Устройство управления матричным экраном

 

Использование: телевизионная техника, в устройствах воспроизведения изображений на матричном электролюминесцентном экране. Сущность изобретения: устройство управления матричным экраном содержит матричный экран, блоки двунаправленных регуляторов тока столбцов и строк, блоки ключей постоянного тока, распределитель импульсов столбцов, распределители импульсов строк, блок синхронизации, ждущий генератор, диод, генератор импульсов возбуждения, источник напряжения управления столбцов, триггер. Изобретение позволяет упростить устройство и повысить качество изображения. 3 ил.

Изобретение относится к электронной технике и может найти применение в устройствах воспроизведения изображений на матричном электролюминесцентном экране.

Известно устройство управления телевизионным матричным экраном, содержащее аналого-цифровой преобразователь, блок синхронизации, распределитель импульсов, три группы регистров, группу трехразрядных регистров, группу двухразрядных регистров и группу одноразрядных регистров. Устройство обеспечивает полное воспроизведение сигнала благодаря широтно-импульсному преобразованию входного видеосигнала для каждого столбца матричного экрана. Однако данное техническое решение сложно в реализации и громоздко.

Известен коммутатор матричной индикаторной панели, содержащий матрицу элементов И, в которой первые входы элементов И по горизонтали соединены с горизонтальной шиной, вторые входы элементов И по вертикали соединены с вертикальной шиной, два блока управления, входы установки "0" которых соединены между собой, выходы первого блока управления, на вход которого подан строчный синхроимпульс, соединены соответственно с вертикальными шинами матрицы элементов И, последняя вертикальная шина которой соединена с входом второго блока управления, при этом выходы блока запрета подключены соответственно к горизонтальным шинам матрицы элементов И, а первые входы блока запрета соединены соответственно с выходами второго блока управления, вторые входы блока запрета соединены вместе и подключены к выходу RS-триггера и к входу дифференцирующей цепочки, выход которого через первый вход элемента ИЛИ-НЕ, подключенного вторым входом к входу установки "0" RS-триггера, соединен с входом установки "0" блоков управления, первый и второй входы элемента И соединены с входом соответственно первого и второго блоков управления, а выход элемента И подключен к входу установки "1" RS-триггера, на вход установки "0" которого подан кадровый синхроимпульс.

Известное устройство блоков управления предусматривает наличие распределителей импульсов, а входные цепи подачи кадровых и строчных синхроимпульсов - наличие блока синхронизации.

Устройство осуществляет поочередную упорядоченную коммутацию вертикальных шин матрицы с регулируемой задержкой коммутации, однако не обеспечивает получение качественного полутонового изображения ввиду отсутствия элементов управления градациями яркости матричного экрана.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение качества изображения.

Цель достигается тем, что строки и столбцы матричного экрана подключены к выходам блоков двунаправленных регуляторов переменного тока строк и столбцов соответственно, первый и второй выходы генератора импульсов возбуждения подключены соответственно к первому входу блока регулятора переменного тока столбцов, а через диоды соединены с источниками напряжения строк и столбцов, входы управления блоков регуляторов подключены соответственно к выходам первого, второго третьего блоков ключей постоянного тока, входы управления которых соединены с выходами распределителей импульсов, входы которых подключены параллельно к выходу блока синхронизации и входу генератора импульсов возбуждения, причем между входом распределителя импульсов столбцов и выходами блока синхронизации подключены последовательно соединенные ждущий генератор и ключ оптронной развязки.

Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями, так как не обнаружено технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемое решение от прототипа.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 - схема генератора двухполярных импульсов возбуждения.

Устройство содержит матричный экран (N x M) 1, блок 2 двунаправленных регуляторов переменного тока столбцов, блоки 4, 5 двунаправленных регуляторов переменного тока строк, блоки 5-7 ключей постоянного тока, распределитель 8 импульсов столбцов, распределитель 9, 10 импульсов строк, блок 11 синхронизации, ждущий генератор 12, ключ 13 оптронной развязки, генератор 14 импульсов возбуждения, источник 15 напряжения управления строк, источник 16 напряжения управления столбцов, общую (среднюю) шину 17 генератора 14, общую шину 18 источника 15, общую шину 19 источника 16, диоды 20, 21, триггер 22. Блоки 2, 3 и 4 содержат объединенные по входу и разделенные по выходу симмтричные тиристоры 23. Генератор 14 возбуждения импульсов (фиг. 3) содержит источник 24 постоянного напряжения, электронный переключатель 25, счетный триггер 26.

