专利名称：一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种信号处理电路，特别涉及一种将数字系统产生的数字 脉冲信号进行转换的电路，该电路产生一个偏置和幅度均可调的脉冲信号。
背景技术：
随着科技的不断发展，人类已经进入信息时代，其中多媒体技术在人们的 生活中起着越来越重要的作用。信息处理、接收和发送等操作均借助于信息系
统终端设备与人之间的界面——显示器。液晶显示器(LCD)正是这一时期的 产物，正朝着大面积、高清晰度、高集成度方向发展。围绕上面的技术， 一些 关键性技术的研发工作正在展开，其中之一就是液晶屏的驱动问题，如何准确 的在液晶屏的公共电极上加一个电压(VCOM)，直接关系到液晶屏显示图像的 质量，且由于生产过程中不可避免的存在一些不稳定因素以及人们视觉感受的 差异，液晶屏的公共电压通常需要适时调整。
目前采用的调整方法主要是利用电位器配合示波器来调节，由于电位器的 灵敏度和准确度都相当有限，而且调节起来非常不方便，所以限制了液晶屏显 示图像的质量。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种电路，该电路可产生一种偏置和幅度均可以 调节的脉冲信号，且该偏置和幅度可实时、精确地调节。本实用新型针对上述存在的技术问题，提供了一种脉冲信号偏置和幅度可
调的电路，该电路包括第一DAC、第二DAC、第一跟随器、第二跟随器以及--个由放大器和电阻组成的运算电路；其中，第二 DAC负责调整原始输入脉冲信 号的幅度；第一DAC负责调整输入偏置信号的电压值，调整后的脉冲信号和偏 置电压分别通过第二跟随器和第一跟随器输入到运算电路中进行叠加，叠加后 得到另一脉冲信号。
所述偏置信号可以是直流电平。 所述偏置信号可以是脉冲信号。 所述第一跟随器和第二跟随器均采用轨至轨的结构。 所述第一 DAC和第二 DAC可以为相同的DAC。 所述第一 DAC和第二 DAC可以为不同的DAC。
所述第一跟随器和第二跟随器可以为相同的轨至轨跟随器。 所述第一跟随器和第二跟随器可以为不同的轨至轨跟随器。 本实用新型的有益效果在于，采用本实用新型所述电路得到的幅度和偏置 均可调的脉冲信号调整液晶显示器的公共电压时，用户可以通过调整DAC的输 入数据而改变脉冲信号的幅度或偏置，比传统的电位器调整更加方便、精确， 且调整的精度与DAC的位数有关，以8位DAC为例，调整的精度为0.0129V， 用户可以通过先粗调后细调的方法，精确调整到液晶屏所需的公共电压。另外， DAC的输入数据通过I2C总线配置，使用户能够实时看到调整的效果。
本实用新型的有益效果还在于，采用所述电路来实现液晶屏公共电压的调 整，所述电路输出信号直接连接液晶屏公共电压端，节省了电位器所占电路板 面积及由此而必需的外围电路，节约了成本。
图1为本实用新型的整体电路结构框图2为本实用新型的两路DAC采用的结构框图3本实用新型具体实施例的两路DAC采用的电路结构图4为本实用新型具体实施例的第二DAC 102对脉冲信号幅度调整的波形图5为本实用新型具体实施例的第一DAC 101对直流电平调整的波形图6为本实用新型具体实施例的运算电路图7为本实用新型具体实施例的电路的整体仿真波形图。
具体实施方式
偏置和輻度均可调的脉冲信号可广泛应用于很多领域，在此本实用新型仅 以液晶屏的公共电压所需的信号为例，为了便于本领域技术人员实施本专利，
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细描述。
图1为本实用新型具体实施方式
的电路整体结构框图，它包括两个8位的 数模转换器(DAC) 101和102、两个高压摆率(SR)和大输出摆幅的第一跟随 器103和第二跟随器105、以及一个由通用放大器104组成的运算电路。其中8 位的第一 DAC 101接偏置电平VB， 8位的第二 DAC 102接输入脉冲信号VP。
所述电路各部分的具体工作过程如下
图2为两路DAC采用的结构框图，由基准电压源、加权网络、二进制数码 开关单元和输出放大器四个模块组成。其中，n位的数据输入到二进制开关单元 中，与基准电压V^通过加权网络后得到加权电压DV^ ，再经过输出放大器后 得到输出电压Vo^KDVref 。以附图2所示的两路DAC采用的结构框图为基础， DAC的具体实现电路有很多种，通常情况下速度高、精度高的DAC电路结构都比较复杂，本实施例中考虑到对速度的要求较低，可以尽量降低电路的复杂
