隨機截斷控制電路的製作方法

2023-07-27 00:36:37

本發明與偏移電壓(Offset voltage)的消除有關，特別是關於一種隨機截斷控制電路。

背景技術：

一般而言，在液晶顯示面板驅動系統中，需要有閘極驅動器(Gate Driver)與源極驅動器(Source Driver)來控制液晶顯示面板上的像素(Pixel)。其中，閘極驅動器用以控制液晶顯示面板上的像素的閘極的開啟或關閉；源極驅動器用以提供驅動電壓至液晶面板上相對應的像素。對一液晶顯示裝置而言，往往需要多個源極驅動器才夠提供驅動電壓給液晶面板上所有的像素。每一個源極驅動器通常都包含有數百個緩衝器(Buffer)，以分別提供驅動電壓給不同的像素。

由於在工藝上會存在差異性，每個緩衝器均會具有其各自的偏移電壓，一般會採用截斷穩定化(Chopper stabilization)法及自動歸零(Auto-zeroing)法來消除偏移電壓。

就截斷穩定化法而言，偏移電壓的消除可分為空間(Space)上的消除及時間(Time)上的消除兩部分。以空間上的消除來看，每個像素的偏移電壓可以被其相鄰的像素所消除。以時間上的消除來看，每個像素顯示一幀畫面時的偏移電壓可在其顯示下一幀畫面被其本身所消除。

在傳統的截斷演算法中，截斷控制信號被設計成通過規律的排列順序來進行逐行或逐幀的改變。請參照圖1，幀(Frame)控制信號YDIO用以指示每一幀的開始；行(Line)控制信號STB用以指示每一行的開始；第一截斷控制信號CH1～第三截斷控制信號CH3分別以不同的規律的排列順序來控制放大 器中的交換單元的切換，由以實現偏移電壓的消除。

舉例而言，若以第一截斷控制信號CH1為例，如圖1所示，其具有的規律的排列順序(1F1L)為第N幀是+、－、+、－、+、－且第N+1幀是－、+、－、+、－、+。

如圖2所示，第一截斷控制信號CH1以其規律的排列順序(1F1L)對第一幀F1的綠色像素G從第一行L1～第十六行L16逐行進行電壓偏移(Voltage Offset)，分別為+、－、+、－、+、－、+、－、+、－、+、－、+、－、+、－。其中，+代表正的電壓偏移且－代表負的電壓偏移。接著，第一截斷控制信號CH1以其規律的排列順序(1F1L)對第二幀F2的綠色像素G從第一行L1～第十六行L16逐行進行電壓偏移，分別為－、+、－、+、－、+、－、+、－、+、－、+、－、+、－、+。至於第三幀F3及第四幀F4可依此類推，於此不另行贅述。

然而，在某些特定的顯示應用上，由於時間上偏移電壓的消除會被較低的幀速率所限制住，因而導致液晶面板出現閃爍的現象；此外，在某些特定的面板架構下，某些「特殊圖案」(Killer Pattern)無法進行空間上偏移電壓的消除。上述情況都將導致截斷穩定化法的失效，而無法達成偏移電壓的消除。

因此，本發明提出一種隨機截斷控制電路，以解決現有技術所遭遇到的上述問題。

技術實現要素：

根據本發明的一較佳具體實施例為一種隨機截斷控制電路。於此實施例中，隨機截斷控制電路耦接運算放大器。隨機截斷控制電路包含一隨機產生器(Random generator)。隨機產生器用以產生一隨機截斷控制信號並將隨機截斷控制信號輸出至運算放大器，以控制運算放大器的運作。

於一實施例中，隨機產生器根據一隨機演算法(Random algorithm)產生具有一隨機排列順序(Random sequence)的隨機截斷控制信號。

於一實施例中，運算放大器包含第一交換單元、第一階放大單元、第二 交換單元及第二階放大單元。第一交換單元耦接隨機產生器。第一階放大單元耦接第一交換單元及隨機產生器。第二交換單元耦接第一階放大單元。第二階放大單元耦接第二交換單元、第一交換單元及隨機產生器。

於一實施例中，第一交換單元、第一階放大單元及第二階放大單元分別接收隨機產生器所輸出的隨機截斷控制信號。

於一實施例中，當第一交換單元接收一輸入信號並自第二階放大單元的輸出端接收一第一輸出信號時，第一交換單元根據隨機截斷控制信號選擇性地對輸入信號及第一輸出信號進行交換處理後分別輸出至第一階放大單元的正輸入端及負輸入端。

