DE4243960A1 - Frequenzdiskriminator - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Frequenzdiskriminator,
insbesondere zum Erkennen der Frequenz eines Horizontalsyn
chronsignals, das an einem Monitor liegt, der mehrere ver
schiedene Bildschirmbetriebsarten hat.
Im allgemeinen ist das Format eines am Monitor ange
zeigten Bildes je nach der Betriebsart, beispielsweise der
Betriebsart des Videographikbetriebes VGA, der Betriebsart
des Supervideographikbetriebes, der Betriebsart IBM 8514A
usw. verschieden.
Beim Videographikbetrieb gibt es nämlich wenigstens
drei Formate 640×350, 640×400 und 640×480. Beim Super
videographikbetrieb gibt es das Format 800×600. Bei der
Betriebsart IBM 8514A gibt es das Format 1024×768.
Bei einem Monitor mit verschiedenen Bildschirmbetriebs
arten muß zur automatischen Steuerung des Bildschirmrasters
und beliebiger anderer Einstellzustandsgrößen nach Maßgabe
einer Änderung der Betriebsart die Frequenz des anliegenden
Horizontalsynchronsignals erkannt werden. Ein technisches
Verfahren zum Erkennen der Frequenz eines anliegenden Signa
les, beispielsweise der oben beschriebenen Art, ist in der
KR-OS 89-8733 beschrieben.
Wenn bei der dort beschriebenen Schaltung ein Ausgangs
signal eines Zählers zum Zählen der Frequenz der anliegenden
Versorgungsspannung mit dem eines Zählers zum Zählen einer
Bezugsfrequenz verglichen wird und die Frequenz der anlie
genden Versorgungsspannung über 55 Hz liegt, dann wird ein
Signal mit hohem Pegel ausgegeben. Wenn die Frequenz der
anliegenden Versorgungsspannung unter 55 Hz liegt, dann wird
ein Signal mit niedrigem Pegel ausgegeben, wodurch eine
Unterscheidung hinsichtlich der Tatsache erzielt werden
kann, daß die Frequenz der anliegenden Versorgungsspannung
50 Hz oder 60 Hz beträgt.
Die oben beschriebene Schaltung hat jedoch den Nach
teil, daß aufgrund der Tatsache, daß das einzige Ergebnis
eine Unterscheidung ist, ob die Frequenz des Eingangssignals
größer oder kleiner als die Bezugsfrequenz ist, diese Schal
tung nur bei zwei verschiedenen Frequenzsignalen und nicht
bei mehreren verschiedenen Frequenzsignalen eingesetzt wer
den kann. Dieser Nachteil führt dazu, daß die verschieden
artigen Frequenzsignale, die an einem Monitor mit verschie
denen Betriebsarten liegen, nicht unterschieden werden kön
nen.
Die obige herkömmliche Diskriminatorschaltung für die
Frequenz der Versorgungsspannung verwendet darüber hinaus
ein sinuswellenförmiges Signal als Eingangssignal, so daß es
schwierig ist, das an einem Monitor mit mehreren Betriebs
arten liegende Impulssignal als Eingangssignal zu verwenden.
Eine weitere herkömmliche Frequenzdiskriminatorschal
tung verwendet eine Frequenz/Spannungs-Wandlerschaltung.
Eine Ausgangsspannung, die sich nach Maßgabe der Eingangs
signale ändert, wird durch die Frequenz/Spannungs-Wandler
schaltung erhalten und an einen Eingang eines Komparators
gelegt, an dessen anderem Eingang eine davon verschiedene
Bezugsspannung liegt. Die Frequenz des Eingangssignals wird
über das Ausgangssignal des Komparators unterschieden oder
erkannt.
Da sich bei den herkömmlichen Verfahren die Steigung
der Frequenz/Spannungs-Kennlinie der Frequenz/Spannungs-
Wandlerschaltung ändert, muß jedoch die Bezugsspannung jedes
Komparators gesteuert werden. In diesem Fall sollten viele
Steuerbauteile bei der Herstellung der Frequenzdiskrimina
toreinrichtung zusätzlich vorgesehen sein und tritt gleich
falls eine Alterung auf.
Durch die Erfindung sollen diese Mängel beseitigt wer
den und soll somit ein Frequenzdiskriminator für das Hori
zontalsynchronsignal eines Monitors mit mehreren Betriebs
arten geschaffen werden, der verschiedene Frequenzen der
Horizontalsynchronsignale unterscheiden kann, die am Monitor
für die verschiedenen Bildschirmbetriebsarten liegen.
