TWI379503B - D/a converter - Google Patents

Description

1379503 _ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】

，„ 树明係關於將輸入數位信號轉換為類比信號的D/A 轉換器。 【先前技術】 以往，公知有將數位信號轉換為類比信號的轉換 .器。透過數位處理進行各種信號處理的情況較多，而且廣 鲁泛利用於驅動負載的驅動電路等。例如，在液晶顯示裝置 (LCD)中’也將數位視頻信號轉換為各像素（啦⑴的液晶 驅動用的類比信號的D/A轉換器利用於驅動電路卜 、 —在此，LCD顯示的解析度越來越高，而且視頻信號的 ‘位π (bit)數也越來越大。亦即，6位元左右的視頻信號變 為8位元視頻信號，最近還採用1()位元視頻信號。再有， 像素數也增大，需要將1列像素分割為複數個itit (channel)來並行驅動，而且該通道數在1〇通道以上 φ況也越來越多。 專利文獻1 :日本特開2001_282164號公報； 專利文獻2 :日本特開2001-356746號公報。 J 【發明内容】 ' (發明所欲解決之課題） 廷種解析度高的驅動電路的D/A轉換器，就會使其電 . 見模乓大例如，在將10位元數位信號採用電阻串 (resistor string)轉換為類比信號時，需要21。=1〇24個 電阻，而且需要用於取出各個灰階（gradat i on)的類比信號 319621 5 1379503 的灰階線以及對應該灰階線的選擇器β 有以下需求’即想要儘量減小相對顯示部的周邊區 域、以及想要縮短行方向的長度。尤其，將驅動電路作為 另一種1C(積體電路）晶片來形成，並且在LCD基板上採用 C0G(chiP on glass··玻璃上晶片）進行搭載時，想要使曰 片細長的需求大。[本文中，「行」(c〇1職)表*縱向，「歹曰 (row)表示橫向] (解決課題之手段） 本發明係-種D/A轉換器（D/A CGnverter),將_ 位元的輸入數位信號轉換為類比信號，其中"兩 2以上的整數，其特徵在於，該的轉㈣具有上 換部’其由電阻串構成，將上述輸入數位信號的上位^位 心吕號轉換為與該上位m位元份量的信號對應、且 ^位元份量的寬度的-對類比信號；及下位轉換部，盆 =電：串構成，對來自上述上位轉換部的一對輸出進行； J 轉換為根據下^位元信號所選擇的類比信號。 外’較佳為具有一對緩衝放大器 轉換部的一對輪出分別穩定。 便上述上位 if 1卜1上述上位轉換部較佳為輸出具有大於n W位 凡伤里的丸度的一對類比作練· , 用與。位元份量的轉換寬二二述下位轉換部較佳為利 分，並且約/11位元份量所對應的部 '，根據η位域號來選擇輸出，其中 另外， 當上述輸人數位信號為動作保證範料的大值

