專利名稱：監(jiān)視器節(jié)能組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機監(jiān)視器的能源節(jié)約。
大部分計算機用戶即使在長時間不使用計算機的情形下，也要在上班時間里接通計算機和監(jiān)視器的電源。某些用戶，特別是大公司的工作人員，讓計算機一天24小時地，以及一星期7天地接通著電源。計算機的實際使用時間約每星期30小時。如果一個星期內(nèi)計算機總是開著電源，使用率大概只有18%。這意味著有82%的電被浪費了。
本發(fā)明的目的即在于提供用于計算機監(jiān)視器的電開關(guān)裝置，其使計算機在預定時間內(nèi)未被使用時，使監(jiān)視器處于消隱或斷電狀態(tài)，以節(jié)約電能。
本發(fā)明由兩個組件構(gòu)成一個組件是只有電子硬件的裝置，它探測鍵盤和鼠標器的使用情況;另一個組件是帶有軟件程序的電子硬件裝置，它探測系統(tǒng)的視像情況。
鍵盤/鼠標器探測組件監(jiān)視鍵盤和/或鼠標器的情況，如果在一段預先設定的時間(例如5分鐘)內(nèi)鍵盤和鼠標器未被使用，該組件將切斷對監(jiān)視器的供電。該組件可以使用于包括PC/XT，PC/AT，PS/2，Apple/Mac，Sun和DEC等在內(nèi)的任何種類的鍵盤。
系統(tǒng)視像探測組件需要用軟件來監(jiān)視計算機的工作情況。如果計算機在一段預先設定的時間(例如2分鐘)內(nèi)未被使用，監(jiān)視器節(jié)能程序?qū)⑹癸@示屏消隱，僅消隱信號將通過監(jiān)視器節(jié)能硬件組件被送到監(jiān)視器中。如果監(jiān)視器節(jié)能硬件組件中的僅消隱信號的持續(xù)時間超過了預先選定的時間(例如3分鐘)，則該組件將切斷對監(jiān)視器的供電。
只要用戶按下鍵盤上的任何一個鍵，或者移動鼠標器，則供電將立即恢復。因此，用戶的使用不會受到任何影響。
本發(fā)明的主要功能是，每當計算機電源被關(guān)斷時，或者計算機鍵盤和鼠標器在一段預先選定的時間內(nèi)未被使用時，將自動地切斷對監(jiān)視器的供電。本發(fā)明包括5個部分，它們是視像輸入/輸出接口，視像信號比較器，事件探測器和計時器，開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路和電源開關(guān)裝置。
有4種類型的電源開關(guān)裝置。對于交流電源開關(guān)，使用了帶有光隔離驅(qū)動器的TRIAC(三端雙向可控硅開關(guān))或SPST(單刀單擲)繼電器。對于直流電源開關(guān)，使用了4PDT(或4PST)(四刀雙擲或四刀單擲)繼電器或四個光耦合器。
對于視像探測組件，使用了視像信號比較器來探測視像信號的電平大小，排除噪聲問題。對彩色監(jiān)視器，要比較4個信號(即，垂直同步，紅，綠，和藍)。對單色監(jiān)視器，要比較2個信號(即，垂直同步和視像)。本發(fā)明兼容于各種類型的監(jiān)視器，例如TTL(晶體管-晶體管邏輯)類型和模擬類型。提供了4個撥桿開關(guān)來選擇監(jiān)視器的類型。對于鍵盤/鼠標器探測組組，只探測鍵盤數(shù)據(jù)信號。
對于視像探測組件，事件探測器把垂直同步信號延長為5秒鐘的可重新激發(fā)的計算機“準備好”脈沖，RY。只要探測到垂直同步信號，它就維持激活狀態(tài)的高電平。它表明計算機的電源已被接通。準備好信號使得開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路接通開關(guān)裝置的電源。垂直同步信號還激發(fā)出0.46秒的不可重新激發(fā)脈沖，作為計時器的時鐘輸入。彩色監(jiān)視器的紅、綠、藍信號，或者單色監(jiān)視器的視像信號，被用來產(chǎn)生視像激活信號，以把計時器復原到其預定值。如果沒有產(chǎn)生視像激活信號，則計時器不斷地每隔0.46秒計數(shù)一次。當計時器倒計數(shù)到零時，它的終止計數(shù)信號把電源接通信號設置成非激活狀態(tài)。開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路立即關(guān)斷電源開關(guān)裝置。對于鍵盤/鼠標器探測組件，一個自激發(fā)邏輯電路產(chǎn)生100Hz的脈沖，以模擬視像探測組件中所使用的垂直同步信號。
