TW201521006A - 顯示裝置之控制電路及訊號轉換電路 - Google Patents

Abstract

本發明揭露了一種顯示裝置之控制電路，包含：一影像處理晶片，包含一第一接腳及一第二接腳；一電阻，其一端點耦接該第一接腳；以及一振盪電路，具有一第一端點及一第二端點，該第一端點耦接該電阻之另一端點，該第二端點耦接該第二接腳，該振盪電路由該第一端點輸出一振盪訊號至該影像處理晶片；其中，該電阻與該第一接腳之一寄生電容形成一低通濾波器，以濾除一高頻雜訊。

Description

顯示裝置之控制電路及訊號轉換電路

本發明是關於顯示裝置之控制電路及訊號轉換電路，尤其是關於具有射頻干擾防護之顯示裝置之控制電路及訊號轉換電路。

現今每個人在日常生活中有很大的機會接觸各式各樣的電子裝置，例如電視、電腦、螢幕、手機、平板電腦等，如果電子裝置之間會互相造成干擾，將帶給使用者很大的不便及不佳的使用者經驗，例如手機在收到來電時，鄰近的電視或螢幕可能會受到射頻訊號的干擾而產生雜訊、畫面失真、無畫面或甚至造成重開機的情況。因此電子裝置必須做好各項防護措施，以避免受到來自其他裝置的干擾，其中又以手機所產生的干擾最為普遍，因為當手機接收來電時，其天線部位因為射頻訊號而產生很大的能量，影響其他電子裝置的電子元件的正常運作，加上手機移動性高，因此對其他電子裝置的威脅性也提高，所以在設計電子裝置的電子電路時有必要對來自手機的射頻干擾(radio frequency interference,RFI)加以防護。

鑑於先前技術之不足，本發明之一目的在於提供一種具有射頻干擾防護之顯示裝置之控制電路及訊號轉換電路，以阻隔來自手機 等通訊設備的射頻干擾。

本發明揭露了一種顯示裝置之控制電路，包含：一影像處理晶片，包含一第一接腳及一第二接腳；一電阻，其一端點耦接該第一接腳；以及一振盪電路，具有一第一端點及一第二端點，該第一端點耦接該電阻之另一端點，該第二端點耦接該第二接腳，該振盪電路由該第一端點輸出一振盪訊號至該影像處理晶片；其中，該電阻與該第一接腳之一寄生電容形成一低通濾波器，以濾除一高頻雜訊。

本發明另揭露了一種訊號轉換電路，位於一晶片之內部，用以將一振盪訊號轉換為一時脈訊號，該晶片包含一第一接腳及一第二接腳，用以連接晶片外部之一振盪電路，以接收一振盪訊號，該訊號轉換電路包含：一反相器，其一輸入端耦接該第一接腳，其一輸出端耦接該第二接腳；一電阻，其一端點耦接該反相器之該輸入端，另一端點耦接該反相器之該輸出端；一施密特觸發電路，其一輸入端耦接該反相器之該輸入端與該反相器之該輸出端之其中之一，以接收該振盪訊號，並於其一輸出端輸出該時脈訊號；以及一低通濾波電路，耦接於該反相器與該施密特觸發電路之間，用以濾除自該第一接腳輸入之一高頻雜訊。

本發明另揭露了一種訊號轉換電路，位於一晶片之內部，用以將一振盪訊號轉換為一時脈訊號，該晶片包含一第一接腳及一第二接腳，用以連接晶片外部之一振盪電路，以接收一振盪訊號，該訊號轉換電路包含：一低通濾波電路，具有一輸入端及一輸出端，其輸入端耦接該第一接腳，用以濾除自該第一接腳輸入之一高頻雜訊；一反相器，其一輸入端耦接該低通濾波電路之該輸出端，其一輸出端耦接該第二接腳；一 電阻，其一端點耦接該反相器之該輸入端，另一端點耦接該反相器之該輸出端；以及一施密特觸發電路，其一輸入端耦接該反相器之該輸入端與該反相器之該輸出端之其中之一，以接收該振盪訊號，其一輸出端輸出該時脈。

本發明之具有射頻干擾防護之顯示裝置之控制電路及訊號轉換電路具有防止高頻訊號干擾的防護電路，可以防止來自手機等通訊設備所產生的射頻干擾，尤其可以避免顯示裝置因手機的射頻干擾而產生的畫面失真、無畫面或重開機等情況。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

