CN115550625B - 斜坡信号模块及伽马校正电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种斜坡信号模块及伽马校正电路。该斜坡信号模块包括连接至公共输出端的多级斜坡信号产生电路，每一级斜坡信号产生电路在该级相应的时钟信号的控制下交替导通第一路径开关和第二路径开关，以在公共输出端产生从初始电压到终止电压阶跃变化的斜坡信号，各级斜坡信号产生电路接收的时钟信号选自顺序脉冲信号组中的一个，且至少两个时钟信号的脉冲不重复。该电路可以基于多通道的硬件电路结构简便、灵活、精确地生成非固定斜率的斜坡信号，并且对时钟信号的频率要求低。

Description

斜坡信号模块及伽马校正电路

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地，涉及一种斜坡信号模块及伽马校正电路。

背景技术

随着显示技术和半导体工艺的不断发展，有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)已经广泛应用于手机、家电、汽车等显示领域。由于人眼对光强的感知是非线性的，所以需要在OLED驱动芯片中设置伽马(gamma)校正电路，以使得显示灰阶与亮度满足伽马曲线要求。

传统的伽马校正电路是通过电阻串数模转换器(Digital-to-Analog Converter，DAC)实现的，其将数字码转化为模拟电压信号用以驱动OLED器件，显示出符合人眼线性度的灰度图像。但随着显示分辨率的增加，传统的电阻串DAC结构的面积和功耗，远远超出了芯片尺寸和功耗的可承受范围，因此需要提出一种适用于高分辨率显示的伽马校正电路架构，其中，单斜率数模转换电路具有面积小、功耗低的优点，被广泛应用在高分辨率的显示驱动电路中。

然而，在一些OLED驱动芯片应用中，单斜率数模转换电路的电压幅度非常大，因此在较高分辨率应用时，单斜率数模转换的斜率非常大，波形变的非常陡峭，导致无法精确的调整适合人眼的伽马曲线，显示效果很差。此外，传统的用于生成斜坡信号的电路结构不适用于高频率的装置，一旦电路结构的输入频率过高，电路功能就极可能失效。

期望提供一种改进的斜坡信号产生电路，以解决上述问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种斜坡信号模块及伽马校正电路，以基于简单的硬件电路结构精确地生成非固定斜率的斜坡信号。

根据本发明的一方面，提供一种斜坡信号模块，包括连接至公共输出端的多级斜坡信号产生电路，每级所述斜坡信号产生电路包括：第一电容，所述第一电容的第一端由初始电压进行充电；以及第二电容，所述第二电容的第一端经由第一开关连接至终止电压，且所述第一电容的第一端和所述第二电容的第一端之间设置有第二开关，其中，所述公共输出端在每级所述斜坡信号产生电路中连接在所述第一电容的第一端和所述第二开关之间，每一级所述斜坡信号产生电路在该级相应的时钟信号的控制下交替导通所述第一路径开关和所述第二路径开关，以在所述公共输出端产生从所述初始电压到所述终止电压阶跃变化的斜坡信号，各级所述斜坡信号产生电路接收的所述时钟信号选自顺序脉冲信号组中的一个，且至少两个所述时钟信号的脉冲不重复。

可选的，所述斜坡信号产生电路的级数为M，且每级所述斜坡信号产生电路接收的所述时钟信号不重复，所述斜坡信号发生阶跃变化的频率是所述时钟信号的频率的M倍。

可选的，在斜坡信号生成周期内，所述斜坡信号的步长随着阶跃次数的增加而逐渐变小，在斜坡信号生成周期结束时，斜坡信号的电压值接近于所述终止电压的电压值。

可选的，所述斜坡信号的步长满足：

其中，ΔVramp为所述斜坡信号的步长，Vstart为所述初始电压的电压值，Vend为所述终止电压的电压值，m为所述第一电容与所述第二电容的电容值之比，且m>1，n为所述斜坡信号发生阶跃的次数。

可选的，每级所述斜坡信号产生电路还包括：初始化开关，连接在所述第一电容的第一端和所述初始电压之间，在每个斜坡信号生成周期开始的初始化阶段，所述初始化开关和所述第二开关导通，以对所述第一电容和所述第二电容进行充电，从而完成电路初始化。

可选的，每一级所述斜坡信号产生电路中，在预充电阶段内，所述第一开关导通，所述第二开关关断，所述终止电压对所述第二电容进行充电，在阶跃产生阶段内，所述第一开关关断，所述第二开关导通，电荷在所述第一电容和所述第二电容之间流动，从而使所述第一电容的第一端上的电压发生阶跃，交替执行所述预充电阶段和所述阶跃产生阶段，从在所述第一电容的第一端上产生从所述初始电压到所述终止电压阶跃变化的子斜坡信号，各级所述斜坡信号产生电路产生的所述子斜坡信号在所述公共输出端上汇总为所述斜坡信号，且所述斜坡信号发生阶跃变化的次数是各级所述子斜坡信号发生阶跃变化的次数之和。

