TW201014339A - Method and analog front-end processing apparatus for pin-sharing - Google Patents

Description

201014339 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種共用腳位之類比前端處理裝置及其腳位共用 方法，尤指一種固定所有的負端訊號之直流電位於一參考電壓並 改良内部之取樣及保持電路的類比前端處理裝置及方法。 【先前技術】 顯示系統晶片如電視、液晶顯示榮幕等通常包含一類比前端電 路，用來將類比訊號（例如R、G、B)轉換成數位訊號以供螢幕 顯不之用。在應用上’訊说通常疋單端的（single-ended)，而為了 雜訊的考量，顯示系統晶片的訊號處理會採用差動訊號 (differentialsignal)’故必須在晶片内部將所接收到的單端訊號轉 換成差動訊號。由於每一個訊號的直流電位不盡相同，因此通常 會使用交流耦合的技巧讓訊號的交流成分進入晶片内部，而於耦 合電容之後再重建各訊號之直流電位。 常見的直流f位重建方式以影像訊_直流電位重建方式為 例，是先SI定差動職之正端訊號（例如R+、G+、B+)的直 流電位至所對應的目標正端賴，再各自微調差動訊號之負端訊 號（例如R-、G-、B —)的直流電位至所對應的目標負端電麼， 如此來決定差__絲電位。由騎—路的正端訊號的訊號 範圍不同’所以每-路參考的目標負端也會不—樣，因此， 負端訊號的腳位無法朗，有幾路正端訊號就需要幾路的負端聊 7 201014339 位’於成本的考量上並不經濟。 【發明内容】 本發明的目的之-在於提供一種腳位共用之類比前端處理裝 置及其腳位共用方法，以解決先前技術中之問題。 本發明之實施例揭露了一種腳位共用之類比前端處理裝置用 來接收複數對差動訊號中的所有正端訊號以及其中一負端訊號。 ❹ 類比前端處理裝置包含有：複數個正端接腳—負端接腳、複數 個正端箝位電路、一負端箝位電路、複數個取樣及保持電路以及 複數個調整電路。複數個正端接腳係分別用來接收複數對差動訊 號之複數個正端訊號。負端接腳係用來接收該複數對差動訊號其 中特疋對差動訊號之該負端訊號。複數個正端箝位電路係分別 耦接於複數個正端接腳，分別用來固定複數個正端訊號的直流電 位於所對應之一目標正端電壓。負端箝位電路係耦接於負端接 © 腳，用來固定該負端訊號的直流電位於第一參考電壓。每一取樣 及保持電路包含一正輸入端以及一負輸入端，每一取樣及保持電 路於一取樣週期内，正輸入端與輸入負端的壓差為所對應之目標 正端電壓與第一參考電壓之電壓差，以及於一保持週期内，正輸 入端與負輸入端的壓差為所對應之目標負端電壓以及第二參考電 壓之電壓差。複數個調整電路分別耦接於複數個取樣及保持電 - 路’分別用來調整複數個取樣及保持電路至所對應之目標負端電 壓。其中’第一參考電壓與該第二參考電壓實質上係相異或相等。 8 201014339 本發明之實施例揭露了-種共賴比前端處理裝置的腳位之 方法《^方法包含有·接收複數對差動訊號巾的複數個正端訊號； 接收該複數懸動《其巾-特㈣差動贱之—貞端訊號；分 別固定每-正端訊號的直流電位於所對應之目標正端電麼；固定 該負端訊制錢f錄第-參考電麗；提供複數娜樣及保持 電路’每-取樣及保持電路包含—正輸人端以及—負輸入端；於 取樣週_，將每-取樣及簡電路之正輸人雜接⑽對應之 目標正端電壓，並將每-取樣及保持電路之請人端減於第一 參考電壓；於-保持週_，將每—取樣及㈣電路之正輸入端 耦接於所對應之目標負端電壓’並將每—取樣及簡電路之該負 輸入端雛於-第二參考電壓；以及調整該複數個取樣及保持電 路至所對應之目標負端電壓。 