ＣＲＴ顯示器控制參數自動調節電路

陳忠民

新型顯示器不僅屏幕尺寸擴大了、分辨率提高了，而且各項參數均能在分辨率重新設置后自行調節，有極佳的易用性。本文介紹多頻顯示器控制參數的自動調節電路。

自動調節的一般方法

多頻同步顯示器能夠自動適應顯示模式的變化，捕捉同步信號，實現行、場掃描的同步而不致于發生顯示混亂的情況，同時又能在信號頻率變化時自動調節行、場電路的工作狀態，使畫面的幅度（行幅和場幅）不發生明顯的變化。具體表現在下述幾個方面：

1. 控制行、場振蕩器的振蕩頻率，迫使行、場振蕩頻率和相位與外部輸入的行同步信號同步；

2. 作為場幅控制信號，控制場掃描電路場幅控制端，使得場幅不隨場頻的增加而縮?。?/p>

3. 改變行逆程電容容量，使其隨行頻的升高而增加，保持逆程脈沖幅度的穩定，從而使行輸出變壓器副邊的中、高壓保持穩定，以實現亮度的穩定；

4. 改變行偏轉電路中S校正電容的容量，使其隨行頻的升高而增加，使得顯示的圖像不隨行頻的變化而產生S形幾何失真。

為了達到上述目的，常見的實現方法有兩種。一種方法是利用頻率/電壓轉換集成電路LM331N將各種顯示模式下的同步信號的不同頻率轉換成相應的直流電壓信號，在顯示器的自動調節電路中可以使用該電壓信號實現上述所有項目的自動控制。另一種方法是利用多頻顯示器專用的同步信號處理集成電路WT8043或WT8045等直接控制顯示器的各部分電路，實現顯示控制參數的自動調節。下面詳細介紹這兩種自動調節電路的實現原理。

LM331N構成的參數自動調節電路

LM331N是一種精密頻率/電壓轉換器，它有兩種封裝形式，如圖1所示。該集成電路采用一種“能隙基準電路”，使之具有非常好的溫度特性，當電源在3.9~40V范圍內變化時，f/V轉換的精度可達±0.01%。LM331也可以反過來作為V/f轉換器使用。

圖2是由LM331N構成的頻率/電壓轉換電路，圖中的fH是是行同步輸入信號頻率，VH是輸出電壓，該電路的功能是將不同的輸入信號頻率fH轉換成不同的直流輸出電壓VH。

在由LM331N構成的f/V轉換電路中，VH和fH之間存在確定的線形關系，VH = kfH。其中k是一個常數，它由外接R、C元件的參數決定，可以用公式k = 2.09×RL/RS×(Rt×Ct)進行計算，其中RL為外部負載電阻、RS為基準電流調節電阻、Rt為定時電阻、Ct為定時電容。在上面的電路中，k = 2.09×RL/(VR1+R5)×(Rt×Ct) ≈ 0.27。

根據上述關系，可以算出各種顯示模式所對應的VH：VCGA= 0.27×15.6 ≈4.2V， VEGA= 0.27×21.7 ≈ 5.9 V，VVGA= 0.27×31.5 ≈ 8.5V。

該芯片的供電電壓Vc可根據實際需要確定，如果需要輸出的電平高，則應提高供電電壓，一般可取+5~+27V。

由頻率/電壓轉換電路得到了隨行頻fH作線形變化的電壓VH，利用VH就可以對各部分的電路參數進行自動調節了。下面是利用LM331構成的自動S 校正電路的一個實例。

顯示器中的S校正，是通過在偏轉電路中串聯電容（稱之為S校正電容Cs）來實現的，S自動校正實際上只能通過多個逆程電容CS0、CS1、CS2、CS3、…等的不同組合使S電容總容量發生變化，從而實現按頻率變化的分段補償。所以，不能直接使用VH，而必須進行相應的處理，將VH按照數值的變化進行分割，用分割后的電壓值去控制串聯在S校正電容回路中的電子開關，使其“通”或“斷”，以達到增加或減少電容個數的目的。

圖3是一個典型的自動S校正電路。行頻信號fH從LM331的6腳輸入，變換成電壓信號VH后，經過電壓跟隨器HA17538進行信號緩沖，送至四電壓比較器LM339的負極，在4個比較器的正極上由分壓電路提供了4個互不相同的對應于相應視頻模式的基準電壓Er1~Er4。我們已經知道，當顯示器分辨率設定較高時，fH較高，VH也高。當LM339四個比較器的公共正極上的電壓高于某個比較器的負極基準電壓時，則該比較器輸出低電平，使場效應管（其作用相當于電子開關）截止，該回路則處于斷開的狀態。

反過來，行頻越低，并聯的電容數量越多，S校正電容的容量也越大。作為極端的情況，當顯示模式被設定在該顯示器的最小分辨率狀態時，四個比較器均輸出高電平，四個場效應管均飽和導通，逆程電容為5個電容并聯的總容量，即CS = CS0 + CS1 + CS2+ CS3 + CS4。而當顯示模式被設定在該顯示器的最大分辨率狀態時，四個比較器均輸出低電平，這時逆程電容僅有CS0起作用。

采用LM331構成的自動調節電路實現參數的自動適應的方法，同樣可以實現亮度的自動控制。具體做法是：通過使用LM331輸出的電壓VH來改變逆程電容的數量或電路結構，以改變逆程電容的容量，達到亮度的自動控制，使屏幕亮度不隨頻率的升高而自然增大。

以LM331N為核心構成的自動調節電路，其輸出的電壓難以直接被自動調節電路使用，而需要另外的電路進行轉換，因而電路復雜，它正在被專用芯片WT8043所取代。

WT8043構成的參數自動調節電路

WT8043系列芯片（如圖4）是臺灣偉詮公司推出的多頻同步顯示器專用的同步信號處理IC，具有行頻與場頻鑒別、顯示狀態選擇、同步脈沖極性檢測與轉換等功能。使用該器件可實現多頻同步顯示器的自動幅度控制及行頻范圍的自行設定。

使用WT8043芯片實現行供電電壓的自動調節的方法是：在WT8043的輸出端產生隨頻率變化的控制電壓，利用該電壓來控制開關電源向行電路供電的電壓調節電路，使其輸出電壓隨頻率的增加而升高，所以簡便而可靠。

下面以OLITI牌15英寸彩顯為例，說明使用WT8043實現行幅度自動調節的原理和方法。圖5是具體電路。圖中Q803的工作狀態是受顯示器工作模式控制的，行頻改變，其基極電壓隨之改變，從而控制前級Q504及Q503的導通狀態，達到改變行供電電壓的目的。

當顯示模式為標準VGA（行頻為31.5kHz），WT8043的7、8、9腳均為高電平，D807、D808和D810均截止，此時的A點電壓較高，Q803截止，行電路僅由D507整流輸出供電，電壓較低。

當顯示器分辨率提高時，行頻隨之提高，D807、D808和D810中的三只二極管逐一導通，A點電壓隨之降低，改變了Q803的飽和導通狀態，其集電極電壓上升，抬高了Q504的基極電位，由于B點電壓高于C點電壓，因此Q503的c、e極之間有電流通過，D507因反偏而截止，行電路由D506整流供電。隨著行頻的升高，Q503導通程度提高，行電路供電電壓也隨之提高。

由此可見，行供電電壓的高低受控于行頻，如果行頻提高一個檔次，則A點電壓降低一個檔次，行電路供電電壓也升高一個檔次，這樣便克服了因行頻增加而行幅變窄的不利影響。