專利名稱：真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
真空熒光顯示器(此后稱之為“VFD”)是一種自發(fā)光型顯示設(shè)備，用于通過(guò)在真空室中向其上施加電壓使被稱為燈絲的直接加熱型陰極產(chǎn)生熱量而使燈絲發(fā)射熱電子、并且通過(guò)利用柵格電極(gridelectrode)來(lái)加速熱電子而使熱電子與陽(yáng)極(分段(segment))電極上的熒光材料碰撞并使其發(fā)光，來(lái)顯示所需的圖案。VFD在可見(jiàn)性、多著色、低操作電壓、可靠性(環(huán)境電阻)等方面具有極佳的特性，并且在諸如汽車、家用器具和消費(fèi)品的各種應(yīng)用和領(lǐng)域中使用。
對(duì)于VFD，作為將電壓施加到其燈絲上的一個(gè)方案(1)，已經(jīng)提出了脈沖驅(qū)動(dòng)方案。脈沖驅(qū)動(dòng)方案是其中將通過(guò)對(duì)與燈絲的普通額定電壓相比相當(dāng)高的DC電壓進(jìn)行斬波產(chǎn)生的脈沖電壓(此后，稱之為“燈絲脈沖電壓”)施加到燈絲上的一種方案，并且所述方案具有以下特征發(fā)光狀態(tài)具有較小的強(qiáng)度梯度等。
圖13示出了傳統(tǒng)的脈沖驅(qū)動(dòng)方案。如該圖所示，在傳統(tǒng)的脈沖驅(qū)動(dòng)方案中，根據(jù)參考時(shí)鐘信號(hào)(外部振蕩器30的振蕩時(shí)鐘或外部控制器40的系統(tǒng)時(shí)鐘)，在外部振蕩器30和外部控制器40中設(shè)置具有恒定占空比的燈絲脈沖電壓，并且將該燈絲脈沖電壓持續(xù)施加到燈絲11上。
作為利用諸如外部振蕩器30或外部控制器40的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方案的VFD驅(qū)動(dòng)電路(此后，稱之為“傳統(tǒng)VFD驅(qū)動(dòng)電路”)的實(shí)例，存在一種在日本專利申請(qǐng)未審公開(kāi)No.2002-108263中公開(kāi)的技術(shù)。
此外，在傳統(tǒng)VFD驅(qū)動(dòng)電路中，配備了一種用于調(diào)節(jié)VFD 10的強(qiáng)度的機(jī)制，從而當(dāng)操作VFD 10時(shí)，響應(yīng)周圍環(huán)境條件(諸如環(huán)境發(fā)光強(qiáng)度)，以適當(dāng)強(qiáng)度來(lái)使VFD 10進(jìn)行顯示。作為用于調(diào)節(jié)VFD 10的強(qiáng)度的機(jī)制，通常使用一種被稱為“柵格調(diào)光”的方案和一種被稱為“陽(yáng)極調(diào)光”的方案，在“柵格調(diào)光”的方案中，對(duì)施加到柵格電極12上的電壓(此后，稱之為“柵格電壓”)的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，而在“陽(yáng)極調(diào)光”的方案中，對(duì)施加到分段(陽(yáng)極)電極13上的電壓(此后，稱之為“分段電壓”)的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)。在下文中，將柵格調(diào)光和陽(yáng)極調(diào)光統(tǒng)稱為“調(diào)光”。
這里，例如，傳統(tǒng)VFD驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)如圖12(a)所示的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)和調(diào)光器值的參考表來(lái)執(zhí)行調(diào)光。調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)是與能夠設(shè)置柵格電壓和分段電壓的占空比、并且當(dāng)由外部設(shè)備來(lái)執(zhí)行調(diào)光時(shí)指定給VFD驅(qū)動(dòng)電路的值關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)可以是響應(yīng)諸如10位二進(jìn)制數(shù)據(jù)(DM0～DM9)的調(diào)光分辨率的位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，在所述10位二進(jìn)制數(shù)據(jù)中，圖12(a)所示的DM0是LSB(最低有效位)。另一方面，調(diào)光值是如上所述可以設(shè)置為占空比的值，并且可以利用如圖12(b)中的波形圖所示的脈沖寬度TW和脈沖周期T，將其定義為“脈沖寬度TW/脈沖周期T”。
＝＝第一任務(wù)＝＝圖14示出了在傳統(tǒng)VFD驅(qū)動(dòng)電路將具有恒定占空比的燈絲脈沖電壓持續(xù)施加到燈絲11上的狀態(tài)下，在執(zhí)行調(diào)光以使柵格電壓和分段電壓的占空比減小為“1/2”、“1/4”、“1/8”的情況下的主要信號(hào)的波形圖。該圖中所示的柵格電壓和分段電壓都處于高電平H的時(shí)間段表示處于同時(shí)驅(qū)動(dòng)?xùn)鸥耠姌O12和分段電極13的電壓的時(shí)間段(此后，稱之為“啟動(dòng)時(shí)間段”)，并且在該時(shí)間段內(nèi)，假定在受到驅(qū)動(dòng)的分段電極13上的熒光材料發(fā)光，并且在VFD 10上顯示所需的圖案。
這里，在啟動(dòng)期間，在燈絲脈沖電壓處于高電平H的時(shí)間段內(nèi)，由于燈絲之間的電壓差，減小了VFD 10的強(qiáng)度，并且柵格電極和分段電極變小。此外，如圖14所示，啟動(dòng)時(shí)間段變短，并且隨著柵格電壓和分段電壓的占空比的減小，在啟動(dòng)時(shí)間段中，其中燈絲脈沖電壓處于高電平H的時(shí)間段的比率增加。因此，如上所述的VFD 10的強(qiáng)度減小變得相當(dāng)明顯(要說(shuō)的是，柵格電壓和分段電壓的占空比“1/8”是最小閾值。)。
即，在傳統(tǒng)的VFD驅(qū)動(dòng)電路中，執(zhí)行調(diào)光以使柵格電壓和分段電壓的占空比減小，以便減小VFD 10的強(qiáng)度。在這種情況下，由于燈絲脈沖電壓處于高電平H的時(shí)間段的占用比受到影響而變得在啟動(dòng)時(shí)間段中大于基于調(diào)光的VFD 10強(qiáng)度的減小率，VFD 10強(qiáng)度的減小率變得更大。因此，對(duì)于傳統(tǒng)的VFD驅(qū)動(dòng)電路，問(wèn)題在于當(dāng)啟動(dòng)時(shí)間段較短時(shí)，通過(guò)調(diào)光來(lái)執(zhí)行所需的強(qiáng)度調(diào)節(jié)。
＝＝第二任務(wù)＝＝在傳統(tǒng)的VFD驅(qū)動(dòng)電路中，對(duì)燈絲脈沖電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便將其以恒定占空比施加到燈絲上，同時(shí)由于用于驅(qū)動(dòng)燈絲的元件的振動(dòng)和熱特性和燈絲電源電壓等造成了占空比的波動(dòng)。此外，由于占空比的波動(dòng)，燈絲脈沖電壓的有效值超出了為其額定值所定義的公差(例如，額定值±大約10％)，并且產(chǎn)生了VFD顯示器強(qiáng)度等級(jí)的惡化以及由于燈絲的老化而縮短了VFD顯示器的壽命的問(wèn)題。
于是，近年來(lái)，對(duì)于VFD驅(qū)動(dòng)電路而言，進(jìn)一步提高可靠性的需求已經(jīng)得到增加。因此，為了解決這些問(wèn)題，需要配置一種機(jī)制來(lái)以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)精細(xì)地調(diào)節(jié)燈絲脈沖電壓的占空比(提高分辨率)。在傳統(tǒng)的VFD顯示電路中，能夠通過(guò)把將要設(shè)置燈絲脈沖電壓的參考時(shí)鐘頻率的頻率設(shè)置得較高，來(lái)提高與調(diào)節(jié)燈絲脈沖電壓的占空比相關(guān)的分辨率。
然而，在傳統(tǒng)的VFD驅(qū)動(dòng)電路中，功率消耗增加，同時(shí)，當(dāng)為了提高與燈絲電壓的占空比相關(guān)的分辨率而將參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率設(shè)置在太高的頻率時(shí)，產(chǎn)生了諸如無(wú)線電等干擾設(shè)備的噪聲。另一方面，當(dāng)將參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率設(shè)置在較低頻率(使周期更長(zhǎng))時(shí)，燈絲脈沖電壓的頻率要會(huì)減小。因此，燈絲脈沖電壓的頻率達(dá)到了可聽(tīng)到的頻帶(通常為20kHZ或更低)，并且從燈絲中產(chǎn)生了聲音噪聲。
如上所述，對(duì)于調(diào)節(jié)參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率的方法，可能會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題。因此，要尋求一種新的技術(shù)來(lái)用于對(duì)燈絲脈沖電壓的占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)的機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的主要方面提出了一種用于具有燈絲、柵格電極和分段電極的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括燈絲驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)燈絲；柵格驅(qū)動(dòng)單元，用于對(duì)柵格電極進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；分段驅(qū)動(dòng)單元，用于對(duì)分段電極進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；以及控制單元，用于以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)使燈絲的輸出有效或無(wú)效。
