RU2010450C1

RU2010450C1 - Device for controlling matrix screen

Info

Publication number: RU2010450C1
Authority: RU
Inventors: А.П. Мантуло; В.И. Аствацатуров; Г.А. Харченко
Original assignee: Мантуло Анатолий Павлович; Аствацатуров Владимир Иванович
Priority date: 1991-01-03
Filing date: 1991-01-03
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: TV engineering. SUBSTANCE: device has matrix screen, units of two-directional regulators of current of columns and lines, d. c. switches units, column pulse distributor, line pulse distributor, synchronizing unit, one-shot generator, exciting pulse generator, columns control voltage source, flip-flop. EFFECT: simplified design; improved quality of image. 3 dwg

Description

Изобретение относится к электронной технике и может найти применение в устройствах воспроизведения изображений на матричном электролюминесцентном экране. The invention relates to electronic equipment and may find application in image reproducing devices on a matrix electroluminescent screen.

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. A control device for a television matrix screen comprising an analog-to-digital converter, a synchronization unit, a pulse distributor, three groups of registers, a group of three-bit registers, a group of two-bit registers and a group of single-bit registers. The device provides full signal reproduction due to pulse-width conversion of the input video signal for each column of the matrix screen. However, this technical solution is difficult to implement and cumbersome.

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. Known switch matrix display panel containing a matrix of elements And, in which the first inputs of the elements And horizontally connected to the horizontal bus, the second inputs of the elements And vertically connected to the vertical bus, two control units, the inputs of the installation "0" which are interconnected, outputs the first control unit, to the input of which a horizontal sync pulse is applied, are connected respectively to the vertical buses of the matrix of elements And, the last vertical bus of which is connected to the input of the second control unit, p In this case, the outputs of the inhibit block are connected respectively to the horizontal buses of the matrix of AND elements, and the first inputs of the inhibit block are connected respectively to the outputs of the second control unit, the second inputs of the inhibit block are connected together and connected to the output of the RS-trigger and to the input of the differentiating circuit, the output of which is through the first the input of the OR-NOT element connected by the second input to the input of the “0” setting of the RS flip-flop is connected to the input of the “0” setting of the control units, the first and second inputs of the And element are connected to the input of the first and W of the other control units, and the output of the And element is connected to the input of the “1” setting of the RS-flip-flop, to the input of the “0” setting of which a frame clock is applied.

Известное устройство блоков управления предусматривает наличие распределителей импульсов, а входные цепи подачи кадровых и строчных синхроимпульсов - наличие блока синхронизации. The known device control units provides for the presence of pulse distributors, and the input circuit supply of frame and horizontal sync pulses - the presence of a synchronization block.

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. The device carries out alternate ordered switching of the vertical matrix buses with an adjustable switching delay, however, it does not provide high-quality grayscale images due to the lack of controls for the gradation of brightness of the matrix screen.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение качества изображения. The aim of the invention is to simplify the device and improve image quality.

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. The goal is achieved by the fact that the rows and columns of the matrix screen are connected to the outputs of the blocks of bi-directional AC current regulators of rows and columns, respectively, the first and second outputs of the excitation pulse generator are connected respectively to the first input of the column AC regulator block, and through the diodes they are connected to the row voltage sources and columns, the control inputs of the blocks of regulators are connected respectively to the outputs of the first, second third blocks of DC keys, the control inputs of which are connected are connected to the outputs of the pulse distributors, the inputs of which are connected in parallel to the output of the synchronization block and the input of the excitation pulse generator, and between the input of the column pulse distributor and the outputs of the synchronization block are connected in series to the standby generator and the optocoupler isolation key.

Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями, так как не обнаружено технических решений, имеющих признаки, сходные с признаками, отличающими предлагаемое решение от прототипа. The proposed technical solution has significant differences, since no technical solutions have been found that have features similar to those that distinguish the proposed solution from the prototype.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 - схема генератора двухполярных импульсов возбуждения. In FIG. 1 shows a structural electrical diagram of a device; in FIG. 2 - time diagrams of the operation of the device; in FIG. 3 is a diagram of a bipolar excitation pulse generator.

