專利名稱：高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，特別涉及一種具交錯(cuò)控制的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器及調(diào)?；芈?，以增加操作速度及準(zhǔn)確度的視頻信號(hào)處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在信號(hào)處理系統(tǒng)里，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog To Digital Converter，ADC)被廣泛地使用來將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，隨著高速運(yùn)作的需求持續(xù)增加，現(xiàn)今研發(fā)廠商無不致力于發(fā)展高速的信號(hào)處理系統(tǒng)。
現(xiàn)有模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的調(diào)校，在工廠交貨前就已完成，然而，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器開始使用后，其性能表現(xiàn)就會(huì)隨之開始衰退。在視頻信號(hào)處理系統(tǒng)中，如電視、數(shù)字電視等，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的性能表現(xiàn)及正確性對(duì)幀顯示非常重要，而現(xiàn)有視頻信號(hào)處理系統(tǒng)無法避免模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器性能表現(xiàn)下降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明揭露一種高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其包含有接收端，用以接收模擬信號(hào)；多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電連于接收端，用以根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)，將接收端所接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及交錯(cuò)控制器，電連于所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生所述控制信號(hào)以根據(jù)預(yù)設(shè)順序選擇性地使能所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器；調(diào)?？刂颇K，用以產(chǎn)生控制信號(hào)以進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的調(diào)校。


圖1顯示本發(fā)明第一實(shí)施例高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的功能方塊圖。
圖2顯示圖1的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器交錯(cuò)取樣及轉(zhuǎn)換的示意圖。
圖3、4、5、6、7、8、9顯示圖1的視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的取樣幀對(duì)應(yīng)于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的像素位圖。
圖10顯示本發(fā)明第二實(shí)施例具有調(diào)校回路的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的功能方塊圖。
圖11顯示本發(fā)明第三實(shí)施例高速/高準(zhǔn)確度的視頻信號(hào)處理系統(tǒng)的功能方塊圖。
附圖符號(hào)說明100、800、900視頻信號(hào)處理系統(tǒng)102、802、902電容104、804、806、808、810、812、904、906、908、910、912開關(guān)106、814、914參考電壓產(chǎn)生器108、110、820、822、920、922模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器112、824、924交錯(cuò)控制器SEL_A、SEL_B選擇信號(hào)HSYNC水平同步信號(hào)VSYNC垂直同步信號(hào)Vin輸入信號(hào)V_clamp鉗位電壓DOUT_A、DOUT_B數(shù)字信號(hào)816、818、916、918增益及偏移量粗調(diào)器826、926調(diào)校邏輯模塊928、930數(shù)位乘法器932、934數(shù)位加法器SW_CAL、SW_C1、SW_C2、SW_g0、SW_g1信號(hào)GAIN_A、GAIN_B、OFFS_A、OFFS_B、DGAIN_A、DGAIN_B、DOFFS_A、DOFFS_B控制信號(hào)具體實(shí)施方式
圖1顯示本發(fā)明第一實(shí)施例高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)100的功能方塊圖，包含電容102、開關(guān)104、參考電壓產(chǎn)生器106、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108、110及交錯(cuò)控制器(Interleaving Controller)112。電容102為直流電平儲(chǔ)存器，用以將輸入信號(hào)Vin的直流電平平移至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108、110的內(nèi)部操作電壓范圍；開關(guān)104在視頻空白區(qū)間將參考電壓產(chǎn)生器106產(chǎn)生的鉗位電壓V_clamp傳送至電容102，用以將輸入信號(hào)Vin的直流電平平移；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108、110受控于交錯(cuò)控制器112所輸出的選擇信號(hào)SEL_A、SEL_B，依序?qū)⑺邮盏哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)DOUT_A、DOUT_B；交錯(cuò)控制器112較佳地根據(jù)水平同步信號(hào)HSYNC及垂直同步信號(hào)VSYNC，依序使能模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110，啟動(dòng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110的順序可適當(dāng)改變；通過交錯(cuò)啟動(dòng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108、110以執(zhí)行信號(hào)取樣及轉(zhuǎn)換，視頻信號(hào)處理系統(tǒng)100可達(dá)到兩倍的轉(zhuǎn)換速度。
