模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置及其方法
2023-10-11 10:39:34 2
專利名稱：模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種源極驅動器(source driver)的輸出電壓補償裝置與方法，且特別涉及一種模擬源極驅動器(analog source driver)的輸出電壓補償裝置與方法。
背景技術：
在中小尺寸模擬液晶面板的系統設計上，必須同時整合面板、驅動器以及信號走線於同一片基板中，以便提供產品最大的彈性空間。圖1即為上述面板的架構，模擬源極驅動器(analog sourcedriver)101～103與柵極驅動器(gate driver)104排列在面板105周圍，通過直接布局(layout)在基板上的信號走線106與FPC(flexible printedcircuit)界面110相連。在實際面板系統的布局(layout)設計與製作上，如圖2所示，通過信號走線提供給模擬源極驅動器101～103的模擬接地電平AVSS1～AVSS3，會因信號走線寄生阻抗R1、R2與R3的不同，進而在寄生阻抗兩端產生不同的壓差，使得各個模擬源極驅動器101～103的模擬接地電平AVSS1～AVSS3不同。
傳統模擬源極驅動器的架構如圖3所示，包含輸出緩衝器(outputbuffer)301、模擬取樣維持電路(analog sampling-and-hold circuit)302、移位寄存器(shift register)303以及位置解碼器(position decoder)304。圖3的傳統模擬源極驅動器的輸出動作可等效為圖4A與圖4B的充放電系統來看。圖4A與圖4B中區隔線401的左側為模擬取樣維持電路302的簡圖，右側為輸出緩衝器301的簡圖。繼續參照圖4A與圖4B來看，傳統模擬源極驅動器通過開關信號CPH控制模擬取樣維持電路內的互斥開關S，當模擬取樣維持電路取樣(Sampling)第n條數據狀態時，模擬數據電壓VA便開始對內部電容Cn充電，而充電量的大小則是依據取樣模擬數據減去模擬源極驅動器的模擬接地電平AVSS的關係決定，此時第n-1條數據的電容Cn-1則為放電狀態，如圖4A所示；當輸出致能信號OE控制外部開關S1切換時，模擬源極驅動器便開始對輸出端放電，輸出第n條數據，此時第n+1條數據的電容Cn+1則為充電狀態，如圖4B所示。
根據前述關係可知，模擬源極驅動器的模擬接地電平AVSS的飄移，會直接影響到傳統模擬源極驅動器的輸出電壓。因此，傳統模擬源極驅動器在面對圖2中各個模擬源極驅動器的模擬接地電平不同時，也就是AVSS1≠AVSS2≠AVSS3的情況下，傳統模擬源極驅動器的輸出電壓Vout將會如圖5所示，隨著模擬接地電平AVSS的提高而下降，進而在畫面顯示上產生區塊缺陷。也就是說，即使提供同樣的模擬數據，每一個源極驅動器所負責區塊的灰度(grayscale)表現也會不一致。且當參考電平飄移量越多時，相鄰區塊之間的品位灰度表現也就會有越大的落差。
發明內容
本發明的目的是提供一種使用於模擬源極驅動器的輸出電壓補償裝置，無需修改模擬源極驅動器以外的系統，就可在原本驅動系統中改善區塊缺陷，提高畫面品質。
本發明的另一目的是提供一種使用於模擬源極驅動器的輸出電壓補償方法，可消除因模擬源極驅動器的模擬接地電平不均而造成的輸出電壓變動。
為達成上述及其他目的，本發明提出一種使用於模擬源極驅動器的輸出電壓補償裝置，其特徵在於包括一個電壓加成器，採用差值電壓補償模擬源極驅動器的輸出電壓，其中的差值電壓為該模擬源極驅動器的模擬接地電平與參考電平的差值。
上述的使用於模擬源極驅動器的輸出電壓補償裝置，在一實施例中還包括差值比較器以及濾波器。差值比較器比較模擬接地電平與參考電平，輸出差值電壓至電連接在後的電壓加成器，其中的參考電平為模擬源極驅動器的數字接地電平。濾波器接收參考電平，並將參考電平的噪聲濾除後輸出至差值比較器。
從另一觀點來看，本發明另提出一種使用於模擬源極驅動器的輸出電壓補償方法，其特徵在於以差值電壓補償模擬源極驅動器的輸出電壓，所採用的差值電壓為模擬源極驅動器的模擬接地電平與參考電平的差值。在差值電壓的產生中會先將參考電平的噪聲濾除，且參考電平為模擬源極驅動器的數字接地電平。
依照本發明的較佳實施例所述，本發明是以電壓加成器補償模擬源極驅動器的輸出電壓，而供應給電壓加成器的差值電壓是通過比較模擬接地電平與參考電平而來的，因此可以消除因模擬接地電平不均而造成的輸出電壓變動。
本發明是在模擬源極驅動器內加入電壓補償機制，所以不需在模擬源極驅動器以外的系統作任何修改，就可在原本驅動系統中改善區塊缺陷，提高畫面品質。
為讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉本發明的較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。
圖1為已有技術的液晶面板整合設計的系統架構圖。
圖2為已有技術的模擬液晶面板電源配置等效圖。
圖3為已有技術的模擬源極驅動器的內部架構圖。
圖4A與4B為已有技術的模擬源極驅動器的輸出動作示意圖。
圖5為已有技術的模擬源極驅動器的輸出電壓與模擬接地電平關係圖。
圖6為根據本發明一實施例的模擬液晶面板驅動系統架構圖。