對于視像探測組件，當計算機電源關(guān)斷時，不存在垂直同步信號。計算機準備好信號處在非激活狀態(tài)，這使得開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路在一秒鐘之內(nèi)關(guān)斷開關(guān)裝置。對于鍵盤/鼠標器探測組件，因為+5V的直流電源是由計算機提供的，所以當計算機斷開電源時，鍵盤/鼠標器探測組件的電源也斷開，使得開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路立即關(guān)斷開關(guān)裝置。
當本發(fā)明用來控制彩色監(jiān)視器的供電時，可以節(jié)省90%以上的耗電。


圖1是監(jiān)視器節(jié)能組件的方框圖，它說明帶有4種類型的開關(guān)裝置的本發(fā)明的5個部分。
圖2a是視像輸入/輸出接口。
圖2b是鍵盤/鼠標器輸入/輸出接口。
圖3a是用來探測視像信號電平大小的比較器。
圖3b是用來探測鍵盤/鼠標器信號電平大小的比較器。
圖4是視像事件探測器和計時器。事件探測器探測視像的激活狀態(tài)，計時器對關(guān)斷監(jiān)視器電源源前的預先選定時間進行倒計數(shù)。
圖5是時間進程圖，它說明垂直同步信號(或自激發(fā)100Hz信號)與MN1(1分鐘)信號之間的時間關(guān)系。
圖6是用來控制各種類型的開關(guān)裝置(例如繼電器，三端雙向可控硅開關(guān)(TRIAC)和光耦合器等)的開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路。
圖7是外部組件的電源和用于開關(guān)交流電源的繼電器。
圖8是外部組件的電源和用于開關(guān)交流電源的帶有驅(qū)動器的三端雙向可控硅開關(guān)。
圖9是用于內(nèi)部組件的繼電器邏輯電路。
圖10是內(nèi)部組件的光耦合器邏輯電路。
圖11是監(jiān)視器節(jié)能軟件驅(qū)動器的流程圖。
圖1畫出本發(fā)明的5個部分。本發(fā)明由視像輸入/輸出接口邏輯電路1a，鍵盤/鼠標器輸入/輸出接口邏輯電路1b，視像信號的比較器邏輯電路2a和鍵盤/鼠標器信號邏輯電路2b，事件探測器和計時器邏輯電路3，開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路4，以及開關(guān)裝置等組成。包含有4種類型的開關(guān)裝置，即用于外部應用的繼電器開關(guān)裝置5和TRIAC(三端雙向可控硅開關(guān))開關(guān)裝置6，以及用于內(nèi)部應用的繼電器開關(guān)裝置7和光耦合器開關(guān)裝置8。
視像輸入/輸出接口邏輯電路1a為外部和內(nèi)部應用提供輸入和輸出連接。它把垂直同步(VS)紅，(R)，綠(G)和藍(B)等信號傳送給比較器邏輯電路2a。它還把單色監(jiān)視器的視像信號傳送給撥桿開關(guān)，后者在一個單色監(jiān)視器與本發(fā)明節(jié)能組件相連接時把該信號與藍輸入線路相連接。鍵盤/鼠標器輸入/輸出接口2b為外部應用提供輸入和輸出連接。它把鍵盤數(shù)據(jù)信號傳送給比較器邏輯電路2b，把+5V直流電源提供給其他邏輯電路。它還為鍵盤提供輸出連接器。
比較器邏輯電路2a把VS、R、G、B信號的電壓大小與預先設置的參考電壓進行比較。它為事件探測器和計時器邏輯電路3產(chǎn)生垂直同步激活(KVS)信號，視像脈沖(PV)信號(它由對紅激活(RA＃)，綠激活(GA＃)和藍激活(BA＃)信號進行與非運算而產(chǎn)生)。信號S6，S7，S8與事件探測器和計時器邏輯電路中的撥桿開關(guān)相連接，以便為模擬的或TTL的監(jiān)視器選擇參考電壓。比較器邏輯電路2b比較返回鍵盤/鼠標器輸入/輸出邏輯電路1b的鍵盤數(shù)據(jù)或鼠標器信號的電壓。轉(zhuǎn)接器JP1對不同類型的鍵盤選擇不同的接線條件。鍵盤脈沖(PK)連接在事件探測器和計時器邏輯電路3上。注意PV和PK信號與邏輯電路3中的PVK信號相同。