【實施方式】 請參考第1圖，第1圖為本發明應用於一顯示系統之類比前端 ❹ 處理裝置11〇的實施例示意圖。其中之直流電位重建裝置可應用 於各種差動訊號，而應用於顯示系統的差動影像訊號僅為其中之 一的實施例。類比前端處理裝置110係設置於一顯示系統晶片1〇〇 中，顯示系統晶片100接收複數對差動影像訊號R、G、B，並利 用父流辆合電谷C讓訊號的交流成分由一印刷電路板丨〇5進入顯 示系統晶片100内部，且每一對差動影像訊號各包含一正端訊號 - (亦即R+、G+、B+)以及一負端訊號（亦即R—、G—、B—)。 類比前端處理裝置110設置有複數個正端接腳122、124、126，分 201014339 別用來接收該複數對差動影像訊號之複數個正端訊號R+、G+、 B+，以及一負端接腳128，用來接收該複數對差動影像訊號其中 一特定對差動影像訊號之一負端訊號（例如R_)。 類比前端處理裝置110包含有（但不侷限於）複數個正端箝位 電路132〜136、一負端箝位電路14〇、複數個輸入緩衝器15〇、複 數個類比數位轉換器162〜166、複數個取樣及保持電路21〇〜 230、複數個調整電路182〜186、一參考電壓電路190，苴中參考 電壓電路190係轉接於負端箝位電路14〇以及複數個取樣及保持 電路210〜23〇 ’用來提供一第一參考電壓v_給負端箝位電路 140以及提供一第二參考電壓v^F2給複數個取樣及保持電路 〜230。複數個正端箝位電路132〜136係分別耦接於複數個正端 接腳122〜126，分別用來固定每一正端訊號r+、〇+、b+的直 流電位於所對應之一目標正端電壓。舉例而言，將正端訊號R+ 固疋於第一目標正端電壓VTG1+ ’將正端訊號g+固定於第二目標 ❹ 電壓’且將正端訊號B +固定於第三目標正端電壓I +。負端箝位電路140係耦接於負端接腳128，用來固定該對特定 對差動影像訊號之負端訊號r_的直流電位於第一參考電壓 VreF1。每一對差動影像訊號之正端訊號r+、、B +會輸入至 所對應之輸入緩衝器150的正輸入端152,而該對特定差動影像訊 號之負端訊號R—則會輸入每一輸入緩衝器15〇的負輸入端154。 概個取樣及保持電路210〜230係分別設置於所對應之數位 201014339 及類比轉換器162〜166之中，每一取樣及保持電路21〇〜23〇各 包含一正輸入端212〜232以及一負輸入端214〜234,每一取樣及 保持電路210〜230於一取樣週期（sample period)内，其正輸入 端與負輸入端的壓差為所對應之目標正端電壓（亦即〜 + )與第-參考電壓VreF1之電壓差，且於一保持週期（Md peri〇d ) 内’其正輸入端與負輸入端的壓差為所對應之目標負端電壓（亦 即VTG1-〜VTG3—)以及一第二參考電壓VreF2之電壓差。舉例而 $ 5，以取樣及保持電路210為例，於取樣週期内，正輸入端212 係接收到固定於第一目標正端電壓vTG1 +的正端訊號R+，且負輸 入端214係接收到固定於第一參考電壓Vrefi的負端訊號R—兩 者的壓差為（VTG1+ —VreF1);於保持週期内，正輸入端212接收 到固定於第一目標負端電壓vTG1_的訊號，且負輸入端214接收到 固定於第二參考電壓Vref2的訊號，兩者的壓差為（vTC卜一 Vref2)。複數個調整電路182〜186則係分別耦接於複數個取樣及 保持電路210〜230，分別用來調整複數個取樣及保持電路21〇〜 ❹ 230至所對應之目標負端電壓VTCH—VTG3—。最後再透過各自的類 比數位轉換器162〜166來將複數對差動影像訊號r、〇、b轉換 成數位格式。 ' 請注意，上述之第一參考電壓Vrefi係可等於第二參考電壓 VreF2 ’則於取樣週期内，取樣及保持電路210所取樣之訊號為所 • 對應之目標正端電壓以及第一參考電壓之電壓差（Vtgi + —

