CN101162865A - 切换式电压转换器的工作频率产生方法与电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种切换式电压转换器的工作频率产生方法与工作频率产生电路。此方法包括下列步骤：接收参考时钟脉冲信号以及数字周期信号；依据至少一个不同的延迟时间而延迟数字周期信号的相位，据以产生至少一个延迟周期信号；每隔一预设时间就选择数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一作为切换式电压转换器的工作频率。

Description

切换式电压转换器的工作频率产生方法与电路

技术领域

本发明有关于一种切换式电压转换器的工作频率产生方法与工作频率产生电路，且特别有关于可以消除液晶显示器的水波纹、区域亮度不均匀、以及闪烁等现象的一种切换式电压转换器的工作频率产生方法与工作频率产生电路。

背景技术

在显示器的驱动电路中，例如液晶显示器的源极驱动器与栅极驱动器，都会需要切换式电压转换器来产生源极驱动器与栅极驱动器所需的电压。切换式电压转换器主要可分为电荷泵(Charge Pump)与脉宽调制(Pulse Width Modulation)两大类。

一般来说，切换式电压转换器需要接收一个时钟脉冲信号当作其内部开关的工作频率。这个时钟脉冲信号有两个常见来源。第一个是来自独立的电压控制振荡器(Voltage-Controlled Oscillator，VCO)，第二个是来自驱动电路内部的某个数字周期信号，例如点时钟脉冲信号(Dot Clock)、水平同步信号、或水平起始脉冲信号(Horizontal Start Pulse，也称为STH)。切换式电压转换器的工作频率可直接采用以上来源的时钟脉冲信号，或将以上来源的信号除频以产生所需的工作频率。

图1示出了现有切换式电压转换器时钟脉冲信号与水平同步信号、垂直同步信号、点时钟脉冲信号三者的时钟脉冲图。在此图1中，Hsync代表水平同步信号，Vsync代表垂直同步信号，DOTCLK代表点时钟脉冲信号，CPCK则代表切换式电压转换器时钟脉冲信号。

切换式电压转换器在工作时，由于其内部开关的切换常常会产生杂讯，而这些杂讯极容易干扰显示器驱动电路的电源电压及其他控制信号。当切换式电压转换器的工作频率和驱动电路的控制信号在时序上有肉眼可见的相关性，就会在显示器上产生许多显示缺陷，例如在显示器上产生类似水波纹的现象，或者产生区域亮度不均匀(MURA)、闪烁现象(Flicker)等等。

因此，需要有一个切换式电压转换器的工作频率产生电路与工作频率产生方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就是提供一种切换式电压转换器的工作频率产生方法与工作频率产生电路，其可以消除显示器的水波纹、区域亮度不均匀、以及闪烁等现象。

基于上述及其他目的，本发明提出一种切换式电压转换器的工作频率产生方法，此方法包括下列步骤：a.接收参考时钟脉冲信号以及数字周期信号；b.依据至少一个不同的延迟时间而延迟数字周期信号的相位，据以产生至少一个延迟周期信号；c.每隔一预设时间就选择数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一作为切换式电压转换器的工作频率。

基于上述及其他目的，本发明提出一种切换式电压转换器的工作频率产生电路，其包括延迟电路与选择电路。延迟电路用以接收参考时钟脉冲信号与数字周期信号，并依据参考时钟脉冲信号而延迟数字周期信号的相位，据以产生至少一个延迟周期信号。选择电路用以接收数字周期信号与上述延迟周期信号，并选择输出数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一，以作为切换式电压转换器的工作频率。

依照本发明一实施例所述的工作频率产生方法，上述延迟时间彼此呈现倍数关系。

依照本发明一实施例所述的工作频率产生方法，上述步骤c.中的选择方式包括：以一预设序列方式依序选择数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一。

依照本发明一实施例所述的工作频率产生方法，上述步骤c.中的选择方式包括：以乱数方式循环选择数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一。

依照本发明一实施例所述的工作频率产生电路，上述延迟电路包括第一触发器。第一触发器的输入端与时钟脉冲输入端分别接收数字周期信号与参考时钟脉冲信号，据以输出第一延迟周期信号，其中第一延迟周期信号的上升沿同步于参考时钟脉冲信号的第一边沿。

依照本发明一实施例所述的工作频率产生电路，上述延迟电路还包括第二触发器。此第二触发器的输入端与时钟脉冲输入端分别接收第一延迟周期信号与参考时钟脉冲信号，据以输出第二延迟周期信号，其中第二延迟周期信号的上升沿同步于参考时钟脉冲信号的第一边沿。

依照本发明一实施例所述的工作频率产生电路，其中选择电路还依据由一计数电路提供的选择信号而进行选择。

依照本发明一实施例所述的工作频率产生电路，上述计数电路以乱数方式循环产生上述选择信号的选择对象。

依照本发明一实施例所述的工作频率产生电路，上述计数电路以预设序列方式依序产生上述选择信号的选择对象。

本发明因将切换式电压转换器本欲接收的时钟脉冲信号(即上述的数字周期信号)的相位做位移，据以产生至少一个延迟周期信号，然后再循环选择数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一作为切换式电压转换器的工作频率，也即不断改变切换式电压转换器所接收的时钟脉冲信号的相位，因此可将切换式电压转换器的内部开关切换时所产生的杂讯平均分布在每一个水平与垂直显示周期，借以消除显示器上产生的水波纹、区域亮度不均匀、或是闪烁等现象。

