CN205039801U - 一种应用于基于osd的kvm系统的简易dac - Google Patents
一种应用于基于osd的kvm系统的简易dac Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于基于OSD的KVM系统的简易DAC，属于集成电路领域。其结构包括OSD控制模块、DAC模块、模拟选择器模块；所述OSD控制模块用于生成OSD_VALID信号和数字信号；所述DAC模块包括至少一个PMOS，所述PMOS用于将所述OSD控制模块生成的数字信号转换为模拟信号OSD信号；所述PMOS的栅极G接入数字信号、源极S接入电压、漏极D与电阻串联后接出两路，一路串联电阻后接地，另一路输出模拟信号OSD信号。本实用新型通过利用PMOS的栅极G、源极S、漏极D的通断以及电阻分压实现单比特或多比特的简易DAC设计，将数字OSD的RGB信号由数字信号转换为模拟信号，专门应用于KVM系统，具有数模转换实施简便、成本降低、经济效益高等特点，便于量产，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及集成电路领域，特别涉及一种应用于基于OSD的KVM系统的简易DAC。
背景技术
KVM是Keybord（英文键盘）、Video（显示器）、Mouse（鼠标）的缩写，按照技术实现手段，主要分为模拟和数字两大类产品：模拟产品，主要是指在KVM信号的传输和处理上，没有进行A/D转换；数字产品，是将KVM的模拟信号转换为数字信号。OSD(on-screendisplay)，即屏幕菜单式调节方式，是应用在显示器上，使显示器的屏幕上产生一些特殊的字形或图形。通常，在按Menu键后，屏幕上会弹出显示器的各项调节项目信息的矩形菜单，可通过该菜单对显示器的各项工作指标包括色彩、模式、几何形状等进行调整，从而达到最佳使用状态。OSD把多个单独的KVM连接起来，形成了具有更多端口、能连接更多主机并能集中控制的KVM系统。
基于OSD的KVM系统，与视频流叠加的OSD信号，无论是用FPGA生成还是用数字ASIC生成，都必须经过数模转换。DAC(Digitaltoanalogconverter)，即数字模拟转换器，是一种将数字信号转换为模拟信号(以电流、电压或电荷的形式)的设备。目前，大多数厂家生产的DAC基本上由4个部分组成，即权电阻网络、运算放大器、基准电源和模拟开关，存在着数模转换实施复杂、成本高、经济效益低等缺点，不便于量产。通过研究和实践发现，在分辨率要求不高的情况下，通过PMOS进行数模转换，完全可以满足需求。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种应用于基于OSD的KVM系统的简易DAC。
所述技术方案如下：
一种应用于基于OSD的KVM系统的简易DAC，包括：
OSD控制模块，所述OSD控制模块用于生成OSD_VALID信号和数字信号；
DAC模块，所述DAC模块包括至少一个PMOS，所述PMOS用于将所述OSD控制模块生成的数字信号转换为模拟信号OSD信号；所述PMOS的栅极G接入数字信号、源极S接入电压、漏极D与电阻串联后接出两路，一路串联电阻后接地，另一路输出模拟信号OSD信号；
模拟选择器模块，所述模拟选择器模块用于输入所述OSD控制模块生成的OSD_VALID信号和所述PMOS转换的模拟信号OSD信号并根据OSD_VALID信号选择是否输出模拟信号OSD信号。
进一步的，所述PMOS通过栅极G、源极S、漏极D的通断将所述OSD控制模块生成的数字信号转换为模拟信号OSD信号。
本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过利用PMOS的栅极G、源极S、漏极D的通断以及电阻分压实现单比特或多比特的简易DAC设计，将数字OSD的RGB信号由数字信号转换为模拟信号，专门应用于KVM系统，具有数模转换实施简便、成本降低、经济效益高等特点，便于量产，具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1是一种基于OSD的KVM系统RGB叠加框图；
图2是PMOS实现单比特RGB的DAC设计原理图；
图3是PMOS实现2比特RGB的DAC设计原理图；
图4是PMOS实现2比特RGB的DAC设计原理图的等效电路图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
如附图所示，本实用新型的一种应用于基于OSD的KVM系统的简易DAC，包括：
OSD控制模块，所述OSD控制模块用于生成OSD_VALID信号和数字信号；
DAC模块，所述DAC模块包括至少一个PMOS，所述PMOS用于将所述OSD控制模块生成的数字信号转换为模拟信号OSD信号；所述PMOS的栅极G接入数字信号、源极S接入电压、漏极D与电阻串联后接出两路，一路串联电阻后接地，另一路输出模拟信号OSD信号；
模拟选择器模块，所述模拟选择器模块用于输入所述OSD控制模块生成的OSD_VALID信号和所述PMOS转换的模拟信号OSD信号并根据OSD_VALID信号选择是否输出模拟信号OSD信号。
优选的，所述PMOS通过栅极G、源极S、漏极D的通断将所述OSD控制模块生成的数字信号转换为模拟信号OSD信号。
本实用新型的具体应用如图1所示，包括OSD控制模块、DAC模块、模拟选择器模块、显示器。
