多频彩色显示器特殊电路原理分析

    所谓新型多频彩色显示器，即采用微处理器（ＣＰＵ）与Ｉ２（注：２在右上角）Ｃ总线控制技术和多频多功能处理集成块组成“菜单”式调整参量（几乎不采用电位器）。调整时荧光屏上有相应字符显示，直观形象，调整方便，也提高了显示器的整体可靠性、稳定性。
　　本文以ＨＰ－Ｄ２８２１Ａ型多频彩色显示器为例，分析节电功能（睡眠状态）、行电源（＋Ｅｃ）调整控制、行幅调整、行中心位置调整、Ｓ校正电容自动切换等原理。
　　一、节电功能电路原理
　　显示器的“节电功能”状态又叫“睡眠状态”。当键盘或鼠标等长时间无人操作时，便无信号通过数据线传递到显卡和主板上，计算机通过识别、判定后，控制计算机内行振荡或场振荡停振，无行同步或无场同步信号输出。显示器内微处理器（ＣＰＵ）和多频多功能处理器集成块根据行、场同步信号的有无进行识别、判定、转换处理后，输出控制电平，控制相应电路停止工作，进入低能耗状态，这时显示器呈“黑屏”，实现节能。当触及键盘上任何一键或使用鼠标时，计算机和显示器会立即“苏醒”，迅速进入正常工作状态。
　　图１为显示器实现“节电功能”控制的相关电路图。
　　该机电源采用他激式开关电源，振荡集成块是典型的ＵＣ３８４２（未画出），７１０２为开关管，５１１０为开关变压器，７１１２为光电耦合器。图中给出了该电源提供给各相关电路的供电值。
　　当计算机正常工作时，显示器电路中微处理器７３０１（ＣＭ１３６９）{41}、{42}获得ＰＣ送来的行、场同步信号经过其内部电路识别、转换处理后，控制逻辑电路的触发，形成控制电平即７３０１{11}脚输出高电平，三极管７３０４截止，待机指示黄色发光二极管６３０４熄灭；由于７３０１{11}脚输出高电平，带阻三极管７１６１导通，７１６０（ＢＤ３３０）导通，集电极输出＋１２ＶＣ电压供亮度控制电路和其他电路；三端稳压器７１５６（７８０８）输出＋８Ｖ（实测：７．８Ｖ）电压供视频信号处理电路７７３１、微处理器７３０１、多频多功能处理集成块７５０１等供电。７３０１{12}脚输出高电平，通过电阻３３２１（２０ｋΩ）使三极管７３９５导通，工作指示绿色发光二极管６３０３发光。同时，７３０１{12}脚输出的高电平，分别通过电阻３１７０（１０ｋΩ）、３１６１（２２ｋΩ），使三极管７１６２（Ｆ４２２）、７１５９（ＢＤ３３０）、７１５３（Ｆ４２２）、７１５８（ＢＤＸ５４Ｆ）相继导通，给显像管（ＣＲＴ）灯丝、场输出集成块７４０１（ＴＤＡ４８６０）供电。显示器正常工作。
　　如果开机后长时间无操作，计算机会自动关闭显卡行或场振荡发生器，显示器中微处理器７３０１{41}、{42}脚无行或场同步信号脉冲输入，经过其内部电路的识别、转换处理后，７３０１{11}脚输出低电平，三极管７３０４导通，＋５Ｖ电压通过电阻２３１４加到待机指示黄色发光二极管６３０４正极，发出黄光，同时，使需要＋１２ＶＣ和＋８Ｖ供电的电路停止工作，绿色发光二极管６３０３截止；７３０１{12}脚的低电平分别使三极管７１６２、７１５９、７１５３、７１５８相继截止，分别降低显像管（ＣＲＴ）灯丝电压（实测：４．４Ｖ，灯丝微发光）；关断场输出集成块７４０１的＋９０ＶＣ电压，显示器进入节能待机状态。
　　二、行电源（＋Ｅｃ）调整控制原理
　　１．为什么行电源（＋Ｅｃ）需要调整控制
