входная информация в виде двоичной последовательности импульсов, тактовая, час тота, строчные и кадровые синхрони

зирую1цие импульсы (фиг. 2 з, д, г, а соответственно). Блок 2 вырабатывает из приходящих строчных и кадровых синхроимпульсов сигналы Запись, Заряд, Разряд, Строб, которые

10

20

25

jj

) .с

3189214

изображены на фиг. 2 и, б, в, к соответственно. Блок 1 задержки и хранения информации осуществляет задержку информации на длительность одной строки, параллельную перезапись ее в буферную память и хранение в течение времени индикa I и строки, что необходимо для одновременного обращения ко всем элементам изображения одной строки. Блок 3 выбора строки обеспечивает поочередную выборку строк экрана путем подключения их к отрицательному источнику питания (-Е), блок 4 выбора строки осуществляет очередной разряд емкостей экрана после их высвечивания. Генераторы Ь и 7 тока ограничивают ток заряда и разряда емкости строки. Коммутатор 6 производит переключение высоковольтных шин источника питания в соответствии с описанным алгоритмом.

Рассмотрим работу устройства с момента прихода кадрового синхроимпульса. По фронту этог о импульса коммутатор 6 подключает генератор 7 тока к шине (+Е) положительного источника питания, а генератор 5 тока - к общей шине. Одновременно генераторы 5 и 7 тока переключаются в режим повышенного выходного тока, равного суммарному току заряда всех строк экрана и происходит обнуление регистров 13 и 18 ков 3 и 4 выбора строк. На третий вход блока 4 выбора строк подается сигнал Заряд (фиг. 26), который открывает все ключи 20 этого блока, и происходит заряд емкостей всех строк экрана до напряжения положительного источника питания через генератор 7 тока. После окончания импульса Заряд , длительность которого выбирается 0,Ь-0,7 длительности кадрового-ч. синхроимпульса, все ключи 20 блока 4 закрываются, а на вход блока 3 выбора строк поступает сигнал Разряд (фиг. 2в), которьш открывает все ключи 16 блока 3 и происходит разряд емкостей всех строк экрана через генератор 5 тока до нулевого потенциала. Таким образом, во время кадрового синхроимпульса на всех строках экрана формируются положительные импульсы напряжения трапециевидной формы (фиг. 2 е, ж). Этот процесс повторяется для каждого кадра.

После окончания кадрового синхроимпульса коммутатор 6 подключает генератор 7 тока к общей 1шне, а генера30

35

40

50

55

тор 3 тока - к шине отрицательного источника питания. Одновременно генераторы 5 и 7 тока переключаются в режим, обеспечивающий ток, равный току заряда одной строки. На вход блока 3 выбора строки начинают поступать строчные синхроимпульсы. После прихода первого синхроимпульса первый выход блока 3 подключает первую строку экрана через генератор 3 тока к шине отрицательного источника питания (-Е) Подключение происходит с задержкой, равной половине длительности строки, которая обеспечивается подачей импуль сов Строб на вход блока 3. Эта задержка необходима для уменьшения паразитной подсветки экрана информацией предьдущей строки. Ток заряда строки выбирается таким образом, что- бы за вторую половину длительности строки (до окончания следующего строчного синхроимпульса) емкость строки успела зарядиться до напряжения (-Е) (отрицательного источника питания) (фиг. 2е). Ключ первой строки остается открытым до.прихода второго строчного синхроимпульса, поддерживая на этой строке напряжение -Е, затем он

10

. . -15 20 3189216

строки и выбранного столбца светятся, так как напряжение на них вьшге порога зажигания, а остальные остаются темными, т.е. на экране может быть отображена любая двухграда- цнонная информаш1я.

Предлагаемое устройство управления позволяет ограничить импульсные токи заряда емкостей экрана, что по- вьпиает его надежность. Кроме этого, для коммутации экрана возможно использовать простые ключи с открытым коллектором или стоком с максимальным напряжением, равным Е. Ключи коммутатора 6 должны быть рассчитаны на напряжение 2Е.

Блок 2 синхронизации (фиг. 3) работает следующим обрнхяом.

Кадровые синхроимпульсы поступают на формирователь 9, который может представлять собой, например, ждущий ьгультивибратор, запускающийся по фронту кадрового синхроимпульса. На своем первом выходе он вырабатывает

rii

25

положительный импульс Заряд (фиг. 26), длительность которого составляет 0,6-0,7 длительности кадрового синхроимпульса. На втором выходе

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может найти применение в устройствах воспроизведения изображений. Цель изобретения - повышение надежности работы матричного экрана путем снижения пиковых токовых и мощностных нагрузок. В устройство, содержащее блок 1 задержки и хранения информации, блок 3 выбора строки, матричный экран 8, введены блок 2 формирования управляющих импульсов, блок 4 выбора строки, два генератора 5,7 тока и коммутатор 6. Блок 2 вырабатывает из приходящих строчных и кадровых синхроимпульсов сигналы "Запись", "Заряд", "Разряд", "Строб". Блок 4 осуществляет очередной разряд емкостей экрана после их высвечивания. Генераторы 5 и 7 ограничивают ток заряда и разряда емкости строки. Коммутатор 6 производит переключение высоковольтных шин источника питания в соответствии с определенным алгоритмом устройство позволяет ограничить импульсные токи заряда емкостей экрана, что повышает его надежность. 6 ил.