在使燈絲驅(qū)動(dòng)單元的輸出無(wú)效的情況下，當(dāng)?shù)竭_(dá)分別由柵格驅(qū)動(dòng)單元和分段驅(qū)動(dòng)單元對(duì)柵格電極和分段電極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電壓時(shí)，并且當(dāng)?shù)竭_(dá)該電壓的時(shí)間段TW短于預(yù)定時(shí)間段時(shí)，控制單元使燈絲驅(qū)動(dòng)電路的輸出在時(shí)間段TW內(nèi)無(wú)效?？刂茊卧軌蚋鶕?jù)從外部接收到的數(shù)據(jù)對(duì)用于對(duì)燈絲進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度和/或脈沖周期進(jìn)行設(shè)置。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提高利用其燈絲的脈沖驅(qū)動(dòng)方案的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路的便利性和可靠性，從而能夠提供真空熒光顯示器的可用驅(qū)動(dòng)電路。
通過(guò)理解以下描述和附圖，本發(fā)明的其他特征將變得清楚。


參考以下描述、所附權(quán)利要求和附圖，本發(fā)明的上述和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將得到更為清楚的理解圖1示意地示出了包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在外部控制器和真空熒光顯示器之間的數(shù)據(jù)傳送格式的時(shí)序圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路的方框圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燈絲脈沖控制單元的方框圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燈絲脈沖控制單元的操作的時(shí)序圖；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的FPD控制單元的結(jié)構(gòu)；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的FPD控制單元的操作的時(shí)序圖；圖8是示出了脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形的圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與脈沖寬度數(shù)據(jù)的設(shè)置相關(guān)的參考表；圖10是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與脈沖周期數(shù)據(jù)的設(shè)置相關(guān)的參考表；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的燈絲脈沖控制單元的結(jié)構(gòu)；圖12是調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)和調(diào)光器值的參考表；圖13示出了真空熒光顯示器的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路；以及圖14示出了真空熒光顯示器的每個(gè)電極的電位的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。
<系統(tǒng)結(jié)構(gòu)>
圖1示意地示出了作為本發(fā)明的實(shí)施例的包括VFD驅(qū)動(dòng)電路20的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。如圖所示，將對(duì)以下情況進(jìn)行描述假定按照動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方案來(lái)驅(qū)動(dòng)?xùn)鸥耠姌O12和分段電極13，驅(qū)動(dòng)?xùn)鸥耠姌O12的柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比(脈沖寬度/重復(fù)周期)是“1/2”(即，柵格(列)是兩列)，將本發(fā)明實(shí)現(xiàn)為支持“90”個(gè)分段輸出的VFD驅(qū)動(dòng)電路20。
根據(jù)本發(fā)明的VFD驅(qū)動(dòng)電路20不局限于具有上述數(shù)量的柵格(兩列)和所述數(shù)量分段(90個(gè)分段)的VFD驅(qū)動(dòng)電路，并且對(duì)柵格電極12和分段電極13的驅(qū)動(dòng)可以與動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方案或靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方案的驅(qū)動(dòng)方案進(jìn)行組合。例如，在采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方案的情況下，所有列顯示由具有與分段數(shù)相同數(shù)量的分段電極13和一個(gè)(1)柵格電極12來(lái)執(zhí)行。在這種情況下，將恒定電壓(柵格電壓)施加到所述一個(gè)(1)柵格電極12。
在諸如由Sangyo Tosho所寫的《Display Technologies SeriesVacuum Fluorescent Display 8.2 The Basic Driving Circuits》(154～158頁(yè))中描述了上述動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方案和靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方案的概況。
對(duì)于VFD驅(qū)動(dòng)電路的外圍電路，將按照VFD 10、外部振蕩器30、外部控制器40和開(kāi)關(guān)元件50的順序?qū)@些組件進(jìn)行描述。
VFD 10包括燈絲11、柵格電極12和分段(陽(yáng)極)電極13。通過(guò)經(jīng)由開(kāi)關(guān)元件50根據(jù)脈沖驅(qū)動(dòng)方案來(lái)施加燈絲脈沖電壓，對(duì)燈絲11進(jìn)行加熱，并且該燈絲發(fā)射熱電子。柵格電極12充當(dāng)用于選擇列并加速和阻止由燈絲11發(fā)射的熱電子的電極。分段電極13充當(dāng)用于選擇分段的電極。然而，按照要顯示的圖案將熒光材料涂覆在分段電極13的表面上，并且通過(guò)由柵格電極12對(duì)熱電子進(jìn)行加速并使其與熒光材料碰撞而使熒光材料發(fā)光，來(lái)顯示所需要的圖案。
此外，在VFD 10中，針對(duì)每一列，分別從柵格電極12中單獨(dú)地抽出引線，同時(shí)從分段電極13中抽出使對(duì)應(yīng)于每一列的分段彼此內(nèi)部相連的引線。從柵格電極12和分段電極13抽出的這些引線分別與VFD驅(qū)動(dòng)電路20的相應(yīng)輸出接線端(柵格輸出接線端是G1～G2，而分段輸出接線端是S1～S45)相連。
外部振蕩器30是包括電阻器R、電容元件C等的RC振蕩器，并且通過(guò)與VFD驅(qū)動(dòng)電路20的振蕩器接線端(OSCI接線端、OSCO接線端)相連而構(gòu)成了RC振蕩電路。外部振蕩器30可以是每一個(gè)都具有指定振蕩頻率的石英晶體振蕩器或陶瓷振子，并且可以構(gòu)造作為自身驅(qū)動(dòng)振蕩單元晶體或陶瓷振蕩電路。此外，外部振蕩器30可以是向VFD驅(qū)動(dòng)電路20提供用于外部驅(qū)動(dòng)振蕩的時(shí)鐘信號(hào)的外部驅(qū)動(dòng)振蕩單元。
外部控制器40是如微型計(jì)算機(jī)等不包含任何VFD驅(qū)動(dòng)元件的設(shè)備，該外部控制器通過(guò)用于傳送串行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線與VFD驅(qū)動(dòng)電路20相連，并且以預(yù)定的數(shù)據(jù)傳送格式向VFD驅(qū)動(dòng)電路20傳送驅(qū)動(dòng)VFD 10所需的信號(hào)。外部控制器40和VFD驅(qū)動(dòng)電路20之間的數(shù)據(jù)傳送不局限于以上所述的串行數(shù)據(jù)傳送，而是可以是并行數(shù)據(jù)傳送。
開(kāi)關(guān)元件50是P溝道MOS型FET(場(chǎng)效應(yīng)管)，其柵極接線端與VFD驅(qū)動(dòng)電路20的FPCON接線端相連，輸出稍后所述的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。開(kāi)關(guān)元件50不局限于P溝道MOS型FET，例如，可以使用N溝道MOS型FET，此外，可以使用組合在一起的N溝道MOS型FET和P溝道MOS型FET。另外，開(kāi)關(guān)元件50響應(yīng)從VFD驅(qū)動(dòng)電路20的FPCON接線端所提供的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，通過(guò)執(zhí)行開(kāi)/關(guān)操作，從燈絲電源電壓VFL中產(chǎn)生要施加到VFD 10的燈絲11上的燈絲脈沖電壓。