事件探測器和計時器邏輯電路3探測KVS、PVK信號，使計時器倒計數(shù)，為開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路4產(chǎn)生電源接通(PON＃)信號。在該部分中還含有一個8位的撥桿開關(guān)(視像組件)或一個4位的撥桿開關(guān)(鍵盤組件)。開關(guān)1至3用于等待期設定，開關(guān)4用于快速檢測，開關(guān)5用于單色/彩色選擇，開關(guān)6至8用于模擬/TTL選擇。
開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路4包含兩組轉(zhuǎn)接器，用來選擇不同類型的開關(guān)裝置。它向繼電器型裝置提供RL1和RL16信號;為TRIAC和光耦合器裝置提供OP1和OP2信號。
開關(guān)裝置可以是一個用于交流電源開關(guān)5的繼電器，一個用于直流電源開關(guān)7的繼電器，一個用于交流電源開關(guān)6的帶有光隔離驅(qū)動器的TRIAC，或者是用于直流電源開關(guān)8的光耦合器。
視像輸入/輸出接口邏輯電路圖2a畫出了視像信號的輸入/輸出接口。對于內(nèi)部組件，如果在制作監(jiān)視器時已經(jīng)在監(jiān)視器的主電路板上安裝了比較器邏輯電路2a，事件探測器和計時器邏輯電路3，開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路4和開關(guān)裝置5、6、7或8，則該視像輸入/輸出接口邏輯電路可以略去。對于沒有安裝這些電路的監(jiān)視器，需要有視像輸入/輸出接口邏輯電路來為比較器邏輯電路截取視像信號。三腳插座9和七腳座10是用來從監(jiān)視器信號電纜輸入的視像信號的。三腳插座用于水平同步、垂直同步和地信號，而七腳插座用于自檢測，紅、綠，藍，紅地(或次級紅)，綠地(或次級綠)和藍地(或次級藍)等信號。單色TTL型監(jiān)視器把七腳插座的第6腳用于單色視像信號。強度信號連接在第5腳。表1說明對各種類型監(jiān)視器的座腳接線內(nèi)容。
帶有連接器的三芯電纜11和帶有連接器12的七芯電纜用于視像信號的輸出。它們連接在監(jiān)視器主電路板和/或CRT(陰極射線管)電路板上的同步輸入接口和視像輸入接口上。其座腳設定情形見表1。
外部組件上提供有4個D式小型連接器。這些連接器是一個十五腳公型連接器14，一個十五腳母型連接器13，一個九腳公型連接器16和一個九腳母型連接器15。對不同類型的監(jiān)視器，座腳的設定如表2所示。
D-15型連接器的座腳和D-9型連接器的座腳根據(jù)表2來連接，例如，DB-15連接器的座腳1與DB-9連接器的座腳3相連接。因此，可以使用各種監(jiān)視器的延長電纜。一般，帶有DB-9母型和DB-9公型連接器的電纜用于TTL型監(jiān)視器(EGA彩色、CGA彩色、單色);帶有DB-15-母型和DB-15公型連接器的電纜用于VGA型監(jiān)視器(VGA彩色、VGA單色)。帶有DB-9公型和DB-15公型連接器的通用電纜能夠用于所有的監(jiān)視器。對于VGA監(jiān)視器，電纜的DB-15公型連接器插入VGA卡，而電纜的DB-9公型連接器插入組件15的DB-9母型連接器。對于TTL監(jiān)視器，電纜的DB-9公型連接器用于顯示控制卡，而DB-15公型連接器插入組件13的DB-15母型連接器。通用電纜的座腳連接列于表3中。該電纜不能用于對計算機提供有監(jiān)視器識別碼的監(jiān)視器。
只有四個信號被截取，用于比較器邏輯電路2a。它們是垂直同步(VS)，紅(R)，綠(G)和藍(B)信號。TTL型單色監(jiān)視器的單色視像信號被輸送給位在事件探測器和計時器邏輯電路4中的撥桿開關(guān)S5。當S5接通時，單色視像信號被連接到用于比較器邏輯電路的B輸出端。因為藍信號腳沒有連接在單色顯示控制卡和監(jiān)視器上，所以B輸出代表TTL型單色視像信號。對于TTL型單色監(jiān)視器，沒有來自R和G輸出端的信號。單色VGA信號是連接在DB-15連接器的座腳2上的，所以它通過G輸出端被輸送給比較器邏輯電路。撥桿開關(guān)S5被切斷。
鍵盤/鼠標器輸入/輸出接口邏輯電路圖2b畫出了用于鍵盤/鼠標器信號的輸入/輸出接口。用于來自計算機的鍵盤/鼠標器輸入信號的是一個六腳插座10b(適用于PS/2或Mac型鍵盤)和一個五腳插座9b(適用于PCXT或PCAT型鍵盤)。表4給同各種類型鍵盤的座腳設定。
