JPH0685626A - Ｃｒｔ管面補正用アナログ波形発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＲＴ管面補正用アナログ波形発生装置のＭ
ＯＳＩＣ化を実現する。 【構成】 ＣＲＴ管面補正用アナログ波形発生装置は、
ＰＬＬ回路１、第一のＤＡ変換器３、第二のＤＡ変換器
５及びスイッチトキャパシタフィルタ８を備えている。
ＰＬＬ回路１は垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを逓倍してカウ
ンタ信号を出力する。第一のＤＡ変換器３は該カウンタ
信号をＤＡ変換してのこぎり波を形成する。第二のＤＡ
変換器５は該のこぎり波を基準信号として入力し該カウ
ンタ信号をＤＡ変換してパラボラ波を形成する。さら
に、スイッチトキャパシタフィルタ８は該パラボラ波を
積分してＳ字波を形成する。これらの回路要素は全てＭ
ＯＳＩＣに集積化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はＣＲＴ管面補正用アナロ
グ波形発生装置に関する。より詳しくは、垂直走査系で
用いられる補正用波形をアナログ的に発生する回路の半
導体集積化技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】先ず本発明の背景を明らかにする為に、
ＣＲＴ管面補正用アナログ波形発生装置の一般的な出力
波形を図１０に示す。波形発生装置は垂直同期信号Ｖ−
ｓｙｎｃの入力に同期して、一次ないし三次の３種類の
波形を出力する。一次出力はのこぎり波であり電子ビー
ムのラスタスキャンにおける垂直方向走査を制御する。
二次出力はパラボラ波であり一次出力ののこぎり波を積
分して得られ、例えばサイドピンクション補正に用いら
れる。三次出力はＳ字波でありパラボラ波を積分して得
られる。通常、のこぎり波とＳ字波を合成した調整のこ
ぎり波が端子出力として得られる。

【０００３】図１１はＣＲＴのラスタスキャンを説明す
る為の模式図である。ＣＲＴ１０１の螢光面あるいは管
面１０２は電子ビーム１０３によって水平方向（Ｈ）及
び垂直方向（Ｖ）にラスタスキャンされ画像表示が行な
われる。水平方向走査は複合ビデオ信号に含まれる水平
同期信号によって制御され、垂直方向走査は同じく垂直
同期信号によって制御される。図示する様に、ＣＲＴ管
面１０２は通常偏向中心１０４によって規定される球面
１０６からずれており、所謂非球面補正を行なう必要が
ある。

【０００４】図１２は水平走査における電子ビームのス
キャンライン１０５を示す。図示する様に、何ら補正を
行なわないと、管面の中央部に比べて上端部及び下端部
が偏向中心から遠く離れているのでスキャンラインが長
くなってしまう。この様な画像の歪（サイドピンクショ
ン）を補正する為に、垂直方向に沿って水平振幅を調整
する必要があり、この為パラボラ波が用いられる。

【０００５】図１３は電子ビーム１０３の垂直方向スキ
ャンを表わしている。図示する様に、管面１０２の上端
側は中央部に比べて偏向中心１０４から遠い位置にあ
る。従って、同一の偏向角θであっても、管面上端側に
おける垂直偏向分α２は、管面中央部の垂直偏向分α１
に比べて大きい。従って、何等補正を加えないと画像に
歪が生じる。

