数模转换器的制作方法

专利名称：数模转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及数模转换器电路，尤其涉及到这类电路的功率损耗。
基于电阻器的数模转换器是公知技术。

图1示出了两种可能的电路的例子。右边的电路利用一组二进制加权电阻器R、2R......32R。代表要被转换的数字数据的位的数据信号D0至D5，被施加到电阻器的一侧，电阻器的另一侧则与一个形成转换器输出的公共点相连。D0代表数字数据的最低有效位，D5代表最高有效位。
根据数字数据中相应的位是1还是0，数字信号在一定的离散电压电平之间进行切换。电路的输出电压随数字数据线性变化。
图1中左边的电路通过采用具有电阻值为R和2R的电阻器构成的梯形网络，从而避免了各电阻器值的相当大的比率，如图所示。输入数据电压以与前面的电路相同的方式得到，输出电压同样线性依赖于数字数据。基于这些电阻器其它变化形式的转换器也是公知的。
基于这些电阻器的转换器的一个优点在于，当驱动一个电容性负载时，不需要输出放大器。如果给予充足的时间，则输出电压将充电至由电阻器网络和数字数据所决定的值。转换器中的电阻性元件可以使用真正的电阻器购成，例如由半导体的或金属的薄膜购成，或者可选择地它们由如图2所示的开关电容器电阻性元件构成。
开关电容器电路包括两个并联支路，每个支路有串联的第一和第二开关，它们利用互补信号来操作。一个电容器连接在两条支路的开关之间的连接部分之间。各开关被循环操作，从而对电容器进行周期性的充电和放电。
如图2所示，开关电容器电路的等效电路仅仅是一个电阻器，其电阻值取决于电容和电路的操作频率。
使用开关电容器电阻性元件的一个优点在于，与电阻器相比，它控制起来更容易，并且可以精确定义电容器的值。由于这可借助于电容值和时钟频率来实现，也使得对电阻器的值的控制更加灵活。
基于无缓冲电阻器的DAC电路，无论是使用常规的电阻器还是使用开关电容器电阻器，都存在这样一个缺点在驱动电阻器网络输入的数据电压源之间存在很大的电流。这些电流的大小依赖于数字数据值、电阻器值以及数据电压。在选择电阻器值时要考虑对负载电容充电需要多长时间。在输出充电时间必须要短因而电阻器值必须相对低的应用中，由于数据电压源之间的电流造成的功率损耗就会非常大。
因此，需要减小使用开关电容器电阻性电路的数模转换电路的功率损耗。
根据本发明，提供一种数模转换器，包括多个数字输入，其数目与数字输入字的位数相对应，所述输入用来选择第一和第二二进制电压电平中的其中一个作为至转换器的二进制输入；与每个输入相关联的相应电容器电路；第一和第二时钟输入；输出负载；以及由时钟输入控制的多个开关，用于控制电容器电路与其中一个二进制输入或与输出负载相耦合；其中多个电容器电路可控制地向负载输出有效电压，根据数字输入字的位，该有效电压包括第一二进制电压电平、第二二进制电压电平或第一与第二二进制电压电平的平均值。
本发明因此提供多个电容器(输入)电路，根据数字数据的值，该电路或者以分压器模式工作(从而提供一个平均输出)，或者以电阻器模式工作。电容器电路的这种工作方式可以使得在数据电压源之间流过的电流大大地减小，并因此可以大大降低了转换器电路的功率损耗。而电路的输出电阻以及由此它们对负载电容器的充电能力却没有由于本发明的改进而降级。
优选地，每个电容器电路包括开关电容器电阻器电路。例如，每个电容器电路可以包括第一支路，位于第一输入和输出之间，并包括串联的第一和第二开关；第二支路，位于第二输入和输出之间，并包括串联的第三和第四开关；电容器，连接在第一与第二开关间的连接部分与第三与第四开关间的连接部分之间。
