視頻信號產生系統及視頻信號產生方法
2023-06-27 07:18:11 1
專利名稱：視頻信號產生系統及視頻信號產生方法
技術領域：
本發明與測試裝置相關，並且尤其與針對顯示設備設計的測試裝置的信號產生系 統及信號產生方法相關。
背景技術：
近年來，由於相關製造技術漸趨成熟且製造成本降低，無論是在商用或家用場合， 各種尺寸的顯示設備都愈來愈普及。對顯示設備的製造商來說，如何提升顯示設備的質量 以獲取消費者的青睞是值得高度重視的議題。一般而言，顯示設備在出廠銷售之前都必須經過質量檢驗的程序，以確保其內部 外部各方面的特性都符合預定規格。比方說，在測試過程中，具有某些特定色彩或線條的測 試圖案會被輸入顯示設備；顯示設備實際呈現的結果畫面即可做為判斷其顯示特性是否符 合標準的依據。如熟悉此領域的技術人員所知，測試信號的質量不容忽視。若測試設備提 供的測試信號本身不夠理想，顯示設備呈現的畫面質量便會大打折扣，並因此為測試者帶 來難以判斷顯示設備是否達到質量控制要求的困擾。現今的許多顯示設備同時具有模擬信號接口和數位訊號接口。請參閱圖1，傳 統上負責產生測試用的模擬視頻信號的系統通常如圖1所示，包含一數字/模擬轉換器 (digital to analog converter, DAC) 12、一第一差分放大器 14、一第二差分放大器 16，以 及一鉗位電路(clamping circuit) 18。數字/模擬轉換器12負責接收如圖2A中橫軸所示的範圍在Imin到Imax之間的數 字信號，並將該數位訊號轉換為一正(positive) —負(negative)的模擬差分信號(正的 簡稱為正模擬信號，負的簡稱為負模擬信號)。這兩個模擬信號的範圍都在0到一預設電 壓Vfs之間；隨著該數位訊號的數值的增加，該正模擬信號的電壓值逐漸上升，該負模擬信 號的電壓值則是逐漸下降。在圖2A中，該正模擬信號和該負模擬信號的變化曲線分別被標 示為22k及22B。圖2B中範圍在-Vfs和Vfs之間的電壓變化曲線M用以表示以該正模擬 信號減去該負模擬信號的結果，也即第一差分放大器14的輸出電壓。為了令傳送至顯示裝置的視頻信號的電壓皆為正電壓，第二差分放大器16和鉗 位電路18負責抬升第一差分放大器14的輸出電壓。圖2C中的電壓變化曲線沈即代表第 二差分放大器16的輸出電壓。如圖2C所示，該輸出電壓的範圍在0和2X Vfs之間；這個電 壓範圍通常也就是顯示系統所能接受的視頻信號輸入範圍。圖1所示的傳統架構的缺點在 於使用鉗位電路18非但會佔據電路板空間，還會增加不少電路成本。另一方面，在同時具有模擬信號接口和數位訊號接口的顯示系統中，模擬信號很 容易受到數位訊號的幹擾。如何提高測試信號的信噪比(signal tonoise ratio, SNR)也 是值得探討的重點。圖1所示的傳統架構的另一個缺點在於其信噪比的表現不佳。因此， 由第二差分放大器16傳送至顯示裝置的測試用視頻信號通常還必須經過低通濾波器，以 濾除其中的高頻噪聲。然而，這樣的方式也會損傷測試用視頻信號本身的高頻成分，造成其 質量下降，因此不是個理想的方案。
發明內容
