專利名稱：同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置及方法，尤指一種使用于液晶顯示系統(tǒng)中，采用系統(tǒng)中掃描同步信號(hào)來產(chǎn)生同步倍頻信號(hào)給系統(tǒng)使用，以消除系統(tǒng)中脈寬調(diào)變所產(chǎn)生的差頻干擾的信號(hào)產(chǎn)生裝置及方法。
背景技術(shù)：
使用者可以通過硬件或軟件來控制換流器(invereter)動(dòng)作，以點(diǎn)亮或調(diào)整液晶顯示器(LCD MONITOR)、筆記本電腦的液晶顯示屏(LCD PANEL)的背光源或側(cè)光源的亮度變化。市面上顯示器主要為利用脈寬調(diào)變(Pulsewidth modulation；PWM)方式來進(jìn)行點(diǎn)燈與調(diào)光，其原理為依控制脈波的寬度來控制換流器的功率級(jí)(inverter power stage)，使得其依脈波的寬度來產(chǎn)生不連續(xù)電流，進(jìn)而達(dá)到點(diǎn)燈與調(diào)光的目的。
請(qǐng)參考圖1，為公知未同步的波寬調(diào)變調(diào)光式換流器的電路方塊圖。當(dāng)使用者通過軟件的控制來調(diào)整液晶顯示系統(tǒng)(即前述液晶顯示器或液晶顯示屏)畫面的亮度時(shí)，液晶顯示系統(tǒng)的微處理器(未標(biāo)示)會(huì)先激活PWM單元10以控制換流器功率單元12點(diǎn)亮背光燈管14。于背光燈管14的亮度調(diào)整時(shí)，微處理器會(huì)輸出一亮度控制信號(hào)給PWM單元10，經(jīng)該P(yáng)WM單元10的調(diào)變比較后產(chǎn)生一波寬調(diào)變輸出信號(hào)PWMout給換流器功率單元12，該換流器功率單元12是隨著波寬調(diào)變輸出信號(hào)PWMout的寬度來產(chǎn)生振蕩，而輸出電流以點(diǎn)亮液晶顯示系統(tǒng)中的背光燈管14，或不振蕩則不會(huì)輸出電流，如此即可以達(dá)到調(diào)光的目的。
然而，采用脈寬調(diào)變方式來進(jìn)行點(diǎn)燈與調(diào)光，于調(diào)變背光燈管14“亮”時(shí)為滿載電流，調(diào)變背光燈管14“暗”時(shí)幾乎為空載，所以此種方式會(huì)造成很大的低頻(通常為150-250Hz)電源漣波，當(dāng)液晶顯示系統(tǒng)的接地不易分割時(shí)，便極易造成波寬調(diào)變的操作頻率(150-250Hz)與液晶顯示系統(tǒng)的掃描同步信號(hào)(一般為60Hz)兩者間的差頻干擾。
圖1中是采用未同步方式調(diào)光，因此無法避免差頻干擾的現(xiàn)象，若是采用鎖相回路(Phase Lock Loop；PLL)則可以達(dá)到以同步方式調(diào)光或點(diǎn)燈。參考圖2，為公知采用鎖相回路的同步波寬調(diào)變式調(diào)光的電路方塊圖，將液晶顯示系統(tǒng)的掃描同步信號(hào)輸入至鎖相回路單元11經(jīng)鎖相回路單元11鎖相后倍頻輸出(通常為180Hz-240Hz)一與掃描同步信號(hào)同步的同步輸出信號(hào)SYNCout，且該同步輸出信號(hào)SYNCout與一亮度控制信號(hào)一并輸入至PWM單元10，經(jīng)PWM單元10的調(diào)變、比較后，產(chǎn)生一波寬調(diào)變輸出信號(hào)PWMout給換流器功率單元12，該換流器功率單元12隨著波寬調(diào)變輸出信號(hào)PWMout的寬度來產(chǎn)生不連續(xù)電流，進(jìn)而達(dá)到調(diào)光目的。
由于考慮到人眼閃爍與噪音問題，因此波寬調(diào)變調(diào)光方式一般是在低頻(150Hz-250Hz)下操作，在此低頻下使用鎖相回路會(huì)有下面缺點(diǎn)a.低頻鎖相時(shí)，鎖相回路單元11的同步輸出信號(hào)會(huì)產(chǎn)生較大抖動(dòng)(jitter)以致流經(jīng)背光燈管14的電流不穩(wěn)定，造成背光燈管14閃爍現(xiàn)象。