【０００６】図１４はこの様な補正に用いられる調整の
こぎり波を示す。この調整のこぎり波は、前述した様に
のこぎり波とＳ字波を所定の比率で合成して得られ、垂
直偏向走査の初期及び終期において元ののこぎり波に比
べ傾きが小さくなっている。換言すると、ＣＲＴ管面の
上端側及び下端側において電子ビームの垂直偏向速度が
小さくなる為、有効な画像補正が行なわれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の波形発生装置は
定電流源を用いたＣＲ積分によりのこぎり波を形成して
いた。しかしながら、垂直同期信号の周波数は例えば６
０Hzであり、ＣＲ積分に用いられるキャパシタの容量値
がμＦオーダーとなりＭＯＳＩＣ化に適さないという課
題があった。又、パラボラ波及びＳ字波については個別
のキャパシタ及びインダクタにより構成されたＬＣ共振
回路を用いて形成しており、やはりＭＯＳＩＣ化に適さ
ないという課題あるいは問題点があった。かかる従来の
技術の課題あるいは問題点に鑑み、本発明はＭＯＳＩＣ
化に適した回路構成を有するＣＲＴ管面補正用アナログ
波形発生装置を提供する事を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決し本発明の目的を達成する為に、図１に示す手
段を講じた。即ち、本発明にかかるＣＲＴ管面補正用ア
ナログ波形発生装置は、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを逓倍
してカウンタ信号を出力するＰＬＬ回路１を備えてい
る。具体的には、位相同期制御された発振器を含んでお
り、垂直同期信号の２^N の周波数で発振する。又、カウ
ンタも内蔵しており発振パルスを計数しＮビットのカウ
ンタ信号を出力する。なおＰＬＬ回路１には自走回路２
が接続されており、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃの入力が中
断した場合にも動作を継続できる様になっている。

【０００９】本波形発生装置はさらにＮビットのカウン
タ信号をＤＡ変換してのこぎり波を形成する第一のＤＡ
変換器（ＤＡ１）３を備えている。このＤＡ変換器３の
制御端子にはバイアス回路４を介してのこぎり波振幅調
整用の基準信号が入力されている。

【００１０】さらに、第一のＤＡ変換器３から出力され
たのこぎり波を基準信号として入力し該Ｎビットのカウ
ンタ信号をＤＡ変換してパラボラ波を形成する第二のＤ
Ａ変換器（ＤＡ２）５が備えられている。換言すると、
この第二のＤＡ変換器５はのこぎり波を積分して対応す
るパラボラ波を形成する。なお、第一のＤＡ変換器３と
第二のＤＡ変換器５の接続点と、ＰＬＬ回路１との間に
はフィルタ（ＦＩＬ）６が挿入されており同期化を図っ
ている。第二のＤＡ変換器５により形成されたパラボラ
波はフィルタ（ＦＩＬ）７を介して出力される。

【００１１】本波形発生装置は、さらにスイッチトキャ
パシタフィルタ（ＳＣＦ）８を備えており、第二のＤＡ
変換器５から出力されたパラボラ波を積分してＳ字波を
形成する。最後に、Ｓ字波とのこぎり波は所定の比率で
アナログ加算器９により合成され、フィルタ（ＦＩＬ）
１０を介して調整のこぎり波出力が得られる。

【００１２】本波形発生装置を構成するＰＬＬ回路１、
第一のＤＡ変換器３、第二のＤＡ変換器５及びスイッチ
トキャパシタフィルタ８等の回路要素は全て半導体集積
回路化に適しており、ワンチップＭＯＳＩＣとして構成
できる。

【００１３】

【作用】本発明によれば、一対のＤＡ変換器を直列接続
し、第１段目からのこぎり波を得るとともに、第２段目
からパラボラ波を得る様にしている。第２段目のＤＡ変
換器は、第１段目から出力されたのこぎり波を基準電圧
として入力しカウンタ信号を処理して積分演算を行なっ
ている。これらのＤＡ変換器は例えばＲストリング型を
用いる事ができ、ＭＯＳＩＣ化に適しているとともに、
変換誤差あるいは歪の少ないパラボラ波を形成できる。

【００１４】一方、Ｓ字波を形成する為にスイッチトキ
ャパシタフィルタを用いている。このスイッチトキャパ
シタフィルタはＤＡ変換器に比べて半導体集積化した場
合占有面積が少ないので有利である。なお、第二のＤＡ
変換器に代えてスイッチトキャパシタフィルタを用いの
こぎり波を積分してパラボラ波を形成する構成も考えら
れる。しかしながら、スイッチトキャパシタフィルタは
フィードスルー（直流）を積分してしまう。フィードス
ルーのオフセットを除去する為のフィルタ構成にすると
直流分の多いのこぎり波は歪を含む事になり好ましくな
い。一方、パラボラ波を積分する場合にはもともと直流
分が多く含まれていないので、Ｓ字波が歪む惧れがな
い。又、のこぎり波を積分する場合にはスイッチトキャ
パシタフィルタのキャパシタ比が極めて大きくなりＭＯ
ＳＩＣ化に適さないのに対して、パラボラ波を積分する
場合には正極性と負極性で打ち消しがあるためキャパシ
タ比を大きくとる必要がない。換言すると、のこぎり波
に比べて、パラボラ波やＳ字波はダイナミックレンジが
小さい為スイッチトキャパシタフィルタを有効に活用で
きる。

