CN102916698A - 箝位电路以及共模电压产生电路 - Google Patents

Abstract

一种箝位电路以及共模电压产生电路。该箝位电路，包含：一控制电路，用以产生一控制讯号；至少一可调式电流源，用以接收该控制讯号，以提供至少一充电电流来对至少一电容进行充电或使该电容进行放电，以产生一箝位电压；以及一比较器，根据该箝位电压以及一参考电压来产生一比较结果，且该控制电路根据该比较结果来产生该控制讯号。

Description

箝位电路以及共模电压产生电路

技术领域

本发明涉及箝位电路以及共模电压产生电路，特别是涉及使用可调式电流源的箝位电路以及共模电压产生电路。

背景技术

传统上，会使用一箝位电路来提供模拟数字转换器的共模电压。图1示出了现有技术中使用箝位电路来提供共模电压的示意图。图1中所举的电路为电视讯号处理电路，其包含了一数字讯号处理电路101、一模拟数字转换器103、一箝位电路105、以及两电容107、109。模拟数字转换器103具有两输入端104、106，用以分别接收电视讯号V_in和V_ip以形成一差动讯号。模拟数字转换器103用以接收模拟的电视讯号，并转成数字电视讯号给数字讯号处理电路101处理。至于何时以及要提供多大的共模电压给模拟数字转换器103来处理电视讯号，为本领域技术人员所知悉，故在此不再赘述。

箝位电路105用以对模拟数字转换器103的输入路径上的电容107和109进行充电，用以提供共模电压V_cm给模拟数字转换器103。然而，传统的箝位电路通常都是提供固定的充电电流。以图1中的箝位电路105为例，其是由多个电阻111、113和115和开关元件117、119组成。因此，若开关元件117、119导通，电阻111、113和115便形成一分压电路产生V_mid，并据此输出电流至电容107、109进行充电。然而，这样的电流结构容易造成充电电流的浪费。举例来说，当电容已经快被充至最大电压时，流向A路径的电流便会变小，而流至B路径的电流便会变大。如此一来，大部份的电流便会被浪费掉，而造成了无谓的功率消耗。

发明内容

因此本发明的一目的为提供一种可动态调整充放电电流的箝位电路。

本发明的另一目的为提供一种可动态调整充放电电流的共模电压产生电路。

本发明的一实施例揭示了一种箝位电路，包含：一控制电路，用以产生一控制讯号；至少一可调式电流源，用以接收该控制讯号，以提供至少一充电电流来对至少一电容进行充电或使该电容进行放电，以产生一箝位电压；以及一比较器，根据该箝位电压以及一参考电压来产生一比较结果，且该控制电路根据该比较结果来产生该控制讯号。

本发明的另一实施例揭示了一种共模电压产生电路，用以产生一模拟数字转换器的一共模电压，包含：一控制电路，用以产生一控制讯号；至少一可调式电流源，用以接收该控制讯号，以提供至少一充电电流来对该模拟数字转换器的讯号输入路径上至少一电容进行充放电，以产生该共模电压；以及一比较器，根据该共模电压以及一参考电压来产生一比较结果，且该控制电路根据该比较结果来产生该控制讯号。

依据前述实施例，可视充电状况动态的调整充放电的电流，因此可减少不必要的功率消耗。

附图说明

图1示出了现有技术中使用箝位电路来提供共模电压的示意图。

图2示出了根据本发明的实施例的箝位电路的电路图。

图3示出了根据本发明的实施例的箝位电路的动作示意图。

图4示出了根据本发明的另一实施例的箝位电路的电路图。

附图符号说明

200、400  箝位电路

201、401  控制电路

202  逻辑电路

203、403、407  可调式电流源

205、405、406  比较器

208  开关元件

209、211、409、411  电容

212、214、412、414  输入端

213、413  模拟数字转换器

215、415、419  N型金属氧化物半导体晶体管

217、417、421  P型金属氧化物半导体晶体管

具体实施方式

在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个元件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。以外，「耦接」一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

图2示出了根据本发明的实施例的箝位电路200的电路图。箝位电路200使用单一可调式电流源来对不同的电容进行充放电以产生箝位电压。如图2所示，箝位电路200包含了一控制电路201、一可调式电流源203，以及一比较器205。控制电路201用以产生控制讯号CS。箝位电路200亦可视为一共模电压产生电路，用以产生共模电压给一模拟数字转换器。然而箝位电路200亦可运用在其他电子装置上，来提供箝位电压给一目标电子装置。可调式电流源203用以接收控制讯号CS，以提供一充电电流I_C1、I_C2来对电容209、211进行充电或提供电容209、211的放电路径，以产生箝位电压V_clamp。比较器205(此例中为一磁滞比较器)根据箝位电压V_clamp以及一参考电压V_ref来产生一比较结果，且控制电路201根据比较结果来产生控制讯号CS。请留意，于此实施例，输入端212和214所接收的讯号V_ip和V_in可以为单端输入讯号，亦即V_ip和V_in中仅有其中一个具有小讯号部份。或者，V_ip和V_in中可以两个均具有小讯号部份。在此实施例中，可调式电流源203具有N型金属氧化物半导体晶体管215以及P型金属氧化物半导体晶体管217。这些金属氧化物半导体晶体管的栅极分别接收控制讯号CS，因此可根据不同的控制讯号CS产生不同的电流。请留意可调式电流源203亦可由其他电路代替，不限于由P型金属氧化物半导体晶体管和N型金属氧化物半导体晶体管所组成。

