CN108648717B - 一种参考电压生成电路、参考电压生成方法、芯片及液晶显示器 - Google Patents

一种参考电压生成电路、参考电压生成方法、芯片及液晶显示器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种参考电压生成电路、参考电压生成方法、芯片及液晶显示器，该参考电压生成电路包括接口模块、频率检测模块和数模转换模块；所述频率检测模块的输入端和所述接口模块的输入端分别与所述液晶显示器中的时序控制器连接，所述频率检测模块的输出端与所述数模转换模块连接，所述接口模块的输出端与所述频率检测模块的输入端连接，所述数模转换模块的输出端与所述液晶显示器中的显示面板连接。本发明能够有效避免现有液晶显示器中存在的帧频率与参考电压不匹配导致的image sticking等问题的出现，提高液晶显示器的显示效果。

Description

一种参考电压生成电路、参考电压生成方法、芯片及液晶显 示器
技术领域
本发明涉及显示器技术领域，具体而言，涉及一种参考电压生成电路、参考电压生成方法、芯片及液晶显示器。
背景技术
随着显示技术的发展，TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay，薄膜晶体管液晶显示器)以其绝对的优势(成本低、画质好、功耗低等)在显示领域占据了主导地位，如可以应用到电脑、电视机、手机等视听设备中。其中，TFT-LCD在正常工作过程中需要一个参考电压作为所有输出电压的参考，而现有技术中，上述参考电压往往是固定的，即根据一个固定帧频率(例如60Hz)产生，从而导致参考电压不能随着帧频率的变化而实时的发生变化，进而使得TFT-LCD在使用过程中存在以下问题：
(1)当帧频率和参考电压不匹配时，会对显示面板阵列内的晶体管的充电情况造成影响，例如，当前帧频率大于固定帧频率时，会导致晶体管充电不足，当前帧频率小于固定帧频率时，会导致晶体管充电过多；
(2)帧频率和参考电压的不匹配会导致图像残像(image sticking)等问题的产生，严重影响了显示器的视觉效果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种参考电压生成电路、参考电压生成方法、芯片及液晶显示器，能够有效解决上述问题。
本发明较佳实施例提供一种参考电压生成电路，应用于液晶显示器，所述参考电压生成电路包括接口模块、频率检测模块和数模转换模块；
所述频率检测模块的输入端和所述接口模块的输入端分别与所述液晶显示器中的时序控制器连接，所述频率检测模块的输出端与所述数模转换模块连接，所述接口模块的输出端与所述频率检测模块的输入端连接，所述数模转换模块的输出端与所述液晶显示器中的显示面板连接；
其中，所述接口模块用于获取所述时序控制器中预设的参考电压值和参考频率值；所述频率检测模块用于检测所述时序控制器提供的液晶显示器的当前频率值，并根据所述参考电压值、参考频率值和当前频率值计算当前电压值；所述数模转换模块用于对所述频率检测模块计算得到的当前电压值进行数模转换得到当前参考电压值并发送给所述显示面板。
在本发明较佳实施例的选择中，所述频率检测模块包括计数器、时钟发生器和处理器，所述处理器与所述计数器、所述时钟发生器和所述时序控制器分别连接。
在本发明较佳实施例的选择中，所述接口模块包括SPI模块或I2C模块中的任一种。
在本发明较佳实施例的选择中，所述参考电压生成电路还包括运算放大模块，所述运算放大模块的两端分别与所述数模转换模块和所述显示面板连接。
另一方面，本发明较佳实施例还提供一种参考电压生成方法，应用于上述的参考电压生成电路，所述参考电压生成方法包括：
接口模块获取液晶显示器的参考电压值和参考频率值并传输给所述频率检测模块；
所述频率检测模块检测液晶显示器中的时序控制器提供的当前频率值，以及根据所述参考电压值、所述参考频率值和当前频率值计算当前电压值并传送给数模转换模块；
所述数模转换模块对所述当前电压值进行数模转换以得到当前参考电压值并发送给所述液晶显示器中的显示面板以为该显示面板提供驱动电压。
在本发明较佳实施例的选择中，所述当前参考电压Vnew的计算公式为其中，Cnew为当前频率值，Cβ参考频率值，Vα为参考电压值。
在本发明较佳实施例的选择中，所述频率检测模块包括计数器、时钟发生器和处理器，所述频率检测模块检测液晶显示器中的时序控制器提供的当前频率值的步骤包括：
所述处理器检测液晶显示器中的时序控制器的电平信号，并在预设电平到来时发送开始计数指令给所述计数器；