可选的，在每一级所述斜坡信号产生电路中，采用互补的第一时钟信号和第二时钟信号分别控制所述第一开关和所述第二开关，所述第一时钟信号或所述第二时钟信号为该级所述斜坡信号产生电路接收的所述时钟信号，

可选的，通过调整所述第一电容、所述第二电容、所述初始电压、所述终止电压、所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的至少一种，来调整所述斜坡信号的参数，其中，在所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的脉冲个数和频率均为固定值的情况下，通过调整所述初始电压和/或所述终止电压，来调整所述斜坡信号发生阶跃的步长；和/或在所述初始电压和所述终止电压为固定值的情况下，通过调整所述时钟信号和所述第二时钟信号的频率，来调整所述斜坡信号发生阶跃的步长；和/或在所述初始电压和所述终止电压为固定值的情况下，通过调整所述时钟信号和所述第二时钟信号的脉冲个数，来调整所述斜坡信号发生阶跃的个数；和/或通过设置所述第一电容和所述第二电容的电容值之比，来调整所述斜坡信号的步长。

可选的，当所述初始电压的电压值大于所述终止电压的电压值时，所述斜坡信号的斜率为负数；当所述初始电压的电压值小于所述终止电压的电压值时，所述斜坡信号的斜率为正数；当所述初始电压的电压值等于所述终止电压的电压值时，所述斜坡信号的斜率为零。

根据本发明的另一方面，提供一种伽马校正电路，包括：如上所述的斜坡产生电路，提供斜坡信号；以及处理单元，根据所述斜坡信号对显示装置进行伽马校正。

本发明提供的斜坡信号模块及伽马校正电路，通过调节第一开关和第二开关的导通状态，利用第一电容和第二电容之间的电荷流动，生成了阶跃变化的非线性斜坡信号，兼顾了斜坡信号的精度、稳定性，并降低了电路的设计难度，节省了硬件成本和占用面积；并且该斜坡信号模块可以通过设置斜坡信号产生电路的个数，来降低对时钟信号的频率要求，可以良好的应用于高频电路中。

此外，本发明实施例可以产生抛物线型斜坡信号，非常适合产生伽马曲线，在高亮的OLED驱动电路中应用，解决了低灰阶无法正常产生的问题。即，在高亮时，斜坡信号的斜率较高，每个灰阶电压变化幅度较大，精度较低，在低灰阶时，斜坡信号的斜率较低，每个灰阶电压变化幅度较小，精度较高。

进一步的，在第一电容、第二电容大小比例固定的情况下，能够设置初始电压、终止电压、第一时钟信号和第二时钟信号的参数，斜坡信号单位步长能够自动适应初始电压和终止电压，即斜坡信号的斜率、步长、阶跃个数等参数均可以灵活控制，可以灵活适用于各种场景。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1a示出了根据本发明第一实施例的斜坡信号模块的电路结构框图；

图1b示出了根据本发明第一实施例的斜坡信号模块的时钟信号的波形图；

图2a示出了根据本发明第二实施例的斜坡信号模块的电路结构框图；

图2b示出了根据本发明第二实施例的斜坡信号模块的时钟信号的波形图；

图3示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路的电路示意图；

图4示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路的工作时序图；

图5示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路在初始化阶段的等效电路图；

图6示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路在预充电阶段的等效电路图；

图7示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路在阶跃产生阶段的等效电路图；

图8a和8b示出了根据本发明实施例的斜坡信号的波形图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

应理解，本申请实施例中的A与B连接/耦接，表示A与B可以串联连接或并联连接，或者A与B通过其他的器件，本申请实施例对此不作限定。

本申请使用的术语“步长(ΔVramp)”是指斜坡信号发生一次阶跃的电压变化量；术语“斜率”可以指斜坡信号的每个阶跃台阶的起始点相连形成的连线的斜率。

斜坡信号产生电路的主要功能是生成斜坡信号，斜坡信号可以用在需要电压呈线性变化的电路中，通常用作参考信号、斜率补偿信号或用于扫描电压产生电路等。

本申请提供的斜坡信号产生电路可以应用于各种***，例如应用于显示***、通信***、功率传输***、探测***等，更具体地，例如利用于显示***的伽马校正电路中。其中，显示***例如但不限于为：发光二极管(Light Emitting Diode,LED)显示***、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)显示***、mini LED显示***、microOLED显示***等、液晶(Liquid Crystal Display,LCD)显示***等。

