專利名稱：模擬選項(xiàng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于單個(gè)輸入模擬信號(hào)控制電路內(nèi)部的參數(shù)或者選項(xiàng)的電路。特別是一個(gè)電路外部輸入的模擬信號(hào)，通過(guò)量化、編碼和選項(xiàng)控制對(duì)應(yīng)了電路內(nèi)部的多個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)中的一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制和產(chǎn)生電路外界的模擬信號(hào)達(dá)到控制電路內(nèi)部的參數(shù)或者選項(xiàng)的作用等。
背景技術(shù)：
眾所周知，IIC接口是用來(lái)配置大規(guī)模數(shù)字邏輯集成電路中的參數(shù)和選項(xiàng)的，對(duì)于小規(guī)模數(shù)字邏輯集成電路，該方法顯得過(guò)于復(fù)雜，占用的芯片面積也相對(duì)太大。通常一個(gè)邏輯輸入產(chǎn)生“ 0 ”和“ I”共二種(21)輸出值，二個(gè)輸入產(chǎn)生“ 00 ”、“ 01 ”、“ 10 ”和“ 11”四種
(22)輸出值，三個(gè)輸入產(chǎn)生 “000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110” 和 “111” 八
種(23)輸出值，…，n個(gè)輸入產(chǎn)生2"種輸出值，這二元邏輯滿足了自然界中絕大多數(shù)的應(yīng)用。比如在集成電路芯片中，對(duì)芯片中的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定或編程，通用的做法是采用上述二元邏輯電路或者專門(mén)的接口(如SPI、I2C等)電路來(lái)完成；但是在某些特殊情況下，也希望一個(gè)輸入能產(chǎn)生多種輸出，比如在管腳數(shù)受限的集成電路芯片中，對(duì)芯片中的參數(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)定或編程，采用上述通用的做法是行不通的，因?yàn)槎壿嬰娐肥姑總€(gè)輸入管腳只能產(chǎn)生二種輸出，從而只能設(shè)定兩種參數(shù)，數(shù)量太有限，而采用專門(mén)的接口(如SPI、I2C等) 電路則顯然需要更多的管腳數(shù)和更多的硬件開(kāi)銷，這時(shí)候需要一個(gè)輸入管腳能產(chǎn)生多種輸出，比如一個(gè)輸入管腳能產(chǎn)生3種或3種以上輸出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決前述問(wèn)題而提出的，本發(fā)明提出了一種單個(gè)輸入管腳能產(chǎn)生 3種或3種以上輸出的電路，2個(gè)輸入管腳能產(chǎn)生32種或32種以上輸出，n個(gè)輸入管腳能產(chǎn)生3n種或3"種以上輸出的多值產(chǎn)生器電路，即模擬選項(xiàng)器。電路的一個(gè)外部輸入的模擬信號(hào)，通過(guò)量化、編碼和選項(xiàng)控制對(duì)應(yīng)了電路內(nèi)部的多個(gè)參數(shù)中或者多個(gè)選項(xiàng)中的一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制和產(chǎn)生電路外界的模擬信號(hào)達(dá)到控制電路內(nèi)部的參數(shù)或者選項(xiàng)的作用等。本發(fā)明提供的所述模擬選項(xiàng)器，包括第一模擬輸入管腳P1，它的一端來(lái)自輸入信號(hào)；第二量化器Q2,它的一個(gè)輸入端來(lái)自參考電壓，另一個(gè)輸入端與所述第一模擬輸入管腳Pl相連；第三編碼器E3,它的i (i 是自然數(shù))個(gè)輸入端與所述第二量化器Q2的i (i是自然數(shù))個(gè)輸出端相連；和第四選項(xiàng)控制器C4，它的j (j是自然數(shù))個(gè)輸入端與所述第三編碼器E3的j (j是自然數(shù))個(gè)輸出端相連，它輸出k(k是自然數(shù))個(gè)端口。本發(fā)明提供的所述模擬選項(xiàng)器特征在于，所述模擬選項(xiàng)器的基本工作原理是一個(gè)電路外部輸入的模擬信號(hào)，通過(guò)量化、編碼和選項(xiàng)控制對(duì)應(yīng)了電路內(nèi)部的多個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)中的一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制和產(chǎn)生電路外界的模擬信號(hào)達(dá)到控制電路內(nèi)部的參數(shù)或者選項(xiàng)的作用，進(jìn)而改變電路的工作過(guò)程、或電路結(jié)構(gòu)、或電路工作組成、或電路功能、或者電路性能等。