所述计数器根据所述开始计数指令统计所述时钟发生器中产生的脉冲数量，直到接收到所述处理器发送的停止计数指令时停止计数，并将计数结果发送给所述处理器；
所述处理器将所述计数结果作为当前频率值以执行根据所述参考电压值、所述参考频率值和当前频率值计算当前电压值的步骤。
在本发明较佳实施例的选择中，在所述数模转换模块将所述当前参考电压值发送给所述液晶显示器中显示面板的步骤之前，所述方法还包括：
所述数模转换模块将当前参考电压值发送给运算放大模块；
所述运算放大模块对所述当前参考电压值进行处理以增强该当前参考电压的驱动能力，并将处理后的当前参考电压值作为所述液晶显示器中的显示面板的输入电压。
另一方面，本发明较佳实施例还提供一种液晶显示器，包括时序控制器、显示面板以及参考电压生成电路，所述参考电压生成电路包括接口模块、频率检测模块和数模转换模块；
所述频率检测模块的输入端和所述接口模块的输入端分别与所述时序控制器连接，所述频率检测模块的输出端与所述数模转换模块连接，所述接口模块的输出端与所述频率检测模块的输入端连接，所述数模转换模块的输出端与所述显示面板连接。
在本发明较佳实施例的选择中，所述电压生成电路还包括运算放大模块，所述运算放大模块与所述数模转换模块和所述显示面板分别连接。
又一方面，本发明较佳实施例还提供一种芯片，所述芯片集成有如上所述的参考电压生成电路。
与现有技术相比，本发明提供一种参考电压生成电路、参考电压生成方法、芯片及液晶显示器，其中，通过参考电压生成电路实时生成与显示器中的当前帧频率匹配的参考电压并用以驱动显示面板，从而有效避免现有技术中存在的由于帧频率与参考电压不匹配导致的image sticking等问题的出现，使得液晶显示面板呈现最佳的显示效果。同时，本发明给出的参考电压生成电路结构简单，实现简单。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有的液晶显示器中的显示面板的供电电路结构示意图。
图2为本发明实施例提供的参考电压生成电路的方框结构示意图。
图3为图2中所示的频率检测模块的方框结构示意图。
图4为本发明实施例中给出的参考电压生成电路的工作原理示意图。
图5为本发明实施例提供的参考电压生成电路的另一方框结构示意图。
图6为本发明实施例提供的参考电压生成方法的流程示意图。
图7为图6在所示的步骤S11的子流程示意图。
图标：10-参考电压生成电路；11-频率检测模块；110-处理器；111-计数器；112-时钟发生器；12-接口模块；13-数模转换模块；14-运算放大模块；20-时序控制器；30-显示面板。
具体实施方式
经发明人研究发现，如图1所示，现有的通用TFT-LCD包括源极驱动器A、栅极驱动器B、公共电压产生电路C和晶体管阵列D。其中，晶体管阵列D是由若干个像素E组成的，每个像素由R、G、B三个像素单元组成，图1中F为像素单元的等效电路，每个像素单元包括一个像素电容，像素电容的一极和源极驱动连接，另一极和公共电极连接。
其中，针对上述图1中给出的由公共电压产生电路(电源控制器)为晶体管阵列提供参考电压时，由于帧频率和参考电压不匹配导致的image sticking等问题发生，本发明实施例给出一种参考电压生成电路10、方法及液晶显示器，以利用该参考电压生成电路10生成的参考电压值替代现有的TFT-LCD中需要由公共电压产生电路生成参考电压为晶体管阵列供电的方式，能够有效解决上述问题。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，术语“第一、第二、第三、第四等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图2所示，为本发明实施例提供的参考电压生成电路10的结构示意图，该参考电压生成电路10包括频率检测模块11、接口模块12和数模转换模块13；所述频率检测模块11的输入端和所述接口模块12的输入端分别与所述液晶显示器中的时序控制器20连接，所述频率检测模块11的输出端与所述数模转换模块13连接，所述接口模块12的输出端与所述频率检测模块11的输入端连接，所述数模转换模块13的输出端与所述液晶显示器中的显示面板30连接。
其中，所述接口模块12用于获取所述时序控制器20中预设的参考电压值和参考频率值；所述频率检测模块11用于检测所述时序控制器20提供的液晶显示器的当前频率值，并根据所述参考电压值、参考频率值和当前频率值计算当前电压值；所述数模转换模块13用于对所述频率检测模块11计算得到的当前电压值进行数模转换得到当前参考电压值并发送给所述显示面板30。