一個五腳圓連接器11b被提供來連接AT/XT鍵盤，或者一個六腳圓連接器12b被提供來連接PS/2和Mac鍵盤。
一個窗口探測邏輯電路13b用來把鍵盤數(shù)據(jù)和鍵盤時鐘信號從數(shù)據(jù)/時鐘組合輸入信號中分離出來，即從Apple/Mac型鍵盤輸入的信號中分離出來。第一單穩(wěn)觸發(fā)電路進行延時，使探測窗口打開2.4ms，然后觸發(fā)第二單穩(wěn)觸發(fā)電路，以打開一個330μs的窗口，探測鍵盤數(shù)據(jù)信號。如果出現(xiàn)任何鍵盤數(shù)據(jù)，則MCKD在該330μs的窗口時期向比較器邏輯電路2b輸出數(shù)據(jù)脈沖。
視像信號比較器邏輯電路圖3a畫出用于VS，R，G，B信號的四個比較器。非倒相比較器17用來把垂直同步(VS)信號的電平大小和由電阻對18的比率所調(diào)節(jié)的參考電壓Vrs進行比較。該比率的選擇使得Vrs約為2V。
Vrs＝VDD×R6/(R6+R8)如果VS信號的電壓大于Vrs，則輸出信號KVS是激活狀態(tài)的高電平。如果VS信號的電壓小于Vrs，則KVS信號處于低電平(0V)。
三個倒相比較器20、21和22對彩色監(jiān)視器是用來比較R、G、B信號的;對單色監(jiān)視器是用來比較單色視像信號的。關(guān)于R、G、B信號的參考電壓Vrs、Vrg、Vrb由一組電阻器23、24、25的比率來調(diào)節(jié)。當應用TTL型監(jiān)視器時，R、G、B的電壓和單色視像信號的電壓為0至+5V。事件探測器和計時器邏輯電路3中的撥桿開關(guān)S6、S7、S8是被關(guān)斷的。電阻器R24、R25和R26是懸空的。
參考電壓為Vrr＝VDD×R19/(R18+R19)Vrg＝VDD×R21/(R20+R21)Vrb＝VDD×R23/(R22+R23)如果應用VGA監(jiān)視器，電壓為0至0.7V。撥桿開關(guān)S6、S7、S8接通。電阻器R24、R25、R26分別與電阻器R19、R21、R23并聯(lián)。參考電壓為Vrr＝VDD×(R19∥R24)/(R18+(R19∥R24));Vrg＝VDD×(R21∥R25)/(R20+(R21∥R25));Vrb＝VDD×(R23∥R26)/(R22+(R23∥R26))參考電壓不應調(diào)節(jié)到低于0.5V。否則，噪聲信號將影響比較的正確性。
當R、G、B信號的電壓分別大于參考電壓Vrr、Vrg、Vrb時，輸出信號RA＃、GA＃、BA＃的電壓為高電平(12V)。下拉電阻R33、R34、R35用來在使用單色監(jiān)視器時防止輸入信號浮動。
鍵盤信號比較器邏輯電路圖3b畫出用于鍵盤數(shù)據(jù)KD和KE信號的比較器。倒相比較器17b用來把KD和KE信號的電壓和由電阻器對18b的比率所調(diào)節(jié)的參考電壓進行比較。該比率的選擇使得Vrs約為2V。
Vrs＝VDD×R6/(R6+R8)當KD信號的電壓大于Vrs時，輸出信號KVS處于低電平。當KD信號的電壓小于Vrs時，KVS信號處于高電平。
比較器19b用來產(chǎn)生自觸發(fā)100Hz脈沖。它被送入探測器和計時器邏輯電路3。
事件探測器和計時器邏輯電路圖4說明事件探測和計時器邏輯電路4，它由三個與非門27、30、33，兩個單穩(wěn)觸發(fā)電路28、231，一個14比特的二進制計器34，以及一個帶有8比特撥桿開關(guān)37的二/十進制可逆計數(shù)器36組成。
與非門27把RA＃、GA＃、BA＃信號結(jié)合，產(chǎn)生視像脈沖(VP)信號。當所有RA＃、GA＃、BA＃信號都處于非激活的高電平(即消隱屏幕)時，VP信號維持在低電平。計數(shù)器34和36處在正常工作條件。當RA＃、GA＃、BA＃信號中有任何一個是激活低電平脈沖時，VP信號變成激活高脈沖。VP信號的激活高脈沖使計數(shù)器34清零，還根據(jù)由撥桿開關(guān)37的S1、S2、S3、S4所選定的值使計數(shù)器36預置在該預選值上。計數(shù)器36設定為二進制向下計數(shù)(倒計數(shù))。在對計數(shù)器36預置后，執(zhí)行(CO＃)信號保持為高電平。
可重新觸發(fā)的單穩(wěn)觸發(fā)電路28的設計使得其輸出脈沖RY的脈沖寬度大于垂直同步激活(KVS)信號周期的10倍。因此，由于每當出現(xiàn)KVS脈沖時單穩(wěn)觸發(fā)電路28都被重新觸發(fā)，只要有KVS信號，輸出RY將保持在高電平。電阻電容對29確定RY信號的周期。