3I962J 6 與η位元對應 上述下位轉換 正位元，選擇 或i值％，較佳為在上述下位轉換部中利用 的以外的部分並進行輸出。

^另外，較佳為設置有複數個相同結構的 邻，並且根據與輸入數位信號分開供給的補 任一個輸出。 (發明效果） 根據本發明，由於對輸入信號的上位位元份量、下位 位份量來分割電阻串，因此能夠減少總的電阻個數。因此， 在對電路進行積體時，容易將晶片形成為細長形狀。 另外，將上位轉換部的輸出取得較大，而在下位轉換 部中利用比需求大的對應位元的電阻串，藉此，能夠減少 因分割了電阻串而發生誤差的情況。 【實施方式】 以下，根據圖式’對本發明實施形態進行說明。 (實施方式的結構） 第1圖是表示實施形態的D/A轉換器的概略結構的 圖。此D/A轉換器是將10位元數位信號轉換為類比信號的 裝置’具有複數個（η)通道的輸入輪出。 首先，將10位το輸入數位信號分割為上位8位元、下 位2位而輸入。 電阻串10由256個電阻串聯連接而構成，其—端與電 源連接，另一端接地。因此，從電阻_ 1〇的各電阻的端吁 即0至256的257個電壓取出點得到256種電壓。該電阻 串10的256個電壓取出點，與η個選擇器^(以一^至Κι) 31962] 7 1379503 ' 連接。 ’ 並且，各選擇益〗2被輸入了輸入數位信號的上位8 ••位元，並且透過该輸入信號來決定輸出來自哪兩個電壓取 -出點的電壓。各選擇器！ 2選擇輸出由輸入數位信號決定的 -個電阻的兩端電壓。亦即’從以輸入數位信號的上位8 位元來决疋的電壓取出點及其上一個的電壓取出點所得到 .的電壓為所選擇的兩端電壓。此外，如後所述，也可輸出 鲁預定的複數個電阻的串聯連接的兩端電壓。 各選擇器12的一對輸出VH、VL分別在緩衝放大器 14H、14L中穩定後被提供給2位元d/a轉換器16(16-1至 16-n)。該2位元D/A轉換器16被輸入了輸入數位信號的 下位2位元，並且根據所輸入的VH、VL產生4個電壓，而 且根據下位2位元輸入信號來選擇輸出其中一個電壓。因 而，D/A轉換器16具有4個電阻，對包含VH或VL的任一 個的4種電壓中的一個進行選擇。在本實施形態中選擇了 鲁VL，但是也可選擇vh。 在第2圖中還示出了選擇器12及2位元D/A轉換器 16的結構。在電阻串j 〇的各電阻的兩端的電壓取出點， 分別連接有Η用及L用的兩個開關20H、20L。另外，在電 阻串10的最上位的電阻的上側僅連接有Η用開關2〇Η，在 最下位的下側僅連接有L用的開關20L。並且，透過被輪 入的上位8位元資料（data)，來選擇一個L用開關20L和 其上一個的Η用開關20H，藉此，針對上位8位元資料， 輸出用於表示以其上位8位所確定的範圍的輸出即VL、VH。 319621 8 1379503 另外2位元D/A轉換器16包括由四個電阻串聯連接 而構成的電阻串22和選擇器24’ VL及4個電阻彼此間的 連接點分別與選擇H 24的開關26連接，並聽由4個開 ^與輸出端連接。而且，透過下位2位元來控制開關 的¥通截止。亦即，透過下位2位元資料的〇至3來選 擇導通開關26中的！個，並輸出與下位2位元對應的電屋。 如上所述，對2位元D/A轉換器16供給有與上位8 位疋對應的電壓VH、VL，而輸出該電麼Μ 位2位元所確定的電壓。從而，整體上輸出對應^立^； 料的類比電壓，進行丨〇位元D/A轉換。 廷樣，在本實施形態中，透過利用8位元電阻串1〇 和2位元電阻_ 22，能夠進行10位元D/A轉換，並且通 過256+4=260個電阻，能夠進行針對1G位元數位資料的 D/A轉換。這樣，透過減少使用於電阻串的電阻數目，能 夠減小D/A轉換器的寬度。 b (其他實施形態的結構） 在第3圖中示出了其他實施形態的結構。在本示例 ’在電阻串10的選擇器12中選擇各距離8個的部分。 亦即’選擇從以上位8位元決定的電壓取出點起往上隔著 8個取出點的開關及往下隔著8個取出點的開關， 選擇的電壓分別設為VH、VL。 I且，2位兀D/A轉換器16具有由64個電阻構成的 在該電阻串22中，在下面32個電阻的二 ^連接有NM0S開關26N,在上面28個電阻的下側連接 319621 9 1379503 點連接有PM0S開關26P。並且，在中間4個電阻的下側連 接點連接有CMOS開關26C。 