数模转换电路及其数模转换方法、显示装置与流程

本发明实施例涉及显示技术领域，具体涉及一种数模转换电路、一种显示装置和一种数模转换电路的数模转换方法。

背景技术：

近年来，amoled(active-matrixorganiclight-emittingdiode，有源矩阵有机发光二极管))越来越多应用于电视、平板等设备，原因在于，相较于其它显示技术，amoled具有超轻薄、宽视角、低功耗、响应快、色彩逼真等特点。

随着高清电视技术的发展，对视频处理器中的dac(digitaltoanalogconverter,数字模拟转换器)性能要求也越来越高，通常要求10bit(位)以上，而目前适用视频处理的dac结构主要有电流舵和电阻串分压。传统的电流舵具有高速、高精度等特点，但电流舵式用于驱动视频传输时，为了抑制信号反射，dac输出阻抗必须等于传输线的特征阻抗的，即源电流为信号电路电流的两倍，引入较大功耗。而电阻串分压式具有结构简单、毛刺小、线性度好等优点，但是，电阻分压式的精度主要有电阻串的匹配性决定，而一般的数字工艺中，电阻分压式只能达到8bit左右。

而一般对于大尺寸的amoledsourcedriver(驱动芯片)，每一个列驱动电路存在数百甚至上千个的dac，因此dac的面积对整个驱动芯片的面积有很大的影响，dac所占整个芯片面积通常高达60％-70％,因此在保证精度基础上，优化dac结构，减少开关面积，是目前的一大挑战。

目前的惯用做法是通过优化结构减少开关数目，达到减小面积目的。众所周知，对于cmos(complementarymetaloxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体)而言，其最小尺寸与其耐受电压正相关，换言之，要求的器件耐受电压越大，其最小尺寸越大。由于要传输的灰阶电压范围较大，所以要求开关器件耐受电压大于灰阶电压范围，这直接导致开关器件无法做小。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种数模转换电路，该电路能够在保证模拟灰阶电压在正常范围内输出的同时，使解码子电路中开关的耐受电压减小，进而能够减小该电路自身的面积和成本。

本发明的第二个目的在于提出一种显示装置。

本发明的第三个目的在于提出一种数模转换电路的数模转换方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种数模转换电路，包括：分压子电路，所述分压子电路包括m个分压信号端，按电压由低到高依次定位为第0至第m-1分压信号端，其中，m为大于0的自然数；解码子电路，所述解码子电路的输入端分别与所述分压子电路的第0至m-1分压信号端连接，所述解码子电路被配置为接收数字信号的第0位至第m-1位，并将所述数字信号转换为模拟电压，其中，m为大于0的自然数；放大子电路，所述放大子电路与所述解码子电路的输出端连接，所述放大子电路被配置为根据所述模拟电压生成数字信号对应的模拟灰阶电压，并向数模转换电路的模拟信号输出端输出所述模拟灰阶电压，其中，模拟灰阶电压＝n*模拟电压，n大于等于2。

本发明实施例的数模转换电路，能够使解码子电路中的开关在较低电源下工作，从而能够使数模转换电路采用小尺寸的开关，减小了数模转换电路面积和成本，同时能够实现模拟灰阶电压在正常范围内输出。

另外，本发明实施例的数模转换电路还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述放大子电路包括：运算放大器，所述运算放大器的正输入端与所述解码子电路的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述数模转换电路的模拟信号输出端连接；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述运算放大器的负输入端连接，所述第一电阻的另一端接地；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述运算放大器的输出端连接，所述第二电阻的另一端与所述运算放大器的负输入端连接，其中，所述第二电阻的阻值是所述第一电阻的阻值的(n-1)倍。

根据本发明的一个实施例，所述分压子电路还包括：电阻串，所述电阻串包括串联连接的m个电阻，所述电阻串包括m个串联节点，按照电压由低到高依次定位为第0至第m-1个串联节点，所述第0至第m-1串联节点与所述第0至第m-1分压信号端对应连接。

根据本发明的一个实施例，所述解码子电路为m位二进制开关树形的开关网络，所述开关网络的各输入端连接于第0至第m-1分压信号端，所述开关网络的输出端连接至所述运算放大器的正输入端，其中，m＝2^m。

根据本发明的一个实施例，所述开关网络包括：p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管和/或n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种显示装置，包括上述实施例的数模转换电路。

