TWI464557B

TWI464557B - 負載驅動裝置及灰階電壓產生電路

Info

Publication number: TWI464557B
Application number: TW101134312A
Authority: TW
Inventors: ji ting Chen; Wei Hsiang Hung
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-12-11
Also published as: US10621905B2; US9792843B2; US20180005554A1; TW201413413A; US20140078189A1

Description

負載驅動裝置及灰階電壓產生電路

本發明是有關於一種驅動裝置及電壓產生電路，且特別是有關於一種負載驅動裝置及應用此負載驅動裝置的灰階電壓產生電路。

為了驅動多個負載，習知的負載驅動裝置通常會在其輸出端與負載之間連接開關或多工器，以選擇所要驅動的負載。以運算放大器為例，圖1繪示習知的運算放大器用以驅動多個負載的概要示意圖。請參考圖1，運算放大器100包括單一輸出級110以及除了輸出級110以外的其他內部電路120。內部電路120所提供的驅動訊號經由輸出級110提高其驅動能力後，再輸出至所要驅動的負載。輸出級110可將電流驅動至後端負載，以提供電流或是電壓的需求。因此，為了選擇所要驅動的負載，在圖1中，負載10、20與輸出級110之間分別連接開關SW1、SW2。開關SW1、SW2可供驅動訊號選擇其中一路徑來驅動負載10或負載20。

然而，由於開關SW1、SW2在導通時相當於配置在驅動路徑上的等效電阻，因此對驅動訊號而言，當傳遞至後端負載之前，其驅動能力將因此等效電阻而有所降低。此外，也因為開關SW1、SW2的配置，將造成驅動訊號可能無法以準確的電壓值來驅動負載10或負載20。

本發明提供一種負載驅動裝置，具有多個輸出級，可用以驅動多個負載。

本發明提供一種灰階電壓產生電路，包括多個上述負載驅動裝置，可準確提供灰階電壓。

本發明提出一種負載驅動裝置，用以驅動多個負載。所述負載驅動裝置包括一輸出級模組、一負載驅動模組以及一輸出級選擇模組。輸出級模組包括多個輸出級。每一輸出級分別耦接至對應的其中之一負載。負載驅動模組耦接至輸出級模組，經由輸出級模組輸出一驅動訊號來驅動其中之一負載。輸出級選擇模組耦接在輸出級模組與負載驅動模組之間，根據一選擇訊號來選擇其中之一輸出級，以讓負載驅動模組經由所選擇的輸出級來驅動與所選擇的輸出級耦接的負載。

在本發明之一實施例中，上述之輸出級選擇模組包括多個選擇單元。選擇單元耦接在對應的其中之一輸出級與負載驅動模組之間。每一選擇單元根據選擇訊號被導通，以讓負載驅動模組經由被導通的選擇單元及選擇單元所耦接的輸出級來驅動與輸出級所耦接的負載。

在本發明之一實施例中，上述之選擇單元其中之一導通時，其他選擇單元不導通。

在本發明之一實施例中，上述之負載驅動模組包括一輸入級以及一增益級。輸入級用以接收一輸入訊號，並據此產生一內部訊號。增益級耦接至輸入級，用以接收內部訊號，並據此產生驅動訊號至輸出級模組。

在本發明之一實施例中，上述之輸出級為推挽式(push-pull)輸出級、共源極組態(common source)輸出級或共汲極(common drain)組態輸出級。

本發明提出一種灰階電壓產生電路，包括多個伽瑪電阻串以及多個上述之負載驅動裝置。伽瑪電阻串根據驅動訊號產生多個灰階電壓。負載驅動裝置用以接收不同的伽瑪電壓，並據此產生驅動訊號。負載驅動裝置根據選擇訊號，選擇輸出驅動訊號至其中之一伽瑪電阻串，以讓其中之一伽瑪電阻串產生灰階電壓。

在本發明之一實施例中，對每一負載驅動裝置而言，上述之輸出級選擇模組包括多個選擇單元。選擇單元耦接在對應的其中之一輸出級與負載驅動模組之間。每一選擇單元根據選擇訊號被導通，以讓負載驅動模組經由被導通的選擇單元及選擇單元所耦接的輸出級來驅動與輸出級所耦接的負載。

在本發明之一實施例中，對每一負載驅動裝置而言，上述之選擇單元其中之一導通時，其他選擇單元不導通。

在本發明之一實施例中，對每一負載驅動裝置而言，上述之負載驅動模組包括一輸入級以及一增益級。輸入級用以接收一輸入訊號，並據此產生一內部訊號。增益級耦接至輸入級，用以接收內部訊號，並據此產生驅動訊號至輸出級模組。