圖7A與7B為根據本發明一實施例的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置的原理示意圖。
圖8為根據本發明一實施例的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置架構圖。
主要元件標記說明75模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置101～103、621～623模擬源極驅動器104、624柵極驅動器105、625液晶面板106信號走線110FPC界面301、812輸出緩衝器302、813模擬取樣維持電路303、814移位寄存器304、811位置解碼器401區隔線611參數選擇器612鎖相迴路電路613視頻解碼器614時序控制器615面板模塊616直流/直流轉換器821電壓加成器822差值比較器823濾波器Cn-1、Cn、Cn+1電容R1、R2、R3電阻S、S1開關具體實施方式
圖6為根據本發明一實施例的模擬液晶面板驅動系統架構圖，包含參數選擇器(parameter selector)611、鎖相迴路電路(phase lockedloop)612、視頻解碼器(video decoder)613、時序控制器(timingcontroller)614、直流/直流轉換器(DC/DC converter)616，以及帶有輸出電壓補償裝置75的模擬源極驅動器621～623、柵極驅動器624與面板625的面板模塊615。視頻解碼器613用於輸入視頻信號VS的數據解碼，並輸出模擬數據AD。時序控制器614產生模擬源極驅動器621～623所需的源極控制信號CS，與柵極驅動器624所需的柵極控制信號CG。參數選擇器611提供視頻解碼器613於不同視頻系統所需的解碼參數。鎖相迴路電路612提供時序控制器614所需的系統頻率。直流/直流轉換器616提供整個系統以及模擬液晶面板模塊615所需的工作電源。本發明在原本模擬液晶面板驅動系統不改變的設計下，將輸出電壓補償裝置75應用在新設計的模擬源極驅動器621～623上，使各個模擬源極驅動器621～623能自動補償模擬接地電平的飄移，進而改善面板的區塊模糊現象。
圖7A與圖7B為根據本發明一實施例的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置75的原理示意圖。圖7A披露了公知技術中，傳統模擬源極驅動器會隨著信號走線長短的影響，而使傳統模擬源極驅動器的模擬接地電平呈現非相等的電平。為了補償傳統模擬源極驅動器因電路本身的模擬接地電平飄移而造成區塊灰度不均的現象，本實施例提出了補償模擬源極驅動器輸出電壓的原理，如圖7B所示。請繼續參照圖7B來看，本實施例所提的原理是將模擬源極驅動器的模擬接地電平與系統的模擬接地電平相比，把兩電平比較過後的差值電壓，加回到模擬源極驅動器的輸出電壓，使得面板模塊在同樣的模擬數據下，每一個源極驅動器所負責的區塊灰度表現一致。如後所述，本實施例採用模擬源極驅動器的數字接地電平作為系統模擬接地電平的近似值，主要是由於模擬源極驅動器內部的數字電路模塊遠少於模擬電路模塊，因此在模擬源極驅動器的數字接地電平飄移現象很小的情況下，就可以把模擬源極驅動器的數字接地電平當做參考電平。
圖8為根據本發明一實施例的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置75的架構圖。依據本發明的原理，在傳統的模擬源極驅動器中加入了輸入電壓補償裝置75，其中包含了電壓加成器821、差值比較器822與濾波器823。電壓加成器821連接於模擬源極驅動器的模擬取樣維持電路813與輸出緩衝器812之間，而差值比較器822與濾波器823則依次電連接至電壓加成器821。電壓加成器821把差值電壓加回到模擬源極驅動器的輸出電壓上，而其中的差值電壓是通過差值比較器822產生。在此差值比較器822是通過比較模擬源極驅動器的模擬接地電平(AVSS)與參考電平，進而產生差值電壓並輸出至電壓加成器821。為了得到一個更準確的參考電平，也可以在差值比較器822接收參考電平之前，先將模擬源極驅動器的數字接地電平(GND)通過濾波器823濾除噪聲後，再輸出至差值比較器822做為參考電平。
最後，由圖7A與7B的原理示意圖可以得知，只需在模擬源極驅動器輸出電壓之前，對模擬源極驅動器的模擬接地電平的飄移進行補償就可以，因此電壓加成器821的電連接，還可以連接在模擬數據(AD)的輸入端與位置解碼器811之間，或是連接在位置解碼器811與模擬取樣維持電路813之間。
另一方面，本發明另外提出了一種模擬源極驅動器輸出電壓的補償方法。補償方法與上述的實施例大致相同，是利用差值電壓作為源極驅動器輸出電壓的補償，而差值電壓的取得是通過比較模擬源極驅動器的模擬接地電平與參考電平而來。這個補償方法的細節已經包含於上一個實施例中，在此就不多說明。
綜上所述，本發明的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置與方法，是利用差值電壓作為源極驅動器輸出電壓的補償，而其中差值電壓是根據模擬源極驅動器的模擬接地電平與參考電平的差距計算而來，因此在消除因模擬源極驅動器的模擬接地電平不均而造成的輸出電壓變動後，可以改善面板的區塊缺陷。另一方面，本發明的輸出電壓補償裝置是附加在模擬源極驅動器內，因此可以在模擬源極驅動器以外的系統不作任何修改的情況下，就可在原本模擬驅動系統中提高畫面的輸出品質。
雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與改進。
權利要求
1.一種模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，用於模擬源極驅動器，其特徵在於包括電壓加成器，以差值電壓補償模擬源極驅動器的輸出電壓，該差值電壓為該模擬源極驅動器的模擬接地電平與參考電平的差值。
2.根據權利要求1所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於還包括差值比較器，用以比較該模擬接地電平與該參考電平，輸出該差值電壓至該電壓加成器。
3.根據權利要求2所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於還包括濾波器，用以接收該參考電平，將該參考電平濾除噪聲後輸出至該差值比較器。
4.根據權利要求2所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於該參考電平為該模擬源極驅動器的數字接地電平。
5.根據權利要求1所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於該電壓加成器電連接於該模擬源極驅動器的模擬數據輸入端與位置解碼器之間。
6.根據權利要求1所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於該電壓加成器電連接於該模擬源極驅動器的位置解碼器與模擬取樣維持電路之間。
7.根據權利要求1所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於該電壓加成器電連接於該模擬源極驅動器的模擬取樣維持電路與輸出緩衝器之間。
8.一種模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，用於模擬源極驅動器，其特徵在於包括濾波器，用以接收參考電平，將該參考電平濾除噪聲後輸出。差值比較器，用以輸出差值電壓，該差值電壓為該模擬源極驅動器的模擬接地電平與該濾波器輸出的該參考電平的差值；以及電壓加成器，以該差值電壓補償該模擬源極驅動器的輸出電壓。
9.根據權利要求8所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於該參考電平為該模擬源極驅動器的數字接地電平。
10.根據權利要求8所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於該電壓加成器電連接於該模擬源極驅動器的模擬數據輸入端與位置解碼器之間。
11.根據權利要求8所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於該電壓加成器電連接於該模擬源極驅動器的位置解碼器與模擬取樣維持電路之間。
12.根據權利要求8所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償裝置，其特徵在於該電壓加成器電連接於該模擬源極驅動器的模擬取樣維持電路與輸出緩衝器之間。
13.一種模擬源極驅動器輸出電壓補償方法，其特徵在於(a)以差值電壓補償模擬源極驅動器的輸出電壓，該差值電壓為該模擬源極驅動器的模擬接地電平與參考電平的差值。
14.根據權利要求13所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償方法，其特徵在於在步驟(a)之前還包括下列步驟濾除該參考電平的噪聲。
15.根據權利要求13所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償方法，其特徵在於該參考電平為該模擬源極驅動器的數字接地電平。
16.根據權利要求13所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償方法，其特徵在於步驟(a)是以該差值電壓補償該模擬源極驅動器所接收的模擬數據。
17.根據權利要求13所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償方法，其特徵在於步驟(a)是以該差值電壓補償該模擬源極驅動器的位置解碼器的輸出電壓。
18.根據權利要求13所述的模擬源極驅動器輸出電壓補償方法，其特徵在於步驟(a)是以該差值電壓補償該模擬源極驅動器的模擬取樣維持電路的輸出電壓。
全文摘要
一種使用於模擬源極驅動器的輸出電壓補償裝置及其方法，上述裝置包括電壓加成器、差值比較器與濾波器。首先，濾波器接收參考電平並把參考電平的噪聲濾除後輸出至差值比較器。之後的差值比較器將比較模擬源極驅動器的模擬接地電平與參考電平所得的差值電壓輸出至電壓加成器。最後，電壓加成器以差值電壓補償模擬源極驅動器的輸出電壓。其中濾波器所接收的參考電平為模擬源極驅動器的數字接地電平。
文檔編號G02F1/133GK101022002SQ20061000753
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月14日 優先權日2006年2月14日
發明者劉冠宏, 黃仕泓 申請人:中華映管股份有限公司