Столбцы матричного экрана 1 связаны с выходами блока 2 двунаправленных регуляторов переменного тока столбцов, причем число выходов блока равно количеству столбцов. Вход регулятора параллельно соединен с первым полюсом выхода генератора 14 импульсов возбуждения и диодом 21 развязки. Выходы управления блока 2 регуляторов, число которых равно числу выходов регулятора 2, соединены с выходами блока 5 ключей постоянного тока столбцов. Входы управления блока ключей соединены с выходами распределителя 8 импульсов, вход которого соединен с выходом ключа 13 оптронной развязки. Вход ключа 13 оптронной развязки соединен с выходом ждущего генератора 12. Выход блока 11 синхронизации параллельно соединен с входами ждущего генератора 12, распределителей 9, 10 импульсов и генератора 14 импульсов возбуждения. Выходы распределителей 9 и 10 импульсов подключены к входам управления блоков ключей 6 и 7 соответственно. Выходы блоков ключей 6 и 7 подключены к входам блоков регуляторов тока строк 3 и 4 соответственно. Выходы блока 3 регуляторов тока строк 3 и 4 соответственно. Выходы блока 3 регуляторов тока строк подключены к нечетным строкам матричного экрана (С₁. . . С_n-1), а выходы блока 4 регуляторов тока строк - к четным его строкам (С₂. . . С_n). Выходы распределителей 9 и 10 импульсов подключены на выходы триггера 22, выходы которого подключены на входы разрешения/запрета работы распределителей 9 и 10 импульсов. Источники 15 и 16 напряжения подключены через диоды 20 и 21 соответственно к входам регуляторов 3, 4 и 2 тока. Генератор 14 импульсов возбуждения (фиг. 3) содержит источник 24 постоянного напряжения, имеющий два разнополярных выхода, подключенных к электронному переключателю 25, и общую шину 17. Выходы электронного переключателя 25 являются полюсами возбуждения 14. Вход управления электронного переключателя 25 соединен с выходом счетного триггера 26, вход которого соединен с выходом блока 11 синхронизации.

Устройство работает следующим образом. Блок 11 синхронизации вырабатывает кадровые и строчные (фиг. 2) синхроимпульсы. Кадровые синхроимпульсы по входу (сброс) устанавливают распределители 8-10 импульсов в исходное состояние, при котором ключи блоков 5-7 разомкнуты, коммутация элементов матрицы отсутствует. Строчные синхроимпульсы с блока 11 синхронизации поступают на вход распределителей 9, 10 импульсов, на генератор 14 импульсов возбуждения и на ждущий генератор 12. Распределители 9 и 10 импульсов работают поочередно, управляемые триггером 22. Распределитель 9 импульсов управляет переключением нечетных строк матричного экрана 1 (С₁. . . С_n-1), а распределитель 10 импульсов - четных строк (С₂. . . С_n).

Ждущий генератор 12 синхронизируется и вырабатывает импульсы частотой f_r = Mf_c, где f_c - частота строчных синхроимпульсов; М - число вертикальных шин (столбцов) матрицы. Импульсы со ждущего генератора 12 через ключ 13 оптронной развязки поступают на распределитель 8 импульсов. Генератор 14 импульсов возбуждения синхронизируется строчными синхроимпульсами и вырабатывает двуполярные импульсы высокого напряжения возбуждения матричного экрана 1 частотой f_b = f_c/2. При наличии напряжения на выходе не связанных источников 15 и 16 напряжения происходит упорядоченная коммутация столбцов каждой строки матричного экрана 1. Матричный экран 1 содержит нечетное число строк, и в нечетный номер кадра на элементы нечетных строк подаются импульсы возбуждения положительной полярности, а на элементы четных строк - импульсы возбуждения отрицательной полярности. Для четных номеров кадров происходит переполяризация элементов: на элементы нечетных строк подаются импульсы возбуждения отрицательной полярности, а на элементы четных строк - импульсы возбуждения положительной полярности (фиг. 2).

Таким образом осуществляется симметричный перезаряд емкостей элементов электролюминесцентного матричного экрана 1, что необходимо для его работы, возникает упорядоченное свечение пикселей экрана 1.

Блоки 2-4 двунаправленных регуляторов переменного тока работают следующим образом. Известно, что яркость излучения элементов электролюминесцентного экрана зависит от величины тока через эти элементы. Для коммутации элементов электролюминесцентного экрана могут применяться двунаправленные переключатели переменного тока, например симметричные тиристоры. При токе управления этими тиристорами в пределах существования неотпирающего тока они работают в линейном режиме как двунаправленные регуляторы переменного тока.