　　多频彩色显示器行、场扫描频率是变化的，且变化范围很大（如行扫描频率从３１．５ｋＨｚ至６４ｋＨｚ，场扫描频率从５０Ｈｚ至１２０Ｈｚ），因而有别于一般彩电的固定行、场扫描频率和固定的行电源（＋Ｅｃ）供电。当行扫描频率发生大范围变化时（计算机从一种显示模式转换到另一种显示模式），造成行扫描电流和阳极高压较大变化，引起图像行幅、亮度等发生变化。因此，多频显示器行输出级的供电电压（＋Ｅｃ）应随行扫描频率的变化而变化，以补偿行扫描频率变化引起的行扫描电流和阳极高压的变化，使之保持稳定。
　　行电源（＋Ｅｃ）调整控制基本原理是：行扫描频率升高，行输出级供电电压（＋Ｅｃ）随之升高。如：显示模式从６４０×４８０（ｆＨ＝３１．５ｋＨｚ?ｆＶ＝６０Ｈｚ）到８００×６００（ｆＨ＝５３．７ｋＨｚ?ｆＶ＝８５Ｈｚ）时，＋Ｅｃ应从８０Ｖ升高到１２０Ｖ。
　　２．行电源（＋Ｅｃ）调整控制原理
　　目前大多数多频显示器采用了单独的开关电源供电。如图２所示，主要由场效应管７６２３（ＭＴＲ５Ｐ２５）、电容２６４２、推挽管７６２１、７６２２及多频多功能集成块７５０１（ＴＤＡ４８５８）和微处理器７３０１（ＣＭ１３６９）等组成。
　　显卡显示模式的变化，即行、场同步信号脉冲频率的变化。行、场同步信号脉冲分别送到显示器的微处理器７３０１{41}、{42}脚和多频多功能处理集成块７５０１{15}、{14}脚。经过集成块内部电路进行识别、转换处理，形成数字脉冲，分别触发相应的行、场扫描电路，使之同步。同时，输出相应的控制电平，控制相关电路进行调整，满足在这一模式下的各种参量，使显示器正常工作。
　　在上述过程中，对于ＰＣ机显卡输出的不同频率信号，７５０１{6}脚输出对应占空比的脉冲，经推挽对管７６２１、７６２２放大后，推动开关管７６２３，从而输出所需的行输出供电电流。经实测：当显卡设置为６４０×４８０模式时，开关管７６２６ ＶＤ＝８２Ｖ，即此时行输出电源电压＋ＵＣ＝８２Ｖ。而当显卡设置为８００×６００模式时，其ＶＤ＝１２０Ｖ，即行供电电压＋ＶＣ＝１２０Ｖ，从而满足了行供电电源在不同频率下所需电压的要求。
　　三、行幅调整原理分析
　　行幅调整电路分为行幅自动调整和手动调整。当显示模式变化时，行同步信号频率随着发生了变化。如，当行同步信号频率增大，导致行扫描频率增加时，行正程扫描时间ＴＳ会减小，由行扫描电流幅度公式Ｉｐｐ＝２Ｉｐ＝ＥｃＴｓ／Ｌｙ可知，行扫描电流减小致使行幅变窄，行逆程脉冲电压Ｖｐ＝Ｅｃ［π／２（Ｔｓ／Ｔｒ－１）＋１］减小；反之，行幅变宽，行逆程脉冲电压会上升，若要使不同的行扫描频率下，行幅变化小，据Ｉｐｐ公式可知，行频（ｆＨ）增大，Ｔｓ减小，Ｉｐ不变时，可以增大Ｅｃ或减小Ｌｙ。一般行偏转线圈绕制好后Ｌｙ不变，因此，若要进行行幅调整，可以调整行电源（＋Ｅｃ）大小，常用行幅自动调整，其调整幅度范围大。另外，可以调整行偏转线圈中的电流大小，常用手动行幅调整，其调整范围小。
　　手动调整行幅的过程：当显示模式切换后，电路会自动识别，自动调整行幅。如果电路中通过自动调整行幅后，行幅不合适，过宽或过窄，只有通过显示器面板上的按键来进行手动调整行幅了。
　　手动调整行幅电路主要由微处理器７３０１及外接菜单式按键，７３０１{40}脚外接电阻３３６３、３５３４，多频多功能集成块７５０１{32}、{11}脚；三极管７６１０、７６１１、７６１２等外围阻容元件；行偏转线圈，Ｓ校正电路等组成（如图２所示）。
