具有磁滞现象的频率鉴别状态装置

摘要

具有磁滞现象的频率鉴别状态装置，用以鉴别输入信号的频率。该装置包含现状态电路及次状态控制电路。现状态电路响应时钟信号及控制信号，输出现状态值信号及频率鉴别信号，现状态值信号具有多个位、次状态控制电路响应现状态值信号及输入信号，输出控制信号，使频率鉴别信号与输入信号频率之间的关系具有磁滞现象。

说明书

本发明系有关一种鉴频电路，尤其是有关于一种具有磁滞现象的频率鉴别状态装置（state    machine）。

环境保护已是全世界视器产业的一致目标，而节省能源亦为环境保护的重要措施之一。在监视器产业方面，省电型监视器已是各制造商全力以赴的目标。

在视频设备标准协会（Video    Equipment    Standard    Association-VESA）目前制订的接口控制信号标准中，其视频水平同步信号的频率大于10K赫表示信号存在，若小于10赫则认为信号不存在。同时，垂直同步信号频率大于20赫表示信号存在，小于10赫表示信号不存在。这一标准规范，如图1中的垂直同步信号的状态所示，具有一种磁滞现象。也就是说，当垂直同步信号的频率被鉴别超过20赫时，被判定为存在（状态1），而稍后被鉴别低于10赫时，才被判定为不存在（状态0）。

当监视器内的控制电路鉴别水平或垂直同步信号为不存在时，即可关闭大部分电源，使监视器处于睡眠状态，以节省能源。

具有磁滞现象的线性电路极不易实现，所需零件多而复杂，成本也高。

目前公知的线性鉴频电路中，采用一个积分电路，再以比较器判别积分所得的电压，所需零件多而复杂。而数字鉴频电路一般则可利用计数计算在一定时间内的信号脉冲数目，然后再依判别所得，以逻辑电路解决磁滞现象的要求。

本发明的目的是提供一种状态装置（State    machine），以状态（state）的转换方式，完成鉴频以及磁滞现象的效果及目的。

本发明的基本构想及其较佳具体实施例可由以下详细叙述并配合相关附图而得以充分了解。其中，

图1    为VESA对垂直同步信号的判别标准。

图2    为本发明的状态装置的功能方框图。

图3    为本发明的一个较佳实施例。

图4    中揭示四种不同输入信号频率所对应的各状态转换。

参考图2，本发明具有磁滞现象的频率鉴别状态装置包含有一现状态电路21及一次状态控制电路22。现状态电路21响应一时钟信号23及一控制信号24，输出一现状态值信号25及一频率鉴别信号26。现状态值信号25具有多个二进制位。

次状态控制电路22响应现状态值信号25及输入信号27，输出控制信号24，使频率鉴别信号26与输入信号27的频率之间的关系有磁滞现象，如图1所示。

以下以一实际的状态转换表来说明本发明的运行方式。先假设时钟信号23的频率为128赫。

表一

现状态值    000  001  002  003  004  005  006  007  008  009  00A  00B

无输入

信号

次状态值    001  002  003  004  005  006  007  008  009  00A  00B  000

有输入

信号

次状态值    010  010  010  010  010  010  010  010  010  010  010  010

现状态值    010  011  012  013  014  015  016  017  018  019  01A  01B

无输入

信号

次状态值    011  012  013  014  015  016  017  018  019  01A  01B  000

有输入

信号

次状态值    110  110  110  110  110  110  010  010  010  010  010  010

现状态值    110  111  112  113  114  115  116  117  118  119  11A  11B

无输入

信号

次状态值    111  112  113  114  115  116  117  118  119  11A  11B  000

有输入

信号

次状态值    110  110  110  110  110  110  110  110  110  110  110  110

为了方便以下的叙述，表一中之状态值的最高位简称为第一位，次高位简称为第二位，最低位简称为其他位。例如，01B中的0为第一位，1为第二位，B为其他位。

当时钟信号23的频率为128赫时，则每12个时钟脉冲约为100微秒，亦即12个时钟脉冲相当于频率为10赫信号的一个周期。而6个时钟脉冲相当于频率为20赫信号的一个周期。

当输入信号27尚未动作时，现状态电路21受控制信号24、时钟信号23的控制，其现状态信号25输出值在000-00B间循环。亦即由000→001→…→00B→000…以此类推。

当输入信号27第一次动作时，不管此时现状态信号25值为何，控制信号24动作，现状态信号即转变为010，如表一中的第三列所示，并开始在010-01B间循环。亦即由010→011→…，如果现状态信号25循环至01B时输入信号27仍未再次动作，则现状态信号25转变回到000，如第五列的最后一行所示值。此一情况表示输入信号27目前的频率接近零。

如果当输入信号27在现状态值信号016-01B状态值之间第二次动作时，表示输入信号频率介于10-20赫，受控制信号24的影响，现状态值信号25则转变成010，如第六列的后六行所示值，并开始在010-01B之间的状态值间循环，亦即由010→011→…。

如果当输入信号27在现状态信号为010-015状态值之间第二次动作时，表示输入信号大于20赫，受控制信号24的影响，现状态信号25转变成110，如第六行所示值，并开始在110-11B之间的状态值间循环。亦即由110→111→…11A。

