專利名稱：同步信號擷取器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示(display)系統(tǒng)，尤其是涉及一種同步信號擷取器，以 解決同步在綠(synchronization on green , SOG)與同步在亮度 (synchronization on luma, SOY)電路中，直流電壓(DC voltage)因為工藝 或溫度變化所產(chǎn)生的飄移(drift)現(xiàn)象。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)顯示系統(tǒng)的模擬前端裝置包含一同步在綠電路，其用來依據(jù)一同步 在綠信號以擷取出 一混合同步信號，該混合同步信號包含一水平同步信號 (horizontal synchronization) HS 與 垂 直 同 步 (vertical synchronization) VS。
圖1為一傳統(tǒng)同步在綠電路的架構(gòu)示意圖。圖2A為SOG信號的示意圖。 圖2B為經(jīng)過直流電平重建的SOG信號、混合同步信號HS+VS與箝位信號CP 的示意圖。
參考圖1 ,'同步在綠電路100由一 N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管 (NM0S)110、 一電阻120以及一比較器(comparator) 130所組成。同步在綠電 路100的節(jié)點A在接收SOG信號之前通常會設(shè)置一個電容140，用以去除SOG 信號的直流電壓部分。設(shè)置同步在綠電路100的目的是要擷取出SOG信號中 的同步信號，也就是將圖2A中的凹槽部分取出，最簡單的方式就是利用一 比較器。同步在綠電路100要利用比較器130作SOG信號電平與參考電壓VB2 的比較時，由于SOG信號的電壓與電流的范圍有正有負(如圖2A中的-300mV 到750mV),因此必須先拉抬SOG信號的直流電平，也就是SOG信號的整體電 壓必須都大于或等于0。以圖2B為例，原始SOG信號的電壓范圍介于 -300mV-750mV，經(jīng)過直流電平重建的SOG信號的電壓范圍則介于0-1. 05V， 此時若將比較器130的比較電壓VB2設(shè)定在0-300mV之間，就能輕易的將混 合同步信號HS+VS取出。其中，晶體管110的柵極電壓連接至一固定電壓VB1 (假設(shè)為0. 5V),使得晶體管110在SOG信號中的凹槽部分抵達時得以導(dǎo)通(turn on),所以此時節(jié)點A的電平提高，導(dǎo)致同步信號HS+VS的電平上升； 而在非凹槽部分抵達時則得以關(guān)閉(turn off)，此時節(jié)點A的電平由于電阻 120的放電效應(yīng)而降低，導(dǎo)致同步信號HS+VS的電平下降。故節(jié)點A的直流 電壓電平由晶體管110、電容140與電阻120在充電和放電平衡之后所決定， 因此電路100的箝位模式一般被稱為自動箝位模式。
一般而言，集成電路(integrated circuit, IC)內(nèi)部通?？煞譃閿?shù)字電 路及模擬電路，數(shù)字電路正常不具飄移現(xiàn)象，然而模擬電路則具有飄移現(xiàn)象， 例如IC與IC間存在有工藝漂移，故電壓會隨著溫度變化而變化，頻率也會 隨溫度變化而變化。在顯示系統(tǒng)控制器(包含上述液晶顯示控制器與視頻譯 碼器)的應(yīng)用上，使用者會希望系統(tǒng)在剛開機的時候(溫度較低)和使用過一 段時間之后(溫度較高)，系統(tǒng)的特性要能維持一樣，例如顯示的顏色要一致、 模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器的最佳取樣點也要一致，這意味著箝位器、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn) 換器、同步處理暨時鐘產(chǎn)生器、SOG或一般的SOY電路及其它相關(guān)電路不可 以有飄移現(xiàn)象。雖然，上述同步在綠電路100的架構(gòu)非常簡單所需的面積與 成本均低，但是其電路中最重要的節(jié)點A上的直流電壓電平不易控制，容易 隨著工藝或溫度變化產(chǎn)生飄移現(xiàn)象，使得經(jīng)過重建的SOG信號的直流電平上 下移動，造成擷取出的混合同步信號HS+VS往前往后飄。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述問題，本發(fā)明的主要目的為提供一種同步信號擷取器，以解 決顯示系統(tǒng)中因為工藝或溫度變化所產(chǎn)生熱飄移的現(xiàn)象。