【００１５】

【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図２は本発明にかかるＣＲＴ管面補正
用アナログ波形発生装置の一実施例を示す回路図であ
る。垂直同期部にカウンタ１１が接続されておりクロッ
ク信号Ｖ_CLK を計数する事により９ビットのカウンタ信
号を出力する。カウンタ１１にはＲストリング型の第一
のＤＡコンバータ１２が接続されている。Ｒストリング
の両端には基準電圧Ｖ _RP，Ｖ_RNがバッファ（Ｂｕｆ）を
介して印加されている。この第一のＤＡコンバータ１２
の出力端子にはバッファ（Ｂｕｆ）を介してのこぎり波
ａが現われる。

【００１６】カウンタ１１には同じくＲストリング型の
第二のＤＡコンバータ１３も接続されている。Ｒストリ
ングの上端側にはのこぎり波ａが印加され、下端側には
バッファ（Ｂｕｆ）を介して所定の電位Ｖ_A が印加され
る。この結果、第二のＤＡコンバータ１３の出力端子に
はバッファ（Ｂｕｆ）を介してパラボラ波ｂが現われ
る。

【００１７】このパラボラ波ｂはスイッチトキャパシタ
フィルタ１４に入力され積分を施された後Ｓ字波ｃが得
られる。スイッチトキャパシタフィルタ１４は所定のク
ロックにより切り換え動作するキャパシタＣ２を備えて
おり逐次パラボラ波ｂの入力に応じて電荷を保持する。
キャパシタＣ２に逐次蓄えられた電荷はキャパシタＣ１
に蓄積され積分が行なわれる。キャパシタＣ１は垂直同
期信号Ｖｓｙｎｃに応じて放電リセットされる。なお、
スイッチトキャパシタフィルタ１４から出力されるＳ字
波のピーク位置はボリュームを介して電圧Ｖ_B2を変化
させて調節する。

【００１８】スイッチトキャパシタフィルタ１４の出力
端子はボリュームを介してオペアンプ１５の負入力端
子に接続されている。又、第一のＤＡコンバータ１２の
出力端子もこのオペアンプ１５の負入力端子に接続され
ており、Ｓ字波とのこぎり波の加算処理が行なわれる。
Ｓ字補正の量はボリュームを変化させる事により調節
できる。なお、オペアンプ１５の正入力端子には所定の
電圧Ｖ_B1が印加されている。オペアンプ１５の出力端子
にはさらにボリューム付のオペアンプ１６が接続され
ており、最終的にゲイン調節されたＳ字調整のこぎり波
が出力される。この調整のこぎり波振幅はボリューム
を変化させる事により調節できる。

【００１９】図３にのこぎり波、パラボラ波及びＳ字波
の各波形を示す。（ａ）ののこぎり波は最大振幅（Ｖ_RP
−Ｖ_RN）を有し、中点レベルはＶ_B1となる。（ｂ）のパ
ラボラ波は、始点レベルがＶ_A で、終点レベルがＶ_RPと
なり、その振幅はおよそ（Ｖ _RP−Ｖ_RN）／４で与えられ
る。又、パラボラ波を積分して得られるＳ字波のピーク
位置は電圧Ｖ_B2を変化させる事により調節される。
（ｃ）のＳ字波はのこぎり波と同様にＶ_B1の中点レベル
を有し、その振幅はＣ２／Ｃ１の比によって決定され
る。

