專利名稱：數(shù)模轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，尤其涉及能夠直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載電容而無需在轉(zhuǎn)換器與 負(fù)載之間提供緩沖放大器的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。這樣的轉(zhuǎn)換器稱為"無緩沖"轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
在液晶顯示器(LCD)中，將液晶材料層夾在兩個(gè)電極(在透射式液晶顯示 器的情形中其兩者均是透明的)之間。在工作中，向這些電極分別施加第一和第 二電壓，并且液晶材料的狀態(tài)由第一電壓與第二電壓之差的絕對(duì)值來支配。液晶材 料的狀態(tài)控制有多少光穿過液晶顯示器，并由此控制亮度。
液晶顯示器一般包括可獨(dú)立尋址的圖像元素或即"像素"的極性。在有源矩 陣LCD中， 一個(gè)電極通常是為所有像素所共用的("共電極"或"對(duì)電極")， 而另一個(gè)電極被圖案化成定義可獨(dú)立尋址電極的極性，這些電極中的每一個(gè)即對(duì)應(yīng) 于像素("像素電極")。像素的簡(jiǎn)化圖在

圖1中示出。VCOM代表向該像素的 對(duì)電極l施加的電壓，而源極線SL、柵極線GL和像素晶體管3控制向該像素的 像素電極2施加的電壓。簡(jiǎn)言之，合適的驅(qū)動(dòng)電壓由顯示驅(qū)動(dòng)器DD向源極線SL 施加并由合適的驅(qū)動(dòng)電路(圖1中未示出)向柵極線GL施加。向連接至像素晶體 管的柵極的柵極線GL施加合適的電壓以使像素晶體管導(dǎo)通。在像素晶體管3導(dǎo)通 著時(shí)，像素晶體管是連接至源極線SL的并且可以通過向源極線施加合適的電壓來 尋址該像素。
為防止顯示器中液晶材料的長(zhǎng)期退化，必須將液晶材料在其每次刷新(這一 般每秒發(fā)生50-60次)時(shí)驅(qū)動(dòng)到交替的正負(fù)電壓，如此使得跨于液晶材料上的時(shí)間 平均dc電壓為0。
考慮常白LCD，其中
■"白色電壓"(要給出100%的光透射則必須跨于液晶材料上施加的電壓)， Vw= IV
"黑色電壓"(要給出0%的光透射則必須跨于液晶材料上施加的電壓)，
5VB = 3V
在本示例中，以兩種方式之一就可達(dá)成跨于液晶材料上的交替電壓 可令對(duì)電極電壓VCOM固定，并且可以將向像素電極施加的電壓V像素交替 地驅(qū)動(dòng)到該固定值以上和以下的值(參見圖2(a))。例如，如果令對(duì)電極電壓VCOM 固定在2V，則像素電壓可以交替地落在3到5V范圍中和1到-lV范圍中。
可以將像素電壓的范圍選取成覆蓋所需LC電壓(VB-VW = 2V)的范圍， 并且對(duì)電極電壓VCOM能交替以給予液晶正確的dc電平(參見圖2(b))。例如， 像素電壓V像素可以總是落在0到2V范圍中，而對(duì)電極電壓VCOM可以在-lV與 3V之間交替。
可以看出，使用交替的對(duì)電極電壓VCOM便減小了需要供給像素電極2的電 壓的范圍，且因此簡(jiǎn)化了產(chǎn)生這些電壓的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)的設(shè)計(jì)。在典型的 系統(tǒng)中，對(duì)電極電壓VCOM每行時(shí)間(大約每50ps)交替一次。
然而，使用交替的對(duì)電極電壓VCOM也具有不利之處
對(duì)電極1呈現(xiàn)大電容，因此其要花時(shí)間來充電。在該時(shí)間期間，不能向像 素寫數(shù)據(jù)，因此增加了行之間的時(shí)間(消隱時(shí)間)。
對(duì)電極1是大面積的導(dǎo)體，因此其容易受靜電放電(ESD)的影響。對(duì)ESD 通常的解決方案是在作出到顯示器玻璃的連接的點(diǎn)處提供經(jīng)由保護(hù)二極管接地的 低阻抗路徑，但這樣的電路通常包含電阻器并且因此為對(duì)電極之故一般將其略去 (如此使對(duì)電極能盡可能快地充電)。其結(jié)果是，對(duì)電極提供進(jìn)入VCOM驅(qū)動(dòng)器 電路中的導(dǎo)電路徑，從而該電路可能受ESD損害。
由于對(duì)電極電壓VCOM上的負(fù)載很大，因此其經(jīng)常由非常大的運(yùn)放緩沖器 來驅(qū)動(dòng)，而其會(huì)消耗很大靜態(tài)電流。然而，由于對(duì)電極電壓VCOM是并不頻繁地 切換的，因此該電流中只有很小的比例被用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載，而其余則通過緩沖器流向 地，從而消耗了不必要的功率。
進(jìn)一步考慮是，在正循環(huán)中向LC施加的電壓的絕對(duì)值與在負(fù)循環(huán)中向LC施 加的電壓的絕對(duì)值相同是很重要的。若非如此，則像素亮度從一個(gè)循環(huán)到下一個(gè)循 環(huán)會(huì)變動(dòng)，并且圖像將會(huì)顯得閃爍。
在實(shí)踐中，要在顯示器被組裝起來之前就準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)像素電壓的值是很困難 的。最重要的是，開關(guān)(包括像素開關(guān))將電荷注入到像素電壓上，從而導(dǎo)致該電 壓相對(duì)于DAC輸出或者增大或者減小。該效應(yīng)等同地作用于正循環(huán)和負(fù)循環(huán)兩者， 因而該系統(tǒng)具有dc偏移。
6例如，如果電荷注入減小了像素電壓，則跨于LC上的電壓在VCOM為低時(shí) 將減小，而在VCOM為高時(shí)將增大，從而分別致使像素偏亮和偏暗。這些像素因 此將顯得閃爍，在奇數(shù)幀上偏亮而在偶數(shù)幀上偏暗。
為校正此效應(yīng)，就必須校正偏移。有兩種方式來實(shí)現(xiàn)此目的(可以向固定的 或交替的VCOM系統(tǒng)應(yīng)用其中任一種方法，或者可以將其組合)
可以向?qū)﹄姌O電壓VCOM施加偏移，如由圖3(a)中打陰影的電壓范圍所表 示的；和/或
可以對(duì)像素電壓施加偏移，例如在由DAC向源極線施加的電壓中施加偏 移，如由圖3(b)中打陰影的電壓范圍所表示的。
一般而言，優(yōu)選使系統(tǒng)中所必需的電壓基準(zhǔn)的數(shù)目最小化。每個(gè)基準(zhǔn)必須被 準(zhǔn)確地產(chǎn)生，并且隨后被緩沖(若其將供應(yīng)電流)。
為降低系統(tǒng)復(fù)雜性，以下將是優(yōu)選的
令供應(yīng)像素電壓的DAC使用與電源導(dǎo)軌為例如DAC中的邏輯電路和時(shí)鐘 電路(或該系統(tǒng)中的其他電路)提供的相同的電壓作為基準(zhǔn)電壓；
令對(duì)電極電壓VCOM固定，理想的是令其接地(以克服ESD問題)；
或者(若VCOM不能被固定)令對(duì)電極電壓VCOM的高低值之差與一條 電源導(dǎo)軌的電壓相同。例如，在有0V、 3V和5V電源導(dǎo)軌的系統(tǒng)中，VCOM的高 低值之差理想地可以為3V或5V。在這種情形中，對(duì)電極電壓VCOM可以由數(shù)字 倒相器來驅(qū)動(dòng)，其比運(yùn)放緩沖器消耗的靜態(tài)電流要少得多。注意，可以更容易地生成針對(duì)VCOM的可調(diào)整dc偏移，這是由于不需要由 該基準(zhǔn)來供應(yīng)電流。
附圖中的圖4圖解已知類型的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其用于將n 位數(shù)字字(或即n位數(shù)字"碼")轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬輸出。該DAC包括n個(gè)電容
器d.....Cn。該DAC還包括連接在單位增益緩沖器4的輸入與地之間的終接電
容器CTERM。電容器Q、 ...、Cn的第一電極連接在一起并且連接至終接電容器CTERM
的第一端。電容器Q.....Cn中每一者的第二端連接至各自的開關(guān)——諸如5，
其根據(jù)數(shù)字字的對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)或值來選擇性地將該第二電極連接至第一或第二基 準(zhǔn)電壓輸入V,或V2。緩沖器4的輸出驅(qū)動(dòng)例如液晶設(shè)備的有源矩陣的數(shù)據(jù)行或列 電極的形式的電容性負(fù)載C ft 。
DAC有兩個(gè)工作相——即復(fù)位或"調(diào)零"相以及轉(zhuǎn)換或"解碼"相，這由圖 4中未示出的時(shí)序信號(hào)控制。在調(diào)零相期間，電容器d、...、"的諸第一和第二電極與終接電容器CTERM的第一 電極由電子開關(guān)6連接在一起并連接至第一基準(zhǔn)電
壓輸入Vi。電容器d、 ...、 Cn因此被放電如此使DAC中所儲(chǔ)存著的總電荷等于
在解碼相期間，每個(gè)電容器Ci的第二電極根據(jù)該數(shù)字輸入字的第i位的值來 連接至第一基準(zhǔn)電壓輸入V,或連接至第二基準(zhǔn)電壓輸入V2。 DAC中所儲(chǔ)存著的 電荷由下式給出
Q= S biCi(VDAC - V2) + S (1-bi)Ci(V
dac — Vi) + VdacC丁erm (1)
其中bi是輸入數(shù)字字的第i位，而VDAC是電容器d、 ...、 Cn和CTERM的諸第 一電極處的電壓。輸出電壓因此由下式給出
VDAC = V0UT= 卩 ~~(V2-V!) + V! (2)
一般而言，Ci-2G力d并且Q-CTERM。這樣結(jié)果得到與輸入數(shù)字字線性相關(guān)
的一組輸出電壓。
為了使負(fù)載電容與DAC隔離以防止其影響轉(zhuǎn)換過程，提供了單位增益緩沖器 4。然而，這樣的緩沖器是實(shí)質(zhì)性的功耗源，并且因此在低功率系統(tǒng)中略去緩沖器 4是可取的。在這種情形中，負(fù)載電容取代了 CTERM，如圖5中所示。
英國(guó)專利申請(qǐng)No. 0500537.6公開了適于在沒有緩沖放大器的情況下使用的 DAC。該DAC在圖6中示出。
英國(guó)專利申請(qǐng)No. 0500537.6中的n位DAC的組件是圖4中所描述類型的(n-l) 位開關(guān)電容器DAC以及3個(gè)基準(zhǔn)電壓源Vi、 V2、 V3。這些基準(zhǔn)電壓源之一 (Vj) 在調(diào)零相期間隨著開關(guān)7因時(shí)序信號(hào)F,而閉合便連接至電容器陣列的上極板。其 他基準(zhǔn)電壓源(V2、 V3)根據(jù)輸入數(shù)據(jù)和時(shí)序信號(hào)Fi、 F2借助于各自的開關(guān)8連 接至電容器Ci的下極板。
在優(yōu)選實(shí)施例中，將諸下極板上的電壓如此配置以使這些電容器能以或正或 負(fù)指向?qū)㈦姾勺⑷氲紻AC輸出上。這樣，DAC的輸出便覆蓋在第一基準(zhǔn)電壓上下 對(duì)稱的電壓范圍，如圖6中所示。當(dāng)最高有效位(MSB) bn分別為1或0時(shí)該輸