b.鎖相回路單元11的電路復(fù)雜且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，使用于液晶顯示系統(tǒng)中，采用系統(tǒng)中的掃描同步信號(hào)來產(chǎn)生同步倍頻信號(hào)給系統(tǒng)使用，用以消除系統(tǒng)中脈寬調(diào)變所產(chǎn)生的差頻干擾，其具有電路簡(jiǎn)單且成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明一種同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，包括有一積分切換單元，用來接收液晶顯示系統(tǒng)中的掃描同步信號(hào)，是受控于該掃描同步信號(hào)的高/低準(zhǔn)位，而進(jìn)行切換動(dòng)作；一第一積分單元連接于該積分切換單元，于高準(zhǔn)位的該掃描同步信號(hào)時(shí)進(jìn)行積分運(yùn)算，以輸出一第一積分信號(hào)；一第二積分單元連接于該積分切換單元，于低準(zhǔn)位的該掃描同步信號(hào)時(shí)進(jìn)行積分運(yùn)算，以輸出一第二積分信號(hào)；一加法單元連接于該第一積分單元與該第二積分單元，是加總該第一積分信號(hào)與該第二積分信號(hào)，用以輸出一倍頻調(diào)變信號(hào)；及一比較單元連接于該加法單元，是比較該倍頻調(diào)變信號(hào)與一參考信號(hào)，用以輸出該同步倍頻信號(hào)。該同步倍頻信號(hào)提供液晶顯示系統(tǒng)中PWM單元使用，進(jìn)而達(dá)到同步點(diǎn)燈或調(diào)光，以消除系統(tǒng)中脈寬調(diào)變所產(chǎn)生的差頻干擾。
以上的概述與接下來的詳細(xì)說明皆為示范性質(zhì)，為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的權(quán)利要求。而有關(guān)本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點(diǎn)，將在后續(xù)的說明與圖標(biāo)加以闡述。


圖1為公知未同步的波寬調(diào)變調(diào)光式換流器的電路方塊圖；
圖2為公知采用鎖相回路的同步波寬調(diào)變式調(diào)光的電路方塊圖；圖3為本發(fā)明較佳第一實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置使用于液晶顯示系統(tǒng)中的調(diào)光電路方塊示意圖；圖4為本發(fā)明較佳第二實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置使用于液晶顯示系統(tǒng)中的點(diǎn)燈電路方塊示意圖；圖5為本發(fā)明較佳實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置電路方塊示意圖；圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置電路示意圖；及圖7為圖6的電路波形示意圖。
符號(hào)說明PWM單元10鎖相回路單元11換流器功率單元12背光燈管14液晶顯示系統(tǒng)2同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置20積分切換單元201第一積分單元202第二積分單元204加法單元206反相器207比較單元208保護(hù)單元209掃描同步信號(hào)S1
同步倍頻信號(hào)S2第一積分信號(hào)S3第二積分信號(hào)S4倍頻調(diào)變信號(hào)S5反相同步倍頻信號(hào)S6參考信號(hào)VREFPWM單元22換流器功率單元24背光燈管26波寬調(diào)變輸出信號(hào)PWMout具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖3，為本發(fā)明較佳第一實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置使用于液晶顯示系統(tǒng)中的調(diào)光電路方塊示意圖。液晶顯示系統(tǒng)2至少包括有一同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置20、一PWM單元22、一換流器功率單元24及一背光燈管26。同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置20接收系統(tǒng)中的一掃描同步信號(hào)S1，進(jìn)而產(chǎn)生同步于掃描同步信號(hào)S1的一同步倍頻信號(hào)S2輸出，該同步倍頻信號(hào)S2與一亮度控制信號(hào)一并輸入至PWM單元22，經(jīng)PWM單元22的調(diào)變、比較后，產(chǎn)生一波寬調(diào)變輸出信號(hào)PWMout給換流器功率單元24，該換流器功率單元24隨著波寬調(diào)變輸出信號(hào)PWMout的寬度來產(chǎn)生不連續(xù)電流，進(jìn)而達(dá)到對(duì)背光燈管26的調(diào)光目的。在第一實(shí)施例的應(yīng)用中，掃描同步信號(hào)S1為系統(tǒng)中的一垂直同步信號(hào)。