為達到上述目的，本發(fā)明同步信號擷取器包含一晶體管、 一電阻、 一箝 位器、 一模擬復(fù)用器以及一比較器，其接收一個內(nèi)含同步信號的影像模擬信 號，并產(chǎn)生一混合同步信號。晶體管的一端連接至一固定電壓，另一端定義 為第一輸入節(jié)點，并接收該內(nèi)含同步信號的影像模擬信號。電阻的一端連接 至第一輸入節(jié)點，另一端接地。箝位器則用以重建該影像模擬信號的直流電 壓電平，其輸出端定義為第二輸入節(jié)點。模擬復(fù)用器分別接收兩個輸入節(jié)點 的電壓，并根據(jù)一模式選擇信號，選擇兩個輸入節(jié)點其中之一的電壓通過模 擬復(fù)用器的輸出端輸出。比較器比較模擬復(fù)用器的輸出端電壓與 一 比較電壓 的大小，以產(chǎn)生混合同步信號。其中，在開機時，模擬復(fù)用器選擇第一輸入 節(jié)點的電壓輸出。在本發(fā)明的一實施例中，箝位器利用一開關(guān)連接一重建電壓來實施，開 關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)閉由箝位信號所控制。
本發(fā)明的另一個目的為提供一種模擬前端裝置。模擬前端裝置用以接收 一個內(nèi)含同步信號的影像模擬信號、兩個不含同步信號的影像模擬信號，并 產(chǎn)生三個數(shù)字信號。模擬前端裝置包含一能隙電壓參考電路、 一同步處理暨 時鐘產(chǎn)生器、三個相同的轉(zhuǎn)換電路、 一個同步信號擷取器。能隙電壓參考電 路用來產(chǎn)生一參考電壓，同步信號擷取擷取器則用以接收內(nèi)含同步信號的影 像模擬信號，以產(chǎn)生混合同步信號。同步處理暨時鐘產(chǎn)生器接收混合同步信 號之后，產(chǎn)生一周期性的時鐘信號與一箝位信號。每一個轉(zhuǎn)換電路包含一箝 位器、 一輸入緩沖區(qū)、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器。箝位器接收影^象模擬信號，并重 建該影像模擬信號的直流電平，以產(chǎn)生一重建后的信號。輸入緩沖區(qū)則根據(jù) 參考電壓將該重建后信號緩沖之后輸出。模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器根據(jù)時鐘信號， 將輸入緩沖區(qū)的輸出信號轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號。
本發(fā)明的又一個目的為提供一種同步信號產(chǎn)生電路。該同步信號產(chǎn)生電
路，包含 一第一箝位電路，用以提供一第一直流電壓電平； 一第二箝位電 路，用以提供一第二直流電壓電平； 一切換電路，耦接該第一箝位電路及該 第二箝位電路，用以依據(jù)一控制信號來輸出該第一直流電壓電平或該第二直 流電壓電平；以及一比較器，耦接該切換電路并接收該第一直流電壓電平或 該第二直流電壓電平，該比較器比較一模擬信號及一參考信號，以產(chǎn)生一同 步信號。
在混合水平同步信號模式下，電路因尚未有同步信號HS,因此本發(fā)明 在剛開機的時候(溫度較低)，先用已知同步在綠(或同步在亮度)電路擷取出 混合同步信號HS+VS (自動箝位模式)，以便其它電路據(jù)此產(chǎn)生同步信號HS 以及箝位信號。之后，利用模式選擇信號將自動箝位模式禁能，并將模擬復(fù) 用器切換至強制箝位模式，此時因為箝位器的輸出電壓為使用者所設(shè)定，不 是由工藝所設(shè)定，故直流電壓值較容易控制，不易隨著工藝、溫度變化等飄 移。


圖1為一傳統(tǒng)同步在綠電路的架構(gòu)示意圖。 圖2A為SOG信號的示意圖。圖2B為經(jīng)過直流電平重建的S0G信號、混合同步信號與箝位信號的示 意圖。
圖3為本發(fā)明同步信號擷取器的架構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明的一實施例的架構(gòu)示意圖。
圖5是本發(fā)明模擬前端裝置的方塊圖。
圖6為本發(fā)明同步信號產(chǎn)生電路的架構(gòu)示意圖。
