KR20040017032A - 펄스 폭 변조 구동회로 - Google Patents

Abstract

업/다운 카운터 대신에 업 카운터 또는 다운 카운터를 사용하여 기준 데이터를 발생하고, 업 또는 다운 카운터와 비교기를 간단히 구성할 수 있는 펄스 폭 변조 구동회로를 제공한다.

카운터가 기준 클럭신호를 카운트하여 기준 데이터를 발생하고, 상기 기준 데이터와 표시데이터를 비교기가 비교하여 표시데이터의 값에 따른 PWM 신호를 발생하며, 비교기가 발생한 PWM 신호에 따라 평판 표시소자 구동부가 평판 표시소자를 구동시키는 것으로서 상기 비교기는, 상기 기준 데이터와 표시데이터의 각각의 비트 신호를 동일 검출부가 각기 비교하여 동일 여부를 판단하고, 그 동일 검출부의 출력신호를 PWM 신호 변환부가 PWM 신호로 변환하며, 상기 PWM 신호 변환부의 출력신호를 PWM 신호 출력부가 기준 클럭신호에 동기시켜 상기 평판 표시소자 구동부로 출력하며, 휴지기간 검출부를 더 포함하여 평판 표시소자를 구동시키지 않는 휴지기간일 경우에 PWM 신호 출력부가 PWM 신호를 출력하지 못하도록 한다.

Description

펄스 폭 변조 구동회로{Circuit for driving pulse width modulation}

본 발명은 표시 데이터의 계조(gray scale)에 따라 평판 표시(FPD : FlatPanel Display) 소자를 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation : 이하, 'PWM'이라고 약칭함)방식으로 구동시켜 계조를 표시하는 PWM 구동회로에 관한 것이다.

전자기술의 발전과 더불어 많은 평판 표시소자들이 개발되었고, 텔레비전 수상기 및 모니터 등과 같이 소정의 영상을 표시하는 표시장치에서는 표시화면으로 부피가 크고, 무거운 음극선관 대신에 얇고 가벼운 평판 표시소자를 많이 채택하고 있다.

상기 평판 표시소자들을 구동시켜 계조를 표현하는 방식으로는 펄스 크기 변조(Pulse Amplitude Modulation : 이하, 'PAM'이라고 약칭함) 방식과, PWM 방식이 알려져 있다.

상기 PAM 방식은 사용되는 전압 또는 전류의 범위를 필요한 계조의 수에 따라 단계적으로 구분하고, 구분한 전압 또는 전류의 차이로 계조를 표현하는 것으로 평판 표시소자에 표현할 계조의 수가 적을 경우에는 전압 또는 전류의 차이를 단계적으로 정확히 구분하여 정확하게 계조를 표시할 수 있으나, 평판 표시소자에 표현할 계조의 수가 증가할 경우에 피코(pico) 단위까지 전압 또는 전류를 제어해야 되어 그 제어에 많은 어려움이 있다.

그리고 상기 PWM 방식은 펄스의 폭을 변화시켜 평판 표시소자의 계조를 변화시키는 방식으로서 평판 표시소자에 표현하는 계조의 수가 증가하여도 펄스의 폭을 용이하게 구분하여 정확히 계조를 제어할 수 있다.

그러므로 평판 표시소자에 표현하는 계조의 수가 많을 경우에 PAM 방식 대신에 PWM 방식을 많이 채택하고 있다.

상기 PWM 방식은 통상적으로 평판 표시소자에 계조 표시할 표시 데이터의 비트 수와 동일한 비트 수를 가지는 기준 데이터를 발생하고, 그 발생한 기준 데이터와 표시 데이터를 비교하여 표시 데이터의 계조를 결정하고 있다.

도 1은 업/다운 카운터를 이용하여 평판 표시소자를 구동하는 종래의 PWM 구동회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 기준 클럭신호를 업/다운 카운트하여 기준 데이터를 발생하는 업/다운 카운터(100)와, 계조 표시할 표시 데이터와 상기 업/다운 카운터(100)가 출력하는 기준 데이터의 값을 비교하는 비교기(110)와, 상기 비교기(110)의 비교 결과신호를 구동신호로 평판 표시소자를 구동시켜 계조를 표시하는 평판 표시소자 구동부(120)로 구성하였다.

이와 같이 구성된 종래의 PWM 구동회로는 업/다운 카운터(100)가 도 2a에 도시된 바와 같이 입력되는 기준 클럭신호를 업/다운 카운트하여 도 2b에 도시된 바와 같이 카운트 값을 출력하고, 출력한 카운트 값은 비교기(110)로 입력된다.