закрывается и открывается первый ключ зо формирователя 9 вырабатывается им20 блока 4 выбора строки, который через генератор 7 тока разряжает емкость этой строки до нулевого потенциала. Ток разряда выбирается таким образом,чтобы до начала следующего синхроимпульса емкость строки успела разрядиться до нуля. Таким образом, на строке формируется отрицательный импульс напряжения трапециевидной формы. Этот процесс повторяется для ,каждой строки экрана (фиг. 2 е,ж). В результате к строкам экрана 8 оказывается приложено переменное напряжение с амплитудой Е, значение которой выбирается меньше, чем порог зажигания экрана.

На столбцы экрана с блока 1 задержки и хранения информации одновременно подается положительное или нулевое напряжение (в соответствии с записанной информацией), Величина подаваемого яа столбцы напряжения должна быть выбрана таким образом, чтобы в сумме с напряжением -Е обеспечить превышение порога зажигания экрана с одной стороны и не превысить его пробивного напряжения с другой стороны. В результате элементы изображения, расположенные на пересечении выбранной

40

пульс Разряд (фиг. 2в), который н чинается сразу после окончания импу са Заряд и продолжается до оконча ния кадрового синхроимпульса. Он мо og жет быть сформирован как разность

между длительностью кадрового синхр импульса и длительностью импульса Заряд на элементе И. Для осуществл ния этой операции на первый вход эл мента И подается кадровый синхроим-. пульс, а на второй - инвертированны импульс Заряд. Формирователь 10 и пульса Запись представляет собой повторитель, который формирует из строчных синхроимпульсов с повьппен- ной нагрузочной способностью, так как этот выход работает на большое число входов логических элементов. Формирователь 11 импульсов Строб

(фиг. 2к) представляет собой ждущий мультивибратор, запускающийся по срезу строчного синхроимпульса. Он вырабатывает на своем выходе инверсные импульсы, длительность кото рых равна половине длительности активной части строки и которые используются для задержки начала заря да выбранной строки.

45

50

55

0

пульс Разряд (фиг. 2в), который начинается сразу после окончания импульса Заряд и продолжается до окончания кадрового синхроимпульса. Он мо- g жет быть сформирован как разность

между длительностью кадрового синхро.7 импульса и длительностью импульса Заряд на элементе И. Для осуществления этой операции на первый вход элемента И подается кадровый синхроим-. пульс, а на второй - инвертированный импульс Заряд. Формирователь 10 импульса Запись представляет собой повторитель, который формирует из строчных синхроимпульсов с повьппен- ной нагрузочной способностью, так как этот выход работает на большое число входов логических элементов. Формирователь 11 импульсов Строб

(фиг. 2к) представляет собой ждущий мультивибратор, запускающийся по срезу строчного синхроимпульса. Он вырабатывает на своем выходе инверсные импульсы, длительность которых равна половине длительности активной части строки и которые используются для задержки начала заряда выбранной строки.

5

0

5

1

Блок 3 выбора строки (фН1 . 4) работает следующим образом.

Кадровые синхроимпульсы сбрасывают в нуль все выходы регистра 13 и устанавливают выход триггера 12 в состояние Q 1. При поступлении на вход импульса Разряд от блока 2 он проходит чер ез элемент ИЛИ 15 на входы ключей 16, которые открываются на время действия этого импульса. После окончания кадрового импульса на первый вход начинают поступать строчные синхроимпульсы. Первый строчньш синхроимпульс, поступающий на вход с ре гистра 13 записывает 1 с выхода тригг ера 12 в первый разряд регистра 13. Этот сигнал устанавливает тригге 12 в нулевое состояние. Одновремен

но, он поступает на вход первого эле-рп процесс повторяется.

35

мента И 14, на второй вход которой с входа блока 2 поступает инверсньй импульс Строб. По окончанию импульса Строб на вькоде элемента И 14 появляется 1, которая проходит че- 25 рез элемент ИЛИ 15 и открывает ключ 16 первой строки. Второй строчный синхроимпульс переписьшает 1 из первого разряда регистра 13 во второй, а в первый записывается О с выхода триггера 12. Единица с второго разряда через первый элемент ИЛИ 3 удерживает ключ первой строки в открытом состоянии до прихода третьего строчного синхроимпульса, после чего он закрывается. Этот процесс повторяется для каждой строки, по мере продвижения 1 вдоль регистра 13.

