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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Digital-Analogwandler, und insbesondere auf Digital-Analogwandler,
bei denen eine analoge Ausgangsspannung, herrührend aus der Digital-Analogumwandlung,
in einem Kondensator oder in Kondensatoren des Wandlers gespeichert
wird. Es gibt viele Typen Digital-Analogwandler, welche die analoge
Ausgangsspannung in einem Ausgangskondensator speichern.
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So beschreibt beispielsweise
US 5 332 997 einen Digital-Analogwandler,
bei dem ein binär
gewichtetes Kondensatornetzwerk verwendet wird. Dieser Wandlertyp
beruht auf Neuverteilung von Ladungen, die innerhalb des Kondensatornetzwerkes
gespeichert sind zum Erzielen einer analogen Spannung an dem Kondensatornetzwerk,
die für
das digitale Eingangssignal repräsentativ
ist. Diese Ausgangsspannung wird danach über einen Puffer als der Ausgang
des Digital-Analogwandlers ausgeliefert.
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Das Dokument FR 274 65 61 A beschreibt ebenfalls
einen derartigen Digital-Analogwandler mit einem Summierungskondensator
und n Teilen zum Umwandeln eines digitalen Eingangssignals mit 2.n Bits.
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Ein Problem bei Wandlern des allgemeinen oben
beschriebenen Typs und vorhanden in dem Wandler, der in
US 5 332 997 beschrieben
worden ist, ist die Anforderung, dass es einen Ausgangspuffer geben
soll zum Isolieren des in dem Kondensator (oder in den Kondensatoren)
gespeicherten Ausgangssignals von der Ausgangslast, die mit dem Wandler
verbunden ist. Ohne diesen Puffer sorgt die Kapazität der Ausgangslast
für Dämpfung des
Ausgangssignals. Wenn die Kapazität der Ausgangslast derjenigen
der Speicherkondensatoren des Wandlers nähert, wird die analoge Ausgangsspannung
des Analog-Digitalwandlers
stark beeinträchtigt.
Um dieses Problem zu lindern ist es möglich, die Größe der Speicherkondensatoren
in dem Wandler zu steigern, aber dies ist aus dem Gesichtspunkt
des Layouts und des Kostenaufwands unerwünscht.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird
ein Digital-Analogwandler geschaffen mit wenigstens einem Kondensator
zur Speicherung einer analogen Ausgangsspannung, herrührend aus
der Digital-Analog-Umwandlung, wobei der Wandler weiterhin eine Ausgangsschaltanordnung
umfasst, die den wenigstens einen Kondensator mit einem Ausgang
des Wandlers koppelt, wobei weiterhin Mittel vorgesehen sind um
die Ausgangsschaltan ordnung für
jede Digital-Analog-Umwandlung einige Male zu betreiben, wobei die
analoge Ausgangsspannung für
jede Digital-Analog-Umwandlung dadurch einige Male zu dem Ausgang
des Wandlers geschaltet wird.
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Der Wandler nach der vorliegenden
Erfindung schaltet das analoge Signal für jede Digital-Analogumwandlung
einige Male zu dem Ausgang des Wandlers, und dies hat den Effekt,
dass der Pegel der Degradation der Ausgangsspannung, verursacht
durch die mit dem Wandler verbundenen Lastkapazität, progressiv
reduziert wird. Auf diese Weise ist es möglich, auf den herkömmlichen
Pufferverstärker
an dem Ausgang des Wandlers zu verzichten.
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Der Wandler kann ein Kondensatornetzwerk aufweisen,
wobei Ladungen, die in dem Kondensatornetzwerk gespeichert sind,
ein digitales Eingangssignal darstellen. Die analoge Ausgangsspannung des
Wandlers kann dann aus der Verteilung von Ladungen herrühren, die
in den Kondensatoren gespeichert sind zum Erzeugen einer Ausgangsspannung an
dem Kondensatornetzwerk. Die vorliegende Erfindung ist auf diese
Weise auf Ladungs-Neuverteilungswandler anwendbar.