本发明实施例的显示装置，采用上述实施例的数模转换电路，能够使解码子电路中的开关在较低电源下工作，从而能够使数模转换电路采用小尺寸的开关，减小了数模转换电路面积和成本，同时能够实现模拟灰阶电压在正常范围内输出。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种数模转换电路的数模转换方法，包括以下步骤：接收数字信号的第0位至第m-1位，并将所述数字信号转换为模拟电压；根据所述模拟电压生成数字信号对应的模拟灰阶电压，并向所述数模转换电路的模拟信号输出端输出所述模拟灰阶电压，其中，模拟灰阶电压＝n*模拟电压，n大于等于2。

本发明实施例的数模转换方法，能够使解码子电路中的开关在较低电源下工作，从而能够使数模转换电路采用小尺寸的开关，减小了数模转换电路面积和成本，同时能够实现模拟灰阶电压在正常范围内输出。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是相关技术中电阻串分压式lobit精度的dac的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的数模转换电路的结构框图；

图3是根据本发明一个具体实施例的数模转换电路的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的显示装置的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的显示装置的结构框图；

图6是根据本发明实施例的数模转换电路的数模转换方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1为相关技术中电阻串分压式lobit精度的dac结构示意图，如图1所示，电阻串分压式lobit精度的dac一般包括：电阻串以及十位二进制开关网络。其中，电阻串包括1024个串联的阻值相同的电阻rx(x＝0,1,2,…,1023)，电阻串包括1024个串联节点，十位二进制选择开关网络包括2046个开关。电阻串中的串联节点分别与十位二进制选择开关网络的各信号输入端对应连接，数字信号bo～b9通过控制十位二进制开关网络从电阻串中选择对应的参考电压，实现数字信号到模拟信号的转换。

上述lobit精度的dac输入灰阶电压在vl～vh之间，对于oled应用，这个电压范围在15v，由于要传输的电压范围大，因此开关必须用高压器件。为解决上述问题，本发明提出了一种显示装置、数模转换电路及其数模转换方法。

下面参考附图描述本发明实施例的显示装置、数模转换电路及其数模转换方法。

图2是根据本发明实施例的数模转换电路的结构框图。

如图2所示，该数模转换电路100包括：分压子电路110、解码子电路120和放大子电路130。

分压子电路110包括m个分压信号端v，按电压由低到高依次定位为第0至第m-1分压信号端v0～v(m-1)，分压子电路110可提供m种灰阶电压，其中，m为大于0的自然数。

解码子电路120的输入端分别与分压子电路110的第0至m-1分压信号端v0～v(m-1)连接，解码子电路120被配置为接收数字信号的第0位至第m-1位，并将数字信号转换为模拟电压，其中，m为大于0的自然数。

在一个示例中，解码子电路120可以为m位二进制开关树形的开关网络，开关网络的各输入端连接于第0至第m-1分压信号端v0～v(m-1)，开关网络的输出端连接至放大子电路130，其中，m＝2^m，解码子电路120输出的模拟电压为m种灰阶电压中的一个。在该示例中，开关网络中的开关可包括：p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管和/或n沟道金属氧化物半导体场效应晶体管。

具体地，参见图1，若m＝10，则数字信号为10位二进制序列b9b8b7b6b5b4b3b2b1bo,b0～b9＝0或1，其中，bo为数字信号的第0位，b1为数字信号的第1位，b2为数字信号的第2位，依次类推，b9为数字信号的第9位。此时，解码子电路120转换数字信号的第0位至第9位，m＝2^m＝1024，解码子电路120输出的模拟电压为1024种灰阶电压中的一个。假设开关控制信号为0时，开关断开，开关控制信号为1时，开关闭合，当b9b8b7b6b5b4b3b2b1bo依次分别为0000000000,0000000001,…,1111111110,1111111111时，解码子电路120输出的模拟电压分别为分压信号端vo,vl,…,v1022,v1023对应的灰阶电压。

放大子电路130与解码子电路120的输出端连接，放大子电路130被配置为根据模拟电压生成数字信号对应的模拟灰阶电压，并向数模转换电路100的模拟信号输出端out输出模拟灰阶电压，其中，模拟灰阶电压＝n*模拟电压，n大于等于2。

需要指出的是，解码子电路120既可以是二进制开关树结构，也可以是其它优化的电路，在此不做限定。

在该实施例中，数模转换电路通过放大子电路的设置，能够使解码子电路中的开关在较低电源下工作，从而能够使数模转换电路采用小尺寸的开关，减小了数模转换电路面积和成本，同时能够实现模拟灰阶电压在正常范围内输出。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，放大子电路130包括运算放大器131、第一电阻132和第二电阻133。

