專利名稱：用于顯示器的vga彩色信號自動增益調整裝置的制作方法
技術領域：
本發明提供一種自動增益調整裝置，尤指一種用于顯示器的VGA彩色信號自動增益調整裝置。
液晶顯示投影器(LCD projector)常被用來顯示個人電腦的VGA(Video GraphicArray)顯示卡所產生的RGB彩色信號。由于各個廠牌的VGA顯示卡所產生的RGB彩色信號會有幅度上的差異，因此在將液晶顯示投影器搭配不同的電腦來顯示圖像時，常會出現不同的亮度和效果。然而現有的圖像自動增益調整裝置(videoautomatic gain control)只適用于設有標準參考點的合成圖像信號(Compositive video signal)的處理，對于沒有標準參考點的RGB彩色信號則無法適用。
參見
圖1及圖2。圖1為一合成圖像信號10。圖2為一VGA顯示卡所產生的兩模擬彩色信號20。合成圖像信號10包含有一用來做為亮度參考的亮度同步信號12，一用來做為色度參考的色度同步信號14(3.58MHz)，以及一模擬彩色信號16。亮度同步信號12可以被現有的圖像自動增益調整裝置做為參考來將模擬彩色信號16以最佳的范圍轉換成數字彩色信號，但是VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號20則沒有亮度同步信號12，因此沒有辦法用現有的圖像自動增益調整裝置來自動調整其亮度。
本發明的主要目的在于是提供一種用于顯示器的自動增益調整裝置，可將VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號，經由自動增益調整後轉換成數字彩色信號，以解決上述的問題。
本發明的自動增益調整裝置是這樣實現的一種用于顯示器的自動增益調整裝置，用來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，其特征在于其包含有一模擬數字轉換器，用來依據一上限參考電壓以及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，并于該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號(overflow signal)；以及一參考電壓處理電路，用來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓以及該下限參考電壓；其中當收到該溢位信號時，該參考電壓處理電路會調高該上限參考電壓以使該模擬數字轉換器得以完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
其中該模擬數字轉換器在該模擬彩色信號的電位低于該下限參考電壓時會產生一借位信號(underflow signal)，而該參考電壓處理電路在收到該借位信號時，會調低該下限參考電壓以使該模擬數字轉換器得以完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
其中該自動增益調整裝置于電連接該VGA顯示卡后，該參考電壓處理電路會輸出一預設的初始上限參考電壓以及一預設的初始下限參考電壓，以使該模擬數字轉換器得以開始轉換該模擬彩色信號。
其另包含有一鉗位電路(clamper)，用來將該VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位鎖定于一預定的基準電位，而該參考電壓處理電路的初始上限參考電壓及初始下限參考電壓是依據該鉗位電路的基準電位而設定。
其中該VGA顯示卡所產生的彩色信號可為紅色、綠色或藍色信號。
其中該顯示器是為一液晶顯示投影器(LCD projector)。
其中該參考電壓處理電路包含有一處理器，用來接收該模擬數字轉換器所產生的溢位信號及借位信號，以及產生一數字上限信號以及一數字下限信號；一上限數字模擬轉換器，用來將該處理器所產生的數字上限信號轉換成該上限參考電壓；以及一下限數字模擬轉換器，用來將該處理器所產生的數字下限信號轉換成該下限參考電壓。
其中當收到該溢位信號時，該處理器會調高該數字上限信號以提升該上限參考電壓，而當收到該借位信號時，該處理器會調低該數字下限信號以降低該下限參考電壓。
其中該自動增益調整裝置在電連接該VGA顯示卡後，該處理器會輸出一預設的初始數字上限信號以及一預設的初始數字下限信號，以產生一初始上限參考電壓以及一初始下限參考電壓以使該模擬數字轉換器得以開始轉換該模擬彩色信號。