RY和CO＃信號被連接到與非門30，為開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路5產(chǎn)生電源接通(PON＃)信號。在正常情形下，RY和CO＃信號處于高電平，因此輸出PON＃維持為低電平。
非重新觸發(fā)的單穩(wěn)觸發(fā)電路29的設計值得其輸出脈沖TT和TT＃的脈沖寬度約為0.46s，這可以由調(diào)節(jié)電阻電容對32中的電阻值實現(xiàn)。輸出TT＃被連接到與非門33上，與非門33的輸出信號HLD被連接到單穩(wěn)觸發(fā)電路29的觸發(fā)輸入端+T。接通電源后，電阻電容對38產(chǎn)生一個1ms的復原脈沖，使輸出TT置為低電平，TT＃為高電平。因為接通電源后二進制計數(shù)器36的CO＃信號為高電平，HLD信號為低電平。低電平的HLD信號使來自KVS信號的觸發(fā)成為可能。在KVS信號的下降沿處，TT輸出變?yōu)楦唠娖?，并在高電平上停?.46秒。當TT信號為高電平時，TT＃為低電平，于是HLD變?yōu)楦唠娖健８唠娖降腍LD信號阻止來自KVS信號的觸發(fā)，在0.46秒之后，TT信號變低而TT＃信號變高，于是HLD又變?yōu)榈碗娖?，使來自KVS信號的下一次觸發(fā)成為可能。
圖5畫出了這個過程的時間進程圖。TT信號下降沿和一升沿之間的間隙P是一個常量，它取決于KVS信號的頻率。
表5列出不同模式下不同監(jiān)視器的頻率和時間參數(shù)。
因為關(guān)斷電源之前的等待期不需要100%的準確，MN1脈沖適合于這一應用。從表5可看出，最大的誤差為2.98%。例如，5分鐘的等待期可能要多等待9秒鐘。
每當接收到VP信號的激活高電平脈沖，計數(shù)器34被清零，并且計數(shù)器36被預置成用戶選定的值(利用撥桿開關(guān)27的S1、S2、S3、S4)。
當計算機系統(tǒng)中的屏幕節(jié)能程序被激活時，R、G、B或單色視像信號保持在消隱電平上。VP信號保護在低電平上。因為14級的計數(shù)器34上連接有時鐘脈沖TT，它將在TT脈沖的每個下降沿處向上計數(shù)一次。在每個TT脈沖的第128次下降沿處將在輸出端Q7發(fā)生一個脈沖MN1的上升沿(提示27＝128)，而在MN1脈沖的每隔一個上升沿處(也就是每個TT脈沖的第256次下降沿處)將在輸出端Q8處發(fā)生一個脈沖MN2的上升沿。關(guān)于MN1、MN2、MN4MN8信號的連接點35W1、W2、W3、W4、中的一個連接點被連接到二進制計數(shù)器36的輸入TP信號端。在TP脈沖的每個上升沿處計數(shù)器36向下計數(shù)一次。當下降計數(shù)到零時，CO＃信號變?yōu)榈碗娖?，然后PON＃信號變成高電平。
每當屏幕節(jié)能程序被消激活時，彩色R、G、B或單色視像信號變?yōu)榧せ睿せ頥P脈沖使計數(shù)器34復零，并用預先選定的非零值預置計數(shù)器35。輸出CO＃變?yōu)楦唠娖?，使PON＃又變成低電平。
如果計算機電源被關(guān)斷，KVS信號變低電平?？芍匦掠|發(fā)的單穩(wěn)觸發(fā)電路28在時間常數(shù)R30×C3時間(例如2秒鐘)內(nèi)使其輸出RY信號下降。低電平的RY信號使PON＃信號為高電平。
撥桿開關(guān)37中的S5用來在連接單色TTL型監(jiān)視器時把TTL單色視像信號連接到比較器邏輯電路2的B(藍)輸入端，撥桿開關(guān)37中的S6、S7、S8用來在VGA應用中把電阻器R24、R25、R26分別與電阻器R19、R21、R23并聯(lián)。詳情見前面關(guān)于視像信號比較器邏輯電路2的說明。
開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路圖6畫出了開關(guān)裝置的驅(qū)動邏輯電路。來自事件探測器和計時器邏輯電路3的輸出信號PON＃被連接到NPN型晶體管39。PON＃信號的低電平使晶體管39截止，但是使晶體管40和42導通。指示器LED(發(fā)光二極管)41點亮。
輸出RL1和RL2或者OP1和OP2被激活。