圖1所示的VFD驅(qū)動(dòng)電路20的FRR接線端是用于響應(yīng)開(kāi)關(guān)元件50的輸入/輸出特性來(lái)設(shè)置從FPCON接線端輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的極性的輸入接線端，例如，如圖1所示，在采用P溝道MOS型FET作為開(kāi)關(guān)元件50的情況下，將FRR接線端與電源電壓VDD相連(高電平“H”-固定的)。此外，在采用N溝道MOS型FET作為開(kāi)關(guān)元件50的情況下，將FRR接線端與“地”相連(低電平“L”-固定的)。
圖2示出了外部控制器與VFD驅(qū)動(dòng)電路20之間的數(shù)據(jù)傳送格式的時(shí)序圖。如圖所示，該數(shù)據(jù)傳送格式具有與柵格電極G1相關(guān)的序列(此后，稱為“G1序列”)和與柵格電極G2相關(guān)的序列(此后，稱為“G2序列”)。數(shù)據(jù)傳送格式并不局限于上述格式，而可以同時(shí)執(zhí)行G1序列和G2序列。
將對(duì)G1序列和G2序列進(jìn)行示意性的描述。
首先，在G1序列中，外部控制器40與同步時(shí)鐘信號(hào)CL一起，向VFD驅(qū)動(dòng)電路20傳送賦予VFD驅(qū)動(dòng)電路20的總線地址(8位)。VFD驅(qū)動(dòng)電路20識(shí)別所接收到的地址是否為賦予該電路20本身的總線地址。然后，在電路20識(shí)別了作為賦予電路20本身的總線地址的總線地址時(shí)，電路20接收附加在來(lái)自外部控制器40的接收總線地址上傳輸?shù)目刂泼?控制數(shù)據(jù)等，稍后描述)，作為電路20自身的控制命令。如上所述，總線地址是賦予每個(gè)相應(yīng)IC的特定地址，在外部控制器40與多個(gè)IC連接在相同總線的實(shí)施例中，將總線地址用于外部控制器40以控制相同總線上的多個(gè)IC。
接下來(lái)，外部控制器40通過(guò)肯定(使其處于H電平)芯片使能信號(hào)CE使VFD驅(qū)動(dòng)電路20處于使能(選中)狀態(tài)，然后，傳輸針對(duì)柵格電極G1的45位顯示數(shù)據(jù)(D1～D45)、用于VFD驅(qū)動(dòng)電路20的每個(gè)控制的16位控制數(shù)據(jù)等。作為16位控制數(shù)據(jù)，保存了10位調(diào)光器調(diào)整數(shù)據(jù)(DM0～DM9)作為用于調(diào)整VFD 10的強(qiáng)度的數(shù)據(jù)、柵極標(biāo)識(shí)符DD(例如，“1”表示柵格電極G1，而“0”表示柵格電極G2)等。因此，外部控制器40通過(guò)否定(使其處于L電平)芯片使能信號(hào)CE使VFD驅(qū)動(dòng)電路20處于禁用(未選中)狀態(tài)，因此，終止了同步時(shí)鐘信號(hào)CL的傳輸，從而，終止G1序列。
另一方面，在G2序列中，在與上述G1序列相同的過(guò)程中，傳輸與柵格電極G2相關(guān)的45位顯示數(shù)據(jù)(D46～D90)。在G2序列中，從VFD驅(qū)動(dòng)電路20中傳送的控制數(shù)據(jù)包括稍后描述的FPD(燈絲脈沖禁用)設(shè)置數(shù)據(jù)、7位脈沖周期數(shù)據(jù)Cn(C0～C6)、4位脈沖寬度數(shù)據(jù)Wn(W0～W3)等。
<VFD驅(qū)動(dòng)電路>
圖3示出了按照本發(fā)明脈沖驅(qū)動(dòng)方案的VFD驅(qū)動(dòng)電路20的方框圖。
VFD驅(qū)動(dòng)電路20包括接口單元201、振蕩電路202、驅(qū)動(dòng)電路203、定時(shí)發(fā)生器204、移位寄存器205、控制寄存器206、鎖存電路207、多路復(fù)用器208、分段驅(qū)動(dòng)器209、柵極驅(qū)動(dòng)器210、調(diào)光器控制單元211、燈絲脈沖控制單元212。
接口單元201是用于與外部控制40傳輸/接收如圖2所示的數(shù)據(jù)的接口單元。
振蕩電路202通過(guò)將外部振蕩器30與針對(duì)振蕩器的接線端(OSCI、OSCO)相連，來(lái)產(chǎn)生VFD驅(qū)動(dòng)電路20的參考時(shí)鐘信號(hào)。由除法電路203將此參考時(shí)鐘信號(hào)分頻為預(yù)定的分頻數(shù)，并提供給定時(shí)發(fā)生器204。將參考時(shí)鐘信號(hào)(振蕩時(shí)鐘)的頻率設(shè)置在音頻帶或以上，從而在燈絲11處并不產(chǎn)生聲音噪聲，同時(shí)，將該頻率設(shè)置在考慮到VFD驅(qū)動(dòng)電路的功率消耗和無(wú)線電噪聲的影響的預(yù)定上限頻率以下。
定時(shí)發(fā)生器204根據(jù)由除法電路203提供的信號(hào)輸出用于確定驅(qū)動(dòng)?xùn)鸥耠姌OG1～G2的信號(hào)(此后，稱為“柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào))的定時(shí)等的信號(hào)(此后，稱為“內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)A”)和用于確定燈絲脈沖控制單元212中的稍后所述的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的定時(shí)的信號(hào)(此后，稱為“內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)B”)等。
移位寄存器205將由接口單元201針對(duì)上述G1和G2序列中的每一個(gè)而分別接收到的45位顯示數(shù)據(jù)(D1～D45或D46～D90)和16位控制數(shù)據(jù)(調(diào)光器調(diào)整數(shù)據(jù)(DM0～DM9)等)轉(zhuǎn)換為脈沖數(shù)據(jù)，并將該脈沖數(shù)據(jù)提供給控制寄存器206、鎖存電路207、燈絲脈沖控制單元212等。16位控制數(shù)據(jù)包含調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)、FPD設(shè)置數(shù)據(jù)、脈沖寬度數(shù)據(jù)、脈沖周期數(shù)據(jù)、柵格標(biāo)識(shí)符DD等。
控制寄存器206存儲(chǔ)由移位寄存器205提供的32位(16位×2)控制數(shù)據(jù)。將包含在控制數(shù)據(jù)中的調(diào)光器調(diào)整數(shù)據(jù)(DM0～DM9)提供給調(diào)光器控制單元211。
鎖存電路207保存由移位寄存器205提供的與柵格電極G1相關(guān)的45位顯示數(shù)據(jù)和與柵格電極G2有關(guān)的45位顯示數(shù)據(jù)。即，鎖存電路207保存針對(duì)與驅(qū)動(dòng)?xùn)鸥耠姌OG1和G2有關(guān)的重復(fù)循環(huán)中的每一個(gè)的90位顯示數(shù)據(jù)。
多路復(fù)用器208在由鎖存電路207保存的90位顯示數(shù)據(jù)中選擇與要驅(qū)動(dòng)的柵格電極G1或G2相關(guān)的45位顯示數(shù)據(jù)，并在用于驅(qū)動(dòng)?xùn)鸥耠姌OG1和G2中的每一個(gè)的定時(shí)，將其提供給分段驅(qū)動(dòng)器209。
分段驅(qū)動(dòng)器209根據(jù)由多路復(fù)用器208選中并提供的45位顯示數(shù)據(jù)，形成用于驅(qū)動(dòng)分段電極S1～S45的信號(hào)，并將其輸出給分段電極S1～S45。用于驅(qū)動(dòng)分段電極S1～S45的信號(hào)可以是要施加在分段電極S1～S45上的電壓(此后，稱為“分段電壓”)或是要提供給插入在分段驅(qū)動(dòng)器209和分段電極S1～S45之間的驅(qū)動(dòng)元件的控制信號(hào)(此后，將分段電壓和控制信號(hào)統(tǒng)稱為“分段驅(qū)動(dòng)信號(hào)”)。
柵格驅(qū)動(dòng)器210根據(jù)從定時(shí)發(fā)生器204提供的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)A來(lái)形成柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并且將其輸出到柵格電極G1～G2。可以將用于驅(qū)動(dòng)?xùn)鸥耠姌OG1～G2的信號(hào)作為電壓(此后，稱之為“柵格電壓”)施加到柵格電極G1～G2，或者施加要提供給插入在柵格驅(qū)動(dòng)器210和柵格電極G1～G2之間的驅(qū)動(dòng)元件的控制信號(hào)(此后，柵格電壓和控制信號(hào)統(tǒng)稱為“柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)”)。
調(diào)光器控制單元211根據(jù)由控制檢測(cè)器206提供的調(diào)光器調(diào)整數(shù)據(jù)(DM0～DM9)調(diào)整柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)與分段驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比。
