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多值輸出電路的製作方法

2023-05-10 00:55:31 2

專利名稱:多值輸出電路的製作方法
技術領域:
本發明涉及多值輸出電路,特別是能夠選擇性地輸出多個電平信號的多值輸出電路。
背景技術:
圖3示出現有三值輸出電路的一個例子的電路結構圖。
現有的三值輸出電路1由高電平輸出電路11,中電平輸出電路12以及低電平輸出電路13組成。
高電平輸出電路11的結構包括基準電壓源21、放大器22和開關23。基準電壓源21產生基準電壓Vref1。基準電壓源21所產生的基準電壓Vref1被供給運算放大器22的非反轉輸入端子。
放大器22組成非反轉放大電路。驅動電壓Vcc經由開關23而被供給放大器22。開關23與控制端子Tc1相連接,在控制端子Tc1的電壓為高電平時接通,為低電平時則斷開。
放大器22在開關23被接通的狀態時成為工作狀態,並向輸出端子Tout提供基準電壓Vref1。另外,放大器22在開關23為被斷開的狀態時則成為非工作狀態,此時輸出端子Tout成為開放狀態。
中電平輸出電路12由基準電壓源31、放大器32和開關33組成。基準電壓源31產生比基準電壓Vref1低的中電平基準電壓Vref2。在基準電壓源31所產生的基準電壓Vref2被供給放大器32的非反轉輸入端子。
放大器32構成非反轉放大電路。驅動電壓Vcc經由開關33而被供給放大器32。開關33與控制端子Tc2相連接,在控制端子Tc2的電壓為高電平時接通,為低電平時則斷開。
放大器32在開關33被接通的狀態時成為工作狀態,並向輸出端子Tout提供基準電壓Vref2。另外,放大器32在開關33被斷開的狀態時成為非工作狀態,此時輸出端子Tout成為開放狀態。
低電平輸出電路13由電阻R1構成。電阻R1連接在輸出端子Tout和接地之間。低電平輸出電路13在高電平輸出電路11和中電平輸出電路12成為非工作狀態時,將輸出端子Tout與接地連接使輸出端子Tout成為低電平。
圖4示出一例現有的三值輸出電路的工作說明圖。圖4(A)示出控制端子Tc1的電壓波形、圖4(B)示出控制端子Tc2的電壓波形、圖4(C)示出輸出端子Tout的電壓波形。
在期間T1,控制端子Tc1的電壓為高電平,控制端子Tc2的電壓為低電平的場合,開關23接通,開關33斷開。一旦開關23接通,驅動電壓Vcc就被施加到運算放大器22,基準電壓Vref1就被供給輸出端子Tout。另外,一旦開關33斷開,由於驅動電壓Vcc沒有被施加到放大器32上,放大器32就成為非工作狀態。這樣,輸出端子Tout上被供給運算放大器22的輸出電壓Vref1,成為圖4(C)中所示的高電平。
在期間T2,控制端子Tc1的電壓成為低電平,控制端子Tc2的電壓成為高電平,則開關23斷開,開關33接通。一旦開關23斷開,驅動電壓Vcc就沒有被施加到運算放大器22上,運算放大器22就成為非工作狀態。另外,一旦接通開關33接通,由於驅動電壓Vcc被施加到放大器32上,放大器32就成為工作狀態。這樣,輸出端子Tout上供給放大器32的輸出電壓Vref2,成為圖4(C)中所示的中電平。
在期間T3,控制端子Tc1和控制端子Tc2的電壓都成為低電平,則開關23、33都斷開。當開關23斷開時,由於驅動電壓Vcc沒有被施加到運算放大器22上,運算放大器22就成為非工作狀態。另外,在開關33斷開時,由於驅動電壓Vcc沒有被施加到放大器32上,放大器32也成為非工作狀態。因此,從高電平輸出電路11和中電平輸出電路12中任何一個都不向輸出端子Tout提供電壓,輸出端子Tout就成為經由電阻R1而接地的狀態,成為圖4(C)中所示的低電平。
通過如上過程,選擇性地輸出高、中、低三種電平。
作為這樣的三值輸出電路,公知的有上述那樣的電路。但是卻未能發現有關上述那樣的三值輸出電路的技術文獻。
然而,現有的三值輸出電路由於需要有用於輸出高電平的高電平輸出電路11、用於輸出中電平的中電平輸出電路12、用於輸出低電平的低電平輸出電路13的3個電路,因此存在有電路結構變得複雜等問題。