本發(fā)明提供的所述模擬選項(xiàng)器特征在于，所述第一模擬輸入管腳P1，它的一端來(lái)自輸入信號(hào)，這個(gè)輸入信號(hào)可以是直接輸入電壓信號(hào)或者電流信號(hào)，也可以是與所述第一模擬輸入管腳Pl相連的有源器件及其組合、或無(wú)源器件及其組合、或有源器件和無(wú)源器件的組合形成的電路的分壓信號(hào)或者電流信號(hào)。本發(fā)明提供的所述模擬選項(xiàng)器特征在于，所述第二量化器Q2，可以是任何種類的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(比如并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器Flash ADC、逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器SARADC、流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器Pipeline ADC、Sigm-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器、R-2R ADC等等)，也可以是具有量化功能的電路(比如具有不同反轉(zhuǎn)電壓的反相器組成的量化陣列、具有不同參考電壓的比較器組成的量化陣列、由具有不同反轉(zhuǎn)電壓的反相器和具有不同參考電壓的比較器組成的量化陣列、 甚至由單個(gè)反相器組成的量化器、由單個(gè)比較器組成的量化器等等)。本發(fā)明提供的所述模擬選項(xiàng)器特征在于，根據(jù)應(yīng)用的不同，所述第三編碼器E3的 i (i是自然數(shù))個(gè)輸入端被編碼，形成與所述第四選項(xiàng)控制器C4相對(duì)應(yīng)的j (j是自然數(shù)) 個(gè)輸出端，實(shí)現(xiàn)編碼功能。本發(fā)明提供的所述模擬選項(xiàng)器特征在于，根據(jù)應(yīng)用的不同，所述第四選項(xiàng)控制器 C4接收所述第三編碼器E3的j(j是自然數(shù))個(gè)輸出端，分別分配給所述第四選項(xiàng)控制器 C4中多個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)中的每一個(gè)，以便選擇、去選擇或者連通、斷開(kāi)特定的一個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)選項(xiàng)控制功能。本發(fā)明提供的所述模擬選項(xiàng)器特征在于，模擬輸入管腳可以是兩個(gè)或者兩個(gè)以上，所述第一模擬輸入管腳Pl的信號(hào)可以控制ml (ml是自然數(shù))個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，如果第二個(gè)模擬輸入管腳的信號(hào)可以控制m2 (m2是自然數(shù))個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，兩個(gè)模擬輸入管腳一起則可以控制的參數(shù)或選項(xiàng)數(shù)是ml*m2個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，多個(gè)模擬輸入管腳的情況依次類推。所述第二量化器Q2的輸出可以直接作為所述第四選項(xiàng)控制器C4的輸出以便選擇、去選擇或者連通、斷開(kāi)特定的一個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)選項(xiàng)控制功能。此時(shí)，所述第三編碼器E3的輸入與輸出是直接相連，一一對(duì)應(yīng)的，所述第四選項(xiàng)控制器C4的輸入與輸出也是直接相連，一一對(duì)應(yīng)的，即它們的輸入管腳的信號(hào)直接送給它們的輸出管腳。


參照附圖會(huì)更好地理解下面公開(kāi)的本發(fā)明，其中
圖I為顯示本發(fā)明的模擬選項(xiàng)器的電路原理框2為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器電路模塊框3為顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器電路4為顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器電路5為顯示本發(fā)明第四實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器電路圖