本發明的自動增益調整方法是這樣實現的一種用于顯示器的自動增益調整方法，是利用一自動增益調整裝置來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，該自動增益調整裝置包含有一模擬數字轉換器，用來依據一上限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，并于該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號(overflow signal)；以及一參考電壓處理電路，用來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓；其特征在于該自動增益調整方法是當該參考電壓處理電路收到該溢位信號時會調高該上限參考電壓。
一種用于顯示器的自動增益調整方法，用來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，其特征在于其包含有利用一模擬數字轉換器并依據一上限參考電壓以及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，并于該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號；利用一參考電壓處理電路來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓以及該下限參考電壓；以及當收到該溢位信號時，利用該參考電壓處理電路調高該上限參考電壓以使該模擬數字轉換器可以完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
其中該模擬數字轉換器在該模擬彩色信號的電位低于該下限參考電壓時會產生一借位信號(underflow signal)，該方法還包含有當收到該借位信號時，利用該參考電壓處理電路調低該下限參考電壓，以使該模擬數字轉換器得以完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
本發明的特點是用于將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成數字彩色信號，下面結合附圖，詳細介紹本發明的結構、功能及工作原理。
圖1為一合成圖像信號。圖2為VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號。圖3為本發明用于顯示器的自動增益調整裝置的功能方框圖。圖4為圖三處理器調整其上下限參考電壓所使用的程序圖。圖5為一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號。圖6為圖5模擬彩色信號經過一鉗位電路後的輸出。圖7及圖8為顯示本發明參考電壓處理電路如何調整其上限及下限參考電壓。
參見圖3，圖3為本發明用于顯示器的自動增益調整裝置30的功能方框圖。自動增益調整裝置30包含有一鉗位電路(clamper)50，一模擬數字轉換器(Analogto DiqitalConverter，ADC)32，以及一參考電壓處理電路34。自動增益調整裝置30僅會將VGA顯示卡所產生的一個模擬彩色信號轉換成數字彩色信號，由于VGA顯示卡會產生R、G、B三個模擬彩色信號，因此一個完整的自動增益調整裝置30需要三個鉗位電路50以及三個模擬數字轉換器32來分別處理各個模擬彩色信號，參考電壓處理電路34則可同時處理三個模擬數字轉換器32的上限參考電壓及下限參考電壓。
鉗位電路50用來將由輸入接口48所輸入的一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位，如圖二所示的部位22，鎖定于一預定的基準電位。
模擬數字轉換器(Analog to Digital Converter，ADC)32是用來將由鉗位電路50由接口56輸入的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，接口56輸入的模擬彩色信號會與接口52的上限參考電壓以及接口54的下限參考電壓所形成的參考電壓范圍做比較，以轉換成一數字彩色信號并由輸出接口46輸出。當輸入的模擬彩色信號的上限電位超過接口52的上限參考電壓時，模擬數字轉換器32會在接口42產生一溢位(overflow)信號；而當輸入的模擬彩色信號的下限電位低于接口54的下限參考電壓時，模擬數字轉換器32會于接口44產生一借位(underflow)信號。
參考電壓處理電路34是用來對模擬數字轉換器32提供上限參考電壓及下限參考電壓，并依據模擬數字轉換器32所產生的溢位信號來調高由接口52輸出的上限參考電壓，以及依據模擬數字轉換器32所產生的借位信號來調低由接口54輸出的下限參考電壓，以使模擬數字轉換器32能以最佳的方式將由接口56輸入的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號。