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In einem Ladungs-Neuverteilungswandlertyp umfasst
der digitale Eingang eine Anzahl paralleler Eingangsbits, und das
Kondensatornetzwerk umfasst ein binär gewichtetes Kondensatornetzwerk, wobei
Eingangsbits über
eine assoziierte Kopplung zu einem Anschluss eines assoziierten
Kondensators des Kondensatornetzwerkes schaltet, wobei der andere
Anschluss der Kondensatoren zu einer gemeinsamen Leitung miteinander
verbunden sind, wobei der Pegel eines Eingangsbits, der die Spannung an
dem assoziierten Kondensator und dadurch die darin gespeicherte
Ladung bestimmt.
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Bei einem anderen Ladungs-Neuverteilungswandlertyp
umfasst der digitale Eingang eine Anzahl serieller Eingangsbits,
und das Kondensatornetzwerk umfasst dann zwei gleichwertige Kondensatoren
mit ersten Schaltmitteln, wodurch es ermöglicht wird, dass einer der
Kondensatoren abhängig
von dem Pegel des eintreffenden Eingangsbits geladen oder entladen
wird, und wobei zweite Schaltmittel es ermöglichen, dass die in den zwei
Kondensatoren gespeicherten Ladungen gemeinsam benutzt werden. Die
vorliegende Erfindung kann auf diesen Wandlertyp angewandt werden,
und zwar unter Anwendung einer seriellen Neuverteilungstechnik.
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Die vorliegende Erfindung kann auch
auf andere Wandlertypen angewandt werden, vorausgesetzt, dass die
analoge Spannung in einem Kondensator oder in Konden satoren des
Wandlers gespeichert ist. Auf jeden Fall vermeidet die vorliegende
Erfindung die Notwendigkeit eines Ausgangsverstärkers zum Isolieren der Wandlerkondensatoren
von der Last, was sonst erforderlich wäre, damit vermieden wird, dass
die Last die Genauigkeit der Umwandlung beeinträchtigt.
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Die vorliegende Erfindung schafft
ebenfalls eine Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung
mit einer Anordnung von Flüssigkristall-Pixeln,
die von einer Reihentreiberschaltung und einer Spaltenadressierschaltung
adressiert werden, wobei die Spaltenadressierschaltung eine Anzahl
Digital-Analogwandler nach der vorliegenden Erfindung aufweist.
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Außerdem schafft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Digital-Analogwandlers,
wobei der Wandler wenigstens einen Kondensator aufweist zum Speichern
einer analogen Ausgangsspannung, herrührend aus der Digital-Analogumsetzung,
wobei der Wandler weiterhin eine Ausgangsschaltanordnung aufweist,
die den wenigstens einen Kondensator mit einem Ausgang des Wandlers
koppelt, wobei das Verfahren weiterhin die nachfolgenden Verfahrensschritte
umfasst:
- (i) das Erzeugen einer analogen Spannung
an dem wenigstens einen Kondensator, und zwar abhängig von
dem digitalen Eingangssignal und das Zuführen der analogen Spannung
zu dem Ausgang des Wandlers, und zwar unter Verwendung der Ausgangsschaltanordnung;
- (ii) das Isolieren des Ausgangs des Wandlers gegenüber dem
wenigstens einen Kondensator unter Verwendung der Ausgangsschaltanordnung; und
- (iii) das wenigstens einmal Wiederholen der Verfahrensschritte
(i) und (ii) für
jede Digital-Analog-Umwandlung.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden Fall
näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
Darstellung des Digital-Analogwandlers nach der vorliegenden Erfindung,
wobei ein binär
gewichtetes Kondensatornetzwerk verwendet wird,
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2 einen
Digital-Analogwandler basierend auf serieller Ladungsneuverteilung,
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3 eine
Wiedergabeanordnung, adressiert durch Verwendung von Digital-Analogwandlern nach
der vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
einen Digital-Analogwandler 10 mit einem binär gewichteten
Kondensatornetzwerk 20, einem Netzwerk 30 aus
koppelnden Schaltanordnungen 32 und einer Ausgangsschaltanordnung 40.
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Der Wandler 10 empfängt eine
Anzahl digitaler Eingänge 12 in
paralleler Form von einer Datenvorbereitungsschaltung 14,
die an sich einen seriellen Dateneingang 16 aufweisen kann,
wie in 1 dargestellt.
