CN1151668C - 用于显示器的vga彩色信号自动增益调整装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于显示器的VGA彩色信号自动增益调整装置，其包含有一模数转换器，用来依据一上限参考电压及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并在该模拟彩色信号的电位超过上限参考电压时产生一溢位信号，且在该模拟彩色信号的电位低于下限参考电压时产生一借位信号；以及一参考电压处理电路，用来对该模数转换器提供上限参考电压及下限参考电压，其中当收到该溢位信号时，该参考电压处理电路会调高上限参考电压，而当收到借位信号时，会调低下限参考电压，以使该模拟彩色信号有效转换成为数字彩色信号。
Description
本发明提供一种自动增益调整装置及其方法，尤指一种用于显示器的VGA彩色信号自动增益调整装置及其方法。
液晶显示投影器(LCD projector)常被用来显示个人电脑的VGA(Video GraphicArray)显示卡所产生的RGB彩色信号。由于各个厂牌的VGA显示卡所产生的RGB彩色信号会有幅度上的差异，因此在将液晶显示投影器搭配不同的电脑来显示图像时，常会出现不同的亮度和效果。然而现有的图像自动增益调整装置(videoautomatic gain control)只适用于设有标准参考点的合成图像信号(Compositive video signal)的处理，对于没有标准参考点的RGB彩色信号则无法适用。
参见图1及图2。图1为一合成图像信号10。图2为一VGA显示卡所产生的两模拟彩色信号20。合成图像信号10包含有一用来做为亮度参考的亮度同步信号12，一用来做为色度参考的色度同步信号14(3.58MHz)，以及一模拟彩色信号16。亮度同步信号12可以被现有的图像自动增益调整装置做为参考来将模拟彩色信号16以最佳的范围转换成数字彩色信号，但是VGA显示卡所产生的模拟彩色信号20则没有亮度同步信号12，因此没有办法用现有的图像自动增益调整装置来自动调整其亮度。
本发明的主要目的在于是提供一种用于显示器的自动增益调整装置及其方法，可将VGA显示卡所产生的模拟彩色信号，经由自动增益调整後转换成数字彩色信号，以解决上述的问题。
本发明的发明目的是这样实现的：一种用于显示器的自动增益调整装置，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，其特征在于：其包含有：
一模拟数字转换器，用来依据一上限参考电压以及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并于该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号(overflow signal)；以及
一参考电压处理电路，用来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压以及该下限参考电压；
其中当收到该溢位信号时，该参考电压处理电路会调高该上限参考电压以使该模拟数字转换器得以完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
其中该模拟数字转换器在该模拟彩色信号的电位低于该下限参考电压时会产生一借位信号(underflow signal)，而该参考电压处理电路在收到该借位信号时，会调低该下限参考电压以使该模拟数字转换器得以完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
其中该自动增益调整装置于电连接该VGA显示卡后，该参考电压处理电路会输出一预设的初始上限参考电压以及一预设的初始下限参考电压，以使该模拟数字转换器得以开始转换该模拟彩色信号。
其另包含有一钳位电路(clamper)，用来将该VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定于一预定的基准电位，而该参考电压处理电路的初始上限参考电压及初始下限参考电压是依据该钳位电路的基准电位而设定。
其中该VGA显示卡所产生的彩色信号可为红色、绿色或蓝色信号。
其中该显示器是为一液晶显示投影器(LCD projector)。
其中该参考电压处理电路包含有：
一处理器，用来接收该模拟数字转换器所产生的溢位信号及借位信号，以及产生一数字上限信号以及一数字下限信号；
一上限数字模拟转换器，用来将该处理器所产生的数字上限信号转换成该上限参考电压；以及一下限数字模拟转换器，用来将该处理器所产生的数字下限信号转换成该下限参考电压。
其中当收到该溢位信号时，该处理器会调高该数字上限信号以提升该上限参考电压，而当收到该借位信号时，该处理器会调低该数字下限信号以降低该下限参考电压。
其中该自动增益调整装置在电连接该VGA显示卡後，该处理器会输出一预设的初始数字上限信号以及一预设的初始数字下限信号，以产生一初始上限参考电压以及一初始下限参考电压以使该模拟数字转换器得以开始转换该模拟彩色信号。
本发明的自动增益调整方法是这样实现的：一种用于显示器的自动增益调整方法，是利用一自动增益调整装置来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，该自动增益调整装置包含有：一模拟数字转换器，用来依据一上限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并于该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号(overflow signal)；以及一参考电压处理电路，用来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压；其特征在于：该自动增益调整方法是当该参考电压处理电路收到该溢位信号时会调高该上限参考电压。
一种用于显示器的自动增益调整方法，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，其特征在于：其包含有：
利用一模拟数字转换器并依据一上限参考电压以及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并于该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号；