8出電壓由下式給出:<formula>formula see original document page 9</formula>
圖7圖解該輸出。
輸出電壓的dc電平由V,設(shè)定，而DAC的輸出范圍由諸開關(guān)電容器與終接電 容器(或者若DAC是在沒有緩沖器的情況下使用則為負(fù)載)的相對(duì)大小、以及 V3與V2之差來設(shè)定。因此可以任意地選取V2和V3，只要對(duì)應(yīng)的電容器大小合適 即可。由此，這些基準(zhǔn)可以被選擇為等于該系統(tǒng)內(nèi)已經(jīng)可用的電壓，諸如接地或電 源。
然而，第一基準(zhǔn)電壓V,支配輸出電壓的dc電平，并且是較不靈活的。例如， 需要l-3V范圍中的電壓的LCD將會(huì)需要Vi:2V，并且由此可能要求產(chǎn)生外加的 2V基準(zhǔn)。產(chǎn)生該電壓便增加系統(tǒng)復(fù)雜性和所消耗的功率。
替換地，可以如此配置DAC以使得輸出電壓總是大于(或小于)V,。在這種 情形中，輸出由下式給出
vDAC=v1+Trra-(v3-v2)
* (4)
如前，V2和V3能相對(duì)自由地來選取，而Vi受對(duì)輸出的要求dc電平約束。 在其中液晶顯示器的像素是用固定的對(duì)電極電壓VCOM來驅(qū)動(dòng)的情形中，需 要有很寬范圍的像素電壓，其必須由圖1中用于驅(qū)動(dòng)源極線SL的DAC來產(chǎn)生。 這使得或者必需要有大電容器(若DAC是在無緩沖器的情況下使用則尤其如此， 因?yàn)镈AC電容器相對(duì)于本身就很大的負(fù)載而言必須更大)或者(V3 - V2)必需要有 很高的值。這些皆是不可取的大電容器增大了 DAC所必需的面積，而高(V3-V2) 值會(huì)使得更難以產(chǎn)生這些電壓。
9因此減小DAC所必需的輸出范圍從而允許使用相對(duì)較小的電容器和相對(duì)較低 的電壓會(huì)是有利的。
英國(guó)專利申請(qǐng)No. 0506868.8描述了具有外加電容器的開關(guān)電容器DAC，如圖 8中所示。圖8的開關(guān)電容器DAC包括兩個(gè)開關(guān)電容器DAC 9、 9'，其每一個(gè)都 具有圖6中所示的一般形式。由受輸入數(shù)據(jù)碼的最高有效位控制的開關(guān)ll、 ll'來 選擇這些DAC中的一個(gè)或者另一個(gè)的輸出。
這些開關(guān)電容器DAC 9、 9'中的每一個(gè)包括多個(gè)終接電容器CtermQ、 Cterml、 Ctem2、 Ctem。，、 Cterml，、 Ctem2，。每個(gè)外加電容器的上極板經(jīng)由各自的開關(guān)10、 10， 連接至相應(yīng)各個(gè)DAC輸出的輸出，而每個(gè)外加電容器的下極板連接至第二或第三 基準(zhǔn)電壓(至圖8中的第三基準(zhǔn)電壓V3)。這些外加電容器由此或者連接至DAC 輸出或者聽任其浮置——它們不向DAC注入電荷。決定是將外加電容器連接至 DAC輸出還是聽任其浮置的開關(guān)10、 IO'是由輸入數(shù)據(jù)碼中的相應(yīng)位來控制的—— 即，這些外加電容器與該DAC中平常的開關(guān)電容器是由相同的輸入數(shù)據(jù)控制的。
美國(guó)專利No. 6 906 653描述了具有電容器Cl-C4的開關(guān)電容器DAC。該開關(guān) 電容器DAC也設(shè)有外加電容器CO，如圖9中所示。這些電容器如此比例縮放以使 得C0:C1:C2:C3:C4 = 1:1:2:4:8。外加電容器CO的下極板由開關(guān)SW則在時(shí)鐘信號(hào) CK的控制下在一個(gè)基準(zhǔn)電壓與經(jīng)緩沖的DAC輸出電壓之間切換。其余電容器的 下極板可由開關(guān)SWR1 - SWR4、 SWD1 - SWd4按以上參考圉4描述的方式在兩個(gè)基
準(zhǔn)電壓VT、 VB之一之間切換。
美國(guó)專利No. 4 937 578描述了用于解碼二的補(bǔ)碼數(shù)據(jù)的開關(guān)電容器DAC，如 參見圖10中所示。二的補(bǔ)碼數(shù)據(jù)通過倒轉(zhuǎn)每一個(gè)位并且對(duì)結(jié)果加1來倒轉(zhuǎn)二進(jìn)制 數(shù)，并且US 4 937 578中的開關(guān)電容器DAC包括外加電容器12用以在所需輸出 數(shù)據(jù)為負(fù)時(shí)創(chuàng)生偏移。此外加電容器創(chuàng)生偏移來模仿該加1的動(dòng)作。此外加電容器 12借助于開關(guān)SWA來響應(yīng)于時(shí)序信號(hào)但受輸入數(shù)據(jù)碼控制地在兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VR、 Vc之間切換。其余電容器C0...16CO及其相關(guān)聯(lián)的開關(guān)SW1…SW5形成圖4中 所示的一般類型的開關(guān)電容器DAC。取決于輸入數(shù)據(jù)，此外加電容器并非總是切 換。
美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2003/0206038公開了包括兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。 每個(gè)DAC包括多個(gè)開關(guān)電容器，其各自的第一端連接至該DAC的輸出。這些電 容器中每一個(gè)的第二端在采樣相之后連接至或者正基準(zhǔn)電壓或者負(fù)基準(zhǔn)電壓。這兩 個(gè)DAC的輸出電壓在第二工作相期間會(huì)聚。每個(gè)DAC還包括補(bǔ)充電容器，其第
10一端連接至DAC的輸出；其第二端可以被切換從而連接至兩個(gè)預(yù)設(shè)電壓之一。在 第二相中控制對(duì)這些補(bǔ)充電容器的切換從而保持這兩個(gè)DAC的輸出電壓之間的電
壓差低于至此其將不會(huì)導(dǎo)通任何寄生二極管的閾值，并且一旦這兩個(gè)DAC的輸出 電壓之間的電壓差已減小到至此其不能導(dǎo)通任何寄生二極管的電平即移除由這些 補(bǔ)充電容器提供的任何助推電壓。
發(fā)明公開
本發(fā)明第一方面提供一種用于轉(zhuǎn)換輸入n位數(shù)字碼的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其中n是 大于1的整數(shù)，所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器包括具有多個(gè)電容器的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器， 其中每個(gè)電容器的第一端連接至該轉(zhuǎn)換器的輸出，并且每個(gè)電容器的第二端取決于 此輸入數(shù)據(jù)碼中的相應(yīng)位可連接至或者第一基準(zhǔn)電壓或者與第一基準(zhǔn)電壓不同的
第二基準(zhǔn)電壓；并且還包括第一補(bǔ)充電容器，其中該第一補(bǔ)充電容器的第一端連接 至該轉(zhuǎn)換器的輸出；以及第一開關(guān)裝置，用于將此第一補(bǔ)充電容器的第二端連接至
或者第三基準(zhǔn)電壓或者與第三基準(zhǔn)電壓不同的第四基準(zhǔn)電壓，其中對(duì)第一開關(guān)裝置 的輸入與所述輸入數(shù)字碼無關(guān)。
這一個(gè)或更多個(gè)補(bǔ)充電容器有效地調(diào)整DAC在調(diào)零相期間所調(diào)零到的電壓。 這允許DAC的輸出電壓范圍不需要外加的基準(zhǔn)電壓輸入也能被調(diào)整。該第一開關(guān) 裝置由向該第一開關(guān)裝置輸入的并且全部與上述輸入數(shù)字碼無關(guān)的一個(gè)或更多個(gè) 信號(hào)控制，因此由這一個(gè)或更多個(gè)補(bǔ)充電容器注入的電荷量亦由其控制。還可以將 此開關(guān)裝置以及對(duì)其的(諸)輸入信號(hào)如此安排以控制電荷注入這一個(gè)或更多個(gè)補(bǔ) 充電容器的方向。
所施加的助推電壓由向第一開關(guān)裝置輸入的(諸)信號(hào)決定，并且因此與上 述輸入數(shù)字碼無關(guān)——從而對(duì)于對(duì)第一開關(guān)裝置的給定輸入而言，為所有的輸入數(shù) 字碼提供的助推電壓相同。在電荷注入這一個(gè)或更多個(gè)補(bǔ)充電容器中的方向能被控 制的場(chǎng)合，對(duì)于對(duì)第一開關(guān)裝置的給定輸入而言，電荷注入到這一個(gè)或更多個(gè)補(bǔ)充 電容器中的方向?qū)τ谒械妮斎霐?shù)字碼又是相同的。
優(yōu)選地，貫穿解碼相維持第一補(bǔ)充電容器的第二端的上述連接一一即，第一 開關(guān)裝置的狀態(tài)優(yōu)選地在解碼相中不改變。與之對(duì)比，在美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2003/0206038的模數(shù)轉(zhuǎn)換器中，如以上所解釋地，助推電壓在第二工作相期間被移 除。在第二相中移除該助推的點(diǎn)將取決于對(duì)該模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入。
本轉(zhuǎn)換器可以包括兩個(gè)或更多個(gè)第一補(bǔ)充電容器，并且對(duì)要連接至這些第一補(bǔ)充電容器之一的第二端的基準(zhǔn)電壓的選取可以與對(duì)要連接至另一或者每一其他 第一補(bǔ)充電容器的第二端的基準(zhǔn)電壓的選取無關(guān)。每個(gè)第一補(bǔ)充電容器的第二端可 連接至或者第三基準(zhǔn)電壓或者第四基準(zhǔn)電壓，盡管原則上令可連接至一個(gè)第一補(bǔ)充 電容器的第二端的那些電壓與第三和第四基準(zhǔn)電壓不同也將是可能的。
該開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器可以包括n個(gè)電容器。例如，可以使用圖4中所示 類型的開關(guān)電容器DAC。
該開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器可以是雙向開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。藉由"雙向開 關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器"之名意味著具有由式(3)所給出并在圖7中示出的形式的電 壓輸出的開關(guān)電容器DAC，其中該輸出覆蓋基準(zhǔn)電壓V!上下的電壓范圍。作為示 例，雙向開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器可以具有本申請(qǐng)的圖6中所示的一般形式(在這 種情形中，該開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器將包括(n-l)個(gè)電容器)。