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在考察附圖，圖2為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器電路圖。如圖2所示電路包括4部分模擬輸入管腳P1、量化器Q2、編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4、選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊。其中選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊則是應(yīng)用電路，而模擬輸入管腳P1、量化器Q2、編碼器E3 與選項(xiàng)控制器C4則是本發(fā)明的模擬選項(xiàng)器電路，其中模擬輸入管腳Pl包括管腳VIN，量化器Q2包括電阻R1，它的一端與電壓源VDD相連，N型MOSFET晶體管M0S1，它的漏極與它的柵極相連，并與所述電阻Rl的另一端相連，電阻R2，它的一端與所述N型MOSFET晶體管MOSl的源極相連，它的另一端與所述管腳VIN相連，電阻R3，它的一端與所述管腳VIN相連，P型MOSFET晶體管M0S2，它的源極與所述電阻R3的另一端相連，它的漏極與它的柵極相連，電阻R4，它的一端與地GND (或負(fù)電壓源VSS)相連，它的另一端與所述P型MOSFET 晶體管M0S2的漏極和柵極相連，反相器①，它的輸入端與所述電阻Rl的一端相連，同時(shí)與所述N型MOSFET晶體管 MOSl的的漏極和柵極相連，反相器②，它的輸入端與所述反相器①的輸出端相連，比較器③，它的負(fù)輸入端與所述反相器①的輸入端相連，它的正輸入端與所述管腳VIN相連，反相器④，它的輸入端與所述比較器③的輸出端相連，比較器⑤，它的負(fù)輸入端與所述所述電阻R4的一端相連，同時(shí)與所述P型MOSFET 晶體管M0S2的的漏極和柵極相連，它的正輸入端與所述管腳VIN相連，反相器⑥，它的輸入端與所述比較器⑤的輸出端相連，反相器⑦，它的輸入端與所述比較器⑤的負(fù)輸入端相連，同時(shí)與所述P型MOSFET 晶體管M0S2的的漏極和柵極相連，反相器⑧，它的輸入端與所述反相器⑦的輸出端相連。編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4包括編碼與選項(xiàng)控制模塊，它的輸入端DO與反相器② 的輸出端相連，它的輸入端DI與反相器④的輸出端相連，它的輸入端D2與反相器⑥的輸出端相連，它的輸入端D3與反相器⑧的輸出端相連，它的輸出端CO與所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的N型MOSFET晶體管MOSll的的柵極相連，它的輸出端Cl與所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的N型MOSFET晶體管M0S12的的柵極相連，它的輸出端C2與所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的N型MOSFET晶體管M0S13的柵極相連，它的輸出端C3與所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的N型MOSFET晶體管M0S14的柵極相連，它的輸出端C4與所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的N型MOSFET晶體管MOS15的柵極相連?，F(xiàn)在考察圖2的工作原理，當(dāng)所述管腳VIN懸空時(shí)，該處的電壓為電源電壓減去所述電阻Rl兩端電壓，再減去所述N型MOSFET晶體管MOSl兩端電壓，再減去所述電阻R2兩端電壓，或者所述管腳VIN懸空時(shí)的電壓為所述電阻R4兩端電壓加上所述P型MOSFET晶體管M0S2兩端電壓，再加上所述電阻R3兩端電壓，此時(shí)所述編碼與選項(xiàng)控制模塊的輸入D0、 D1、D2、D3(D0D1D2D3)為 I、1、0、0 (1100)，輸出 CO、Cl、C2、C3、C4 (C0C1C2C3C4)為 1、1、1、0、0(11100)，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的P型MOSFET晶體管M0S11、M0S12、M0S13截止， 而M0S14、M0S15全部導(dǎo)通，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的選項(xiàng)電阻Rcl、Rc2、Rc3起作用， 而Rc4、Rc5全部被短路，運(yùn)算放大器⑩的輸出電壓為-(l+(Ra+Rcl+Rc2+Rc3)/Rb)x Vref ；當(dāng)所述管腳VIN直接接電源電壓VDD時(shí)，此時(shí)所述編碼與選項(xiàng)控制模塊的輸入DO、 DU D2、D3(D0D1D2D3)變?yōu)?1、0、0、I (1001)，輸出 CO、Cl、C2、C3、C4(C0C1C2C3C4)為 I、I、