这定义了一种开关电容器电路，其起到串联电阻的作用并具有两个输入。通过控制被施加到两个输入的电压，电路可以基本上作为电压源和电阻性负载或者作为分压器和电阻性负载进行工作。
在这个电路中，第一和第四开关由第一时钟信号定时，第二和第三开关由第二时钟信号定时，尽管第一和第二时钟信号可以是互补信号。
每个电容器电路可以进一步包括第一开关装置，用来向第一输入提供选自二进制电压电平的第一电压电平，还包括第二开关装置，用来向第二输入提供选自二进制电压电平的第二电压电平。
在一种布置中，电容器电路被并联连接在多个输入与电容性输出负载之间。特别地，所述电容器电路可以定义电阻器的二进制加权结构。在这种实现中，具有最大有效电阻的电容器电路受数字输入字中最高有效位的控制，其它电容器电路的每一个都分别受到数字输入字中最高有效位以及数字输入字中一个相应其它位的控制。大多数电容器电路因此具有两个控制输入，其中一个是最高有效位。这种布置允许转换器依赖于数字数据被配置，用这种方式达到节能的目的。
在另一种实现中，电容器电路被并联连接于多个输入与电阻器梯形结构的连接部分之间，电阻器梯形结构的第一端连接至电容性输出负载。这种类型的转换器结构使得能够利用更一致的电路。特别地，电容器电路可以具有同样的有效电阻。
在电阻器梯形结构的第二端处的电容器电路优选地受数字输入字中最高有效位的控制，其它电容器电路的每一个都分别受到数字输入字中最高有效位以及数字输入字中的一个相应其它位的控制。
在任一种实现中在与电容性负载相对的电容器电路梯形结构一端处的电容器电路受到有效控制，以根据最高有效位，输出第一二进制电压电平或者第二二进制电压电平；并且，其它的每个电容器电路受到有效控制以当数字输入字的最高有效位是高的时候，根据相应的其它位，输出第二二进制电压电平或第一和第二二进制电压电平的平均值；或者，
以当数字输入字的最高有效位是低的时候，根据相应的其它位，输出第一二进制电压电平或第一和第二二进制电压电平的平均值。
在减少所需开关个数的一种电路中，每个电容器电路可以包括输入开关和输出开关，所述输入开关和所述输出开关串联连接于其中一个二进制输入和输出负载之间，还可以进一步包括电容器，它连接到输入开关与输出开关之间的连接部分与公共端之间。
在又一改进方案中，每个电容器电路可以包括输入开关和输出开关，所述输入开关和所述输出开关串联连接于第一电源线与第二电源线之间，其中第一电源线可选择地连接至第一二进制电压电平，第二电源线可选择地连接至第二二进制电压电平，每个电容器电路还进一步包括电容器，它连接到输入开关与输出开关之间的连接部分与公共端之间。每个输入开关分别受到相应的数字输入的控制，而每个输出开关分别受到相应的数字输入的互补的控制。这种布置减少了受控于时钟输入的开关的个数。
本发明还提供一种进行数模转换的方法，包括利用数字输入字的位来产生多个控制电压，其数目与位数相对应，一个控制电压包括第一二进制电压电平或第二二进制电压电平，而其它的每个控制电压包括第一二进制电压电平、第二二进制电压电平或第一和第二二进制电压电平的平均值；并且，利用所述多个控制电压来驱动输出负载。
这种方法优选地利用本发明的转换器电路中所使用的开关电容器电阻器电路。
本发明还提供一种显示装置(例如一种液晶显示器)，本发明的数模转换器可用在列地址电路中。
下面参考附图详细说明本发明的实例，其中图1示出了两种公知的数模转换器电路；图2示出了用于模拟电阻器的一种公知开关电容器电路；图3示出了本发明的一种开关电容器电路，并且构成本发明的数模转换器的结构框图；图4示出了图3中的电路是如何被控制的；图5是图4中电路的示意图示；