In einem möglichen
Anwendungsbereich des Wandlers nach der vorliegenden Erfindung bilden
die Datenvorbereitungsschaltung 14 und der Digital-Analogwandler 10 zusammen
einen Spaltentreiber für
eine Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung.
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Die Dateneingänge 12 werden einem
Signalspeicher 16 zugeführt,
der durch eine Steuerleitung 17 getriggert wird, zu einem
bestimmten Zeitpunkt Daten von den Eingängen 12 zu akzeptieren.
Die Eingänge 12 können einen
Bus bilden, der einer Anzahl Digital-Analogwandlern Daten liefert,
und die Steuerleitung 17 kann mit einem Taktsignal verbunden
sein. Der Speicher liefert Ausgangssignal, die geeignet sind für den restlichen
Teil der Wandlerschaltung. Diese Ausgänge werden danach dem Netzwerk 30 der
koppelnden Schaltanordnungen 32 zugeführt. In dem in 1 dargestellten Beispiel ist ein acht-Bit
Digital-Analogwandler dargestellt, aber nur die sechs am wenigsten
signifikanten Bits des digitalen Signals werden dem Schaltnetzwerk 30 zugeführt. Die
zwei signifikantesten Bits 12a, 12b werden einer
Spannungsskalierungsschaltung 34 zugeführt. Die Spannungsskalierungsschaltung 34 ermöglicht es,
dass die Digital-Analogumsetzung nicht linear durchgeführt wird,
was Vorteile haben kann beispielsweise für die Adressierung von Flüssigkristall-Wiedergabepixeln.
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Die Spannungsskalierungsschaltung 34 empfängt fünf Spannungseingänge V1 bis
V5 und ein Paar dieser Spannungspegel Vh, V1 wird dem Schaltnetzwerk 30 zugeführt, und
zwar abhängig
von den digitalen Pegeln der zwei signifikantesten Bits 12a, 12b des
digitalen Eingangssignals. Jede Schaltanordnung 32 koppelt
einen betreffenden Ausgang des Schaltnetzwerkes 30 mit
der einen oder der anderen der Spannungsleitungen Vh, V1, die von
der Spannungsskalierungsschaltung 34 geliefert werden.
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Wie in 1 dargestellt,
umfasst jede Schaltanordnung 32 ein Paar reihengeschalteter
Schalter 33a, 33b, die zwischen den zwei Spannungsleitungen
Vh, V1 vorgesehen sind, wobei der Ausgang der Schaltanordnung 32 mit
dem Verbindungspunkt der zwei Schalter 33a, 33b verbunden
ist. Die Wirkungsweise der zwei Schalter 33a, 33b ist
kom plementär, so
dass der Ausgang mit der einen oder der anderen der Spannungsleitungen
Vh, V1 verbunden ist. Jeder Ausgang von dem Schaltnetzwerk 30 wird über einen betreffenden
Ladeschalter 36 einem ersten Anschluss eines assoziierten
Kondensators C, 2C, 4C, SC, 16C, 32C des binären gewichteten Kondensatornetzwerkes 20 zugeführt. Der
zweite Anschluss jedes Kondensators ist nach Erde verbunden. Der
erste Anschluss jedes Kondensators ist ebenfalls über einen
assoziierten Ausgangsschalter 42 mit dem Ausgang 45 des
Wandlers 10 verbunden. Die Ausgangsschalter 42 und
die Ladeschalter 36 werden simultan betrieben und auf komplementäre Weise.
Der Ausgang 50 des Wandlers 109 ist mit der Last
verbunden, die in 1 als
Kondensator Cc dargestellt ist, der die
Spaltenkapazität
der Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung
darstellt.
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Die Zeitgebung von Signalen, die
dem Ausgang 50 des Wandlers 10 geliefert werden
ist abhängig
von der Wirkung der Ausgangsschalter 42, was von einer
Steuerleitung 44 gesteuert wird. In der Praxis stellt die
Steuerleitung ein Taktsignal dar, das zu der Zeitgebung der Reihenadressierschaltung
der Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung
sowie zu der Steuerleitung 17 des Speichers 16 synchronisiert
ist.