燈絲脈沖控制單元212根據(jù)由定時(shí)發(fā)生器204提供的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)B，形成用于脈沖驅(qū)動(dòng)燈絲11的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并將其輸出給切換元件50。燈絲脈沖控制單元212根據(jù)由FPR接線端提供的信號(hào)，設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的極性。例如，當(dāng)FPR接線端處于低電平“L”時(shí)，脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有圖8所示的波形。
根據(jù)本發(fā)明的VFD驅(qū)動(dòng)電路20具有以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)使輸出到開(kāi)關(guān)元件50的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)有效或無(wú)效的功能。該功能主要在燈絲脈沖控制單元212處實(shí)現(xiàn)。下面將詳細(xì)描述脈沖控制單元212所具有的功能。
<第一實(shí)施例>
＝＝燈絲脈沖控制單元＝＝作為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，在使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)無(wú)效的情況下，燈絲脈沖控制單元212具有只在柵格電極12和分段電極13處于對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電壓(此后，稱之為“啟動(dòng)時(shí)間段”)的時(shí)間段內(nèi)使其無(wú)效的功能。
圖4示出了作為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的燈絲控制單元212的示意方框圖。
如圖所示，燈絲脈沖控制單元212包括脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生單元70、FPD(燈絲脈沖禁用)控制單元60和脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)極性設(shè)置單元110。
脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生單元70根據(jù)從定時(shí)發(fā)生器204提供的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)B來(lái)產(chǎn)生具有預(yù)定占空比的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
FDD控制單元60包括FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80，用于產(chǎn)生用來(lái)設(shè)置使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)無(wú)效的時(shí)間段的信號(hào)(此后，稱之為“FPDIS信號(hào)”)；“與非”元件90，作為能夠響應(yīng)從外部控制器40接收到的FPD設(shè)置信號(hào)來(lái)設(shè)置FPDIS信號(hào)的有效和無(wú)效的單元；以及“與”元件100，作為能夠響應(yīng)“與非”元件90的輸出來(lái)設(shè)置由脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生單元70產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)有效和無(wú)效的單元。
FPD設(shè)置數(shù)據(jù)表示能夠?qū)⑵渥陨砉δ茉O(shè)置為有效或無(wú)效以使根據(jù)本發(fā)明的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)只對(duì)于啟動(dòng)時(shí)間段無(wú)效的數(shù)據(jù)，例如，該數(shù)據(jù)可以是如上所述的能夠在“與非”元件90處設(shè)置FPDIS信號(hào)的有效或無(wú)效的數(shù)據(jù)。對(duì)FPD設(shè)置數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置，從而當(dāng)其處于高電平H時(shí)，該數(shù)據(jù)使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)只對(duì)于啟動(dòng)時(shí)間段無(wú)效，而當(dāng)其處于低電平L時(shí)，該數(shù)據(jù)使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)有效而與啟動(dòng)時(shí)間段無(wú)關(guān)。
當(dāng)從外部控制器40接收到的FPD設(shè)置數(shù)據(jù)被設(shè)置在高電平H時(shí)，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的FPD控制單元60通過(guò)在啟動(dòng)時(shí)間段內(nèi)將其固定在預(yù)定電平(例如，高電平)，使由脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器70產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)無(wú)效。FPD控制單元60不局限于上述結(jié)構(gòu)，并且可以是能夠?qū)崿F(xiàn)上述邏輯的結(jié)構(gòu)。
脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)極性設(shè)置單元110包括“異或”元件，并且響應(yīng)輸入到FPR接線端的信號(hào)電平來(lái)設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的極性。如圖所示，在采用P溝道型FET作為開(kāi)關(guān)元件50的情況下，當(dāng)P溝道MOS型FET導(dǎo)通時(shí)，脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)極性設(shè)置單元110將從FPCON接線端輸出的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的極性設(shè)置為低電平L，而當(dāng)P溝道MOS型FET截止時(shí)將所述極性設(shè)置為高電平H。脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)極性設(shè)置單元110不局限于“異或”元件，并且可以是能夠?qū)崿F(xiàn)上述邏輯的其他元件。
圖5示出了說(shuō)明具有上述結(jié)構(gòu)的燈絲脈沖控制單元212的操作的時(shí)序圖。
首先，作為圖5(A)和(B)所示的波形圖，假定了以下情況在VFD驅(qū)動(dòng)電路20處執(zhí)行調(diào)光，從而將柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)和分段驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比減小為“1/4”、“1/8”、“1/16”。
這里，由于FPD設(shè)置數(shù)據(jù)(圖5(D))在圖5所示的時(shí)間段1T內(nèi)處于“低”電平，使FPDIS信號(hào)(圖5(C))無(wú)效，并且“與非”元件90的輸出(圖5(E))處于高電平H。因此，即使對(duì)于啟動(dòng)時(shí)間段(Ta)，仍然使在脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器70處產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)(圖5(F))有效，并且通過(guò)“與”元件100(圖5(G))和“異或”元件110(圖5(H))向開(kāi)關(guān)元件50提供該脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
另一方面，由于FPD設(shè)置數(shù)據(jù)(圖5(D))在時(shí)間段2T、3T中處于高電平H，使FPDIS信號(hào)(圖5(C))有效，并且在FPDIS信號(hào)(圖5(C))的脈沖寬度的時(shí)間段內(nèi)使“與非”元件的輸出(圖5(E))處于低電平L。因此，在啟動(dòng)時(shí)間段(Tb，Tc)中使在脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生單元70處產(chǎn)生的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)(圖5(F))無(wú)效，并且將其提供給處于使開(kāi)關(guān)元件50截止的邏輯值(高電平圖5(H))的開(kāi)關(guān)元件50。
按照這種方式，當(dāng)柵格電極12和分段電極13都處于對(duì)其進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電壓的時(shí)間段較短時(shí)(例如，當(dāng)電壓周期大約等于一個(gè)(1)周期的1/8或更短時(shí))，VFD驅(qū)動(dòng)電路20可以通過(guò)使燈絲11和柵格電極12及分段電極1 3之間的電位差在該時(shí)間段內(nèi)恒定，由調(diào)光來(lái)執(zhí)行所需的強(qiáng)度調(diào)節(jié)。因此，可以提高電路的便利性。