100‧‧‧電路板

110、310、410、510、610、710、810、910、1010‧‧‧晶片

111、112、114、120、512‧‧‧電阻

113‧‧‧反相器

115、150、160、514、912‧‧‧電容

116‧‧‧放大器

117‧‧‧施密特觸發電路

118‧‧‧處理電路

119a‧‧‧振盪訊號輸入接腳

119b‧‧‧振盪訊號輸出接腳

130‧‧‧晶體振盪器

140‧‧‧節點

170‧‧‧寄生電容

190‧‧‧振盪電路

〔圖1〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之一實施例的電路圖；〔圖2〕為反相器所輸出的週期性訊號的振幅與電阻120的電阻值之關係圖；〔圖3〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖；〔圖4〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖；〔圖5〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖； 〔圖6〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖；〔圖7〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖；〔圖8〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖；〔圖9〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖；以及〔圖10〕為本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖。

以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。

本發明之揭露內容包含具有射頻干擾防護之顯示裝置之控制電路及訊號轉換電路，能夠防止射頻訊號的干擾。在實施為可能的前提下，本技術領域具有通常知識者能夠依本說明書之揭露內容來選擇等效之元件或步驟來實現本發明，亦即本發明之實施並不限於後敘之實施例。由於本發明之顯示裝置之控制電路及訊號轉換電路所包含之部分元件單獨而言可能為已知元件，因此在不影響該裝置發明之充分揭露及可實施性的前提下，以下說明對於已知元件的細節將予以節略。

請參閱圖1，其係本發明之具有高頻訊號干擾防護之時 脈產生電路之一實施例的電路圖。晶片110、電阻120、晶體振盪器130、電容150及160皆設置於電路板100上。晶片110可以是具有特定功能的晶片，例如具有影像縮放(scaling)功能的影像處理晶片。如果晶片110於工作時需要參考一個穩定的週期性訊號，則需要提供接墊(pad)或是接腳(pin)來讓外部的參考訊號輸入，例如晶片110即提供振盪訊號輸入接腳119a及振盪訊號輸出接腳119b以供外部的振盪訊號輸入及輸出。晶片110外部的晶體振盪器130與電容150及160形成振盪電路190，可以提供晶片110所需的週期性的振盪訊號。晶體振盪器130一端耦接振盪訊號輸入接腳119a，另一端耦接振盪訊號輸出接腳119b；同時，晶體振盪器130的一端透過電容150耦接至地或是一個參考電壓準位，另一端透過電容160耦接至地或是同一參考電壓準位。

晶片110的內部包含電阻111及112、反相器113、電阻114、電容115、放大器116、施密特觸發電路(schmitt-trigger)117以及處理電路118。電阻111及112為靜電放電(Eletrostatic Discharge,ESD)防護電阻。反相器113係用以緩衝功用，其輸入端耦接振盪訊號輸入接腳119a，輸出端耦接振盪訊號輸出接腳119b。電阻114為反相器113的回饋電阻，其兩端分別耦接反相器113的輸入端與輸出端。因為晶體振盪器130的作用，在反相器113的輸出端會產生類似弦波的週期性訊號，週期性訊號經過施密特觸發電路117的作用後，形成處理電路118所需的時脈CLK。假設晶片110是影像處理晶片，則處理電路118便依據時脈CLK處理影像訊號，影像訊號可由晶片110的其他接墊或接腳(未繪示)輸入。

