專利名稱：高速視頻信號處理系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種視頻信號處理系統，特別涉及一種具交錯控制的模擬/數字轉換器及調校回路，以增加操作速度及準確度的視頻信號處理系統。
背景技術：
在信號處理系統里，模擬/數字轉換器(Analog To Digital Converter，ADC)被廣泛地使用來將模擬信號轉換為數字信號，隨著高速運作的需求持續(xù)增加，現今研發(fā)廠商無不致力于發(fā)展高速的信號處理系統。
現有模擬/數字轉換器的調校，在工廠交貨前就已完成，然而，模擬/數字轉換器開始使用后，其性能表現就會隨之開始衰退。在視頻信號處理系統中，如電視、數字電視等，模擬/數字轉換器的性能表現及正確性對幀顯示非常重要，而現有視頻信號處理系統無法避免模擬/數字轉換器性能表現下降的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明揭露一種高速視頻信號處理系統，其包含有接收端，用以接收模擬信號；多個模擬/數字轉換器，電連于接收端，用以根據多個控制信號，將接收端所接收的模擬信號轉換為數字信號；以及交錯控制器，電連于所述模擬/數字轉換器，用以產生所述控制信號以根據預設順序選擇性地使能所述模擬/數字轉換器；調?？刂颇K，用以產生控制信號以進行模擬/數字轉換器的調校。


圖1顯示本發(fā)明第一實施例高速視頻信號處理系統的功能方塊圖。
圖2顯示圖1的模擬/數字轉換器交錯取樣及轉換的示意圖。
圖3、4、5、6、7、8、9顯示圖1的視頻信號處理系統的取樣幀對應于模擬/數字轉換器的像素位圖。
圖10顯示本發(fā)明第二實施例具有調?；芈返母咚僖曨l信號處理系統的功能方塊圖。
圖11顯示本發(fā)明第三實施例高速/高準確度的視頻信號處理系統的功能方塊圖。
附圖符號說明100、800、900視頻信號處理系統102、802、902電容104、804、806、808、810、812、904、906、908、910、912開關106、814、914參考電壓產生器108、110、820、822、920、922模擬/數字轉換器112、824、924交錯控制器SEL_A、SEL_B選擇信號HSYNC水平同步信號VSYNC垂直同步信號Vin輸入信號V_clamp鉗位電壓DOUT_A、DOUT_B數字信號816、818、916、918增益及偏移量粗調器826、926調校邏輯模塊928、930數位乘法器932、934數位加法器SW_CAL、SW_C1、SW_C2、SW_g0、SW_g1信號GAIN_A、GAIN_B、OFFS_A、OFFS_B、DGAIN_A、DGAIN_B、DOFFS_A、DOFFS_B控制信號具體實施方式
圖1顯示本發(fā)明第一實施例高速視頻信號處理系統100的功能方塊圖，包含電容102、開關104、參考電壓產生器106、模擬/數字轉換器108、110及交錯控制器(Interleaving Controller)112。電容102為直流電平儲存器，用以將輸入信號Vin的直流電平平移至模擬/數字轉換器108、110的內部操作電壓范圍；開關104在視頻空白區(qū)間將參考電壓產生器106產生的鉗位電壓V_clamp傳送至電容102，用以將輸入信號Vin的直流電平平移；模擬/數字轉換器108、110受控于交錯控制器112所輸出的選擇信號SEL_A、SEL_B，依序將所接收的模擬信號轉換為數字信號DOUT_A、DOUT_B；交錯控制器112較佳地根據水平同步信號HSYNC及垂直同步信號VSYNC，依序使能模擬/數字轉換器108及110，啟動模擬/數字轉換器108及110的順序可適當改變；通過交錯啟動模擬/數字轉換器108、110以執(zhí)行信號取樣及轉換，視頻信號處理系統100可達到兩倍的轉換速度。
圖2顯示模擬/數字轉換器108、110交錯取樣及轉換的示意圖；藉由模擬/數字轉換器108及110交錯取樣及轉換的方式，視頻信號處理系統100可依序轉換輸入信號Vin，從而達到兩倍的信號處理速度。
在圖1中，交錯控制器112可執(zhí)行不同的交錯控制，以去除因模擬/數字轉換器108、110不匹配時，進行交錯轉換所產生的不正常圖樣(如條紋)。首先，圖3顯示視頻信號處理系統100的取樣幀對應于模擬/數字轉換器108及110的像素位圖；模擬/數字轉換器108取樣奇數像素，而模擬/數字轉換器110取樣偶數像素；在此情形下，若模擬/數字轉換器108與110不匹配時，會在幀中產生垂直條紋及肉眼可見的閃爍。