對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入可以包括時(shí)鐘信號(hào)。這允許開關(guān)電容器DAC中諸電容 器上的電荷注入能與DAC的解碼相同步。在調(diào)零相期間注入的電荷會(huì)被丟掉并且 對(duì)輸出電壓沒有作用。
作為補(bǔ)充或替換，對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入可以包括調(diào)諧數(shù)據(jù)。在正使用該DAC 來驅(qū)動(dòng)液晶顯示設(shè)備的場(chǎng)合，作為示例，可以使用此調(diào)諧數(shù)據(jù)來確保向液晶材料施 加的電壓的絕對(duì)值在正和負(fù)循環(huán)兩者中是相同的，以消除閃爍。
作為補(bǔ)充或替換，對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入可以包括狀態(tài)信號(hào)。在正使用該DAC
來驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的場(chǎng)合，"狀態(tài)信號(hào)"是該系統(tǒng)的操作內(nèi)部的、對(duì)用戶是不可覺察的、 并且是以某種方式指示著該系統(tǒng)的狀態(tài)的。例如，在正使用該DAC來驅(qū)動(dòng)液晶顯 示設(shè)備的場(chǎng)合，此狀態(tài)信號(hào)可以對(duì)應(yīng)于該顯示設(shè)備的內(nèi)部狀態(tài)，舉例而言諸如在當(dāng) 前行時(shí)間中該液晶應(yīng)該用正電壓還是負(fù)電壓來驅(qū)動(dòng)。 一般而言，此狀態(tài)信號(hào)可以是 隨時(shí)間變化并且代表正由該轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的狀態(tài)的任何信號(hào)。
本轉(zhuǎn)換器可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)第二補(bǔ)充電容器，其中這一或者每一第二 補(bǔ)充電容器的第一端連接至轉(zhuǎn)換器的輸出；以及第二開關(guān)裝置，用于將這一或者每 一第二補(bǔ)充電容器的第二端連接至或者第五基準(zhǔn)電壓或者與所述第五基準(zhǔn)電壓不 同的第六基準(zhǔn)電壓，其中對(duì)第二開關(guān)裝置的輸入與上述輸入n位數(shù)字碼無關(guān)并且與 對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入無關(guān)。
對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入可以包括時(shí)鐘信號(hào)和調(diào)諧數(shù)據(jù)，并且對(duì)第二開關(guān)裝置 的輸入可以包括時(shí)鐘信號(hào)和指示著系統(tǒng)的狀態(tài)的信號(hào)。
本轉(zhuǎn)換器可以進(jìn)一步包括第三開關(guān)裝置，用于在調(diào)零相期間將該開關(guān)電容器
12數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的諸電容器的第一端連接至基準(zhǔn)電壓。此第三開關(guān)裝置可以適用于在 解碼相中將該開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的每一個(gè)電容器的第一端與所述基準(zhǔn)電壓隔 離。
此第三開關(guān)裝置在調(diào)零相期間可以將該開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的諸電容器的
第一端連接至第一和第二基準(zhǔn)電壓之一。該實(shí)施例可以應(yīng)用于具有本申請(qǐng)的圖4 中所示的一般形式的DAC，或者其可以應(yīng)用于具有圖6中所示的一般形式的雙向 DAC，在其中V2和V3之一等于Vj。
替換地，此第三開關(guān)裝置在調(diào)零相期間可以將該開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的諸 電容器的第一端連接至與第一基準(zhǔn)電壓和第二基準(zhǔn)電壓兩者皆不同的基準(zhǔn)電壓。該 實(shí)施例可以應(yīng)用于例如圖6中所示的一般形式的DAC，在其中基準(zhǔn)電壓V,、 V2、
和V3全部彼此不同。
替換地，此第三開關(guān)裝置在調(diào)零相期間可以將該開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的諸 電容器的第一端連接至或者第七基準(zhǔn)電壓或者與第七基準(zhǔn)電壓不同的第八基準(zhǔn)電 壓，并且對(duì)第三開關(guān)裝置的輸入可以與上述輸入數(shù)字碼無關(guān)。在該實(shí)施例中，對(duì)于 給定的輸入數(shù)字碼，本轉(zhuǎn)換器可以取決于第三開關(guān)裝置選擇了這些基準(zhǔn)電壓中的哪 一個(gè)來輸出兩種或更多種不同的輸出電壓。
本轉(zhuǎn)換器可以是無緩沖轉(zhuǎn)換器并且輸出可供直接連接至電容性負(fù)載。 第三基準(zhǔn)電壓可以等于第一基準(zhǔn)電壓，并且第四基準(zhǔn)電壓可以等于第二基準(zhǔn) 電壓。
第五基準(zhǔn)電壓可以等于第一基準(zhǔn)電壓，并且第六基準(zhǔn)電壓可以等于第二基準(zhǔn) 電壓。
本發(fā)明的第二方面提供一種包括第一方面的轉(zhuǎn)換器的顯示驅(qū)動(dòng)器。
本發(fā)明的第三方面提供一種顯示器，其包括圖像顯示層以及第二方面的至少 服務(wù)所述圖像顯示層的選擇區(qū)域的驅(qū)動(dòng)器。例如，可以使用該顯示驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)具 有圖1中所示的一般安排的像素化有源矩陣顯示器的一條或更多條源極線SL。
對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入可以取決于該圖像顯示層的狀態(tài)。該圖像顯示層可以 是液晶材料層。
對(duì)該開關(guān)裝置的輸入可以取決于該液晶材料的極性。
本發(fā)明還提供一種用于轉(zhuǎn)換輸入n位數(shù)字碼的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其中n是大于1 的整數(shù)，本轉(zhuǎn)換器包括具有輸出和n位數(shù)字輸入的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器；以 及開關(guān)裝置；其中該開關(guān)裝置適用于在調(diào)零工作相中將多個(gè)基準(zhǔn)電壓之一連接至該
13開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器中至少一個(gè)電容器的第一極板并且其中對(duì)該開關(guān)裝置的
輸入與所述輸入n位數(shù)字碼無關(guān)。 附圖簡(jiǎn)述
現(xiàn)在將參考附圖借助于說明性示例來描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中-圖1是液晶顯示器的像素的示意圖解；
圖2(a)示出用DC對(duì)電極電壓來驅(qū)動(dòng)像素的驅(qū)動(dòng)方案的像素電壓和對(duì)電極電
壓；
圖2(b)示出用交替對(duì)電極電壓來驅(qū)動(dòng)像素的驅(qū)動(dòng)方案的像素電壓和對(duì)電極電
壓；
圖3(a)示出對(duì)應(yīng)于圖2(b)的并且其中改變對(duì)電極電壓來避免閃爍的驅(qū)動(dòng)方案 的像素電壓和對(duì)電極電壓；
圖3(b)示出對(duì)應(yīng)于圖2(b)的并且其中改變像素電壓來避免閃爍的驅(qū)動(dòng)方案的 像素電壓和對(duì)電極電壓；
圖4示出典型的開關(guān)電容器DAC;
圖5示出其中輸出是直接連接至負(fù)載的無緩沖開關(guān)電容器DAC; 圖6示出三基準(zhǔn)雙向DAC; 圖7示出圖6的雙向DAC的輸出電壓范圍； 圖8是設(shè)有多個(gè)終接電容器的開關(guān)電容器DAC的版塊電路圖； 圖9是具有能在時(shí)鐘信號(hào)的控制下在一個(gè)基準(zhǔn)電壓與經(jīng)緩沖的DAC數(shù)字輸出 之間切換的外加電容器的DAC的版塊電路圖IO是用于解碼二的補(bǔ)碼數(shù)據(jù)的開關(guān)電容器DAC的版塊電路圖11是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的DAC的版塊電路圖12(a)是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的DAC的版塊電路圖12(b)圖解圖12(a)的轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；
圖13(a)是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的版塊電路圖13(b)和13(c)示出圖13(a)的轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；
圖14(a)是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的版塊電路圖14(b)示出圖14(a)的轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；
圖15(a)是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的版塊電路圖15(b)示出圖15(a)的轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；圖16(a)是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的版塊電路圖16(b)示出圖16(a)的轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；
圖17(a)是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的版塊電路圖17(b)示出圖17(a)的轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；
圖18(a)是根據(jù)本發(fā)明第八實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的版塊電路圖18(b)示出圖18(a)的轉(zhuǎn)換器的輸出電壓；以及
圖19是根據(jù)本發(fā)明第九實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的版塊電路圖。
發(fā)明最佳實(shí)施方式