本发明提供的斜坡信号产生电路设置多个级联的斜坡信号产生电路来降低对时钟信号频率的要求，使得电路可以适用于高频电路，并且通过配置电容的比例及电路的导通状况，实现了根据斜坡信号的初始电压和终止电压自适应调整斜坡信号单位步长，生成了非固定斜率的斜坡信号，从而在保证斜坡信号的精度的同时，降低了电路的复杂度。

下面将结合附图对本申请提供的斜坡信号模块及伽马校正电路的实施例进行描述。

图1a示出了根据本发明第一实施例的斜坡信号模块的电路结构框图；图1b示出了根据本发明第一实施例的斜坡信号模块的时钟信号的波形图。

如图1a所示，该实施例的斜坡信号模块10包括两级斜坡信号产生电路100，其也可称为双通道斜坡信号模块。其中，每级斜坡信号产生电路的电路端子至少包括初始电压接收端vs、终止电压接收端ve、复位信号端clk1、时钟信号端clk2和输出端out，初始电压接收端vs用于接收初始电压Vstart，终止电压接收端ve用于接收终止电压Vend，复位信号端clk1用于接收复位信号clk_rst，时钟信号端clk2用于接收时钟信号ph1，输出端out用于提供子斜坡信号Vrampx。

在该实施例中，两级斜坡信号产生电路100的输出端out共同连接至公共输出端，公共输出端对两级斜坡信号产生电路100提供的子斜坡信号Vramp1和Vramp2进行汇总以获得斜坡信号Vramp。应理解，公共输出端可以是用于对电压进行求和的电路，也可以仅是两级斜坡信号产生电路100共同连接的电路端子，本申请对此不做限制。

在该实施例中，初始电压Vstart和终止电压Vend是预先设定的斜坡信号在工作周期内的最高值和最低值，斜坡信号在初始电压Vstart和终止电压Vend逐级发生阶跃，用户可根据实际需要对初始电压Vstart和终止电压Vend进行调整；复位信号clk_rst的周期应与斜坡信号的工作周期一致，并在每个工作周期的起始时间有效，以对电路进行初始化；各级斜坡信号产生电路100接收的时钟信号ph1选自顺序脉冲信号组中的一个，各级时钟信号的频率相同，且两个时钟信号ph1和ph2的脉冲不重复。如图1b所示，在该实施例中，两级时钟信号ph1和ph2的占空比均为1/2，且相位差为180°，也可以称两级时钟信号ph1和ph2互补；在另外一些实施例中，若斜坡信号产生电路100的级数为M，则相邻两级时钟信号的相位差为360°/M，且占空比为1/M。

在本发明实施例中，若斜坡信号模块包含的斜坡信号产生电路100的级数为M，各级时钟信号的频率相同，且相邻两级时钟信号的相位差为360°/M，则斜坡信号Vramp发生阶跃变化的频率是时钟信号的频率的M倍。即，当每一级斜坡信号产生电路100接收的时钟信号均不重复时，斜坡信号模块10提供的斜坡信号Vramp在单位时间内发生阶跃的次数是各级斜坡信号产生电路100提供的子斜坡信号在单位时间内发生阶跃的次数之和。在该实施例中，每级斜坡信号产生电路100接收的时钟信号ph1的频率与子斜坡信号的频率相同，并且是斜坡信号模块10提供的斜坡信号的频率的一半。

图1a所示的双通道斜坡信号模块10可以将时钟信号的频率降低至传统技术的1/2，因此更适用于高频电路和高频装置。应理解，本申请不限制斜坡信号模块包括的斜坡信号产生电路的级数，在其应用的装置/电路的频率过高时，可以通过设置更多级的斜坡信号产生电路来降低对时钟信号的频率要求，使斜坡信号模块可以正常生成所需要的斜坡信号。

在图2a中示出了根据本发明第二实施例的斜坡信号模块的电路结构框图；图2b示出了根据本发明第二实施例的斜坡信号模块的时钟信号的波形图。

图2a所示的斜坡信号模块20与图1所示的斜坡信号模块10的区别之处在于，斜坡信号模块20设置了四级斜坡信号产生电路100，即，斜坡信号模块20中的四级斜坡信号产生电路100提供的子斜坡信号Vramp1、Vramp2、Vramp3和Vramp4进行汇总以获得斜坡信号Vramp。