接下來，圖4顯示視頻信號處理系統100的取樣幀，以單網線交錯控制模擬/數字轉換器108及110的啟始所對應于的像素位圖；奇數網線的取樣由模擬/數字轉換器108開始，而偶數網線的取樣由模擬/數字轉換器110開始；藉由上述單網線交錯控制，若發(fā)生模擬/數字轉換器108與110不匹配將對肉眼較不敏感。
圖5顯示視頻信號處理系統100的取樣幀，以雙網線交錯控制模擬/數字轉換器108及110的啟始所對應于的像素位圖。網線1、2、5、6的取樣由模擬/數字轉換器108開始，而網線3、4、7、8的取樣由模擬/數字轉換器110開始；亦即，交錯控制器112每兩網線即更換啟始取樣像素為模擬/數字轉換器108或110。
交錯控制器112較佳地利用幀(by frames)交錯控制模擬/數字轉換器108及110的啟始；對于連續(xù)的幀，肉眼可視為低通濾波器。因此，當采用幀交錯控制時，模擬/數字轉換器108與110的不匹配所造成的像素差異被均化，而對肉眼較不敏感。舉例來說，圖6及圖7顯示視頻信號處理系統100的取樣幀，以單幀及單網線(one frame/one line)交錯控制模擬/數字轉換器108及110的啟始所對應于的像素位圖；圖6為奇數幀的位圖，而圖7為偶數幀的位圖；此外，圖8及圖9顯示視頻信號處理系統100的取樣幀，以雙幀及單網線交錯控制模擬/數字轉換器108及110的啟始所對應于的像素位圖；圖8為每兩間隔幀的位圖，而圖9為另外兩間隔幀的位圖。
上述的交錯控制在此供說明之用，而不欲限制本發(fā)明，交錯控制器112亦可根據不同的需求采用不同的交錯控制，熟悉此技藝人士當可做出各種可能變化，而不跳脫本發(fā)明的精神范疇。
通過上述交錯啟動模擬/數字轉換器的架構來提升轉換速率，模擬/數字轉換器之間的匹配性變得很重要。由于模擬/數字轉換器開始使用后，模擬/數字轉換器的性能表現就會隨之開始衰退，使得模擬/數字轉換器的調校變得非常重要。因此，本發(fā)明另提供具有調?；芈返母咚僖曨l信號處理系統。
圖10顯示本發(fā)明第二實施例具有調校回路的高速視頻信號處理系統800的功能方塊圖，包含電容802、開關804、806、808、810、812、參考電壓產生器814、增益及偏移量粗調器816、818、模擬/數字轉換器820、822、交錯控制器824及調校邏輯模塊826；電容802為直流電平儲存器，用以將輸入信號Vin的直流電平平移至模擬/數字轉換器820、822的內部操作電壓范圍；開關806將參考電壓產生器814產生的鉗位電壓V_clamp傳送至至電容102，用以將輸入信號Vin的直流電平平移；當執(zhí)行調校時，調校邏輯模塊826以信號SW_CAL、SW_C1、SW_C2、SW_g0及SW_g1控制開關804、806、808、810及812的開啟或關閉，以傳送內部調校的參考電壓，并根據模擬/數字轉換器820、822輸出的信號計算出增益或偏移量誤差，產生控制信號GAIN_A、GAIN_B、OFFS_A及OFFS_B來控制以輸出至增益及偏移量粗調器816、818，從而調整增益及偏移量的電平以補償模擬/數字轉換器820、822的增益或偏移量誤差；模擬/數字轉換器820、822根據交錯控制器824輸出選擇信號SEL_A、SEL_B，依序將所接收的模擬信號轉換為數字信號DOUT_A、DOUT_B；交錯控制器824根據水平同步信號HSYNC及垂直同步信號VSYNC，依序使能模擬/數字轉換器820及822，并可適時改變啟動模擬/數字轉換器820及822的順序。通過交錯啟動模擬/數字轉換器820、822以執(zhí)行信號取樣及轉換，視頻信號處理系統800可達到兩倍的轉換速度，而視頻信號處理系統800的調?；芈房蓤?zhí)行增益及偏移量的調校并減少模擬/數字轉換器820與822的不匹配。因此，視頻信號處理系統800可藉交錯控制模擬/數字轉換器820、822的使能而達到較高速度，并藉動態(tài)調校回路達到更高的準確度。
圖11顯示本發(fā)明第三實施例高速/高準確度的視頻信號處理系統900的功能方塊圖，包含電容902、開關904、906、908、910、912、參考電壓產生器914、增益及偏移量粗調器916、918、模擬/數字轉換器920、922、交錯控制器924、調校邏輯模塊926、數字乘法器928、930及數位加法器932、934。關于視頻信號處理系統900的粗調及信號轉換運作方式與圖8所示的視頻信號處理系統800相似，在此不贅述。相較于視頻信號處理系統800，視頻信號處理系統900另包含微調模塊，其較佳地包含數字乘法器928、930及數字加法器932、934，數字乘法器928、930可根據調校邏輯模塊926輸出的控制信號DGAIN_A、DGAIN_B，將模擬/數字轉換器920、922的輸出信號乘以一值，以補償模擬/數字轉換器920、922輸出的數字信號的增益誤差；同樣地，數字加法器932、934可根據調校邏輯模塊926輸出的控制信號DOFFS_A、DOFFS_B，將數字乘法器928、930的輸出信號加上一值，以補償模擬/數字轉換器920、922輸出的數字信號的偏移量誤差；藉由數字乘法器及數字加法器良好的線性特性，些微的增益及偏移量誤差亦可被補償，從而提高模擬/數字轉換器的匹配度。
