CN1122423C - 用于显示器的自动增益调整装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于显示器的将VGA显示卡的模拟信号转换成数字信号的自动增益调整装置，包含：模拟数字转换器，依据上限及下限参考电压将模拟信号转换成数字信号，并在模拟信号的电位超过上限参考电压或低于下限参考电压时分别产生溢位信号和借位信号；和参考电压处理电路，对模拟数字转换器提供上限及下限参考电压。收到溢位信号或借位信号时，参考电压处理电路分别调高和调低上限和下限参考电压，以使模拟信号被有效地转换成数字信号。
Description
技术领域
本发明提供一种自动增益调整装置，尤其指一种用于显示器的VGA(视频图形阵列(Video Graphic Array))彩色信号自动增益调整装置。
背景技术
液晶显示投影器(LCD projector)常被用来显示个人电脑的VGA(VideoGraphic Array)显示卡所产生的RGB彩色信号。由于各个品牌的VGA显示卡所产生的RGB彩色信号会有幅度上的差异，因此在将液晶显示投影器搭配不同的电脑来显示图像时，常会出现不同的亮度和效果。然而现有的图像自动增益调整装置(video automatic gain control)只适用于设有标准参考点的合成图像信号(Compositive video signal)的处理，对于不具标准参考点的RGB彩色信号则无法适用。
参考图1及图2。图1为一合成图像信号10。图2为一VGA显示卡所产生的两个模拟彩色信号20。合成图像信号10包含有一用来做为亮度参考的亮度同步信号12、一用来做为色度参考的色度同步信号14(3.58MHz)以及一模拟彩色信号16。亮度同步信号12可以被现有的图像自动增益调整装置做为参考来将模拟彩色信号16以最佳的范围转换成数字彩色信号，但是VGA显示卡所产生的模拟彩色信号20则没有亮度同步信号12，因此没有办法用现有的图像自动增益调整装置来自动调整其亮度。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供一种用于显示器的自动增益调整装置和方法，其可将VGA显示卡所产生的模拟彩色信号经自动增益调整后转换成数字彩色信号，以解决上述的问题。
本发明提供一种用于显示器的自动增益调整装置，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，该装置包含：一钳位电路，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定于一预定的基准电位；一模拟数字转换器，用来依据一上限参考电压以及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并在该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号(overflow signal)；而该模拟彩色信号的电位低于该下限参考电压时产生一借位信号；以及一参考电压处理电路，用来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压以及该下限参考电压；其中，当收到该溢位信号时，该参考电压处理电路会调高该上限参考电压，以使该模拟数字转换器能完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
本发明还提供一种用于显示器的自动增益调整方法，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，其包含有：利用一钳位电路锁定VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位；利用一模拟数字转换器并依据一上限参考电压以及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并在该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号，并在该模拟彩色信号的电位低于该下限参考电压时产生一借位信号；利用一参考电压处理电路来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压以及该下限参考电压；以及当收到该溢位信号时，利用该参考电压处理电路调高该上限参考电压，以使该模拟数字转换器能完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
与现有技术相比，本发明的自动增益调整装置能使VGA显示卡所产生的模拟彩色信号有效地转换为数字彩色信号。
附图说明
图1为一合成图像信号。
图2为VGA显示卡所产生的模拟彩色信号。
图3为本发明用于显示器的自动增益调整装置的功能方块图。
图4为图3的处理器调整其上下限参考电压所用的程序。
图5为一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号。
图6为图5的模拟彩色信号经过一钳位电路后的输出。
图7及图8显示本发明的参考电压处理电路如何调整其上限及下限参考电压。
具体实施方式