0、0、0(11000)，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的P型MOSFET晶體管MOSlI、MOS12截止，而 M0S13、M0S14、M0S15全部導(dǎo)通，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的選項(xiàng)電阻Rcl、Rc2起作用， 而Rc3、Rc4、Rc5全部被短路，運(yùn)算放大器⑩的輸出電壓為-(1+(Ra+Rcl+Rc2)/Rb) x Vref ；當(dāng)所述管腳VIN直接接地GND(或負(fù)電源電壓VSS)時(shí)，此時(shí)所述編碼與選項(xiàng)控制模塊的輸入 DO、Dl、D2、D3(D0D1D2D3)變?yōu)?O、I、1、0 (0110)，輸出 CO、Cl、C2、C3、 C4 (C0C1C2C3C4)為I、I、I、I、0 (11110)，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的P型MOSFET 晶體管M0S11、M0S12、M0S13、MOS14截止，而M0S15導(dǎo)通，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的選項(xiàng)電阻Rcl、Rc2、Rc3、Rc4起作用，而Rc5被短路，運(yùn)算放大器⑩的輸出電壓為-(1+(Ra+Rcl+Rc2+Rc3+Rc4)/Rb)x Vref ；當(dāng)所述管腳VIN通過(guò)一個(gè)電阻(阻值可根據(jù)電路中元器件的參數(shù)確定)Ril直接接電源電壓VDD時(shí)，此時(shí)所述編碼與選項(xiàng)控制模塊的輸入D0、D1、D2、D3(D0D1D2D3)變?yōu)镮、
1、0、1(1101)，輸出C0、C1、C2、C3、C4(C0C1C2C3C4)為 1、0、0、0、0 (11000)，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的P型MOSFET晶體管MOS11截止，而MOS12、MOS13、MOS14、MOS15全部導(dǎo)通， 所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的選項(xiàng)電阻Rcl起作用，而Rc2、Rc3、Rc4、Rc5全部被短路， 運(yùn)算放大器⑩的輸出電壓為_(kāi)(l+(Ra+Rcl)/Rb)x Vref ；當(dāng)所述管腳VIN通過(guò)另外一個(gè)電阻(阻值可根據(jù)電路中元器件的參數(shù)確定) Ri2直接接地GND (或負(fù)電源電壓VSS)時(shí)，此時(shí)所述編碼與選項(xiàng)控制模塊的輸入DO、DU D2、D3(D0D1D2D3)變?yōu)?O、1、0、0 (0100)，輸出 CO、Cl、C2、C3、C4 (C0C1C2C3C4)為 1、1、1、0、 I (11101)，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的P型MOSFET晶體管MOS11、MOS12、MOS13、MOS15 截止，而M0S14導(dǎo)通，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的選項(xiàng)電阻Rcl、Rc2、Rc3、Rc5起作用， 而Rc4被短路，運(yùn)算放大器⑩的輸出電壓為-(l+(Ra+Rcl+Rc2+Rc3+Rc5)/Rb)x Vref ；同樣地，可以通過(guò)選取其它的電阻值分別接電源電壓VDD或地GND (或負(fù)電源電壓VSS)來(lái)選取運(yùn)算放大器⑩的輸出電壓為- (l+(Ra+Rcl+Rc2+Rc3+Rc4+Rc5)/Rb)x Vref > -(1+Ra/Rb) x Vref、......等等。因此，在一個(gè)輸入端，即所述管腳VIN上連接不同阻值的電阻分別接電源電壓VDD 或地GND (或負(fù)電源電壓VSS)，或者所述管腳VIN直接接電源電壓VDD或地GND (或負(fù)電源電壓VSS)，就可以選擇電路模塊內(nèi)部的不同電壓，即確定運(yùn)算放大器⑩的輸出電壓，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)電路外部輸入的模擬信號(hào)，通過(guò)量化、編碼和選項(xiàng)控制對(duì)應(yīng)了電路內(nèi)部的多個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)中的一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制和產(chǎn)生電路外界的模擬信號(hào)達(dá)到控制電路內(nèi)部的參數(shù)或者選項(xiàng)的作用。圖3為顯示本發(fā)明第二實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器電路圖，如圖3所示電路包括3部分 模擬輸入管腳PU量化器Q2、編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4，其中模擬輸入管腳Pl包括管腳VIN，量化器Q2包括
參考電流源Iref，它的輸入端與電源電壓VDD相連，它的輸出端與所述管腳VIN相連，反相器INVl①，它的輸入端與所述管腳VIN相連，并與所述參考電流源Iref的輸出端相連，反相器INV2②，它的輸入端與所述管腳VIN相連，并與所述參考電流源Iref的輸出端相連，反相器INV3③，它的輸入端與所述管腳VIN相連，并與所述參考電流源Iref的輸出端相連，反相器INVn-I④，它的輸入端與所述管腳VIN相連，并與所述參考電流源Iref的輸出端相連，反相器INVn⑤，它的輸入端與所述管腳VIN相連，并與所述參考電流源Iref的輸出端相連，整形與寄存⑥，它的輸入端之一 DO與所述反相器INVl①的輸出端相連,它的輸入端之一 Dl與所述反相器INV2②的輸出端相連，它的輸入端之一 D2與所述反相器INV3③