在此，當10位元輸入數位資料在〇至31的範圍内時， 在電阻串10中作為L用開關20L，不能選擇從相應的電壓 取出點起往下隔著8個取出點的開關2〇L。因此，在這種 貝料的情況下，選擇與1〇位元輸入數位資料為32的情況 同祆的L用開關20L、Η用開關20H，並且與該資料對應地 選擇下面的32個丽0S開關26Ν的任一個。另外，對1〇 位元輸入數位資料為992至1〇23而言，選擇與1〇位元輸 入數位資料為991的情況同樣的20L、20Η，並且與該資料 對應地選擇4個CMOS開關26C及上面的28個PM0S開關 26P的任—個。 另一方面’當1〇位元輸入數位資料為32至991時， 與一般情況一樣，選擇4個CM0S開關26C的任一個。亦即， 一般的情况時透過輸入資料的下位2位元，來選擇cM〇s 開關26C的任一個’並且進行針對下位2位元的d/a轉換， 而作2輸出可得到針對1〇位元數位資料的D/A轉換輸出。 這樣，作為電阻串1 〇的輸出，不是相鄰的開關2〇H、 2e〇L，而是透過擴大其範圍，使得輸出VH、VL·中的誤差變 得較小，來進行高精度的D/A轉換。另外，在電阻串22 中一般利用中央的4個電阻，而在此透過採用CMOS開關 26C可進行高精度的電壓取出。 另外，上側28個及下側32個輸出，與中央的4個輸 相比D/A轉換的精度差。因此，在本結構例中，將上側 319621 1379503 及下側的輸出分配在1(MiLD/A轉換中的一般動作保證 外。當然，也可將上側的28個及下側的32個輸出& CMOS開關。 n下為 另外，構成為在上側追加28個電阻、在下側追加 個電阻，但是也可採用16、8、4個等。 (利用補正資料的結構） 在第4圖令還示出了其他實施形態的結構。在本 有4個補正用暫存器3〇。並且，電阻"2具有μ 輪入資料的下位2位元所選擇的開關26C。亦即，在 j述的示例中’由輸入資料的下位2位元所選擇 θ ::與中央的4個電阻連接的4個⑽s開關2 6，但是： 把例中’由輪人資料的下位2位元來每次選擇 :6個電阻連接的16個⑽s開關咖中的*個。：、， :上：數4個開關的輸出經由補正用開關32]而輸 二再下接/個開關26的輸出經由補正用開關姻而 輪出再接下來的4個開關 而輸*，下*的4個開關26::=正用開關32-3 而輸出。並且，透過補正用暫存二關㈣ …至⑽n用暫存盗30來選擇補正用開關 來選2ΓΛ本實施形態中’透過輪入資科的下位2位元， 、擇串聯連接的〗6個電阻 個開M 9Rr β η 〒母隔4個電阻而所連接的4 间關26C，該4個開關26的輪屮由沾, ^ ^ 7翰出申的—個由透過補正資 叶所&制的補正用開關32 用資Μ 7〜擇。因此，透過2位元補正 貝科，旎夠使針對輸入資料 丁十的LSB的輪出分別偏移4位 319621 11 元份量。 (用於設定補正資料的結構） 在此^補正資料在系統的啟動（b。◦卜up)時保存在補 2用寄存态30’但是較佳為由保險絲來單獨設定該補正資 =。在第5圖令示出了使用保險絲的補正資料設定用電路 、、。構纟此，液晶顯示面板一般分割為複數個通道並 且針對各通辭備各自的補正㈣。例如，如果在補正資 料為2位το、並且液晶顯示面板被分割為丨3通道的情況 下，則透過保險絲來設定26位元補正資料。 在圖示的禾例令，補正資料為q位元，但是設定有 個保險絲電路50(50]至5Q_q+1)。保險絲電路Μ根 雷射等是否燒斷保險絲，來設定G、丨資料。另外，保險絲 電路50中，保險絲電路5〇_q+1是極性反轉用的位元。 過該極性反轉位元’來衫是否反心位元保險絲電路 50-1至50-q的内容。 保險絲電路50-1至50-q+l經由選擇電路52與讀出 路54連接。讀出電路54由於讀出由選擇電路52所= 保險絲電路50的資料，因此對保險絲電路5〇的讀出為八 時（time division)讀出。 η 電路58~；[ 來自保險 應的保持 讀出電路54經由選擇電路56與q+l個保持 至58-q+l連接。從而，由讀出電路54所讀出的 絲電路50-1至50-q+l的讀出資料分別保存於對 電路 58-1 至 58-q+I。 。該極 保持電路58的輸出被輸入到極性反轉電路 319621 1379503 =電路60’根據極性反轉位元的内容，直 =q位元保險絲電路50]至50-q的讀出資料。