利用一参考电压处理电路来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压以及该下限参考电压；以及当收到该溢位信号时，利用该参考电压处理电路调高
该上限参考电压以使该模拟数字转换器可以完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
其中该模拟数字转换器在该模拟彩色信号的电位低于该下限参考电压时会产生一借位信号(underflow signal)，该方法还包含有：当收到该借位信号时，利用该参考电压处理电路调低该下限参考电压，以使该模拟数字转换器得以完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
本发明的特点是用于将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成数字彩色信号，
下面结合附图，详细介绍本发明的结构、功能及工作原理。
图1为一合成图像信号。
图2为VGA显示卡所产生的模拟彩色信号。
图3为本发明用于显示器的自动增益调整装置的功能方框图。
图4为图三处理器调整其上下限参考电压所使用的程序图。
图5为一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号。
图6为图5模拟彩色信号经过一钳位电路後的输出。
图7及图8为显示本发明参考电压处理电路如何调整其上限及下限参考电压。
参见图3，图3为本发明用于显示器的自动增益调整装置30的功能方框图。自动增益调整装置30包含有一钳位电路(clamper)50，一模拟数字转换器(Analogto DiqitalConverter，ADC)32，以及一参考电压处理电路34。自动增益调整装置30仅会将VGA显示卡所产生的一个模拟彩色信号转换成数字彩色信号，由于VGA显示卡会产生R、G、B三个模拟彩色信号，因此一个完整的自动增益调整装置30需要三个钳位电路50以及三个模拟数字转换器32来分别处理各个模拟彩色信号，参考电压处理电路34则可同时处理三个模拟数字转换器32的上限参考电压及下限参考电压。
钳位电路50用来将由输入接口48所输入的一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位，如图二所示的部位22，锁定于一预定的基准电位。
模拟数字转换器(Analog to Digital Converter，ADC) 32是用来将由钳位电路50由接口56输入的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，接口56输入的模拟彩色信号会与接口52的上限参考电压以及接口54的下限参考电压所形成的参考电压范围做比较，以转换成一数字彩色信号并由输出接口46输出。当输入的模拟彩色信号的上限电位超过接口52的上限参考电压时，模拟数字转换器32会在接口42产生一溢位(overflow)信号；而当输入的模拟彩色信号的下限电位低于接口54的下限参考电压时，模拟数字转换器32会于接口44产生一借位(underflow)信号。
参考电压处理电路34是用来对模拟数字转换器32提供上限参考电压及下限参考电压，并依据模拟数字转换器32所产生的溢位信号来调高由接口52输出的上限参考电压，以及依据模拟数字转换器32所产生的借位信号来调低由接口54输出的下限参考电压，以使模拟数字转换器32能以最佳的方式将由接口56输入的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号。
参考电压处理电路34包含有一处理器36，一上限数字模拟转换器38，以及一下限数字模拟转换器40。处理器36是用来接收接口42所输入的溢位信号以及接口44所输入的借位信号，并在接口58产生一相对的数字上限信号以及接口60产生一相对的数字下限信号。上限数字模拟转换器38是用来将处理器36在接口58所产生的数字上限信号转换成一上限参考电压，而下限数字模拟转换器40则是用来将处理器36在接口60所产生的数字下限信号转换成一下限参考电压。
当自动增益调整装置30在电连接一VGA显示卡后，钳位电路50会先将VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定在一个预定的基准电位上，而参考电压处理电路34则会由接口52输出一个预设的初始上限参考电压以及由接口54输出一个预设的初始下限参考电压以使模拟数字转换器32可以开始转换由接口56输入的模拟彩色信号。初始上限参考电压和初始下限参考电压是依据钳位电路50的基准电位而设定，而其间的差距则比一般VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的平均振幅来的小。因此当自动增益调整装置30开始转换接口56输入的模拟彩色信号後，参考电压处理电路34会不断的依据模拟数字转换器32所产生的溢位信号及借位信号来调整其上限参考电压和下限参考电压，以使接口56输入的模拟彩色信号的上下限电位能与参考电压处理电路34所输出的上限参考电压和下限参考电压相同，此时56输入的模拟彩色信号就能够在最好的上限参考电压和下限参考电压之下被转换成数字彩色信号。
参见图4，图4为图3处理器36调整其上限参考电压及下限参考电压所使用的程序70。在程序70中，假设钳位电路50已将VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定在2.95v。程序70包含有下列步骤：步骤71设定初始上限参考电压及初始下限参考电压，如3.5V及3.0V：步骤72检查是否收到溢位信号；若否，则跳至步骤75；步骤73检查上限参考电压是否已至一预设上限，如3.8v；若是，则跳至步骤75；步骤74将上限参考电压增加一预设量，如0.01v；步骤75检查是否收到借位信号；若否，则跳至步骤72；步骤76检查下限参考电压是否已至一预设下限，如2.9V：若是，则跳至步骤72，步骤77将下限参考电压降低一预设量，如0.01V，跳至步骤72。
参见图5及图6，图5为一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号80。图6为信号80经过钳位电路50的输出。图5显示信号80的振幅为0.6Vp-p，在经过钳位电路50的处理後，其上下限变为3.55v和2.95v。在此时如果参考电压处理电路34的初始上限参考电压及初始下限参考电压能被设定为3.55v和2.95v，则模拟数字转换器32就可以完整地将信号80转换成一个数字彩色信号。