圖ll示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的n位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。圖11的DAC 13用于 將輸入的n位數(shù)字碼(其中n大于l)轉(zhuǎn)換成輸出電壓。圖11的轉(zhuǎn)換器13包括包 含j個(gè)電容器d….Cj的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器M，這些電容器的上極板連接至
該轉(zhuǎn)換器的輸出并且其下極板可以連接至兩個(gè)基準(zhǔn)電壓V2、V3之一(其中V2' V3)。
每個(gè)電容器Q .... Cj的下極板的連接由各自的開關(guān)15決定，而開關(guān)15由來自邏 輯電路16的相應(yīng)各個(gè)輸出控制。
本發(fā)明將具體參考圖6中所示的一般類型的雙向DAC來描述。在這種情形中， DAC13將包括(n-l)個(gè)電容器——即J-n-l。然而，本發(fā)明并不被限定于與圖6中 所示的一般類型的雙向DAC —起使用，并且本發(fā)明可以被應(yīng)用于任何開關(guān)電容器 DAC。例如，圖11的DAC13可以替換地為圖4中所示的一般類型的開關(guān)電容器 DAC，在這種情形中該DAC將包括n個(gè)電容器——即J = n。
對(duì)邏輯電路16的輸入是時(shí)序信號(hào)CK和輸入的n位數(shù)字碼(在圖11中記為 "b(n:l)")。這些電容器d....C:的上極板可借助于開關(guān)n連接至補(bǔ)充基準(zhǔn)電壓 V"(在本描述中，使用術(shù)語(yǔ)"上極板"來表示電容器中連接至轉(zhuǎn)換器的輸出20 的那個(gè)極板，并且電容器的另一個(gè)極板將稱為"下極板"。該措詞純粹是出于便利 而使用的并且不是將DAC限定于使用中的任何具體朝向。)
圖11的DAC進(jìn)一步包括m個(gè)補(bǔ)充電容器Cw .... CBm。在圖11中示出3個(gè) 補(bǔ)充電容器，但本發(fā)明并不被限定于此，并且可以提供任何數(shù)目m (m 3 1)個(gè)補(bǔ) 充電容器。這一或者每一補(bǔ)充電容器的上極板連接至該轉(zhuǎn)換器的輸出，并且連接至 開關(guān)電容器DAC 14的電容器d .... Cj的上極板。這一或者每一補(bǔ)充電容器的下極 板可以由合適的開關(guān)裝置連接至基準(zhǔn)電壓對(duì)中的一個(gè)基準(zhǔn)電壓或另一個(gè)。在圖11 中，這一或者每一補(bǔ)充電容器CB1 .... CBm的下極板可以連接至的基準(zhǔn)電壓是與
15DAC電容器Q...Cj的下極板可以連接至的相同的基準(zhǔn)電壓V2、 V3，但是本發(fā)明并
不被限定于此，并且這一或者每一補(bǔ)充電容器Cw .... Cto的下極板可以連接至的
基準(zhǔn)電壓可以與基準(zhǔn)電壓V2、V3不同。對(duì)用于這一或者每一補(bǔ)充電容器CB1 ....CBm
的第二端的開關(guān)裝置的輸入與上述輸入數(shù)字碼無關(guān)。
在圖11的實(shí)施例中，用于補(bǔ)充電容器CB1 ....Cto的開關(guān)裝置包括各自的開關(guān) 18，其每一個(gè)由補(bǔ)充邏輯電路19的相應(yīng)各個(gè)輸出控制。邏輯電路19的這些輸出與 輸入數(shù)字碼b(n:l)無關(guān)。在圖11的實(shí)施例中，對(duì)補(bǔ)充邏輯電路19的輸入為時(shí)序信 號(hào)CK和"狀態(tài)信號(hào)"S。狀態(tài)信號(hào)S可以指示著例如正由DAC 13驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的 狀態(tài)。該狀態(tài)信號(hào)與輸入數(shù)字碼b(n:l)無關(guān)。例如，在正使用DAC 14來驅(qū)動(dòng)液晶 顯示設(shè)備的場(chǎng)合，輸入數(shù)字碼b(n:l)指示所顯示的圖像(或該圖像的像素)合需的 灰度級(jí)，而狀態(tài)信號(hào)對(duì)應(yīng)于該液晶顯示器的內(nèi)部狀態(tài)，諸如舉例而言液晶材料 的極性(即，該液晶在當(dāng)前行時(shí)間中是要用正電壓還是負(fù)電壓來驅(qū)動(dòng))。時(shí)序 信號(hào)CK可以是例如定義調(diào)零相和解碼相的時(shí)鐘信號(hào)。
圖11示出本發(fā)明應(yīng)用于具有適合供直接連接至負(fù)載電容(未示出)的輸出20 的"無緩沖"DAC。藉由如本文中所使用的術(shù)語(yǔ)"無緩沖DAC"之名意味著其中 不要求有圖1的那個(gè)單位增益輸出緩沖器的DAC。
如果在顯示驅(qū)動(dòng)器中納入圖11的DAC 13用于驅(qū)動(dòng)例如顯示設(shè)備，則負(fù)載電 容可以例如包括有源矩陣液晶顯示設(shè)備的源極線。
圖11的DAC 13以調(diào)零相繼之以解碼相的方式來工作。在調(diào)零相中，開關(guān)17 閉合以將開關(guān)電容器DAC 14的電容器Q .... Q的上極板以及補(bǔ)充電容器Cw .... CBm的上極板連接至基準(zhǔn)電壓V,。 DAC 13的輸出電壓相應(yīng)地被充電至基準(zhǔn)電壓 V!。
在解碼相中，控制開關(guān)17使其開路從而使這些電容器的上極板與基準(zhǔn)電壓源 V!隔離。
在優(yōu)選實(shí)施例中，如在共同待批的申請(qǐng)No. 0500537.6 (其內(nèi)容通過引用納入 于此)中所描述的那樣，開關(guān)電容器DAC 14中的每個(gè)電容器d.…Qr的下極板在 調(diào)零相和解碼相期間的連接取決于輸入數(shù)據(jù)碼的相應(yīng)位bi并取決于輸入數(shù)據(jù)碼的 最高有效位bn。每個(gè)電容器的下極板的連接本質(zhì)上有兩種可能性——或者是(a) 在解碼相期間向該電容器的下極板施加的電壓可以與在調(diào)零相期間向該電容器的 下極板施加的電壓不同，從而在解碼相中有電荷注入在該電容器上；或者(b)在 解碼相中向該電容器的下極板施加的電壓與在調(diào)零相期間向該電容器的下極板施加的電壓相同，從而在解碼相期間沒有電荷注入在第i電容器Ci上。如果在解碼相 期間有電荷注入在第i電容器Ci上，則所注入的電荷的符號(hào)優(yōu)選地由輸入數(shù)據(jù)碼的 最高有效位W決定。
圖11的第一邏輯電路16可以是控制諸開關(guān)15以按以上描述過并且在英國(guó)專 利申請(qǐng)No. 0500537.6中更詳細(xì)地作了描述的方式控制在解碼相中第i電容器C;上 的電荷注入的任何合適的邏輯電路。邏輯電路16可以按在英國(guó)專利申請(qǐng)No. 0500537.6中所描述的那些方式中的任何哪種來控制諸開關(guān)15。若需要，每個(gè)開關(guān) 15可以替換地由單獨(dú)的分立邏輯電路按在本發(fā)明圖6中所示的方式來控制。
在解碼相中，補(bǔ)充電容器Cw ....Cto的下極板連接至電壓V2、 V3之一。假定
例如在調(diào)零相中每個(gè)補(bǔ)充電容器CB1 .... CBm的下極板連接至基準(zhǔn)電壓V2。
在解碼相中，每個(gè)補(bǔ)充電容器Qn .... CBm的第二極板可以或者保持連接至基 準(zhǔn)電壓V2，或者其可能被切換從而連接至電壓V3。每個(gè)補(bǔ)充電容器Cw….Cto的
第二極板的連接貫穿此解碼相保持不變。在補(bǔ)充電容器的第二端在此解碼相之初從 電壓V2被切換到電壓V3的場(chǎng)合，在解碼相中電荷注入在該電容器上并且跨DAC 13 的所有電容器被共享。DAC 13的輸出電壓VDAc由此浮置到取決于輸入數(shù)據(jù)碼以
及補(bǔ)充電容器CBi....CBm上的電荷注入的方向兩者的電壓。艮口
vDAC = 乂 + j i=1 m M-(v3 -v2)
在式(5)中，項(xiàng)Si表示狀態(tài)信號(hào)S的第i位。
替換地，如果這些助推電容器的第二端在調(diào)零相中是連接至電壓v3并且在解 碼相期間是被選擇性地連接至電壓v2，則注入在這些助推電容器上的電荷的符號(hào) 將會(huì)倒轉(zhuǎn)并且DAC 13的輸出電壓將會(huì)是如下
ibjCi-JsiCBi vDAC = + j i=1 m M-(v3 -v2) (6)
Z Cj + Z CBi + C丁ERM
i=1 i=1
式(5)和(6)是針對(duì)僅在一個(gè)方向上在開關(guān)電容器DAC 14中的電容器Cj上注入
17電荷的情況。如果開關(guān)電容器DAC14是雙向開關(guān)電容器DAC，如圖ll的實(shí)施例 中所示，則DAC 13的輸出電壓將因此按圖7中所示的方式包括基準(zhǔn)電壓、以上 及以下的電壓。在這種情形中，可以將式(5)和(6)修改成給出兩條輸出電壓分支， 一條在V,之上延伸一條在其下延伸。輸出電壓的下分支在諸外加電容器在調(diào)零期 間連接至V2 (如式(5)中那樣)時(shí)由下式給出
<formula>formula see original document page 18</formula>
而在諸外加電容器在調(diào)零期間連接至V3 (如式(6)中那樣)時(shí)由下式給出:
<formula>formula see original document page 18</formula>
在諸如圖11的DAC之類的不包括終接電容器的無緩沖DAC的情形中，式(5) 和(6)的分母中的量CTERM由負(fù)載電容C負(fù)載代替。
圖11中的補(bǔ)充電容器C^ .... CBm有效地調(diào)整或"助推"DAC 13在調(diào)零相中 所調(diào)零到的電壓。它們將相應(yīng)地被稱為"助推電容器"。
在提供兩個(gè)或更多個(gè)助推電容器的實(shí)施例中，對(duì)在解碼相中要連接至一個(gè)助 推電容器第二端的基準(zhǔn)電壓的選取可以與對(duì)在解碼相中要連接至其他(諸)助推電 容器的(諸)第二端的基準(zhǔn)電壓的選取無關(guān)。
在圖11中，每個(gè)助推電容器的下極板連接至或者基準(zhǔn)電壓V2或者基準(zhǔn)電壓 V3。然而原則上，每個(gè)助推電容器的下極板不需要能連接至相同的基準(zhǔn)電壓對(duì)。 其中可能期望將兩個(gè)助推電容器連接至不同基準(zhǔn)電壓的一個(gè)示例是要向DAC輸出 電壓提供小助推(或偏移)。如果需要小助推，但對(duì)應(yīng)的電容器尺寸因太小而不允 許準(zhǔn)確地制作該電容器，則使用較大的電容器并且在較低電壓范圍上切換它或許是 可能的。例如，不是使用其下極板在V2與V3之間切換的值為C/2的電容器，而是
可以代之以使用其下極板在V2與K(V2+V3)之間切換的值為C的電容器以允許能更 準(zhǔn)確地制造該電容器。也可令其他較大的助推電容器在V2與V3之間切換。圖12(a)示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的DAC 13。該實(shí)施例大體上對(duì)應(yīng)于圖11 的實(shí)施例，除了其僅包括一個(gè)助推電容器Cp，以及控制助推電容器Cp的下極板的 連接的邏輯電路19將時(shí)鐘信號(hào)CK作為其唯一輸入。由于對(duì)邏輯電路19的唯一輸 入就是該時(shí)鐘信號(hào)，因此電荷總是以相同的方向注入到助推電容器Cp中。(而電 荷可以按兩個(gè)方向中的任一個(gè)注入到圖11的助推電容器Cm、 CB2、 Cb3中)。