請(qǐng)參考圖4，為本發(fā)明較佳第二實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置使用于液晶顯示系統(tǒng)中的點(diǎn)燈電路方塊示意圖。第二實(shí)施例與前述的第一實(shí)施例相較下，第二實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置20用來作為逆變器工作頻率來供應(yīng)冷陰極燈管點(diǎn)燈使用，并與其所接收的掃描同步信號(hào)S1同步，掃描同步信號(hào)S1為系統(tǒng)中的一水平同步信號(hào)。同時(shí)，第二實(shí)施例作用在于點(diǎn)燈，所以無需接收亮度控制信號(hào)。
請(qǐng)參考圖5，為本發(fā)明較佳實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置電路方塊示意圖。同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置20包括有一積分切換單元201接收一掃描同步信號(hào)S1，是受控于該掃描同步信號(hào)S1的高/低準(zhǔn)位，而進(jìn)行切換動(dòng)作；一第一積分單元202連接于該積分切換單元201，于高準(zhǔn)位的該掃描同步信號(hào)S1時(shí)進(jìn)行積分運(yùn)算，以輸出一第一積分信號(hào)S3；一第二積分單元204連接于該積分切換單元201，于低準(zhǔn)位的該掃描同步信號(hào)S1時(shí)進(jìn)行積分運(yùn)算，以輸出一第二積分信號(hào)S4；一加法單元206連接于該第一積分單元202與該第二積分單元204，是加總該第一積分信號(hào)S3與該第二積分信號(hào)S4，用以輸出一倍頻調(diào)變信號(hào)S5；及一比較單元208連接于該加法單元206，是比較該倍頻調(diào)變信號(hào)S5與一參考信號(hào)Vref，用以輸出該同步倍頻信號(hào)S2。
再參考圖5，同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置20進(jìn)一步包括有一反相器207連接于該比較單元208，該反相器207接收該倍頻調(diào)變信號(hào)S5以產(chǎn)生一反向同步倍頻信號(hào)S6輸出。更進(jìn)一步包括有一保護(hù)單元209連接于該積分切換單元201與該反相器207，于該掃描同步信號(hào)S1停止時(shí)，用以停止該同步倍頻信號(hào)S2輸出，如此即可防止掃描同步信號(hào)S1未輸入時(shí)，因外圍電路的電磁干擾而產(chǎn)生微量的同步倍頻信號(hào)S2與反向同步倍頻信號(hào)S6的誤動(dòng)作。
在同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置20中，該第一積分單元202是由一電阻器串聯(lián)連接一電容器。該第二積分單元204是由一電阻器串聯(lián)連接一電容器。該積分切換單元201是由至少一MOS晶體管連接組成。該同步倍頻信號(hào)S2的頻率為該掃描同步信號(hào)S1的兩倍。
請(qǐng)配合圖5，參考圖6，圖6為本發(fā)明較佳實(shí)施例的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置電路示意圖。在圖6中，積分切換單元201是由MOS晶體管Q2、Q3、Q4連接組成。第一積分單元202是由一電阻器R7串聯(lián)連接一電容器C2連接組成。第二積分單元204是由一電阻器R6串聯(lián)連接一電容器C4連接組成。加法單元206則由兩個(gè)二極管D1、D2組成。
圖7為圖6的電路波形示意圖。配合圖7，參考圖6，同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置20其電路工作原理如下積分切換單元201受控于一固定頻率方波的掃描同步信號(hào)S1，當(dāng)時(shí)間t0到t1時(shí)，掃描同步信號(hào)S1為高準(zhǔn)位(high)，積分切換單元201中的MOS晶體管Q3導(dǎo)通(ON)、MOS晶體管Q2截止(OFF)、MOS晶體管Q4導(dǎo)通(ON)，此時(shí)電壓源VCC是經(jīng)第一積分單元202中的電阻器R7對(duì)電容器C2充電，并于電容器C2上得該第一積分信號(hào)S3輸出。且因?yàn)镸OS晶體管Q4的導(dǎo)通(ON)，導(dǎo)致第二積分單元204中電容器C4進(jìn)行放電，使得電容器C4上的第二積分信號(hào)S4為零電位。