图6示出了本发明的第一数模转换器电路；图7用于解释图6中电路的响应；图8示出了控制线到图6中电路的连接；图9示出了本发明的第二数模转换器电路；图10用于解释图9中电路的响应；图11更详细地示出了构成图8中电路的电路元件；图12示出了本发明的第三数模转换器电路；图13示出了具有输入开关的图12中的转换器；图14示出了本发明的第四数模转换器电路；图15示出了本发明的一种显示装置。
本发明利用电容性电路，它们有效输出两个二进制电压电平之一，或者输出两个二进制电压电平的平均值。通过依赖于数字数据控制这些电容器电路的运行，电路的功率损耗可以被降低。在优选的实施例中，本发明利用改进的开关电容器电路作为电容器电路。
图3示出了将图2中的开关电容器电阻器电路进行改进以形成一种公知分压器电路的方法。
开关电容器电路的第一支路又连接至第一输入V1，第二支路又连接至第二输入V2。电容器Cn还连接在每个支路上开关之间的连接部分之间。如图所示，一个支路输入端的开关与其它支路输出端的开关同步定时(CK1)，反之亦然(CK2)。这些CK1和CK2信号又可以是互补的信号。
当图3中电路的输出连接至电容性负载时，输出电压V0将定位于两个输入电压V1和V2的平均值上。这种电路的一个重要特征在于，当流过输出端的电流为零时(这种情况发生在当输出电压为V1和V2的平均值时)，流过两个输入端的电流也为零。
通过控制两个输入端上的电压，图3中的电路可以在作为电阻器的工作模式与作为分压器的工作模式之间进行切换。
图4中的电路解释了实现这一目的一种方式。提供第一开关装置，其包括受S1和/S1控制的开关，用来向第一输入V1提供选自二进制电压电平VL和VH的第一电压电平。提供第二开关装置，其包括受S2和/S2控制的开关，用来向第二输入V2提供选自二进制电压电平的第二电压电平。
利用其它电路实现方式也可以实现同样的结果。
二进制电压信号VH和VL表示两个可能的数据电压电平。这些参考电压决定数模转换器输出电压的范围，并且可能与数字信号电平相同，例如0V或3.3V，或者，在转换器利用公知技术对非线性特征进行分段线性近似的情况下，它们可能代表选自一组参考电压电平的一对参考电压电平。
数字控制信号S1和S2以及它们的互补信号/S1和/S2操纵开关以将两个参考电压之一与开关电容器电路的两个输入的每一个相连接。从数字数据中得到控制信号的方法将在下面进行说明。
电路在不同状态S1和S2下的性能在下面的表1中进行了总结。输出电压代表当充电结束且输出电流为零时将在电容性负载上产生的电压。输出电阻是电路的有效输出电阻。这个输出电压可被认为是“有效输出电压”，这一名词在本说明书和权利要求中应当被理解。
表1
图4中电路的输出特性总结如下。当S1和S2为低时，则V1和V2设为VL，电路的输出等效于连接在输出端与参考电压VL之间的电阻器，其值为R0。当S1和S2为高时，则V1和V2设为VH，电路的输出等效于连接在输出端与参考电压VH之间的电阻器，其值为R0。当S1与S2的状态不同，V1和V2的其中之一为VH而另外的一个为VL时，电路的输出等效于连接在输出端与电压源之间的电阻器，其值为R0，该电压源等于VH与VL的平均值。
图5示出了表示图4中电路输出特性的等效电路。如图所示，电路具有两个控制输入，其将电路在三种可能工作模式之间进行切换。
这个电路可被用作结构框图，可选地结合附加的电阻器元件，以形成数模转换器。
图6示出了电路的第一种可能的实例。
很清楚地，图6中电路的工作方式与图1中右边的电路的工作方式类似。
图6中的电路生成输出电压，该电压随由数据位D0到D5定义的6位数字数据线性变化，其中D0为最低有效位，D5为最高有效位。输出电压在对应于码000000的电压VL与对应于码111111的电压VH之间变化。
电路包括六个改进的开关电容器电阻器/分压器电路，它们并联连接于多个输入与电容性输出负载之间。输出电阻值对于较低有效的连续数据位以2为倍数增大，以提供二进制加权电路结构。
