CN101783686A - 数字-模拟转换器以及用于数字-模拟转换的方法 - Google Patents

数字-模拟转换器以及用于数字-模拟转换的方法 Download PDF

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李信泳
林相勋
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Abstract

本发明公开了一种数字-模拟转换电路、一种用于该数字-模拟转换的方法、以及一种源驱动器。该数字-模拟转换电路包括：锁存器，用于在其中存储N(N＝正实数)位数字数据；数字-模拟转换器，用于通过使用R-string转换，基于存储在锁存器中的N位数据中的预定位执行第一数字-模拟转换，以及用于基于第一数字-模拟转换的结果和N位数据中的其他位执行第二数字-模拟转换。

Description

数字-模拟转换器以及用于数字-模拟转换的方法
本申请要求于2008年12月30日提交的韩国专利申请第10-2008-0137567号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种用于源驱动器的数字-模拟转换电路以及转换方法。
背景技术
通常，用于驱动液晶显示器(LCD)的源驱动器采用R-stringDAC(电阻串数字模拟转换器，resistance-string digital analogconverter)。这种表示源驱动器的R-string DAC可以表现为8位。然而，在表现具有高于10位的高分辨率的情况下，需要2N(N：位数)数量的选路(routing)和电阻，以及从而芯片面积将大大增加。出于这种原因，这种R-string DAC不适用于高分辨率。
图1是示出了包含传统的10位R-string DAC的源驱动器100的示图。参照图1，源驱动器100包括：锁存器，用于锁存数据；DAC 120，生成与存储在锁存器中的数字信号对应的模拟信号；以及输出缓冲器130，用于将模拟信号输出到源极线(OUT1～OUT(N))。
使用R-string DAC来制造10位源驱动器所需的选路和电阻的数量为1024。此外，需要1024个开关以选择每列的R-string的值。因此，芯片的面积将大大增加。
发明内容
因此，本发明致力于一种用于高分辨率的数字-模拟转换电路，一种用于该数字-模拟转换的方法和一种源驱动器。
本发明的目的是提供一种能够减小芯片尺寸并且改善稳定时间的用于高分辨率的数字-模拟转换电路，一种用于该数字-模拟转换方法，以及一种源驱动器。
本发明的其他优点、目的和特征一部分将在下文中阐述，一部分对于本领域的普通技术人员而言通过下文的实验将变得显而易见或者可以从本发明的实践中获得。通过所写的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构，可以了解和获知本发明的这些目的和其他优点。
为了实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在本文中所体现和概括描述的，一种数字-模拟转换电路包括：锁存器，用于在其中存储N(N＝正实数)位数字数据；以及数字-模拟转换器，用于通过使用R-string转换，基于存储在锁存器中的N位数据中的预定位执行第一数字-模拟转换，以及用于基于第一数字-模拟转换的结果和N位数据中的其他位执行第二数字-模拟转换。
在本发明的另一方面中，一种用于数字-模拟转换的方法包括：存储N(N＝正实数)位数字数据存储；通过使用R-string转换，基于存储的N位数据中的预定位执行第一数字-模拟转换；以及通过使用Δ-∑转换，基于第一数字-模拟转换的结果和N位数据中的其他位执行第二数字-模拟转换。
在本发明的又一方面中，一种源驱动器包括：锁存器，用于在其中存储N(N＝正实数)位数字数据；数字-模拟转换器，用于通过使用R-string转换，基于存储在锁存器中的N位数据中的预定位执行第一数字-模拟转换，以及用于基于第一数字-模拟转换的结果和N位数据中的其他位执行第二数字-模拟转换；以及输出缓冲器，用于缓冲模拟信号以及用于输出缓冲的结果。
由于本发明混合使用R-string转换以及Δ-∑转换，因此本发明可以在表现高分辨率时具有降低芯片尺寸以及改善稳定时间的效果。
应当理解的是，本发明的上述总体描述和以下的具体描述都是示例性和说明性的，并且旨在提供对所要求的本发明的进一步说明。
附图说明
附图(其被包括用来提供对本发明的进一步理解，包括于并且构成本申请的一部分)示出了本发明的实施方式，并且连同说明书一起阐述了本发明的原理。
在附图中：
图1是示出了包含传统的10位R-string DAC的源驱动器的示图；
图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的源驱动器的示图；
图3是示出了图2中所示的数字-模拟转换器的示图；
图4是示出了图3中所示的R-string DAC的示图；
图5是示出了图3中所示的Δ-∑DAC的示图；以及
图6是示出了图2中所示的数字-模拟转换器的最终输出的曲线图。
具体实施方式
现在将详细描述本发明的具体实施方式，在附图中示出了其实例。在任何可能的地方，在所有附图中使用相同的参考标号以表示相同或相似的部件。