為解決上述問題，本發明的目的在於提供一種視頻信號產生系統及視頻信號產生 方法。通過為視頻信號採用適當的電壓範圍，根據本發明的系統及方法除了可有效提升視 頻信號的信噪比，還可省去現有電路架構中的鉗位電路，進而降低視頻信號產生系統的硬 件成本。根據本發明的一具體實施例為一視頻信號產生系統，其中包含一數字/模擬轉換 器和一差分放大器。該數字/模擬轉換器用以接收一數字輸入信號，並根據該數字輸入 信號產生一正模擬信號和一負模擬信號。當該數字輸入信號具有一最低輸入準位(input level)，該正模擬信號和該負模擬信號大致相同。該差分放大器用以接收該正模擬信號和 該負模擬信號、將該正模擬信號和該負模擬信號整合為一視頻信號，並將該視頻信號傳送 給一顯示系統。根據本發明的另一具體實施例為一視頻信號產生方法。該方法首先執行接收一數 字輸入信號的步驟，並根據該輸入信號產生一正模擬信號和一負模擬信號，其中當該數字 輸入信號具有一最低輸入準位，該正模擬信號和該負模擬信號大致相同。接著，該方法執行 接收該正模擬信號和該負模擬信號，並將該正模擬信號和該負模擬信號整合為一視頻信號 的步驟。接著，該方法將該視頻信號傳送給一顯示系統。本發明的視頻信號產生系統及視頻信號產生方法適用於各種為顯示系統提供視 頻信號的場合，也即不僅限應用於測試設備中。關於本發明的優點與精神可以通過以下的 發明詳述及所附附圖得到進一步的了解。
。於此實施例中，R2的阻抗值被設定為隊的阻抗值的兩倍。因此，如圖4C中的電壓變 化曲線46所示，當數字該輸入信號具有最低輸入準位(Imin)，視頻信號Vott的電壓值大致等 於零；當該數字輸入信號具有最高輸入準位(IMX)，視頻信號Vott的電壓值大致等於2XVfs。 由此可看出，根據本發明的視頻信號產生系統30不需要傳統電路中的第二差分放大器16 和鉗位電路18，也可以達到提供顯示系統60所需電壓的效果，因此能降低視頻信號產生系 統30的硬體成本。實務上，數字/模擬轉換器32的輸入/輸出電壓關係可直接被設計為如圖4A所 示。如果數字/模擬轉換器32原本的輸入/輸出電壓關係為如圖2A所示，電路設計者可以 在數字/模擬轉換器32的最前端加上一個調整單元(未顯示於圖中)，用以將所有數字輸 入信號的最高有效位(most significant bit)修改為1或維持為1，以產生一調整後輸入 信號。以原數字輸入信號包含十四位元的情況為例，該調整單元會將原數字輸入信號0000 調整為2000 (以十六進位制表示)，並且數字/模擬轉換器32中的後續電路根據該調整後 輸入信號2000產生正模擬信號V (+)和負模擬信號V(-)。藉此，該調整單元後端的數字/ 模擬轉換器32的輸入/輸出電壓關係就會被調整為如圖4A所示。
由於外圍電路中的數位訊號在正模擬信號V(+)和負模擬信號V(-)上造成的噪聲 幹擾會具有相同的相位，因此經過差分放大器34的相減運算後產生的視頻信號Vott可被有 效降低。此外，由於不需再經過第二差分放大器16和鉗位電路18等後續電路，視頻信號 Vout被其他噪聲影響的機率也會大幅降低。經過實際量測後證實，相較於傳統架構，根據本 發明的視頻信號產生系統30所產生的視頻信號Vott確實具有較高的信噪比。根據本發明的另一具體實施例為一視頻信號產生方法。請參閱圖5，圖5示出該方 法的流程圖。首先，該方法執行步驟S51，接收一數字輸入信號的步驟，並根據該輸入信號 產生一正模擬信號和一負模擬信號。根據本發明，當該數字輸入信號具有一最低輸入準位， 該正模擬信號和該負模擬信號大致相同。接著，該方法執行接收該正模擬信號和該負模擬 信號，並將該正模擬信號和該負模擬信號整合為一視頻信號的步驟S52。接著，在步驟S53 中，該視頻信號被傳送給一顯示系統。由於該等步驟的詳細實施方式與前一個實施例相似， 因此不再贅述。如上所述，通過為視頻信號採用適當的電壓範圍，本發明的視頻信號產生系統及 方法除了可有效提升視頻信號的信噪比，還可省去現有電路架構中的鉗位電路，進而節省 整體硬體成本。根據本發明的視頻信號產生系統及視頻信號產生方法適用於各種為顯示系 統提供視頻信號的場合，也即不僅限應用於測試設備中。通過以上較佳具體實施例的詳述，希望能更加清楚描述本發明的特徵與精神，而 並非以上述所揭示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等同性的實施於本發明所欲申請的專利範圍的範疇內。