VreF1)，且於保持週期内，其輸出之訊號為所對應之目標正端電壓 201014339 與目標負端電壓之電壓差（Vtgi +—Vtgi-)’其可由下列式子得知： V〇p_V〇n= (VtG1 + —VrefI) _ (Vtgi-— Vrefi) =(Vtgi+—Vtgi-) (1) 當然，以上所述之實施例僅用來作為本發明的範例說明，並非 本發明的限制條件。於其他的實施例中，可採用不同的第一參考 電壓乂肪朽與第二參考電壓VreF2來實踐本發明所揭露之類比前端 ’處理裝置，此亦屬於本發明所涵蓋之範圍。則於保持週期内，取 樣及保持電路210〜230輸出之訊號僅差距一個電壓偏移值（Vref2 —Vrefi)，可透過簡單的直流電位平移來消除之。 由第1圖可知’類比前端處理裝置110的三路差動影像訊號可 共用同一個負端接腳128。於上述之實施例中，係以差動影像訊號 R、G、B為例’然熟知此項技藝者應可了解’此並非本發明之限 ❿ 制條件’本發明亦可應用於其他格式之影像訊號，例如γ、pb、 Pr。此外，差動影像訊號之個數並不限定。舉例而言，總共有N 對差動影像訊號，則本發明所揭露之直流電位重建裝置僅需要設 置（N+1)個接腳（包含N個正端接腳以及1個負端接腳）。 睛注意’以上所述之實施例僅用來作為本發明的範例說明，並 •非^發明的_條件。於其他的實施例中，也可以採用差動影像 磁G或者B來做柄對特定差動影像訊號 。熟知此項技藝者應 12 201014339 可了解，在不違背本發明之精神下，該轉定差動影像訊號之各 | 種變化皆是可行的。此外，顯示系統晶片100係可為一電視或一 液晶顯不榮幕（LCD monitor)，但本發明並不侷限於此，亦可為 其它種類之顯示系統晶片。 凊參考第2圖與第3圖，第2圖（包含有圖2A與圖2B)為傳 統取樣及麟電路娜樣職以及麟獅之*_，而第3圖 (包含有圖3A與圖3B)則為本發明取樣及保持電路於取樣週期 W及保持週期之示意圖。如圖2A所示’於取樣週期内，傳統取樣 及保持電路之正輸入端與負輸入端的壓差(Vip一ViJ為所對應之 目標正端電壓與所對應之目標負端電壓之電壓差（例如 -);如圖2B所示，於保持週期内，正輸入端與負輸入端的壓差（ —vin)為〇。換言之，於取樣週期内，所取樣的訊號為（Vtg+1p vTG—)，且於保持週期内，其輸出之訊號（v〇p_v〇n)為所對應之 目標正端電壓與目標負端電壓之電壓差（Vtgi+—Vi)，其可由 Θ 下列式子得知：