为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为现有切换式电压转换器时钟脉冲信号与水平同步信号、垂直同步信号、点时钟脉冲信号三者的时钟脉冲图。

图2为依照本发明一实施例的工作频率产生电路的电路图。

图3为依照本发明一实施例的工作频率产生方法的流程图。

图4为依照本发明一实施例的数字周期信号与延迟周期信号的时序图。

具体实施方式

图2为依照本发明一实施例的工作频率产生电路的电路图。图3为依照本发明一实施例的工作频率产生方法的流程图。图2所示的电路与图3所示的方法流程若用于产生切换式电压转换器的工作频率时，则可消除显示器上所产生的水波纹、区域亮度不均匀、或是闪烁等现象。以下将说明本发明为何能达到上述功能，并请依照说明需要而参照图2与图3。

首先请参照图2。图2所示电路包括延迟电路210、选择电路220、以及计数电路230。延迟电路210用以接收参考时钟脉冲信号CLK与数字周期信号IN(如图3的步骤a)，并依据参考时钟脉冲信号CLK而延迟数字周期信号IN的相位(也即延迟数字周期信号IN的时间)，据以产生至少一个延迟周期信号，而所产生的延迟周期信号彼此之间的延迟时间皆不相同(如图3的步骤b)。数字周期信号工N就是指传统切换式电压转换器的工作时钟脉冲信号。另外，上述的参考时钟脉冲信号CLK的一个比较特别的限制是，参考时钟脉冲信号CLK的频率必须大于数字周期信号IN的频率。

选择电路220用以接收数字周期信号IN、上述延迟周期信号、以及计数电路230所输出的选择信号SEL，并依据选择信号SEL选择输出数字周期信号IN或上述延迟周期信号其中之一，以作为切换式电压转换器的工作频率。OUT表示为选择电路220的输出端，用以耦接切换式电压转换器，以提供切换式电压转换器的工作频率。

此实施例的延迟电路210以两个正沿触发的D型触发器211与212，以及两个负沿触发的D型触发器213与214来实现。数字周期信号IN透过触发器211与213做信号延迟，而分别产生延迟周期信号S2与S1，接着触发器212与214分别接收延迟周期信号S2与S1而再做一次信号延迟，以分别产生延迟周期信号S4与S3。由图4可以看到这些信号的时序。

图4为依照本发明一实施例的数字周期信号与延迟周期信号的时序图。其中CLK与IN分别为参考时钟脉冲信号与数字周期信号的时序，而S1、S2、S3、以及S4则表示为各延迟周期信号的时序。由于延迟周期信号S2与S4分别为正沿触发的触发器211与212的输出信号，所以延迟周期信号S2与S4的上升沿会同步于参考时钟脉冲信号CLK的上升沿。而由于延迟周期信号S1与S3分别为负沿触发的触发器213与214的输出信号，所以延迟周期信号S1与S3的上升沿会同步于参考时钟脉冲信号CLK的下降沿。

请再参照图2，此实施例的选择电路220以一个多路复用器221来实现，此多路复用器221具有多个输入端与一个选择端，而多路复用器221的输出端就是选择电路221的输出端OUT。上述的输入端用以接收数字周期信号IN与由延迟电路210所产生的延迟周期信号S1、S2、S3、以及S4，而选择端则用以接收由计数电路230所输出的选择信号SEL。此多路复用器221依据选择信号SEL而输出数字周期信号IN或上述延迟周期信号S1、S2、S3、以及S4其中之一。

请参照图2与图3。图2的计数电路230以预设序列方式依序产生选择信号SEL的选择对象。以此实施例来说，预设序列的排列方式依序为：数字周期信号IN、延迟周期信号S1、延迟周期信号S2、延迟周期信号S3、最后是延迟周期信号S4。

计数电路230每隔一预设时间就变换选择信号SEL的选择对象，因此多路复用器221每隔一预设时间就可以选择数字周期信号IN或是上述各延迟周期信号其中之一来作为切换式电压转换器的工作频率(如图3的步骤c)，进而使切换式电压转换器所产生的杂讯可以平均分布在每一个水平与垂直显示周期中，借以消除显示器上产生的水波纹、区域亮度不均匀、或是闪烁等现象。而关于计数电路230方面，使用者可以运用计数器来达到上述计数电路230的功能。

虽然上述实施例已经对工作频率产生电路描绘出了一个可能的型态，但本领域普通技术人员应知，延迟电路210与计数电路230可采用其他设计方式，因此本发明的应用当不限制于此种可能的型态。换言之，只要是利用参考时钟脉冲信号CLK与数字周器信号IN产生至少一个不同延迟时间的延迟周期信号，然后每隔一预设时间就选择数字周期信号IN或上述延迟周期信号其中之一作为切换式电压转换器的工作频率，就已经是符合了本发明的精神所在。以下简易地再列举一部分其他可能的实施方式，以供使用者做参考。