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. The device contains a matrix screen (N x M) 1, block 2 bi-directional AC current regulators, blocks 4, 5 bi-directional AC current regulators, blocks 5-7 DC keys, a distributor of 8 pulse pulses, a distributor of 9, 10 pulse pulses, a block 11 synchronization, standby generator 12, optocoupler key 13, excitation pulse generator 14, row control voltage source 15, column control voltage source 16, common (middle) bus 17 of generator 14, common bus 18 of source 15, common bus 19 of the source 16, diodes 20, 21, trigger 22. Blocks 2, 3, and 4 contain symmetrical thyristors 23 connected at the input and separated at the output. The pulse excitation generator 14 (Fig. 3) contains a constant voltage source 24, an electronic switch 25, and a counting trigger 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.The columns of the matrix screen 1 are connected with the outputs of block 2 of bi-directional AC column regulators, and the number of outputs of the block is equal to the number of columns. The input of the controller is connected in parallel with the first pole of the output of the excitation pulse generator 14 and the isolation diode 21. The control outputs of the block 2 of the regulator, the number of which is equal to the number of outputs of the regulator 2, are connected to the outputs of the block 5 of the DC keys of the columns. The control inputs of the key block are connected to the outputs of the pulse distributor 8, the input of which is connected to the output of the optocoupler decoupling key 13. The input of the optocoupler decoupling key 13 is connected to the output of the standby generator 12. The output of the synchronization unit 11 is connected in parallel with the inputs of the standby generator 12, pulse distributors 9, 10 and the excitation pulse generator 14. The outputs of the distributors 9 and 10 pulses are connected to the control inputs of the key blocks 6 and 7, respectively. The outputs of the blocks of keys 6 and 7 are connected to the inputs of the blocks of current regulators of lines 3 and 4, respectively. The outputs of the block 3 current regulators rows 3 and 4, respectively. The outputs of block 3 of row current controllers are connected to the odd rows of the matrix screen (C ₁ ... C _n-1 ), and the outputs of block 4 of row current regulators are connected to its even rows (C ₂ ... C _n ). The outputs of the distributors 9 and 10 pulses are connected to the outputs of the trigger 22, the outputs of which are connected to the inputs enable / disable the operation of the distributors 9 and 10 pulses. Sources 15 and 16 of the voltage are connected via diodes 20 and 21, respectively, to the inputs of the regulators 3, 4 and 2 of the current. The excitation pulse generator 14 (Fig. 3) contains a constant voltage source 24 having two bipolar outputs connected to the electronic switch 25 and a common bus 17. The outputs of the electronic switch 25 are the excitation poles 14. The control input of the electronic switch 25 is connected to the output of the counting trigger 26, the input of which is connected to the output of the synchronization unit 11.

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).The device operates as follows. Block 11 synchronization produces personnel and lowercase (Fig. 2) clock pulses. Input clock frames (reset) set the 8-10 pulse distributors to their initial state, in which the keys of blocks 5-7 are open, there is no commutation of the matrix elements. Horizontal synchronization pulses from the synchronization unit 11 are fed to the input of the pulse distributors 9, 10, to the excitation pulse generator 14 and to the standby generator 12. The pulse distributors 9 and 10 operate alternately, controlled by the trigger 22. The pulse distributor 9 controls the switching of the odd rows of the matrix screen 1 (С ₁ _... With _n-1 ), and the impulse distributor of 10 pulses is even rows (C ₂ ... C _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).The waiting generator 12 is synchronized and generates pulses with a frequency f _r = Mf _c , where f _c is the frequency of the horizontal sync pulses; M is the number of vertical tires (columns) of the matrix. The pulses from the standby generator 12 through the key 13 optocoupler isolation arrive at the distributor 8 pulses. The generator 14 of the excitation pulses is synchronized by horizontal sync pulses and produces bipolar pulses of high excitation voltage of the matrix screen 1 with a frequency f _b = f _c / 2. If there is voltage at the output of unconnected voltage sources 15 and 16, an ordered switching of the columns of each row of the matrix screen 1 occurs. The matrix screen 1 contains an odd number of rows, and excitation pulses of positive polarity are fed to the odd number of the frame, and the elements of even rows - excitation pulses of negative polarity. For even frame numbers, the elements are repolarized: excitation pulses of negative polarity are supplied to the elements of odd lines, and excitation pulses of positive polarity are sent to the elements of even lines (Fig. 2).