其中，运算放大器131的正输入端与解码子电路120的输出端连接，运算放大器131的输出端与数模转换电路100的模拟信号输出端out连接；第一电阻132的一端与运算放大器131的负输入端连接，第一电阻132的另一端接地；第二电阻133的一端与运算放大器131的输出端连接，第二电阻133的另一端与运算放大器131的负输入端连接，其中，第二电阻133的阻值是第一电阻132的阻值的(n-1)倍。由此，运算放大器131的输出端输出的模拟灰阶电压＝(1+第二电阻的阻值/第一电阻的阻值)*解码子电路120输出的模拟电压＝[1+(n-1)]*模拟电压＝n*模拟电压。由此，通过调节第一电阻和第二电阻的阻值关系，即使输入的模拟电压较小，也能保证输出的模拟灰阶电压在正常范围内。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，分压子电路110还包括电阻串111，电阻串111包括串联连接的m个电阻rx(x＝0,1,2,…,m-1)，电阻串包括m个串联节点，按照电压由低到高依次定位为第0至第m-1个串联节点n0～n(m-1)，第0至第m-1串联节点n0～n(m-1)与第0至第m-1分压信号端v0～v(m-1)对应连接。

下面结合图3、图4描述本发明实施例的数模转换电路的工作原理：

如图3、图4所示，显示装置的驱动芯片包括接口电路和控制电路、移位寄存器、锁存器、电平转化电路和本发明的数模转换电路100。

参见图3、图4，输入信号经过接口电路和一些控制电路将t-con(timingcontroller，时序控制器)给定的数据传给移位寄存器，再传给锁存器，待像素电阻整行的所有数据接收完毕，再统一送给下一级。由于前面这部分电压通常工作在低压(如1.8v或3.3v)下，则后续数模转换电路100要输出一个较大范围的模拟灰阶电压(在大尺寸驱动应用中十几伏)。

电阻串111上下两端分别输入灰阶电压的最大值vgmh/n和最小值vgml/n，该vgmh/n和vgml/n分别可以是图1所示现有技术中vh、vl的1/n倍，通过解码子电路120，在数字信号控制下，输出对应的模拟电压，再通过放大子电路130等比例放大模拟电压，将输出值恢复到正常值，即n*模拟电压，最后驱动panel(面板)中的像素电路。

由于传输灰阶电压范围缩小了，则使得电压选择子电路中开关的耐受电压变小了，解码子电路120可以用更小的电源(例如5v)供电,那么开关的尺寸可以大大减小，进而缩小了数模转换电路的面积和成本。并且，开关的导通电阻和寄生电容可以做的更小，从而减小了数模转换电路的延迟，提高了转换速度，适合更高速率数据处理。

综上，本发明实施例的数模转换电路，从减小开关器件耐受电压的角度出发，等比例缩小输入灰阶电压，让解码子电路中的开关在较低电源下工作，最后再等比例放大灰阶电压，从而通过减小数模转换电路的面积使得驱动芯片的面积得以减小，节省了成本。

进一步地，本发明提出了一种显示装置。

图5是本发明实施例的显示装置的结构框图。如图5所示，显示装置200包括上述实施例的数模转换电路100。

本发明实施例的显示装置，采用上述实施例的数模转换电路，能够使解码子电路中的开关在较低电源下工作，从而能够使数模转换电路采用小尺寸的开关，减小了数模转换电路面积和成本，同时能够实现模拟灰阶电压在正常范围内输出。

基于上述实施例的数模转换电路，本发明还提出了一种数模转换电路的数模转换方法。

图6是根据本发明实施例的数模转换电路的数模转换方法的流程示意图。如图6所示，该数模转换方法包括以下步骤：

s1，接收数字信号的第0位至第m-1位，并将数字信号转换为模拟电压。

s2，根据模拟电压生成数字信号对应的模拟灰阶电压，并向数模转换电路的模拟信号输出端输出模拟灰阶电压，其中，模拟灰阶电压＝n*模拟电压，n大于等于2。

需要说明的是，本发明实施例的数模转换方法的其他具体实施方式，可参见本发明上述实施例的数模转换电路的具体实施方式。

本发明实施例的数模转换电路的数模转换方法，能够使解码子电路中的开关在较低电源下工作，从而能够使数模转换电路采用小尺寸的开关，减小了数模转换电路面积和成本，同时能够实现模拟灰阶电压在正常范围内输出。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。