參考電壓處理電路34包含有一處理器36，一上限數字模擬轉換器38，以及一下限數字模擬轉換器40。處理器36是用來接收接口42所輸入的溢位信號以及接口44所輸入的借位信號，并在接口58產生一相對的數字上限信號以及接口60產生一相對的數字下限信號。上限數字模擬轉換器38是用來將處理器36在接口58所產生的數字上限信號轉換成一上限參考電壓，而下限數字模擬轉換器40則是用來將處理器36在接口60所產生的數字下限信號轉換成一下限參考電壓。
當自動增益調整裝置30在電連接一VGA顯示卡后，鉗位電路50會先將VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位鎖定在一個預定的基準電位上，而參考電壓處理電路34則會由接口52輸出一個預設的初始上限參考電壓以及由接口54輸出一個預設的初始下限參考電壓以使模擬數字轉換器32可以開始轉換由接口56輸入的模擬彩色信號。初始上限參考電壓和初始下限參考電壓是依據鉗位電路50的基準電位而設定，而其間的差距則比一般VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的平均振幅來的小。因此當自動增益調整裝置30開始轉換接口56輸入的模擬彩色信號後，參考電壓處理電路34會不斷的依據模擬數字轉換器32所產生的溢位信號及借位信號來調整其上限參考電壓和下限參考電壓，以使接口56輸入的模擬彩色信號的上下限電位能與參考電壓處理電路34所輸出的上限參考電壓和下限參考電壓相同，此時56輸入的模擬彩色信號就能夠在最好的上限參考電壓和下限參考電壓之下被轉換成數字彩色信號。
參見圖4，圖4為圖3處理器36調整其上限參考電壓及下限參考電壓所使用的程序70。在程序70中，假設鉗位電路50已將VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位鎖定在2.95v。程序70包含有下列步驟步驟71設定初始上限參考電壓及初始下限參考電壓，如3.5V及3.0V步驟72檢查是否收到溢位信號；若否，則跳至步驟75；步驟73檢查上限參考電壓是否已至一預設上限，如3.8v；若是，則跳至步驟75；步驟74將上限參考電壓增加一預設量，如0.01v；步驟75檢查是否收到借位信號；若否，則跳至步驟72；步驟76檢查下限參考電壓是否已至一預設下限，如2.9V若是，則跳至步驟72，步驟77將下限參考電壓降低一預設量，如0.01V，跳至步驟72。
參見圖5及圖6，圖5為一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號80。圖6為信號80經過鉗位電路50的輸出。圖5顯示信號80的振幅為0.6Vp-p，在經過鉗位電路50的處理後，其上下限變為3.55v和2.95v。在此時如果參考電壓處理電路34的初始上限參考電壓及初始下限參考電壓能被設定為3.55v和2.95v，則模擬數字轉換器32就可以完整地將信號80轉換成一個數字彩色信號。
參見圖7及圖8，圖7及圖8顯示本發明參考電壓處理電路34如何調整其上限及下限參考電壓。圖7顯示參考電壓處理電路34的初始上限參考電壓為3.5V，而初始下限參考電壓為3.0V。由于信號80的82及84部份超出3.5V，而86部份低于3.0V，因此模擬數字轉換器32會在轉換信號80的82及84部份時產生溢位信號，以及在轉換信號80的86部份時產生借位信號。參考電壓處理電路34在收到溢位信號或借位信號時，會立刻調整其上限參考電壓和下限參考電壓。圖8顯示，參考電壓處理電路34已將其上限參考電壓調整為3.51v，以及將其下限參考電壓調整為2.99v。經過重復不斷的調整，參考電壓處理電路34最後會使鉗位電路50由接口56輸入的模擬彩色信號上、下限電位均落于上限參考電壓及下限參考電壓之間，以使模擬數字轉換器32可以完整地將鉗位電路50所傳來的模擬彩色信號80轉換成數字彩色信號。
權利要求
1.一種用于顯示器的VGA彩色信號自動增益調整裝置，用來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，其特征在于其包含有一模擬數字轉換器，用來依據一上限參考電壓以及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，并于該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號(overflow signal)；以及一參考電壓處理電路，用來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓以及該下限參考電壓；其中當收到該溢位信號時，該參考電壓處理電路會調高該上限參考電壓以使該模擬數字轉換器得以完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