圖12(b)是來自圖12(a)的DAC 13的輸出電壓的示意圖解。提供助推電容器 Cp的作用不是如圖7中所示的包括在基準(zhǔn)電壓K之上延伸的一支和在基準(zhǔn)電壓 Vj之下延伸的一支的輸出電壓范圍，而代之以是使輸出電壓范圍包括在不同于電 壓Vj勺電壓V 之上和之下延伸的分支。在圖12(b)中，Vf被示為低于Vp但如 果在解碼相中助推電容器Cp上的電荷注入的方向被倒轉(zhuǎn)則Vf可以替換地大于V,。
在圖12(b)中疊置上了交替的對(duì)電極電壓VCOM?？梢钥闯?，提供助推電容器 Cp的作用在于來自DAC 13的輸出電壓現(xiàn)在適合用作諸如圖2(b)中所示的驅(qū)動(dòng)方案 中的像素電壓V 。然而如果不提供助推電容器Cp，則DAC的輸出電壓范圍將 不會(huì)向下延伸到圖2(b)中所示的最低必需值V像素(min)。
助推電容器Cp的作用在圖12(b)中由標(biāo)記了 "助推"的從電壓電平Vi延伸到 Vi'的箭頭來示出。(該箭頭的水平延伸無關(guān)緊要，純粹是為了使這些圖更易閱讀。)
可以使用圖12(a)的DAC以例如根據(jù)其中對(duì)電極電壓VCOM具有如圖2(b)中 所示的交替形式的驅(qū)動(dòng)方案來驅(qū)動(dòng)顯示設(shè)備。如果系統(tǒng)中存在大致但并非確切是正 好可供用作基準(zhǔn)電壓Vt的電壓，則提供助推電容器Cp就使得輸出電壓范圍所基于 (或者在雙向DAC的情形中是輸出電壓范圍的中心所在)的電壓能從Vt減小(或 增大)到更合適的電壓Vi'，藉此允許DAC的輸出電壓能覆蓋像素電壓V^的整 個(gè)合需范圍。
圖13(a)示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器。該實(shí)施例大體上對(duì)應(yīng)于圖12(a) 的轉(zhuǎn)換器，并且在此將僅描述其不同之處。
在圖13(a)的實(shí)施例中，控制助推電容器Cp的第二端的連接的邏輯電路19接 收時(shí)序信號(hào)CK和指示著正由轉(zhuǎn)換器13控制的系統(tǒng)的狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)作為輸入。 圖13(a)將該狀態(tài)信號(hào)示為指示正由該轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的液晶顯示器的極性的信號(hào) POL，但本發(fā)明并不被限定于此特定的狀態(tài)信號(hào)。 一般而言，輸入到邏輯電路19 中的狀態(tài)信號(hào)可以是隨時(shí)間變化并且代表正由該轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的狀態(tài)的任何 信號(hào)。
在此實(shí)施例中，邏輯電路19被如此安排以使得助推電容器Cp上的電荷注入的方向取決于輸入到邏輯電路19中的狀態(tài)信號(hào)的值。例如，在輸入的狀態(tài)信號(hào)是 代表正由該轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的液晶顯示器的極性的場(chǎng)合，若該極性信號(hào)的值指示液晶顯 示器的極性為正則邏輯電路19可以控制開關(guān)18以使得電荷以一個(gè)方向注入在助推 電容器Cp上，并且若該極性信號(hào)的值指示液晶顯示器的極性為負(fù)則可以控制開關(guān)
18以使得電荷以相反方向注入在助推電容器Cp上。(如以上所解釋的，液晶顯示
器的"極性"指示在當(dāng)前行時(shí)間中液晶應(yīng)該用正電壓還是用負(fù)電壓來驅(qū)動(dòng))。
在圖13(a)的轉(zhuǎn)換器中，助推電容器Cp的作用是對(duì)于向邏輯電路19輸入的極 性信號(hào)的一個(gè)值，使得輸出電壓范圍所基于的電壓(或者在雙向DAC的情形中是 輸出電壓范圍的中心所在的電壓)偏移在該轉(zhuǎn)換器所調(diào)零到的基準(zhǔn)電壓V,之上， 而對(duì)于向邏輯電路19中輸入的極性信號(hào)的另一個(gè)值，則使得輸出電壓范圍所基于 的電壓偏移在該轉(zhuǎn)換器所調(diào)零到的基準(zhǔn)電壓V!之下。這在圖13(b)中示出。在一個(gè) 循環(huán)中，此助推電容器的作用是將電壓從V!助推到V,"，而在另一個(gè)循環(huán)中此助 推電容器的作用是將此電壓從Vi降低到Vf。這些電壓可以服從以下關(guān)系:(Vf-VD ,-V!，)。
在使用交替的對(duì)電極電壓來驅(qū)動(dòng)顯示器的驅(qū)動(dòng)方案，如在圖2(b)的驅(qū)動(dòng)方案 中那樣，可使用本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器來供應(yīng)像素電壓V 。當(dāng)輸出電壓范圍所基于 的電壓被助推到Vf時(shí)，DAC輸出電壓可以用來在對(duì)電極電壓VCOM為低的時(shí)段 中供應(yīng)像素電壓并且提供跨液晶的正電壓，而當(dāng)輸出電壓范圍所基于的電壓被助推 到V 時(shí)，DAC輸出電壓可以用來在對(duì)電極電壓VCOM為高的時(shí)段中供應(yīng)像素電 壓并且提供跨液晶的負(fù)電壓。在圖2(b)中疊置上了交替的對(duì)電極電壓VCOM。有 了本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器，就可減小VCOM的高低值之差，從而其可以更容易被驅(qū)動(dòng)。
在使用恒定的對(duì)電極電壓VCOM的驅(qū)動(dòng)方案中也可以使用本實(shí)施例來供應(yīng)像 素電壓，并且圖13(c)示出圖13(a)的轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓，并疊置有恒定的對(duì)電 極電壓。當(dāng)輸出電壓范圍所基于的電壓被助推到V '時(shí)，DAC輸出電壓可以用來 供應(yīng)像素電壓以提供跨液晶的正電壓，并且當(dāng)輸出電壓范圍所基于的電壓被助推到 Vr時(shí)，DAC輸出電壓可用來供應(yīng)像素電壓以提供跨液晶的負(fù)電壓。然而在圖13(c) 的實(shí)施例中，必需要令V,與Vi之差大于圖13(b)中Vf與V!之差，并且這要求必 須使用更大的助推電容器。
在以上對(duì)圖13(a)的實(shí)施例的描述中，已經(jīng)假定了在每個(gè)解碼相中有電荷注入 在助推電容器Cp上，以及電荷注入到助推電容器Cp中的方向根據(jù)輸入到邏輯電路 19中的極性信號(hào)或其他狀態(tài)信號(hào)而改變。(該邏輯電路對(duì)于極性信號(hào)的一個(gè)值將
20下極板在調(diào)零相中連接至V2并在解碼相中連接至V3，而對(duì)于極性信號(hào)的另一個(gè)值 則反之。)在經(jīng)修改的實(shí)施例中，可以對(duì)于極性信號(hào)(或其他狀態(tài)信號(hào))的一個(gè)值 使得有電荷注入助推電容器Cp中，而對(duì)于極性信號(hào)(或其他狀態(tài)信號(hào))的另一種 狀態(tài)使得沒有電荷被注入。在此實(shí)施例中，輸出電壓范圍所基于的電壓對(duì)于極性信 號(hào)的一個(gè)值將會(huì)保持為Vp而對(duì)于液晶極性信號(hào)或其他狀態(tài)信號(hào)的另一個(gè)值將會(huì)
增大到Vr(或減小到V^)。當(dāng)輸出電壓范圍所基于的電壓被助推到V,時(shí)，DAC 輸出電壓可以用來在對(duì)電極電壓VCOM為低的時(shí)段中供應(yīng)像素電壓并且提供跨液 晶的正電壓，而當(dāng)輸出電壓范圍所基于的電壓被助推到V 時(shí)，DAC輸出電壓可以 用來在對(duì)電極電壓VCOM為高的時(shí)段中供應(yīng)像素電壓并且提供跨液晶的負(fù)電壓。
以上描述是指具有兩種可能值的狀態(tài)信號(hào)。然而本發(fā)明并不被限定于此，并 且狀態(tài)信號(hào)可以具有兩個(gè)以上的值。例如， 一些液晶顯示設(shè)備具有兩個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器 電路，并且柵極線被如此安排以使得在顯示器的一側(cè)上的柵極線由一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器 電路來驅(qū)動(dòng)，而顯示器的另一側(cè)上的柵極線由另一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器電路來驅(qū)動(dòng)。在這 種情形中，在顯示器的一側(cè)上由像素開關(guān)注入的電荷與另一側(cè)相比可能不同，因此 在顯示器的一側(cè)上移除閃爍所需的偏移與另一側(cè)相比可能不同。如果單個(gè)DAC要 驅(qū)動(dòng)顯示器兩側(cè)上的像素，則會(huì)需要具有四種可能狀態(tài)(左側(cè)或右側(cè)、極性高或低) 的狀態(tài)信號(hào)。(使用具有兩種或以上可能狀態(tài)的狀態(tài)信號(hào)可能要求提供不止圖13(a) 中所示的這一個(gè)助推電容器——單個(gè)雙邊電容器能提供最多三種狀態(tài)——若其是 雙向電容器，即上推、下推、以及無助推。)
原則上，可以使用相同的辦法來向每行或甚至個(gè)體地向每個(gè)像素提供不同的 偏移以在逐行或逐像素基礎(chǔ)上移除閃爍。
原則上，此實(shí)施例也可以通過提供兩個(gè)助推電容器來實(shí)現(xiàn)，使得其中一個(gè)助 推電容器能對(duì)于極性信號(hào)(或其他狀態(tài)信號(hào))的一個(gè)值在一個(gè)方向上注入電荷，而 使得另一個(gè)助推電容器能對(duì)于該極性信號(hào)(或其他狀態(tài)信號(hào))的另一種狀態(tài)在相反 方向上注入電荷。然而該實(shí)施例會(huì)具有這樣的缺點(diǎn)——這兩個(gè)助推電容器之間的任 何失配會(huì)結(jié)果導(dǎo)致這兩個(gè)電壓范圍之間有非預(yù)期的偏移，由此導(dǎo)致在由該轉(zhuǎn)換器驅(qū) 動(dòng)的顯示器中有閃爍。
圖14(a)示出根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器13。將僅描述此實(shí)施例與先前諸 實(shí)施例之間的不同之處。
在圖14(a)中，轉(zhuǎn)換器13包括多個(gè)助推電容器Gn ....CTra。在圖14(a)中示出 3個(gè)助推電容器，但本發(fā)明并不被限定于此特定數(shù)目的助推電容器。