如图2b所示，在该实施例中，斜坡信号产生电路100的级数为4，则相邻两级时钟信号的相位差为90°，且占空比为1/4。相比于斜坡信号模块10，斜坡信号模块20对时钟信号的频率要求又降低了一半，即，将时钟信号的频率降低至传统技术的1/4。

在上述实施例中，应理解，各个时钟信号的具体形式只是作为示例，图1b和2b所示的时钟信号是各级斜坡信号产生电路100内的第一路径开关或第二路径开关接收到的信号，但不一定是各级斜坡信号产生电路100直接接收到的信号，例如，可以使用外部的时序控制器生成各级斜坡信号产生电路100的时钟信号，也可以在各级斜坡信号产生电路100内部设置时序控制器来生成时钟信号，只要各级斜坡信号产生电路100内的第一路径开关和第二路径开关能接收到相应的信号以达到控制效果即可。此外，图1b和2b所示的时钟信号的幅值、比例、周期等参数仅作为示例，不应理解为对本申请的限制。

此外，应理解，在斜坡信号模块的硬件电路结构固定时，可以通过将一部分斜坡信号产生电路无效，或将一部分斜坡信号产生电路接收相同的时钟信号来调整斜坡信号与时钟信号频率的关系，例如，图2a所示的斜坡信号模块20可实现时钟信号的频率降低至传统技术的1/3，只需将一个斜坡信号产生电路无效或将两个斜坡信号产生电路接收相同的时钟信号即可。

下面结合图3-7对本发明实施例的斜坡信号参数电路进行详细说明。在图3-7中，以图1a所示的双通道斜坡信号模块10包含的单个斜坡信号产生电路100、图1b所示的时钟信号为例，对斜坡信号产生电路的工作原理进行详细说明，应理解，当斜坡信号产生电路100应用到多通道斜坡信号模块中时，需要对时钟信号的占空比、相位进行相应的调整。

图3示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路的电路示意图。

如图3所示，该斜坡信号产生电路100包括：第一输入端P1、第二输入端P2、初始化开关SW1、第一开关SW2a、第二开关SW2b、第一电容C1、第二电容C2以及输出端P3。

第一输入端P1接收初始电压Vstart，第二输入端P2接收终止电压Vend。第一输入端P1经由初始化开关SW1连接至第一电容C1的第一端(即，上极板)，第二输入端P2经由第一开关SW2a连接至第二电容C2的第一端(即，上极板)。第一电容C1的上极板和第二电容C2的上极板经由第二开关SW2b相互连接，输出端P3连接在第一电容C1的上极板和第二开关SW2b之间。第一电容C1的第二端(即，下极板)和第二电容C2的第二端(即，下极板)均连接至参考地电位。

在斜坡信号产生电路100的时钟控制下，初始化开关SW1、第一开关SW2a、第二开关SW2b在各个阶段分别被配置为相应的状态，使得第一电容C1和第二电容C2之间发生电荷流动，生成阶跃变化的子斜坡信号Vrampx。

在产生一个子斜坡信号的周期内，斜坡信号产生电路100的工作过程可分为初始化阶段和斜坡信号产生阶段，在初始化阶段，初始化开关SW1和第二开关SW2b导通，第一电容C1的上极板和第二电容C2的上极板接到所要产生子斜坡信号Vrampx的初始电压Vstart，以对第一电容C1和第二电容C2进行充电，从而完成电路初始化，此时子斜坡信号Vrampx的电压值为初始电压Vstart的电压值；在斜坡信号产生阶段，第二电容C2的上极板交替接到第一电容C1的上极板和所要产生子斜坡信号Vrampx的终止电压Vend，第一电容C1和第二电容C2基于电荷分享的原理生成了阶跃的子斜坡信号Vrampx，即，在输出端P3上的子斜坡信号Vrampx的电平按照第一电容C1的电容值和第二电容C2的电容值之间的比例关系和阶跃次数，从初始电压Vstart到终止电压Vend阶跃变化，且子斜坡信号Vrampx阶跃变化的步长随着阶跃次数的增加逐渐变小，在周期结束时，子斜坡信号Vrampx的电压值接近于终止电压Vend的电压值。斜坡信号模块将各级斜坡信号产生电路的子斜坡信号Vrampx进行汇总，从而得到预期的斜坡信号。

具体的，斜坡信号产生阶段包括交替进行的预充电阶段和阶跃产生阶段。即，初始化阶段完成后，初始化开关SW1关断，第一开关SW2a和第二开关SW2b由互补的第一时钟信号和第二时钟信号控制，第一时钟信号和第二时钟信号例如是周期为T、占空比为50％的互补时钟信号。其中，第一开关SW2a和第二开关SW2b交替导通，即，在第一开关SW2a导通时，第二开关SW2b关断；在第一开关SW2a关断时，第二开关SW2b导通。