2.如權利要求1所述的自動增益調整裝置，其特征在于其中該模擬數字轉換器在該模擬彩色信號的電位低于該下限參考電壓時會產生一借位信號(underflow signal)，而該參考電壓處理電路在收到該借位信號時，會調低該下限參考電壓以使該模擬數字轉換器得以完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
3.如權利要求2所述的自動增益調整裝置，其特征在于其中該自動增益調整裝置于電連接該VGA顯示卡后，該參考電壓處理電路會輸出一預設的初始上限參考電壓以及一預設的初始下限參考電壓，以使該模擬數字轉換器得以開始轉換該模擬彩色信號。
4.如權利要求3所述的自動增益調整裝置，其特征在于其另包含有一鉗位電路(clamper)，用來將該VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號的下限電位鎖定于一預定的基準電位，而該參考電壓處理電路的初始上限參考電壓及初始下限參考電壓是依據該鉗位電路的基準電位而設定。
5.如權利要求1所述的自動增益調整裝置，其特征在于其中該VGA顯示卡所產生的彩色信號可為紅色、綠色或藍色信號。
6.如權利要求1所述的自動增益調整裝置，其特征在于其中該顯示器是為一液晶顯示投影器(LCD projector)。
7.如權利要求2所述的自動增益調整裝置，其特征在于其中該參考電壓處理電路包含有一處理器，用來接收該模擬數字轉換器所產生的溢位信號及借位信號，以及產生一數字上限信號以及一數字下限信號；一上限數字模擬轉換器，用來將該處理器所產生的數字上限信號轉換成該上限參考電壓；以及一下限數字模擬轉換器，用來將該處理器所產生的數字下限信號轉換成該下限參考電壓。
8.如權利要求7所述的自動增益調整裝置，其特征在于其中當收到該溢位信號時，該處理器會調高該數字上限信號以提升該上限參考電壓，而當收到該借位信號時，該處理器會調低該數字下限信號以降低該下限參考電壓。
9.如權利要求7所述的自動增益調整裝置，其特征在于其中該自動增益調整裝置在電連接該VGA顯示卡後，該處理器會輸出一預設的初始數字上限信號以及一預設的初始數字下限信號，以產生一初始上限參考電壓以及一初始下限參考電壓以使該模擬數字轉換器得以開始轉換該模擬彩色信號。
10.一種用于顯示器的自動增益調整方法，是利用一自動增益調整裝置來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，該自動增益調整裝置包含有一模擬數字轉換器，用來依據一上限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，并于該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號(overflow signal)；以及一參考電壓處理電路，用來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓；其特征在于該自動增益調整方法是當該參考電壓處理電路收到該溢位信號時會調高該上限參考電壓。
11.一種用于顯示器的自動增益調整方法，用來將一VGA顯示卡所產生的模擬彩色信號轉換成一數字彩色信號，其特征在于其包含有利用一模擬數字轉換器并依據一上限參考電壓以及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號，并于該模擬彩色信號的電位超過該上限參考電壓時產生一溢位信號；利用一參考電壓處理電路來對該模擬數字轉換器提供該上限參考電壓以及該下限參考電壓；以及當收到該溢位信號時，利用該參考電壓處理電路調高該上限參考電壓以使該模擬數字轉換器可以完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
12.如權利要求11所述的自動增益調整方法，其特征在于其中該模擬數字轉換器在該模擬彩色信號的電位低于該下限參考電壓時會產生一借位信號(underflow signal)，該方法還包含有當收到該借位信號時，利用該參考電壓處理電路調低該下限參考電壓，以使該模擬數字轉換器得以完整地將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號。
全文摘要
一種用于顯示器的VGA彩色信號自動增益調整裝置,其包含有一模數轉換器,用來依據一上限參考電壓及一下限參考電壓來將該模擬彩色信號轉換成該數字彩色信號,并在該模擬彩色信號的電位超過上限參考電壓時產生一溢位信號,且在該模擬彩色信號的電位低于下限參考電壓時產生一借位信號;以及一參考電壓處理電路,用來對該模數轉換器提供上限參考電壓及下限參考電壓,其中當收到該溢位信號時,該參考電壓處理電路會調高上限參考電壓,而當收到借位信號時,會調低下限參考電壓,以使該模擬彩色信號有效轉換成為數字彩色信號。
文檔編號H04N5/52GK1247436SQ9811749
公開日2000年3月15日 申請日期1998年9月8日 優先權日1998年9月8日
發明者簡正邦 申請人:鴻友科技股份有限公司