21在此實(shí)施例中，邏輯電路19對(duì)每個(gè)助推電容器的下極板的連接與其他(諸) 助推電容器的連接無關(guān)地加以控制。S卩，對(duì)控制第一助推電容器CT,的第二極板的 連接的開關(guān)18的狀態(tài)可以與控制每一個(gè)其他助推電容器CT2 .... C^的第二極板的 連接的開關(guān)的狀態(tài)無關(guān)地來控制。
在此實(shí)施例中，這些助推電容器是"調(diào)諧"助推電容器，并且邏輯電路19接
收時(shí)序信號(hào)CK和m位的調(diào)諧數(shù)據(jù)字T(m:l)作為輸入，其中m是所提供的調(diào)諧助 推電容器的總數(shù)。
在圖12和13(a)的實(shí)施例中，單個(gè)助推電容器Cp給予在制造以后不能調(diào)整的
固定偏移。與之對(duì)比，圖14的調(diào)諧助推電容器CTL.,.C加在工作期間可以根據(jù)調(diào)
諧數(shù)據(jù)字來選擇性地啟用。(在既提供助推電容器Cp又提供一個(gè)或更多個(gè)調(diào)諧助 推電容器的實(shí)施例中，舉例而言如以下參考圖16(a)所描述的那樣，可以選取助推 電容器的值來將DAC輸出范圍所基于的電壓大致調(diào)整到所需的值。隨后可以在使 用中利用(諸)調(diào)諧助推電容器來微調(diào)電壓調(diào)整。)
作為示例，如果有三個(gè)調(diào)諧助推電容器并且輸入調(diào)諧數(shù)據(jù)字具有"101"值， 則可以如此配置邏輯電路以使得有電荷注入在第一和第三調(diào)諧助推電容器上，而沒 有電荷注入在第二調(diào)諧助推電容器上。在此實(shí)施例中，是否有電荷注入在特定的調(diào) 諧助推電容器上是由輸入調(diào)諧數(shù)據(jù)字的相應(yīng)位來決定的。
可以使用本發(fā)明此實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器來減少或消除顯示設(shè)備中的閃爍。圖14(b) 示出圖14(a)的轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓范圍，并且可以看出，對(duì)于輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)b(n:l) 的任何值，該轉(zhuǎn)換器能交付以由式(4)對(duì)該輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)碼給出的輸出電壓為中心 的輸出電壓范圍(由圖14(b)中打陰影的區(qū)域表示)。因此在類似于圖3(b)中所示 的驅(qū)動(dòng)方案中可以使用此實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器來提供像素電壓，其中向這些像素電壓施 加偏移以確?？缬谝壕Р牧仙鲜┘拥碾妷旱慕^對(duì)值在正和負(fù)循環(huán)兩者中是相同的。
一旦確定了消除閃爍的調(diào)諧數(shù)據(jù)，就可以將它們存儲(chǔ)在該系統(tǒng)中的其他地方。
在圖14(a)的實(shí)施例中，這些調(diào)諧助推電容器優(yōu)選是雙向地工作，從而它們能 將轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓助推到正常輸出電壓的或者以上或者以下(即高于或低于 在沒有這些調(diào)諧助推電容器的情況下的輸出電壓)。這要求邏輯電路19按以上參 考圖6的雙向DAC所描述的一般方式來控制這些調(diào)諧助推電容器的下極板的連 接。這樣便具有給予很寬調(diào)諧范圍同時(shí)使必需的外加電容器的尺寸最小化(并因此 使必需功率最小化)的優(yōu)點(diǎn)。然而原則上，可以如此安排該DAC以使得電荷只能 以一個(gè)方向注入在這些調(diào)諧助推電容器上。這些調(diào)諧助推電容器可以按二進(jìn)制方式來比例縮放，如此使得CTi = 2(i—"CT1。 替換地，這些調(diào)諧助推電容器可以根據(jù)其中每種可能的輸入碼一個(gè)電容器的溫度計(jì) 編碼來比例縮放，從而輸入的調(diào)諧數(shù)據(jù)字001將會(huì)導(dǎo)致有電荷被注入在一個(gè)調(diào)諧助 推電容器上，輸入的調(diào)諧數(shù)據(jù)字010會(huì)導(dǎo)致有電荷被注入在兩個(gè)調(diào)諧助推電容器 上，依此類推。然而，本發(fā)明并不被限定于這些可能性，并且諸調(diào)諧助推電容器可 以按任何合適的方式來比例縮放。
圖15(a)示出根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器。此實(shí)施例大體上類似于圖 14(a)的實(shí)施例，并且在此將僅描述其不同之處。
在圖15(a)的實(shí)施例中，邏輯電路19接收三個(gè)輸入——時(shí)序信號(hào)CK、調(diào)諧數(shù) 據(jù)字T(m:l)、以及極性信號(hào)POL (或其他狀態(tài)信號(hào))。邏輯電路19可以被配置成 使得對(duì)于輸入調(diào)諧數(shù)據(jù)字T(m:l)的給定值，注入在這些調(diào)諧助推電容器上的電荷 取決于極性信號(hào)(或其他狀態(tài)信號(hào))的值。這允許對(duì)于極性信號(hào)(或其他狀態(tài)信號(hào)) 的每個(gè)值能獨(dú)立地調(diào)整轉(zhuǎn)換器13的輸出。這在圖15(b)中圖解，其示出由圖15(a) 的轉(zhuǎn)換器13提供的輸出電壓的范圍。可以看出，盡管先前諸實(shí)施例提供的是將輸 出電壓范圍所基于的電壓助推到基準(zhǔn)電壓V！以上和以下達(dá)相等的量，但在圖15(a) 中則不然。在一個(gè)時(shí)段中將輸出電壓范圍所基于的電壓助推到電壓V！以上所達(dá)的 量不等于在另一個(gè)時(shí)段中將輸出電壓范圍所基于的電壓助推到電壓V,以下所達(dá)的
量。(在圖i5(b)中，(vr-vo〈(v,-vr)，但此實(shí)施例可以替換地被如此安排以
使得(vr-v!)ur))。
圖16(a)示出根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器13。此實(shí)施例大體上類似于先 前諸實(shí)施例，并且在此將僅描述其不同之處。
在此實(shí)施例中，轉(zhuǎn)換器13包括兩群助推電容器。在此實(shí)施例中包括單個(gè)助推 電容器Cp的第一群助推電容器由第一邏輯電路19a控制。第一群助推電容器中每 個(gè)電容器的下極板的連接由各自的開關(guān)18a控制，而開關(guān)18a由來自第一邏輯電路 19a的相應(yīng)各個(gè)輸出控制。盡管第一群助推電容器在圖16(a)中被示為僅包含單個(gè) 電容器，但第一群原則上可以包含兩個(gè)或更多個(gè)助推電容器。
轉(zhuǎn)換器13進(jìn)一步包括第二群助推電容器，在此示例中為調(diào)諧助推電容器群 CT1 .... CTn。這些調(diào)諧助推電容器中每個(gè)電容器的下極板的連接由各自的開關(guān)18b 控制，而開關(guān)18b由來自第二邏輯電路19b的相應(yīng)各個(gè)輸出控制。
在圖16(a)中，第一群助推電容器Cp中每一個(gè)電容器的下極板可以連接至的基 準(zhǔn)電壓是與DAC電容器d...Q的下極板可以連接至的相同的基準(zhǔn)電壓V2、 V3，
23并且第二群助推電容器CT1...CTm中每一個(gè)電容器的下極板可以連接至的基準(zhǔn)電壓
也是與DAC電容器CL..Cj的下極板可以連接至的相同的基準(zhǔn)電壓V2、 V3，但是 本發(fā)明并不被限定于此。第一群助推電容器中每一個(gè)電容器Cp的下極板可以連接
至的基準(zhǔn)電壓可以與基準(zhǔn)電壓V2、 V3不同。第二群助推電容器中每一個(gè)電容器 CT卜.CTm的下極板可以連接至的基準(zhǔn)電壓可以與基準(zhǔn)電壓V2、 V3不同和/或可以
與第一群助推電容器中每一個(gè)電容器Cp的下極板可以連接至的基準(zhǔn)電壓不同。
對(duì)第一邏輯電路19a的輸入與對(duì)第二邏輯電路19b的輸入無關(guān)。而且，對(duì)每 一個(gè)邏輯電路19a、 19b的輸入與輸入到DAC的輸入數(shù)據(jù)碼無關(guān)。在圖16(a)的實(shí) 施例中，第一邏輯電路19a接收時(shí)序信號(hào)CK和指示著正由該轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的 狀態(tài)的極性信號(hào)POL (或其他狀態(tài)信號(hào))作為輸入，并且第二邏輯電路19b接收 時(shí)序信號(hào)CK和調(diào)諧數(shù)據(jù)字T(m:l)作為輸入。圖16(a)示出提供三個(gè)調(diào)諧助推電容 器，在這種情形中，調(diào)諧數(shù)據(jù)字T(m:l)將為3位調(diào)諧數(shù)據(jù)字，但本發(fā)明并不被限 定于使用三個(gè)調(diào)諧助推電容器，并且可以提供多于三個(gè)調(diào)諧助推電容器或少于三個(gè) 調(diào)諧助推電容器。
如同圖14(a)的實(shí)施例中那樣，第二邏輯電路19b的每個(gè)輸出與第二邏輯電路 19b的其他輸出無關(guān)。在工作中，電荷可以按此前所描述的方式注入在助推電容器 Cp上和/或這些調(diào)諧助推電容器中的一個(gè)或更多個(gè)上。助推電容器Cp和/或調(diào)諧助 推電容器Cn....CTn可以是雙向電容器，從而電荷可以在任一方向上注入，或者它 們可以是單向電容器如此使得電荷只在一個(gè)方向上注入在這些電容器上。
在圖16(a)的實(shí)施例中，助推電容器Cp上的電荷注入的方向由輸入到第一邏輯 電路19a的極性信號(hào)POL(或其他狀態(tài)信號(hào))的值決定。調(diào)諧助推電容器CT1 .... CTn 上的電荷注入如以上參考圖14(a)所描述地受控制。
圖16(b)示出圖16(a)的轉(zhuǎn)換器13的典型輸出電壓。助推電容器Cp的作用是將 輸出電壓范圍所基于的電壓助推到(在調(diào)零相中這些電容器的上極板所連接至的) 基準(zhǔn)電壓V,以上或以下。這在圖16(b)中由標(biāo)記"助推"的箭頭指示。輸出電壓范 圍所基于的DC電平隨后可以由這些調(diào)諧助推電容器來進(jìn)一步調(diào)整，如在圖16(b) 中由標(biāo)記"調(diào)諧"的箭頭所指示的。