在斜坡信号产生阶段，各个开关维持导通/关断的时间为T/2，一个示例性的用于控制初始化开关SW1、第一开关SW2a和第二开关SW2b的时钟信号可参考图4。应理解，时钟信号的频率、占空比可以根据实际需要自由设定，从而产生的不同于图8a和8b示的斜坡信号，本申请对时钟信号的频率、占空比等参数不做限制。在本发明提供的斜坡信号产生电路中，时钟信号的占空比大小并不会影响斜坡信号的生成，因此可以选择具有任何占空比的时钟信号，从而扩大了该斜坡信号产生电路的适用范围。

可选的，利用时序控制器(未示出)生成分别控制初始化开关SW1、第一开关SW2a和第二开关SW2b的时钟信号。具体的，请参考图4，时序控制器被配置为生成在初始化阶段有效的复位信号sw1，在预充电阶段和阶跃产生阶段交替有效的第一时钟信号sw2a和第二时钟信号sw2b，并将复位信号sw1发送至初始化开关SW1，将第一时钟信号sw2a发送至第一开关SW2a，将第二时钟信号sw2b发送至第二开关SW2b。

在本发明实施例中，在斜坡信号模块出厂前，可以通过设置第一电容和第二电容的电容值之比，来调整斜坡信号的步长，以适应客户实际需求。在斜坡信号模块出厂后，可以通过调整初始电压、终止电压、第一时钟信号和第二时钟信号中的至少一种，来调整斜坡信号的参数。例如，在第一时钟信号和第二时钟信号的脉冲个数和频率均为固定值的情况下，通过调整初始电压和/或终止电压，来调整斜坡信号发生阶跃的步长；在初始电压和终止电压为固定值的情况下，通过调整时钟信号和第二时钟信号的频率，来调整斜坡信号发生阶跃的步长；在初始电压和终止电压为固定值的情况下，通过调整时钟信号和第二时钟信号的脉冲个数，来调整斜坡信号发生阶跃的个数。

在本发明实施例中，当初始电压的电压值大于终止电压的电压值时，斜坡信号的斜率为负数；当初始电压的电压值小于终止电压的电压值时，斜坡信号的斜率为正数；当初始电压的电压值等于终止电压的电压值时，斜坡信号的斜率为零。

本发明实施例的斜坡信号模块具有自适应步长的优势，只需要设置初始电压和终止电压，斜坡信号的阶跃电压适应相应的初始电压和终止电压自动调整，无需复杂的计算和时序切换便可高效提供精准的斜坡信号，提高了芯片量产的效率。该电路设计对时序要求更低，且不需要运放，电路实现更加简单，能显著节省面积和功耗。

进一步的，该斜坡信号模块生成的斜坡信号的具有非固定斜率，可在高灰阶时提供相对斜率较大(即步长较长)的斜坡信号，在低灰阶时提供相对斜率较小(即步长较小)的斜坡信号，使用该斜坡信号生成的伽马曲线对人眼感知更为友好。

上文描述了本发明实施例的斜坡信号产生电路的一些示例，然而本发明实施例不限于此，还可能存在其他方式的扩展和变形。

例如，应当理解，前述实施例中的参考地电位可以在替代实施例中替换为其他非零的基准电位(具有正电压幅值或负电压幅值)或受控变化的参考信号。

又例如，本申请实施例提供的电容可以是集总参数的电容元件，或者是增加相同或者类似的电容组，也可以是其他功能与电容类似的等效元件，这里所述的等效结构例如但不限于为微带线、变容管、具有一定图案的导体结构等可提供容性阻抗的结构。还例如，本申请实施例提供的电压跟随器可以是运算放大器构成的，也可以是由晶体管等元器件构成的。

再例如，前述的斜坡信号产生电路可以为分立器件，也可以作为一个电路单元。在另一些实现方式中，前述的斜坡信号产生电路可以被封装在某器件中。

同时，本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的结构和方法，可以使用不同的配置方法或调节方法对每个结构或该结构的合理变形来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。并且，应理解，本申请实施例中前述的图的放大器各个部件之间的连接关系为示意性举例，并不对本申请实施例造成任何限制。

此外，本申请还提供了一种伽马校正电路(未示出)，包括如图3所示的斜坡信号产生电路以及处理单元，处理单元将斜坡信号产生电路提供的斜坡信号作为伽马电压，以对显示装置进行伽马校正，本申请对伽马校正电路的具体电路结构不进行限制。