=(Vtgi+—VREF1 (Vtgi + ~Vtgi-)

(2) 如圖3A所示，於取樣週期内，本發明取樣及保持電路之正輸 入端與負輸入端的壓差（Vip—Via)為所對應之目標正端電壓與第 —參考電壓之電壓差（例如vTG1+—Vrefi);如圖3B所示，於保 13 201014339 :週期内，JL·輸入端與負輪入瑞的壓差 VREF2)，當第一參考電 Φ V„J 為（Vtgi—— 壓差為f 咖丨等於第二參考 V咖2時，兩者 為（v 咖）°換言之’於取樣週期内，所取樣的訊號 ^ TG+ REF1)，且於保持週期内，其輸出之訊號％ — 為所對應之目標正端電壓與目標。P 〇n -)(可由上述之式子⑴鐘，、 差（VTC1+—vTG1 電路所得)，與第2W_統取樣與保持 凊參考第4圖，第4圖為本發明共用類比前端處理裝置的腳位 之方法之-操作範例的流程圖，其包含（但不侷限於）以下的步 驟(請注I絲可絲„上相_絲，财些轉並不一定 要遵照第4圖所示的執行次序來執行）·· 步驟402 ·開始。 步驟404 :接收複數對差娜像訊號中的複數個正端訊號。 ❹ 步驟:分別固定每-正端訊號的直流電位於所對獻目標 電壓。 步驟柳接⑽複贿差娜像滅其巾—特定縣動影像訊號 之一負端訊號。 』 步驟410 :固定該負端訊號的直流電位於第一參考電壓。 步驟412 :提供複數個取樣及保持，每—取樣及保持電路包含 一正輸入端以及一負輸入端。 « 步驟414 :於取樣週期内，將每一取樣及保持電路之正輸入端耦接 201014339 於所對應之目標正端電壓，並將每一取樣及保持電路之 負輸入端耦接於第一參考電壓。 步驟416 .於保持週期内，將每一取樣及保持電路之正輸入端输 於所對應之目標負端電壓，並將每一取樣及保持電路之 負輸入端耦接於第二參考電壓。 步驟420 ·提供第一參考電壓。 步驟430冑整複數個取樣及保持電路至所對應之目標負端電壓。 步驟44〇 .提供第二參考電壓給複數個取樣及保持電路。 接下來，將配合第4圖所示之各步驟以及第丨圖所示之各元件 來說明各元件如何運作。首先，複數個正端接腳122、124、126 分別接收複數對差動影像訊號中的每一正端訊號、G+、B + (步驟404) ’而負端接腳128則接收該特定對差動影像訊號之負 端訊號R—(步驟408)。接著，複數個正端箝位電路132〜136分 別固定複數個正端訊號R+、G+、B +的直流電位於所對應之目 才示正如電壓VTG1+、VTG2+、VTG；3+ (步驟406)，而負端箝位電路 140則固疋負端訊號R—的直流電位於第一參考電壓v肪η (步驟 410)。於取樣週期内，每一取樣及保持電路21〇〜23〇之正輸入端 212〜232係耦接於所對應之目標正端電壓Vt(ji+、Vto2+、Vtc3+， 且母一取樣及保持電路210〜230之負輸入端214〜234係耦接於 第一參考電壓VreF1 (步驟414)。而於保持週期内，每一取樣及保 持電路210〜230之正輸入端212〜232係輕接於所對應之目標負 端電壓VTG1-、VTG2_、VTg3-，且將每一取樣及保持電路212〜230 15 201014339 m 第二參考電〜(步驟4⑹。 ^外’第—參考電壓v咖以及第二參考輯v_係由參考電磨 電路19G所提供（步驟42〇、44())’而複數個取 〜230是由所對應之調整電路182〜186 '、寺電路210 整至所對應之目 上述流程之步驟僅為本發明所舉可行的實施例，並非限制本發 明的限制條件，且林違穌發明之精神的航下，此方法可另 包含其他的帽步驟或者可將_步驟合併成單—步驟以做適 當之變化。 以上所述的實施例僅用來說明本發明讀術特徵，並非用來偈 限本發明之㈣。由上可知，本發明提供一種腳位共用之類比前 端處理裝置及其腳位共用方法。透過將所有的負端訊號之直流電 位皆IU定於第_參考電壓’並將此第—參考電壓（或者第二參考 Θ 電壓）同時傳給每-路的取樣與保持電路錢良之，可以讓最終 取樣與保持電路所輸出之訊號仍為所對應之正端目標電壓以及負 端目標電壓之電壓差（例如vTG1+—vTG1_)。如此一來，取樣與保 持電路傳給下一級的訊號與原本的功能相同，且每一路差動影像 訊號可以各自微調自己的直流電位。當總共有\對差動訊號時， 本發明所揭露之類比前端處理裝置僅需要設置（N+1)個接腳（包 • 含\個正端接腳以及1個負端接腳），以達到節省接腳以及降低成 本之目的。 16 201014339 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明腳位共用之類比前端處理裝置之一實施例的 圖。 第2圖（包含有圖2A與圖叫為傳統取樣及保持電路於取 期以及保持週期之示意圖。 G 第3圖（包含有圖3A與圖3B)為本發明取樣及保持電路於取樣 週期以及保持週期之示意圖。 ’ 第4圖為本發明共賴比前端處理裝置的腳位之方法之—操作範 例的流程圖。 ' 21 【主要元件符號說明】 100 顯不系統晶片 105 印刷電路板 110 類比前端處理裝置 R、G、B 差動影像訊號 R+、G+、B + 正端訊號 R一 負端訊號 C 交流輕合電容 122、124、126 正端接腳 128 負端接腳 17 201014339 132、134、136 正端箝位電路 140 負端箝位電路 150 輸入緩衝器

152、212、222、232 154、214、224、234 162、164、166 182、184、186 210'220 > 230 Vt〇1+ ' VtG2+ ' VtG3+ VtgI-、Vtg2-、VtG3-VrefI VreF2 (Vip-Vin) (vop—von) 402〜440 正輸入端 負輸入端 類比數位轉換器 調整電路 取樣與保持電路 正端目標電壓 負端目標電壓 第一參考電壓 第二參考電壓 輸入端壓差 輸出端壓差 步驟

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Claims (1)