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Die Wirkung der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung wird
nachstehend näher
beschrieben. Die in den Speicher eingegebenen Daten werden über den
Speicher 16 in das Netzwerk 30 der koppelnden
Schaltanordnungen 32 und der Spannungsskalierungsschaltung 34 eingespeist.
Jede digitale Datenleitung wird einer assoziierten Schaltanordnung 32 als
das schaltende Steuersignal für
die zwei komplementäre
Schalter 33a, 33b zugeführt. Wenn beispielsweise der
digitale Eingang zu einer Schaltanordnung 32 logisch hoch
ist, dann ist der eine Schalter, beispielsweise 33b geschlossen
sein und der andere Schalter 33a wird offen sein. Dadurch wird
die Spannung an der Leitung Vh als Ausgang der Schaltanordnung 32 geliefert.
Wenn dagegen der Eingang zu einer Schaltanordnung 32 niedrig
ist, wird der Schalter 32a geschlossen sein und folglich
wird die Spannung an der Leitung V1 als Ausgang der Schaltanordnung 32 geliefert.
Auf diese Weise überträgt jede
Schaltanordnung 32 die Spannung von der einen oder der
anderen der beiden Steuerleitungen Vh, V1 zu dem Ausgang. Wie oben
beschrieben, sind die Spannungen an den zwei Steuerleitungen abhängig von
den zwei signifikantesten Bits, die von dem Speicher 16 geliefert
werden. Als Beispiel: V1 = 0V, V2 = SV, V3 = 9V,
V4 = 12,5 V und V6 =
15V. Die Spannungsskalierschaltung 34 liefert dann an den
Leitungen Vh und V1 die nachfolgenden möglichen Kombinationen: 0V und
SV, SV und 9V, 9V und 12,5 V, 12,5 V und 15V.
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Während
einer Kondensatorladestufe sind die Ladeschalter 36 je
geschlossen, so dass die Ausgangsspannungen von dem Netzwerk 39 der
Schaltanordnungen je einem betreffenden Kondensator C, 2C, 4C, 8C,
16C, 32C des binären
gewichteten Kondensatornetzwerk 20 zugeführt werden.
Jeder Kondensator wird dadurch auf ein Potential entsprechend der
einen oder der anderen der Spannungen Vh, V1 der Steuerleitungen
aufgeladen. Wenn diese Aufladung einmal stattgefunden hat, ist die
gesamte in dem Kondensatornetzwerk 20 gespeicherte Ladung
repräsentativ
für das
digitale Eingangssignal. Die Kopplungsschalter 36 werden
dann durch die Steuerleitung 42 geöffnet und die Ausgangsschalter 40 werden
geschlossen. Auf diese Weise werden alle Kondensatoren parallel
verbunbden und es findet Ladungsneuverteilung statt, so dass eine
gemeinsame Spannung an dem Kondensatornetzwerk definiert wird. Diese
gemeinsame Spannung wird aus der gesamten Ladung ermittelt, die
innerhalb des Netzwerkes 20 von Kondensatoren gespeichert
ist und dadurch das digitale Eingangssignal darstellt.
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Sollte es überhaupt keine Ladung geben,
die mit dem Ausgang 50 des Wandlers 10 verbunden
ist, so würde
die resultierende Spannung an dem Kondensatornetzwerk eine direkte
Repräsentation
des digitalen Eingangssignals schaffen. Dieses analoge Signal wird
auf bequeme Weise dem Ausgang des Wandlers zugeführt, und zwar über einen
isolierenden Ausgangsverstärker,
erforderlich um zu vermeiden, dass die Last die Genauigkeit der
Umwandlung beeinträchtigt.