请参考图3。图3为本发明用于显示器的自动增益调整装置30的功能方块图。自动增益调整装置30包含有一钳位电路(clamper)50、一模拟数字转换器(Analog to Digital Converter，ADC)32以及一参考电压处理电路34。自动增益调整装置30仅将VGA显示卡所产生的一个模拟彩色信号转换成数字彩色信号，由于VGA显示卡产生R、G、B三个模拟彩色信号，因此一个完整的自动增益调整装置30需要三个钳位电路50以及三个模拟数字转换器32来分别处理各个模拟彩色信号，参考电压处理电路34则可同时处理三个模拟数字转换器32的上限参考电压及下限参考电压。
钳位电路50用来将由输入端口48所输入的一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位(如图2所示的部位22)锁定于一预定的基准电位。
模拟数字转换器(Analog to Digital Converter，ADC)32是用来将由钳位电路50从端口56输入的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，将端口56输入的模拟彩色信号与端口52的上限参考电压以及端口54的下限参考电压所形成的参考电压范围做比较，以转换成一数字彩色信号，并由输出端口46输出。当输入的模拟彩色信号的上限电位超过端口52的上限参考电压时，模拟数字转换器32在端口42产生一溢位(overflow)信号；而当输入的模拟彩色信号的下限电位低于端口54的下限参考电压时，模拟数字转换器32在端口14产生一借位(underflow)信号。
参考电压处理电路34用来对模拟数字转换器32提供上限参考电压及下限参考电压，并依据模拟数字转换器32所产生的溢位信号来调高端口52输出的上限参考电压，以及依据模拟数字转换器32所产生的借位信号来调低由端口54输出的下限参考电压，以使模拟数字转换器32能以最佳的方式将由端口56输入的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号。
参考电压处理电路34包含一处理器36、一上限数字模拟转换器38以及一下限数字模拟转换器40。处理器36用来接收端口42所输入的溢位信号以及端口44所输入的借位信号，并在端口58产生一相对的数字上限信号以及在端口60产生一相对的数字下限信号。上限数字模拟转换器38用来将处理器36在端口58所产生的数字上限信号转换成一上限参考电压，而下限数字模拟转换器40则用来将处理器36在端口60所产生的数字下限信号转换成一下限参考电压。
当自动增益调整装置30电连接于一VGA显示卡后，钳位电路50先将VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定在一个预定的基准电位上，而参考电压处理电路34则由端口52输出一个预设的初始上限参考电压以及由端口54输出一个预设的初始下限参考电压，以使模拟数字转换器32开始转换由端口56输入的模拟彩色信号。初始上限参考电压和初始下限参考电压是依据钳位电路50的基准电位而设定的，而其间的差距则比一般VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的平均振幅小。因此，当自动增益调整装置30开始转换端口56输入的模拟彩色信号后，参考电压处理电路34会不断地依据模拟数字转换器32所产生的溢位信号及借位信号来调整其上限参考电压和下限参考电压，以使端口56输入的模拟彩色信号的上下限电位能与参考电压处理电路34所输出的上限参考电压和下限参考电压相同，此时56输入的模拟彩色信号就能够在最好的上限参考电压和下限参考电压之下被转换成数字彩色信号。
请参考图4。图4为图3的处理器36调整其上限参考电压及下限参考电压所使用的程序70。在程序70中，假设钳位电路50已将VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定在2.95V。程序70包含有下列步骤：
步骤71：设定初始上限参考电压及初始下限参考电压，如3.5V及3.0V；
步骤72：检查是否收到了溢位信号；若否，则跳至步骤75；
步骤73：检查上限参考电压是否已至一预设上限，如3.8V；若是，则跳至步骤75；
步骤74：将上限参考电压增加一预设量，如0.01V；
步骤75：检查是否收到了借位信号；若否，则跳至步骤72；
步骤76：检查下限参考电压是否已至一预设下限，如2.9V；若是，则跳至步骤72；
步骤77：将下限参考电压降低一预设量，如0.01V，跳至步骤72。
请参考图5及图6。图5为一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号80。图6为信号80经过钳位电路50的输出。图5显示信号80的振幅为0.6Vp- p，在经过钳位电路50的处理后，其上下限变为3.55V和2.95V。在此时，如果参考电压处理电路34的初始上限参考电压及初始下限参考电压被设定为3.55V和2.95V，则模拟数字转换器32就可以完整地将信号80转换成一数字彩色信号。
