,用于选择与数字速率一致的输出电压。对于10位R-DAC来说,有一个2X1024梯形(R-ladder)阻排,如图5a所示。

图5:DAC类型:a)R-DAC和b)循环DAC。
对R-DAC来说,R-ladder尺寸变得较大,具体取决于灰度比特的数量。10位R-DAC的R-ladder尺寸要比8位的大四倍。为了解决尺寸增大的问题,可以采用新的内插设计方法。循环DAC通过重复取样和保持来输出数据:通过容量为2倍的切换来实现。
循环DAC的好处
1. 芯片尺寸小 循环DAC的最大好处是芯片尺寸不随灰度比特的增加而增加。这得归功于循环DAC的堆叠架构,这种架构由两个DAC-上下各一个组成,如图5b)所示。每个DAC带2个电容,不管比特数量是多少,它们都可以缩小芯片尺寸。
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p; 2. 低功率损失 驱动芯片的大部分功耗在缓冲放大器上面。循环DAC中的缓冲放大器设计简单,因此可以显著降低功耗。
3. 低芯片温度 由于功耗低,因此芯片温度也很低。对同样条件下的温度比较表明,循环DAC在FHD/60Hz时的温度在10℃以下。由于降低了温度,因此不再需要使用顶部接地片和散热焊盘,从而有效提高了性价比。

图6:10位R-DAC和12位循环DAC的尺寸比较。
4. 低输出电压误差 为了减小芯片尺寸,R-DAC采用了内插法设计。如图7所示,10位R-DAC形成一个8位的R-ladder,切换额外的2位,最终输出10位。电阻误差和内插器误差会影响AVO(驱动芯片之间的输出电压偏差)和DVO(驱动芯片内部的输出电压偏差),但在循环DAC情况下,只存在容性误差。由于容性误差远小于阻性误差,因此具有更精确的输出特性。

图7:8:1内插式R-DAC。
5. 更少数量的伽玛参考电压 由于循环DAC通过切换决定输出电压,而伽玛参考电压的数量是6,这个数量要比R-DAC小得多,并且与灰度比特数量无关。而10位R-DAC需要18-22个参考电压,在增加GS时还需要更多。由于参考电压数量少,PCB尺寸就可以做得较小。而数量较少的线缆和连接器引脚也有助于降低材料成本。
6. 快速设置时间 循环DAC结构如图8所示。每个通道有2个DAC。当第一个DAC完成转换后,第二个DAC被驱动,并在输出阶段之初一直保持转换后的数据不变。而如图7所示的R-DAC在R-ladder、解码器和放大器准备依次处理时对上升/下降沿进行延时。

图8:循环DAC的结构。
许多工程师认为电容的误差或可靠性比电阻差。然而,对用1000片晶圆制作的用于驱动芯片的R-DAC和循环DAC的可靠性和匹配性的测量和分析表明,聚乙烯电容要好于聚乙烯电阻,前者更容易获得较精确的输出。

图9:R-DAC与循环DAC之间的稳定时间比较。
本文小结
PPDS非常适合于设计很薄的PCB,因为从T-con到驱动芯片的连线数量较少。PPDS还能利用协议发送大量的驱动芯片控制信息到数据线。另外,还有HLDC和去偏移功能,它们分别有助于保证像素充电时间和发送/接收安全数据。