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Es ist aber erwünscht, die Notwendigkeit eines
Ausgangsverstärkers
zu vermeiden, damit die Komplexität der Wandlerschaltung 10 reduziert
wird. Wenn auf den Ausgangsverstärker
verzichtet wird, wird die analoge Ausgangsspannung von der Kapazität der Ausgangslast
degradiert, weil zusätzliche Ladungsteilung
stattfindet. Wenn der Wandler 10 in einer Spaltentreiberschaltung
einer Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung
verwendet werden soll, umfasst die Ausgangslast eine Spalte von
Pixeln der Anordnung. In diesem Fall kann die Kapazität der Last
Cc nicht genau gemessen werden, und variiert zwischen
Spalten der Anordnung, und zwar durch die Unzulänglichkeiten in der Verarbeitungstechnologie. Folglich
kann die Beeinflussung der Kapazität Cc nicht
genau ermittelt werden, damit eine zuverlässige Interpretation der Ausgangsspannung
ermöglicht wird.
Der Einfluss der Ausgangskapazität
wird deutlicher, je nachdem der Wert der Ladekapazität Cc größer wird
und insbesondere ist die relative Größe der Ladekapazität Cc gegenüber
den Kondensatoren in dem binären
gewichteten Kondensatornetzwerk 20 kritisch. Eine mögliche Art und
Weise, den Einfluss der Ausgangskapazität Cc zu
reduzieren ist größere Kondensatoren
in dem Netzwerk 20 zu benutzen, aber mit einer daraus folgenden
Steigerung der Kosten und der Größe der Wandlerschaltung 10.
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In dem Wandler 10 nach der
vorliegenden Erfindung wird die Steuerleitung 44 für jede Digital-Analogumsetzung
einige Male gepulst. Auf diese Weise werden nach der ersten Ladungsneuverteilung
innerhalb des Kondensatornetzwerkes wie oben beschrieben, die Ausgangsschalter 42 neu
geöffnet und
die Ladungsschalter 36 werden wieder geschlossen. Dies
hat den Effekt der Isolierung des Ausgangs, wodurch die Ausgangsspannung
an dem Ausgang und wodurch die Ladungen der Kondensatoren in dem
Netzwerk 20 festgehalten werden, so dass nun wieder jeder
Kondensator auf die Spannung der einen oder der anderen Steuerleitung
Vh, V1 geladen wird. Nachdem eine ausreichende Zeit zum Laden oder
Entladen der Kondensatoren in dem binären gewichteten Kondensatornetzwerk 20 vergangen
ist, wird die Steuerleitung 44 wieder gepulst zum Schließen der
Ausgangsschalter 42 und zum neuen Öffnen der Ladungsschalter 36.
Auf diese Weise findet Ladungsteilung wieder zwischen den Kondensatoren
in dem Netzwerk 20 und der Ausgangskapazität Cc statt und durch die bereits in der Ausgangskapazität Cc gespeicherte Ladung wird der Fehler in
der analogen Ausgangsspannung reduziert. Dieser Vorgang wird eine
bestimmte Anzahl Male wiederholt und der Fehler in der Ausgangspannung wird
reduziert, je nachdem die Ausgangsspannung wiederholt dem richtigen
Pegel nähert.
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Die Anzahl Zyklen des Wandlers 10,
erforderlich für
jede Digital-Analogumwandlung bestimmt die Frequenz des Steuersignals
an der Steuerleitung. Die erforderliche Anzahl Zyklen wird entsprechend der
erforderlichen Genauigkeit des Ausgangsspannungspegels bestimmt.
Die Anzahl erforderlicher Zyklen wird auch abhängig sein von dem relativen
Wert der maximalen Kapazität
der Last Cc und von den Werten der Kondensatoren
in dem binären
gewichteten Netzwerk 20. Der erforderliche Fehler in der
Ausgangsspannung wird normalerweise kleiner sein als die Hälfte der
Spannung entsprechend dem am wenigsten signifikanten Bit des digitalen
Signals.
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In dem Wandler nach der vorliegenden
Erfindung können
die Schalter als MOS-Transistoren ausgebildet sein und sie können je
beispielsweise einen PMOS- und einen NMOS-Transistor enthalten,
die parallel geschaltet sind und komplementäre Gate-Steuersignale aufweisen. Die vorliegende
Erfindung kann als Modifikation auf bestehende Entwürfe von
Digital-Analogwandlern angewandt werden, indem eine zusätzliche
Aus gangsschaltanordnung eingeführt
wird. Dies ermöglicht
es dann, die Größe der in
den vorhergehenden Schaltungsentwürfen verwendeten Kondensatoren
um einen Faktor zu reduzieren, der von der Anzahl Zyklen abhängig ist,
die für
jede Digital-Analogumwandlung eingeführt wurden.