度，采用如图3所示的电路结构，输入电压Vin和DAC的输入8位数据的每一 位(Bit0到Bit7)分别经过一个与门，再经过一个由电阻串并联组成的加权网 络，其中2R和R表示电阻阻值的倍数关系是2倍。
分析如图3所示的电路，可得到本实施例所述两路DAC输出的模拟电压均
为
其中，Vref为与门的电源电压，DAC的8位数据可以通过PC配置寄存器得到。
本实施例中，第一DAC 101和第二DAC 102采用的是相同结构的DAC， 且均为8位。支路第二DAC 102中的输入为脉冲信号Vp，第二DAC 102的数 据为8位，每一位都与Vp相与；当输入脉冲信号为低时，与门输出全部为零， 则V。ut为零；当脉冲信号为高时，与门的输出由第二DAC102配置的数据决定， 由上式①可以得到不同的输出电压值，从而实现了本实施例中对脉冲信号幅度 的调整。
图4为所述改变脉冲信号幅度的电路的仿真波形图，当取与门的电源电压 为3.3V时，
(1) 取第二DAC 102的配置值为80>1010_0000，代入公式①中得到输出脉 冲信号幅度为2,0625V，如附图4中脉冲输出信号W1;
(2) 取第二DAC102的配置值为8T3llll一0000，代入公式①中得到输出脉 冲信号幅度为3.1V，如附图4中脉冲输出信号W2;
(3) 取第二DAC 102的配置值为81>0100_1100，代入公式①中得到输出脉 冲信号幅度为0.9797V，如附图4中脉冲输出信号W3。用户在调整液晶屏的公共电压时，可以根据不同液晶屏的需求，以及用户
自己的主观视觉感受，利用fC即时地配置8位数据，实时地调整公共电压值， 直到得到用户满意的效果。
在本实施例中，支路第一DAC 101中输入偏置电压VB，其中，Ve可以为 固定电平，也可以为脉冲信号，根据实际应用需要进行选择。通过将输入电平 VB与第一 DAC 101的8位可配置值的每一位相与，再由公式①得到输出的所述 偏置电压。若输入为固定低电平时，与门的输出为低电平；若输入为固定高电 平时，与门的输出由第一DAC 101配置的数据决定。通过fC配置不同的值则 得到不同的偏置电压；若输入电平VB为脉冲信号时，则输出偏置电压的计算方 法与第二DAC 102支路中输入为脉冲信号Vp的方法相同，输出偏置电压也为 脉冲信号。
图5为所述调整偏置电压的电路的仿真波形图。输入偏置电压选取固定的 直流电压，其仿真环境与图4中相同，当取与门的电源电压为3.3￥，第一DAC 101的8位数据分别取8W010—0000， 81)1111—0000，以及8'b0100—1100时，输 出偏置电压分别为图5中L1、 L2、 L3，与通过公式①计算的结果完全吻合。
从两路DAC分别输出的调整过的脉冲信号和偏置信号，再通过运算器进行 叠加得到所需的偏置和幅度均可调的脉冲信号，但由于DAC为电阻型，如果 DAC输出的信号直接与运算器相连，则驱动能力有限，因此在两路DAC后面 分别接两路跟随器，同时，为了能够跟随DAC输出的所有电压值，跟随器采用 轨至轨的结构，使其具有较大的输入输出摆幅。跟随器的时间响应由其压摆率 决定，若需要具有较快的时间响应，必须提高跟随器的压摆率(SR)，根据压摆 率公式cc
我们可以通过增加跟随器的尾电流或降低电容来得到，但是若降低电容， 则会导致电路的裕度不够，从而影响电路的稳定性，因此，在满足电路所需裕 度的情况下，采用增加尾电流的方法来提高跟随器压摆率。
运算电路则采用通用放大器与电阻Rf、 R,及R2组成，电路结构如附图6所 示。其输出电压V。ut由公式②得到
加t f、i / 2' u 通过调整Rf、 R,及R2的比例关系，可以得到不同的输出电压值，从而将经 DAC调整后的脉冲信号和偏置电压叠加在一起，得到幅度和偏置均可调的脉.冲 信号。
图7为电路的整体仿真波形图，可以看到，脉冲信号Vp经过第二DAC102 之后，得到的输出信号V,改变了幅度，偏置电平VB经过第一DAC101后，得 到的输出信号V2改变了偏置的电平，且所述仿真环境中，第一DAC 101的8 位输入数据是变化的，所以输出信号V2也是变化的，输出信号V,和输出信号 V2经过运算电路进行叠加，产生一个可以改变偏置和幅度的脉冲信号V。ut，方 法非常简单，且由于本实施例中DAC为8位，将3.3V分成256个单位，精度 为0.0129V，所以调整起来更加方便精准，不需要借助示波器和电位器，也节省 了 PCB板的空间及外围电路。