OSD控制模块生成数字信号OSD_RED[n-1:0]、OSD_GREEN[n-1:0]、OSD_BLUE[n-1:0]和OSD_VALID信号。数字信号OSD_RED[n-1:0]、OSD_GREEN[n-1:0]、OSD_BLUE[n-1:0]通过DAC模块生成模拟信号OSD信号OSD_RED_ANALOG、OSD_GREEN_ANALOG、OSD_BLUE_ANALOG。OSD_VALID信号、模拟信号OSD信号OSD_RED_ANALOG、OSD_GREEN_ANALOG、OSD_BLUE_ANALOG和视频流信号RED_ANALOG、GREEN_ANALOG、BLUE_ANALOG都输入模拟选择器模块，其中，OSD_VALID信号相当于3位的2选1选择器，决定了模拟选择器模块是输出模拟信号OSD信号OSD_RED_ANALOG、OSD_GREEN_ANALOG、OSD_BLUE_ANALOG还是视频流信号RED_ANALOG、GREEN_ANALOG、BLUE_ANALOG。若OSD_VALID=1’b1，则模拟选择器模块输出R=OSD_RED_ANALOG，G=OSD_GREEN_ANALOG，B=OSD_BLUE_ANALOG；否则，模拟选择器模块输出R=RED_ANALOG，G=GREEN_ANALOG，B=BLUE_ANALOG。R、G、B信号直接送入显示器显示。在OSD_VALID=1’b1区域内，显示器显示的是OSD菜单图像；在其它区域内，显示器显示的则是视频流图像。
DAC模块的工作原理如图2和图3所示。
以OSD_RED信号为例，图2为PMOS实现单比特RGB的DAC设计原理图。单比特RGB的DAC只需要将高低电平转换为0.7V和0V。当OSD_RED为高电平时，PMOS导通条件VGS>VT不满足，PMOS处于截止状态，OSD_RED_ANALOG相当于接地，电压为0V；当OSD_RED为低电平时，PMOS导通条件VGS>VT满足，PMOS处于导通状态，OSD_RED_ANALOG相当于电阻R2在串联的R1、R2之间对3.3V的分压，OSD_RED_ANALOG电压为V=0.7V。为了满足视频信号75欧姆的阻抗匹配，R2选取75欧姆，从而可以求出R1的阻值。
n比特RGB的DAC需要将0.7V分割为n-1段。以OSD_RED[1:0]信号为例，图3为PMOS实现2比特RGB的DAC设计原理图。当OSD_RED[1:0]都为高电平时，PMOS导通条件VGS>VT不满足，两个PMOS都处于截止状态，OSD_RED_ANALOG相当于接地，电压为0V；当OSD_RED[1:0]都为低电平时，PMOS导通条件VGS>VT满足，两个PMOS都处于导通状态，OSD_RED_ANALOG相当于电阻R3在R1、R2、R3之间对3.3V的分压；当OSD_RED[1]为低电平、OSD_RED[0]为高电平时，MOS1处于导通状态，而MOS2处于截止状态，OSD_RED_ANALOG相当于电阻R3在R1、R3之间对3.3V的分压；当OSD_RED[1]为高电平、OSD_RED[0]为低电平时，MOS1处于截止状态，而MOS2处于导通状态，OSD_RED_ANALOG相当于电阻R3在R2、R3之间对3.3V的分压。PMOS实现2比特RGB的DAC设计的等效电路图如附图4所示，PMOS相当于一个开关，当VGS>VT时，开关闭合；当VGS<VT时，开关断开。3个方程式，求解R1和R3，势必其中有一个方程式多余，但是可以对R1和R3进行校正已得到适合的电压值。若选取R1为470欧姆，R3为680欧姆，R2为75欧姆，得到OSD_RED[1:0]与OSD_RED_ANALOG电压对照表，如表1所示。
表1OSD_RED[1:0]与OSD_RED_ANALOG电压对照表
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种应用于基于OSD的KVM系统的简易DAC，其特征在于，包括：
OSD控制模块，所述OSD控制模块用于生成OSD_VALID信号和数字信号；
DAC模块，所述DAC模块包括至少一个PMOS，所述PMOS用于将所述OSD控制模块生成的数字信号转换为模拟信号OSD信号；所述PMOS的栅极G接入数字信号、源极S接入电压、漏极D与电阻串联后接出两路，一路串联电阻后接地，另一路输出模拟信号OSD信号；
模拟选择器模块，所述模拟选择器模块用于输入所述OSD控制模块生成的OSD_VALID信号和所述PMOS转换的模拟信号OSD信号并根据OSD_VALID信号选择是否输出模拟信号OSD信号。
2.根据权利要求1所述的一种应用于基于OSD的KVM系统的简易DAC，其特征在于，所述PMOS通过栅极G、源极S、漏极D的通断将所述OSD控制模块生成的数字信号转换为模拟信号OSD信号。
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Cited By (2)
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| CN107196639A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-09-22 | 湖南工学院 | 多路并行的双向电平转换电路 |
| CN109445622A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-08 | 济南浪潮高新科技投资发展有限公司 | 一种基于osd的kvm系统 |
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