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In dem oben beschriebenen Beispiel
werden die in den selektierten Kondensatoren des gewichteten Netzwerkes
gespeicherten Ladungen zwischen allen Kondensatoren des Netzwerkes
geteilt zum Erhalten der analogen Ausgangsspannung. In einer anderen
Anordnung des binären
gewichteten Kondensatornetzwerkes ist aber ein zusätzlicher
Ausgangskondensator vorgesehen, der zunächst auf einen vorbestimmten
Pegel aufgeladen wird. Die Ladung an dem Ausgangskondensator wird
dann durch Ladungsteilung mit nur selektierten Kondensatoren des gewichteten
Netzwerkes reduziert, und zwar zum Erhalten der analogen Spannung.
Die Ausgangsspannung kann wieder über eine Ausgangsschaltanordnung
dem Ausgang des Wandlers zugeführt
werden um entsprechend der vorliegenden Erfindung zu funktionieren.
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2 zeigt
einem Digital-Analogwandler 10 nach der vorliegenden Erfindung
und basierend auf serieller Ladungsneuverteilung. Eine serieller
Eingang 16 wird einem Speicher 60 zugeführt, der
wieder durch eine Steuerleitung 61 getriggert wird zum Empfangen
von Daten von einem Datenbus, der die seriellen Daten dem Eingang 16 zuführt. Der
Speicher liefert einen Ausgang mit geeigneten Signaleigenschaften
für den
restlichen Teil der Wandlerschaltung. Das gespeicherte Signal wird
einem Speicher 62 zugeführt,
und zwar aus nachher zu erläuternden Gründen. Der
Ausgang 63 des Speichers 62 wird einem Kopplungsschalter 64 zugeführt, der
zwei mögliche
Ausgangsspannungspegel schafft, und zwar abhängig von dem digitalen Wert
des Signals 63. In dem dargestellten Beispiel kann der
Ausgang des Schalters 64 die Speisespannung Vs oder
Erde sein. Das Kondensatornetzwerk 66 umfasst zwei parallele Kondensatoren
C1, C2, die durch einen Schalter S2 miteinander verbunden sind.
Der Eingang zu dem ersten Kondensator C1 ist ebenfalls mit Hilfe
eines Schalters S1, der mit einem komplementären Signal zu dem Schalter
S2 betrieben wird. Ein weiterer Schalter S3 verbindet den zweiten
Kondensator C2 mit Erdpotential zum Ermöglichen einer Entladung dieses
Kondensators. Der Ausgang des Schaltnetzwerkes 66 wird
dem Ausgang 50 des Wandlers 10 zugeführt, und
zwar über
einen Ausgangsschalter 68. Auch hier wird wieder vorausgesetzt,
dass der Ausgang mit einer kapazitiven Last Cc verbunden
ist. Die Zeitgebung der Wirkung der Schalter S1, S2, S3 und
68 erfolgt
unter der Ansteuerung einer Steuereinheit 70, die auch
den Speicher 62 instruieren kann und die seriellen Daten
für eine
bestimmte Digital-Analogumsetzung zu wiederholen, und zwar unter Verwendung
einer Wiederholungssteuerleitung 67.
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Die Wirkung der in 2 dargestellten Schaltungsanordnung wird
nun beschrieben. Während
die Eingangsdaten auf herkömmliche
Weise in den Digital-Analogwandler eingeführt und in dem Speicher 62 gespeichert
werden, können
die Daten zu dem restlichen Teil der Schaltungsanordnung der Digital-Analogumsetzung
weiter geleitet werden. Die Umwandlung kann stattfinden, während Daten
seriell empfangen werden, oder nach dem Empfang des kompletten digitalen
Wortes.