Dazu weist der erfindungsgemäße Frequenzdiskriminator
für das Horizontalsynchronsignal eines Monitors mit mehreren
Betriebsarten eine Anzahl von Filterkondensatoren, die mit
den Horizontalsynchronsignalleitungen verbunden sind und die
Rauschsignale in Form von Gleichstromanteilen des Horizon
talsynchronsignals herausfiltern, und mehrere Phasenkompara
toreinrichtungen auf, die mit den Filterkondensatoren ver
bunden sind und von denen einer ein Signal ausgibt, wenn
beim Vergleich des anliegenden Horizontalsynchronsignals mit
Überlagerungsfrequenzen, die je nach der Betriebsart ver
schieden sind, die Frequenzen der beiden Signale gleich
sind.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein
besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 in einem Blockschaltbild das Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Frequenzdiskriminators für das Hori
zontalsynchronsignal eines Monitors mit mehreren Betriebs
arten und
Fig. 2 das Schaltbild einer Phasenkomparatoreinrichtung
des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels des erfin
dungsgemäßen Frequenzdiskriminators für ein Horizontalsyn
chronsignal.
In Fig. 1 ist das Blockschaltbild eines Frequenzdis
kriminators für das Horizontalsynchronsignal eines Monitors
mit mehreren Betriebsarten dargestellt. Der in Fig. 1 darge
stellte Frequenzdiskriminator für das Horizontalsynchronsig
nal ist aus n Filterkondensatoren C11-C1n, die Rauschsi
gnale in Form von Gleichstromanteilen heraus filtern und
jeweils mit der Horizontalsynchronsignalleitung verbunden
sind, und aus einem ersten bis n-ten Phasenkomparator aufge
baut, deren Eingänge mit den anderen Anschlüssen der Filter
kondensatoren C11-C1n verbunden sind. Die Ausgänge des
ersten bis n-ten Phasenkomparators dienen als Ausgangssig
nalleitungen out11-out1n.
Bei der erfindungsgemäßen Schaltung können als Phasen
komparatoren Chips NE/SE567 von Signetics (Tone Decoder/-
Phase-Locked Loop) verwandt werden, obwohl auch andere Aus
bildungen möglich sind.
Fig. 2 zeigt das Schaltbild einer Phasenkomparatorein
richtung des Frequenzdiskriminators für ein Horizontalsyn
chronsignal. Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, weist der
Phasenkomparator einen Phasendetektor 21, an dem das Hori
zontalsynchronsignal IN liegt, aus dem der Gleichstromsig
nalanteil durch die Filterkondensatoren C11-C1n entfernt
ist, einen Tiefpaßfilterkondensator C22, der zwischen einen
Ausgang des Phasendetektors 21 und Masse geschaltet ist,
einen Verstärker 24, dessen Eingang mit einem Knotenpunkt
zwischen dem Phasendetektor 21 und dem Filterkondensator C22
verbunden ist, einen Widerstand R22, der zwischen einen
Spannungsversorgungsanschluß Vcc und den Eingang des Ver
stärkers 24 geschaltet ist, einen Stromsteueroszillator 22,
dessen Schwingungsfrequenzsteueranschluß mit dem Ausgang des
Verstärkers 24 verbunden ist, einen Detektor 23 für eine um
90° verschobene Phase, an dem das Horizontalsynchronsignal
IN liegt und dessen Eingang mit dem Ausgang des Stromsteue
roszillators 22 verbunden ist, einen Widerstand R23, der
zwischen den Spannungsversorgungsanschluß Vcc und den Aus
gang des Detektors 23 geschaltet ist, einen Ausgangsfilter
kondensator C23, der zwischen dem Ausgang des Detektors 23
und Masse liegt, und einen Komparator 25 auf, dessen nicht
invertierender Eingang mit dem Ausgang des Detektors 23
verbunden ist und an dessen invertierendem Eingang ein Be
zugsspannungssignal Vref liegt.
Im folgenden wird die Arbeitsweise des obigen Ausfüh
rungsbeispiels des erfindungsgemäßen Frequenzdiskriminators
für ein Horizontalsynchronsignal beschrieben.
Zunächst wird anhand von Fig. 1 die Arbeit des Fre
quenzdiskriminators selbst erläutert.
Wenn ein Horizontalsynchronsignal Fin an einem Monitor
mit verschiedenen Bildschirmbetriebsarten liegt, dann wird
der Gleichstromanteil des Horizontalsynchronsignals Fin
durch die Filterkondensatoren C11-C1n herausgefiltert, um
den reinen Signalanteil IN an den ersten bis n-ten Phasen
komparator 11 bis 1n zu legen. Das Horizontalsynchronsignal
IN ohne den Gleichstromanteil am ersten bis n-ten Phasenkom
parator 11 bis 1n wird mit einer Schwingungsfrequenz ver
glichen, die je nach Betriebsart in den Phasenkomparatoren
11-1n eingestellt ist. Wenn das Eingangssignal IN gleich
einer der Mittenfrequenzen ist, die im ersten bis n-ten
Phasenkomparator 11-1n eingestellt sind, dann wird ein
Signal mit niedrigem Pegel vom entsprechenden Phasenkompara
tor ausgegeben, während ein Signal mit hohem Pegel von den
anderen Phasenkomparatoren ausgegeben wird.