開關(guān)裝置邏輯電路是對不同的開關(guān)裝置，例如繼電器或TRI AC或光耦合器設計的。轉(zhuǎn)接器43、44、49需要適當?shù)脑O定。轉(zhuǎn)接器43和44用于選擇不同類型的開關(guān)裝置。
表6列出了對于不同類型開關(guān)裝置的轉(zhuǎn)接器設定和元件配置情況。特別地，這些轉(zhuǎn)接器在制造時已被安裝上，它們可以由在電路板上焊線來替換。
下面幾段說明不同類型開關(guān)裝置的工作過程。
用于交流組件的電源和繼電器邏輯電路圖7示出繼電器控制和電源邏輯電路。一個+12v直流電流用來向邏輯電路2，3，4提供+12v直流電源。它由一個115v/12.6v電源變壓器，兩個整流二極管和一個正電壓穩(wěn)壓器組成。方框51和52是圖6所示的開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路分別應用于鎖定型繼電器和標準型繼電器時的簡化形式。單刀單擲繼電器53用來通斷監(jiān)視器的交流電源。
A)對于鎖定型繼電器應用51接通電源時，晶體管42截止，電容器45被充電，從線包的負端腳到正端腳有電流流過。繼電器53被激活并鎖定在斷開狀態(tài)。在電容器45充足電之后，不再有電流流過線包，但繼電器53保持在斷開狀態(tài)。
開始時，因為在接收到激活KVS信號之前RY是不激活的，所以PON＃信號處在高電平。當PON＃變低時，晶體管39截止，晶體管42導通。電容器45放電，有電流從線包的正端腳到負端腳流過線包。繼電器53被設置并鎖定在接通狀態(tài)。在電容器45完全放電完畢后，不再有電流流過線包，但繼電器53保持在接通狀態(tài)。
每當PON＃信號變高時，晶體管42截止，電容器45被充電，有電流從正腳端到負腳端流過線包，繼電器53變成并鎖定在斷開狀態(tài)。
B)用于標準型繼電器應用52開始時，因為在接收到激活KVS脈沖之前RY是不激活(低電平)的，所以PON＃信號處在高電平。當PON＃信號變低時，晶體管39截止，晶體管42導通。電流從正腳端到負腳端通過線包。繼電器53被激活，并且只要有電流流過，它將保持在接通狀態(tài)。
當PON＃信號變高時，晶體管42截止，不再有電流流過線包，繼電器53變成并保持斷開狀態(tài)。
用于交流組件的電源和TRI AC邏輯電路圖8畫出了TRI AC控制和電源邏輯電路。一個+12V直流電源55用來向邏輯電路2、3、4提供+12V直流電源。它由一個115V/12.6V電源變壓器、兩個整流二極管和一個正電壓穩(wěn)壓器組成。方框61是圖6所示開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路應用于TRI AC時的簡化形式。
開始時，因為在接收到激活KVS信號之前RY是不激活的，所以PON＃信號處在高電平。當PON＃信號變低時，晶體管39截止，晶體管42導通。通過TRI AC驅(qū)動器62中LED(發(fā)光二極管)的電流使TRI AC63接通。交流電源向監(jiān)視器供電。
每當PON＃信號重新變高時，晶體管39導通，晶體管42截止，沒有電流流過TRI AC驅(qū)動器中的LED，TRI AC63被關(guān)斷。沒有交流電源向監(jiān)視器供電。
用于直流組件的繼電器邏輯電路圖9畫出了用于內(nèi)部應用的繼電器控制邏輯電路。+12V的直流輸入信號也被加到邏輯電路2、3、4上。方框71和72是圖6所示開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路分別應用鎖定型繼電器和標準型繼電器時的簡化形式。一個四刀雙擲繼電器73用來通斷對監(jiān)視器主電路板和陰極射線管電路板的直流電壓供應。
A)用于鎖定型繼電器應用71接通電源時，晶體管42截止，電容器45被充電，有電流從負腳端到正腳端流過線包。繼電器73被激活并鎖定于斷開狀態(tài)。電容器45被充滿電之后，不再有電流過線包，但繼電器73保持斷開狀態(tài)。
開始時，因為在接收到激活KVS信號之前RY是不激活的，所以PON＃信號處在高電平。當PON＃信號變低時，晶體管39截止，晶體管42導通。電容器45被放電，有電流從正腳端到負腳端流過線包。繼電器73被設置并鎖定在接通狀態(tài)。電容器45完全放電完畢后，不再有電流流過線包，但繼電器73保持在接通狀態(tài)。
每當PON＃信號變高時，晶體管42截止，電容器45被充電，有電流從正腳端到負腳端流過線包，繼電器73變成并鎖定在斷開狀態(tài)。