具有最大有效电阻32R的第六电容器电路只受数字输入字的最高有效位D5的控制，而其它电容器电路的每一个都分别受到数字输入字的最高有效位D5以及数字输入字中的一个相应的其它位D0、D1、D2、D3或D4的控制。
因此，具有最大有效电阻32R的第六电容器电路受到有效控制，以根据最高有效位输出第一二进制电压电平VL或第二二进制电压电平VH，并且在中间分压器模式中不工作。
当最高有效位D5为高时，其它的每个电容器电路受到有效控制，以输出高的二进制电压电平VH或平均电压电平(VL+VH)/2。当最高有效位D5为低时，其它的每个电容器电路受到有效控制，以输出低的电压电平VL或平均电压电平(VL+VH)/2。
第六电容器电路具有的电阻值是与最低有效位D0的数据相关联的改进的开关电容器电阻器/分压器电路的电阻值的两倍。这种电路的布置保证了数字输入与模拟输出之间的线性关系。
这种新的转换器电路与图1中右边所示的相应常规电路相比，一个重要的优点在于，在不改变输出电阻的情况下，静态功率损耗大大降低了。针对常规电路以及图6中的改进电路，图7示出了从VH参考电压源得到的平均电流随数字码变化的方式。
这个电流值是当负载电容器上的电压定位于最终值时在参考电压源之间流过的电流值。两个电路中最大电容器的值都是1pF，对应于具有最低电阻的开关电容器电阻器，且时钟频率为50kHz。这样使得两个电路都具有2.54MΩ的输出电阻。对于VL，参考电压值是0V，对于VH参考电压值是5V。在常规电路的情况下，电流最大值为4.92μA，并且是当数字码取31和32时发生。对改进电路来说，电流最大值为1.23μA，并且是当数字码取16和47时发生。在新电路中峰值电流因此以4为倍数减小，这导致功率损耗以4为倍数降低。考虑到所有码值的平均电流，对常规电路来说为3.23μA，而对改进电路来说为807nA，这同样是以4为倍数减小的。
参考电压源之间电流的减小归因于两个因素。第一，当改进的开关电容器电阻器元件充当分压器电路时，它们两端的有效电压低于常规电路中等效开关电容器电阻器元件两端的有效电压。第二，当开关电容器电阻器元件充当分压器电路时，流进或流出开关电容器电阻器元件的电流被平均地分给电阻器的两个参考电压输入端之间。这个电流趋向于抵消在充当电阻器的改进的开关电容器电阻器电路中流动的电流，并由此减小由参考电压源提供的电流的大小。
本电路可以相当简单地通过将输入数据的各个位施加到分压器电路的输入端来实现，如图8所示。数字输入D0-D5充当图4中的开关控制信号S1和S2。图8中没有示出针对VH和VL的电源线，这些电源电线将被提供给每个电容器电路C、2C、......、32C。
本发明也可用于构成一电路，其以相应于图1中左边电路的工作方式进行工作，图1中左边电路基于R2R梯形网络。
图9示出了本发明的第二种转换器电路。电容器电路并联连接于输入与由多个电阻器R构成的电阻器链的连接部分之间。电阻器梯形结构的一端连接至电容性输出负载，另一端连接至受最高有效位D5控制的电路，如上述电路。电阻器链的这一端还通过另外的电容器电路被提供有第一和第二二进制电压电平VL、VH的平均值。所有的电容器电路均具有相同的有效电阻2R，其是电阻器链中电阻器R的电阻的两倍。
正如图6所示的电路，当最高有效位D5为高时，其它的每一个电容器电路受到有效控制，以输出高电平VH或平均电压电平(VL+VH)/2。当最高有效位D5为低时，其它的每一个电容器电路受到有效控制，以输出低电压电平VL或平均电压电平(VL+VH)/2。
针对图9所示的电路以及针对图1中左边的常规电路，图10示出了从VH电压参考提供的电流。