在實際操作時，當圖1所示的電路板100與通訊設備， 例如手機，太過接近時，手機的高頻訊號可能透過節點140竄入晶片110中，造成晶片無法正常工作。因此在晶體振盪器130與振盪訊號輸入接腳119a之間串接電阻120，電阻120與振盪訊號輸入接腳119a之寄生電容170形成一個低通濾波電路(low-pass filter)，也就是說手機所產生的高頻訊號會被此低通濾波電路濾除，而不會影響晶片110的正常工作。由於輸入接腳119a係由金屬材質構成，其內部存在寄生電容170，圖1中將寄生電容170繪示於輸入接腳119a之外部僅是方便說明，並不代表寄生電容170是位於輸入接腳119a外部的一個獨立元件。在一個較佳的實施例中，寄生電容170所測得的電容值大約為2pF，低通濾波電路的截止頻率(cut-off frequency)，為了濾除手機900MHz以上的高頻訊號，電阻120的電阻值應大於177Ω。雖然理論上電阻120的電阻值愈大愈好，但實際上電阻120的電阻值太大將產生一些副作用，例如晶體振盪器130的頻率偏移、負阻減小以及反相器113輸出端的週期性訊號的振幅減小而造成施密特觸發電路117的轉態錯誤等。晶片110對頻率偏移、負阻的大小以及施密特觸發電路117的輸入等皆有個別的設計需求，只要所加入的電阻120不會造成晶體振盪器130的頻率偏移過大、負阻的絕對值過小以及施密特觸發電路117的轉態錯誤等，便可以作為濾波電路的電阻，其中施密特觸發電路117的轉態錯誤是設計電阻120的關鍵。請參閱圖2，其係反相器113所輸出的週期性訊號的振幅與電阻120的電阻值之關係圖。當電阻120的電阻值愈來愈大時，反相器113所輸出的週期性訊號的振幅會愈來愈小。若週期性訊號的振幅太小，將造成施密特觸發電路117的轉態錯誤，進而無法輸出正確的時脈，因此電阻120的電阻值必須依據施密特觸 發電路117實際的設計做調整。在一個較佳的實施例中，週期性訊號的高準位峰值V _ph 及低準位峰值V _pl 與施密特觸發電路117的低輸入電壓閾值VIL及高輸入電壓閾值VIH的絕對差值必須大於0.6V，也就是說|V _ph -VIH|>0.6以及|V _pl -VIL|>0.6，而當電阻120的電阻值大於1000Ω時，施密特觸發電路117發生轉態錯誤的機率大幅提高。所以於此實施例中，在施密特觸發電路117的輸入限制下，電阻120的電阻值較佳為不超過1000Ω。當電阻值能滿足施密特觸發電路117的需求後，若上述的頻率偏移及負阻的大小亦能維持在設計需求所規定的範圍內，則此電阻值可以被用來作為電阻120的電阻值。當電阻值等於1000Ω，低通濾波電路的截止頻率約為160MHz，可以濾除來自手機的900MHz以上的高頻訊號。綜上所述，本發明之一較佳實施例中，電阻120的電阻值約介於200Ω至1000Ω之間。而電阻120可採用各類可作為電阻的元件，例如：由電晶體構成的電阻、或由高電阻係數的電阻絲所構成的電阻。上述的負阻量測方式，是將晶體振盪器130串聯一個可變電阻V_r，並且從晶片110的通用輸入/輸出接腳(General Purpose Input Output,GPIO)量測時脈，先將可變電阻V_r的阻值加大到時脈不穩定，然後將可變電阻V_r的阻值減少到使時脈剛恢復穩定時的可變電阻V_r的阻值的負數即為負電阻的阻值。

為了補償因為串接電阻120之後所造成的參考訊號的振幅減小，在晶片110內部提供放大器116來將參考訊號放大。請參閱圖3，在晶片310中，反相器113的輸出端透過電容115耦接放大器116，因此週期性訊號在輸入施密特觸發電路117之前可以被放大器116放大，降低施密特觸發電路117發生轉態錯誤的可能性。另一方面，若增加放大器 116的放大倍率，電阻120的電阻值也可以隨之提高，以進一步降低低通濾波電路的截止頻率f _c ，但仍須確保晶體振盪器130的振盪訊號不會被濾除。請注意，由於反相器113的輸入端及輸出端的訊號僅為反相的關係，不影響施密特觸發電路117的運作，因此圖1中的施密特觸發電路117除了可以耦接反相器113的輸出端之外，亦可以耦接至反相器113的輸入端，如圖4的晶片410所示；同理，圖3中的施密特觸發電路117除了可以透過放大器116及電容115耦接反相器113的輸出端之外，亦可以耦接至反相器113的輸入端。

晶片110、310及410為一種由積體電路所構成的晶片，在一實施例中，晶片110可為具有影像處理功能的積體電路，例如影像縮放(scaling)功能，而晶片110、電阻120、晶體振盪器130、電容150及160與承載上述電子元件的電路板100共同構成顯示裝置的控制電路，顯示裝置可以例如是監視器(monitor)或是電視裝置。應用此電路的顯示裝置便不會再受到高頻訊號干擾的威脅，使用者毋須擔心將手機置放於顯示裝置附近時造會成顯示裝置的畫面失真、無畫面或自動重開機。

在本發明的另一個實施例中，高頻訊號干擾防護電路設計於晶片中。請參閱圖5，其係本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖。晶片510包含靜電放電防護電阻111及112、振盪訊號輸入接腳119a、振盪訊號輸出接腳119b、反相器113、電阻114及512、電容514、施密特觸發電路117以及處理電路118。振盪訊號輸入接腳119a及振盪訊號輸出接腳119b連接晶片510外部的振盪電路190，以接收振盪訊號，其中反相器113、電阻114及512、電容514以及 施密特觸發電路117的主要功能在於將振盪電路190所產生的振盪訊號轉換為時脈訊號CLK。本在實施例中，電阻512及電容514形成低通濾波電路，目的在於濾除從晶片510外部經由振盪訊號輸入接腳119a竄入晶片510的高頻訊號。電阻512的一端耦接反相器113的輸出端，另一端為低通濾波電路的輸出端，耦接施密特觸發電路117的輸入端；電容514的一端耦接施密特觸發電路117的輸入端，也就是低通濾波電路的輸出端，另一端耦接至參考電壓準位，通常為接地。在選擇電阻512的電阻值及電容514的電容值時，目標在於使截止頻率小於高頻訊號的頻率，例如高頻訊號的頻率為900MHz以上，電容514的電容值選擇2pF，則電阻512的電阻值應大於177Ω。

