CN101409550A - 输出电压回转率的控制电路及方法 - Google Patents

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Abstract

一种输出电压回转(slew)率的控制电路及方法，其包含一回转率控制电路及一输出缓冲级。该回转率控制电路用以控制输出电压上升及下降的回转率。该输出缓冲级用以稳定输出电压。

Description

输出电压回转率的控制电路及方法
技术领域
本发明涉及一种输出电路，特别是涉及一种输出电压回转率的控制电路及方法。
背景技术
现用的数字输出电路90是由缓冲器〔例如：反相器〕91所构成，如图1所示，其将一数字输入信号92经由该数字输出电路90输出一数字输出信号93，以使该数字输出信号93的电压回转率符合各种应用的规范。该缓冲器91的电路如图1a所示。该数字输出电路90的输出电压回转率由该缓冲器91本身的寄生电容(parasitic capacitor)及负载电容(loadingcapacitor)所决定。在许多应用皆有规范输出信号的上升与下降的输出回转率，例如：高质量多媒体影音接口(High-Definition Multimedia Interface，HDMI)中的消费性电子产品控制(Consumer Electronics Control，CEC)，尤其是当许多应用中要求回转率很慢时更不易实现。此外，现用的输出电路的输出信号尚存在着上升与下降波形并非是线性的，而是会随着输出负载ZL而改变的问题。
另一种现用的输出电路，如图1b所示，其通过在该数字输出电路90最后一级的缓冲器91加入一P栅控制电路94及一N栅控制电路95以分别控制两输出晶体管PMOS及NMOS的栅级(gate)电压，以达到控制输出电压上升及下降回转率的目的，但是由于其属于开放式回路(open loop)，因此仍然具有不易精确控制输出电压回转率及输出电压易受负载影响等问题。
基于上述原因，其确实仍有必要进一步改良上述电压回转率的控制电路，以能解决输出电压回转率不易控制的问题。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种输出电压回转率的控制电路及方法，其利用一回转率控制电路，其具有可调整的两电流源及一电容单元，使得本发明具有控制输出电压回转率的功效。
本发明目的之一在提供一种输出电压回转率的控制电路及方法，其利用一回转率控制电路，其具有可调的两个电流源及一个电容单元，并结合一输出缓冲级，使得本发明同时具有控制输出电压回转率及稳定输出电压的功效。
本发明目的之一在提供一种输出电压回转率的控制电路及方法，其利用一回转率控制电路，其具有分别可调的两电流源及一电容单元，使本发明具有可分别控制输出电压上升及下降回转率的功效。
本发明目的之一在提供一种输出电压回转率的控制电路及方法，其利用一回转率控制电路，其具有分别可调的两电流源及一电容单元，通过调整该第一电流源、该第二电流源及该电容单元的至少其一，以调整该输出信号的回转率。
为达上述目的，本发明的一种输出电路，用以依据一输入信号以输出一输出信号，该输出电路包含：一回转率控制电路，其包含一第一电流源、一第二电流源、一开关模块及一电容单元，其中该开关模块依据该输入信号以控制该第一电流源对该电容单元进行充电或是控制该第二电流源对该电容单元进行放电；及一输出级，耦接该回转率控制电路，该输出级用以依据该电容单元的一电压值以输出该输出信号；其中，该输出信号的回转率与该电容单元的该电压值变化相对应。
附图说明
图1示出了现用的输出电路的方块示意图。
图1a示出了现用的输出电路的缓冲器的电路图。
图1b示出了现用的控制输出电压回转率的电路方块图。
图2示出了本发明第一实施例的输出电压回转率的控制电路图。
图3示出了本发明第二实施例的输出电压回转率的控制电路图。
附图符号说明
10回转率控制电路  11第一电流源      12第二电流源
13第一开关组件    14第二开关组件    15电容单元
20输出缓冲级      30回转率控制电路  40输出缓冲级
90数字输出电路  91缓冲级          92数字输入信号
93数字输出信号  93’数字输出信号  94P栅控制电路
95N栅控制电路   a控制输入端       b控制输出端
b’控制输出端   c信号输出端       x正输入端
y  负输入端
具体实施方式
为了使本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显，下文特举本发明实施例，并结合附图详细说明如下。必须注意的是，在本发明的各实施例中，类似的组件以相同的标号表示。
图2为本发明第一实施例的输出电压回转率的控制电路及方法，其包含一回转率控制电路10及一输出缓冲级20。该回转率控制电路10可控制输出电压上升与下降的回转率，该输出缓冲级20可稳定输出电压，如此以共同组成一输出电压回转率(voltage slew rate)的控制电路。该控制电路的一实施例为一电荷泵浦(charge pump)。
请再参考图2所示，本发明的回转率控制电路10，其包含一第一电流源11、一第二电流源12、两个开关组件13、14、及一电容单元15。该第一及第二电流源11、12较佳为一可调整的电流源，或由多个电流源并联而成的一电流源组，且每一电流源由不同的开关控制。所述开关组件13、14较佳为晶体管。该电容单元15较佳为一可调的电容器，或由多个电容器并联而成的一电容器组，且每一个电容器由不同的开关控制。该电容单元15具一第一端及一第二端，该第一端连接至该控制输出端b，该第二端连接至一固定电压，例如是接地。
该回转率控制电路10由控制输入端a接收一组0和1的数字输入信号92，该数字输入信号92用以控制该第一及第二开关组件13、14的导通与不导通，控制输出端b则输出一组0和1的数字输出信号93’。当该数字输入信号92为1时，该第一开关组件13导通，该第二开关组件14不导通，此时该第一电流源11经由该第一开关组件13供应该电容单元15的充电电流，该控制输出端b的电压将逐渐上升〔即该电容单元15的电压值逐渐上升〕，而输出一值为1的数字输出信号93’，该电压上升的速度即所谓的电压上升的回转率(voltage slew up rate)，其受该第一电流源11及电容单元15的值所控制，当该第一电流源11的值越大或是该电容单元15的值越小，则电压上升的速度越快，亦即电压上升的回转率愈大；反之若该第一电流源11的值越小或是该电容单元15的值越大，则电压上升的速度愈慢，亦即电压上升的回转率越小。
当该数字输入信号92为0时，该第一开关组件13不导通，该第二开关组件14导通，此时该第二电流源12经由该第二开关组件14供应该电容单元15的放电电流，该控制输出端的电压将逐渐下降〔亦即该电容单元15的电压值逐渐下降〕，而输出一值为0的数字输出信号93’，该电压下降的速度即所谓的电压下降的回转率(voltage slew down rate)，其受该第二电流源12及电容单元15的值所控制，当该第二电流源12的值越大或是该电容单元15的值越小，则电压下降的速度越快，亦即电压下降的回转率越大；反之，若该第二电流源12的值越小或是该电容单元15的值越大，则电压下降的速度越慢，亦即电压下降的回转率越小。此外根据产品需求，可选择该第一电流源11及第二电流源12为相等或不相等，以分别控制该输出电压上升及下降的回转率。如此，通过调整该第一电流源11、第二电流源12及电容单元15的值，即可分别控制该控制输出端b的电压上升及下降的回转率。
请再参考图2所示，本发明第一实施例的输出缓冲级20较佳为一具负反馈的运算放大器。本实施例利用运算放大器的闭回路(close loop)特性，可将该回转率控制电路10的控制输出端b的电压信号驱动到该信号输出端c，如此该信号输出端c的电压不会随着负载而改变。通过结合该回转率控制电路10及输出缓冲级20形成一可分别控制输出电压上升及下降回转率的控制电路，且具有稳定输出电压的功效。
请参考图3所示，其揭示本发明第二实施例的输出电压回转率的控制电路及方法，其同样包含一回转率控制电路30及一输出缓冲级40，本实施例与第一实施例的差别在于该输出缓冲级40的负输入端y连接至该回转率控制电路30的控制输出端b’，该正输入端x则接地，且该电容单元15的第一端连接至该控制输出端b’，该第二端则连接至该输出缓冲级40的信号输出端c以形成一负回路。如此同样可利用该回转率控制电路30控制输出电压上升及下降的回转率，并通过该输出缓冲级40的闭回路特性，使得输出电压不受负载的影响。
如上所示，本发明通过一回转率控制电路10结合一输出缓冲级20，其确实可分别控制输出电压上升及下降的回转率，并具有稳定输出电压的功效。
虽然本发明已以前述较佳实施例揭示，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，当可作若干的更改与修饰。因此本发明的保护范围应以本发明的权利要求为准。