这两个电路中最大电容器值均为1pF，对应于具有最低电阻的开关电容器电阻器，时钟频率为50kHz。这样使得两个电路都具有5MΩ的输出电阻。对于VL，参考电压值是0V，对于VH，参考电压值是5V。在常规电路的情况下，电流最大值为7.766μA，并且是当数字码取21和43时发生。对改进电路来说，电流最大值为1.942μA，并且是当数字码取21和42时发生。在新电路中峰值电流因此也以4为倍数减小，这导致功率损耗以4为倍数降低。考虑到所有码值，对常规电路来说平均电流为5.53μA，而对改进电路来说平均电流为1.58μA，这是以3.5为倍数减小的。
在保持同样功能的同时还可以对于上面描述的电路作些改进。特别地，复杂度和功率损耗可进一步降低。
图11更详细地示出了构成图8中电路的电路元件。对输入数字数据的每一位来说，需要四个开关和一个电容器以构成针对每一输入位的电容器电路。因此，开关总数为4N，其中N为位数。
与数字数据的每一位相关联的电路部分对每一位都是相同的。针对每一电路，第一开关连接在输入数据位D5和电容器的第一端之间，第二开关连接在电容器的这个第一端和电路的输出端之间。电路的这一部分在每个电容器电路中都是相同的，以便每个电容器电路中的每个电容器的第一端可以被连接到一个公共点，而不会影响电路的工作原理。
图12示出了这种改进电路，它的优点是构成转换器电路所需的以时钟频率工作的开关数目减少了。构成转换器所需的开关数目从4N减少到2N+2。
在这种布置中，除了最高位以外的每一位，只与一个输入开关(CK2)和一个输出开关(CK1)相关联。在输入端和输出开关之间，连接到相关电容器的一端。最高位(在该实例中为D5)与两个输入开关和两个输出开关相关联。电容器均连接在它们的另一个端与公共点之间，该公共点位于与最高位相关联的电路的一个输入开关与一个输出开关之间。
更详细地，每一输入D0-D5与具有串联连接于二进制输入和输出负载之间的输入开关(每一个均由CK2定时)和输出开关(每一个均由CK1定时)的电路相关联。相关联的电容器连接于输入开关与输出开关之间的连接部分与公共端之间。二进制输入字的最高有效位D5，与串联连接于最有效的二进制输入和输出负载之间的附加输入开关(由CK1定时)和附加输出开关(由CK2定时)相关联。公共端被定义在附加输入开关与附加输出开关之间的连接部分。图12的电路与图11的电路具有完全相同的功能，并且在拓扑结构上是相同的。
图12的电路的一个缺点在于，仍然有受时钟信号CK1和CK2控制的相对大量开关。这些时钟信号以比数字数据的位更高的频率进行切换，并且操作这些开关所需的功率对于转换器电路的总功率损耗有显著影响。
图13示出了图12的全部电路，其包括将二进制电压电平VH和VL耦合到电路的开关。在这个电路中，每个输入10连接两个开关，第一开关将所述输入连接至电压电平VH，第二开关将所述输入连接至电压电平VL。
通过进一步改进电路，特别地通过改进二进制电压电平VH和VL耦合至电路的方式，必须被定时的开关的数目有可能减少(为了节约功率)。
在图14的电路中，以不同的方式提供用于电路的数据输入信号。图14中电路的拓扑是不同的，但是所有开关组合操作所做的连接在功能上与前面的实施例是相同的。
图14中，多个电容器电路的每一个包括输入开关和输出开关，所述输入开关和输出开关串联连接于第一电源线20与第二电源线22之间。第一电源线20可选择地连接到(通过CK2)高二进制电压电平VH，第二电源线22可选择地连接到(也通过CK2)低二进制电压电平VL。电容器连接至输入开关与输出开关之间的连接部分与公共端之间。第一电源线20可选择地连接到(通过CK1)输出负载，第二电源线22可选择地连接到(也通过CK1)输出负载。
在这种布置下，每个输入开关分别由相应的数字输入D0-D5控制，而每个输出开关分别由相应的数字输入的互补/D0-/D5控制。