附圖符號說明 100同步在綠電路
110 N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管120電阻
130比較器 140電容器
300、 400同步信號擷取器
310晶體管
330模擬復(fù)用器
410開關(guān)
500模擬前端裝置
320、 501、 511、 521、 610箝位器
502、 512、 522輸入緩沖區(qū)
503、 513、 523模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器 530能隙電壓參考電路
540同步處理暨時鐘產(chǎn)生器 560、 570、 580轉(zhuǎn)換電路 600同步信號產(chǎn)生電路 630切換電路
具體實施例方式
圖3為本發(fā)明同步信號擷取器的架構(gòu)示意圖。本發(fā)明同步信號擷取器 300接收一個內(nèi)含同步信號的影像模擬信號(SOG或SOY信號)，并產(chǎn)生一混 合同步信號HS+VS。同步信號擷取器300包含一晶體管310、 一電阻120、 一 箝位器320、 一模擬復(fù)用器330以及一比較器130。晶體管310的一端連接 至一固定電壓VBl,另一端定義為輸入節(jié)點A,并接收該內(nèi)含同步信號的影像模擬信號。電阻120的一端連接至節(jié)點A，另一端接地。箝位器320則用 以重建該影像模擬信號的直流電壓電平，其輸出端定義為節(jié)點B。模擬復(fù)用 器330接收節(jié)點A與節(jié)點B的電壓，并根據(jù)一模式選擇信號MD,選擇兩個節(jié) 點A、 B其中之一的電壓輸出。比較器130比較模擬復(fù)用器330的輸出端電 壓與一比較電壓VB2的大小，以產(chǎn)生混合同步信號HS+VS。其中，在開機時， 模擬復(fù)用器3 30選擇節(jié)點A的電壓輸出。
本發(fā)明的特色是在傳統(tǒng)同步在綠(SOG)電路或同步在亮度(SOY)電路 中加入一個箝位器320來重建SOG或SOY信號的直流電壓電平(以下稱之為 強制箝位模式)，并利用模式選擇信號MD控制模擬復(fù)用器330來做已知技術(shù) 中所提的自動箝位與強制箝位兩種模式的切換。 一開始在混合水平同步信號 模式下，電路尚未有同步信號HS,因此本發(fā)明在剛開機的時候(溫度較低、 電路較穩(wěn)定)，先用已知電路(晶體管310與電阻120)重建SOG或SOY信號 的直流電壓電平，并利用比較器130將混合同步信號HS+VS擷取出來(自動 箝位模式)，以便同步處理器據(jù)此產(chǎn)生同步信號HS、 VS以及箝位信號CP。待 使用過一段時間之后(溫度較高，有熱飄移的時候)，即可利用模式選擇信號 MD將模擬復(fù)用器330切換至強制箝位模式，利用箝位器320穩(wěn)定的輸出電壓 重建SOG或SOY信號的直流電壓電平。因為箝位器320的特色在于其輸出電 壓為使用者所設(shè)定，不是由工藝所設(shè)定，故SOG或SOY信號的直流電壓值較 容易控制，不易隨著工藝、溫度變化等飄移。本實施例中，只要滿足一預(yù)設(shè) 條件(例如經(jīng)過一段時間或溫度改變達到一默認值)，即可產(chǎn)生該模式選擇 信號MD,以控制該模擬復(fù)用器330,由于模式選擇信號MD的產(chǎn)生是本領(lǐng)域 技術(shù)人員所已知，在此不予贅述。
圖4為本發(fā)明的一實施例的架構(gòu)示意圖。
參考圖2B與圖4，同步信號擷取器400包含一 N溝道金屬氧化物半導(dǎo) 體晶體管110、 一電阻120、 一箝位器320、 一模擬復(fù)用器330以及一比較器 130。其中，箝位器320利用一開關(guān)410連接一重建電壓VB3來實施，開關(guān) 410的導(dǎo)通或關(guān)閉是由圖2B中的箝位信號CP(即圖4中的信號CP)所控制。 同時，由于同步信號擷取器400的電壓與電流必須都大于或等于0，因此要 利用比較器130作比較時，比較電壓VB2與重建電壓VB3的關(guān)系必須為
(-300 mV+VB3)< VB2 < VB3,其中VB3^ 300 mV。