在本發明之一實施例中，對每一負載驅動裝置而言，上述之輸出級為推挽式輸出級、共源極組態輸出級或共汲極組態輸出級。

在本發明之一實施例中，上述之每一負載驅動裝置為一具有多重輸出級的運算放大器。

基於上述，在本發明之範例實施例中，負載驅動裝置具有多個輸出級模組，搭配輸出級選擇模組，負載驅動裝置根據選擇訊號來選擇輸出驅動訊號至對應的負載並且驅動之。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖2繪示本發明一實施例之負載驅動裝置的概要示意圖。請參考圖2，本實施例之負載驅動裝置200適於用以驅動多個負載(未繪示)。負載驅動裝置200包括一輸出級模組210、一負載驅動模組220以及一輸出級選擇模組230。在本實施例中，輸出級模組210包括多個輸出級212_1、212_2至212_N。每一輸出級經由其輸出端分別耦接至一對應的負載(未繪示)。舉例而言，輸出級212_1經由其輸出端Aout1耦接至所驅動的負載，輸出級212_2經由其輸出端Aout2耦接至所驅動的負載。其他輸出級與負載的耦接關係當可以此類推。每一輸出級的功用例如是可用來提高其所輸出的驅動訊號的驅動能力。另外，在本實施例中，輸出級212_1至212_N例如是以推挽式輸出級來例示說明，本發明並不對各輸出級的類型加以限制。在其他實施例中，各輸出級可以是共源極組態輸出級或共汲極組態輸出級。

在本實施例中，負載驅動模組220經由輸出級選擇模組230耦接至輸出級模組210，並且提供一驅動訊號至輸出級模組210，以驅動耦接至輸出級模組210的其中之一負載。在本實施例中，輸出級選擇模組230耦接在輸出級模組210與負載驅動模組220之間。輸出級選擇模組230根據一選擇訊號SEL來選擇輸出級模組210中的一輸出級，以讓負載驅動模組220經由所選擇的輸出級來驅動與其耦接的一負載。舉例而言，輸出級選擇模組230例如根據選擇訊號SEL來選擇導通其內部的一訊號傳遞路徑，此訊號傳遞路徑將驅動訊號傳遞至輸出級212_2，以讓負載驅動模組220經由輸出級212_2來驅動與輸出級212_2耦接的負載。

因此，本實施例之負載驅動裝置200具有多重輸出級，搭配輸出級選擇模組230，負載驅動裝置200根據選擇訊號SEL來選擇輸出驅動訊號至對應的負載並且驅動之。是以，在本實施例中，輸出級模組210與各負載之間的訊號傳遞路徑無須配置開關或其他任何形式的選擇單元，可避免因所配置開關或選擇單元而造成訊號驅動能力減弱的問題。

圖3繪示本發明另一實施例之負載驅動裝置的概要示意圖。請參考圖3，本實施例進一步揭露輸出級選擇模組內部的電路實施方式，惟僅用以例示說明，本發明並不限於此。為了簡要說明起見，本實施例之輸出級模組310是以雙輸出級來例示說明，輸出級的數量並不用以限制本發明。

在本實施例中，輸出級模組310包括輸出級312、314，兩者分別用以驅動負載30、40。為了配合輸出級的數量，本實施例的輸出級選擇模組330包括兩個選擇單元332、334。在選擇單元332耦接在輸出級312與負載驅動模組320之間；選擇單元334耦接在輸出級314與負載驅動模組320之間。其他實施例中，輸出級選擇模組330也可包括兩個以上的選擇單元。在本實施例中，選擇訊號包括選擇訊號SEL1、SEL2，每一選擇單元根據選擇訊號來決定導通與否導通，以讓負載驅動模組320經由被導通的選擇單元及其所耦接的輸出級來驅動其中之一負載。

舉例而言，在一驅動期間內，負載驅動裝置300例如要驅動負載30。此時，選擇訊號SEL1會導通耦接在電晶體MP9A的閘極與負載驅動模組320之間的開關，以及耦接在電晶體MN9A的閘極與負載驅動模組320之間的開關，以提供驅動訊號一傳遞路徑，傳遞至輸出級312，從而驅動負載30。另一方面，選擇訊號SEL1B與選擇訊號SEL1互為反相，因此會關閉耦接在電晶體MP9A的閘極與系統電壓之間的開關，以及耦接在電晶體MN9A的閘極與接地電壓之間的開關，以避免系統電壓關閉電晶體 MP9A，以及避免接地電壓關閉電晶體MN9A。在此一驅動期間內，選擇單元334的操作方式與選擇單元332相反，亦即選擇訊號SEL2會關閉耦接在電晶體MP9B的閘極與負載驅動模組320之間的開關，以及耦接在電晶體MN9A的閘極與負載驅動模組320之間的開關，以斷開驅動訊號的傳遞路徑，避免驅動訊號從輸出級314輸出。選擇訊號SEL2B與選擇訊號SEL2互為反相，因此會導通耦接在電晶體MP9B的閘極與系統電壓之間的開關，以及耦接在電晶體MN9B的閘極與接地電壓之間的開關，以讓系統電壓關閉電晶體MP9B，以及讓接地電壓關閉電晶體MN9B。也就是說，選擇單元332、334其中之一導通時，其中之另一選擇單元不導通。此一概念若推廣至包括兩個以上選擇單元的輸出級選擇模組，則其實施態樣例如是選擇單元其中之一導通時，其他選擇單元不導通。

