CN110535401A - 马达驱动电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种马达驱动电路，包括位置侦测电路、驱动处理电路、调整电压源、参数读取单元及计时单元。参数读取单元连接功能参数脚位、第一缓存器及第二缓存器，计时单元产生计时信号，参数读取单元处理计时信号以获得连续的第一时间区间及第二时间区间，并在第一时间区间读取功能参数脚位的第一功能参数电压并产生第一功能参数数据写入第一缓存器，且在第二时间区间读取功能参数脚位的第二功能参数电压并产生第二功能参数数据写入第二缓存器，驱动处理电路依据第一功能参数数据及第二功能参数数据驱动马达。通过本发明的马达驱动电路，能利用分时机制使单一功能参数脚位可达到两种以上马达性能调整功能的马达驱动电路。

Description

马达驱动电路
技术领域
本发明涉及一种马达驱动电路，特别是涉及一种能利用分时机制使单一功能参数脚位可达到两种以上马达性能调整功能的马达驱动电路。
背景技术
在现有马达驱动电路中，针对马达性能调整的设定虽有包括转速曲线、相位角调整、软启动调整及工作周期调整，然而，在脚位有限的前提下，在脚位的设定上可能会舍弃某些性能调整功能。
然而，为了增加马达驱动电路的功能，需要采用适配高阶协议I2C、SPI、SMBUS的电路架构，但其不仅成本较高，IC应用广度较小，额外刻录更会造成成本提高，制程上会有缺陷，且不一定与现有的马达应用系统兼容。
故，如何通过电路设计的改良，使马达驱动电路的单一脚位能具备多种调整功能，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种马达驱动电路，用于驱动马达，马达驱动电路包括位置侦测电路、驱动处理电路、调整电压源、参数读取单元及计时单元。位置侦测电路用于侦测马达的转子的位置，并产生位置信号。驱动处理电路连接于位置侦测电路及一调整电压脚位，驱动处理电路根据位置侦测电路的位置信号驱动马达。调整电压源通过分压电路连接调整电压脚位及功能参数脚位。参数读取单元连接功能参数脚位、第一缓存器及第二缓存器，其中，第一缓存器及第二缓存器分别连接驱动处理电路。计时单元分别连接参数读取单元、第一缓存器及第二缓存器，并产生计时信号。其中，参数读取单元处理计时信号以获得连续的第一时间区间及第二时间区间。其中，在第一时间区间中，参数读取单元经配置以读取功能参数脚位的第一功能参数电压并产生第一功能参数数据写入第一缓存器。其中，在第二时间区间中，参数读取单元经配置以读取功能参数脚位的第二功能参数电压并产生第二功能参数数据写入第二缓存器。其中，驱动处理电路经配置以读取第一缓存器及第二缓存器，并进一步依据第一功能参数数据及第二功能参数数据驱动马达。
优选地，所述参数读取单元包括模拟数字转换器及振荡计数单元。模拟数字转换器分别连接所述第一缓存器、所述计时单元及所述功能参数脚位。振荡计数单元分别连接所述第二缓存器、所述计时单元及所述功能参数脚位，其中在所述第一时间区间中，所述计时单元经配置启动所述模拟数字转换器，所述模拟数字转换器经配置以将所述功能参数脚位的所述第一功能参数电压转换为所述第一功能参数数据并写入所述第一缓存器。
优选地，所述分压电路包括一第一电阻、一第二电阻及一电容，所述第一电阻连接于所述调整电压脚位与所述功能参数脚位之间，所述第二电阻连接于所述功能参数脚位与接地端之间，且所述电容连接于所述功能参数脚位与接地端之间。
优选地，所述第一功能参数电压为所述调整电压源通过所述分压电路于所述功能参数脚位产生的一电阻分压。
优选地，在所述第二时间区间中，所述计时单元经配置以关闭所述模拟数字转换器，并启动所述振荡计数单元，所述振荡计数单元经配置以向所述功能参数脚位传送一振荡信号而于所述功能参数脚位产生所述第二功能参数电压，所述振荡计数单元进一步经配置以对所述第二功能参数电压进行计数，并转换为所述第二功能参数数据写入所述第二缓存器。
优选地，所述参数读取单元包括模拟数字转换器及电流源。模拟数字转换器分别连接所述第一缓存器、所述第二缓存器及所述功能参数脚位。电流源通过一开关组件连接于一参考电位端，且所述开关组件的一控制端连接于所述计时单元，所述参考电位端具有一参考电位。其中在所述第一时间区间中，所述计时单元经配置以控制所述开关组件关断，且所述模拟数字转换器经配置以将所述功能参数脚位的所述第一功能参数电压转换为所述第一功能参数数据并写入所述第一缓存器。
优选地，所述分压电路包括一第三电阻及一第四电阻，所述第三电阻连接于所述调整电压脚位与所述功能参数脚位之间，且所述第四电阻连接于所述功能参数脚位与接地端之间。
优选地，所述第一功能参数电压为所述调整电压源通过所述分压电路于所述功能参数脚位产生的一电阻分压。