權利要求
1.一種視頻信號產生系統，包含一數字/模擬轉換器，用以接收一數字輸入信號，並根據該數字輸入信號產生一正模 擬信號和一負模擬信號，其中當該數字輸入信號具有一最低輸入準位，該正模擬信號和該 負模擬信號大致相同；以及一差分放大器，用以接收該正模擬信號和該負模擬信號、將該正模擬信號和該負模擬 信號整合為一視頻信號，並將該視頻信號傳送給一顯示系統。
2.如權利要求1所述的視頻信號產生系統，其特徵在於，該視頻信號用以測試該顯示 系統。
3.如權利要求1所述的視頻信號產生系統，其特徵在於，當該數字輸入信號具有該最 低輸入準位，該正模擬信號和該負模擬信號的電壓值皆大致等於一預設電壓值Vfs的一半； 當該數字輸入信號具有一最高輸入準位，該正模擬信號的電壓值大致等於Ves，該負模擬信 號的電壓值大致等於零。
4.如權利要求3所述的視頻信號產生系統，其特徵在於，當該數字輸入信號具有該最 低輸入準位，該視頻信號的電壓值大致等於零，當該數字輸入信號具有一最高輸入準位，該 視頻信號的電壓值大致等於2 X Vfs。
5.如權利要求3所述的視頻信號產生系統，其特徵在於，該數字/模擬轉換器包含一調 整單元，用以將該數字輸入信號的一最高有效位設定為1，以產生一調整後輸入信號；該數 字/模擬轉換器根據該調整後輸入信號產生該正模擬信號和該負模擬信號。
6.一種視頻信號產生方法，包含下列步驟(a)接收一數字輸入信號，並根據該輸入信號產生一正模擬信號和一負模擬信號，其中 當該數字輸入信號具有一最低輸入準位，該正模擬信號和該負模擬信號大致相同；(b)接收該正模擬信號和該負模擬信號，並將該正模擬信號和該負模擬信號整合為一 視頻信號；以及(c)將該視頻信號傳送給一顯示系統。
7.如權利要求6所述的視頻信號產生方法，其特徵在於，該視頻信號用以測試該顯示 系統。
8.如權利要求6所述的視頻信號產生方法，其特徵在於，當該數字輸入信號具有該最 低輸入準位，該正模擬信號和該負模擬信號的電壓值皆大致等於一預設電壓值Vfs的一半； 當該數字輸入信號具有一最高輸入準位，該正模擬信號的電壓值大致等於Vfs，該負模擬信 號的電壓值大致等於零。
9.如權利要求8所述的視頻信號產生方法，其特徵在於，當該數字輸入信號具有該最 低輸入準位，該視頻信號的電壓值大致等於零，當該數字輸入信號具有一最高輸入準位，該 視頻信號的電壓值大致等於2 X Vfs。
10.如權利要求8所述的視頻信號產生方法，其特徵在於，步驟(a)包含(al)將該數字輸入信號的一最高有效位設定為1，以產生一調整後輸入信號；以及(a2)根據該調整後輸入信號產生該正模擬信號和該負模擬信號。
全文摘要
本發明提供一種視頻信號產生系統及視頻信號產生方法，該視頻信號產生系統包含一數字/模擬轉換器及一差分放大器。該數字/模擬轉換器用以根據一數字輸入信號產生一正模擬信號和一負模擬信號。當該數字輸入信號具有一最低輸入準位，該正模擬信號和該負模擬信號大致相同。該差分放大器用以將該正模擬信號和該負模擬信號整合為一視頻信號，並將該視頻信號傳送給一顯示系統。本發明的視頻信號產生系統及方法除了可有效提升視頻信號的信噪比，還可省去現有電路架構中的鉗位電路，進而降低視頻信號產生系統的硬體成本。
文檔編號H04N7/24GK102118630SQ20101000142
公開日2011年7月6日 申請日期2010年1月6日 優先權日2010年1月6日
發明者徐建明, 陳普中 申請人:致茂電子股份有限公司