数/模转换器，显示驱动器及显示器制造技术

一种用于将ｎ位的数字字转换为相应的电压的ｎ位数／模转换器。该转换器包括具有直接连接到容性负载（Ｃ↓［ＬＯＡＤ］）的输出端（Ｖ↓［ｏｕｔ］）的（ｎ－１）位无缓冲器开关电容器型数／模转换器（１０）。该（ｎ－１）位转换器（１０）还具有第一和第二参考电压输入端（Ｖ↓［１］，Ｖ↓［２］）和（ｎ－１）位数字输入端。（ｎ－１）位选择性反相器（１３↓［１］，…，３↓［ｎ－１］，１４↓［１］，…，１４↓［ｎ－１］）提供（ｎ－１）个最低有效位到数字输入端并且当最高有效位具有一定的值时对这些最低有效位进行反相。开关装置（１１，１２）连接到第一和第二参考电压输入端（Ｖ↓［１］，Ｖ↓［２］）以根据该最高有效位的值而接收第一和第二或第二和第一参考电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数/模转换器，一种包括这种转换器的显示驱动器，以及一种包括这种驱动器的显示器。这种转换器可能，例如，用于驱动液晶显示器的矩阵列。这种转换器的一个特定应用是，应用在能量消耗相当珍贵的便携式设备的小型显示板中。
技术介绍
附图1示出一种公知类型的开关电容器数/模转换器(DAC)，其用于将n位的数字字转换为相应的模拟输出。该DAC包括n个电容器C1，...，Cn，其中每一第i电容器的电容Ci等于2(i-1)C1。该DAC进一步包括连接在单位增益缓冲器1的输入端和接地之间的终端电容器CTERM。电容器C1，...，Cn的第一电极连在一起并连接到终端电容器CTERM的第一终端。每一个电容器C1，...，Cn的第二终端连接到相应开关，例如2，该开关根据数字字的相应位的状态或值选择性地连接该第二电极到第一或第二参考电压输入端V1或V2。缓冲器1的输出驱动容性负载CLOAD，例如以液晶设备的有效矩阵的数据行或列电极的形式。该DAC有两个操作阶段，即复位或“调零”阶段和转换或“解码”阶段，这些操作阶段由未在图1中示出的内部产生的时序信号所控制。在调零阶段中，电容器C1，...，Cn的第一和第二电极和终端电容器CTERM的第一电极通过电子开关3连在一起，并连接到第一参考电压输入端V1。电容器C1，...，Cn因而放电，使得在DAC中储存的总电荷量等于V1CTERM。在解码阶段中，根据数字输入字的第i位的值，每一个电容器Ci的第二电极连接到第一参考电压输入端V1或第二参考电压输入端V2。DAC中存储的电荷量由下式给出Q=ΣibiCi(VDAC-V2)+Σi(1-bi)Ci(VDAC-V1)+VDACCTERM]]>其中bi是输入数字字的第i位，并且VDAC是电容器C1，...，Cn和CTERM的第一电极的电压。输出电压因而由下式给出 VDAC=VOUT=ΣibiCiΣiCi+CTERM(V1-V2)+V1]]>通常，Ci＝2(i-1)C1并且C1＝CTERM。这就产生了一组输出电压，它们与输入数字字线性相关。为了隔离负载电容于DAC并为了防止其影响转换过程，设有单位增益缓冲器1。然而，这种缓冲器是能量消耗的重要源。假如省略掉缓冲器1，终端电容将会随着负载电容的增加而增加，这使得来自DAC的最大输出电压由下式给出VOUT(MAX)=ΣiCiΣiCi+CTERM+CLOAD(V2-V1)+V1]]>这种影响可以通过增加开关电容器的值而减小。然而，这增加了能量消耗以及DAC占用的集成电路的面积。为了获得接近该较高参考电压的电压，例如供应到参考电压输入端V2的电压，电容必须大幅度增加。补偿这种影响的另一种技术是增加供应到输入端V2的该较高参考电压。然而，这也增加了DAC的电能消耗，并且这也需要更复杂或更大功率的电路来产生该较高的参考电压。在一些应用中，需要DAC产生输出电压作为输入数字字的非线性函数。例如图2示出了当DAC用作液晶显示器的驱动装置的一部分时所需要的转移函数，并且附图3示出为了提供非线性校正这样的转移函数是如何被改变的。GB2388725公开了一种非线性DAC，其中非线性通过提供未二进制加权的开关电容器而实现。通过使用这种具有相对较大的终端电容器的装置，如附图4所示，可以将DAC直接连接到负载而不需要中间缓冲器。然而，如上文中所述的最大输出电压的限制同样存在于这种装置。进而，这种DAC被限制提供轴对称的转换特性。例如，如附图5所示，在输入字或代码的范围为0到63的6位转换器的情况下，Vb-V0＝V2-Vb’，其中b是6位数字代码，并且b’是其反码。