Таким образом осуществляется симметричный перезаряд емкостей элементов электролюминесцентного матричного экрана 1, что необходимо для его работы, возникает упорядоченное свечение пикселей экрана 1. Thus, a symmetric recharge of the capacities of the elements of the electroluminescent matrix screen 1 is carried out, which is necessary for its operation, an ordered glow of the pixels of the screen 1 occurs.

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. Blocks 2-4 bidirectional AC regulators operate as follows. It is known that the brightness of the radiation of the elements of the electroluminescent screen depends on the magnitude of the current through these elements. For switching elements of the electroluminescent screen, bi-directional alternating current switches, for example symmetrical thyristors, can be used. With a control current of these thyristors within the existence of a non-trigger current, they operate in a linear mode as bi-directional AC regulators.

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. The voltage source 15 generates a voltage at which a trigger current of symmetric thyristors 23 occurs, a voltage source 15 flowing through a circuit, an isolation diode 20, a thyristor 23 control electrode, a power electrode of one of the symmetric thyristors 23, one of the keys of the key block 6 (7), common bus 18. The symmetric thyristor 23 is unlocked by connecting the selected line to the generator 14 of bipolar excitation pulses. Similarly, symmetric thyristors 23 of the block 2 of bi-directional AC current regulators of the columns are connected to the excitation generator 14, the input of which is connected to the output of the voltage source 16 (for example, to a video signal amplifier). However, the symmetric thyristors of the unit 2 of the AC regulators, the switching columns of the matrix screen 1, are controlled by the non-unlocking current of the voltage source 16. Therefore, they are in linear amplifier mode. Thus, the element-wise control of the current in the line, and therefore the brightness, is carried out, similar to how the distribution of brightness in the line is carried out with a conventional television scan.

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. The linear amplifying mode of symmetric thyristors is applicable here due to the smallness of the regulated current through the element, ranging from units to hundreds of μA, i.e., located in the region of the amplifying mode of the thyristor. This thyristor amplifier mode is characterized by a certain delay time of the accumulated charge dissipation, depending on the parameters of the control pulse that occurs when switching the DC key of unit 5. Therefore, the value of the non-unlocking current of the symmetric thyristor affects both the value of the current through the thyristor - element of the matrix screen 1, and the duration sufficient thyristor conductivity, which ranges from units to tens of microseconds.

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). Excitation of symmetric thyristors 23 block 2 pulses with a duration of 0.1. . . 1 μs, causes a reaction of duration 1. shifted by this duration. . 20 μs depending on the level of the control signal (video signal).

Таким образом, элементы экрана получают дозированную энергию, достаточную для нормальной работы. Thus, the screen elements receive a metered energy sufficient for normal operation.

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. When the voltage of the source 16, which creates the unlocking current through the thyristors 23 of the block 2 of the current regulator, as well as the blocks 3 and 4 of the current regulator, the symmetric thyristors 23 operate in the normal key mode. In this case, the matrix screen 1 operates in a display mode for displaying sign information.

Исследования режимов управления матричным тонкопленочным электролюминесцентным экраном проводились с использованием тиристоров КУ103В. Studies of control modes of the matrix thin-film electroluminescent screen were carried out using KU103V thyristors.

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. The proposed technical solution in comparison with the prototype allows you to get a grayscale image on a matrix electroluminescent screen. Compared with the known technical solutions, the present invention provides a large depth of brightness adjustment, and therefore, improved image quality with ease of circuit design.

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. The device is applicable for reproducing television information, static and dynamic indication of elements of familiarity like seven-segment indicators, etc. (56) USSR author's certificate N 1480151, cl. H 04 N 5/66, 1989.

Claims

MATRIX SCREEN CONTROL DEVICE containing a synchronization unit, a column pulse distributor, a row pulse distributor, a trigger, characterized in that, in order to simplify and improve the image quality, the inputs of the rows and columns of the matrix screen , the first and second outputs of the introduced excitation pulse generator are connected respectively to the first input of the block of bidirectional AC current regulators of lines and inputs to the block of bidirectional AC current regulators of the columns through the diodes connected to the voltage sources of the rows and columns, and the control outputs of the control blocks of the control are connected respectively to the outputs of the first, second, and third input blocks of DC key switches, the control inputs of which are connected to the inputs and outputs which are connected in parallel to the input of the synchronization unit and the input of the excitation pulse generator, the output of each of which is connected through the diode to the outputs of the pulse generator excitation, the input of which is connected to the input of the line pulse distributor, with the input of the input standby generator and the output of the synchronization block.