圖3中的晶體管310有三種實施樣態(tài)第一種實施樣態(tài)如圖4中是以N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管110來實施，其漏極連接至電壓源VDD,柵極 連接至該固定電壓VBl,源極定義為該輸入節(jié)點A。第二種實施樣態(tài)是以NPN 雙載子接面晶體管(bipolar junction transistor)來實施(圖中未顯示)， 其集極(collector)連接至電壓源VDD,基極(base)連接至該固定電壓VB1, 射極(emitter)定義為輸入節(jié)點A。第三種實施樣態(tài)是以PN 二極管(diode) 來實施(圖中未顯示)，其P端連接至固定電壓VB1， N端定義為節(jié)點A。晶 體管310的三種實施樣態(tài)必須搭配其相對應(yīng)的固定電壓VB1來實施，使得晶 體管在SOG信號中的凹槽部分抵達時得以導(dǎo)通(turn on)，而在非凹槽部分 抵達時則得以關(guān)閉(turn off),故節(jié)點A的直流電壓電平由晶體管110、電 容140與電阻120的充電和放電所決定。圖4中的電阻120、模擬復(fù)用器330 以及比較器130的結(jié)構(gòu)與運作方式已于上述提及，不再贅言。
圖5是本發(fā)明模擬前端裝置的方塊圖。本發(fā)明的模擬前端裝置500采用 本發(fā)明的同步信號擷取器300來實施，藉以達到較已知模擬前端裝置更好的 效果。該模擬前端裝置500用以接收一個內(nèi)含同步信號的影像模擬信號 S0G/S0Y、兩個不含同步信號的影像模擬信號R、 B/Pr、 Pb,并產(chǎn)生三個數(shù)字 信號D1、 D2、 D3。模擬前端裝置500包含一能隙電壓參考電路530、 一同步 處理暨時鐘產(chǎn)生器540、三個相同的轉(zhuǎn)換電路550、 560、 570 —個同步信號 擷取器300。能隙電壓參考電路530用來產(chǎn)生一參考電壓Vref,同步信號擷 取器300則用以接收內(nèi)含同步信號的影像模擬信號SOG/SOY，以產(chǎn)生混合同 步信號HS+VS,其功能與結(jié)構(gòu)已于圖3說明，不再重復(fù)。同步處理暨時鐘產(chǎn) 生器540接收混合同步信號HS+VS之后，產(chǎn)生一周期性的時鐘信號CLK與一 箝位信號CP。三個轉(zhuǎn)換電路550、 560、 570，每一個轉(zhuǎn)換電路包含一箝位器 501(511、 521)、 一輸入緩沖區(qū)502 (512、 522)、模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器503 (513、 523)。以液晶顯示控制器所用的模擬前端裝置為例，三個轉(zhuǎn)換電路550、 570、 560分別接收R、 SOG (G+HS+VS) 、 B三個影像模擬信號之后，產(chǎn)生三個數(shù)字信 號D1、 D2、 D3。以視頻譯碼器所用的模擬前端裝置為例，三個轉(zhuǎn)換電路550、 570、 560分別接收Pr、 SOY (Y+HS+VS) 、 Pb三個影像模擬信號之后，產(chǎn)生三 個數(shù)字信號D1、 D2、 D3。箝位器501(511、 521)接收一影像模擬信號，并重 建該影像^t擬信號的直流電平，以產(chǎn)生一重建后信號。輸入緩沖區(qū)502 (512、 522)則根據(jù)參考電壓Vref將該重建后信號緩沖之后輸出。模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換 器503 (513、 523),根據(jù)時鐘信號CLK，將輸入緩沖區(qū)502 (512、 522)的輸出信號轉(zhuǎn)換成一數(shù)字信號。
圖6為本發(fā)明同步信號產(chǎn)生電路的架構(gòu)示意圖。本發(fā)明同步信號產(chǎn)生電
路600接收一個內(nèi)含同步信號的影像模擬信號(SOG或SOY信號)，并產(chǎn)生一 同步信號HS+VS。同步信號擷取器產(chǎn)生電路600包含兩個箝位器320、 610、 一切換電路630以及一比較器130。箝位器320用以提供一直流電壓電平VI, 箝位器610則用以提供一直流電壓電平V2,切換電路630分別耦接至兩個箝 位器320、 610,用以依據(jù)一模式選擇信號MD來輸出直流電壓電平V1或直流 電壓電平V2。比較器130比較切換電路630的輸出端電壓及比較電壓VB2， 以產(chǎn)生一同步信號HS+VS。其中，箝位器610可利用一晶體管IIO與一電阻 120來實施，晶體管110耦接于工作電壓VDD、 一固定電壓VB1及切換電路 630的間，而電阻120則耦接于晶體管IIO及接地電壓之間。