接著，在另一驅動期間內，負載驅動裝置300例如要驅動負載40。此時，選擇單元334的操作方式與選擇單元332在上述驅動期間的操作方式相同，選擇單元332的操作方式與選擇單元334在上述驅動期間的操作方式相同，在此不再贅述。

應注意的是，本實施例之選擇單元、選擇訊號以及輸出級，三者之間的數量並無存在特別關係，選擇單元、選擇訊號以及輸出級的數量可根據實際設計需求進行調整，本發明並不加以限制。

另外，在本實施例中，若負載驅動裝置300是一個具有雙重輸出級的運算放大器，則負載驅動模組320包括一輸入級322以及一增益級324。輸入級322用以接收一輸入訊號，並據此產生一內部訊號。增益級324耦接至輸入級322，用以接收此內部訊號，並據此產生驅動訊號至輸出級選擇模組330。

圖4繪示本發明一實施例之灰階電壓產生電路的概要示意圖。請參考圖4，本實施例之灰階電壓產生電路400包括多個伽瑪電阻串Res1、Res2以及多個如圖3所示之負載驅動裝置300_1至300_4。應注意的是，本實施例之負載驅動裝置並不限於圖3所揭露之電路結構，每一負載驅動裝置例如是一個具有雙重輸出級的運算放大器。

詳細而言，在本實施例中，伽瑪電阻串Res1耦接至負載驅動裝置300_1至300_4的輸出級312_1至312_4，伽瑪電阻串Res2耦接至負載驅動裝置300_1至300_4的輸出級314_1至314_4。伽瑪電阻串Res1、Res2分別根據負載驅動裝置300_1至300_4所提供的驅動訊號來產生多個灰階電壓。在本實施例中，負載驅動裝置300_1至300_4用以接收不同的伽瑪電壓Vr1至Vr4，並據此產生驅動訊號。並且，負載驅動裝置300_1至300_4根據選擇訊號SEL1或SEL2，選擇輸出驅動訊號至伽瑪電阻串Res1、Res2其中之一，以讓伽瑪電阻串Res1或Res2產生灰階電壓。

舉例而言，在選擇訊號SEL1致能時，負載驅動裝置300_1至300_4選擇各自的輸出級312_1至312_4輸出驅動訊號，以根據伽瑪電壓Vr1至Vr4來驅動伽瑪電阻串 Res1產生灰階電壓。類似地，在選擇訊號SEL2致能時，負載驅動裝置300_1至300_4選擇各自的輸出級314_1至314_4輸出驅動訊號，以根據伽瑪電壓Vr1至Vr4來驅動伽瑪電阻串Res2產生灰階電壓。

一般而言，在顯示器驅動裝置的應用中，伽瑪電壓通常需要精準地控制，以避免伽瑪電阻串所產生的灰階電壓偏離原先所設計的電壓值。因此，利用本發明之範例實施例所提供的負載驅動裝置，其輸出級與負載之間無須額外配置任何開關或其他形式的選擇單元，應用在灰階電壓產生電路時，可避免因所配置開關或選擇單元而造成灰階電壓偏離的問題。

綜上所述，在本發明之範例實施例中，負載驅動裝置具有多個輸出級模組。搭配輸出級選擇模組，負載驅動裝置根據選擇訊號來選擇輸出驅動訊號至對應的負載並且驅動之。應用在灰階電壓產生電路時，可避免因額外配置的開關或選擇單元而造成灰階電壓偏離的問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10、20、30、40‧‧‧負載