的輸出端相連，......，它的輸入端之一 Dn-I與所述反相器INVn-I④的輸出端相連,它的輸
入端之一 Dn與所述反相器INVn⑤的輸出端相連，編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4包括編碼與選項(xiàng)控制模塊⑦，它的輸入端之一 DO與所述量化器Q2中的整形與寄存⑥的輸出端QO相連,它的輸入端之一 Dl與所述量化器Q2中的整形與寄存⑥的輸出端Ql相連，它的輸入端之一 D2與所述量化器Q2中的整形與寄存⑥
的輸出端Q2相連，......，它的輸入端之一 Dn-I與所述量化器Q2中的整形與寄存⑥的輸出
端Qn-I相連,它的輸入端之一 Dn與所述量化器Q2中的整形與寄存⑥的輸出端Qn相連,它的輸出端為C0、C1、C2、……，Cm-l、Cm，其中m為自然數(shù)。現(xiàn)在考察圖3的工作原理，圖中所述反相器INVl①的閥值電壓Vthl、所述反相器 INV2②的閥值電壓Vth2、所述反相器INV3③的閥值電壓Vth3、……、所述反相器INVn-I④ 的閥值電壓Vthn-1、所述反相器INVn⑤的閥值電壓Vthn不相同，存在如下關(guān)系Vthn = Vthn-I+ A V ........ Vth3+ (n_3) XAV = Vth2+ (n_2) XAV = Vthl+ (n_l)
XAV其中n為自然數(shù)，AV為電路設(shè)計(jì)中選定的一個(gè)固定電壓值。當(dāng)所述管腳VIN直接接電源電壓VDD時(shí)，所述反相器INVl①、所述反相器INV2②、 所述反相器INV3③、……、所述反相器INVn-I④、所述反相器INVn⑤的輸出全部為0，反之，當(dāng)所述管腳VIN直接接地GND (或負(fù)電源電壓VSS)時(shí)，所述反相器INVl①、所述反相器 INV2②、所述反相器INV3③、……、所述反相器INVn-I④、所述反相器INVn⑤的輸出全部為1，當(dāng)所述管腳VIN通過(guò)一個(gè)外界電阻(阻值可根據(jù)電路中元器件的參數(shù)確定)RO直接接地GND (或負(fù)電源電壓VSS)時(shí)，此時(shí)所述所述反相器INVl①、所述反相器INV2②、所述反相器INV3③、……、所述反相器INVn-I④、所述反相器INVn⑤的各自的輸出不同，由所述參考電流源Iref的參考電流Iref與外界電阻RO相乘的電壓，以及所述反相器INVl①的閥值電壓Vthl、所述反相器INV2②的閥值電壓Vth2、所述反相器INV3③的閥值電壓Vth3、……、 所述反相器INVn-I④的閥值電壓Vthn-1、所述反相器INVn⑤的閥值電壓Vthn來(lái)決定。如果外界電阻RO為可調(diào)電阻，則可以根據(jù)應(yīng)用需要調(diào)節(jié)外界電阻RO來(lái)確定需要所述反相器INVl①、所述反相器INV2②、所述反相器INV3③、……、所述反相器INVn-I④、所述反相器INVn⑤翻轉(zhuǎn)與否、如何翻轉(zhuǎn)等，再通過(guò)編碼與選項(xiàng)控制模塊⑦的輸出CO、Cl、C2、……， Cm-UCm(其中m為自然數(shù))去控制相應(yīng)的選項(xiàng)和參數(shù)。當(dāng)所述參考電流源Iref的參考電流Iref為受控電流時(shí)，還可以在外界電阻RO上串接一個(gè)發(fā)光二極管LED來(lái)指示電路中的某種狀態(tài)，而不影響電路中選項(xiàng)和參數(shù)的控制。圖4為顯示本發(fā)明第三實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器電路圖，如圖4所示電路包括4部分 模擬輸入管腳P1、量化器Q2、編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4、存儲(chǔ)器，其中存儲(chǔ)器是應(yīng)用電路， 而模擬輸入管腳PU量化器Q2、編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4則是本發(fā)明的模擬選項(xiàng)器電路， 其中模擬輸入管腳Pl包括管腳VIN，量化器Q2包括十二位模數(shù)轉(zhuǎn)換器①，它的輸入端與所述管腳VIN相連，編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4包括編碼與選項(xiàng)控制模塊②，它的輸入端DO、DU D2、 D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、DIO、Dll分別與所述量化器Q2中的十二位模數(shù)轉(zhuǎn)換器①的輸出端 Q0、Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Qll 相連，它的輸出端 CO、Cl、C2、C3、C4、C5、 C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12分別連接到存儲(chǔ)器③的地址輸入端A0、Al、A2、A3、A4、A5、A6、 A7、A8、A9、A10、A11 和使能端 ENA。