图2是示出了根据本发明的示例性实施方式的源驱动器200的示图。参照图2，源驱动器200包括：锁存器210、数字-模拟转换器240以及输出缓冲器250。
锁存器210锁存多个N位数据。这里，“N”是正实数。
数字-模拟转换器240执行第一数字-模拟转换以及第二数字-模拟转换。
通过使用R-string转换，基于N位数据中的预定位执行第一数字-模拟转换。基于第一数字-模拟转换的结果和N位数据中的其他位执行第二数字-模拟转换。
数字-模拟转换器240包括M位R-string DAC 220以及N-M位Δ-∑DAC 230。这里“M”是小于“N”的正实数。
M位R-string DAC 220通过使用R-string转换，基于存储在锁存器210中的N位数据中的高阶M位执行第一数字-模拟转换。
N-M位Δ-∑DAC 230通过使用Δ-∑转换，基于存储在锁存器210中的N位数据中的其余N-M位以及第一数字-模拟转换的结果执行第二数字-模拟转换。
图3是示出了图2中所示的数字-模拟转换器240的示图。参照图3，R-string DAC 220基于存储在锁存器210中的10位数据中的高阶3位生成第一参考电压(Vref1)和第二参考电压(Vref2)。
例如，如果高阶3位数据是110，则R-string DAC 220可以输出对应于高阶3位数据110的第一参考电压(Vref1)以及对应于高阶3位的低阶数据101的第二参考电压(Vref2)。
如果源驱动器的驱动电压时为18V并且高阶位数据是110，则第一参考电压(Vref1)可以是11.25V(＝18×5/8)，而第二参考电压(Vref2)可以是9V(＝18×4/8)。
图4是示出了图3中所示的R-string DAC 220的示图。参照图4，R-string DAC 220包括多个电阻器(例如R1至R8)以及第一开关410。
多个电阻器(例如R1至R8)可以串联在第一电压(V-)和第二电压(V+)之间。第一开关410连接到能够使多个电阻(例如R1至R8)彼此相连的连接节点中的每一个，并且基于N位数据中的高阶M位数据(D1、D2和D3)切换为输出第一参考电压(Vref1)和第二参考电压(Vref2)。
Δ-∑DAC 230通过使用第一和第二参考电压(Vref1和Vref2)作为参考电压，基于其余N-M位数据(D4至D10)输出模拟信号(Vout)。
图5是示出了图3中所示的Δ-∑DAC 230的示图。参照图5，Δ-∑DAC 230包括：比较器510、多个电容器(C1至C7)、第二开关520、反馈电容器(Cf)、负载电容器(CL)以及负载开关(SW)。
每个电容器(C1至C7)的一端连接到第一输入端，例如负输入端(-)，并且将公共电压(Vcom)施加在第二输入端，例如比较器510的正输入端(+)。
第二开关520，基于其余N-M位数据切换到将第一参考电压(Vref1)或者第二参考电压(Vref2)施加到每个电容器(C1至C7)的另一端。
第一节点(A)的电压由第二开关520的操作以及反馈电容器(Cf)反馈的电压确定。比较器510比较第一节点(A)的电压与公共电压(Vcom)，并且其基于比较的结果输出比较信号(CS)。这里，第一节点(A)是能够使多个电容器(C1至C7)的每一端、比较器510的第一输入端以及反馈电容器(Cf)彼此相连的节点。
负载开关(SW)对从比较器510输出的比较信号(SC)进行采样，并且采样信号被充电至负载电容器(CL)。
如图5所示，通过使用R-string DAC 220的输出作为参考电压来执行7位Δ-∑转换。因此，基于其余7位(D4至D10)，Δ-∑DAC230的输出具有在第一参考电压(Vref1)和第二参考电压(Vref2)之间的值。
图6是示出了图2中所示的数字-模拟转换器的最终输出的曲线图。参照图6，第一参考电压(Vref1)的V5以及第二参考电压(Vref2)的V4由R-string DAC 220确定，以及最终输出(Vout)由Δ-∑DAC230确定在V4和V5之间。
输出缓冲器250缓冲由数字-模拟转换器240转换的模拟信号，并且其将缓冲结果输出到源极线(OUT1～OUT(K))。这里，“K”可为自然数。
如图2所示，根据本发明的该实施方式，对于需要将10位数字数据转换为模拟信号的DAC表示，10位数字数据中的高阶3位数据由R-string DAC 220表示，而其余7位数据由Δ-∑DAC 230表示。因此，与10位R-string DAC的表现相比，本发明的实施方式可以降低芯片面积。此外，与只使用10位Δ-∑DAC的表现相比，本发明的以上实施方式能够实现更快的稳定时间。
在设计7位Δ-∑DAC的情况下，SNR(信噪比，Signal to NoiseRatio)可以降为大约20dB。因此，可以实现降低数字调制器的过采样率以及减轻模拟输出滤波器的设计。
因此，如果根据本发明在实现高分辨率源驱动器中使用混合R-string DAC以及Δ-∑DAC的结构，则可以解决R-string的芯片面积增大的缺点，并且也可以改善Δ-∑DAC的稳定时间的缺点。这里，验证的R-string DAC的基本功能是可用的。
对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和范围的前提下可以进行各种修改及变形。因此，本发明旨在涵盖在所附权利要求及其等同替换的范围内的本发明的这些修改和变形。