Claims (14)

1.一种输出电路，用以依据一输入信号以输出一输出信号，该输出电路包含：
一回转率控制电路，其包含一第一电流源、一第二电流源、一开关模块及一电容单元，其中该开关模块依据该输入信号以控制该第一电流源对该电容单元进行充电或是控制该第二电流源对该电容单元进行放电；及
一输出级，耦接该回转率控制电路，该输出级用以依据该电容单元的一电压值以输出该输出信号；
其中，该输出信号的回转率与该电容单元的该电压值变化相对应。
2.如权利要求1所述的输出电路，其中该输出级为一具负反馈的运算放大器。
3.如权利要求2所述的输出电路，其中该电容单元耦接于该运算放大器的正输入端与一固定电压之间。
4.如权利要求2所述的输出电路，其中该电容单元耦接于该运算放大器的负输入端与该运算放大器的输出端之间。
5.一种输出电路，用以依据一输入信号以输出一输出信号，包含：
一回转率控制电路，其包含一第一电流源、一第二电流源、一开关模块及一电容单元，其中该开关模块依据该输入信号以控制该第一电流源对该电容单元进行充电或是控制该第二电流源对该电容单元进行放电；及
一输出级，耦接该回转率控制电路的一输出端，该输出级用以输出该输出信号；
其中通过调整该第一电流源、该第二电流源及该电容单元的至少其一以调整该输出信号的回转率。
6.如权利要求5所述的输出电路，其中该电容单元由多个电容器所组成，每一电容器由相对应的开关所控制。
7.如权利要求5所述的输出电路，其中该第一电流源由多个电流源所组成，且每一电流源由相对应的开关所控制。
8.如权利要求5所述的输出电路，其中该输出缓冲级为一具负反馈的运算放大器。
9.依权利要求8的输出电路，其中该电容单元耦接于该运算放大器的正输入端与一固定电压之间。
10.如权利要求8所述的输出电路，其中该电容单元耦接于该运算放大器的负输入端与该运算放大器的输出端之间。
11.如权利要求5所述的输出电路，其中该回转率控制电路为一电荷泵浦。
12.一种输出信号的回转率的控制方法，包含：
提供一第一电流对一电容单元进行充电；
提供一第二电流对该电容单元进行放电；以及
依据该电容单元的一电压值以输出一输出信号；
其中，该输出信号的回转率与该电容单元的该电压值变化相对应。
13.如权利要求12所述的控制方法，其中该电容单元由多个电容器与相对应的开关所组成。
14.如权利要求12所述的控制方法，还包括：
调整该第一电流与该第二电流的电流值及该电容单元的电容值的至少其一，以调整该输出信号的回转率。
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