B)用于標準型繼電器應用72開始時，因為在接收到激活KVS脈沖之前RY是不激活(低電平)的，所以PON＃信號處在高電平。當PON＃信號變低時，晶體管39截止，晶體管42導通。電流從正腳端到負腳端通過線包。只要有電流流過，繼電器73被激活并保持在接通狀態(tài)。當PON＃信號變高時，晶體管42截止，不再有電流通過線包，繼電器73變成并保持斷開狀態(tài)。
用于直流組件的光耦合邏輯電路圖10畫出用于內(nèi)部直流電源通斷的光耦合器控制邏輯電路。+12V直流電源VDD由監(jiān)視器的電源通過連接器J2供應。方框81是圖6所示開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路應用于光耦合器時的簡化形式。
開始時，因為在接收以激活KVS信號之前RY是不激活的，所以PON＃信號處在高電平。當PON＃信號變低時，晶體管39截止，晶體管42導通。通過光耦合器82中的LED的電流使輸出部分的晶體管或場效應管導通。直流電壓被加到監(jiān)視器主電路板和陰極射線管電路板上。
每當PON＃信號重新變高時，晶體管39導通，晶體管42截止，沒有電流流過光耦合器82中的LED，輸出門被關(guān)斷。沒有直流電壓供給監(jiān)視器的主電路板和陰極射線管電路板。
把本發(fā)明組件安裝在已有監(jiān)視器內(nèi)部的提示本節(jié)適用于沒有安裝本發(fā)明組件的監(jiān)視器。下面說明兩種類型的安裝。
為了安裝直流開關(guān)組件，把來自計算機的視像輸入信號電纜連接到視像輸入/輸出邏輯電路的轉(zhuǎn)接器J4和J5(圖2)上，把信號電纜J3和J6連接到監(jiān)視器主電路板和陰極射線管電路板上的信號連接器上。把來自監(jiān)視器電源(例如12V，6.3V，90V和76V)的電源信號連接到轉(zhuǎn)接器74(圖9和10)上。把節(jié)能控制電源輸出從轉(zhuǎn)接器75連接到監(jiān)視器主電路板上。如果電源是安裝在主電路板上的，并且沒有提供電源信號，則可能需要在監(jiān)視器主電路板上刻出四條槽。對于已經(jīng)含有本邏輯電路的監(jiān)視器主電路板的新設計，可以略去J1、J2、J3和J6的接連器和電纜。
為了安裝交流開關(guān)組件，把來自計算機的視像輸入信號電纜連接到視像輸入/輸出邏輯電路的轉(zhuǎn)接器J4和J5(圖2)上。把信號電纜J3和J6連接到監(jiān)視器的主電路板和陰極射線管電路板上的信號連接器上。把交流電源輸入線連接到連接器56的座腳1和座腳2(圖7和8)上。然后，把座腳2和座腳3連接到監(jiān)視器電源的交流輸入連接器上。直流電源55是只適用于本發(fā)明組件的。
應用分析對各種監(jiān)視器的功耗測試結(jié)果列于表7中。
例如，假定在監(jiān)視器和計算機從不關(guān)斷的情形下平均功耗為40W，則監(jiān)視器每年的平均能耗為350千瓦小時。假定每個工作日計算機實際使用6小時，則每年的有效能耗為30千瓦小時。當對監(jiān)視器應用節(jié)能組件時，可以節(jié)省無效能耗320千瓦小時中的94%。這大概相當于每年每臺監(jiān)視器節(jié)省$42.00美元。
監(jiān)視器節(jié)能軟件驅(qū)動器監(jiān)視器節(jié)能軟件驅(qū)動器是對DOS和UNI X操作系統(tǒng)設計的。窗口操作系統(tǒng)含有任選項屏幕節(jié)能器，它可以在窗口使用期間用來產(chǎn)生全消隱信號。因此在窗口應用時不使用本驅(qū)動器。為了調(diào)用監(jiān)視器節(jié)能軟件驅(qū)動器，需要安裝指令MNTRESS.COM。進入格式是MNTRESS [n]其中[n]是一個正整數(shù)，單位為分，它指明使屏幕消隱之前的等待時間，即鍵盤或鼠標器最后被操作之后n分鐘。[n]可以是1到99之間的任意整數(shù)。如果不給出數(shù)值，省缺值為5分鐘。
該驅(qū)動器是當被命令MNTRESS.COM調(diào)用后駐留在存儲器中的終止和停留常駐(Terminate and Stay Resident，TSR)程序。它包含4個主要部分。
A)初始化建立簿記操作的初始值，并把下列中斷子程序分別插入到已經(jīng)建立并乞今正在使用的當前中斷子程序中。
B)鍵盤中斷探測鍵盤操作。當探測到鍵盤操作時，若屏幕已被消隱，則取消屏幕消隱。