如果当输入信号27在现状态值信号为11B前（不含11B）再一次动作时，表示输入信号频率大于10赫，受控制信号24的影响，现状态值信号25转变成110，如第九列所示值，并重新在110-11B等状态值之间循环，产生磁滞现象。此时纵使频率小于20赫，频率鉴别信号26仍为1。

如果当输入信号27在现状态值信号为11B之前（不含11B）皆未再一次动作时，表示输入信号频率小于10赫，则现状态值转变成000，如第八列的最后一行所示值，并重新在000-00B等状态值之间循环。

频率鉴别信号26将由现状态信号值25的前两位的反相值作或非（NOR）运算而得，例如，只有当状态值前两位都为1的情形，频率鉴别信号26才为1，处于存在状态。否则，频率鉴别信号26皆为0，处于不存在状态，如图1所示。

以上对图2以及表一的叙述，可配合本发明的一个较佳实施例（如图3所示）而进一步了解。

如图3所示，本发明的一个较佳实施例中，其现状态电路包含第一触发器211，第二触发器211及一计数器213、一或非（NOR）门。第一触发器211的Q端输出即为现状态信号25的第一位，第二触发器212的Q端输出即为现状态信号25的第二位，计数器213的QD、QC、QB、QA输出端输出其他位值0-B（十六进位），亦即0（十六进位）等于计数器213的0000输出，而B（十六进位）等于计数器213的1011输出值。计数器213受信号端B点的控制，每12个时钟脉冲归零一次。而且，当输入信号27动作后，在下一个时钟脉冲信号27进入时，计数器213亦归零一次。

或非门214的两输入端分别与第一触发器211及第二触发器212的-Q输出端连接，只当现状态信号的第一、第二位为11时，代表输入信号27频率大于20赫，或非门214的输出频率鉴别信号26才为1（存在）。第一、第二位为00或01时，输出的频率鉴别信号26皆为0（不存在）。

当现状态电路21采用如图3所示的元件时，次状态控制电路22可设计成如图3中右半部的电路，以达成本发明的鉴频以及磁滞现象。但这种设计对热习本技术领域的人们而言，其均等的变化何止万千，它们都应在本发明意图保护的范围之内。

另外，图3中现状态电路之细节设计亦可有许多均等范围的变化，亦应属于本发明意图保护的范围。

另外，如表一的状态转换表亦仅为本发明构想的一例而已，不同的设计者可以设计其他的状态值转换，同样达到本发明的目的、功效。例如，当输入信号27的频率大于20赫时，可定义其状态为100，而非表一的110。若系如此，则须更改图3中现状态电路21以及次状态电路22中的细节设计，但其精神仍不脱离本发明的构想，如图2所示。

在图4中，以四种不同输入信号27的情形分别说明现状态值信号25的状态不同变化。

在图4（a）中，当输入信号27在现状态值信号27为002时动作一次，则下一个现状态值转变成010，并开始在010-01B间循环，且因其后并无输入信号27再次动作，所以频率鉴别信号26未动作（不存在），这一情形相当于输入信号频率接近零。

在图4（b）中，输入信号27第一次动作时系在现状态值信号为002时发生，其下一个现状态值转变成010，并开始在010-01B之间循环，但因循环至01B时仍未有第二个输入信号27发生，故现状态值转变成000，并重新在000-00B之间循环。但在循环过程中，当现状态值为003时，输入信号27再次动作，于是现状态值信号25立即转变成010。这一情形表示输入信号27的频率小于10赫，频率鉴别信号26不动作（不存作）。

在图4（c）中，输入信号27在现状态值信号为002时第一次动作，现状态值转变成010，并开始在010-01B之间循环，循环至018时，输入信号27第二次动作，现状态值转变成010，重新循环，输入信号27第三次在现状态值为016时动作。这一情形表示输入信号27频率大于10赫但小于20赫，频率鉴别信号26不动作（不存在）。

在图4（d）中，现状态值信号为004时输入信号27第一次动作，于是现状态值转变成010，并开始在010-01B之间循环，循环至014时，输入信号27第二次动作，现状态值转变成110，并开始在110-11B间循环，输入信号27在现状态值113时，再次动作，现状态值转变为为110，并重新循环。输入信号27在现状态值循环至114时再度动作。这一情形表示输入信号27的频率大于20赫，频率鉴别信号26此时动作（存在）。

如果欲改变磁滞现象的上、下限频率时，可以不更改其他变量，由时钟信号23着手。例如将时钟信号由128赫提高十倍至1280赫时，且仍采用表一的状态转换表时，则图1    中的下限为100赫，上限则为200赫。

若欲只改变磁滞现象的下限频率时，可以不更改其他变量，只要改变表一中横向的状态数目即可，例如，表一中将状态数目由现有12个（0-B）改为24个时，下限即为5赫。

若欲只改变磁滞现象的上限频率时，可以不更改其他变量，只要改变表一中第六列状态值为110的个数即可。例如，将表一第四列现状态值015所对应的110值改成010，其他维持不变，则上限频率提高至25赫。

以上所述的各种变化，亦均为本发明意图保护的范围。

但必须说明的是，一旦表一中的状态转换表重新定义，图3    中的细节设计亦须随之变化，以完成不同状态转换的目的。