此外，VFD驅(qū)動(dòng)電路20可以根據(jù)FPD設(shè)置數(shù)據(jù)，來(lái)設(shè)置自身的上述功能有效或無(wú)效，諸如從外部控制器40檢查VFD 10的顯示強(qiáng)度。因此，可以進(jìn)一步提高電路的便利性。
＝＝FPDIS信號(hào)發(fā)生單元＝＝FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80根據(jù)從外部控制器40接收到的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，能夠產(chǎn)生具有響應(yīng)與作為FPDIS信號(hào)的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)(能夠設(shè)置為柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)和分段驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比的值)相對(duì)應(yīng)的調(diào)光器值的脈沖寬度的信號(hào)。
可以按照?qǐng)D6所示的電路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80。將如所需要地使用圖7所示的FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80的主要信號(hào)的時(shí)序圖，來(lái)描述圖6所示的FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80的實(shí)施例。
FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80包括鎖存單元801、比較單元802、計(jì)數(shù)單元803和信號(hào)發(fā)生單元804。
鎖存單元801包括D觸發(fā)器，并鎖存從外部控制器40接收到的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)(DM0～DM9)，作為用于產(chǎn)生FPDIS信號(hào)的信息(圖7(E))。例如，如圖6所示，用于鎖存調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)的定時(shí)是在RS觸發(fā)器808的復(fù)位輸入(圖7(D))的上升時(shí)刻(t0，t3，t6)。
比較單元802包括“異或非”元件、“與非”元件和“或非”元件，該比較單元將從在鎖存電路801處鎖存的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)(DM0-DM9)中取反的每一位與根據(jù)從計(jì)數(shù)單元803輸出的參考時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值(1T～9T)進(jìn)行比較，當(dāng)其相互一致時(shí)，輸出“1”，而當(dāng)其不一致時(shí)，則輸出“0”。
計(jì)數(shù)單元803包括具有復(fù)位接線端的T觸發(fā)器，并通過(guò)分頻為在振蕩電路202處產(chǎn)生的預(yù)定(在圖6中的九個(gè)(9))參考時(shí)鐘信號(hào)來(lái)產(chǎn)生計(jì)數(shù)值(1T～9T)，以及在稍后描述的RS觸發(fā)器808的取反輸出的下降時(shí)刻(t0，t3，t6)，對(duì)計(jì)數(shù)值(1T～9T)進(jìn)行復(fù)位，所述取反數(shù)據(jù)是相對(duì)于FPDIS信號(hào)(圖7(E))具有相反極性的信號(hào)。
信號(hào)發(fā)生單元804包括D觸發(fā)器805和806、“或非”元件807和RS觸發(fā)器808。
D觸發(fā)器805在參考時(shí)鐘信號(hào)的上升時(shí)刻(t2)設(shè)置來(lái)自比較單元802的輸出，以及將其輸入到RS觸發(fā)器808的設(shè)置接線端(圖7(C))。圖7的時(shí)間t2表示在計(jì)數(shù)單元803從時(shí)間t0開(kāi)始計(jì)數(shù)得到的計(jì)數(shù)值(1T～9T)和通過(guò)對(duì)由鎖存單元801鎖存的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)(DM0～DM9)進(jìn)行取反獲得的每一位相互一致的時(shí)間。
根據(jù)具有作為其周期驅(qū)動(dòng)每一個(gè)柵格電極G1～G2的時(shí)間段的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)A(圖7(B))，D觸發(fā)器806經(jīng)由“與”元件807(圖7(D))，向RS觸發(fā)器808的復(fù)位接線端輸入通過(guò)對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)A(圖7(B))取反而獲得的信號(hào)。
根據(jù)設(shè)置輸入(圖7(C))和復(fù)位輸入(圖7(D))，RS觸發(fā)器808輸出圖7(E)所示的FPDIS信號(hào)。FPDIS信號(hào)的脈沖寬度TW等于在調(diào)光器調(diào)節(jié)單元211根據(jù)相同的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)的柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)(圖7(F))的脈沖寬度TWG和分段驅(qū)動(dòng)信號(hào)(圖7(G))的脈沖寬度TWS，或所述FPDIS信號(hào)的脈沖寬度TW包括脈沖寬度TWG和TWS。
按照這種方式，F(xiàn)PDIS信號(hào)發(fā)生單元80根據(jù)從外部控制器40接收到的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生用于使圖7中的虛線區(qū)域S和T所示的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)無(wú)效的FPDIS信號(hào)。FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80不局限于具有上述結(jié)構(gòu)的單元，而是可以具有能夠?qū)崿F(xiàn)上述邏輯的任何結(jié)構(gòu)。
即使在對(duì)柵格電極12和分段電極13進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的時(shí)間段較短的情況下，VFD驅(qū)動(dòng)電路20，通過(guò)具有FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80，仍然能夠通過(guò)使燈絲11和柵格電極12及分段電極13之間的電位差在該時(shí)間段內(nèi)恒定，由調(diào)光來(lái)執(zhí)行所需的強(qiáng)度調(diào)節(jié)。因此，可以提高電路的便利性。
在上述的實(shí)施例中，根據(jù)從外部控制器40中接收到的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，在響應(yīng)與調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的調(diào)光器值(能夠設(shè)置為柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)和分段驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比的值)的脈沖寬度的時(shí)間段短于預(yù)定時(shí)間段(例如，柵格驅(qū)動(dòng)信號(hào)和分段驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一個(gè)(1)周期的大約1/8)的情況下，VFD驅(qū)動(dòng)電路20可以使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)無(wú)效。例如，優(yōu)選地，在當(dāng)比較單元802輸出“1”時(shí)計(jì)數(shù)單元803的輸出的計(jì)數(shù)值(1T～9T)相等或更大(一個(gè)(1)脈沖周期的時(shí)間段-預(yù)定時(shí)間段)的情況下，在FPDIS信號(hào)發(fā)生單元80中新配備了用于復(fù)位比較單元802的輸出的單元。
按照這種方式，每一次VFD驅(qū)動(dòng)電路20從外部控制器40接收調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)時(shí)，其可以自動(dòng)地確定以下情況其應(yīng)該根據(jù)接收到的調(diào)光器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)無(wú)效。因此，可以進(jìn)一步提高電路的便利性。
此外，在上述實(shí)施例中，VFD驅(qū)動(dòng)電路20可以是半導(dǎo)體集成單元，并且可以在其中配備使產(chǎn)生電壓以對(duì)燈絲11進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的開(kāi)關(guān)元件50能夠與外部相連的接口(FPCON接線端)。
此外，在上述實(shí)施例中，可以在利用VFD驅(qū)動(dòng)電路20的各種應(yīng)用電路(例如，真空熒光顯示模塊)中配備開(kāi)關(guān)元件50。優(yōu)選地，VFD驅(qū)動(dòng)電路20可以是半導(dǎo)體集成電路，并且開(kāi)關(guān)元件50可以與外部相連，或者可以是嵌入了集成開(kāi)關(guān)元件50的半導(dǎo)體集成電路。