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Wie oben bereits erwähnt, hat
der Ausgang des Kopplungsschalters 64 zwei mögliche Spannungspegel,
und zwar abhängig
von dem Pegel des digitalen Eingangssignals 63. In der
Zeit, wo ein Ladungsperiodenschalter S1 geschlossen und der Schalter
S2 offen ist, und als Ergebnis davon, ladet sich der Kondensator
C1 auf einen der zwei Pegel auf (oder er entlädt sich) auf einen der zwei
Pegel VS oder Erde. In einer nachfolgenden
Ladungsteilungsmode wird die in dem Kondensator C1 gespeicherte Ladung
zwischen den Kondensatoren C1 und C2 aufgeteilt, und zwar durch
Schließung
des Schalters S2 und durch Öffnung
des Schalters S1.
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Danach wird der Schalter S1 wieder
geschlossen und der Schalter S2 wird wieder geöffnet für Zulassung des nächsten Bits
des seriellen Dateneingangs. Der Kondensator C1 wird danach wieder entsprechend
dem Eingangssignal aufgeladen oder entladen und zwischen den Kondensatoren
C1 und C2 findet wieder Ladungsteilung statt. Diese Prozedur wird
für alle
seriellen Datenbits wiederholt und auf bekannte Weise schafft die
resultierende Ladung nach dem schlussendlichen Teilungsvorgang eine analoge
Repräsentation
des seriellen digitalen Eingangssignals. Nach der vorliegenden Erfindung
wird danach diese analoge Ausgangsspannung mit Hilfe des Ausgangsschalters 68 zu
dem Ausgang 50 des Wandlers geschaltet und dies führt zu Ladungsteilung
zwischen den Kondensatoren C1, C2 und der Ausgangskapazität C2. Auf dieselbe Weise wie die Schaltungsanordnung
nach 1 wird danach der Ausgangsschalter 68 geöffnet zum
Isolieren des Ausgangs und die Prozedur wird wiederholt. Dies erfordert,
dass der Kondensator C2 dadurch entladen wird, dass der Schalter
S3 geschlossen und der Speicher 62 durch die Steuerung 70 kommandiert
wird, und zwar unter Verwendung einer Wiederholungssteuerleitung 67 zum
neuen Übertragen
des seriellen Dateneingangs. Auch hier wird wieder die Anzahl Male,
dass diese Prozedur wiederholt wird, den Fehler in dem analogen
Ausgangsspannungssignal bestimmen und wieder selektiert, und zwar
abhängig von
den relativen Werten der Ausgangskapazität Cc und
der Kondensatoren C1, C2 des Kondensatornetzwerkes 66.
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Die möglichen Schaltungskonstruktionen
für die
oben genannten Signalspeicher und die Datenspeicher dürften dem
Fachmann klar sein und sind an dieser Stelle nicht detailliert beschrieben
worden. Typischerweise umfassen die Signalspeicher bistabile Schaltanordnungen
(wie Flip-Flop-Schaltungen). Die Kondensatornetzwerke, in denen
Ladungsteilung stattfindet, können
auch spezifische Konfigurationen anders als die aus den Figuren
haben.
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Die vorliegende Erfindung kann ebenfalls
auf andere Digital-Analogumwandlungsanordnungen angewandt werden,
wobei der analoge Ausgang an einem Ausgangskondensator des Wandlers
gehalten wird. So kann beispielsweise ein bekannter Digital-Analogwandler,
auf den die vorliegende Erfindung angewandt werden kann, ein binäres gewichtetes Netzwerk
von Stromquellen enthalten, die je über einen zugehörigen Schalter
mit einem geteilten Speicherkondensator gekoppelt ist. Jedes Bit
des digitalen Eingangssignals ist mit einem der Schalter assoziiert
und die Digital-Analogumwandlung betrifft das Schließen selektierter
Schalter während
einer festen Zeitperiode, so dass die Stromquellen entweder eine bekannte
Menge an Ladung dem Speicherkondensator zuführen oder von dem Speicherkondensator
isoliert werden. Die resultierende in dem Kondensator gespeicherte
Ladung ist danach repräsentativ
für den digitalen
Eingang.
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Die vorliegende Erfindung hat auf
diese Weise eine allgemeine Anwendbarkeit auf einen breiten Bereich
bekannter Digital-Analogwandler, und es dürfte dem Fachmann einleuchten,
dass die vorliegende Erfindung auch auf bestehende Anordnung angewandt
werden kann.