100‧‧‧運算放大器

110‧‧‧輸出級

120‧‧‧運算放大器的內部電路

200、300、300_1、300_2、300_3、300_4‧‧‧負載驅動裝置

210、310‧‧‧輸出級模組

212_1、212_2、212_N、312、312_1、312_2、312_3、312_4、314、314_1、314_2、314_3、314_4‧‧‧輸出級

220、320‧‧‧負載驅動模組

230、330‧‧‧輸出級選擇模組

322‧‧‧輸入級

324‧‧‧增益級

332、334‧‧‧選擇單元

SEL、SEL1、SEL1B、SEL2、SEL2B‧‧‧選擇訊號

MP9A、MN9A、MP9B、MN9B‧‧‧電晶體

Vr1、Vr2、Vr3、Vr4‧‧‧伽瑪電壓

Res1、Res2‧‧‧伽瑪電阻串

Aout1、Aout2、AoutN‧‧‧輸出級的輸出端

SW1、SW2‧‧‧開關

圖1繪示習知的運算放大器用以驅動多個負載的概要示意圖。

圖2繪示本發明一實施例之負載驅動裝置的概要示意圖。

圖3繪示本發明另一實施例之負載驅動裝置的概要示意圖。

圖4繪示本發明一實施例之灰階電壓產生電路的概要示意圖。

200‧‧‧負載驅動裝置

210‧‧‧輸出級模組

212_1、212_2、212_N‧‧‧輸出級

220‧‧‧負載驅動模組

230‧‧‧輸出級選擇模組

SEL‧‧‧選擇訊號

Aout1、Aout2、AoutN‧‧‧輸出級的輸出端

Claims

一種負載驅動裝置，用以驅動多個負載，該負載驅動裝置包括：一輸出級模組，包括多個輸出級，每一輸出級分別耦接至該些負載對應的其中之一；一負載驅動模組，耦接至該輸出級模組，經由該輸出級模組輸出一驅動訊號來驅動該些負載其中之一；以及一輸出級選擇模組，耦接在該輸出級模組與該負載驅動模組之間，根據一選擇訊號來選擇該些輸出級其中之一，以讓該負載驅動模組經由所選擇的該輸出級來驅動與所選擇的該輸出級耦接的該負載。
如申請專利範圍第1項所述之負載驅動裝置，其中該輸出級選擇模組包括：多個選擇單元，耦接在該些輸出級對應的其中之一與該負載驅動模組之間，其中每一選擇單元根據該選擇訊號被導通，以讓該負載驅動模組經由被導通的該選擇單元及該選擇單元所耦接的該輸出級來驅動與該輸出級所耦接的該負載。
如申請專利範圍第2項所述之負載驅動裝置，其中該些選擇單元其中之一導通時，其他該些選擇單元不導通。
如申請專利範圍第1項所述之負載驅動裝置，其中該負載驅動模組包括：一輸入級，用以接收一輸入訊號，並據此產生一內部訊號；以及一增益級，耦接至該輸入級，用以接收該內部訊號，並據此產生該驅動訊號至該輸出級模組。
如申請專利範圍第1項所述之負載驅動裝置，其中該些輸出級為推挽式輸出級、共源極組態輸出級或共汲極組態輸出級。
一種灰階電壓產生電路，包括：多個伽瑪電阻串，根據一驅動訊號產生多個灰階電壓；以及多個負載驅動裝置，用以接收不同的伽瑪電壓，並據此產生該驅動訊號，各該負載驅動裝置包括：一輸出級模組，包括多個輸出級，每一輸出級分別耦接至該些負載對應的其中之一；一負載驅動模組，耦接至該輸出級模組，經由該輸出級模組輸出一驅動訊號來驅動該些負載其中之一；以及一輸出級選擇模組，耦接在該輸出級模組與該負載驅動模組之間，其中該些負載驅動裝置根據一選擇訊號，選擇輸出該驅動訊號至該些伽瑪電阻串其中之一，以讓該其中之一伽瑪電阻串產生該些灰階電壓。
如申請專利範圍第6項所述之灰階電壓產生電路，其中對每一負載驅動裝置而言，該輸出級選擇模組包括：多個選擇單元，耦接在該些輸出級對應的其中之一與該負載驅動模組之間，其中每一選擇單元根據該選擇訊號被導通，以讓該負載驅動模組經由被導通的該選擇單元及該選擇單元所耦接的該輸出級來驅動與該輸出級所耦接的該負載。
如申請專利範圍第7項所述之灰階電壓產生電路，其中對每一負載驅動裝置而言，該些選擇單元其中之一導通時，其他該些選擇單元不導通。
如申請專利範圍第6項所述之灰階電壓產生電路，其中對每一負載驅動裝置而言，該負載驅動模組包括：一輸入級，用以接收一輸入訊號，並據此產生一內部訊號；以及一增益級，耦接至該輸入級，用以接收該內部訊號，並據此產生該驅動訊號至該輸出級模組。
如申請專利範圍第6項所述之灰階電壓產生電路，其中對每一負載驅動裝置而言，該些輸出級為推挽式輸出級、共源極組態輸出級或共汲極組態輸出級。
如申請專利範圍第6項所述之灰階電壓產生電路，其中每一負載驅動裝置為一具有多重輸出級的運算放大器。