参见图7及图8，图7及图8显示本发明参考电压处理电路34如何调整其上限及下限参考电压。图7显示参考电压处理电路34的初始上限参考电压为3.5V，而初始下限参考电压为3.0V。由于信号80的82及84部份超出3.5V，而86部份低于3.0V，因此模拟数字转换器32会在转换信号80的82及84部份时产生溢位信号，以及在转换信号80的86部份时产生借位信号。参考电压处理电路34在收到溢位信号或借位信号时，会立刻调整其上限参考电压和下限参考电压。图8显示，参考电压处理电路34已将其上限参考电压调整为3.51v，以及将其下限参考电压调整为2.99v。经过重复不断的调整，参考电压处理电路34最後会使钳位电路50由接口56输入的模拟彩色信号上、下限电位均落于上限参考电压及下限参考电压之间，以使模拟数字转换器32可以完整地将钳位电路50所传来的模拟彩色信号80转换成数字彩色信号。
Claims (12)
1、一种用于显示器的VGA彩色信号自动增益调整装置，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，其特征在于：其包含有：
一模拟数字转换器，用来依据一上限参考电压以及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并于该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号；以及
一参考电压处理电路，用来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压以及该下限参考电压；
其中当收到该溢位信号时，该参考电压处理电路会调高该上限参考电压以使该模拟数字转换器得以完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
2、如权利要求1所述的自动增益调整装置，其特征在于：其中该模拟数字转换器在该模拟彩色信号的电位低于该下限参考电压时会产生一借位信号，而该参考电压处理电路在收到该借位信号时，会调低该下限参考电压以使该模拟数字转换器得以完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
3、如权利要求2所述的自动增益调整装置，其特征在于：其中该自动增益调整装置于电连接该VGA显示卡后，该参考电压处理电路会输出一预设的初始上限参考电压以及一预设的初始下限参考电压，以使该模拟数字转换器得以开始转换该模拟彩色信号。
4、如权利要求3所述的自动增益调整装置，其特征在于：其另包含有一钳位电路，用来将该VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定于一预定的基准电位，而该参考电压处理电路的初始上限参考电压及初始下限参考电压是依据该钳位电路的基准电位而设定。
5、如权利要求1所述的自动增益调整装置，其特征在于：其中该VGA显示卡所产生的彩色信号可为红色、绿色或蓝色信号。
6、如权利要求1所述的自动增益调整装置，其特征在于：其中该显示器是为一液晶显示投影器。
7、如权利要求2所述的自动增益调整装置，其特征在于：其中该参考电压处理电路包含有：
一处理器，用来接收该模拟数字转换器所产生的溢位信号及借位信号，以及产生一数字上限信号以及一数字下限信号；
一上限数字模拟转换器，用来将该处理器所产生的数字上限信号转换成该上限参考电压；以及一下限数字模拟转换器，用来将该处理器所产生的数字下限信号转换成该下限参考电压。
8、如权利要求7所述的自动增益调整装置，其特征在于：其中当收到该溢位信号时，该处理器会调高该数字上限信号以提升该上限参考电压，而当收到该借位信号时，该处理器会调低该数字下限信号以降低该下限参考电压。
9、如权利要求7所述的自动增益调整装置，其特征在于：其中该自动增益调整装置在电连接该VGA显示卡後，该处理器会输出一预设的初始数字上限信号以及一预设的初始数字下限信号，以产生一初始上限参考电压以及一初始下限参考电压以使该模拟数字转换器得以开始转换该模拟彩色信号。
10、一种用于显示器的自动增益调整方法，是利用一自动增益调整装置来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，该自动增益调整装置包含有：一模拟数字转换器，用来依据一上限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并于该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号；以及一参考电压处理电路，用来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压；其特征在于：该自动增益调整方法是当该参考电压处理电路收到该溢位信号时会调高该上限参考电压。
11、一种用于显示器的自动增益调整方法，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，其特征在于：其包含有：
利用一模拟数字转换器并依据一上限参考电压以及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并于该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号；
利用一参考电压处理电路来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压以及该下限参考电压；以及当收到该溢位信号时，利用该参考电压处理电路调高
该上限参考电压以使该模拟数字转换器可以完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
12、如权利要求11所述的自动增益调整方法，其特征在于：其中该模拟数字转换器在该模拟彩色信号的电位低于该下限参考电压时会产生一借位信号，该方法还包含有：当收到该借位信号时，利用该参考电压处理电路调低该下限参考电压，以使该模拟数字转换器得以完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
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