簡言之，電連于模擬/數字轉換器的調?；芈房梢詼p少模擬/數字轉換器間的增益及偏移量不匹配，而像素、網線或幀的交錯控制則可去除模擬/數字轉換器交錯轉換所產生的不正常圖樣(如條紋)。
在本發(fā)明中，上述的視頻信號處理系統中亦可包含超過兩個的模擬/數字轉換器；利用更多交錯啟動的模擬/數字轉換器，本發(fā)明可達到更高的操作速度，從而應付某些特殊的應用。
綜上所述，本發(fā)明視頻信號處理系統可藉交錯控制模擬/數字轉換器達到高速信號轉換，并藉粗調器、微調器及調校邏輯模塊所形成的調?；芈?，達到高準確的轉換，從而增加運作效率及減少生產成本。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種高速視頻信號處理系統，其包含有一接收端，用以接收一模擬信號；多個模擬/數字轉換器，電連于該接收端，用以根據多個控制信號，將該接收端所接收的模擬信號轉換為數字信號；以及一交錯控制器，電連于所述模擬/數字轉換器，用以產生所述控制信號以根據一預設順序選擇性地使能所述模擬/數字轉換器。
2.如權利要求1所述的高速視頻信號處理系統，其另包含一去耦合電容，介于該接收端與所述模擬/數字轉換器之間，用以將該接收端所接收的模擬信號的電平平移至一內部操作范圍。
3.如權利要求1所述的高速視頻信號處理系統，其另包含一鉗位開關，電連于所述模擬/數字轉換器的輸入端。
4.如權利要求3所述的高速視頻信號處理系統，其另包含一鉗位電壓產生器，用以通過該鉗位開關提供一鉗位電壓。
5.如權利要求1所述的高速視頻信號處理系統，其另包含一開關模塊，介于該接收端與所述模擬/數字轉換器之間，用以根據多個控制信號，傳輸所接收的信號及參考電壓；以及一參考電壓產生器，電連于該開關模塊，用以提供參考電壓。
6.如權利要求5所述的高速視頻信號處理系統，其另包含多個粗調器，介于該開關模塊與所述模擬/數字轉換器之間，用以粗調輸入至所述模擬/數字轉換器的信號；以及一調校邏輯模塊，用以根據所述模擬/數字轉換器輸出的信號，計算出模擬/數字轉換器的誤差，并控制該開關模塊及所述粗調器，以補償所述模擬/數字轉換器的輸出信號的誤差。
7.如權利要求6所述的高速視頻信號處理系統，其中，所述粗調器的每一粗調器包含有一模擬增益調整器，用以根據該調校邏輯模塊輸出的一第一控制信號，粗調所接收的信號的增益電平；以及一模擬偏移量調整器，用以根據該調校邏輯模塊輸出的一第二控制信號，粗調所接收的信號的直流電平。
8.如權利要求5所述的高速視頻信號處理系統，其另包含多個微調器，電連于所述模擬/數字轉換器的輸出端，用以微調所述模擬/數字轉換器的輸出信號；以及一調校邏輯模塊，用以根據所述微調器輸出的信號，控制該開關模塊及所述微調器，以補償所述模擬/數字轉換器的輸出信號的誤差。
9.如權利要求8所述的高速視頻信號處理系統，其中，所述微調器的每一微調器包含有一數字乘法器，用以將所接收的數字信號乘以該調校邏輯模塊所輸出的一值，以補償所述模擬/數字轉換器所輸出的信號的增益誤差；以及一數字加法器，用以將所接收的數字信號加上該調校邏輯模塊所輸出的一值，以補償所述模擬/數字轉換器所輸出的信號的偏移量誤差。
10.如權利要求1所述的高速視頻信號處理系統，其中，該交錯控制器根據該預設順序選擇性地使能所述模擬/數字轉換器，以響應于一水平同步信號及一垂直同步信號。
全文摘要
一種高速視頻信號處理系統，包含有接收端，用以接收模擬信號；多個模擬/數字轉換器，電連于該接收端，用以根據多個控制信號，將接收端所接收的模擬信號轉換為數字信號；以及交錯控制器，電連于所述模擬/數字轉換器，用以產生所述控制信號以根據預設順序選擇性地使能所述模擬/數字轉換器。
文檔編號H03M1/12GK1705342SQ20051007548
公開日2005年12月7日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權日2004年6月2日
發(fā)明者史德立, 楊家銘, 呂志勛 申請人:晨星半導體股份有限公司