於一實施例中，當第一階放大單元接收到輸入信號及第一輸出信號時，第一階放大單元根據隨機截斷控制信號對輸入信號及第一輸出信號進行放大處理後分別輸出第一放大信號及第二放大信號至該第二交換單元。

於一實施例中，第二交換單元選擇性地對第一放大信號及第二放大信號進行交換處理後分別輸出至第二階放大單元的負輸入端及正輸入端。

於一實施例中，當第二階放大單元接收到第一放大信號及第二放大信號時，第二階放大單元根據隨機截斷控制信號對第一放大信號及第二放大信號進行放大處理後輸出一第二輸出信號。

相較於現有技術，於本發明所公開的隨機截斷控制電路中，截斷控制信號是以隨機的排列順序來進行逐行或逐幀的改變，在視覺上較不易被察覺，故能有效避免現有技術中由於像素中的偏移電壓的規律排列順序而導致在視覺上容易被察覺的缺點，並且本發明的隨機截斷控制電路能夠有效達成各種不同顯示面板中的偏移電壓的消除。

關於本發明的優點與精神可以通過以下的具體實施方式及所附附圖得到進一步的了解。

附圖說明

圖1為傳統的幀控制信號YDIO、行控制信號STB及具有規律的排列順 序的第一截斷控制信號CH1～第三截斷控制信號CH3的時序圖。

圖2為傳統上以具有規律的排列順序的第一截斷控制信號CH1對不同幀的像素逐行進行正或負的電壓偏移的示意圖。

圖3為本發明的一具體實施例中的隨機截斷控制電路耦接運算放大器的示意圖。

圖4為圖3中的隨機產生器的一實施例。

圖5為圖4中的隨機產生器所產生的隨機截斷控制信號具有的隨機排列順序。

圖6為以具有隨機排列順序的隨機截斷控制信號CH對不同幀的像素逐行進行正或負的電壓偏移的示意圖。

主要組件符號說明

YDIO：幀(Frame)控制信號

STB：行(Line)控制信號

CH1～CH3：第一截斷控制信號～第三截斷控制信號

F1～F4：第一幀～第四幀

L1～L16：第一行～第十六行

+：正偏移

－：負偏移

1：運算放大器

10：第一交換單元

11：第一放大單元

12：第二交換單元

13：第二放大單元

2：隨機截斷控制電路

20：隨機產生器

IN：輸入端

OUT：輸出端

CH：隨機截斷控制信號

INP：正輸入信號

INN：負輸入信號

XOR：互斥或閘

RE1～RE4：暫存器

D：暫存器的輸入端

Q：暫存器的輸出端

X1～X4：接點

具體實施方式

根據本發明的一較佳具體實施例為一種隨機截斷控制電路。於此實施例中，隨機截斷控制電路耦接運算放大器，可應用於各種不同顯示面板中的偏移電壓的消除，但不以此為限。

請參照圖3，圖3為此實施例中的隨機截斷控制電路耦接運算放大器的示意圖。

如圖3所示，隨機截斷控制電路2耦接運算放大器1。隨機截斷控制電路2包含隨機產生器20。運算放大器1包含輸入端IN、輸出端OUT、第一交換單元10、第一階放大單元11、第二交換單元12及第二階放大單元13。其中，第一交換單元10耦接輸入端IN及第二階放大單元13的輸出端；第一階放大單元11耦接於第一交換單元10與第二交換單元12之間；第二交換單元12耦接於第一階放大單元11與第二階放大單元13之間。第二階放大單元13耦接於第二交換單元12與輸出端OUT之間。

隨機截斷控制電路2的隨機產生器20分別耦接第一交換單元10、第一階放大單元11及第二階放大單元13。隨機截斷控制電路2的隨機產生器20會根據一隨機演算法產生具有一隨機排列順序的一隨機截斷控制信號CH並將隨機截斷控制信號CH分別輸出至第一交換單元10、第一階放大單元11 及第二階放大單元13。

當第一交換單元10自輸入端IN接收一輸入信號以及自第二階放大單元13的輸出端接收一第一輸出信號時，第一交換單元10會根據隨機截斷控制信號CH選擇性地對輸入信號及第一輸出信號進行交換處理後分別輸出至第一階放大單元11的正輸入端+及負輸入端－。

需說明的是，若第一交換單元10根據隨機截斷控制信號CH選擇不對輸入信號及第一輸出信號進行交換處理，亦即輸入信號即為輸入至第一階放大單元11的正輸入端+的正輸入信號INP且第一輸出信號即為輸入至第一階放大單元11的負輸入端－的負輸入信號INN，此時對輸入信號進行正的電壓偏移；若第一交換單元10根據隨機截斷控制信號CH選擇對輸入信號及第一輸出信號進行交換處理，亦即輸入信號即為輸入至第一階放大單元11的負輸入端－的負輸入信號INN且第一輸出信號即為輸入至第一階放大單元11的正輸入端+的正輸入信號INP，此時對輸入信號進行負的電壓偏移。當隨機截斷控制信號CH隨時間改變時，上述正的偏移電壓及負的偏移電壓即可通過平均的方式彼此抵銷。