通过对上述参考电压生成电路10的设计和描述，本发明实施例能够根据现有的液晶显示器中的时序控制器20中的电平信号计算与当前帧频率匹配的参考电压，并提供给液晶显示器中的显示面板30中的晶体管阵列，从而实现对参考电压的自动调节以及参考电压最大限度的变化，有效解决了现有的参考电压与帧频率不匹配的问题，避免了ImageSticking等问题的产生，并达到最好的显示效果。
详细地，所述接口模块12用于获取固定帧频率的预设的参考电压值和参考频率值。实际实施时，所述接口模块12可以内设于所述时序控制器20中，用于读取该时序控制器20中的寄存器中预存的数值以实现对预设参考电压值和参考频率值的获取；所述接口模块12也可以是独立于所述时序控制器20，并与外部设备进行数据交互，并通过数据配置的方式获取固定帧频率预设的参考电压和参考频率等，本实施例在此不做限制。
可选地，所述接口模块12可以是但不限于SPI(串行外设接口，Serial PeripheralInterface)模块或I2C(内部集成电路，Inter-Integrated Circuit)总线模块。
进一步地，如图3所示，在一个实施例中，所述频率检测模块11可以包括处理器110和计数器111、时钟发生器112，所述处理器110与所述计数器111、所述时钟发生器112和所述时序控制器20分别连接。
详细地，请结合参阅图4，假设STV为来自时序控制器20的电平信号(其中，F1、F2……分别代表一个电平周期)，那么当所述处理器110检测到一个STV电平信号中的高电平到来时，该处理器110发送开始计数指令给所述计数器111，且所述计数器111根据所述开始计数指令统计所述时钟发生器112中产生的脉冲数量(如所述计数器111从0开始计数)，直到所述处理器110检测到STV变成低电平时，该处理器110发送停止计数指令给所述计数器111以使得该计数器111停止计数，并将计数结果发送给所述处理器110，在此，所述处理器110将所述计数结果作为当前频率值以执行根据所述参考电压值、所述参考频率值和当前频率值计算当前电压值(如V1、V2、V3……)的步骤。本实施例中，假设Cnew为当前频率值，Cβ参考频率值，Vα为参考电压值，那么当前参考电压Vnew的计算公式为接着，当所述处理器110检测到下一帧的STV电平信号到来时，所述处理器110、计数器111和时钟发生器112重复执行前述步骤以计算得到当前帧的参考电压值。
在此应注意的是，在上述计算中，如果当前帧频率比前一帧频率快，则运算产生的当前帧的当前参考电压值应大于前一帧的参考电压值；如果当前帧频率比前一帧频率慢，则运算产生的当前帧的当前参考电压值应小于前一帧的参考电压值，以使得计算得到的参考电压值与当前帧频率相匹配，进而实现参考电压根据帧频率实时调整的目的，保证每一帧所输出的参考电压值均满足显示面板30中的晶体管阵列的充电要求，避免imagesticking现象的发生，达到最佳的视觉效果。
可选地，关于所述处理器110、计数器111和时钟发生器112的具体型号等本实施例在此不做限制，例如，所述处理器110可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，该处理器110也可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Singnal Processor)、专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、现场可编程门阵列(FPGA，Field－Programmable Gate Array)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
所述数模转换模块13用于实现对输入信号的数模转换，本实施例中，所述数模转换模块13的型号等可以根据实际需求进行灵活设计，如所述数模转换模块13可以选用但不限于AD7801BRZ数模转换器、TLC7226CDWR数模转换器等。
进一步地，由于显示面板30上设置有多个显示单元，因此，为了使得经数模转换后的当前参考电压与显示面板30工作时的驱动电压更加匹配，请结合参阅图5，本发明给出的参考电压生成电路10还可包括运算放大模块14，所述运算放大模块14的两端分别与所述数模转换模块13和所述显示面板30连接。其中，通过在数模转换模块13和显示面板30之间增加运算放大模块14，能够提高所述当前参考电压的驱动能力，即增强所述参考电压生成电路10的驱动能力，使得显示面板30中的像素电容等器件实现更快的充放电，进而改善液晶显示器中的显示面板30的显示性能。