优选地，在所述第二时间区间中，所述计时单元经配置以控制所述开关组件导通，使所述功能参数脚位产生所述第二功能参数电压，所述模拟数字转换器经配置以将所述功能参数脚位的所述第二功能参数电压转换为所述第二功能参数数据并写入所述第一缓存器。
优选地，所述参考电位端为一高电位或一低电位。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的马达驱动电路，其能通过“在第一时间区间中产生第一功能参数数据写入第一缓存器，在第二时间区间中产生第二功能参数数据写入第二缓存器”以及“驱动处理电路读取第一缓存器及第二缓存器，并依据第一功能参数数据及第二功能参数数据驱动马达”的技术方案，以利用分时的概念来使单一功能参数脚位可以达到两种以上的功能参数设定，以增加马达驱动电路的功能设计灵活性。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的马达驱动电路的电路架构图。
图2为本发明第一实施例的马达驱动电路的信号时序图。
图3为本发明第二实施例的马达驱动电路的电路架构图。
图4为本发明第二实施例的马达驱动电路的信号时序图。
图5为本发明第三实施例的马达驱动电路的电路架构图。
图6为本发明第三实施例的马达驱动电路的信号时序图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“马达驱动电路”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
第一实施例
图1为本发明第一实施例的马达驱动电路的电路架构图。参阅图1所示，本发明第一实施例提供一种马达驱动电路1，用于驱动一马达，马达驱动电路1包括位置侦测电路10、驱动处理电路11、调整电压源Vreg、参数读取单元13及计时单元16。马达驱动电路1可包括多个脚位，例如图所示的第一输出端OUT1、第二输出端OUT2、电压供应脚位VDD、调整电压脚位VREG、功能参数脚位FUN及接地脚位GND。
其中，位置侦测电路10用于侦测马达的转子的位置，并产生位置信号。位置侦测电路10例如可为霍尔传感器，其可设置于邻近马达处，且用以感测该马达的磁场变化，并确定单一磁极位置，以据此产生位置信号。
位置侦测电路10还可进一步包括霍尔信号处理部，以将所产生的该霍尔信号放大。霍尔信号处理部可接收霍尔传感器产生的霍尔信号，并根据其等而检测切换驱动相的时序。位置侦测电路10亦可包括对霍尔信号的配对进行比较的比较器，且将比较器的输出信号作为表示切换驱动相的时序的信号而加以输出。或者位置侦测电路10亦可包括对霍尔信号的配对的差分进行放大的放大器。
驱动处理电路11可连接于位置侦测电路10、调整电压脚位VREG及电压供应脚位VDD，驱动处理电路11根据位置侦测电路10的位置信号驱动马达。马达驱动电路1还包括有全桥电路110，其可包括于驱动处理电路11或独立设置，全桥电路110具有第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3与第四开关SW4，第一开关SW1耦接于驱动处理电路11与第一输出端OUT1之间，第二开关SW2耦接于驱动处理电路11输入端与第二输出端OUT2之间，第三开关SW3耦接于第一输出端OUT1与接地端之间，且第四开关SW4耦接于第二输出端OUT2与接地端之间。
续言之，调整电压源Vreg可通过分压电路12连接调整电压脚位VREG及功能参数脚位FUN。而参数读取单元13可连接功能参数脚位FUN、第一缓存器14及第二缓存器15。其中，第一缓存器14及第二缓存器15可分别连接驱动处理电路11。
此外，马达驱动电路1还包括计时单元16，其分别连接参数读取单元13、第一缓存器14及第二缓存器15，并产生计时信号。此计时信号可依据预先设定的第一时间区间及第二时间区间，而分别产生不同电压电平的计时信号。进一步，参数读取单元13可处理上述计时信号以获得连续的第一时间区间及第二时间区间。
进一步参考图2，其为本发明第一实施例的马达驱动电路的信号时序图。如图所示，为了使功能参数脚位FUN具备两种功能参数的设定，本发明采用了分时架构。举例而言，在第一时间区间T1中，参数读取单元13可经配置以读取功能参数脚位FUN的第一功能参数电压，并产生第一功能参数数据RD1写入第一缓存器14。同时，此时并未针对第二缓存器15写入数据，因此在第一时间区间T1中，第二缓存器15的数据为第二闩锁数据LD2。
另一方面，在第二时间区间T2中，参数读取单元13可经配置以读取功能参数脚位FUN的第二功能参数电压并产生第二功能参数数据RD2写入第二缓存器15，同时，此时并未针对第一缓存器14写入数据，因此在第二时间区间T2中，第一缓存器14的数据为第一闩锁数据LD1。