第三电源线24和第四电源线26之间可串联连接附加的输入开关和附加的输出开关，该附加输入开关和附加输出开关受数字输入的最高有效位D5和/D5的控制。公共端被定义在附加输入开关和附加输出开关之间的连接部分处。第三和第四电源线24、26通过CK1连接至相应的二进制电压电平，并通过CK2连接至输出负载。
可以看出，这个电路提供同样的功能。特别地，当公共端连接至输出负载时，CK2起控制作用；当公共端连接至二进制输入电压时，CK1起控制作用，如图12所示。当电容器端(非公共端)连接至输出负载时，CK1起控制作用；当那个电容器端连接至二进制输入电压时，CK2起控制作用，如图12所示。
D和/D开关对控制将哪个二进制电压提供给电容器端(通过CK2)，并且这些D和/D开关对完成图13中输入开关组的功能。
这种布置的优点在于，只有八个开关受时钟CK1和CK2的控制，开关总数为2N+10。
尽管这个电路与前面的电路相比在开关的布置上有很大的不同，但是电容器连接至二进制电压电平VH和VL以及输出节点的顺序，与前面的电路是完全相同的，如上所述。
这里所描述的技术也可以应用到利用开关电容器电阻器装置的其他数模转换器电路中。
这项技术对于AMLCD的集成列驱动电路具有特别的意义。转换器电路具有相对低的输出电阻，这样的低输出电阻使得可以不必使用输出放大器/缓冲器。
图15示出了本发明的显示装置，所述显示装置包括行驱动器电路30，用来为像素阵列34中的像素行提供信号，还包括列地址电路32，用来为阵列中的像素列提供像素驱动信号。
列地址电路32包括本发明的数模转换器，可以直接向列导体(column condutcors)提供信号，而无需中间缓冲器或放大器。转换器的组件也适合于集成在带有显示像素的衬底上。
所示转换器为6位转换器。很明显，本发明可用于其它规格的转换器。同样地，有很多其它专用的转换器电路，其可以通过利用本发明的电容器电路得到改进，这些电容器电路组成了本发明的转换器结构框图。
对本领域技术人员来说，其它多种改进形式都是显而易见的。
权利要求
1.一种数模转换器，包括多个数字输入(D0-D5)，其数目与数字输入字的位数相对应，所述输入用来从第一和第二二进制电压电平(VH、VL)中选择其一作为至转换器的二进制输入；与每个输入相关联的相应电容器电路(C、2C、......、32C)；第一和第二时钟输入(CK1、CK2)；输出负载(CLOAD)；以及由时钟输入控制的多个开关，用于控制电容器电路与二进制输入中的一个或与所述输出负载相耦合；其中多个电容器电路可控制地向负载输出一个有效电压，根据数字输入字的位，该有效电压包括第一二进制电压电平、第二二进制电压电平或第一与第二二进制电压电平的平均值。
2.如权利要求1所述的转换器，其中每个电容器电路包含一个输入电路，包括第一支路，位于第一输入和输出之间，并且包括串联的第一和第二开关；第二支路，位于第二输入和输出之间，并且包括串联的第三和第四开关；电容器，连接在第一与第二开关间的连接部分与第三与第四开关间的连接部分之间。
3.如权利要求2所述的转换器，其中第一和第四开关由第一时钟输入(CK1)定时，第二和第三开关由第二时钟输入(CK2)定时。
4.如权利要求3所述的转换器，其中第一和第二时钟输入(CK1、CK2)是互补信号。
5.如权利要求2至4中任一权利要求所述的转换器，其中每一个输入电路进一步包括第一开关装置，用来向第一输入提供选自二进制电压电平的第一电压电平，还包括第二开关装置，用来向第二输入提供选自二进制电压电平的第二电压电平。