<第二實(shí)施例>
作為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)例，在使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)有效的情況下，燈絲脈沖控制單元212具有根據(jù)從外部控制器40接收到的脈沖寬度數(shù)據(jù)和脈沖周期數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度或脈沖周期中的任一個(gè)的功能。
為了描述上述功能，首先，將參考圖9和10來(lái)描述脈沖寬度數(shù)據(jù)和脈沖周期數(shù)據(jù)的實(shí)施例。
＝＝脈沖寬度數(shù)據(jù)＝＝圖9是與脈沖寬度數(shù)據(jù)的設(shè)置有關(guān)的參考表。
如圖所示，從外部控制器40傳送的脈沖寬度數(shù)據(jù)是諸如4位的串行數(shù)據(jù)Wn(W0～W3)，其中，W0是LSB(最低有效位)。外部控制器40向VFD驅(qū)動(dòng)電路20傳送4位的串行數(shù)據(jù)Wn(W0～W3)，作為脈沖寬度數(shù)據(jù)，將串行數(shù)據(jù)Wn包括在上述G2序列中傳送的16位的控制數(shù)據(jù)中。
另一方面，脈沖寬度數(shù)據(jù)(W0～W3)與脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度的設(shè)置值關(guān)聯(lián)，并且在VFD驅(qū)動(dòng)電路20中將其解碼為具有該脈沖寬度的設(shè)置數(shù)據(jù)。具有該脈沖寬度的設(shè)置數(shù)據(jù)可以是諸如參考在振蕩電路202處產(chǎn)生的參考時(shí)鐘信號(hào)的周期(1/fosc(參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率))的值。在這種情況下，脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度是由“脈沖寬度的設(shè)置值/fosc”計(jì)算得到的值。
根據(jù)該圖，作為設(shè)計(jì)的方法，在脈沖寬度數(shù)據(jù)(W0～W3)是“0000”的情況下，禁止脈沖寬度的設(shè)置。然而，例如，可以從等于“0000”的脈沖寬度數(shù)據(jù)(W0～W3)中分配脈沖寬度的設(shè)置值。此外，作為脈沖寬度數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)的位數(shù)不局限于上述的四(4)位，并且應(yīng)該將其設(shè)置在適當(dāng)?shù)闹?，從而使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度設(shè)置具有所需的分辨率。
使VFD驅(qū)動(dòng)電路20能夠根據(jù)這些脈沖寬度數(shù)據(jù)，以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)精細(xì)地設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即，燈絲脈沖電壓)的脈沖寬度。
＝＝脈沖周期數(shù)據(jù)＝＝圖10示出了與脈沖周期數(shù)據(jù)相關(guān)的參考表。
如圖所示，作為脈沖周期數(shù)據(jù)的從外部控制器40傳送來(lái)的數(shù)據(jù)是諸如具有作為L(zhǎng)SB的C0的7位串行數(shù)據(jù)(C0～C6)。外部控制器40向VFD驅(qū)動(dòng)電路20傳送作為脈沖周期數(shù)據(jù)的7位串行數(shù)據(jù)(C0～C6)，將串行數(shù)據(jù)(C0～C6)包括在上述G2序列中傳送的16位控制數(shù)據(jù)中。
另一方面，脈沖周期數(shù)據(jù)(C0～C6)與脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖周期的設(shè)置值關(guān)聯(lián)，并在VFD驅(qū)動(dòng)電路20中將其解碼為脈沖周期的設(shè)置值。脈沖周期的設(shè)置值可以是參考在振蕩電路202處產(chǎn)生的參考時(shí)鐘信號(hào)的周期(1/fosc(參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率))的值。在這種情況下，脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖周期是由“脈沖周期的設(shè)置值/fosc”計(jì)算得到的值。
根據(jù)該圖，作為設(shè)計(jì)方法，在二進(jìn)制數(shù)據(jù)(C0～C6)是“0000”和“1111”的情況下，禁止脈沖周期的設(shè)置。然而，例如，可以從作為“0000”的二進(jìn)制數(shù)據(jù)(C0～C6)中指定脈沖周期的設(shè)置值。
此外，作為脈沖周期數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)Cn的位數(shù)不局限于上述的七(7)位，并且應(yīng)該將其設(shè)置在適當(dāng)?shù)闹?，從而使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖周期設(shè)置可以獲得所需的分辨率。
使VFD驅(qū)動(dòng)電路20能夠根據(jù)這些脈沖周期數(shù)據(jù)，以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)精細(xì)地設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即，燈絲脈沖電壓)的脈沖周期。
＝＝燈絲脈沖控制單元＝＝圖11示出了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的燈絲脈沖控制單元212的結(jié)構(gòu)。圖11所示的燈絲脈沖控制單元212是用于實(shí)現(xiàn)圖9所示的脈沖寬度設(shè)置和圖10所示的脈沖周期的設(shè)置的實(shí)施例。
燈絲脈沖控制單元212包括第一比較單元71、第二比較單元72、計(jì)數(shù)單元73和脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生單元77。
第一比較單元71將從外部控制器40接收到的脈沖寬度數(shù)據(jù)(W0～W3)與作為計(jì)數(shù)單元73的輸出的基于參考時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值(1T～4T)進(jìn)行比較，并且包括諸如四(4)個(gè)“異或非”元件和“與”元件，即，在脈沖寬度數(shù)據(jù)(W0～W3)和計(jì)數(shù)值(1T～4T)之間的相應(yīng)位的比較結(jié)果在每一個(gè)“異或非”元件中顯示為一致的情況下，第一比較單元71從其“與”元件中輸出“1”。此外，在位比較的結(jié)果顯示在任何“異或非”元件處顯示為不一致，“與”元件的輸出為“0”。
根據(jù)圖11，第一比較單元71具有其中除了上述結(jié)構(gòu)之外還存在一個(gè)(1)3輸入(負(fù)邏輯)“與”元件的結(jié)構(gòu)。該“與”元件用于作為由比較單元72替代計(jì)數(shù)單元73的結(jié)果，使與計(jì)數(shù)值(5T～7T)相關(guān)的比較操作無(wú)效，以便減小電路規(guī)模。此外，第一比較單元71的結(jié)構(gòu)不局限于上述結(jié)構(gòu)，其可以是將脈沖寬度數(shù)據(jù)(W0～W3)與計(jì)數(shù)值(1T～4T)進(jìn)行比較的門電路，并且輸出比較結(jié)果(例如，在一致的情況下輸出“1”)，并且根據(jù)脈沖寬度數(shù)據(jù)的位值來(lái)改變門電路的構(gòu)成元件的數(shù)量。
第二比較單元72將從外部控制器40接收到的脈沖周期數(shù)據(jù)(C0～C6)與稍后描述的作為計(jì)數(shù)單元73的輸出的基于參考時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值(1T～7T)進(jìn)行比較，并且包括諸如七個(gè)(7)“異或非”元件和“與”元件。即，在脈沖周期數(shù)據(jù)(C0～C6)和計(jì)數(shù)值(1T～7T)之間的相應(yīng)位的比較結(jié)果顯示在每一個(gè)“異或非”元件中一致的情況下，第二比較單元72從其“與”元件中輸出“1”。此外，在位比較的結(jié)果顯示在任一個(gè)其“異或非”元件處不一致的情況下，“與”元件的輸出是“0”。
此外，第二比較單元72不局限于上述結(jié)構(gòu)，并且其可以是將脈沖周期數(shù)據(jù)(C0～C6)與計(jì)數(shù)值(1T～7T)進(jìn)行比較的門電路，并且輸出比較結(jié)果(例如，在一致的情況下輸出“1”)。在這種情況下，根據(jù)脈沖周期數(shù)據(jù)的位值來(lái)改變門電路的構(gòu)成元件的數(shù)量。
計(jì)數(shù)單元73將由振蕩電路202產(chǎn)生的參考時(shí)鐘信號(hào)分頻為七個(gè)(7)，并且產(chǎn)生計(jì)數(shù)值(1T～7T)，以及在第一比較單元71或第二比較單元72的位比較結(jié)果顯示為一致(例如，第一比較單元71或第二比較單元72的“與”元件的輸出為“1”)的情況下，在單元中復(fù)位計(jì)數(shù)值(1T～7T)。