可选地，所述运算放大模块14可以是但不限于TDA2030运算放大器、LM613IWM运算放大器等，本实施例在此不做限制。
进一步地，基于对上述参考电压生成电路10的设计和描述，如图6所示，本发明实施例还提供一种应用于上述参考电压生成电路10的参考电压生成方法，具体如下。
步骤S10，接口模块12获取液晶显示器的参考电压值和参考频率值并传输给所述频率检测模块11；
步骤S11，所述频率检测模块11检测液晶显示器中的时序控制器20提供的当前频率值，以及根据所述参考电压值、所述参考频率值和当前频率值计算当前电压值并传送给数模转换模块13；
步骤S12，所述数模转换模块13对所述当前电压值进行数模转换以得到当前参考电压值并发送给所述液晶显示器中显示面板30以为该显示面板30提供驱动电压。
其中，所述频率检测模块11包括计数器111、时钟发生器112和处理器110，如图7所示，上述步骤S11中的所述频率检测模块11检测液晶显示器中的时序控制器20提供的当前频率值的步骤可通过下述步骤S110-步骤S112实现，具体如下：
步骤S110，所述处理器110检测液晶显示器中的时序控制器20的电平信号，并在预设电平到来时发送开始计数指令给所述计数器111；
步骤S111，所述计数器111根据所述开始计数指令统计所述时钟发生器112中产生的脉冲数量，直到接收到所述处理器110发送的停止计数指令时停止计数，并将计数结果发送给所述处理器110；
步骤S112，所述处理器110将所述计数结果作为当前频率值以执行根据所述参考电压值、所述参考频率值和当前频率值计算当前电压值的步骤。
其中，步骤S110中的预设电平可以是高电平或低电平等，本实施例在此不做限制。另外，上述步骤中的当前参考电压Vnew的计算公式为其中，Cnew为当前频率值，Cβ参考频率值，Vα为参考电压值。
进一步地，为了增加所述参考电压生成电路10的驱动能力，进一步提高显示面板30的显示效果，本发明给出的参考电压生成方法还可包括：
所述运算放大模块14对所述数模转换模块13输出的当前参考电压值进行处理以增强该当前参考电压的驱动能力，并将处理后的当前参考电压值作为所述液晶显示器中的显示面板30的输入电压。
可以理解的是，关于上述步骤S10-步骤S14的详细描述可参照前述对参考电压生成电路10的详细描述，本实例在此不再赘述。
进一步地，本发明还给出一种液晶显示器，该液晶显示器包括时序控制器20、显示面板30以及参考电压生成电路10，所述参考电压生成电路10包括频率检测模块11、接口模块12和数模转换模块13；
所述频率检测模块11的输入端和所述接口模块12的输入端分别与所述时序控制器20连接，所述频率检测模块11的输出端与所述数模转换模块13连接，所述接口模块12的输出端与所述频率检测模块11的输入端连接，所述数模转换模块13的输出端与所述显示面板30连接。
其中，所述时序控制器20用于处理控制面板所需之时序信号，并输出控制信号以直接驱动显示面板30等，本实施例在此不再赘述。
进一步地，根据实际需求，所述电压生成电路包括还可包括运算放大模块14，所述运算放大模块14与所述数模转换模块13和所述显示面板30分别连接。
本实施例中给出的液晶显示器，可以根据帧频率的变化实时调整参考电压的数值，避免image sticking等问题的出现，进而使得液晶显示器呈现最佳的显示效果。其中，可以理解的是，所述液晶显示器中的参考电压生成电路10具有与前述的参考电压相同的技术特征，因此，关于所述液晶显示器中的参考电压生成电路10的详细描述可以参考对前述的参考电压生成电路10的描述，本实施例在此不再赘述。
进一步地，本发明实施还提供一种芯片，所述芯片集成有上述的参考电压生成电路10，其中，由于所述芯片集成有所述参考电压生成电路10，因此，具有与所述参考电压生成电路10相同的技术特征，请参考对所述参考电压生成电路10的解释说明，在此不再一一赘述。另外，所述芯片可以应用但不限于液晶显示器中。
综上所述，本发明提供一种参考电压生成电路10、参考电压生成方法、芯片及液晶显示器，其中，通过参考电压生成电路10实时生成与显示器中的当前帧频率匹配的参考电压并用以驱动显示面板30，从而有效避免现有技术中存在的由于帧频率与参考电压不匹配导致的image sticking等问题的出现，使得液晶显示器呈现最佳的显示效果。同时，本发明给出的参考电压生成电路10结构简单，实现简单。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种参考电压生成电路，应用于液晶显示器，其特征在于，所述参考电压生成电路包括接口模块、频率检测模块和数模转换模块；