當第一階放大單元11接收到正輸入信號INP及負輸入信號INN時，第一階放大單元11會根據隨機截斷控制信號CH對正輸入信號INP及負輸入信號INN進行放大處理並分別輸出一第一放大信號及一第二放大信號至第二交換單元12，再由第二交換單元12對第一放大信號及第二放大信號進行交換處理後分別輸出至第二階放大單元13的負輸入端－及正輸入端+。最後，由第二階放大單元13根據隨機截斷控制信號CH對第一放大信號及第二放大信號進行放大處理後輸出一第二輸出信號至輸出端OUT。

需說明的是，本發明的隨機產生器20可根據任何的隨機演算法來產生具有各種不同隨機排列順序的隨機截斷控制信號，亦即本發明的隨機產生器20可以是線性回饋移位暫存器(Linear Feedback Shift Register,LFSR)產生器或其他各種任意形式的隨機產生器，並無特定的限制。接著，將以一種仿隨機序列產生器(Pseudo-Random Binary Sequence,PRBS)作為隨機產生器20的 實施例來進行說明。

請參照圖4，圖4為圖3中的隨機產生器20的一實施例(可稱為PRBS4仿隨機序列產生器)。如圖4所示，隨機產生器20包含彼此串接的複數個暫存器RE1～RE4及一互斥或閘XOR。

需說明的是，此實施例中的隨機產生器20包含四個暫存器，但其數量可視實際需求而調整，並不以此為限。此外，暫存器的種類也不以線性回饋移位暫存器(LFSR)為限。

於此實施例中，互斥或閘XOR的輸出端耦接至暫存器RE1的輸入端；互斥或閘XOR的兩輸入端分別耦接至暫存器RE3與暫存器RE4之間的接點X3以及暫存器RE4的輸出端的接點X4。實際上，互斥或閘XOR的兩輸入端亦可選擇耦接至暫存器RE1與暫存器RE2之間的接點X1或暫存器RE2與暫存器RE3之間的接點X2，並不以此為限。

需說明的是，此實施例中的隨機產生器20可通過將互斥或閘XOR的兩輸入端分別耦接至不同的接點X1～X4來改變其產生的隨機截斷控制信號CH所具有的隨機的排列順序。由於隨機截斷控制信號CH具有隨機的排列順序，而非現有技術中的規律的排列順序，故無論是在空間上或是在時間上均能順利地將偏移電壓加以消除。

接著，請參照圖5，圖5為圖4中的隨機產生器20所產生的隨機截斷控制信號CH具有的隨機的排列順序，其最大長度為16(即為2的四次方)，但不以此為限。亦請參照圖6，圖6為以具有圖5所示的隨機的排列順序的隨機截斷控制信號CH對不同幀的像素逐行進行正或負的電壓偏移的示意圖。

如圖6所示，隨機截斷控制信號CH以其隨機的排列順序對第一幀F1的綠色像素G從第一行L1～第十六行L16逐行進行電壓偏移(Voltage Offset)，分別為+、+、+、+、－、－、－、+、－、－、+、+、－、+、－、+。其中，+代表正的電壓偏移且－代表負的電壓偏移。接著，+以其隨機的排列順序對第二幀F2的綠色像素G從第一行L1～第十六行L16 逐行進行電壓偏移，分別為－、－、－、－、+、+、+、－、+、+、－、－、+、－、+、－。至於第三幀F3及第四幀F4可依此類推，於此不另行贅述。

需說明的是，雖然圖6所示的行數為十六行(第一行L1～第十六行L16)，但此僅為一實施例，實際上其行數依照顯示面板的解析度而定，並不以此例為限。

相較於現有技術，於本發明所公開的隨機截斷控制電路中，截斷控制信號以隨機的排列順序來進行逐行或逐幀的改變，在視覺上較不易被察覺，故能有效避免現有技術中由於像素中的偏移電壓的規律排列順序而導致在視覺上容易被察覺的缺點，並且本發明的隨機截斷控制電路能夠有效達成各種不同顯示面板中的偏移電壓的消除。

通過以上較佳具體實施例的詳述，是希望能更加清楚描述本發明的特徵與精神，而並非以上述所公開的較佳具體實施例來對本發明的範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請的權利要求的範疇內。