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3 zeigt
eine Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung,
die unter Verwendung einer Spaltenadressierschaltung mit Digital-Analogwandlern
nach der vorliegenden Erfindung adressiert werden kann. Die Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung
umfasst eine Wiedergabeanordnung mit einer Reihen- und Spaltenanordnung
aus Flüssigkristall-Elementen 80, die
ein Wiedergabegebiet 82 definieren. Die Bildelemente 80 umfassen
kapazitive Wiedergabeelemente mit in einem Abstand voneinander liegenden
Elektroden, die auf einander gegenüberliegenden Flächen zweier
in einem Abstand voneinander liegenden Glassubstraten mit TN-Flüssigkristallmaterial
zwischen denselben vorgesehen sind.
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Die Bildelemente 80 der
Anordnung werden über
Sätze von
Reihen- und Spaltenadressleitern 84 und 86 adressiert,
wobei jedes Bildelement neben einem betreffenden Schnittpunkt der
Reihen- und Spaltenleiter liegt. Jede Reihe von Bildelementen ist
mit einem betreffenden Reihenleiter 84 verbunden und alle
Bildelemente in derselben Spalte sind mit einem betreffenden Spaltenleiter 86 verbunden.
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Die Anordnung wird von peripheren
Treibermitteln mit einer Reihentreiberschaltung 90, welche die
Reihen von Bildelementen abtastet und jedem Reihenleiter nacheinander
einen Selektionsimpuls zuführt,
betrieben. Die Reihentreiberschaltung 90 wird von Zeitgebersignalen
gesteuert, die über
einen Bus 92 von einer Zeitgeber- und Steuerschaltung 94 geliefert
werden, dem ein digitales Videosignal von einer Videosignalverarbeitungsschaltung 96 geliefert wird.
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Die periphere Schaltungsanordnung
umfasst weiterhin eine Spaltentreiberschaltung 98, der
das Videoinformationssignal von der Schaltungsanordnung 94 über einen
Bus 100 geliefert wird. Die Spaltentreiberschaltung arbeitet
zum parallelen Zuführen analoger
Signale für
jede Reihe von Wiedergabepixeln nacheinander zu dem Satz von Spaltenleitern. Die
Spaltentreiberschaltung 98 kann für jede Spalte einen Digital-Analogwandler,
wie oben beschrieben, enthalten. Die Daten werden in serieller Form über den
Bus 100 geliefert und die Speicher 16 oder 60 jedes
Digital-Analogwandlers werden an sich betrieben zum Speichern des
richtigen Signals von dem Bus 100 aus. Wenn die Datensignale
für jede
Spalte in Speichern der Digital-Analogwandler gespeichert worden
sind, werden die Schaltvorgänge
für die
Digital-Analogumsetzung gleichzeitig durchgeführt.
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Die Spaltentreiberschaltung kann
außerdem einen
analogen Multiplexer enthalten, so dass die seriellen digitalen
Daten von dem Bus 100 durch eine kleine Anzahl Digital-Analogwandler
nach der vorliegenden Erfindung in analoge Form umgewandelt werden.
Der Multiplexer speichert die analogen Signale und wird danach derart
gesteuert, dass er die geeigneten analogen Signale den Spaltenleitern
zuführt.
Diese Anordnung würde
herkömmlicherweise einen
Pufferverstärker
erfordern zum Übertragen
des analogen Ausgangs des Digital-Analogwandlers in die Multiplexerschaltung,
aber die Verwendung von Digital-Analogwandlern nach der vorliegenden
Erfindung vermeidet die Notwendigkeit solcher Verstärker.
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Der Datenbus 100 kann drei
serielle Datenströme
aufweisen zum Transportieren roter, grüner und blauer Videodaten,
und in diesem Fall können die
Daten von den drei Datenströmen
gleichzeitig in Gruppen von drei Digital-Analogwandlern gespeichert
werden. Die Adressierungstechniken für die Flüssigkristall-Wiedergabeanordnung
sind dem Fachmann durchaus bekannt und werden an dieser Stelle nicht
detailliert beschrieben.
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Text in der Zeichnung
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1
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- Spannungsskalierung
- Datenvorbereitung
- Speicher
-
2
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