C)鼠標器中斷探測鼠標器運動和按鈕操作。當探測到操作時，若屏幕已被消隱，則取消消隱。
D)計時器中斷跟蹤自鍵盤和鼠標器最后一次操作以來的時間流逝。當流逝時間達到預選的[n]分鐘時，使屏幕消隱。
上述中斷子程序在執(zhí)行監(jiān)視器節(jié)能任務之后，把控制返回到原始的中斷子程序上。圖11畫出了監(jiān)視器節(jié)能軟件驅(qū)動器的流程圖。
說明書附圖中的英文符號、名稱及說明對本專業(yè)領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，為便于一般技術(shù)人員了解，下面仍列出其中譯文。
VIDEO-I/O視像-輸入/輸出KB-MOUSE鍵盤-鼠標器CMPR-VIDEO比較器-視像CMPR-KBMS比較器-鍵盤/鼠標器COUNTER計數(shù)器CONTROL控制器ACRELAY交流繼電器ACTRIAC交流三端雙向可控硅元件
DCRELAY直流繼電器DCOPTOCP直流光耦合器TI MI NG計時SCRNSAV屏幕節(jié)能HDR插座PINS座腳CABLE電纜CBL電纜KB鍵盤DB9(F)DB9(母)DB9(M)DB9(公)FUSE保險絲CONN連接器NAND與非門ONE SHOT單穩(wěn)觸發(fā)電路ZDI ODE齊納二極管DIODE二極管BLUE藍M.VIDEO色視像STGCNTR多級計數(shù)器RPCNTR可逆計數(shù)器MLVX多諧振蕩器SW.DIP-8∶8位撥桿開關(guān)MOND-TTL單色-TTLANALOG模擬freq頻率period周期 JP轉(zhuǎn)接器LED發(fā)光二極管
REGULATOR穩(wěn)壓器TXFMR變壓器RELAY繼電器HDR插座AC(M)交流(公)W/CORD帶電纜ACOUT交流輸出AC(F)交流(母)SPST單刀單擲LATCHING TYPE RELAY鎖定型繼電器STANDARD RELAY標準型繼電器DRIVER驅(qū)動器ACOUT交流輸出AC(M)W/CORD帶電纜的交流(公)COIL+線包正端COIL-線包負端OP-ISL光隔離器




表5 監(jiān)視器及其不同模式的垂直同步頻率
注P＝(T×(Int(460/T)+1)-460(ms)TT＝460+P (ms)MN1＝128×TT/1000 (s)


權(quán)利要求
1.監(jiān)視器節(jié)能組件，包括一個適用于截取計算機與監(jiān)視器之間的視像信號的第一裝置，一個能夠把上述視像信號轉(zhuǎn)換成時間脈沖的多諧振蕩器和數(shù)字計數(shù)器，一個能夠被上述時間脈沖控制的電開關(guān)裝置。
2.一個利用垂直同步視像信號來產(chǎn)生用于權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器節(jié)能組件的恒定時鐘脈沖的多諧振蕩器邏輯電路。
3.監(jiān)視器節(jié)能組件，包括一個適用于截取計算機與鍵盤或鼠標器之間的鍵盤或鼠標器信號的第一裝置，一個能夠產(chǎn)生自觸發(fā)時間脈沖的多諧振蕩器和數(shù)字計數(shù)器，一個能夠被上述時間脈沖控制的電開關(guān)裝置。
4.一個用來從數(shù)據(jù)/時鐘組合輸入，即從Apple/Mac鍵盤來探測鍵盤數(shù)據(jù)的窗口探測邏輯電路。
全文摘要
用于計算機監(jiān)視器的電開關(guān)裝置，當計算機在一設定的時間內(nèi)沒被使用時，切斷監(jiān)視器的交流或直流電源。當鍵盤上的任一按鍵被按下時，或當鼠標器被移動時，電源將重新接通。該組件可以是一個能夠截取視像信號或鍵盤/鼠標器信號的獨立外部組件。它也可以安裝在監(jiān)視器內(nèi)部。組件由6部分組成視像或鍵盤/鼠標器輸入/輸出接口，比較器邏輯電路，事件探測器和計時器，開關(guān)裝置驅(qū)動邏輯電路，開關(guān)裝置，以及監(jiān)視器節(jié)能軟件驅(qū)動器。
文檔編號G06F1/32GK1114058SQ94107210
公開日1995年12月27日 申請日期1994年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月14日
發(fā)明者余華倫, 陳建榮, 關(guān)大衛(wèi), 齊傳榮 申請人:余華倫, 陳建榮, 關(guān)大衛(wèi), 齊傳榮