發明內容
本發明是鑑於上述問題而完成,以提供一種能夠簡化電路結構的多值輸出電路為其目的。
本發明的特徵在於,其具有將一定的輸入電壓放大後輸出的放大電路112、以及切換放大電路112的放大率α的開關裝置113、114,通過利用開關裝置113、114來切換放大電路112的放大率α,從而能夠選擇性地輸出不同的電平信號。
根據本發明,由於其構成為通過利用開關裝置113、114來切換放大電路112的放大率α,從而選擇性地輸出不同的電平信號,因此,能夠用簡單的結構實現多值輸出電路。
另外,本發明的特徵還在於,放大電路112能夠根據反饋量調整放大率α,通過隨開關裝置113、114的切換而切換上述反饋量,從而能夠輸出不同的電平信號。
根據本發明,由於其構成為通過利用開關裝置113、114來切換放大電路112的反饋量,從而選擇性地輸出不同的電平信號,因此,不需要為每一個電平設計一個電路,能夠用簡單的結構實現多值輸出電路。
再有,本發明的特徵還在於,放大電路112具有運算放大電路121、向運算放大電路121的非反轉輸入端子施加基準電壓的基準電壓源111、連接在運算放大電路121的輸出端子和反轉輸入端子之間的第1電阻Rf、一端連接在運算放大電路121的反轉輸入端子的第2電阻Rs,以對應於第1電阻Rf和第2電阻Rs之比的放大率α將基準電壓經非反轉放大後輸出;開關裝置113、114具有連接在第2電阻Rs的另一端和所定電壓GND之間的第1開關114、以及轉換向運算放大電路121供給的驅動電壓Vcc的第2開關113。
根據本發明,在運算放大電路121的非反轉輸入端子上施加基準電壓Vref0,並設置連接在運算放大電路121的輸出端子和反轉輸入端子之間的第1電阻Rf、以及一端連接在運算放大電路121的反轉輸入端子的第2電阻Rs,再有,通過利用連接在第2電阻Rs的另一端和所定電壓GND之間的第1開關114使向運算放大電路121的反饋量可切換,從而能夠切換放大率α,使輸出能夠切換到高電平或中電平。另外,通過利用將供給運算放大電路121的驅動電壓Vcc進行轉換的第2開關113使向運算放大電路121供給的驅動電源Vcc可以切換,能夠使運算放大電路121成為非工作狀態,就能夠使輸出成為低電平。這樣,根據本發明,就能夠輸出低電平、中電平、高電平的三個值的信號。
本發明的特徵還在於,第1電阻Rf和第2電阻Rs在設定放大電路112的放大率α的同時還作為輸出電阻起作用。
根據本發明,通過將第1電阻Rf和第2電阻Rs用於設定放大電路112的放大率α的同時使其作為輸出電阻而起作用,從而能夠抑制元件數量的增加。
另外,上述參考符號僅作參考,並不限制權利要求的範圍。