Источник 15 напряжения вырабатывает напряжение, при котором возникает отпирающий ток симметричных тиристоров 23, протекающий по цепи источник 15 напряжения, диод 20 развязки, управляющий электрод тиристора 23, силовой электрод одного из симметричных тиристоров 23, один из ключей блока ключей 6 (7), общая шина 18. Симметричный тиристор 23 отпирается, подключая выбранную строку к генератору 14 двуполярных импульсов возбуждения. Аналогично подключаются к генератору 14 возбуждения симметричные тиристоры 23 блока 2 двунаправленных регуляторов переменного тока столбцов, вход которых подключен к выходу источника 16 напряжения (например к усилителю видеосигнала). Однако симметричные тиристоры блока 2 регуляторов переменного тока, коммутирующие столбцы матричного экрана 1, управляются неотпирающим током источника 16 напряжения. Поэтому они находятся в линейном усилительном режиме. Таким образом, осуществляется поэлементное регулирование тока в строке, а следовательно, и яркости, подобно тому как осуществляется распределение яркости в строке при обычной телевизионной развертке.

Линейный усилительный режим симметричных тиристоров применим здесь ввиду малости регулируемого тока через элемент, составляющего от единиц до сотен мкА, т. е. находящегося в области усилительного режима тиристора. Данный усилительный режим тиристора характеризуется некоторым временем запаздывания рассеивания накопленного заряда, зависящим от параметров импульса управления, возникающего при переключении ключа постоянного тока блока 5. Поэтому величина неотпирающего тока симметричного тиристора влияет как на величину тока через тиристор - элемент матричного экрана 1, так и на длительность достаточной проводимости тиристора, которая составляет от единиц до десятков мкс.

Возбуждение симметричных тиристоров 23 блока 2 импульсами длительностью, составляющей 0,1. . . 1 мкс, вызывает смещенную на эту длительность реакцию длительностью 1. . . 20 мкс в зависимости от уровня управляющего сигнала (видеосигнала).

Таким образом, элементы экрана получают дозированную энергию, достаточную для нормальной работы.

При напряжении источника 16, создающем отпирающий ток через тиристоры 23 блока 2 регуляторов тока, так же как и блоков 3 и 4 регуляторов тока, симметричные тиристоры 23 работают в нормальном ключевом режиме. В этом случае матричный экран 1 работает в дисплейном режиме отображения знакографической информации.

Исследования режимов управления матричным тонкопленочным электролюминесцентным экраном проводились с использованием тиристоров КУ103В.

Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет получить полутоновое изображение на матричном электролюминесцентном экране. По сравнению с известными техническими решениями предлагаемое изобретение обеспечивает получение большой глубины регулировки яркости, а следовательно, и улучшенное качество изображения при простоте схемной реализации.

Устройство применимо для воспроизведения телевизионной информации, статической и динамической индикации элементов знакомест типа семисегментных индикаторов и др. (56) Авторское свидетельство СССР N 1480151, кл. H 04 N 5/66, 1989.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МАТРИЧНЫМ ЭКРАНОМ , содеpжащее блок синхpонизации, pаспpеделитель импульсов столбцов, pаспpеделитель импульсов стpок, тpиггеp, отличающееся тем, что, с целью упpощения и улучшения качества изобpажения входы стpок и столбцов матpичного экpана подключены к выходам введенных блоков двунапpавленных pегулятоpов пеpеменного тока стpок и столбцов соответственно, пеpвый и втоpой выходы введенного генеpатоpа импульсов возбуждения подключены соответственно к пеpвому входу блока двунапpавленных pегулятоpов пеpеменного тока стpок и входу блока двунапpавленных pегулятоpов пеpеменного тока столбцов чеpез диоды соединенные с источниками напpяжения стpок и столбцов, а выходы упpавления блоков pегулиpования подключены соответственно к выходам пеpвого, втоpого, тpетьего введенных блоков ключей постоянного тока, входы упpавления котоpых соединены с выходами pаспpеделителей импульсов стpок и столбцов, входы котоpых подключены паpаллельно к входу блока синхpонизации и входу генеpатоpа импульсов возбуждения, выход каждого из котоpых подключен чеpез диод к выходам генеpатоpа импульсов возбуждения, вход котоpого соединен с входом pаспpеделителя импульсов стpок, с входом введенного ждущего генеpатоpа и выходом блока синхpонизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3