Wenn die Schwingungsfrequenz, die im ersten bis n-ten
Phasenkomparator 11-1n eingestellt sind, so gewählt sind,
daß sie verschiedene Werte haben, so daß nur eine Schwin
gungsfrequenz gleich der Frequenz des Horizontalsynchronsi
gnals Fin sein kann, das am ersten bis n-ten Phasenkompara
tor 11-1n liegt, kann nur ein Phasenkomparator ein Signal
mit niedrigem Pegel ausgeben. In dieser Weise kann die Fre
quenz des anliegenden Horizontalsynchronsignals Fin unter
schieden oder erkannt werden.
Die Arbeitsweise des Phasenkomparators wird im folgen
den anhand von Fig. 2 beschrieben.
Das Horizontalsynchronsignal IN ohne Gleichstromanteil,
das am Phasenkomparator liegt, liegt am Phasendetektor 21
und am Detektor 23 für eine Phasenverschiebung von 90° im
Phasenkomparator. Das Schwingungsfrequenzsignal, das durch
das Zeitkonstantenelement aus Widerstand R21 und Kondensator
C21 bestimmt ist, wird durch den Stromsteueroszillator 22
erzeugt und an den Phasendetektor 21 und den Detektor 23
gelegt.
Der Phasendetektor 21 vergleicht das gefilterte hori
zontale Synchronsignal IN mit der Phase einer Überlagerungs
frequenz, die vom Stromsteueroszillator 22 kommt, um ein
Signal des Phasenunterschiedes auszugeben. Das Signal für
den Phasenunterschied geht durch ein Tiefpaßfilter aus dem
Kondensator C22 und dem Widerstand R22 und liegt am Verstär
ker 24.
Der Steueranschluß des Oszillators 22, dessen Schwin
gungsfrequenz über einen Gleichstrom gesteuert wird, wird
mit dem im Verstärker 24 verstärkten Signal versorgt, so daß
der Stromsteueroszillator 22 immer ein konstantes Schwin
gungsausgangssignal (Rechteck- oder Dreieckwelle) erzeugt.
Das Schwingungsfrequenzsignal vom Stromsteueroszillator
22 wird mit dem gefilterten Horizontalsynchronsignal IN im
Detektor 23 kombiniert, so daß das Ausgangssignal des Detek
tors 23 die addierten und subtrahierten Frequenzanteile des
gefilterten Horizontalsynchronsignals IN und des Schwin
gungsfrequenzsignals enthält.
Der addierte Frequenzanteil wird vom Ausgangssignal des
Detektors 23 durch den Ausgangsfilterkondensator C23 ent
fernt und das subtrahierte Frequenzsignal liegt am Kompara
tor 25.
Das subtrahierte Frequenzsignal am Komparator 25 wird
mit dem Bezugsspannungssignal Vrf verglichen und das Ergeb
nis wird verstärkt und ausgegeben. Wenn nämlich das subtra
hierte Frequenzsignal kleiner als die Bezugsspannung ist und
beide Signale kaum einen Phasenunterschied haben, dann ist
das Ausgangssignal des Komparators 25 ein Signal mit niedri
gem Pegel. Wenn das subtrahierte Frequenzsignal größer als
die Bezugsspannung ist und ein merklicher Phasenunterschied
dazwischen besteht, dann ist das Ausgangssignal des Kompara
tors 25 ein Signal mit hohem Pegel.
Die Frequenz des Frequenzsignals Fin am Phasenkompara
tor kann somit über den Zeitkonstantenwiderstand R21, der
mit dem Stromsteueroszillator 22 verbunden ist, den Konden
sator C21, den Ausgangsfilterkondensator C23 und das Bezugs
spannungssignal Vref unterschieden oder erkannt werden.
Wie es oben beschrieben wurde, kann der erfindungsgemä
ße Frequenzdiskriminator für ein Horizontalsynchronsignal
verschiedene Arten von Synchronsignalfrequenzen für einen
Monitor mit mehreren Betriebsarten unterscheiden, der ver
schiedene Bildschirmbetriebsarten hat.