下文将结合附图4-5对本申请实施例的斜坡信号产生电路的具体工作原理进行详细说明。基于一种示例性的配置方式，图4示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路的工作时序图。图5示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路在第一阶段的等效电路图。图6示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路在第二阶段的等效电路图。图7示出了根据本发明实施例的斜坡信号产生电路在第三阶段的等效电路图。

图4所示，一个斜坡信号生成周期包括初始化阶段T1和在斜坡信号产生阶段T2，可生成一个抛物线型的子斜坡信号。

在初始化阶段T1，图4所示的复位信号sw1有效、第一时钟信号sw2a无效、第二时钟信号sw2b有效，从而分别控制图3所示的斜坡信号产生电路100中的初始化开关SW1和第二开关SW2b导通、第一开关SW2a关断，斜坡信号产生电路在初始化阶段的等效电路图如图5所示。在该阶段中，初始电压Vstart将第一电容C1的上极板和第二电容C2的上极板充电到初始电压Vstart，此时子斜坡信号的电压值与初始电压Vstart的电压值一致。

在斜坡信号产生阶段T2，交替进行预充电阶段t1和阶跃产生阶段t2，以生成阶跃的子斜坡信号。在斜坡信号产生阶段T2中，复位信号sw1保持无效，第一时钟信号sw2a和第二时钟信号sw2b交替有效。在该示例中，第一时钟信号sw2a和第二时钟信号sw2b的周期均为T，占空比为50％。

在预充电阶段t1，图4所示的复位信号sw1无效、第一时钟信号sw2a有效、第二时钟信号sw2b无效，从而分别控制图3所示的斜坡信号产生电路100中的初始化开关SW1和第二开关SW2b关断、第一开关SW2a导通，斜坡信号产生电路在初始化阶段的等效电路图如图6所示，图6所示的等效电路图中的“×”表示电路关断。在该阶段中，第二电容C2的上极板接到预设的终止电压Vend，第二电容C2的上级板处于保持状态，且保持时间为T/2。假设子斜坡信号的电压值为Vramp(n)，n为子斜坡信号发生阶跃的次数，则第一电容C1上的电荷量为Q1_C1＝Vramp(n)*C1，其中，Q1_C1为预充电阶段中第一电容C1的电荷量，C1为第一电容C1的电容值，Vramp(n)为子斜坡信号的电压值；则第二电容C2上的电荷量为Q1_C2＝Vend*C2，其中，Q1_C2为第二电容C2上的电荷量，Vend为终止电压Vend的电压值，C2为第二电容C2的电容值。因此，在该阶段中，第一电容C1的上极板和第二电容C2的上极板的总电荷为Q1＝Q1_C1+Q1_C2＝Vramp(n)*C1+Vend*C2。

在阶跃产生阶段t2，图4所示的复位信号sw1无效、第一时钟信号sw2a无效、第二时钟信号sw2b有效，从而分别控制图3所示的斜坡信号产生电路100中的初始化开关SW1和第一开关SW2a关断、第二开关SW2b导通，斜坡信号产生电路在初始化阶段的等效电路图如图7所示，图7所示的等效电路图中的“×”表示电路关断。在该阶段中，此时第一电容C1的上极板和第二电容C2的上极板相互连接，保持时间为T/2。相比于预充电阶段t1，阶跃产生阶段t2中的子斜坡信号的阶跃次数为n+1，子斜坡信号的电压值变为Vramp(n+1)，类似地，在该阶段中，第一电容C1的上极板和第二电容C2的上极板的总电荷为Q2＝Q2_C1+Q2_C2＝Vramp(n+1)*C1+Vramp(n+1)*C2。

在斜坡信号产生阶段T2，以固定的周期T，交替进行预充电阶段t1和阶跃产生阶段t2 N次，直到初始化开关SW1再次闭合，即进入初始化阶段，产生一段完整的子斜坡信号。

对于每执行一次预充电阶段t1和阶跃产生阶段t2，子斜坡信号发生一次阶跃，假设子斜坡信号的相邻台阶的电压变化(即，步长)为ΔVramp(n)，则ΔVramp(n)＝Vramp(n+1)-Vramp(n)，根据电荷守恒定律，Q1＝Q2，所以ΔVramp(n)＝(Vend-Vramp(n))*C2/(C1+C2)，假设第一电容C1和第二电容C2的电容值满足C1＝mC2(m>1)，推导可得，