对于延迟电路210的部分而言，使用者可以依照实际上的需要而变换其内部电路的设计方式，以提供其他不同延迟时间的延迟周期信号的组合。以图2为例，使用者可以单独使用一个正沿触发的触发器211，或是一个负沿触发的触发器213来做延迟动作。当然，使用多个正沿触发的触发器，或是多个负沿触发的触发器也同样可以操作。总之，于延迟电路210中，正沿触发触发器与负沿触发触发器二者的数目，可以随着设计者的需要而改变，然而对于本发明欲解决的问题而言，较好的设计方式是如图4所示，使各延迟周期信号的延迟时间彼此呈现倍数关系。另外，使用者也可以配合上述更动的需要而改变参考时钟脉冲信号CLK的频率。

对于计数电路230的部分而言，若其以预设序列的方式依序产生选择信号SEL的选择对象，那么预设序列的排列方式也可以是依序为：数字周期信号IN、延迟周期信号S2、延迟周期信号S1、延迟周期信号S3、最后是延迟周期信号S4，或者是依序为：延迟周期信号S2、数字周期信号IN、延迟周期信号S1、延迟周期信号S4、最后是延迟周期信号S3，抑或是其他的排序方式，然后借助不断重复上述的其中一种排列顺序来不断更换切换式电压转换器的工作频率的延迟相位。

当然，图2的计数电路230也可以用乱数的方式来循环产生选择信号SEL的选择对象。若以此方式实施，那么第一次随机选择的排列方式可能是：延迟周期信号S3、延迟周期信号S2、延迟周期信号S1、数字周期信号IN、最后是延迟周期信号S4，第二次随机选择的排列方式可能是：延迟周期信号S2、延迟周期信号S1、数字周期信号IN、延迟周期信号S4、最后是延迟周期信号S3，而之后所选择的排列方式可能是其他的排列方式，也可能是与第一次或第二次随机选择的排列方式一样，总之无法预测。关于此种方式的计数电路230的功能，使用者可以使用随机计数器(Random Counter)来实现。

综上所述，本发明因将切换式电压转换器本欲接收的时钟脉冲信号(即上述数字周期信号)的相位做位移，据以产生至少一个延迟周期信号，然后再循环选择数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一作为切换式电压转换器的工作频率，也即不断改变切换式电压转换器所接收的时钟脉冲信号的相位，因此可将切换式电压转换器工作时所产生的杂讯平均分布在每一个水平与垂直显示周期中，借以消除显示器上产生的水波纹、区域亮度不均匀、或是闪烁等现象。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种切换式电压转换器的工作频率产生方法，该方法包括下列步骤：

a.接收一参考时钟脉冲信号以及一数字周期信号；

b.依据至少一个不同的延迟时间而延迟该数字周期信号的相位，据以产生至少一个延迟周期信号；以及

c.每隔一预设时间就选择该数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一作为该切换式电压转换器的工作频率。

2.如权利要求1所述的切换式电压转换器的工作频率产生方法，其特征在于，该些延迟时间彼此呈现倍数关系。

3.如权利要求1所述的切换式电压转换器的工作频率产生方法，其特征在于，于步骤c.中的选择方式包括：

以一预设序列方式依序选择该数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一。

4.如权利要求1所述的切换式电压转换器的工作频率产生方法，其特征在于，于步骤c.中的选择方式包括：

以乱数方式循环选择该数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一。

5.一种切换式电压转换器的工作频率产生电路，其包括：

一延迟电路，接收一参考时钟脉冲信号与一数字周期信号，并依据该参考时钟脉冲信号而延迟该数字周期信号的相位，据以产生至少一个延迟周期信号，以及

一选择电路，接收该数字周期信号与上述延迟周期信号，并选择输出该数字周期信号或上述延迟周期信号其中之一，以作为该切换式电压转换器的工作频率。

6.如权利要求5所述的切换式电压转换器的工作频率产生电路，其特征在于，该延迟电路包括：

一第一触发器，其输入端与时钟脉冲输入端分别接收该数字周期信号与该参考时钟脉冲信号，据以输出一第一延迟周期信号，其中该第一延迟周期信号的上升沿同步于该参考时钟脉冲信号的一第一边沿。

7.如权利要求6所述的切换式电压转换器的工作频率产生电路，其特征在于，该延迟电路还包括：

一第二触发器，其输入端与时钟脉冲输入端分别接收该第一延迟周期信号与该参考时钟脉冲信号，据以输出一第二延迟周期信号，其中该第二延迟周期信号的上升沿同步于该参考时钟脉冲信号的该第一边沿。

8.如权利要求5所述的切换式电压转换器的工作频率产生电路，其特征在于，该选择电路还依据由一计数电路提供的选择信号而进行选择。

9.如权利要求8所述的切换式电压转换器的工作频率产生电路，其特征在于，该计数电路以乱数方式循环产生该选择信号的选择对象。

10.如权利要求8所述的切换式电压转换器的工作频率产生电路，其特征在于，该计数电路以预设序列方式依序产生该选择信号的选择对象。

Images