圖2顯示模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108、110交錯(cuò)取樣及轉(zhuǎn)換的示意圖；藉由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110交錯(cuò)取樣及轉(zhuǎn)換的方式，視頻信號(hào)處理系統(tǒng)100可依序轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)Vin，從而達(dá)到兩倍的信號(hào)處理速度。
在圖1中，交錯(cuò)控制器112可執(zhí)行不同的交錯(cuò)控制，以去除因模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108、110不匹配時(shí)，進(jìn)行交錯(cuò)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的不正常圖樣(如條紋)。首先，圖3顯示視頻信號(hào)處理系統(tǒng)100的取樣幀對(duì)應(yīng)于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110的像素位圖；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108取樣奇數(shù)像素，而模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器110取樣偶數(shù)像素；在此情形下，若模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108與110不匹配時(shí)，會(huì)在幀中產(chǎn)生垂直條紋及肉眼可見的閃爍。
接下來，圖4顯示視頻信號(hào)處理系統(tǒng)100的取樣幀，以單網(wǎng)線交錯(cuò)控制模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110的啟始所對(duì)應(yīng)于的像素位圖；奇數(shù)網(wǎng)線的取樣由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108開始，而偶數(shù)網(wǎng)線的取樣由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器110開始；藉由上述單網(wǎng)線交錯(cuò)控制，若發(fā)生模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108與110不匹配將對(duì)肉眼較不敏感。
圖5顯示視頻信號(hào)處理系統(tǒng)100的取樣幀，以雙網(wǎng)線交錯(cuò)控制模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110的啟始所對(duì)應(yīng)于的像素位圖。網(wǎng)線1、2、5、6的取樣由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108開始，而網(wǎng)線3、4、7、8的取樣由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器110開始；亦即，交錯(cuò)控制器112每兩網(wǎng)線即更換啟始取樣像素為模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108或110。
交錯(cuò)控制器112較佳地利用幀(by frames)交錯(cuò)控制模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110的啟始；對(duì)于連續(xù)的幀，肉眼可視為低通濾波器。因此，當(dāng)采用幀交錯(cuò)控制時(shí)，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108與110的不匹配所造成的像素差異被均化，而對(duì)肉眼較不敏感。舉例來說，圖6及圖7顯示視頻信號(hào)處理系統(tǒng)100的取樣幀，以單幀及單網(wǎng)線(one frame/one line)交錯(cuò)控制模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110的啟始所對(duì)應(yīng)于的像素位圖；圖6為奇數(shù)幀的位圖，而圖7為偶數(shù)幀的位圖；此外，圖8及圖9顯示視頻信號(hào)處理系統(tǒng)100的取樣幀，以雙幀及單網(wǎng)線交錯(cuò)控制模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器108及110的啟始所對(duì)應(yīng)于的像素位圖；圖8為每兩間隔幀的位圖，而圖9為另外兩間隔幀的位圖。
上述的交錯(cuò)控制在此供說明之用，而不欲限制本發(fā)明，交錯(cuò)控制器112亦可根據(jù)不同的需求采用不同的交錯(cuò)控制，熟悉此技藝人士當(dāng)可做出各種可能變化，而不跳脫本發(fā)明的精神范疇。
通過上述交錯(cuò)啟動(dòng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的架構(gòu)來提升轉(zhuǎn)換速率，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間的匹配性變得很重要。由于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器開始使用后，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的性能表現(xiàn)就會(huì)隨之開始衰退，使得模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的調(diào)校變得非常重要。因此，本發(fā)明另提供具有調(diào)校回路的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)。