6.如权利要求5所述的转换器，其中所述多个输入电路的每一个中的第一和第二开关装置可控制地向第一和第二输入提供第一二进制电压电平，向第一和第二输入提供第二二进制电压电平，或者向一个输入提供第一二进制电压电平且向另一个输入提供第二二进制电平。
7.如前述任一权利要求所述的转换器，其中多个电容器电路包括除一个电容器电路以外的所有电容器电路。
8.如权利要求7所述的转换器，其中所述一个输入电路受数字输入字的最高有效位(D5)的控制。
9.如权利要求8所述的转换器，其中所述一个电容器电路可控制地输出仅包括第一二进制电压电平(VH)或第二二进制电压电平(VL)的有效电压。
10.如前述任一权利要求所述的转换器，其中电容器电路并联连接于多个输入与所述电容性输出负载之间。
11.如权利要求1所述的转换器，其中每个电容器电路都包括输入开关和输出开关，所述输入开关和输出开关串联连接于二进制输入中的一个与所述输出负载之间，并且进一步包括电容器，所述电容器连接于输入开关与输出开关之间的连接部分与公共端之间。
12.如权利要求11所述的转换器，其中每个输入开关受第一时钟输入(CK2)的控制，而每个输出开关受第二时钟输入(CK1)的控制。
13.如权利要求12所述的转换器，进一步包括附加输入开关和附加输出开关，所述附加输入开关和所述附加输出开关串联连接于与最高有效位相关联的二进制输入与输出负载之间，公共端被定义在附加输入开关与附加输出开关之间的连接部分处。
14.如权利要求13所述的转换器，其中附加输入开关受第二时钟输入(CK1)的控制，附加输出开关受第一时钟输入(CK2)的控制。
15.如权利要求1所述的转换器，其中每个电容器电路包含输入开关和输出开关，所述输入开关和所述输出开关串联连接于第一电源线(20)与第二电源线(22)之间，其中第一电源线可选择地连接至第一二进制电压电平(VH)，第二电源线可选择地连接至第二二进制电压电平(VL)，每个电容器电路进一步包括电容器，该电容器连接在输入开关与输出开关之间的连接部分与公共端之间。
16.如权利要求15所述的转换器，其中每个输入开关分别受相应的数字输入(D0-D5)的控制，每个输出开关分别受相应的数字输入的互补(/D0-/D5)的控制。
17.如权利要求16所述的转换器，其中第一和第二电源线(20、22)在其中一个时钟输入(CK2)的控制下，连接至第一和第二二进制电压电平(VH、VL)，并且，在另一个时钟输入(CK1)的控制下第一和第二电源线连接至输出负载。
18.如权利要求15至17中任一权利要求所述的转换器，进一步包括附加输入开关和附加输出开关，所述附加输入开关和所述附加输出开关串联连接在第三电源线(24)和第四电源线(26)之间，附加输入开关和附加输出开关受数字输入的最高有效位(D5)的控制，公共端被定义在附加输入开关与附加输出开关之间的连接部分处。
19.如权利要求18所述的转换器，其中第三和第四电源线(24、26)在另一个时钟输入(CK1)的控制下连接至第一和第二二进制电压电平，并且在其中一个时钟输入(CK2)的控制下第三和第四电源线连接至输出负载。
20.如前述任一权利要求所述的转换器，其中每个电容器电路具有由电容决定的有效电阻。
21.如权利要求20所述的转换器，其中电容器电路具有有效电阻(R、2R、......、32R)，使得它们构成二进制加权电路结构。
22.如权利要求21所述的转换器，其中具有最大有效电阻(32R)的电容器电路受数字输入字最高有效位(D5)的控制，其它电容器电路的每一个都受到数字输入字中最高有效位(D5)以及数字输入字中一个相应的其它位(D0-D4)的控制。