Claims (10)

1.一种数字-模拟转换电路，包括：
锁存器，用于在其中存储N位数字数据，N为正实数；以及
数字-模拟转换器，用于通过使用R-string转换，基于在所述锁存器中所存储的N位数据中的预定位执行第一数字-模拟转换，以及用于基于所述第一数字-模拟转换的结果和所述N位数据中的其他位执行第二数字-模拟转换。
2.根据权利要求1所述的数字-模拟转换电路，其中，所述数字-模拟转换器包括：
R-string DAC，用于基于存储在所述锁存器中的所述N位数据中的高阶M位数据执行所述第一数字-模拟转换；以及
Δ-∑ DAC，用于基于除所述高阶M位数据以外的其余N-M位数据以及所述第一数字-模拟转换的结果执行所述第二数字-模拟转换。
3.根据权利要求2所述的数字-模拟转换电路，其中，所述R-stringDAC基于存储在所述锁存器中的所述N位数据中的所述高阶M位数据生成第一参考电压和第二参考电压。
4.根据权利要求3所述的数字-模拟转换电路，其中，所述Δ-∑DAC使用所述第一参考电压和所述第二参考电压作为参考电压，并且所述Δ-∑ DAC根据所述其余N-M位数据输出模拟信号。
5.根据权利要求2所述的数字-模拟转换电路，其中，所述N为10，而所述M为3。
6.根据权利要求2所述的数字-模拟转换电路，其中，所述R-stringDAC包括：
多个电阻器，串联在所述第一电压和所述第二电压之间；以及
开关，连接到能够使所述多个电阻器彼此相连的节点中的每一个，所述开关基于所述高阶M位数据切换为输出所述第一参考电压和所述第二参考电压。
7.一种用于数字-模拟转换的方法，包括：
存储N位数字数据存储，N为正实数；
通过使用R-string转换，基于所存储的N位数据中的预定位执行第一数字-模拟转换；以及
通过使用Δ-∑转换，基于所述第一数字-模拟转换的结果和所述N位数据中的其他位执行第二数字-模拟转换。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述执行所述第一数字-模拟转换的步骤基于所存储的N位数据中的高阶M位数据生成第一参考电压和第二参考电压。
9.一种源驱动器，包括：
锁存器，用于在其中存储N位数字数据，N为正实数；
数字-模拟转换器，用于通过使用R-string转换，基于在所述锁存器中所存储的N位数据中的预定位执行第一数字-模拟转换，以及用于基于所述第一数字-模拟转换的结果和所述N位数据中的其他位执行第二数字-模拟转换；以及
输出缓冲器，用于缓冲所述模拟信号以及用于输出所述缓冲的结果。
10.根据权利要求9所述的源驱动器，其中，所述数字-模拟转换器包括：
R-string DAC，用于基于存储在所述锁存器中的所述N位数据中的高阶M位数据生成第一参考电压和第二参考电压；以及
Δ-∑ DAC，用于使用利用所述第一参考电压和所述第二参考电压作为参考电压的Δ-∑转换，基于其余N-M位数据输出模拟信号。
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