그리고 계조를 표시할 표시 데이터가 비교기(110)로 입력되는 것으로서 비교기(110)는 표시 데이터의 값과 업/다운 카운터(100)가 출력하는 기준 데이터의 값을 비교하여 표시 데이터의 값이 기준 데이터의 값 이상일 경우에 고전위로 되는 PWM 신호를 출력하게 된다.

예를 들면, 계조 표시할 데이터의 값이 '1'일 경우에 도 2c에 도시된 바와 같이 기준 클럭신호의 2주기 폭의 고전위를 가지는 PWM 신호를 출력하고, 표시 데이터의 값이 '15'일 경우에 도 2d에 도시된 바와 같이 기준 클럭신호의 30주기 폭의 고전위를 가지는 PWM 신호를 출력하게 된다.

상기 비교기(110)가 출력하는 PWM 신호는 평판 표시소자 구동부(120)에 구동신호로 입력되는 것으로서 평판 표시소자 구동부(120)는 구동신호의 고전위 기간동안 평판 표시소자를 구동시키고, 구동신호의 저전위 기간동안에는 평판 표시소자를 구동시키지 않아 평판 표시소자에는 표시 데이터가 소정의 계조로 표시된다.

그러나 상기한 종래의 기술은 기준 클럭신호를 업/다운 카운터(100)가 업/다운 카운트하여 기준 데이터를 발생하는 것으로서 업/다운 카운터가 많은 수의 플립플롭과 논리 게이트들을 사용하여 구성이 매우 복잡하고, 또한 상기 비교기(110)를 구성하는데 많은 게이트들을 사용하게 되는데, PWM 신호를 발생하는 회로들은 각 채널마다 포함되어 있으므로 분해능(resolution)이 증가함에 따라 채널의 수가 많아지고, 이로 인하여 PWM 신호를 발생하는 회로에서 사용되는 논리 게이트의 수가 많고, 매우 복잡하며, 칩(chip)의 많은 영역을 차지하게 됨은 물론 많은 전력을 소모하게 되는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 업/다운 카운터 대신에 업 카운터를 사용하여 기준 데이터를 발생하는 펄스 폭 변조 구동회로를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 업 카운터 및 비교기를 간단히 구성할 수 있는 펄스 폭 변조 구동회로를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 가지는 본 발명의 펄스 폭 변조 구동회로는, 카운터가 기준 클럭신호를 카운트하여 기준 데이터를 발생하고, 상기 기준 데이터와 표시데이터를 비교기가 비교하여 표시데이터의 값에 따른 PWM 신호를 발생하여 평판 표시소자 구동부로 출력하는 것으로서 상기 비교기는, 상기 기준 데이터와 표시데이터의 각각의 비트 신호를 동일 검출부가 각기 비교하여 동일 여부를 판단하고, 그 동일 검출부의 출력신호를 PWM 신호 변환부가 PWM 신호로 변환하며, 상기 PWM 신호 변환부의 출력신호를 PWM 신호 출력부가 기준 클럭신호에 동기시켜 상기 평판 표시소자 구동부로 출력한다.

그리고 상기 업 카운터는, 복수의 플립플롭이 직렬 연결되어 기준 클럭신호를 카운트하고 카운트 값을 기준 데이터로 병렬 출력하고, 상기 동일 검출부는, 복수의 익스클루시브 노아 게이트로 기준 데이터와 표시데이터의 각각의 비트 신호를 배타적 반전 논리 합하여 동일여부를 검출하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 휴지기간 검출부를 더 포함하여, 기준 데이터의 각 비트신호를 오아 게이트로 논리 합하여 휴지기간을 검출하고 휴지기간일 경우에 상기 PWM 신호 출력부가 PWM 신호를 출력하지 못하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 펄스 폭 변조 구동회로도이고,

도 2a 내지 도 2d는 도 1의 각 부의 동작 파형도이며,

도 3은 본 발명의 펄스 폭 변조 구동회로도이며,

도 4는 도 3의 업 카운터의 바람직한 실시 예 구성을 보인 상세 회로도이며,

도 5는 도 3의 비교기의 바람직한 실시 예 구성을 보인 상세 회로도이며,

도 6a 내지 도 6f는 도 3의 각부의 동작 파형도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

300 : 업 카운터 310 : 비교기

320 : 평판 표시소자 구동부 500, 501, ··· : 복수의 플립플롭

500 : 동일 판단부 510 : PWM 신호 변환부

520 : 휴지기간 검출부 530 : PWM 신호 출력부

501∼506 : 익스클루시브 노아 게이트

이하, 첨부된 도 3 내지 도 6의 도면을 참조하여 본 발명의 펄스 폭 변조 구동회로를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 펄스 폭 변조 구동회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 기준 클럭신호를 업 카운트하여 기준 데이터를 발생하는 업 카운터(300)와, 계조 표시할 표시 데이터와 상기 업 카운터(300)가 출력하는 기준 데이터의 값을 비교하여 PWM 신호를 발생하는 비교기(310)와, 상기 비교기(310)가 출력하는 PWM 신호를 구동신호로 평판 표시소자를 구동시켜 계조를 표시하는 평판 표시소자 구동부(320)로구성하였다.