當(dāng)時(shí)間t1到t2時(shí)，掃描同步信號(hào)S1為低準(zhǔn)位(low)，積分切換單元201中的MOS晶體管Q3截止(OFF)、MOS晶體管Q2導(dǎo)通(ON)、MOS晶體管Q4截止(OFF)，此時(shí)，電壓源VCC是經(jīng)第二積分單元204中的電阻器R6對(duì)電容器C4充電，并于電容器C4上得該第二積分信號(hào)S4輸出。且因?yàn)镸OS晶體管Q2的導(dǎo)通(ON)，導(dǎo)致第一積分單元202中電容器C2進(jìn)行放電，使得電容器C2上的第一積分信號(hào)S3為零電位。
加法單元206接收第一積分信號(hào)S3與第二積分信號(hào)S4，是輸出兩倍頻率于第一積分信號(hào)S3與第二積分信號(hào)S4的倍頻調(diào)變信號(hào)S5。比較單元208為一電壓比較器，是將該倍頻調(diào)變信號(hào)S5與參考電壓Vref作比較運(yùn)算，以輸出同步且兩倍頻率于掃描同步信號(hào)S1的同步倍頻信號(hào)S2。其中，當(dāng)該倍頻調(diào)變信號(hào)S5大于參考電壓Vref時(shí)，同步倍頻信號(hào)S2為負(fù)電位。反之，當(dāng)該倍頻調(diào)變信號(hào)S5小于參考電壓Vref時(shí)，同步倍頻信號(hào)S2為正電位。
再參考圖6，同步倍頻信號(hào)S2可以再經(jīng)過一反相器207以產(chǎn)生一反向同步倍頻信號(hào)S6，反向同步倍頻信號(hào)S6經(jīng)整流二極管D2后，提供給PWM單元22中的振蕩器(未標(biāo)示)使用。再者，當(dāng)系統(tǒng)沒有掃描同步信號(hào)S1產(chǎn)生時(shí)，由比較器COMP連接電阻器R2、R10、R11與電容器C1組成的保護(hù)單元209，即會(huì)產(chǎn)生一負(fù)電位提供給反相器207，用以強(qiáng)制其輸出為零(即低準(zhǔn)位LOW)。
綜上所述，本發(fā)明提供一種同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，使用于液晶顯示系統(tǒng)中，采用系統(tǒng)中的掃描同步信號(hào)來產(chǎn)生同步倍頻信號(hào)，以作為液晶顯示系統(tǒng)點(diǎn)燈或調(diào)光使用。同時(shí)本發(fā)明可以消除系統(tǒng)中脈寬調(diào)變所產(chǎn)生的差頻干擾，其具有電路簡(jiǎn)單且成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，本發(fā)明可以得到較佳的同步狀態(tài)，而不會(huì)有抖動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生。
以上所述，僅為本發(fā)明最佳的一的具體實(shí)施例的詳細(xì)說明與圖式，本發(fā)明的特征并不局限于此，并非用以限制本發(fā)明，本發(fā)明的所有范圍應(yīng)以權(quán)利要求為準(zhǔn)，凡合于本發(fā)明權(quán)利要求的精神與其類似變化的實(shí)施例，皆應(yīng)包含于本發(fā)明的范疇中，任何熟悉該項(xiàng)技藝者在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，可輕易思及的變化或修飾皆可涵蓋在以下本案的專利范圍。
權(quán)利要求
1.一種同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，使用于液晶顯示系統(tǒng)中，是接收系統(tǒng)中一掃描同步信號(hào)，輸出一同步倍頻信號(hào)給系統(tǒng)使用，以達(dá)到同步調(diào)光與消除系統(tǒng)中脈寬調(diào)變所產(chǎn)生的差頻干擾，其特征在于，包括有一積分切換單元，受控于該掃描同步信號(hào)，而進(jìn)行切換動(dòng)作；一第一積分單元，連接于該積分切換單元，于高準(zhǔn)位的該掃描同步信號(hào)時(shí)進(jìn)行積分運(yùn)算，以輸出一第一積分信號(hào)；一第二積分單元，連接于該積分切換單元，于低準(zhǔn)位的該掃描同步信號(hào)時(shí)進(jìn)行積分運(yùn)算，以輸出一第二積分信號(hào)；一加法單元，連接于該第一積分單元與該第二積分單元，是加總該第一積分信號(hào)與該第二積分信號(hào)，用以輸出一倍頻調(diào)變信號(hào)；及一比較單元，連接于該加法單元，是比較該倍頻調(diào)變信號(hào)與一參考信號(hào)，用以輸出該同步倍頻信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括有一反相器連接于該比較單元，該反相器接收該同步倍頻信號(hào)以產(chǎn)生一反向該同步倍頻信號(hào)輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括有一保護(hù)單元連接于該積分切換單元與該反相器，于該掃描同步信號(hào)停止時(shí)，用以停止該反向同步倍頻信號(hào)輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，其特征在于，該第一積分單元是由一電阻器串聯(lián)連接一電容器。