在該實(shí)施例中，對(duì)正和負(fù)極性兩者使用相同的電容器一一不管POL信號(hào)的值 如何都使用相同的調(diào)諧電容器，而在圖15(a)的實(shí)施例中，具體的調(diào)諧數(shù)據(jù)碼取決 于POL信號(hào)的值可以選擇不同的調(diào)諧電容器群。由此，電壓匹配與圖15(a)的實(shí)施 例相比有所改善，并減少了在由該轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)的顯示器中發(fā)生閃爍的機(jī)會(huì)。在如在圖2(a)中那樣對(duì)電極電壓VCOM具有恒定值的驅(qū)動(dòng)方案中可以使用圖 16(a)的實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器來供應(yīng)像素電壓V皿。已將恒定的對(duì)電極電壓VCOM疊置 到圖16(b)中所示的輸出電壓上。當(dāng)輸出電壓范圍所基于的電壓被助推到Vi以上 時(shí)，DAC輸出電壓可以被用作像素電壓以提供跨液晶的正電壓，而當(dāng)輸出電壓范 圍所基于的電壓被助推到V！以下時(shí)，DAC輸出電壓在一時(shí)段中可以被用作像素電 壓并提供跨液晶的負(fù)電壓。輸出電壓可以使用調(diào)諧數(shù)據(jù)字來"調(diào)諧"以確保在施加 正電壓時(shí)跨于液晶材料上所施加的電壓的幅值等于在施加負(fù)電壓時(shí)跨于液晶材料 上所施加的電壓的幅值，從而消除閃爍。
在該實(shí)施例中，通過使用合適的助推電容器Cp，就可將對(duì)電極接地，藉此克 服靜電放電的問題。
圖17(a)示出根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器13。該實(shí)施例大體上對(duì)應(yīng)于圖 13(a)的實(shí)施例，并且在此將僅描述其不同之處。在圖17(a)的實(shí)施例中，開關(guān)DAC 電容器d .... Cj和助推電容器Cp的上極板可以連接至或者基準(zhǔn)電壓Vu或者基準(zhǔn) 電壓Vu，其中V,一Vu。這可以使用合適的開關(guān)裝置來完成，諸如由邏輯電路21 控制的開關(guān)17。在調(diào)零相中，轉(zhuǎn)換器調(diào)零到的輸出電壓或?yàn)閂u或?yàn)閂12。
在圖17(a)的實(shí)施例中，這些電容器的上極板是連接至基準(zhǔn)電壓Vn還是基準(zhǔn) 電壓Vu與輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)碼無關(guān)。在圖17(a)的實(shí)施例中，對(duì)邏輯電路21的輸入是 時(shí)基信號(hào)CK和涉及正由轉(zhuǎn)換器13驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的狀態(tài)信號(hào)。輸入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)碼b(n:l) 并不向邏輯電路21輸入，并且不影響開關(guān)17。
向邏輯電路21輸入的狀態(tài)信號(hào)可以是與向控制助推電容器Cp的下極板的連 接的邏輯電路19輸入的相同的狀態(tài)信號(hào)。這在圖17(a)中圖解，其中極性信號(hào)POL 向邏輯電路21和邏輯電路19兩者輸入。替換地，向邏輯電路21輸入的狀態(tài)信號(hào) 可以與向控制助推電容器Cp的下極板的連接的邏輯電路19輸入的狀態(tài)信號(hào)不同。 例如，在轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)液晶顯示器——其中顯示器左側(cè)上的柵極線由一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電 路來驅(qū)動(dòng)而顯示器右側(cè)上的柵極線由另一個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)的情形中，可以向 這些邏輯電路之一輸入左-右信號(hào)并且可以向這些邏輯電路中的另一個(gè)輸入極性信 號(hào)。
在解碼相中，控制開關(guān)裝置以將開關(guān)DAC電容器d ....C;的上極板和助推電 容器Cp的上極板與基準(zhǔn)電壓Vn、 V^隔離開。
在沒有助推電容器Cp的情況下，取決于在調(diào)零相中已選擇了 Vu還是Vu，在 解碼相中來自轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓將會(huì)包括或者是基準(zhǔn)電壓Vu上下的輸出電壓范圍或者是基準(zhǔn)電壓Vu上下的輸出電壓范圍。這些輸出電壓范圍將由式(4)給出， 但其中V,被Vn或V,2取代(并且如果沒有提供終接電容器則CTERM設(shè)為O)。通
過提供助推電容器Cp，并且通過在極化信號(hào)POL (或其他狀態(tài)信號(hào))的基礎(chǔ)上控 制對(duì)基準(zhǔn)電壓V 或基準(zhǔn)電壓V12的選擇以及助推電容器CP的第二端的連接兩者， 就可如圖17(b)中所示地將輸出電壓范圍所基于的電壓助推到電壓V 以上或者輸 出電壓V12以下(或者相反地，將該電壓助推到基準(zhǔn)電壓V 以下和基準(zhǔn)電壓V12 以上)。
可以看出，圖17(b)中所示的輸出電壓范圍具有與圖13(b)或13(c)中所示的輸 出電壓范圍相似的形式。然而，在圖17(b)中，這兩個(gè)輸出范圍之間的電壓偏移有 一部分是因基準(zhǔn)電壓V 與基準(zhǔn)電壓Vu之差而起，并且該差只有部分是因助推電 容器Cp的作用而起。這允許助推電容器Cp在圖17(a)的實(shí)施例中比在圖13(a)的實(shí) 施例中更小。
一般而言，基準(zhǔn)電壓Vu、 Vu的值將由該系統(tǒng)中可用的電源導(dǎo)軌所固定。在 典型的系統(tǒng)中，這些電源導(dǎo)軌不太可能會(huì)恰適地間隔開以提供允許能使用利用恒定 對(duì)電極電壓VCOM的驅(qū)動(dòng)方案的兩個(gè)輸出電壓范圍一一一般而言，電源導(dǎo)軌將供 應(yīng)正電壓Vdd和地電勢(shì)。然而，在圖17(a)的實(shí)施例中提供助推電容器Cp使得兩個(gè) 輸出范圍22、 23之間的偏移能被調(diào)整到對(duì)于給定驅(qū)動(dòng)方案合需的值——兩個(gè)輸出 范圍22、 23之間的偏移不被該系統(tǒng)中可用的電源導(dǎo)軌所固定。
使用兩個(gè)基準(zhǔn)電壓V 、 Vi2以及合適的開關(guān)裝置在調(diào)零相中將轉(zhuǎn)換器中諸電 容器的上極板連接至這些電壓之中的一個(gè)或另一個(gè)的用法可以應(yīng)用于本發(fā)明的每 一個(gè)實(shí)施例。作為示例，圖18(a)圖解本發(fā)明的進(jìn)一步的轉(zhuǎn)換器13，其大體上對(duì)應(yīng) 于圖16(a)的轉(zhuǎn)換器13，但其設(shè)有用于在調(diào)零相中將開關(guān)電容器DAC 14的電容器、 助推電容器Cp、以及調(diào)諧電容器Cn .... C^的上極板連接至或者電壓基準(zhǔn)Vn或 者電壓基準(zhǔn)Vu (V,一Vu)的開關(guān)裝置17和邏輯電路21。
圖18(b)示出圖18(a)的轉(zhuǎn)換器13的電壓輸出范圍22、 23。此實(shí)施例保留了圖 17(a)的實(shí)施例的所有優(yōu)點(diǎn)，并且此外可以從由使用調(diào)諧助推電容器C^ .... Ck的 轉(zhuǎn)換器來驅(qū)動(dòng)的顯示器中消除閃爍。轉(zhuǎn)換器13的輸出電壓范圍22、 23適合在具有 恒定對(duì)電極電壓VCOM的驅(qū)動(dòng)方案中用作像素電壓，并且在圖18(b)中疊置了恒定 的對(duì)電極電壓。如同圖16(a)的轉(zhuǎn)換器的情況一樣，圖18(a)的轉(zhuǎn)換器13可以在其 中對(duì)電極電壓VCOM接地藉此來克服靜電放電的問題的驅(qū)動(dòng)方案中使用。而且， 與圖16(a)的實(shí)施例相比，圖18(a)的實(shí)施例可以使用如以上參考圖17(a)的實(shí)施例
26所描述的更小的助推電容器CP。
使用兩個(gè)基準(zhǔn)電壓V 、 V12以及合適的開關(guān)裝置在調(diào)零相中將開關(guān)電容器 DAC中諸電容器的上極板連接至這些電壓之中的一個(gè)或另一個(gè)的用法可以應(yīng)用于
任何具有開關(guān)電容器DAC的轉(zhuǎn)換器。
在以上所描述的實(shí)施例中，可以如此安排開關(guān)電容器DAC 14的電容器 d... A使得Ci = 2(i -!) d,但本發(fā)明并不被限定于此。
已參考無緩沖DAC描述了本發(fā)明。然而原則上，本發(fā)明可以應(yīng)用于圖4中的 其中提供了單位增益輸出緩沖器的有緩沖DAC。
以上已參考正被用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示設(shè)備的DAC描述了本發(fā)明。然而，本發(fā)明 可以在任何可能期望由單個(gè)DAC取決于正由該DAC驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的狀態(tài)而產(chǎn)生兩 個(gè)或更多個(gè)不同輸出范圍上的電壓的場(chǎng)合使用。
在圖17(a)和17(b)的實(shí)施例中，DAC電容器C, ....Cj、助推電容器Cp以及在 圖18(a)中還有調(diào)諧助推電容器C^ .…C^的上極板在調(diào)零相中可以連接至兩個(gè)基 準(zhǔn)電壓V 、 Vu之一。然而本發(fā)明并不被限定于此，并且轉(zhuǎn)換器可以包括三個(gè)或 更多個(gè)不同的基準(zhǔn)電壓源和用于在調(diào)零相中將這些電容器的上極板連接至這三個(gè) 或更多個(gè)基準(zhǔn)電壓之中的任一個(gè)的開關(guān)裝置。
在以上描述的實(shí)施例中，諸助推電容器和調(diào)諧助推電容器的下極板經(jīng)由各自 的開關(guān)連接至基準(zhǔn)電壓V2和V3之一，它們是與開關(guān)電容器DAC的電容器Ci的下 極板所連接至的相同的基準(zhǔn)電壓。這減少了必需的電源電壓的數(shù)目。
然而原則上，諸助推電容器和/或調(diào)諧助推電容器的下極板可以經(jīng)由各自的開 關(guān)連接至與開關(guān)電容器DAC的電容器Q的下極板所連接至的基準(zhǔn)電壓不相同的基 準(zhǔn)電壓。這在圖19中圖解，圖19是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步實(shí)施例的轉(zhuǎn)換器的版塊電路 圖。
圖19的轉(zhuǎn)換器13，大體上對(duì)應(yīng)于圖11的轉(zhuǎn)換器，除了助推電容器CB1...CBm 的下極板不是在與DAC電容器Q...Cj的下極板相同的基準(zhǔn)電壓之間切換。在圖
19的轉(zhuǎn)換器13'中，助推電容器Cw...CBm的下極板在基準(zhǔn)電壓V4與基準(zhǔn)電壓V5
(V4'V5)之間切換，而DAC電容器d.,.Cj的下極板在基準(zhǔn)電壓V2與基準(zhǔn)電壓 V3 (V V3)之間切換?；鶞?zhǔn)電壓V2、 V3、 V4、 Vs可以全部彼此不同(或者原則 上這些基準(zhǔn)電壓中可以有三個(gè)不同，從而例如V2-V41 V31 V5)。
圖19的轉(zhuǎn)換器13'的其他特征對(duì)應(yīng)于圖11的轉(zhuǎn)換器13的相應(yīng)各個(gè)特征，并 且將不再重復(fù)其描述。