所述频率检测模块的输入端和所述接口模块的输入端分别与所述液晶显示器中的时序控制器连接，所述频率检测模块的输出端与所述数模转换模块连接，所述接口模块的输出端与所述频率检测模块的输入端连接，所述数模转换模块的输出端与所述液晶显示器中的显示面板连接；
其中，所述接口模块用于获取所述时序控制器中预设的参考电压值和参考频率值；所述频率检测模块用于检测所述时序控制器提供的液晶显示器的当前频率值，并根据所述参考电压值、参考频率值和当前频率值计算当前电压值，所述当前电压值Vnew的计算公式为其中，Cnew为当前频率值，Cβ参考频率值，Vα为参考电压值；所述数模转换模块用于对所述频率检测模块计算得到的当前电压值进行数模转换得到当前参考电压值并发送给所述显示面板。
2.根据权利要求1所述的参考电压生成电路，其特征在于，所述频率检测模块包括计数器、时钟发生器和处理器，所述处理器与所述计数器、所述时钟发生器和所述时序控制器分别连接。
3.根据权利要求1所述的参考电压生成电路，其特征在于，所述接口模块包括SPI模块或I2C模块中的任一种。
4.根据权利要求1所述的参考电压生成电路，其特征在于，所述参考电压生成电路还包括运算放大模块，所述运算放大模块的两端分别与所述数模转换模块和所述显示面板连接。
5.一种参考电压生成方法，应用于权利要求1-4中任一项所述的参考电压生成电路，其特征在于，所述参考电压生成方法包括：
接口模块获取液晶显示器的参考电压值和参考频率值并传输给所述频率检测模块；
所述频率检测模块检测液晶显示器中的时序控制器提供的当前频率值，以及根据所述参考电压值、所述参考频率值和当前频率值计算当前电压值并传送给数模转换模块；所述当前电压值Vnew的计算公式为其中，Cnew为当前频率值，Cβ参考频率值，Vα为参考电压值；
所述数模转换模块对所述当前电压值进行数模转换以得到当前参考电压值并发送给所述液晶显示器中的显示面板以为该显示面板提供驱动电压。
6.根据权利要求5所述的参考电压生成方法，其特征在于，所述频率检测模块包括计数器、时钟发生器和处理器，所述频率检测模块检测液晶显示器中的时序控制器提供的当前频率值的步骤包括：
所述处理器检测液晶显示器中的时序控制器的电平信号，并在预设电平到来时发送开始计数指令给所述计数器；
所述计数器根据所述开始计数指令统计所述时钟发生器中产生的脉冲数量，直到接收到所述处理器发送的停止计数指令时停止计数，并将计数结果发送给所述处理器；
所述处理器将所述计数结果作为当前频率值以执行根据所述参考电压值、所述参考频率值和当前频率值计算当前电压值的步骤。
7.根据权利要求5所述的参考电压生成方法，其特征在于，所述参考电压生成电路还包括运算放大模块,在所述数模转换模块将所述当前参考电压值发送给所述液晶显示器中的显示面板的步骤之前，所述方法还包括：
所述运算放大模块对所述数模转换模块输出的当前参考电压值进行处理以增强该当前参考电压的驱动能力，并将处理后的当前参考电压值作为所述液晶显示器中的显示面板的输入电压。
8.一种液晶显示器，其特征在于，包括时序控制器、显示面板以及参考电压生成电路，所述参考电压生成电路包括接口模块、频率检测模块和数模转换模块；
所述频率检测模块的输入端和所述接口模块的输入端分别与所述时序控制器连接，所述频率检测模块的输出端与所述数模转换模块连接，所述接口模块的输出端与所述频率检测模块的输入端连接，所述数模转换模块的输出端与所述显示面板连接；
其中，所述接口模块用于获取所述时序控制器中预设的参考电压值和参考频率值；所述频率检测模块用于检测所述时序控制器提供的液晶显示器的当前频率值，并根据所述参考电压值、参考频率值和当前频率值计算当前电压值，所述当前电压值Vnew的计算公式为其中，Cnew为当前频率值，Cβ参考频率值，Vα为参考电压值；所述数模转换模块用于对所述频率检测模块计算得到的当前电压值进行数模转换得到当前参考电压值并发送给所述显示面板。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，所述电压生成电路还包括运算放大模块，所述运算放大模块与所述数模转换模块和所述显示面板分别连接。
10.一种芯片，其特征在于，所述芯片集成有如权利要求1-4中任一项所述的参考电压生成电路。
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