상기 업 카운터(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이 리세트 신호(RST)에 따라 리세트 된 후 입력되는 기준 클럭신호에 따라 순차적으로 토글되면서 카운트하여 기준 데이터를 발생하는 복수의 플립플롭(400, 401, 402, ···)으로 구성된다.

상기 비교기(310)는, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 업 카운터(300)가 출력하는 기준 데이터와 계조 표시할 표시 데이터를 각 비트별로 복수의 익스클루시브 노아 게이트(501, 502, 503, ···)가 배타적 반전 논리 합하여 동일한지를 판단하는 동일 판단부(500)와, 상기 동일 판단부(500)의 출력신호를 PWM 신호로 변환하는 앤드 게이트(511-1, 511-2, 511-3, ···) 및 오아 게이트(512)로 이루어진 PWM 신호 변환부(510)와, 상기 업 카운터(300)가 출력하는 기준 데이터를 오아 게이트(521)로 논리 합하여 PWM 신호를 출력하지 않는 휴지기간인지를 검출하는 휴지기간 검출부(520)와, 상기 휴지기간 검출부(520)가 휴지기간을 검출할 경우에 상기 PWM 신호 변환부(510)의 출력신호를 차단하고 휴지기간이 아닐 경우에 PWM 신호 변환부(510)의 출력신호를 기준 클럭신호에 따라 출력하는 앤드 게이트(531) 및 플립플롭(532)으로 이루어진 PWM 신호 출력부(530)로 구성하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 펄스 폭 변조 구동회로는 도 6a에 도시된 바와 같이 입력되는 리세트 신호(RST)에 따라 업 카운터(300) 및 비교기(310)가 리세트된 후 도 6b에 도시된 바와 같이 입력되는 기준 클럭신호를 업 카운트하여 도 6c에 도시된 바와 같이 업 카운트의 값을 가지는 N 비트의 기준 데이터를 발생하게 된다. 즉, 상기 업 카운터(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 N 개의 T형플립플롭(400, 401, 402, ···)이 직렬 연결된 것으로서 입력되는 리세트 신호(RST)에 따라 N 개의 T형 플립플롭(400, 401, 402, ···)이 모두 리세트된 후 기준 클럭신호에 따라 순차적으로 토글되면서 그 기준 클럭신호를 업 카운트하여 T형 플립플롭(400, 401, 402, ···)의 출력단자(Q)의 신호를 기준 데이터로 출력하게 된다.

상기 업 카운터(300)가 기준 클럭신호를 카운트하여 출력하는 N 비트의 기준 데이터는 비교기(310)로 입력되고, 또한 평판 표시소자에 소정의 영상을 표시할 N 비트의 표시 데이터가 비교기(310)로 입력되어 비교되고, 비교 결과에 따라 소정의 폭을 가지는 PWM 신호를 발생한다. 예를 들면, N 비트의 표시 데이터의 값이 '1'일 경우에 비교기(310)가 도 6d에 도시된 바와 같이 기준 클럭신호의 1주기 폭을 가지는 PWM 신호를 발생하고, N 비트의 표시 데이터의 값이 '5'일 경우에 비교기(310)가 도 6e에 도시된 바와 같이 기준 클럭신호의 5주기 폭을 가지는 PWM 신호를 발생하며, N 비트의 표시 데이터의 값이 '15'일 경우에 비교기(310)가 도 6f에 도시된 바와 같이 기준 클럭신호의 15주기 폭을 가지는 PWM 신호를 발생한다.

즉, 비교기(310)는, 도 5에 도시된 바와 같이 동일 판단부(500)가 입력되는 기준 데이터의 비트신호(RD0∼RD5)와 표시 데이터의 비트신호(DD0∼DD5)를 익스클루시브 노아 게이트(501, 502, 503, ···)로 각기 배타적 반전 논리 합하여 동일할 경우에 논리 '1'을 출력하고, 서로 상이할 경우에 논리 '0'을 출력하게 된다.