圖10顯示本發(fā)明第二實(shí)施例具有調(diào)校回路的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)800的功能方塊圖，包含電容802、開關(guān)804、806、808、810、812、參考電壓產(chǎn)生器814、增益及偏移量粗調(diào)器816、818、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820、822、交錯(cuò)控制器824及調(diào)校邏輯模塊826；電容802為直流電平儲(chǔ)存器，用以將輸入信號(hào)Vin的直流電平平移至模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820、822的內(nèi)部操作電壓范圍；開關(guān)806將參考電壓產(chǎn)生器814產(chǎn)生的鉗位電壓V_clamp傳送至至電容102，用以將輸入信號(hào)Vin的直流電平平移；當(dāng)執(zhí)行調(diào)校時(shí)，調(diào)校邏輯模塊826以信號(hào)SW_CAL、SW_C1、SW_C2、SW_g0及SW_g1控制開關(guān)804、806、808、810及812的開啟或關(guān)閉，以傳送內(nèi)部調(diào)校的參考電壓，并根據(jù)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820、822輸出的信號(hào)計(jì)算出增益或偏移量誤差，產(chǎn)生控制信號(hào)GAIN_A、GAIN_B、OFFS_A及OFFS_B來控制以輸出至增益及偏移量粗調(diào)器816、818，從而調(diào)整增益及偏移量的電平以補(bǔ)償模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820、822的增益或偏移量誤差；模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820、822根據(jù)交錯(cuò)控制器824輸出選擇信號(hào)SEL_A、SEL_B，依序?qū)⑺邮盏哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)DOUT_A、DOUT_B；交錯(cuò)控制器824根據(jù)水平同步信號(hào)HSYNC及垂直同步信號(hào)VSYNC，依序使能模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820及822，并可適時(shí)改變啟動(dòng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820及822的順序。通過交錯(cuò)啟動(dòng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820、822以執(zhí)行信號(hào)取樣及轉(zhuǎn)換，視頻信號(hào)處理系統(tǒng)800可達(dá)到兩倍的轉(zhuǎn)換速度，而視頻信號(hào)處理系統(tǒng)800的調(diào)?；芈房蓤?zhí)行增益及偏移量的調(diào)校并減少模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820與822的不匹配。因此，視頻信號(hào)處理系統(tǒng)800可藉交錯(cuò)控制模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器820、822的使能而達(dá)到較高速度，并藉動(dòng)態(tài)調(diào)校回路達(dá)到更高的準(zhǔn)確度。
圖11顯示本發(fā)明第三實(shí)施例高速/高準(zhǔn)確度的視頻信號(hào)處理系統(tǒng)900的功能方塊圖，包含電容902、開關(guān)904、906、908、910、912、參考電壓產(chǎn)生器914、增益及偏移量粗調(diào)器916、918、模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器920、922、交錯(cuò)控制器924、調(diào)校邏輯模塊926、數(shù)字乘法器928、930及數(shù)位加法器932、934。關(guān)于視頻信號(hào)處理系統(tǒng)900的粗調(diào)及信號(hào)轉(zhuǎn)換運(yùn)作方式與圖8所示的視頻信號(hào)處理系統(tǒng)800相似，在此不贅述。相較于視頻信號(hào)處理系統(tǒng)800，視頻信號(hào)處理系統(tǒng)900另包含微調(diào)模塊，其較佳地包含數(shù)字乘法器928、930及數(shù)字加法器932、934，數(shù)字乘法器928、930可根據(jù)調(diào)校邏輯模塊926輸出的控制信號(hào)DGAIN_A、DGAIN_B，將模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器920、922的輸出信號(hào)乘以一值，以補(bǔ)償模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器920、922輸出的數(shù)字信號(hào)的增益誤差；同樣地，數(shù)字加法器932、934可根據(jù)調(diào)校邏輯模塊926輸出的控制信號(hào)DOFFS_A、DOFFS_B，將數(shù)字乘法器928、930的輸出信號(hào)加上一值，以補(bǔ)償模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器920、922輸出的數(shù)字信號(hào)的偏移量誤差；藉由數(shù)字乘法器及數(shù)字加法器良好的線性特性，些微的增益及偏移量誤差亦可被補(bǔ)償，從而提高模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的匹配度。
簡言之，電連于模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的調(diào)?；芈房梢詼p少模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器間的增益及偏移量不匹配，而像素、網(wǎng)線或幀的交錯(cuò)控制則可去除模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器交錯(cuò)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的不正常圖樣(如條紋)。
在本發(fā)明中，上述的視頻信號(hào)處理系統(tǒng)中亦可包含超過兩個(gè)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器；利用更多交錯(cuò)啟動(dòng)的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，本發(fā)明可達(dá)到更高的操作速度，從而應(yīng)付某些特殊的應(yīng)用。
