具有穩定輸出的訊號調變裝置的製作方法

2023-05-19 18:09:26 2

專利名稱：具有穩定輸出的訊號調變裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有穩定輸出的訊號調變裝置，特別是一種運用於計數式模擬/數字轉換器或軌跡式模擬/數字轉換器中，使輸出訊號穩定而不發生振蕩的訊號調變裝置。
一般在使用模擬/數字轉換器的訊號調變裝置時，特別是指計數式或軌跡式的的模擬/數字轉換器而言，該轉換器內部大多設有一比較器及一數字/模似轉換器。

圖1所示為一常用的軌跡式模擬/數字轉換器，主要包括一比較器1、一上/下計數器2及一數字/模擬轉換器3等，其中該比較器1的非反向輸入端連接一輸入模擬訊號(VIN)，而反向輸入端則連接該數字/模擬轉換器3所輸出的模擬訊號(VDAC)，之後該比較器1再輸出一上升/下降訊號(VCME)而連接於上/下計數器2，該上/下計數器2另連接有時鐘訊號(clock)，可將上升/下降訊號(VCMP)加以計數而產生數字訊號輸出，該數字訊號輸出再與數字/模擬轉換器3相連接。關於數字/模擬轉換器3的電路請參閱圖2，圖2為常用的階梯式數字/模擬轉換器，為一般計數式及軌跡式模擬/數字轉換器中所廣泛使用，該階梯式數字/模擬轉換器藉由電阻所構成的電路，可將一數字訊號轉換為模擬訊號(VDAC)輸出，然而當該模擬訊號(VDAC)與比較器1的非反向輸入端所連接的輸入模擬訊號(VIN)的電平相接近時，則該上升/下降訊號(VCMP)會產生振蕩現象，請參閱圖3，圖3所示為常用模擬訊號(VDAC)與輸入模擬訊號(VIN)電平比較的訊號振蕩示意圖，圖3a所示為模擬訊號(VDAC)於高電平時，而輸入模擬訊號(VIN)系由低電平變為高電平的狀態，如圖3中T1至T2時間區段，即表示由於輸入模擬訊號(VIN)的高電平與模擬訊號(VDAC)的高電平相接近時(一般為±5mv～20mv範圍內)，使用得上升/下降訊號(VCMP)產生不穩定振蕩輸出現象。另圖3b所示為模擬訊號(VDAC)於低電平時，而輸入模擬訊號(VIN)系由高電平轉變為低電平，由於該輸入模擬訊號(VIN)的低電平與模擬訊號(VDAC)的低電平相接近(一般為±5mv～20mv範圍內)，使得上升/下降訊號(VCMP)產生不穩定的振蕩現象。此二種訊號的振蕩結果將造成訊號嚴重錯誤，使得上/下計數器無法計數，進而破壞整體電路的訊號轉換，對轉換器的電路影響極其深遠。
有鑑於上述缺陷，本發明人乃以多年之研究經驗加以潛心研究實驗，提出一構思合理、創意極佳且能有效改善上述缺陷的本發明。進而言之，本發明的主要目的在於提供一種能消除輸出振蕩雜訊且具有穩定輸出訊號的訊號調變裝置，藉由改變電路的反饋技術而達到穩定輸出、提高訊號可靠度，以避免訊號振蕩現象發生。
為使對本發明的目的、特徵及功效有更進一步的了解，現結合附圖對本發明的技術方案詳細說明如後圖1為常用的模擬/數字轉換電路圖。
圖2為常用的階梯式數字/模擬轉換器電路圖。
圖3為常用模擬訊號與輸入模擬訊號的電平相比較時比較器輸出訊號振蕩示意圖。
圖4為本發明實施例的電路圖。
圖5為本發明實施例比較訊號動作時對照圖3的輸出訊號示意圖。
請參閱圖4，圖4為本發明實施例的電路圖，主要為一訊號調變裝置10，該裝置包括一比較器11、一反向器12、一數字/模擬轉換器13及一上/下計數器14，其中該比較器11的非反向輸入端連接一輸入模擬訊號(VIN)，而反向輸入端則連接該數字/模擬轉換器13所輸出的模擬訊號(VDAC)，該比較器11將兩模擬訊號加以比較而產生一上升/下降訊號(VCMP)，該上升/下降訊號(VCMP)為一狀態訊號輸出，可顯示出下一個模擬訊號輸入與上一個模擬訊號輸入相互比較為增加或減少。