　　当按压显示器面板上的菜单键，进入到手动调整行幅状态后，按压面板上的增加或减小键，微处理器集成块７３０１根据引脚的电位变化，通过内部电路的自动识别、转换处理后，产生逻辑控制电平，从７３０１{40}脚输出，通过电阻３３６３（２２ｋΩ）、３５３４（５６ｋΩ）加到多频多功能集成块７５０１{32}脚，控制集成块内部电路的工作状态，最后从７５０１{11}脚输出控制电压，控制三极管７６１０、７６１１、７６１２的工作状态，改变其等效电阻，从而改变通过行偏转线圈（Ｈ－ＤＹ）Ｆ４０１中的电流，实现行幅手动调整。
　　根据实际调整和实测相关引脚电压，发现当７５０１{11}脚电压由大到小时（实质是脉冲占空比变小），行幅会增大，其瞬时行电流方向为：行管７６０５（ＢＵ２７０８ＡＦ）集电极→行偏转线圈Ｈ－ＤＹ→Ｆ４０２→５６０８ {2}、{1}脚→Ｓ校正电容（２６１８）→５６０９→７６１０集电极→地。原因：７５０１{11}脚电压由大到小时，会改变三极管７６１２、７６１１的导通程度，使复合三极管７６１０导通程度加深，集电极电压由大到小。发射极与集电极之间的等效电阻减小，加大了行偏转线圈中的电流，增大了行幅；反之，则行幅减小。
　　四、行中心位置调整原理分析
　　行偏转线圈中的锯齿波电流正负值的峰值相等时，电子束在荧光屏上水平扫描的左右幅值才相等，形成的图像才位于荧光屏的中心位置。如果扫描电流中叠加了一些直流成分，且使扫描电流正方向的峰值大于负方向的峰值，扫描电流波形向上平移，形成的图像会向荧光屏右边移动；如果扫描电流正方向的电流峰值小于负方向电流峰值，形成的图像会向荧光屏左边移动。因此，为了调整方便，使图像位于荧光屏中心位置，在显示器面板上设置有行中心位置调节电位器或菜单式的按键通过微处理器集成块识别、转换处理后，形成控制电平去控制相应电路完成改变通过行偏转线圈的直流成分，实现图像左右移动，达到行中心位置调整目的。
　　该机行中心位置调整主要由图２中行中心位置调整可调电阻３６４５（５ｋΩ Ｈ－ＣＥＮＴＥＲ），实现粗调（调整范围大）。微处理器集成块７３０１{38}脚及外围菜单键（调整范围小），形成的控制电平（实质是脉冲占空比），从７３０１{38}输出，通过电阻３３５７、３５６５到多频多功能集成块７５０１{30}脚。
　　当行中心位置调整可调电阻３６４５的滑片向上移动时，三极管７６２４（Ｃ３３８４）饱和导通，其行电源（＋Ｅｃ）、５６１１{4}、{7}绕组上的脉冲通过电阻３６４４、二极管６６３４整流、２６４４滤波后形成的直流电流（正方向），通过三极管７６２４ｃ、ｅ极，经过电感５６０７、５６０６、电阻３６０７到行偏转线圈Ｆ４０１一端，把直流成分叠加到正方向的行锯齿波上，使图像向荧光屏右边移动；当３６４５滑片向下滑动时，三极管６６２５饱和导通，行电源（＋Ｅｃ）、５６１１{4}－{6}绕组上的脉冲通过电阻３６４６、二极管６６３５整流，２６４５滤波形成负方向的直流电流，通过三极管７６２５ ｃ、ｅ极，电感５６０７、５６０６，电阻３６０７叠加到负方向的行锯齿波上，使图像向荧光屏左边移动。只要３６４５的滑片调整适当，便能保证图像位于荧光屏中心位置。当图像左右位置偏差不大时，可以通过显示器面板上的菜单键来完成细调。
　　（下转第４４期第六版）
　　（编者注：因版面有限，文中提到的有些元器件及其参数，图中未标出。）