1. 201014339 十、申請專利範圍： 1· 一種腳位共用之類比前端處理裝置，用來接收複數對差動訊號 所有的正端訊號以及其中一負端訊號，該類比前端處理裝置包 含有： 複數個正端接腳（pin) ’分顧來接收該複數對差動訊號之複 數個正端訊號；

   一負端接腳’絲接收該複數對差動訊號其中—特定對差動訊 號之該負端訊號； 箝位電路(dampingdfeuit) ’分職接於該複數個正 端接腳’用來固定每一個正端訊號的直流電位於所對應之一 目標正端電壓； 用來固定該負端訊號合 一負端箝位電路，耦接於該負端接腳 直流電位於一第一參考電壓； 複數個取樣及保持電路（sampleand_咖uit)，每一取樣石 呆持電路包含一正輸入端以及一負輸入端，每一取樣及保; 電路於取樣週期内，該正輸入端與該負輸入端的電壓差/ ^應之該目標正端電壓與該第—參考電壓之電壓差，以> 庙保持週期内，该正輸入端與該負輸入端的電壓差為所3 複數個 m負端電壓以及一第二參考電壓之電壓差；以及 ^ ，分別耦接於該複數個取樣及保持電路，分另! 電壓雕該魏個取樣及保持電路至所對應之該目標負端 201014339 -2.如申請專利範圍第1項所述之類比前端處理裝置，其中該第一 參考電麗與該第二參考電壓實質上相異。 申明專利氣圍第1項所述之類比前端處理裝置，其中該第一 參考電壓與該第二參考電壓實質上相等。 4.如申請專利範圍第3項所述之類比前端處理裝置，其中每一取 •樣及保持電路於該保持週期内所輸出之訊號為所對應之該目標 正端電m與所對應之該目標請電m之電壓差。 5·如申請專利範圍第1項所述之類比前端處理裝置，其另包含： 一參考電壓電路，耦接於該負端箝位電路以及該複數個取樣及 保持電路’用來提供該第一參考電壓給該負端箝位電路以及 提供該第二參考電壓給該複數個取樣及保持電路。 Q 6.如申請專利範圍第1項所述之類比前端處理裝置，其中該複數 對差動訊號係包含R、G、B訊號。 7. 如申請專利範圍第1項所述之類比前端處理裝置，其中該複數 對差動訊號係包含Y、Pb、ρΓ訊號。 8. 如申請專利範圍第1項所述之類比前端處理裝置，其中該複數 ’ 對差動訊號係為一顯示系統之複數對差動影像訊號。 20 201014339 9. 一種共用類比前端處理裝置腳位之方法，該方法包含有： 接收複數對差動訊號中的複數個正端訊號； 接收該複數對差動訊號其中一特定對差動訊號之一負端訊號； 分別固定每一個正端訊號的直流電位於所對應之一目標正端電 壓； 固定該負端訊號的直流電位於一第一參考電壓； 提供複數個取樣及保持電路，每一取樣及保持電路包含一正輸 入端以及一負輸入端；

   於-取樣週_ ’縣-取樣縣持電路之該正輸人端麵接於 所對應之該目標正端電廢，並將每一取樣及保持電路之該負 輸入端耦接於該第一參考電壓； 、 於一保持週_，將每-取樣及保持電路之該正輸人端輕接於 所對應之-目標負端電壓，並將每一取樣及保持電路之 輸入端耦接於一第二參考電壓；以及 μ、 調整該複數個取樣及鋪電路至所對應之該目標負端電壓。 ’其中該第—參考電愿與該 10·如申請專利範_ 9項所述之方法 第二參考電壓實質上相異。 11第如申 财9項所述之方法，其中該第—參考電 第一參考電壓實質上相等。 电复興該 12.如申請專利範圍第11項所述之方法，其另包含： 21 201014339 於該取樣週期内產生一取樣訊號，其中該取 樣訊號為所坶應 該目標正端龍與所對應之該目標㈣ 之 差 13.如申請專利範圍第9項所述之方法，其另包含. 提供該第一參考電壓；以及 提供該第二參考電壓給該複數個取樣及保持電路。

   14.如申請專利範圍第9項所述之方法， 包含R、G、B訊號。 其中該複數對差動訊號係 其中該複數對差動訊號係 15.如申請專利範圍第9項所述之方法 包含Y、Pb、pr訊號。 Μ.如㈣瓣蝴，其巾職娜動訊號係 為一顯不系統之複數對差動影像訊號。 〇 十一、圓式： 22