就業(yè)界觀察一般的顯示系統(tǒng)控制器而言，具有同步在綠電路的液晶顯示 控制器、以及具有同步在亮度電路的視頻譯碼器的熱飄移狀況最為明顯。當 同步在綠電路或同步在亮度電路發(fā)生熱飄移時，其中的直流電平就會上下移 動，使得水平同步信號HS改變、甚至造成最佳取樣點的改變，進而導(dǎo)致畫 面的晃動或不穩(wěn)定。因此將本發(fā)明應(yīng)用在具有同步在綠電路的液晶顯示控制 器以及具有同步在亮度電路的視頻譯碼器的改善效果也最為顯著，可以解決 或避免顯示系統(tǒng)中因為工藝或溫度變化所產(chǎn)生熱飄移的現(xiàn)象。
以上雖以實施例說明本發(fā)明，但并不因此限定本發(fā)明的范圍，只要不脫 離本發(fā)明的要旨，該行業(yè)者可進行各種變形或變更。
權(quán)利要求
1. 一種同步信號產(chǎn)生電路，包含一第一箝位電路，用以提供一第一直流電壓電平；一第二箝位電路，用以提供一第二直流電壓電平；一切換電路，耦接該第一箝位電路及該第二箝位電路，用以依據(jù)一控制信號來輸出該第一直流電壓電平或該第二直流電壓電平；以及一比較器，耦接該切換電路并接收該第一直流電壓電平或該第二直流電壓電平，該比較器比較一模擬信號及一參考信號，以產(chǎn)生一同步信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該第二直流電壓電平 實質(zhì)上固定不變。
3. 如權(quán)利要求2項所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該模擬信號的直流 電平由該第一直流電壓電平或該第二直流電壓電平來決定。
4. 如權(quán)利要求3所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該參考信號的直流電 壓電平小于該第二直流電壓電平。
5. 如權(quán)利要求4所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該同步信號包含一水平同步信號及一垂直同步信號的至少其中之一。
6. 如權(quán)利要求5所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該第一箝位電路包含 一晶體管，耦接于一固定電壓及該切換電路之間；以及一電阻，耦接于該晶體管及一參考電平之間。
7. 如權(quán)利要求5所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該第二箝位電路包含 一開關(guān)，耦接于一固定電壓及該切換電路之間，該開關(guān)依據(jù)一箝位信號來決定是否輸出該固定電壓至該切換電路。
8. 如權(quán)利要求5所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該切換電路是一模擬 復(fù)用器。
9. 如權(quán)利要求5所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該同步信號產(chǎn)生電路包含于一模擬前端裝置內(nèi)。
10. 如權(quán)利要求5所述的同步信號產(chǎn)生電路，其中該模擬信號是一影像模擬信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種同步信號擷取器，包含一晶體管、一電阻、一箝位器、一模擬復(fù)用器以及一比較器。在混合水平同步信號模式下，剛開機時，電路因尚未有同步信號HS，因此本發(fā)明先用已知電路擷取出混合同步信號，以便其它電路據(jù)此產(chǎn)生同步信號以及箝位信號。之后，利用模式選擇信號將模擬復(fù)用器切換至強制箝位模式，此時因為箝位器的輸出電壓為使用者所設(shè)定，不是由工藝所設(shè)定，故直流電壓值較容易控制，不易隨著工藝、溫度變化等飄移。
文檔編號H03K5/22GK101415070SQ20071018026
公開日2009年4月22日 申請日期2007年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月16日
發(fā)明者周裕彬, 蔡瑞原, 陳思平 申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司