上述的計(jì)數(shù)單元73可以由諸如分頻電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，在分頻電路中，如圖11所示地串聯(lián)每一個(gè)都具有復(fù)位接線端的七個(gè)(7)T觸發(fā)器。計(jì)數(shù)單元73可以由利用除了T觸發(fā)器之外的各種觸發(fā)元件(例如D觸發(fā)器和JK觸發(fā)器)的門電路構(gòu)成，當(dāng)響應(yīng)用于設(shè)置脈沖寬度和脈沖周期的至少任意一個(gè)的所需分辨率來(lái)改變分頻參考時(shí)鐘信號(hào)的數(shù)量時(shí)，改變門電路的構(gòu)成元件的數(shù)量。
在第一比較單元71中的每一位的比較結(jié)果顯示為一致的情況下，脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生單元77使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)處于一個(gè)(1)電平(例如“0”)，并且在第二比較單元72中的每一位的比較結(jié)果顯示為一致時(shí)，所述脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)發(fā)生單元77使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)處于另一電平(例如“1”)，并且所述脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生電路77包括D觸發(fā)器74和75、以及RS觸發(fā)器76，如圖11所示。
接下來(lái)，將利用圖8示意地描述燈絲脈沖控制單元212的操作。
首先，在圖8所示的時(shí)間T0，計(jì)數(shù)單元73具有處于“0”狀態(tài)(此后，稱之為“復(fù)位狀態(tài)”)的作為其輸出的每一位計(jì)數(shù)值(1T～7T)。從此狀態(tài)開(kāi)始，計(jì)數(shù)單元73根據(jù)作為128(2的7次冪)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器逐一地遞增計(jì)數(shù)值(1T～7T)。
接下來(lái)，在圖8所示的時(shí)間T1，作為計(jì)數(shù)單元73的輸出的計(jì)數(shù)值(1T～7T)與在第二比較單元72中從外部控制器40接收到的脈沖周期數(shù)據(jù)(C0～C6)一致。然后，根據(jù)參考時(shí)鐘信號(hào)的上升，在D觸發(fā)器74和RS觸發(fā)器76處逐一地設(shè)置為“1”，以及將脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)從電平“0”切換到電平“1”。
當(dāng)在D觸發(fā)器74處設(shè)置“1”時(shí)，計(jì)數(shù)單元73的計(jì)數(shù)值(1T～7T)的計(jì)數(shù)狀態(tài)移動(dòng)到復(fù)位狀態(tài)，以及對(duì)計(jì)數(shù)值(1T～7T)進(jìn)行遞增。
接下來(lái)，在圖8所示的時(shí)間T2，作為計(jì)數(shù)單元73的輸出的計(jì)數(shù)值(1T～4T)與在第一比較單元71中從外部控制器40接收到的脈沖寬度數(shù)據(jù)(W0～W3)一致，并且單元71將“1”輸出到D觸發(fā)器75。然后，根據(jù)參考時(shí)鐘信號(hào)的上升，在D觸發(fā)器75處設(shè)置“1”。因此，將脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)從電平“1”切換到電平“0”。
按照這種方式，通過(guò)使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)在與脈沖寬度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的時(shí)間段內(nèi)處于一個(gè)電平、而使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)在除了與脈沖周期數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的脈沖寬度之外的時(shí)間段內(nèi)處于另一電平，燈絲脈沖控制單元212可以設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度或脈沖周期中的至少任意一個(gè)。
此外，可以對(duì)燈絲脈沖控制單元212進(jìn)行設(shè)置，以便固定未設(shè)置為用于先前設(shè)置的數(shù)據(jù)內(nèi)容的脈沖寬度數(shù)據(jù)或脈沖周期數(shù)據(jù)的內(nèi)容，并且從外部控制器40接收要設(shè)置的脈沖寬度數(shù)據(jù)或脈沖周期數(shù)據(jù)的更新數(shù)據(jù)，并且當(dāng)設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度或脈沖周期中的任一個(gè)時(shí)，只更新要設(shè)置的脈沖寬度數(shù)據(jù)或脈沖周期數(shù)據(jù)的設(shè)置。在這種情況下，VFD驅(qū)動(dòng)電路20可以將不要設(shè)置的脈沖寬度數(shù)據(jù)或脈沖周期數(shù)據(jù)與來(lái)自外部控制器40的更新數(shù)據(jù)一起接收，或可以保持用于先前設(shè)置的數(shù)據(jù)內(nèi)容并使用所保持的數(shù)據(jù)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的VFD驅(qū)動(dòng)電路可以根據(jù)從外部控制器接收到的數(shù)據(jù)(脈沖寬度數(shù)據(jù)和脈沖周期數(shù)據(jù))，以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)精細(xì)地調(diào)節(jié)脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)(即，燈絲電壓)的占空比。而且，因此，可以抑制在VFD 10的顯示器上的強(qiáng)度等級(jí)的惡化和燈絲11的老化。因此，可以提高VFD驅(qū)動(dòng)電路的可靠性。
此外，即使當(dāng)用于設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的參考時(shí)鐘信號(hào)的頻率位于預(yù)定頻帶內(nèi)(在可聽(tīng)到頻帶或以上并且在預(yù)定上限頻率或以下)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的VFD驅(qū)動(dòng)電路容易以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)，精細(xì)地設(shè)置脈沖寬度或脈沖周期中的至少任意一個(gè)。
在上述實(shí)施例中，VFD驅(qū)動(dòng)電路20可以是半導(dǎo)體集成電路，可以在電路中配備使產(chǎn)生燈絲脈沖電壓的開(kāi)關(guān)元件50能夠與外部相連的接口(例如，上述的FPCON接線端)。
此外，在上述實(shí)施例中，可以在利用VFD驅(qū)動(dòng)電路20的各種應(yīng)用電路(例如真空熒光顯示模塊)中配備開(kāi)關(guān)元件50。在這種情況下，VFD驅(qū)動(dòng)電路20可以是半導(dǎo)體集成電路，并且開(kāi)關(guān)元件50可以與外部相連，或者可以是與電路中的開(kāi)關(guān)元件50集成的半導(dǎo)體集成電路。
權(quán)利要求
1.一種用于具有燈絲、柵格電極和分段電極的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括燈絲驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)燈絲；柵格驅(qū)動(dòng)單元，用于對(duì)柵格電極進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；分段驅(qū)動(dòng)單元，用于對(duì)分段電極進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；以及控制單元，用于以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)使燈絲的輸出有效或無(wú)效。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于在使燈絲驅(qū)動(dòng)單元的輸出無(wú)效的情況下，當(dāng)?shù)竭_(dá)分別由柵格驅(qū)動(dòng)單元和分段驅(qū)動(dòng)單元對(duì)柵格電極和分段電極進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電壓時(shí)，并且當(dāng)?shù)竭_(dá)該電壓的時(shí)間段TW短于預(yù)定時(shí)間段時(shí)，控制單元使燈絲驅(qū)動(dòng)電路的輸出在時(shí)間段TW內(nèi)無(wú)效。