其中，ΔVramp为子斜坡信号的步长，Vstart为初始电压的电压值，Vend为终止电压的电压值，m为第一电容与第二电容的电容值之比，n为发生阶跃的次数。

从ΔVramp公式中可以看出，随着阶跃个数n的增大，台阶电压越小，最终生成了一条抛物线型的子斜坡信号，且抛物线型的子斜坡信号的最终电压值为：

由公式可以看出，当n足够大时，/>

可近似看做为0，则子斜坡信号的最终电压值为Vramp(end)＝Vstart+(Vend-Vstart)＝Vend。

在每级斜坡信号产生电路生成子斜坡信号后，公共输出端对M级子斜坡信号进行汇总得到斜坡信号，斜坡信号也在初始电压和终止电压之间发生阶跃，只是阶跃的频率变为原来的M倍。

基于一种示例性的配置方式，图8a和8b分别示出了根据本发明实施例的斜坡信号的波形图。为便于理解，在图8中同时示出了传统技术的时钟信号ph11、图1所示的第一实施例的斜坡信号模块中的一个斜坡信号产生电路接收的时钟信号ph12、图2所示的第二实施例的斜坡信号模块中的一个斜坡信号产生电路接收的时钟信号ph13。

如图8a所示，在该实施例中，设置终止电压Vend的电压值大于初始电压Vstart的电压值，则生成了正斜率的抛物线型斜坡信号Vramp，且斜坡信号Vramp的步长ΔVramp随着阶跃次数的增加而逐渐减小。在一个斜坡信号产生周期结束时，斜坡信号Vramp的电压值接近于终止电压Vend的电压值。

如图8b所示，在该实施例中，设置终止电压Vend的电压值小于初始电压Vstart的电压值，则生成了负斜率的抛物线型斜坡信号Vramp，且斜坡信号Vramp的步长ΔVramp随着阶跃次数的增加而逐渐减小。在一个斜坡信号产生周期结束时，斜坡信号Vramp的电压值接近于终止电压Vend的电压值。

在图8a和8b中，第一时钟信号和第二时钟信号的周期为T，则斜坡信号每隔时间T发生一次阶跃，在一个斜坡信号产生周期内，第一时钟信号或第二时钟信号的脉冲个数为M，则斜坡信号发生阶跃的次数为M。

由图8a和8b可知，本发明实施例的斜坡信号产生电路生成了具有非固定斜率的斜坡信号，可在高灰阶时提供相对斜率较大(即步长较长)的斜坡信号，在低灰阶时提供相对斜率较小(即步长较小)的斜坡信号，使用该斜坡信号生成的伽马曲线对人眼感知更为友好。

为了实现图8a和8b所示的斜坡信号Vramp，若该斜坡信号发生阶跃的频率为N，则传统技术需要的时钟信号ph11的频率为N，而本申请提供的第一实施例的斜坡信号模块中设置了两级斜坡信号产生电路，因此将时钟信号ph12的频率降低为N/2，本申请提供的第二实施例的斜坡信号模块中设置了四级斜坡信号产生电路，因此将时钟信号ph12的频率降低为N/4。因此，本申请的技术方案有效降低了对时钟信号的频率要求，可适用于高频装置和高频电路。

综上所述，本发明实施例提出了一种斜坡信号模块及伽马校正电路，本申请提供的斜坡信号模块可以极大的提高斜坡信号产生的效率，在产生相同的斜坡信号时，所需要的时钟信号频率更低，因而对硬件电路的要求更低，适用范围更加广泛，尤其是在高分辨的显示驱动等应用场合，解决了是时钟过快导致斜坡信号无法正常产生的痛点问题，具有极大的先进性。

进一步的，本发明实施例提供的斜坡信号产生电路在第一电容、第二电容大小比例固定的情况下，能够灵活的设置斜坡信号的初始电压和终止电压，斜坡信号步长能够自动适应初始电压和终止电压，无需复杂的计算即可实现从初始电压和终止电压的抛物线型斜坡信号，有效减小了芯片的面积、功耗和复杂度，有利于芯片的量产。

此外，本发明实施例提供的斜坡信号产生电路可以产生抛物线型斜坡信号，非常适合产生伽马曲线，在高亮的OLED驱动电路中应用，解决了低灰阶无法正常产生的问题。即，在高亮时，斜坡信号的斜率较高，每个灰阶电压变化幅度较大，精度较低，在低灰阶时，斜坡信号的斜率较低，每个灰阶电压变化幅度较小，精度较高。

在可选的实施例中，本发明实施例提供的斜坡信号产生电路可以通过控制初始电压小于终止电压，实现正斜率斜坡信号，即斜坡信号随时间逐渐增大的斜坡信号，也可以控制初始电压大于终止电压，实现负斜率斜坡信号，即斜坡信号随时间逐渐减小的斜坡信号，因此，本发明技术方案产生的斜坡信号功能更全面，应用范围更广泛。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种斜坡信号模块，包括连接至公共输出端的多级斜坡信号产生电路，每级所述斜坡信号产生电路包括：