Claims (2)
1. Frequenzdiskriminator für das Horizontalsynchronsig
nal eines Monitors mit mehreren Betriebsarten, gekennzeich
net durch
mehrere Filterkondensatoren (C11-C1n), die mit den Horizontalsynchronsignalleitungen verbunden sind und Störsi gnale in Form von Gleichstromanteilen des Horizontalsyn chronsignals herausfiltern, und
mehrere Phasenkomparatoreinrichtungen (11-1-n), die jeweils mit den Filterkondensatoren (C11-C1n) verbunden sind und dann, wenn bei einem Vergleich von Überlagerungs frequenzen, die für jede Betriebsart verschieden festgelegt sind, mit dem anliegenden Horizontalsynchronsignal gleiche Frequenzen gefunden werden, ein Signal ausgeben.
mehrere Filterkondensatoren (C11-C1n), die mit den Horizontalsynchronsignalleitungen verbunden sind und Störsi gnale in Form von Gleichstromanteilen des Horizontalsyn chronsignals herausfiltern, und
mehrere Phasenkomparatoreinrichtungen (11-1-n), die jeweils mit den Filterkondensatoren (C11-C1n) verbunden sind und dann, wenn bei einem Vergleich von Überlagerungs frequenzen, die für jede Betriebsart verschieden festgelegt sind, mit dem anliegenden Horizontalsynchronsignal gleiche Frequenzen gefunden werden, ein Signal ausgeben.
2. Frequenzdiskriminator nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß jede Phasenkomparatoreinrichtung (11-1n)
einen Phasendetektor (21), der den Phasenunterschied zwischen der Überlagerungsfrequenz und dem Horizontalsyn chronsignal ohne den herausgefilterten Gleichstromsignal anteil erfaßt,
einen Tiefpaßfilterkondensator (C22), der zwischen dem Ausgang des Phasendetektors (21) und Masse liegt,
einen Verstärker (24), dessen Eingang mit einem Knoten punkt zwischen dem Phasendetektor (21) und dem Filterkon densator (C22) verbunden ist,
einen Widerstand (R22), der zwischen einen Spannungs versorgungsanschluß und den Eingang des Verstärkers (24) geschaltet ist,
einen Stromsteueroszillator (22), der eine konstante Schwingungsfrequenz unter der Steuerung des Ausgangssignals des Verstärkers (24) erzeugt, wobei der Steueranschluß des Stromsteueroszillators (22) mit dem Ausgang des Verstärkers (24) verbunden ist,
einen Detektor (23) für eine Phasenverschiebung von 90°, der das Horizontalsynchronsignal und die Überlagerungs frequenz des Stromsteueroszillators (22) mischt und addierte und subtrahierte Signale ausgibt,
einen Widerstand (R23), der zwischen den Spannungsver sorgungsanschluß und den Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° geschaltet ist,
einen Ausgangsfilterkondensator (C23), der zwischen dem Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° und Masse liegt, und
einen Komparator (25) umfaßt, dessen nicht invertieren der Eingang mit dem Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° verbunden ist und an dessen in vertierendem Eingang ein Bezugsspannungssignal liegt.
einen Phasendetektor (21), der den Phasenunterschied zwischen der Überlagerungsfrequenz und dem Horizontalsyn chronsignal ohne den herausgefilterten Gleichstromsignal anteil erfaßt,
einen Tiefpaßfilterkondensator (C22), der zwischen dem Ausgang des Phasendetektors (21) und Masse liegt,
einen Verstärker (24), dessen Eingang mit einem Knoten punkt zwischen dem Phasendetektor (21) und dem Filterkon densator (C22) verbunden ist,
einen Widerstand (R22), der zwischen einen Spannungs versorgungsanschluß und den Eingang des Verstärkers (24) geschaltet ist,
einen Stromsteueroszillator (22), der eine konstante Schwingungsfrequenz unter der Steuerung des Ausgangssignals des Verstärkers (24) erzeugt, wobei der Steueranschluß des Stromsteueroszillators (22) mit dem Ausgang des Verstärkers (24) verbunden ist,
einen Detektor (23) für eine Phasenverschiebung von 90°, der das Horizontalsynchronsignal und die Überlagerungs frequenz des Stromsteueroszillators (22) mischt und addierte und subtrahierte Signale ausgibt,
einen Widerstand (R23), der zwischen den Spannungsver sorgungsanschluß und den Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° geschaltet ist,
einen Ausgangsfilterkondensator (C23), der zwischen dem Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° und Masse liegt, und
einen Komparator (25) umfaßt, dessen nicht invertieren der Eingang mit dem Ausgang des Detektors (23) für eine Phasenverschiebung von 90° verbunden ist und an dessen in vertierendem Eingang ein Bezugsspannungssignal liegt.
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