상기 동일 판단부(500)의 출력신호는 PWM 신호 변환부(510)로 입력되어 복수의 앤드 게이트(511-1, 511-2, 511-3, ···)에 의해 선택적으로 논리 곱되고, 복수의 앤드 게이트(511-1, 511-2, 511-3, ···)의 출력신호는 오아 게이트(512)에서 논리 합되어 표시 데이터의 값에 따른 PWM 신호가 발생된다.

이 때, 표시 데이터가 입력되지 않는 휴지기간으로 기준 데이터 및 표시 데이터의 값이 모두 논리 '0'일 경우에 동일 판단부(500)의 익스클루시브 노아 게이트(501, 502, 503, ···)가 모두 논리 '1'을 출력하여 PWM 신호 변환부(510)가 소정 폭의 PWM 신호를 출력하는 에러가 발생하게 된다.

그러므로 본 발명에서는 휴지기간 검출부(520)의 오아 게이트(521)로 기준 데이터의 각 비트 신호를 논리 합하여 휴지기간인지를 판단하는 것으로서 휴지기간일 경우에 휴지기간 검출부(520)의 오아 게이트(521)가 논리 '0'을 출력하고, 휴지기간이 아닐 경우에 논리 '1'을 출력하게 된다.

이와 같이 PWM 신호 변환부(510)에서 출력되는 PWM 신호와 휴지기간 검출부(520)의 오아 게이트(521)가 출력하는 휴지기간 검출신호는 PWM 신호 출력부(530)로 입력되어 앤드 게이트(531)에 의해 논리 곱되는 것으로서 앤드 게이트(531)는 PWM 신호 출력부(530)는 휴지기간으로 휴지기간 검출신호가 논리 '0'일 경우에 PWM 신호 변환부(510)에서 출력되는 PWM 신호를 차단하게 된다.

그리고 휴지기간이 아닐 경우에 상기 휴지기간 검출신호가 논리 '1'로서 상기 PWM 신호 변환부(510)에서 출력되는 PWM 신호가 앤드 게이트(531)를 통해 플립플롭(532)에 입력되어 기준 클럭신호에 동기로 출력된다.

이와 같이 비교기(310)에서 출력되는 PWM 신호는 평판 표시소자 구동부(320)로 입력되어 평판 표시소자를 구동시키게 된다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. 예를 들면, 상기에서는 기준 데이터 및 표시 데이터가 각기 6비트인 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명을 실시함에 있어서는 기준 데이터 및 표시 데이터의 비트 수를 간단히 변경 실시할 수 있고, 또한 상기 업 카운터(300) 대신에 다운 카운터를 사용하여 구현할 수도 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 단순한 구조를 가지는 업 카운터 및 비교기로 입력되는 표시 데이터를 PWM 신호로 변환하여 평판 표시소자를 구동시키는 것으로서 회로의 구성이 간단하고, 사용되는 논리 게이트의 수를 줄일 수 있음은 물론 집적회로로 제조할 경우에 칩의 영역 크기를 줄일 수 있어 제조 원가가 절감되고, 전력 소모를 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. 기준 클럭신호를 카운트하여 기준 데이터를 발생하는 카운터; 및

   상기 기준 데이터와 표시데이터를 비교하여 표시데이터의 값에 따른 PWM 신호를 발생하여 평판 표시소자 구동부로 출력하는 비교기로 이루어지고,

   상기 비교기는;

   상기 기준 데이터와 표시데이터의 각각의 비트 신호가 동일한지를 검출하는 동일 검출부;

   상기 동일 검출부의 출력신호를 PWM 신호로 변환하는 PWM 신호 변환부; 및

   상기 PWM 신호 변환부의 출력신호를 기준 클럭신호에 동기시켜 상기 평판 표시소자 구동부로 출력하는 PWM 신호 출력부로 구성됨을 특징으로 하는 펄스 폭 변조 구동회로.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 카운터는;

   복수의 플립플롭이 직렬 연결되어 기준 클럭신호를 카운트하고 카운트 값을 기준 데이터로 병렬 출력하는 업 카운터 또는 다운 카운터인 것을 특징으로 하는 펄스 폭 변조 구동회로.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 동일 검출부는;

   기준 데이터와 표시데이터의 각각의 비트 신호를 배타적 반전 논리 합하여동일여부를 검출하는 복수의 익스클루시브 노아 게이트로 구성됨을 특징으로 하는 펄스 폭 변조 구동회로.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 기준 데이터의 각 비트신호를 오아 게이트로 논리 합하여 휴지기간을 검출하고 휴지기간일 경우에 상기 PWM 신호 출력부가 PWM 신호를 출력하지 못하도록 하는 휴지기간 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 폭 변조 구동회로.