本实用新型中，所述DAC的结构不局限于附图3所示的电阻分压式，位数 也不局限于8位，其中Bn中n为DAC的位数，且为自然数，Bn为每一位的值。 其它满足本实用新型附图2所示框图的DAC，如二进制加权电容阵列DAC等， 均属于本实用新型的保护范围。需要进一步说明的是，本实施例中所述的第一DAC 101和第一DAC 102采 用的是相同结构、相同位数的DAC，即优选的方式。对于实现本实用新型而言， 所述的第一DAC 101和第二DAC 102还可以采用不同结构的DAC，或不同位 数的DAC，与采用同样结构、同样位数的DAC可以达到相同的技术效果和实 现相同的发明目的，区别在于若采用不同的DAC会带来工作量的繁琐，给整 个电路的设计和实现增加工作量，最佳的方式即为本实施例所述的第一 DAC 101和第二DAC 102采用相同的DAC。
本实用新型所述的第一跟随器103和第二跟随器105具有与DAC相同的情 况，所述的第一跟随器103和第二跟随器105可以采用相同的轨至轨跟随器， 也可以采用不同的轨至轨跟随器，本实施例中，第一跟随器103和第二跟随器 105优选地采用相同的轨至轨跟随器。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说 明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属 技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做 出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路，其特征在于该电路包括第一DAC(101)、第二DAC(102)、第一跟随器(103)、第二跟随器(105)以及一个由放大器和电阻组成的运算电路(104)；其中，第二DAC(102)负责调整原始输入脉冲信号的幅度；第一DAC(101)负责调整输入偏置信号的电压值，调整后的脉冲信号和偏置电压分别通过第二跟随器(105)和第一跟随器(103)输入到运算电路(104)中进行叠加，叠加后得到另一脉冲信号。
2、 根据权利要求l所述的一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路，其特征在 于所述偏置信号可以是直流电平。
3、 根据权利要求l所述的一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路，其特征在 于所述偏置信号可以是脉冲信号。
4、 根据权利要求l所述的一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路，其特征在 于所述第一跟随器(103)和第二跟随器(105)均采用轨至轨的结构。
5、 根据权利要求l所述的一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路，其特征在 于所述第一DAC (101)和第二DAC (102)可以为相同的DAC。
6、 根据权利要求1所述的一种脉冲信号偏置和幅度^T调的电路，其特征在 于所述第一DAC (101)和第二DAC (102)可以为不同的DAC。
7、 根据权利要求l所述的一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路，其特征在 于所述第一跟随器(103)和第二跟随器(105)可以为相同的轨至轨跟随器。
8、 根据权利要求l所述的一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路，其特征在 于所述第一跟随器(103)和第二跟随器(105)可以为不同的轨至轨跟随器。
专利摘要本实用新型公开了一种脉冲信号偏置和幅度可调的电路，该电路包括第一DAC(101)、第二DAC(102)、第一跟随器(103)、第二跟随器(105)以及一个由放大器和电阻组成的运算电路(104)；其中，第二DAC(102)负责调整原始输入脉冲信号的幅度；第一DAC(101)负责调整输入偏置信号的电压值，调整后的脉冲信号和偏置电压分别通过第二跟随器(105)和第一跟随器(103)输入到运算电路(104)中进行叠加，叠加后得到另一脉冲信号。本实用新型有益效果在于，所述电路输出信号的偏置和幅度范围大且调节精度高，方便用户对液晶屏公共电压的调节，节省电路，降低成本。
文档编号G09G3/36GK201142202SQ20072017057
公开日2008年10月29日 申请日期2007年11月5日 优先权日2007年11月5日
发明者刘敬波, 吴玉强, 常军锋, 岭 石, 胡江鸣 申请人:深圳艾科创新微电子有限公司