第一电容，所述第一电容的第一端由初始电压进行充电；

第二电容，所述第二电容的第一端经由第一开关连接至终止电压，且所述第一电容的第一端和所述第二电容的第一端之间设置有第二开关；以及

初始化开关，连接在所述第一电容的第一端和所述初始电压之间，

其中，所述公共输出端在每级所述斜坡信号产生电路中连接在所述第一电容的第一端和所述第二开关之间，

在每个斜坡信号生成周期开始的初始化阶段，所述初始化开关和所述第二开关导通，所述第一开关关断，

在预充电阶段内，所述第一开关导通，所述第二开关关断，所述初始化开关关断，所述终止电压对所述第二电容进行充电，

在阶跃产生阶段内，所述第一开关关断，所述第二开关导通，所述初始化开关关断，电荷在所述第一电容和所述第二电容之间流动，从而使所述第一电容的第一端上的电压发生阶跃，

每一级所述斜坡信号产生电路在该级相应的时钟信号的控制下交替导通所述第一开关和所述第二开关，交替执行所述预充电阶段和所述阶跃产生阶段，以在所述公共输出端产生从所述初始电压到所述终止电压阶跃变化的斜坡信号，

各级所述斜坡信号产生电路接收的所述时钟信号选自顺序脉冲信号组中的一个，且至少两个所述时钟信号的脉冲不重复。

2.根据权利要求1所述的斜坡信号模块，其中，所述斜坡信号产生电路的级数为M，且每级所述斜坡信号产生电路接收的所述时钟信号不重复，所述斜坡信号发生阶跃变化的频率是所述时钟信号的频率的M倍。

3.根据权利要求1所述的斜坡信号模块，其中，在斜坡信号生成周期内，所述斜坡信号的步长随着阶跃次数的增加而逐渐变小，在斜坡信号生成周期结束时，斜坡信号的电压值接近于所述终止电压的电压值。

4.根据权利要求1或3所述的斜坡信号模块，其中，所述斜坡信号的步长满足：

其中，ΔVramp为所述斜坡信号的步长，Vstart为所述初始电压的电压值，Vend为所述终止电压的电压值，m为所述第一电容与所述第二电容的电容值之比，且m>1，n为所述斜坡信号发生阶跃的次数。

5.根据权利要求1所述的斜坡信号模块，其中，在每个斜坡信号生成周期开始的初始化阶段，所述初始化开关和所述第二开关导通，以对所述第一电容和所述第二电容进行充电，从而完成电路初始化。

6.根据权利要求1所述的斜坡信号模块，其中，各级所述斜坡信号产生电路产生的所述子斜坡信号在所述公共输出端上汇总为所述斜坡信号，且所述斜坡信号发生阶跃变化的次数是各级所述子斜坡信号发生阶跃变化的次数之和。

7.根据权利要求1所述的斜坡信号模块，其中，在每一级所述斜坡信号产生电路中，采用互补的第一时钟信号和第二时钟信号分别控制所述第一开关和所述第二开关，所述第一时钟信号或所述第二时钟信号为该级所述斜坡信号产生电路接收的所述时钟信号。

8.根据权利要求7所述的斜坡信号模块，其中，通过调整所述第一电容、所述第二电容、所述初始电压、所述终止电压、所述第一时钟信号和所述第二时钟信号中的至少一种，来调整所述斜坡信号的参数，

其中，在所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的脉冲个数和频率均为固定值的情况下，通过调整所述初始电压和/或所述终止电压，来调整所述斜坡信号发生阶跃的步长；和/或

在所述初始电压和所述终止电压为固定值的情况下，通过调整所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的频率，来调整所述斜坡信号发生阶跃的步长；和/或

在所述初始电压和所述终止电压为固定值的情况下，通过调整所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的脉冲个数，来调整所述斜坡信号发生阶跃的个数；和/或

通过设置所述第一电容和所述第二电容的电容值之比，来调整所述斜坡信号的步长。

9.根据权利要求6所述的斜坡信号模块，其中，当所述初始电压的电压值大于所述终止电压的电压值时，所述斜坡信号的斜率为负数；

当所述初始电压的电压值小于所述终止电压的电压值时，所述斜坡信号的斜率为正数；

当所述初始电压的电压值等于所述终止电压的电压值时，所述斜坡信号的斜率为零。

10.一种伽马校正电路，包括：

如权利要求1至9任一项所述的斜坡信号模块，提供斜坡信号；以及

处理单元，根据所述斜坡信号对显示装置进行伽马校正。

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