： ⑽轉電路6〇構成為例如設置Q個互斥「或」邏輯電路 01〇’並且向各互斥「或」邏輯電路輸人來自q位元保 =路58]至58-q的輸出的一個和極性反轉位元。由此、 根據極性反轉位元的狀態’來決定q位元保險絲電路5〇] 至50-q的讀出資料是被反轉輪出、還是直接輸出。 並且’將極性反轉電路6〇的輸出作為口位元補 進行輸出。 、^ 在第6圖中示出了讀出電路54中的讀出時序。依次切 換選擇器52、56,將從保險絲電路5〇以分時方式讀出的 1位元資料保存在保持電路58。 接下來，對補正資料進行說明。例如，假設保險絲的 未切斷狀態為“Γ ，切斷狀態為“〇，，，補正資料的位元 數為20位元。以下面的3種情況為例，進行說明。 0 (情況1) 補正資料：1111111 1 1 1 001 1 1 1001 1 1的數目=16、0的數目=4、極性反轉位元切斷=無。由 ， 此’切斷的位數成為4個。 • (情況2) 補正資料：000101 1000001 1 101000 1的數目=7、0的數目=13、極性反轉位元切斷=有。由 此’切斷的位元數成為8個。此外’當無極性反轉位元時， 切斷的位元數為13。 319621 13 1379503 (情況3) 補正資料：〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇〇 • 1的數目=〇、〇的數目=20、極性反轉位元切斷=有。由 此’切斷的位元數成為1個。此外’當無極性反轉位元時， 切斷的位元數為20。 (整體結構） 第7圖示出了使用本發明相關的D/A轉換器的顯示裝 •置的整體概略結構，第8圖示出了積體化驅動電路的概略 佈局。顯示裝置是LCD等平面顯示裝置，下面，以在各像 素具備TFT作為開關元件、並且執行按每像素的顯示控制 的主動矩陣型LCD為例，進行說明。 顯示裝置具備：LCD面板200;及積體化驅動電路1〇〇, 其具備了用於驅動該LCD面板2〇〇的電路結構。咖面板 200係透過將分別在對置面侧形成有電極的一對破璃等其 二在中間封入液晶而構成。在夹持液晶層：電 、立形成像素’在面板的顯示部23〇 排列成複數個矩陣狀。另外，在面板上内 象= 於驅動像丰TFT望拍冬_ > 成/、備了用 ".象素電路的移位暫存器電路等驅動電路 在面板—方的基板上（形成有像素m等的基板上）， 圖t所示在顯示部230的周緣部形成有按順序控制閘 以預定的垂直方向驅動器（V藤動器）210、用於 以預疋％序向t料線供給 驅動哭v 貝卄的水千方向驅動器（Η 驅動^ 21G向在列方向延伸的閘極線依次 幸則出用方；控制顯示部的像素m的導通截±(〇㈣⑴的掃 319621 14 1379503 描信號（閘極信號）。H驅動器22〇控制對從後述的積體化 驅動電路1 00所供給的類比顯示資料的在行方向延伸的資 .料線的供給。透過這樣的控制，經由被導通控制的像素TFT •向各像素的液晶及保持電容Cs施加與類比顯示資料對應 的電壓，並且按每像素控制液晶的配向，來進行顯示。 在此，積體化驅動電路100在LCD面板200的顯示部 230的周緣部透過咖方式被搭載，並且具備沿著顯示部 230的例如列方向（水平掃描方向）的長條（細長）形狀。嗜 積體化驅動電路100係將電源電路部110、可由邏輯電路 2構成的邏輯部12G、由D/A轉換器刚構成的Μ轉換 °積體為1晶片。再有’在該長條狀的積體化驅動電路 〇的長邊方向的中央配置邏輯部12〇，並 的方式，夹持邏輯部12〇而在長邊方向的= 或=置有電源電路部110及DA轉換部180。 Μ却2圖不出了顯不裝置的驅動控制電路的結構圖。邏 路：株、莖主要由可處理數位資料的邏輯電路元件(10价電 Cpt成’具備顯示資料處理部122、時序信號產生 理Γ介面（__、暫存器設定部⑽。顯示 於在LCD ^22疋用於使來自外部的彩色視頻信號成為適 所供^ 不的顯示信號的信號處理電路，將從外部 ==如串列數位視頻信號轉換為並行信號，並且： J 進行矩陣轉換或抽減處理等，還執行7，補正 以=!，將所得到的完成處理的R、G、B數位顯 科幸别出到仗述的da轉換部18〇。 31962】 1379503 N·序L號產生部124根據從外部所供給的點時鐘 (D0TCLK)、同步信號（Hsync、vsync)等，來產生fj方向及