箝位电路200可还具有一开关元件208，用以使模拟数字转换器213上的两讯号接收路径的箝位电压V_clamp等电压。其详细的运作方式为：箝位电路200可运作在一通常模式和一箝位模式。在通常模式下，开关元件208不导通，且箝位电路200不运作(亦即可调式电流源203内的金属氧化物半导体晶体管关闭)，模拟数字转换器213便依照电容209和211所形成的箝位电压V_clamp来动作。而在箝位模式下，开关元件208在箝位电路200依照前述的动作对电容209和211进行充电或放电前会导通，如此可使模拟数字转换器213上的两讯号接收路径的箝位电压V_clamp变成相同的电平，然后箝位电路200会依照前述的动作来对电容209和211进行充电或放电。于一实施例中，讯号V_ip和V_in在箝位模式被控制成不具有小讯号部份，如此才不会干扰到箝位电压的判断。

图3示出了根据本发明的实施例的箝位电路的动作示意图。控制电路201是以一D型触发器来施行的。而可调式电流源203中的金属氧化物半导体晶体管是由比较器205的输出S₀以及控制电路201的输出S₁的组合来控制。例如，可用一逻辑电路202接收S₀、S₁后，产生一输出讯号Out，但并非限定使用硬件的逻辑电路来根据S₀、S₁控制可调式电流源203中的金属氧化物半导体晶体管，亦可经由其他方式来控制。如图3所示，当自比较器205输出的讯号S₀的值为0，而自控制电路201输出的讯号S₁为0时，可调式电流源203的P型金属氧化物半导体晶体管215为导通，N型金属氧化物半导体晶体管217为不导通。此时可调式电流源203会对电容209和211进行充电。而当讯号S₀的值为1，讯号S₁为1时，可调式电流源203的P型金属氧化物半导体晶体管215为不导通，N型金属氧化物半导体晶体管217为导通。此时电容209、和211会进行放电。上述充电或放电的动作，即为前述的箝位模式。而当讯号S₀、讯号S₁的组合为(0，1)或(1，0)时，便为通常模式，可调式电流源203的P型金属氧化物半导体晶体管215和N型金属氧化物半导体晶体管217均为不导通。

图4示出了根据本发明的另一实施例的箝位电路400的电路图。相较于箝位电路200，箝位电路400亦具有控制电路401、可调式电流源403、407以及比较器405，可调式电流源403、407亦被控制电路401来对模拟数字转换器413的两讯号接收路径上的电容409和411进行充放电。箝位电路200以及箝位电路400的差别在于箝位电路200是以同一可调式电流源203来对不同电容209和211进行充放电，而箝位电路400使用不同的可调式电流源403、407来分别对不同的电容409、411进行充放电，因此箝位电路200和箝位电路400的电路结构略有不同。箝位电路400不包含箝位电路200的开关元件208，且具有两个比较器405、406。可调式电流源403、407分别对电容409、411进行充放电，且比较器405、406分别比较电容409和411所形成的箝位电压并将比较结果传送至控制电路401。

箝位电路400的动作可如下所示：当箝位电路400操作于一箝位模式时，比较器405和406分别比较箝位电压和参考电压V_ref来产生控制讯号CS。而当箝位电路400操作于一通常模式时，可调式电流源403、407不动作(即其内的P型金属氧化物半导体晶体管415、419和N型金属氧化物半导体晶体管417、421关闭)，模拟数字转换器413便依据电容409和411所产生的箝位电压正常动作。箝位电路400的其他动作或电路细节与箝位电路200相同，故在此不再赘述。

依据前述实施例，可视充电状况动态的调整充放电的电流，因此可减少不必要的功率消耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种箝位电路，包含：

一控制电路，用以产生一控制讯号；

至少一可调式电流源，用以接收该控制讯号，以提供至少一充电电流来对至少一电容进行充电或使该电容进行放电，以产生一箝位电压；以及

一比较器，根据该箝位电压以及一参考电压来产生一比较结果，且该控制电路根据该比较结果来产生该控制讯号。

2.如权利要求1所述的箝位电路，这些电容的个数至少为二，且该箝位电路使用同一该可调式电源来对多个该电容进行充放电以产生该箝位电压。

3.如权利要求1所述的箝位电路，使用不同的该可调式电流源来分别对不同的该电容进行充放电以产生该箝位电压。

4.如权利要求1所述的箝位电路，还包含一开关元件，其中该电容的个数至少为二，该开关元件耦接这些电容，用以在导通时使这些电容所产生的电压相等。

5.如权利要求4所述的箝位电路，其中该箝位电路于一箝位模式下产生该箝位电压，且于产生该箝位电压前导通该开关元件使这些电容所产生的电压相等。

6.一种共模电压产生电路，用以产生一模拟数字转换器的一共模电压，包含：

一控制电路，用以产生一控制讯号；

至少一可调式电流源，用以接收该控制讯号，以提供至少一充电电流来对该模拟数字转换器的讯号输入路径上至少一电容进行充放电，以产生该共模电压；以及

一比较器，根据该共模电压以及一参考电压来产生一比较结果，且该控制电路根据该比较结果来产生该控制讯号。

7.如权利要求6所述的共模电压产生电路，这些电容的个数至少为二，且该箝位电路使用同一该可调式电源来对多个该电容进行充放电以产生该共模电压。

8.如权利要求6所述的共模电压产生电路，使用不同的该可调式电流源来分别对不同的该电容进行充放电以产生该共模电压。

9.如权利要求6所述的共模电压产生电路，还包含一开关元件，其中该电容的个数至少为二，该开关元件耦接这些电容，用以在导通时使这些电容所产生的电压相等。

10.如权利要求9所述的共模电压产生电路，其中该共模电压产生电路于一共模电压产生模式下产生该共模电压，且于产生该共模电压前导通该开关元件使这些电容所产生的电压相等。

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