5.如權(quán)利要求1所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，其特征在于，該第二積分單元是由一電阻器串聯(lián)連接一電容器。
6.如權(quán)利要求1所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，其特征在于，該積分切換單元，是由至少一MOS晶體管連接組成。
7.如權(quán)利要求1所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，其特征在于，該同步倍頻信號(hào)的頻率為該掃描同步信號(hào)的兩倍。
8.一種同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生方法，使用于液晶顯示系統(tǒng)中，是處理系統(tǒng)中一掃描同步信號(hào)，以產(chǎn)生一同步倍頻信號(hào)，用來同步調(diào)光與消除系統(tǒng)中脈寬調(diào)變所產(chǎn)生的差頻干擾，其特征在于，包括有進(jìn)行第一次積分運(yùn)算，于該掃描同步信號(hào)處于高準(zhǔn)位時(shí)；進(jìn)行第二次積分運(yùn)算，于該掃描同步信號(hào)處于低準(zhǔn)位時(shí)；加總第一次與第二次積分運(yùn)算的結(jié)果，以產(chǎn)生一個(gè)頻率高于該掃描同步信號(hào)的積分信號(hào)；及比較運(yùn)算該積分信號(hào)與一參考信號(hào)，以產(chǎn)生該同步倍頻信號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生方法，其特征在于，進(jìn)行第二次積分運(yùn)算步驟時(shí)，低準(zhǔn)位的掃描同步信號(hào)會(huì)先被反向成為高位準(zhǔn)掃描同步信號(hào)，始進(jìn)行第二次積分運(yùn)算。
10.如權(quán)利要求8所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生方法，其特征在于，當(dāng)該掃描同步信號(hào)未產(chǎn)生時(shí)，一保護(hù)單元會(huì)控制停止該同步倍頻信號(hào)的輸出。
11.如權(quán)利要求8所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生方法，其特征在于，進(jìn)行第一次積分運(yùn)算步驟中，第一次積分運(yùn)算是由一電壓源透過一電阻器對(duì)一電容進(jìn)行充電而達(dá)成。
12.如權(quán)利要求8所述的同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生方法，其特征在于，進(jìn)行第二次積分運(yùn)算步驟中，第二次積分運(yùn)算是由一電壓源透過一電阻器對(duì)一電容進(jìn)行充電而達(dá)成。
全文摘要
一種同步倍頻信號(hào)產(chǎn)生裝置，包括有一積分切換單元，受控于掃描同步信號(hào)；一第一積分單元，連接于積分切換單元，于高準(zhǔn)位的掃描同步信號(hào)時(shí)積分運(yùn)算以輸出第一積分信號(hào)；一第二積分單元，連接于積分切換單元，于低準(zhǔn)位的掃描同步信號(hào)時(shí)積分運(yùn)算以輸出第二積分信號(hào)；一加法單元連接于第一積分單元與第二積分單元，是加總第一積分信號(hào)與第二積分信號(hào)，以輸出一倍頻調(diào)變信號(hào)；及一比較單元連接于加法單元，比較倍頻調(diào)變信號(hào)與一參考信號(hào)，以輸出同步倍頻信號(hào)。本發(fā)明是接收液晶顯示系統(tǒng)中掃描同步信號(hào)，用以產(chǎn)生同步倍頻信號(hào)給系統(tǒng)使用，以消除系統(tǒng)中脈寬調(diào)變所產(chǎn)生的差頻干擾。
文檔編號(hào)H05B37/02GK1967652SQ20051012365
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2005年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者陳振剛, 王政雄 申請(qǐng)人:聯(lián)昌電子企業(yè)股份有限公司