現(xiàn)在考察圖4的工作原理，圖中所述管腳VIN從外界電路得到信號(hào)， 輸入到所述量化器Q2即十二位模數(shù)轉(zhuǎn)換器①中，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十二位數(shù)字碼 Q11Q10Q9Q8Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0,再輸入到編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4即編碼與選項(xiàng)控制模塊②中，通過(guò)二次編碼再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的選項(xiàng)控制輸出C11C10C9C8C7C6C5C4C3C2C1C0，再作為存儲(chǔ)器的尋址地址輸入到存儲(chǔ)器③的地址輸入端，從而確定存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器的對(duì)應(yīng)地址中的數(shù)據(jù)，并以此作為輸出來(lái)確定電路中需要的選項(xiàng)或者參數(shù)。所述管腳VIN的一個(gè)電壓或者電流信號(hào)，對(duì)應(yīng)了一個(gè)確定的十二位數(shù)字碼，從而對(duì)應(yīng)了存儲(chǔ)器的對(duì)應(yīng)地址中的選項(xiàng)或參數(shù)數(shù)據(jù)。如圖4所示，所述管腳VIN可以連接到外界的兩個(gè)分壓電阻Rl和RO的中點(diǎn)，由于RO可調(diào)，不同的電阻比得到了內(nèi)部電路對(duì)應(yīng)的選項(xiàng)或參數(shù)?，F(xiàn)在考察附圖5，圖5為顯示本發(fā)明第一實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器電路圖，如圖5所示電路包括4部分模擬輸入管腳P1、量化器Q2、編碼器E3與選項(xiàng)控制器C4、選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊。其中選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊則是應(yīng)用電路，而模擬輸入管腳P1、量化器Q2、編碼器E3 與選項(xiàng)控制器C4則是本發(fā)明的模擬選項(xiàng)器電路，其中模擬輸入管腳Pl包括管腳VIN，量化器Q2包括電阻R1，它的一端與電壓源VDD相連，它的另一端與所述管腳VIN相連，電阻R2，它的一端與所述管腳VIN相連，同時(shí)與所述電阻Rl的一端相連，它的另一端與GND (或負(fù)電壓源VSS)相連，反相器①，它的輸入端與所述管腳VIN相連，反相器②，它的輸入端與所述管腳VIN相連，編碼器E3的輸入端與它自身的輸出端直接一對(duì)一相連，選項(xiàng)控制器C4的輸入端也與它自身的輸出端直接一對(duì)一相連。現(xiàn)在考察圖5的工作原理，圖中所述反相器INVl①的閥值電壓Vthl、所述反相器INV2②的閥值電壓Vth2不相同，存在如下關(guān)系Vthl = Vth2+/A V其中AV為電路設(shè)計(jì)中選定的一個(gè)固定電壓值。當(dāng)所述管腳VIN懸空時(shí)，該處的電壓為電源電壓減去所述電阻Rl兩端電壓，或者所述管腳VIN懸空時(shí)的電壓為所述電阻R2兩端電壓，此時(shí)所述編碼E3的輸入端與它自身的輸出端直接一對(duì)一相連，輸D0、D1 (DODl)為1、0(10)，輸出Q0,Ql (QOQl)為1、0(10)，選項(xiàng)控制器C4的輸入端也與它自身的輸出端直接一對(duì)一相連，輸入D0、D1 (DODl)為1、0(10)，輸出Q0、Q1 (QOQl)為1、0(10)，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的P型MOSFET晶體管MOSll截止，而M0S12導(dǎo)通，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的選項(xiàng)N型MOSFET晶體管MOSB起作用， 而N型MOSFET晶體管MOSA被斷路，N型MOSFET晶體管MOSC的電流輸出Io為Iref ；當(dāng)所述管腳VIN直接接電源電壓VDD時(shí)，此時(shí)所述編碼E3的輸入端與它自身的輸出端直接一對(duì)一相連，輸入DO、Dl (DODl)為0、0 (00)，輸出Q0、Ql (QOQl)為0、0 (00)，選項(xiàng)控制器C4的輸入端也與它自身的輸出端直接一對(duì)一相連，輸入DO、Dl(DODl)為0、0(00)， 輸出QO、Ql (QOQl)為0、0 (00)，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的P型MOSFET晶體管MOSlI、 MOS12導(dǎo)通，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的選項(xiàng)N型MOSFET晶體管M0SA、M0SB起作用，N 型MOSFET晶體管MOSC的電流輸出Io為2X Iref ；當(dāng)所述管腳VIN直接接地GND (或負(fù)電源電壓VSS)時(shí)，此時(shí)所述編碼E3的輸入端與它自身的輸出端直接一對(duì)一相連，輸入DO、Dl(DODl)為I、I (11)，輸出Q0、Ql(QOQl)為