Баок 4 выбора строки (фиг. 5) работает следующим образом.

На второй вход блока поступает кадровый синхроимпульс, который обнуляет все выходы регистра 18 и устанавливает счетчик Г/ в состояние Q 0. одновременно, на третий вход от блока 2 поступает импульс Заряд, который через элемент ИЛИ 19 открывает все ключи строк 20. После окончания импульса Заряд ключи закрьшают- ся. После окончания кадрового синхроимпульса на первый вход начинают поступать строчные синхроимпульсы. Первый строчный синхроимпульс не изменяет состояние регистра 18, так как на информационный вход D регистра поступает и с выхода Qj счетчика 19. Счетчик 19 имеет два разряда и второй строчный импульс устанавливает выход О. в состояние 1, при этом, на инБлок 1 задержки и мации (фиг. 6) работ разом.

Входная информаци ной последовательнос первый вход. На втор ет тактовая частота. пись входной информа в течение активной д 0 ки. Число разрядов р числу столбцов экран ния регистра 21 по с поступающему на вход исходит параллельная формации из регистра регистр 22, с выхода тупает на- ключи 23, руют соответствующие либо на общую. шину л ный источник питания

Таким образом, пр вание информации стр Одновременно в регис ся информация второй по следующему импуль новляет информацию в т.д.

40

45

50

55

Формула изо

Устройство управл экраном, содержащее хранения информации, входы которого являю но информационным и устройства управлени ном, а выходы соедин вукяцими входами стол экрана, к входам стр

8

версном вьтходе Q О, которьп поступает на Е}ход разрешения счета V и блокирует тактовый вход С. Состояние счетчика будет сохраняться до прихода следуимцег о кадрового синхроимпульса. Третий строчный синхроимпульс запишет 1, поступающую на информационный

вход регистра 18 с выхода счетчика 17 в первый разряд регистра. Этот сигнал через элемент ИЛИ 19 поступает на вход ключа первой строки 20 и открывает его. Следующий строчный синхроимпульс продвигает 1 во второй разряд регистра 18 и открывает ключ второй строки, при этом ключ первой строки останется также замкнут и т.д. Так продолжается до прихода следующего кадрового синхроимпульса, после чего

5

Блок 1 задержки и хранения информации (фиг. 6) работает следующим образом.

Входная информация в виде двоичной последовательности подается на первый вход. На второй вход поступает тактовая частота. Происходит запись входной информации в регистр 21 в течение активной длительности стро- ки. Число разрядов регистра 21 равно числу столбцов экрана. После заполнения регистра 21 по сигналу Запись, поступающему на вход от блока 2 происходит параллельная перезапись информации из регистра 21 в буферный регистр 22, с выхода которого она поступает на- ключи 23, которые коммутируют соответствующие столбцы экрана либо на общую. шину либо на положительный источник питания .

Таким образом, происходит высвечивание информации строки на экране. Одновременно в регистр 21 записывается информация второй строки, которая по следующему импульсу Запись обновляет информацию в регистре 22 и т.д.

0

5

Формула изобретения

Устройство управления матричным экраном, содержащее блок задержки и хранения информации, первый и второй входы которого являются соответственно информационным и тактовым входами устройства управления матричным экраном, а выходы соединены с соответст- вукяцими входами столбцов матричного экрана, к входам строк которого под

ключены соответствующие выходы первого блока выборки строки, первый вход которого является входом строчных синхроимпульсов, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности работы матричного экрана путем снижения пиковых токовых и мощ- ностных нагрузок, введены два генератора тока, коммутатор, первый и второй вьЬсоды которого соединены с первыми входами первого и второго генераторов тока, второй блок выборки строки и блок формирования управляющих импульсов, к первому входу которого подключены первые входы первого и второго блоков выбора строки, второй вхо соединен с вторыми входами первого и второго блоков выбора строки, вторьми входами первого и второго генераторов

тока, первым входом коммутатора и является входом кадровых синхроимпульсов, а первый, второй, третий и четвертый выходы соединены соответственно, с третьим входом блока задержки и хранения информации, третьим входом второго блока выбора строки и третьим и четвертым входами первого блока выбора строки, к пятому входу которого подключен выход первого генератора тока, при 3TOMi выход второго генератора тока соединен с четвертым входом второго блока выбора строки, выходы которого соединены с выходами первого блока выбора строки, а второй, третий и четвертый входы коммутатора являются входными шинами питания .

FH

j;

LZ

f-crp о

)

10

фие.З f( fmpo/ftff gftflOMd 8

ff 5/roHai So

H B/foHdM

1

J

-4

11

2

1Ы«У21

Н стропам 9ffpcf a 8

/У (a/ 3fipQf c( 8

А/

ff-1

//С7

/V

А/-/

/f If/юн ц

г

N

н-1

utf.

П

фие.В

V

fj

t i

7

f