該上升/下降訊號(VCMP)連接於上/下計數器14並配合時鐘訊號加以計數而產生數字訊號輸出，該數字訊號輸出再連接於數字/模擬轉換器13，該轉換器主要為一階梯式的數字/模擬轉換器13，用以將數字訊號轉變為模擬訊號(VDAC)而輸出連接於比較器11的反向輸入端。另一方面，該上升/下降訊號連接於該反向器12，該反向器12再連接於階梯式數字/模擬轉換器13中的階梯式電路末端而為一電路反饋的連接方式，藉由此電路的反饋方式即可消除上升/下降訊號(VCMP)的訊號振蕩現象，意即當模擬訊號(VDAC)於高電平狀態，而輸入模擬訊號(VIN)系由低電平轉變為高電平且兩訊號之高電平相接近時，由於該上升/下降訊號(VCMP)經由反向器12將上升/下降訊號(VCMP)加以反向而反饋連接於數字/模擬轉換器13的階梯電路中之末端做訊號補償，而可確保比較器11所輸出的上升/下降訊號(VCMP)為一穩定值，避免訊號振蕩現象發生。
請參閱圖5。圖5系本發明實施例比較訊號動作時對照圖3的輸出訊號示意圖，其中圖5a為上升/下降訊號(VCMP)由高電平轉變為低電平，而模擬訊號(VDAC)的高電平與輸入模擬訊號(VIN)相接近時，藉由本發明的實施，使得該模擬訊號(VDAC)產生一向下之位移電壓(Vof)，可避免該上升/下降訊號(VCMP)產生振蕩而不穩定。圖5b為上升/下降訊號(VCMP)由低電平轉變為高電平，而模擬訊號(VDAC)之高電平與輸入模擬訊號(VIN)相接近時，可由本發明之實施，使得該模擬訊號(VDAC)產生一向上之位移電壓(Vof)，可避免該上升/下降訊號(VCMP)發生振蕩而不穩定。
本發明的實施例經由改變電路反饋的方式而能有效地解決一般訊號調變裝置會產生訊號振蕩的現象，尤其當使用計數式模擬/數字轉換器亦或軌跡式模擬/數字轉換器等，更能顯示出本發明的實施例改善常用裝置的缺陷之功效。比較圖3與圖5，可明顯觀察出圖5已有效避免比較器輸出訊號的不穩定狀態，本發明訊號調變裝置的實施例不僅能消除訊號振蕩現象，且電路所增加的成本不多，並不會造成因電路改變而成本大量增加的負擔。
綜上所述，本發明的電路設計不複雜、繁瑣，而整體電路運作設想卻深富實施的具體性，為目前市面上所未見。
權利要求
1．一種具有穩定輸出的訊號調變裝置，該裝置包括有-比較器，其非反向輸入端連接一模擬訊號輸入，反向輸入端則連接-數字/模擬轉換器所輸出的模擬訊號，將兩訊號相比較以產生一上升/下降訊號；-反向器，其輸入端連接於該上升/下降訊號，輸出端則連接於該數字/模擬轉換器，用以將上升/下降訊號反向；-上/下計數器，其輸入有上升/下降訊號及時鐘訊號，經計數後輸出數字訊號而連接該數字/模擬轉換器。
2．如權利要求1所述之具有穩定輸出的訊號調變裝置，其中該數字/模擬轉換器為一階梯式數字/模擬轉換器。
3．如權利要求1所述之具有穩定輸出的訊號調變裝置，其中該上升/下降訊號為狀態訊號輸出。
4．如權利要求1所述之具有穩定輸出的訊號調變裝置，其中該訊號調變裝置為一軌跡式模擬/數字轉換器。
5．如權利要求2所述之具有穩定輸出的訊號調變裝置，其中該反向器連接於階梯式數字/模擬轉換器中階梯電路之末端。
全文摘要
一種具有穩定輸出的訊號調變裝置,主要包括一比較器、一反向器、一數字/模擬轉換器及一上/下計數器,藉由該反向器之連接方式而將比較器所輸出的上升/下降訊號反饋連接於該數字/模擬轉換器,以避免當數字/模擬轉換器的輸出訊號與該比較器的模擬輸入訊號的電平接近時,比較器輸出訊號會產生振蕩現象,意即消除該上升/下降訊號的振蕩現象,可提高訊號轉換的準確度,減少訊號錯誤發生。
文檔編號H03M1/46GK1213227SQ9711695
公開日1999年4月7日 申請日期1997年9月29日 優先權日1997年9月29日
發明者鄭文平, 王明坤, 郭芳鈿, 許績賀 申請人:合泰半導體股份有限公司