请参考图7及图8。图7及图8显示本发明的参考电压处理电路34如何调整其上限及下限参考电压。图7显示参考电压处理电路34的初始上限参考电压为3.5V，而初始下限参考电压为3.0V。由于信号80的82及84部分超出3.5V，而86部分低于3.0V，因此模拟数字转换器32会在转换信号80的82及84部分时产生溢位信号，以及在转换信号80的86部分时产生借位信号。参考电压处理电路34在收到溢位信号或借位信号时，会立刻调整其上限参考电压和下限参考电压。图8显示，参考电压处理电路34已将其上限参考电压调整为3.51V，以及将其下限参考电压调整为2.99V。经过重复不断的调整，参考电压处理电路34最后会使钳位电路50从端口56输入的模拟彩色信号上、下限电位均落入上限参考电压及下限参考电压之间，以使模拟数字转换器32可以完整地将钳位电路50所传来的模拟彩色信号80转换成数字彩色信号。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的包含范围。
Claims (11)
1.一种用于显示器的自动增益调整装置，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，该装置包含：
一钳位电路，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定于一预定的基准电位；
一模拟数字转换器，用来依据一上限参考电压以及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并在该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号，而该模拟彩色信号的电位低于该下限参考电压时产生一借位信号；以及
一参考电压处理电路，用来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压以及该下限参考电压，
其中，当收到该溢位信号时，该参考电压处理电路会调高该上限参考电压，以使该模拟数字转换器能完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
2.如权利要求1所述的自动增益调整装置，其中，所述模拟数字转换器在所述模拟彩色信号的电位低于所述下限参考电压时产生一借位信号，而所述参考电压处理电路在收到该借位信号时，会调低该下限参考电压，以使该模拟数字转换器能完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
3.如权利要求2所述的自动增益调整装置，其中，所述自动增益调整装置在电连接于所述VGA显示卡后，所述参考电压处理电路会输出一预设的初始上限参考电压以及一预设的初始下限参考电压，以使所述模拟数字转换器开始转换所述模拟彩色信号。
4.如权利要求3所述的自动增益调整装置，还包括一钳位电路，用来将所述VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位锁定于一预定的基准电位，而所述参考电压处理电路的初始上限参考电压及初始下限参考电压依据该钳位电路的基准电位而设定。
5.如权利要求1所述的自动增益调整装置，其中，所述VGA显示卡所产生的彩色信号可为红色、绿色或蓝色信号。
6.如权利要求1所述的自动增益调整装置，其中，所述显示器为一液晶显示投影器。
7.如权利要求2所述的自动增益调整装置，其中，所述参考电压处理电路包含：
一处理器，用来接收所述模拟数字转换器所产生的溢位信号及借位信号，以及产生一数字上限信号以及一数字下限信号；
一上限数字模拟转换器，用来将所述处理器所产生的数字上限信号转换成所述上限参考电压；以及
一下限数字模拟转换器，用来将所述处理器所产生的数字下限信号转换成所述下限参考电压。
8.如权利要求7所述的自动增益调整装置，其中，当收到所述溢位信号时，所述处理器会调高所述数字上限信号，以提升所述上限参考电压，而当收到所述借位信号时，该处理器会调低所述数字下限信号，以降低所述下限参考电压。
9.如权利要求7所述的自动增益调整装置，其中，所述自动增益调整装置在电连接于所述VGA显示卡后，所述处理器输出一预设的初始数字上限信号以及一预设的初始数字下限信号，以产生一初始上限参考电压以及一初始下限参考电压，以使所述模拟数字转换器开始转换所述模拟彩色信号。
10.一种用于显示器的自动增益调整方法，用来将一VGA显示卡所产生的模拟彩色信号转换成一数字彩色信号，其包含有：
利用一钳位电路锁定VGA显示卡所产生的模拟彩色信号的下限电位；
利用一模拟数字转换器并依据一上限参考电压以及一下限参考电压来将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号，并在该模拟彩色信号的电位超过该上限参考电压时产生一溢位信号，并在该模拟彩色信号的电位低于该下限参考电压时产生一借位信号；
利用一参考电压处理电路来对该模拟数字转换器提供该上限参考电压以及该下限参考电压；以及
当收到该溢位信号时，利用该参考电压处理电路调高该上限参考电压，以使该模拟数字转换器能完整地将该模拟彩色信号转换成该数字彩色信号。
11.如权利要求10所述的自动增益调整方法，其中，所述模拟数字转换器在所述模拟彩色信号的电位低于所述下限参考电压时，产生一借位信号，该方法另包含有：
当收到所述借位信号时，利用所述参考电压处理电路调低所述下限参考电压，以使所述模拟数字转换器能完整地将所述模拟信号转换成所述数字彩色信号。
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