【００２０】次に図４ないし図９を参照して図２に示し
た実施例の動作を詳細に説明する。図４は第一のＤＡ変
換器（ＤＡ１）及び第二のＤＡ変換器（ＤＡ２）の動作
を説明する為の模式図である。ＤＡ１のＲストリングの
上端側には基準電圧Ｖ_RPが印加され下端側には基準電圧
Ｖ_RNが印加される。このＤＡ１には前述した様にＮビッ
トのカウンタ信号が入力されるが、ここではカウンタ信
号を変数ｋとして表わす。従って、変数ｋは０〜５１１
の値を順次とる。ＤＡ１からはバッファ（Ｂｕｆ）を介
して前述した様にのこぎり波ａが得られる。こののこぎ
り波ａを数式で表わすと以下の様になる。

【００２１】

【数１】

【００２２】なお上記の数式１中、αは数値２⁹ −１を
表わす。

【００２３】一方、第二のＤＡコンバータ（ＤＡ２）の
Ｒストリングの上端側にはのこぎり波ａが印加されると
ともに、下端側には所定の電圧Ｖ_A が印加される。すな
わち、このＤＡ２に変数ｋが入力されると、バッファ
（Ｂｕｆ）を介してパラボラ波ｂが得られる。このパラ
ボラ波は前述した様に、始点位置でＶ_A のレベルを有
し、終点位置でＶ_RPのレベルを有する。このパラボラ波
を数式で表わすと以下の様になる。

【００２４】

【数２】

【００２５】上記の数式２を変形し、Ａ（ｋ−Ｂ）² ＋
Ｃの形にすると、以下の数式３が得られる。

【００２６】

【数３】

【００２７】数式３中、α（Ｖ_A −Ｖ_RN）／２（Ｖ_RP−
Ｖ_RN）の項がパラボラ波のピーク位置を表わす。この数
式３においてＶ_A ＝Ｖ_RPに設定すると、以下の数式４が
得られる。

【００２８】

【数４】

【００２９】数式４から明らかな様に、Ｖ_A をＶ_RPと等
しくした時、左右対称なパラボラ波を得る事ができる。

【００３０】以上に説明した計算結果をグラフに表わす
と図５の通りになる。このグラフではＶ_RPを２．０Ｖに
設定しＶ_RNを１．０Ｖに設定するとともに、Ｖ_A の値を
パラメータとして３種類のパラボラ波を示している。グ
ラフから明らかな様に、Ｖ_Aの値をＶ_RPに等しくした場
合、左右対称の理想的なパラボラ波が得られる。

【００３１】次に、図６を参照して図２に示したスイッ
チトキャパシタフィルタ１４の動作を詳細に説明する。
図示する様に、スイッチトキャパシタフィルタに含まれ
る各スイッチは所定のクロック信号φ１，φ２に同期し
て動作する。なお、クロック信号φ１とφ２は互いに逆
相関係にある。このスイッチトキャパシタフィルタはパ
ラボラ波の積分とレベルシフトを行ないＳ字波を出力す
る。図示では、入力パラボラ波はＶｉｎで表わされ、出
力Ｓ字波はＶｏｕｔで表わされている。又、Ｓ字波は電
圧レベルＶ_B1を中心にして出力される。加えて、電圧Ｖ
_B2はＳ字波ピーク位置可変用のバイアスである。

【００３２】図７はスイッチトキャパシタフィルタに入
力されるパラボラ波の波形図である。前述した様に、左
右対称型のパラボラ波では始点位置及び終点位置がとも
にＶ _RPのレベルを有する。又パラボラ波の頂点レベルは
Ｖ_RP−（Ｖ_RP−Ｖ_RN）／４で与えられる。又、バイアス
Ｖ_B2とパラボラ波が交差する点が、Ｓ字波の２個のピー
ク位置を表わす。

【００３３】ところで、図６に示したスイッチトキャパ
シタフィルタは以下の数式５で表わされる入出力伝達特
性を有する。

【００３４】

【数５】

【００３５】この伝達特性に従い、パラボラ波を積分し
てＳ字波を出力する。出力されるＳ字波の始点レベルと
終点レベルを同一にする為にバイアスＶ_B2を適切に設定
する必要がある。この設定に関し、図７の（Ｂ）を参照
して説明する。Ｙ＝Ｘ² の関数を積分した場合ハッチン
グの付された領域を同一面積とする為にはαを１／３に
セットすれば良い。従ってバイアスＶ_B2の設定中心値Ｖ
_B2C は以下の数式６により与えられる。