因而，尽管这种类型的DAC能够接近图2所示的曲线，但通常它不能充分地接近如图3所示的非对称曲线。现有技术的确认附图6示出这种类型的一个非线性DAC，其公开在US6380917，以及在Matsueda等人的“一种具有积分数字数据驱动器的6位色低温polySiTFT-LCD”，SID’98提要，pp.879-882。这种非线性DAC可以用于接近液晶设备的转换特征曲线。图6所示的6位的例子不需要缓冲器或终端电容器，并且包括五个二进制加权电容器，它们的连接通过来自输入字的这五个最低有效位的信号而控制。最高有效位D5控制参考电压源VO1，VO2，VC1和VC2的选择。在调零阶段中，根据最高有效位的值，负载电容(如图6所示的数据行电容)的第一电极被充电到参考电压VC1或VC2，并且类似地根据最高有效位的值，开关电容器的第一电极被放电到参考电压VO1或VO2。如果最高有效位D5的值是0，则提供五个未反相的最低有效位，反之，如果最高有效位的值是1，则五个最低有效位反相。在解码阶段中，负载电容的第一电极连接到选定的开关电容器的第一电极，其受该五个最低有效位的反相或未反相的值控制。DAC的所得到的输出电压由下式给出VOUT=VC1CLOAD+VO1ΣibiCiΣibiCi+CLOAD]]>该转移函数本质上是非线性的，并且该转移函数是附图7所示的形式。利用最高有效位来控制参考电压和最低有效位的反相有效地提供了两条轴对称输出曲线，该曲线可以结合附图8所示。尽管通过在DAC中的电容值的适当选定可以选择倾斜度，但这种能通过DAC提供的转换特性或曲线的范围被限制到同样的通常形状的曲线。并且需要四个参考电压，其中一些电压会超过需要的输出电压的范围。这种类型的装置因而也具有上文中所提及的同样的缺点。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供一种转换n位数字字的n位数/模转换器，其中n是大于1的整数，包括具有一个直接连接到容性负载的输出端、第一和第二参考电压输入端、以及(n-1)位数字输入端的(n-1)位无缓冲器开关电容器型数/模转换器；(n-1)位选择性反相器，当n位数字字的最高有效位具有第一值时提供给(n-1)位数字输入端未反相的n位数字字的(n-1)个最低有效位，并且当最高有效位具有不同于第一值的第二值时提供反相的(n-1)个最低有效位；以及开关装置，当最高有效位具有第一值时，连接第一和第二参考电压输入端以分别接收第一和第二参考电压，当最高有效位具有第二值时，分别接收第二和第一参考电压。(n-1)位转换器可以包括(n-1)个电容器，其第一电极连在一起以连接到容性负载。当(n-1)个最低有效位的第i位具有第一或第二值时，可以配置每一第i电容器的第二电极分别连接到第一或第二参考电压输入端。(n-1)位转换器可以具有复位模式，在此模式中电容器的第一和第二电极连接到第一参考电压输入端。每一第i电容器具有由Ci＝a(i-1)C1，1＜i≤(n-1)给出的值Ci，其中a是正实数。例如，a可以等于2。第一值可以是0。第二参考电压可以大于第一参考电压。选择性反相器可以包括多路复用装置。作为可选的，选择反相器可以包括容纳表示由n位数字字寻址的第一函数的第一查阅表的第一存储器。作为进一步可选的，选择性反相器可以包括(n-1)个异或门，每一异或门具有接收最高有效位的第一输入端和接收(n-1)最低有效位中相应一位的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于转换ｎ位数字字的ｎ位数／模转换器，其中ｎ是大于１的整数，包括：（ｎ－１）位无缓冲器开关电容器型数／模转换器，其具有直接连接到容性负载的输出端、第一和第二参考电压输入端和（ｎ－１）位数字输入端；（ｎ－１）位选择性反相器，其当ｎ位数字字具有第一值时提供给（ｎ－１）位数字输入端未反相的ｎ位数字字的（ｎ－１）个最低有效位，并且当最高有效位具有不同于第一值的第二值时提供给（ｎ－１）位数字输入端反相的（ｎ－１）个最低有效位；和开关装置，其用于连接第一和第二参考电压输入端，以当最高有效位具有第一值时分别接收第一和第二参考电压，当最高有效位具有第二值时分别接收第二和第一参考电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P泽比迪，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]