I、I (11)，選項(xiàng)控制器C4的輸入端也與它自身的輸出端直接一對(duì)一相連，輸入D0、D1 (DODl) 為1、1(11)，輸出Q0、Q1 (QOQl)為I、I (11)，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的P型MOSFET晶體管M0S11、M0S12都截止，所述的選項(xiàng)與參數(shù)電路模塊中的選項(xiàng)N型MOSFET晶體管M0SA、 MOSB都不起作用，N型MOSFET晶體管MOSC的電流輸出Io為0 ;如上所述，按照本發(fā)明四個(gè)實(shí)施例的模擬選項(xiàng)器的結(jié)構(gòu)，一個(gè)模擬輸入管腳的一個(gè)電壓或者電流信號(hào)，對(duì)應(yīng)了內(nèi)部電路一個(gè)確定的選項(xiàng)或參數(shù)數(shù)據(jù)，一個(gè)模擬輸入管腳的多個(gè)電壓或者電流信號(hào)，對(duì)應(yīng)了內(nèi)部電路多個(gè)確定的選項(xiàng)或參數(shù)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了一一對(duì)應(yīng)的效果。這種調(diào)節(jié)作用在許多高精度、高匹配、多選項(xiàng)的應(yīng)用場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用天地，比如在要求高精度參考電壓(包括帶隙基準(zhǔn))的模擬電路中，又比如在要求高精度輸出電壓的鋰電池保護(hù)電路中或者鋰電池充電電路中，還比如在高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器中或者高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器中等等。由于得到高精度的電壓或者電流需要無(wú)源器件的修正或無(wú)源器件匹配的修正(比如說(shuō)激光修正Laser Trimming、溶絲修正Fuse Triming等)，導(dǎo)致產(chǎn)品成本高,周期長(zhǎng)，成品率低等，采用本發(fā)明的模擬選項(xiàng)器后，在僅增加有限的管腳(一個(gè)或者兩個(gè))的情況下，可以獲得多個(gè)輸出選項(xiàng)或參數(shù)，從而可以選擇電壓或電流的精度、或者匹配精度，實(shí)現(xiàn)很高的精度要求。本發(fā)明的原理與結(jié)構(gòu)、四個(gè)實(shí)施例的電路及原理都是本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)的一部份。
權(quán)利要求
1.一種模擬選項(xiàng)器,包括第一模擬輸入管腳P1，它的一端來(lái)自輸入信號(hào)；第二量化器Q2,它的一個(gè)輸入端來(lái)自參考電壓,另一個(gè)輸入端與所述第一模擬輸入管腳Pl相連；第三編碼器E3，它的i (i是自然數(shù))個(gè)輸入端與所述第二量化器Q2的i (i是自然數(shù)) 個(gè)輸出端相連；和第四選項(xiàng)控制器C4，它的j (j是自然數(shù))個(gè)輸入端與所述第三編碼器E3的j (j是自然數(shù))個(gè)輸出端相連，它輸出k(k是自然數(shù))個(gè)端口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述模擬選項(xiàng)器，其特征在于，所述模擬選項(xiàng)器的基本工作原理是: 一個(gè)電路外部輸入的模擬信號(hào)，通過(guò)量化、編碼和選項(xiàng)控制對(duì)應(yīng)了電路內(nèi)部的多個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)中的一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制和產(chǎn)生電路外界的模擬信號(hào)達(dá)到控制電路內(nèi)部的參數(shù)或者選項(xiàng)的作用，進(jìn)而改變電路的工作過(guò)程、或電路結(jié)構(gòu)、或電路工作組成、或電路功能、或者電路性能等。