【００３６】

【数６】

【００３７】以上に説明した計算結果をグラフに表わす
と図８の様になる。即ち、バイアスＶ_B2を数式６により
計算される中心値Ｖ_B2C にセッティングすると、始点レ
ベルと終点レベルが等しくＶ_B1となる理想的なＳ字波が
得られる。このバイアスＶ_B2を中心値の両側に変化させ
ると出力Ｓ字波形がそれに応じて変化する。なお、図８
のグラフではＶ_RPを３Ｖに設定しＶ_RNを１Ｖに設定して
いる。

【００３８】図９のグラフはパラメータＣ２／Ｃ１を変
化させた場合のＳ字波の振幅変動を示している。グラフ
から明らかな様に、本例ではこのパラメータあるいはゲ
インを１／２０以下に設定しないとオーバーフローが生
じる。

【００３９】以上説明した様に、本発明によればＤＡ変
換器を用いてアナログ的にパラボラ波を形成するととも
に、スイッチトキャパシタフィルタを用いてアナログ的
にＳ字波を形成している。これらの回路要素は全てＭＯ
ＳＩＣ化に適した構造を有している。一例として、図２
に示したＣＲＴ管面補正用アナログ波形発生装置をＭＯ
ＳＩＣ化した場合のチップ面積を表１に示す。

【００４０】

【表１】

【００４１】上記の表１から明らかな様に、全ての構成
要素の占有面積を合算して合計面積を算出すると、９．
２４mm² にしか過ぎず、３mm角のＩＣチップで実現可能
である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、の
こぎり波をＤＡ変換器で積分してパラボラ波とし、さら
にこのパラボラ波をスイッチトキャパシタフィルタで積
分してＳ字波を形成する事により、ＭＯＳＩＣ化した場
合極めてコンパクトなチップサイズを得る事ができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるＣＲＴ管面補正用アナログ波形
発生装置の基本的な回路構成を示すブロック図である。

【図２】本発明にかかるＣＲＴ管面補正用アナログ波形
発生装置の具体的な回路構成例を示す回路図である。

【図３】図２に示した波形発生装置により形成される波
形を示す模式図である。

【図４】図２の波形発生装置に組み込まれている一対の
ＤＡコンバータの動作説明図である。

【図５】図２の波形発生装置により形成されたパラボラ
波を示すグラフである。

【図６】図２に組み込まれたスイッチトキャパシタフィ
ルタの動作説明図である。

【図７】スイッチトキャパシタフィルタのパラメータ設
定を説明する為のグラフである。

【図８】図２に示す波形発生装置で形成されるＳ字波を
示すグラフである。

【図９】同じくＳ字波を示すグラフである。

【図１０】従来のＣＲＴ管面補正用アナログ波形発生装
置により形成される一般的な波形図である。

【図１１】ＣＲＴのラスタスキャンを説明する為の模式
図である。

【図１２】ＣＲＴ管面補正を説明する為の模式図であ
る。

【図１３】同じくＣＲＴ管面補正を説明する為の模式図
である。

【図１４】のこぎり波とＳ字波を加算して得られた補正
用波形を示す模式図である。

【符号の説明】

１ ＰＬＬ回路 ２ 自走回路 ３ 第一のＤＡ変換器 ４ バイアス回路 ５ 第二のＤＡ変換器 ８ スイッチトキャパシタフィルタ ９ 加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直同期信号を逓倍してカウンタ信号を
   出力するＰＬＬ回路と、該カウンタ信号をＤＡ変換して
   のこぎり波を形成する第一のＤＡ変換器と、該のこぎり
   波を基準信号として入力し該カウンタ信号をＤＡ変換し
   てパラボラ波を形成する第二のＤＡ変換器と、該パラボ
   ラ波を積分してＳ字波を形成するスイッチトキャパシタ
   フィルタとを含む事を特徴とするＣＲＴ管面補正用アナ
   ログ波形発生装置。