圖1本發明的一個實施例的電路結構圖。
圖2本發明的一個實施例的工作說明圖。
圖3現有的一例的電路結構圖。
圖4現有的一例的工作說明圖。
具體實施例方式
在這裡,就以三值輸出電路作為多值輸出電路的一個實施例進行說明。
圖1示出本發明的一個實施例的電路結構圖。
本實施例的三值輸出電路100由基準電壓源111、放大電路112、開關113、114構成。
基準電壓源111產生基準電壓Vref0。基準電壓源111所產生的基準電源Vref0被供給放大電路112。
放大電路112由運算放大器121、電阻Rf、Rs構成,構成非反轉放大電路。基準電壓源111所產生的基準電源Vref0被供給運算放大器121的非反轉輸出端子。電阻Rf為反饋電阻,連接在運算放大器121的輸出端子和反轉輸入端子之間。電阻Rs的一端與運算放大器121的反轉輸入端子連接,另一端經由開關114而接地。另外,驅動電壓Vcc經由開關113而被供給運算放大器121。
開關113是對供給運算放大器121的驅動電壓Vcc進行轉換控制的開關。開關113由如NPN型三極體Q1構成。三極體Q1,其基極連接在控制端子Tc1,在控制端子Tc1為高電平時被接通而對運算放大器121施加驅動電壓Vcc,在控制端子Tc1為低電平時被斷開而停止對運算放大器121施加驅動電壓Vcc。
開關114是對電阻Rs的接地連接進行轉換控制的開關。開關114由如NPN型三極體Q2構成。三極體Q2,其基極連接在控制端子Tc2,在控制端子Tc2為高電平時被接通而使電阻Rs的另一端接地,並在控制端子Tc2為低電平時被斷開而使電阻Rs的另一端成為開放的狀態。
電阻Rf、Rs被設定為如Rf=Rs,由此,求出放大電路112的放大率α為α=(Rf+Rs)/Rs=2Rs/Rs=2。
這樣,中電平就成為高電平的1/2。通過改變電阻Rf與Rs之比,就能夠自由設定中電平以及高電平。
另外,電阻Rf、Rs雖在放大電路處於工作狀態時起到設定放大率α的作用,但在輸出低電平時,即放大電路112成為非工作狀態、開關114接通狀態時,它們連接在輸出端子Tout和接地之間,作為輸出用電阻而起作用。
下面,對本實施例的三值輸出電路100的工作加以說明。
圖2示出本發明的一個實施例的工作說明圖。圖2(A)表示控制端子Tc1的電壓波形,圖2(B)表示控制端子Tc2的電壓波形,圖2(C)表示輸出端子Tout的電壓波形。
在期間T11,控制端子Tc1和控制端子Tc2的電壓都為高電平的情況下,開關113、114都被接通。一旦開關113被接通,驅動電壓Vcc就被施加到運算放大器121上,放大電路112成為工作狀態。
另外,一旦開關114接通,電阻Rs就接地,因此,放大電路112的放大率就成為2倍。因此,2倍於基準電壓源111所產生的基準電壓Vref0的電壓(2×Vref0)就從輸出端子Tout輸出。這樣,輸出端子Tout的輸出電平就成為圖2(C)中所示的高電平。
在期間T12,控制端子Tc1的電壓成為高電平,一旦控制端子Tc2的電壓成為低電平,開關113接通,開關114斷開。一旦開關113接通,驅動電壓Vcc就被施加到運算放大器121上,放大電路112就成為工作狀態。另外,一旦開關114斷開,電阻Rs的另一端就成為開放狀態。這樣,放大電路112的放大率α成為1倍。因此,從輸出端子Tout1輸出1倍於基準電壓源111所產生的基準電壓Vref0的電壓Vref0。這樣,輸出端子Tout的輸出電平就成為圖2(C)中所示的中電平。
在期間T13,一旦控制端子Tc1的電壓成為低電平,控制端子Tc2的電壓成為高電平,開關113斷開,開關114接通。一旦開關113斷開,則由於驅動電壓Vcc不被施加到運算放大器121上,放大電路112就成為非工作狀態。另外,一旦開關114接通,電阻Rs的另一端就成為接地狀態。這樣,輸出端子Tout成為經由電阻Rf和Rs而接地的狀態,輸出端子Tout成為接地電平。這樣,輸出端子Tout的輸出電平就成為圖2(C)中示出的低電平。
另外,在期間T14,一旦控制端子Tc1的電壓以及控制端子Tc2的電壓都成為低電平,開關113、114就都斷開。一旦開關113斷開,則驅動電壓Vcc就不能被施加到運算放大器121上,放大電路112就成為非工作狀態。另外,一旦開關114斷開,電阻Rs的另一端就成為開放狀態。這樣,輸出端子Tout成為開放狀態,輸出端子Tout的輸出阻抗就成為高阻抗狀態。
如上所述,根據本實施例,通過利用開關113、114來切換放大電路112的放大率α,從而選擇性地輸出不同的電平信號,不需要對每一個電平設置一個電路,因此,用簡單的結構就能夠實現三值輸出電路100。
另外,在低電平時,通過使運算放大器121成為非工作狀態,並經由Rf、Rs而接地,可將低電平時的輸出電阻能夠與運算放大器121的放大率設定用電阻Rf、Rs共用,因此,不需要增加元件數量就能夠實現三值輸出電路100。
另外,通過將開關113、114都斷開,就能夠根據需要使輸出端子Tout成為高阻抗狀態。
還有,在本實施例中,為了簡單說明而以三值輸出電路為例來說明了多值輸出電路,但是通過增加電阻和開關也能夠輸出三值以上的電平。
如上所述,根據本發明,由於其構成為利用開關裝置來切換放大電路的放大率從而選擇性地輸出不同的電平信號的結構,因此,不需要相應於每一個電平設置一個電路,故,用簡單的結構就能夠實現多值輸出電路。
權利要求
1.一種多值輸出電路,其特徵在於具有將一定的輸入電壓放大後輸出的放大電路、以及切換上述放大電路的放大率的開關裝置,通過利用上述開關裝置來切換上述放大電路的放大率,從而能夠選擇性地輸出不同的電平信號。
2.如權利要求1所述的多值輸出電路,其特徵在於上述放大電路能夠根據反饋量調整放大率,隨上述開關裝置的切換而切換上述反饋量。
3.如權利要求1或2所述的多值輸出電路,其特徵在於上述放大電路具有運算放大電路、向上述運算放大電路的非反轉輸入端子施加基準電壓的基準電壓源、連接在上述運算放大電路的輸出端子和反轉輸入端子之間的第1電阻、以及一端連接在上述運算放大電路的反轉輸入端子的第2電阻,以對應於上述第1電阻和第2電阻之比的放大率將上述基準電壓經非反轉放大後輸出;上述開關裝置具有連接在上述第2電阻的另一端和所定電壓之間的第1開關、以及轉換向上述運算放大電路供給的驅動電壓的第2開關。
4.如權利要求3所述的多值輸出電路,其特徵在於上述第1電阻和上述第2電阻在設定上述放大電路的放大率的同時還作為輸出電阻起作用。
全文摘要
本發明涉及能夠選擇性地輸出多個電平信號的多值輸出電路,以提供一種能夠簡化電路結構的多值輸出電路為其目的。本發明的特徵在於,其具有將一定的輸入電壓放大後輸出的放大電路(112)、以及切換放大電路(112)的放大率(α)的開關裝置(113、114),通過利用開關裝置(113、114)來切換放大電路(112)的放大率(α),從而能夠選擇性地輸出不同的電平信號。
文檔編號H03K19/0175GK1485979SQ0313736
公開日2004年3月31日 申請日期2003年6月19日 優先權日2002年9月24日
發明者土橋永祥 申請人:三美電機株式會社

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