綜上所述，本發(fā)明視頻信號(hào)處理系統(tǒng)可藉交錯(cuò)控制模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器達(dá)到高速信號(hào)轉(zhuǎn)換，并藉粗調(diào)器、微調(diào)器及調(diào)校邏輯模塊所形成的調(diào)校回路，達(dá)到高準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換，從而增加運(yùn)作效率及減少生產(chǎn)成本。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其包含有一接收端，用以接收一模擬信號(hào)；多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電連于該接收端，用以根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)，將該接收端所接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及一交錯(cuò)控制器，電連于所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生所述控制信號(hào)以根據(jù)一預(yù)設(shè)順序選擇性地使能所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
2.如權(quán)利要求1所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其另包含一去耦合電容，介于該接收端與所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間，用以將該接收端所接收的模擬信號(hào)的電平平移至一內(nèi)部操作范圍。
3.如權(quán)利要求1所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其另包含一鉗位開關(guān)，電連于所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸入端。
4.如權(quán)利要求3所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其另包含一鉗位電壓產(chǎn)生器，用以通過該鉗位開關(guān)提供一鉗位電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其另包含一開關(guān)模塊，介于該接收端與所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間，用以根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)，傳輸所接收的信號(hào)及參考電壓；以及一參考電壓產(chǎn)生器，電連于該開關(guān)模塊，用以提供參考電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其另包含多個(gè)粗調(diào)器，介于該開關(guān)模塊與所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間，用以粗調(diào)輸入至所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的信號(hào)；以及一調(diào)校邏輯模塊，用以根據(jù)所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)，計(jì)算出模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的誤差，并控制該開關(guān)模塊及所述粗調(diào)器，以補(bǔ)償所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)的誤差。
7.如權(quán)利要求6所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其中，所述粗調(diào)器的每一粗調(diào)器包含有一模擬增益調(diào)整器，用以根據(jù)該調(diào)校邏輯模塊輸出的一第一控制信號(hào)，粗調(diào)所接收的信號(hào)的增益電平；以及一模擬偏移量調(diào)整器，用以根據(jù)該調(diào)校邏輯模塊輸出的一第二控制信號(hào)，粗調(diào)所接收的信號(hào)的直流電平。
8.如權(quán)利要求5所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其另包含多個(gè)微調(diào)器，電連于所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出端，用以微調(diào)所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)；以及一調(diào)校邏輯模塊，用以根據(jù)所述微調(diào)器輸出的信號(hào)，控制該開關(guān)模塊及所述微調(diào)器，以補(bǔ)償所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)的誤差。
9.如權(quán)利要求8所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其中，所述微調(diào)器的每一微調(diào)器包含有一數(shù)字乘法器，用以將所接收的數(shù)字信號(hào)乘以該調(diào)校邏輯模塊所輸出的一值，以補(bǔ)償所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器所輸出的信號(hào)的增益誤差；以及一數(shù)字加法器，用以將所接收的數(shù)字信號(hào)加上該調(diào)校邏輯模塊所輸出的一值，以補(bǔ)償所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器所輸出的信號(hào)的偏移量誤差。
10.如權(quán)利要求1所述的高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，其中，該交錯(cuò)控制器根據(jù)該預(yù)設(shè)順序選擇性地使能所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以響應(yīng)于一水平同步信號(hào)及一垂直同步信號(hào)。
全文摘要
一種高速視頻信號(hào)處理系統(tǒng)，包含有接收端，用以接收模擬信號(hào)；多個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，電連于該接收端，用以根據(jù)多個(gè)控制信號(hào)，將接收端所接收的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；以及交錯(cuò)控制器，電連于所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以產(chǎn)生所述控制信號(hào)以根據(jù)預(yù)設(shè)順序選擇性地使能所述模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
文檔編號(hào)H03M1/12GK1705342SQ20051007548
公開日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月2日
發(fā)明者史德立, 楊家銘, 呂志勛 申請(qǐng)人:晨星半導(dǎo)體股份有限公司