同樣的，在上述的實施例中，低通濾波電路可以耦接至反相器113的輸入端，即如圖6所示，此時晶片610中的電阻512的一端耦接反相器113的輸入端，其餘與圖5所示之實施例相同。上述兩實施例的電阻512可以利用多晶矽電阻(poly resistor)電阻來實作，電容514可以利用金屬氧化物半導體電容器(MOS Capacitor)來實作。此外，為了補償電阻512所造成的訊號振幅的降低，圖5或圖6的實施例中可以在低通濾波電路與施密特觸發電路117之間耦接放大器，圖5之實施例增加放大器後便如圖7之晶片710所示，圖6之實施例增加放大器後便如圖8之晶片810所示，如此一來可以減低施密特觸發電路117可能的轉態錯誤。

除了上述的實施例之外，本發明亦可以利用靜電放電防護電阻111來產生一個低通濾波電路。請參閱圖9，其係本發明之具有高頻訊號干擾防護之時脈產生電路之另一實施例的電路圖。晶片910包含靜 電放電防護電阻111及112、振盪訊號輸入接腳119a、振盪訊號輸出接腳119b、反相器113、電阻114、電容912、施密特觸發電路117以及處理電路118，其中反相器113、電阻114及111、電容912以及施密特觸發電路117的主要功能在於將晶體振盪器130所產生的振盪訊號轉換為時脈訊號CLK。振盪訊號輸入接腳119a及振盪訊號輸出接腳119b連接晶片910外部的振盪電路190，以接收振盪訊號。本在實施例中，電容912與靜電放電防護電阻111形成低通濾波電路，可以濾除由晶片910外部藉由振盪訊號輸入接腳119a竄入的高頻訊號。低通濾波電路的輸入端耦接振盪訊號輸入接腳119a，輸出端耦接反相器113的輸入端。靜電放電防護電阻111的一端耦接振盪訊號輸入接腳119a，另一端耦接低通濾波電路的輸出端；電容912的一端耦接低通濾波電路的輸出端，另一端耦接至參考電壓準位，通常為接地。

在圖9的實施例中，施密特觸發電路117的輸入端可以耦接至反相器113的輸入端，也就是低通濾波器的輸出端，即如圖10的晶片1010所示。圖9及圖10中晶片910及1010內部的電阻可以利用多晶矽電阻電阻來實作，電容912可以利用金屬氧化物半導體電容器來實作。

在圖5至圖10的實施例中，晶片內部內建高頻訊號的干擾防護電路，也就是利用低通濾波的原理來將高頻訊號濾除，以免影響時脈產生電路的運作，進而影響晶片的整體功能。相較於圖1、圖3及圖4之實施例，將高頻訊號的干擾防護電路設置於晶片中可以減少電路板上的元件使用量，以避免較多的元件及較長的繞線可能造成電路板上電磁干擾的機會增加。

請注意，前揭圖示中，元件之形狀、尺寸以及比例等僅為示意，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，非用以限制本發明。另外，本技術領域人士可依本發明之揭露內容及自身的需求選擇性地實施任一實施例之部分或全部技術特徵，或者選擇性地實施複數個實施例之部分或全部技術特徵之組合，藉此增加本發明實施時的彈性。再者，前揭實施例雖以影像處理晶片為例，然此並非對本發明之限制，本技術領域人士可依本發明之揭露適當地將本發明應用於其它類型的晶片。

雖然本發明之實施例如上所述，然而該些實施例並非用來限定本發明，本技術領域具有通常知識者可依據本發明之明示或隱含之內容對本發明之技術特徵施以變化，凡此種種變化均可能屬於本發明所尋求之專利保護範疇，換言之，本發明之專利保護範圍須視本說明書之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧電路板