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述模擬選項(xiàng)器，其特征在于，所述第一模擬輸入管腳P1，它的一端來(lái)自輸入信號(hào)，這個(gè)輸入信號(hào)可以是直接輸入電壓信號(hào)或者電流信號(hào)，也可以是與所述第一模擬輸入管腳Pl相連的有源器件及其組合、或無(wú)源器件及其組合、或有源器件和無(wú)源器件的組合形成的電路的分壓信號(hào)或者電流信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述模擬選項(xiàng)器，其特征在于，所述第二量化器Q2，可以是任何種類的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(比如并行模數(shù)轉(zhuǎn)換器Flash ADC、逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器SAR ADC、流水線模數(shù)轉(zhuǎn)換器Pipeline ADC、Sigm-delta模數(shù)轉(zhuǎn)換器、R-2R ADC等等)，也可以是具有量化功能的電路(比如具有不同反轉(zhuǎn)電壓的反相器組成的量化陣列、具有不同參考電壓的比較器組成的量化陣列、由具有不同反轉(zhuǎn)電壓的反相器和具有不同參考電壓的比較器組成的量化陣列、甚至由單個(gè)反相器組成的量化器、由單個(gè)比較器組成的量化器等等)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述模擬選項(xiàng)器，其特征在于，根據(jù)應(yīng)用的不同，所述第三編碼器E3 的i (i是自然數(shù))個(gè)輸入端被編碼，形成與所述第四選項(xiàng)控制器C4相對(duì)應(yīng)的j (j是自然數(shù))個(gè)輸出端，實(shí)現(xiàn)編碼功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述模擬選項(xiàng)器，其特征在于，根據(jù)應(yīng)用的不同，所述第四選項(xiàng)控制器C4接收所述第三編碼器E3的j (j是自然數(shù))個(gè)輸出端，分別分配給所述第四選項(xiàng)控制器 C4中多個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)中的每一個(gè)，以便選擇、去選擇或者連通、斷開(kāi)特定的一個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)選項(xiàng)控制功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述模擬選項(xiàng)器，其特征在于，模擬輸入管腳可以是兩個(gè)或者兩個(gè)以上，所述第一模擬輸入管腳Pl的信號(hào)可以控制ml (ml是自然數(shù))個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，如果第二個(gè)模擬輸入管腳的信號(hào)可以控制m2 (m2是自然數(shù))個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，兩個(gè)模擬輸入管腳一起則可以控制的參數(shù)或選項(xiàng)數(shù)是ml*m2個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，多個(gè)模擬輸入管腳的情況依次類推。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述模擬選項(xiàng)器，其特征在于，所述第二量化器Q2的輸出可以直接作為所述第四選項(xiàng)控制器C4的輸出以便選擇、去選擇或者連通、斷開(kāi)特定的一個(gè)參數(shù)或者選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)選項(xiàng)控制功能。此時(shí)，所述第三編碼器E3的輸入與輸出是直接相連，一一對(duì)應(yīng)的，所述第四選項(xiàng)控制器C4的輸入與輸出也是直接相連，一一對(duì)應(yīng)的，即它們的輸入管腳的信號(hào)直接送給它們的輸出管腳。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種單個(gè)輸入管腳能產(chǎn)生3種或3種以上輸出的電路，2個(gè)輸入管腳能產(chǎn)生32種或32種以上輸出，n個(gè)輸入管腳能產(chǎn)生3n種或3n種以上輸出的多值產(chǎn)生器電路，即模擬選項(xiàng)器。電路的一個(gè)外部輸入的模擬信號(hào)，通過(guò)量化、編碼和選項(xiàng)控制對(duì)應(yīng)了電路內(nèi)部的多個(gè)參數(shù)中或者多個(gè)選項(xiàng)中的一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)控制和產(chǎn)生電路外界的模擬信號(hào)達(dá)到控制電路內(nèi)部的參數(shù)或者選項(xiàng)的作用等。
文檔編號(hào)H03K19/0185GK102611427SQ20111003660
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月23日
發(fā)明者曹先國(guó) 申請(qǐng)人:曹先國(guó)