27而且，在提供了一個(gè)或更多個(gè)調(diào)諧助推電容器和一個(gè)或更多個(gè)助推電容器的 場(chǎng)合，如在圖16(a)的實(shí)施例中那樣，原則上可令(諸)助推電容器的下極板經(jīng)由 各自的開關(guān)連接至與諸調(diào)諧助推電容器的下極板所連接至的基準(zhǔn)電壓不同并且與
開關(guān)電容器DAC中的電容器Ci的下極板所連接至的基準(zhǔn)電壓也不同的基準(zhǔn)電壓。
為更全面理解本發(fā)明的本質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)對(duì)聯(lián)合附圖來進(jìn)行的后繼詳細(xì)描述 進(jìn)行參考。
如此對(duì)本發(fā)明作了描述后，將顯而易見的是，相同的方式可以用許多方式加 以變化。這樣的變形不應(yīng)被認(rèn)為脫離了本發(fā)明的精神和范圍，并且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人 員將是明顯的所有此類修改旨在被涵蓋在所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明的轉(zhuǎn)換器可以用于例如驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的矩陣列。這樣的轉(zhuǎn)換器的一 種具體應(yīng)用是用于尤其期望使功耗最小化的便攜式應(yīng)用的小顯示面板中。
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權(quán)利要求
1. 一種用于轉(zhuǎn)換輸入n位數(shù)字碼的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，其中n是大于1的整數(shù)，所述數(shù)/模轉(zhuǎn)換器包括具有多個(gè)電容器的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，每個(gè)電容器的第一端連接至所述轉(zhuǎn)換器的輸出，并且每個(gè)電容器的第二端取決于所述輸入數(shù)字碼的相應(yīng)位可連接至或者第一基準(zhǔn)電壓或者與所述第一基準(zhǔn)電壓不同的第二基準(zhǔn)電壓；并且還包括第一補(bǔ)充電容器，所述第一補(bǔ)充電容器的第一端連接至所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出；以及第一開關(guān)裝置，用于將所述補(bǔ)充電容器的第二端連接至或者第三基準(zhǔn)電壓或者與所述第三基準(zhǔn)電壓不同的第四基準(zhǔn)電壓，其中對(duì)所述第一開關(guān)裝置的輸入與所述輸入數(shù)字碼無關(guān)。
2. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第一補(bǔ)充電容器的所述第 二端的所述連接貫穿解碼相地維持著。
3. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器包 括n個(gè)電容器。
4. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器包括兩個(gè)或更多個(gè) 第一補(bǔ)充電容器，并且其中所述第一開關(guān)裝置是如此以使得對(duì)要連接至所述這些第 一補(bǔ)充電容器之一的第二端的基準(zhǔn)電壓的選取與對(duì)要連接至另一或者每一其他第 一補(bǔ)充電容器的第二端的基準(zhǔn)電壓的選取無關(guān)。
5. 如權(quán)利要求1或者如權(quán)利要求4在從屬于權(quán)利要求1時(shí)所述的轉(zhuǎn)換器，其 特征在于，所述開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器是雙向開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。
6. 如權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述對(duì)第一開關(guān)裝 置的輸入包括時(shí)鐘信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述對(duì)第一開關(guān)裝 置的輸入包括調(diào)諧數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入包括指示著系統(tǒng)的狀態(tài)的信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，進(jìn)一步包括至少一個(gè)第二補(bǔ)充電容器，所述那一或者每一第二補(bǔ)充電容器的第一端連接至所述轉(zhuǎn)換器的所述輸出；以及第二開關(guān)裝置，用于將所述那一或者每一第二補(bǔ)充電容器的第二端連接至或者第五基準(zhǔn)電壓或者與所述第五基準(zhǔn)電壓不同的第六基準(zhǔn)電壓，其中對(duì)所述第二開關(guān)裝置的輸入與所述輸入n位數(shù)字碼無關(guān)并且與所述對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入無關(guān)。
10. 如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入包括時(shí)鐘信號(hào)和調(diào)諧數(shù)據(jù)，并且所述對(duì)第二開關(guān)裝置的輸入包括時(shí)鐘信號(hào)和指示著系統(tǒng)的狀態(tài)的信號(hào)。
11. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，進(jìn)一步包括第三開關(guān)裝置，用于在調(diào)零相期間將所述開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器中的所述這些電容器的第一端連接至基準(zhǔn)電壓。
12. 如權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第三開關(guān)裝置適用于在解碼相中將所述開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器中的每一個(gè)電容器的第一端與所述基準(zhǔn)電壓隔離。
13. 如權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第三開關(guān)裝置在所述調(diào)零相期間將所述開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器中的所述這些電容器的第一端連接至所述第一和第二基準(zhǔn)電壓之一。
14. 如權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第三開關(guān)裝置在所述調(diào)零相期間將所述開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器中的所述這些電容器的第一端連接至與所述第一基準(zhǔn)電壓和所述第二基準(zhǔn)電壓兩者皆不同的基準(zhǔn)電壓。
15. 如權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第三開關(guān)裝置在調(diào)零相期間將所述開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器中的所述這些電容器的第一端連接至或者第七基準(zhǔn)電壓或者與所述第七基準(zhǔn)電壓不同的第八基準(zhǔn)電壓，并且其中對(duì)所述第三開關(guān)裝置的輸入與所述輸入數(shù)字碼無關(guān)。
16. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器是無緩沖轉(zhuǎn)換器并且所述輸出供直接連接至電容性負(fù)載。
17. 如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第三基準(zhǔn)電壓等于所述第一基準(zhǔn)電壓，并且所述第四基準(zhǔn)電壓等于所述第二基準(zhǔn)電壓。
18. 如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述第五基準(zhǔn)電壓等于所述第一基準(zhǔn)電壓，并且所述第六基準(zhǔn)電壓等于所述第二基準(zhǔn)電壓。
19. 一種包括如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器的顯示驅(qū)動(dòng)器。
20. —種顯示器，包括圖像顯示層和如權(quán)利要求19所述的用于至少驅(qū)動(dòng)所述圖像顯示層的選定區(qū)域的驅(qū)動(dòng)器。
21. 如權(quán)利要求20所述的顯示器，其特征在于，所述對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入取決于所述圖像顯示層的狀態(tài)。
22. 如權(quán)利要求20或21所述的顯示器，其特征在于，所述圖像顯示層是液晶材料層。
23. 如權(quán)利要求22在從屬于權(quán)利要求21時(shí)所述的顯示器，其特征在于，所述對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入取決于所述液晶材料的極性。
全文摘要
一種用于轉(zhuǎn)換輸入n位數(shù)字碼(n＞1)的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，包括具有多個(gè)電容器(C₁…C_n)的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(14)。每一個(gè)電容器的下極板取決于輸入數(shù)字碼可連接至或者第一基準(zhǔn)電壓(V₂)或者與第一基準(zhǔn)電壓不同的第二基準(zhǔn)電壓(V₃)。該轉(zhuǎn)換器還包括至少一個(gè)補(bǔ)充電容器(C_P)、和用于將這一或者每一第一補(bǔ)充電容器的下極板連接至或者第三基準(zhǔn)電壓或者與第三基準(zhǔn)電壓不同的第四基準(zhǔn)電壓的開關(guān)裝置(18、19)。對(duì)第一開關(guān)裝置的輸入與該輸入數(shù)字碼無關(guān)。在解碼相中，輸出電壓浮置到取決于輸入數(shù)據(jù)碼和電荷在(諸)補(bǔ)充電容器(C_P)上注入的方向及幅值兩者的電壓。
文檔編號(hào)H03M1/74GK101501997SQ200780029459
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2007年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者P·澤貝迪 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社