V方向的時鐘CKH、ckv、水平及垂直開始信號STH、STV

等在v驅動器210、H驅動器220等中所需的各種時序信 號另外，在電源電路部110中產生在用於作成面板所使 用的電源時所需的電源用時鐘信號。再有’在LCD面板200 t由於需要對液晶進行交流驅動，因此產生用於周期性地 反轉顯示胃料的極性反轉時序㈣，並將該極性反轉定時 信號提供給DA轉換部180及VC0M輸出部184。 产CpU/IF126從搭載LCD面板200的機器的未圖示的cPU 等收到命令並對該命令進行解析後，提供給暫存器設定部 128。暫存器設定部128保持來自cpu的命令，將與其内^ $應的控制信號提供給時序信號產生部124。此外，作為 從CPU發出的命令包括在顯示面板的顯示位置的調整命 7、或對比度調整命令、或省電控制命令等。

DA轉換.部180能夠採用€阻串型轉換器，轉換為盘從 y顯不資料處理部122輸出的R、G、B數位顯示資料， ===的R、G、B類比顯示資料。所得到的類： ::貝枓經由在該積體化驅動電路100的輸出級設 •不的放大器後，被提供給LCD S板200白勺上述 :⑶Μ輸出部184按每LCD面板的像素向個別的像 f亟產生輸出提供給夾持液晶層而對置配置的 的共同電極錢等。並且，針對該共同電極㈣= 採用周期性地進行極性反轉的驅動方式，vc⑽輸出 319621 16 1379503 收到來自上述時序信號產生部124的極性反轉信號，周期 性地反轉共同電極信號VC〇M的極性。此外，該vc〇M輪出 、部184在積體化驅動電路]〇〇中設置在與電源電路部1 j 〇 為相反側且與DA轉換部180為相同側的區域，和DA轉換 部180 —起構成面向LCD面板2〇〇的類比電壓輸出部（主要 是面向Η驅動器' V驅動器的驅動輸出部）。 電源電路部（DC/DC轉換部）110能夠由充電泵電路或 籲開關調整器等構成’使用來自時序信號產生部124的電源 用時鐘信號，從3V左右的外部電源，產生例如使用於在、 LCD面板200中所需的閘極信號的導通、截止位準、或保 持電容Cs的控制電位位準等中採用的高電壓（作為一例， 8.5V) ’並將該高電壓提供給面板2〇〇。 並且’透過將DA轉換部的D/A轉換器的電阻 …的實施形態的2分割的結構，從而對晶片容易地： 行細長長條化。 _ 【圖式簡.單說明】

第2 第3 第4 第5

圖是表示實施形態的結構圖。 圖是表示實施形態的詳細結構圖。 圖是表示其他實施形態的結構圖。 圖是表示基於補正資料的補正的結構圖。 圖是表不使用保險絲（fuse)電路的補正 第6圖疋5尤明保險絲電路的讀出的圖。 第7圖是表示適用於液晶顯示裝置的結構圖 319621 弟8圖是表示顯示裳 【主要元件符號說 的驅動控制電路的結構圖。 10、22 電阻串 14 緩衝放大器 16、18 D/A轉換器 、20L 開關 32 補正用開關 52、56 選擇電路 58 保持電路 100 積體化驅動電路 120 邏輯部 124 時序信號產生部 184 輸出部 210、220驅動器 12、 24 選擇器 14H 、14L緩衝放大器 20、 26開關 30 補正用暫存器 50 保險絲電路 54 讀出電路 60 極性反轉電路 110 電源電路部 122 顯示資料處理部 128 暫存器設定部 200 面板 230 顯不名[5 31962]

Claims (1)

1379503

申請專利範圍： 第096135876號專利申請案 101年3月2日修正替換頁 一種數位/類比（D/A)轉換器，將1〇位元的輸入數位信 號轉換為類比信號， 該D/A轉換器具有·· 。上位轉換部，其由電阻串構成，將上述輸入數位信 號的上位8位元&號轉換為與該上位8位元份量的信號 對應、且具有下位2位元份量的寬度的—對類比信號； 及 下位轉換邛，其由電阻串構成，對來自上述上位轉 換部的-對輸出進行分割，並且轉換為根據下位2位元 的信號所選擇的類比信號，而且， 田上述輸入數位信號為動作保證範圍外的大值戋 ΓΓ、在上述下位轉換部中利用與1 2位元對應的以外 的部分並進行輪出。 (修正本)319621 19 4. 1 . 如申請專利範圍第1項的D/A轉換器，其中， 具有一對緩衝放大器，用於 對輪出分別穩定。 用於使上述上位轉換部的一 2 . 如申請專利範圍第1項所述的D/A轉換器，其中， 據盘ί置Ϊ複數個相同結構的上述下位轉換部，並且根 輸入數位信號分開供給的補正位元，選擇任一個輸 如申請專利範圍第1項所述的DM轉換器’立中， 揸二置有複數個相同結構的上述下位轉換部，並且根 :與輸入數位信號分開供給的補正位元，選擇任一個：