23.如权利要求22所述的转换器，其中具有最大有效电阻(32R)的电容器电路受到有效控制，以根据最高有效位，输出第一二进制电压电平(VH)或第二二进制电压电平(VL)；并且，每个其它的电容器电路受到有效控制以当数字输入字的最高有效位(D5)是高的时候，根据相应的其它位，输出第二二进制电压电平(VH)或第一和第二二进制电压电平的平均值；或者，以当数字输入字的最高有效位(D5)是低的时候，根据相应的其它位，输出第一二进制电压电平(VL)或第一和第二二进制电压电平的平均值。
24.如权利要求1至9中任一权利要求所述的转换器，其中电容器电路并联连接于多个输入与电阻器链(R)的连接部分之间，所述电阻器链的第一端连接至输出负载。
25.如权利要求24所述的转换器，其中电容器电路具有相同的有效电阻(2R)。
26.如权利要求25所述的转换器，其中在电阻器链的第二端处的电容器电路受数字输入字的最高有效位(D5)的控制，其它电容器电路的每一个都受数字输入字的最高有效位(D5)以及数字输入字中一个相应的其它位(D0-D4)的控制。
27.如权利要求26所述的转换器，其中在电阻器链的第二端处的电容器电路受到有效控制，以根据最高有效位(D5)，输出第一二进制电压电平或第二二进制电压电平；并且，每个其它的电容器电路受到有效控制以当数字输入字的最高有效位(D5)是高的时候，根据相应的其它位，输出第二二进制电压电平(VH)或第一和第二二进制电压电平的平均值；或者，以当数字输入字的最高有效位(D5)是低的时候，根据相应的其它位，输出第一二进制电压电平(VL)或第一和第二二进制电压电平的平均值。
28.如权利要求25、26或27所述的转换器，其中第一和第二二进制电压电平的平均值通过与电容器电路有效电阻相应的有效电阻(2R)，被耦合到电阻器链的第二端。
29.如权利要求28所述的转换器，其中第一和第二二进制电压电平的平均值通过另外的电容器电路被耦合到电阻器链的第二端。
30.一种进行数模转换的方法，包括利用数字输入字的位来产生多个控制电压，其数目与位数相对应，一个控制电压包括第一二进制电压电平或第二二进制电压电平，而其它的每个控制电压包括第一二进制电压电平、第二二进制电压电平或第一和第二二进制电压电平的平均值；并且，利用多个控制电压来驱动一个输出负载。
31.如权利要求30所述的方法，其中生成多个控制电压包括操作开关电容器电阻器电路。
32.如权利要求30或31所述的方法，其中生成多个控制电压包括操作多个开关电容器电阻器电路，每个电路包括两个控制输入，其中第一和第二二进制电压电平的其中之一被施加到第一控制输入，并且第一和第二二进制电压电平的其中之一被施加到第二控制输入。
33.一种显示装置，包括显示像素的阵列(34)；行驱动器电路(30)，用来向像素行提供信号；以及列地址电路(32)，用来向像素列提供像素驱动信号，其中列地址电路(32)包括如权利要求1至29中任一权利要求所述的数模转换器。
全文摘要
在一种数模转换器中，利用多个数字输入选择第一和第二二进制电压电平的其中一个电压电平作为至转换器的二进制输入(10)。电容器电路(C、2C、……、32C)与每个输入相关联，这些电路受到控制以根据数字输入字的位，向输出负载输出一个有效电压，该有效电压包括第一二进制电压电平、第二二进制电压电平或第一与第二二进制电压电平的平均值。多个电容器电路根据数字数据的值，可工作在分压器模式(从而提供一个平均输出)或电阻器模式。电容器电路以这种方式工作，可以使得电流减小，并因此可以降低功率损耗。
文档编号H03M1/00GK1938952SQ200580009731
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月23日 优先权日2004年3月27日
发明者M·J·爱德华兹 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司