110‧‧‧晶片

111、112、114、120‧‧‧電阻

113‧‧‧反相器

150、160‧‧‧電容

117‧‧‧施密特觸發電路

118‧‧‧處理電路

119a‧‧‧振盪訊號輸入接腳

119b‧‧‧振盪訊號輸出接腳

130‧‧‧晶體振盪器

140‧‧‧節點

170‧‧‧寄生電容

190‧‧‧振盪電路

Claims (13)

1. 一種顯示裝置之控制電路，包含：一影像處理晶片，包含一第一接腳及一第二接腳；一電阻，其一端點耦接該第一接腳；以及一振盪電路，具有一第一端點及一第二端點，該第一端點耦接該電阻之另一端點，該第二端點耦接該第二接腳，該振盪電路由該第一端點輸出一振盪訊號至該影像處理晶片；其中，該電阻與該第一接腳之一寄生電容形成一低通濾波器，以濾除一高頻雜訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置之控制電路，其中該影像處理晶片包含：一反相器，其一輸入端耦接該第一接腳，其一輸出端耦接該第二接腳；一電阻，其一端耦接該反相器之該輸入端，另一端耦接該反相器之該輸出端；以及一施密特觸發電路，其一輸入端耦接該反相器之該輸入端與該反相器之該輸出端之其中之一，其一輸出端輸出一時脈訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置之控制電路，其中該影像處理晶片更包含：一第一靜電防護電阻，耦接於該反相器之該輸入端及該第一接腳之間；以及一第二靜電防護電阻，耦接於該反相器之該輸出端及該第二接腳之間。
4. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置之控制電路，其中該影像處理晶片更包含：一放大器，耦接於該施密特觸發電路與該反相器之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置之控制電路，其中該影像處理晶片為一影像縮放晶片。
6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置之控制電路，其中該電阻之電阻值介於200歐姆與1000歐姆之間。
7. 一種訊號轉換電路，位於一晶片之內部，用以將一振盪訊號轉換為一時脈訊號，該晶片包含一第一接腳及一第二接腳，用以連接晶片外部之一振盪電路，以接收一振盪訊號，該訊號轉換電路包含：一反相器，其一輸入端耦接該第一接腳，其一輸出端耦接該第二接腳；一電阻，其一端點耦接該反相器之該輸入端，另一端點耦接該反相器之該輸出端；一施密特觸發電路，其一輸入端耦接該反相器之該輸入端與該反相器之該輸出端之其中之一，以接收該振盪訊號，並於其一輸出端輸出該時脈訊號；以及一低通濾波電路，耦接於該反相器與該施密特觸發電路之間，用以濾除自該第一接腳輸入之一高頻雜訊。
8. 如申請專利範圍第7項所述之訊號轉換電路，更包含：一第一靜電防護電阻，耦接於該反相器之該輸入端及該第一接腳之間；以及一第二靜電防護電阻，耦接於該反相器之該輸出端及該第二接腳之間。
9. 如申請專利範圍第7項所述之訊號轉換電路，其中該低通濾波電路包含：一電阻，其一端耦接該反相器之該輸入端與該反相器之該輸出端之其中之一，另一端耦接該低通濾波電路之一輸出端；以及一電容，其一端耦接該低通濾波電路之該輸出端，另一端耦接一參考電壓準位。
10. 如申請專利範圍第9項所述之訊號轉換電路，更包含：一放大器，耦接於該低通濾波器之該輸出端與該施密特觸發電路之該輸入端之間。
11. 一種訊號轉換電路，位於一晶片之內部，用以將一振盪訊號轉換為一時脈訊號，該晶片包含一第一接腳及一第二接腳，用以連接晶片外部之一振盪電路，以接收一振盪訊號，該訊號轉換電路包含：一低通濾波電路，具有一輸入端及一輸出端，其輸入端耦接該第一接腳，用以濾除自該第一接腳輸入之一高頻雜訊；一反相器，其一輸入端耦接該低通濾波電路之該輸出端，其一輸出端耦接該第二接腳；一電阻，其一端點耦接該反相器之該輸入端，另一端點耦接該反相器之該輸出端；以及一施密特觸發電路，其一輸入端耦接該反相器之該輸入端與該反相器之該輸出端之其中之一，以接收該振盪訊號，其一輸出端輸出該時脈。
12. 如申請專利範圍第11項所述之訊號轉換電路，更包含： 一靜電防護電阻，耦接於該反相器之該輸出端及該第二接腳之間。
13. 如申請專利範圍第11項所述之訊號轉換電路，其中該低通濾波電路包含：一電阻，其一端耦接該第一接腳，另一端耦接該低通濾波電路之該輸出端；以及一電容，其一端耦接該低通濾波電路之該輸出端，另一端耦接一參考電壓準位；其中，該電阻係具有靜電防護的功用。