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于控制單元輸出用于對(duì)燈絲進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于在短于預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段TW內(nèi)，控制單元將燈絲驅(qū)動(dòng)單元的輸出固定在預(yù)定電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于當(dāng)其處于某邏輯值時(shí)，真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路能夠?qū)艚z驅(qū)動(dòng)單元的輸出設(shè)置為無(wú)效，當(dāng)其處于另一邏輯值時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路從外部接收能夠?qū)艚z驅(qū)動(dòng)單元的輸出設(shè)置為有效的數(shù)據(jù)X，以及所述控制單元在從外部接收到的數(shù)據(jù)X處于某邏輯值時(shí)，將燈絲驅(qū)動(dòng)單元的輸出在短于預(yù)定時(shí)間段的時(shí)間段TW內(nèi)設(shè)置為無(wú)效；以及在從外部接收到的數(shù)據(jù)X處于另一邏輯值時(shí)，將燈絲驅(qū)動(dòng)單元的輸出設(shè)置為有效。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路從外部接收與柵格驅(qū)動(dòng)單元的輸出或分段驅(qū)動(dòng)電路的輸出的占空比相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)Y，以及時(shí)間段TW是基于與接收到的數(shù)據(jù)Y相對(duì)應(yīng)的占空比的脈沖寬度的時(shí)間段。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路從外部接收與柵格驅(qū)動(dòng)單元的輸出或分段驅(qū)動(dòng)單元的輸出的占空比相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)Y，以及當(dāng)基于與接收到的數(shù)據(jù)Y相對(duì)應(yīng)的占空比的時(shí)間段TW等于或短于預(yù)定時(shí)間段時(shí)，控制單元使燈絲驅(qū)動(dòng)單元的輸出在時(shí)間段TW內(nèi)無(wú)效。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路是半導(dǎo)體集成電路，所述驅(qū)動(dòng)電路使用于產(chǎn)生對(duì)燈絲進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的電壓的開(kāi)關(guān)元件能夠根據(jù)脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)與外部相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于包括開(kāi)關(guān)元件，用于根據(jù)燈絲驅(qū)動(dòng)單元的輸出來(lái)產(chǎn)生用于對(duì)燈絲進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路是半導(dǎo)體集成電路，所述驅(qū)動(dòng)電路使開(kāi)關(guān)元件能夠與外部相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路是與開(kāi)關(guān)元件集成的半導(dǎo)體集成電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于當(dāng)使燈絲驅(qū)動(dòng)單元的輸出有效時(shí)，控制單元能夠根據(jù)從外部接收到的數(shù)據(jù)，設(shè)置用于對(duì)燈絲進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度和/或脈沖周期。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于從外部接收到的數(shù)據(jù)包括用于設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度的脈沖寬度數(shù)據(jù)；以及控制單元產(chǎn)生具有與接收到的脈沖寬度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于從外部接收到的數(shù)據(jù)包括用于設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖周期的脈沖周期數(shù)據(jù)；以及控制單元產(chǎn)生具有與接收到的脈沖周期數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的脈沖周期的脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于從外部接收到的數(shù)據(jù)包括用于設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度的脈沖寬度數(shù)據(jù)和用于設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期的脈沖周期數(shù)據(jù)；以及控制單元通過(guò)在與接收到的脈沖寬度數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的脈沖寬度的時(shí)間段內(nèi)使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)處于一個(gè)電平，而在除了在與接收到的脈沖周期數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的脈沖周期中的脈沖寬度之外的時(shí)間段內(nèi)使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)處于另一電平，來(lái)設(shè)置脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度和/或脈沖周期。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于燈絲控制單元包括第一比較單元，用于將脈沖寬度數(shù)據(jù)與基于參考時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較；第二比較單元，用于將脈沖周期數(shù)據(jù)與基于參考時(shí)鐘信號(hào)的計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較；計(jì)數(shù)單元，用于通過(guò)分頻為預(yù)定參考時(shí)鐘信號(hào)來(lái)產(chǎn)生計(jì)數(shù)值，以及當(dāng)?shù)谝槐容^單元或第二比較單元處的比較結(jié)果顯示為一致時(shí)，復(fù)位所述計(jì)數(shù)值；以及控制單元，當(dāng)?shù)谝槐容^單元處的比較結(jié)果顯示為一致時(shí)，使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)處于一個(gè)電平，其中當(dāng)?shù)诙容^單元處的比較結(jié)果顯示為一致時(shí)，控制單元使脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)處于另一電平。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路是半導(dǎo)體集成電路，所述驅(qū)動(dòng)電路使根據(jù)脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生用于對(duì)燈絲進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的電壓的開(kāi)關(guān)元件能夠與外部相連。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路包括根據(jù)脈沖驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生用于對(duì)燈絲進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)的電壓的開(kāi)關(guān)元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路是半導(dǎo)體集成電路，所述驅(qū)動(dòng)電路使開(kāi)關(guān)元件能夠與外部相連。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路是與開(kāi)關(guān)元件集成的半導(dǎo)體集成電路。
全文摘要
公開(kāi)了一種用于具有燈絲、柵格電極和分段電極的真空熒光顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括燈絲驅(qū)動(dòng)單元，用于驅(qū)動(dòng)燈絲；柵格驅(qū)動(dòng)單元，用于對(duì)柵格電極進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)；以及分段驅(qū)動(dòng)單元，用于對(duì)分段電極進(jìn)行脈沖驅(qū)動(dòng)，其中驅(qū)動(dòng)電路包括控制單元，用于以適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)使燈絲的輸出有效或無(wú)效。
文檔編號(hào)H03M1/82GK1534569SQ200410008568
公開(kāi)日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月26日
發(fā)明者新井啟之, 茂木修治, 木村毅, 德永哲也, 也, 治 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社