因此，通过计时单元16的配置，驱动处理电路11可经配置以读取第一缓存器14及第二缓存器15，并进一步依据所读取的第一功能参数数据RD1及第二功能参数数据RD2针对马达的性能进行调整。举例而言，第一功能参数数据RD1及第二功能参数数据RD2可为针对马达性能调整的设定数据，例如包括转速曲线、相位角调整、软启动调整及工作周期调整数据。
因此，通过上述配置，可在马达驱动电路的有限脚位下，使单一功能参数脚位具备多种设定功能，以增加马达驱动电路的功能设计灵活性。
本实施例仅对本发明的核心概念做示例性的描述，以下将根据附图在下列实施例中做更详细的描述。
第二实施例
图3为本发明第二实施例的马达驱动电路的电路架构图。参阅图3所示，本发明第二实施例提供一种马达驱动电路1’，用于驱动马达，马达驱动电路1’包括位置侦测电路10、驱动处理电路11、调整电压源Vreg、参数读取单元13及计时单元16。马达驱动电路1可包括多个脚位，例如图所示的第一输出端OUT1、第二输出端OUT2、电压供应脚位VDD、调整电压脚位VREG、功能参数脚位FUN及接地脚位GND。在本实施例中，类似的组件使用类似的组件符号，故省略重复叙述。
更进一步的，在本实施例中，参数读取单元13包括模拟数字转换器130及振荡计数单元132。其中，模拟数字转换器130分别连接第一缓存器14、计时单元16及功能参数脚位FUN。而振荡计数单元132分别连接第二缓存器15、计时单元16及功能参数脚位FUN。其中，计时单元16可为本领域熟知的频率产生电路，其可经配置以在不同时间区间提供电压电平不同的信号。
此外，分压电路12进一步包括第一电阻R1、第二电阻R2及电容C1，第一电阻R1连接于调整电压脚位VREG与功能参数脚位FUN之间，第二电阻R2连接于功能参数脚位FUN与接地端之间，且电容C1连接于功能参数脚位FUN与接地端之间，因此形成一RC电路。
更具体而言，请一并参考图4，为本发明第二实施例的马达驱动电路的信号时序图。
具体而言，在第一时间区间T1中，计时单元16可输出一模拟数字转换器启动信号EN_ADC来致能(Enable)模拟数字转换器(Analog to Digital Converter,ADC)130，模拟数字转换器130可将功能参数脚位FUN的第一功能参数电压转换为第一功能参数数据RD1并写入第一缓存器14。
更详细而言，在模拟数字转换器130与功能参数脚位FUN之间可进一步设置一比较器，此比较器可将功能参数脚位FUN的第一功能参数电压与一参考电压进行比较，并根据比较结果决定将高电位(High)或低电位(Low)的信号输出至模拟数字转换器130，进而将此信号转换为第一功能参数数据RD1并写入第一缓存器14。
此外，此第一功能参数电压实质上为调整电压源Vreg通过分压电路12于功能参数脚位FUN产生的电阻分压。同时，此时振荡计数单元132处于失能(Disable)而并未针对第二缓存器15写入数据，因此在第一时间区间T1中，第二缓存器15的数据为第二闩锁数据LD2。
另一方面，在第二时间区间T2中，计时单元16经配置以关闭(Disable)模拟数字转换器130，并传送一振荡计数单元启动信号EN_OSC启动振荡计数单元132。振荡计数单元132经配置以向FUN功能参数脚位传送振荡信号而于功能参数脚位FUN产生第二功能参数电压，如图4所示，功能参数脚位FUN的电位产生振荡，此时振荡计数单元132进一步经配置以对第二功能参数电压进行计数，此计数值可转换为第二功能参数数据RD2写入第二缓存器15。同时，此时并未针对第一缓存器14写入数据，因此在第二时间区间T2中，第一缓存器14的数据闩锁住，为第一闩锁数据LD1。
因此，通过计时单元16的配置，驱动处理电路11可经配置以读取第一缓存器14及第二缓存器15，并进一步依据所读取的第一功能参数数据RD1及第二功能参数数据RD2针对马达的性能进行调整。举例而言，第一功能参数数据RD1及第二功能参数数据RD2可为针对马达性能调整的设定数据，例如包括转速曲线、相位角调整、软启动调整及工作周期调整数据。
因此，通过上述配置，可在马达驱动电路的有限脚位下，使单一功能参数脚位具备多种设定功能，以增加马达驱动电路的功能设计灵活性。同时，通过“模拟数字转换器及振荡计数单元”的技术方案，可利用分时读取不同设定的概念来提升马达驱动电路的设计灵活性。
第三实施例
图5为本发明第三实施例的马达驱动电路的电路架构图。参阅图5所示，本发明第三实施例提供一种马达驱动电路1”，用于驱动马达，马达驱动电路1”包括位置侦测电路10、驱动处理电路11、调整电压源Vreg、参数读取单元13及计时单元16。马达驱动电路1可包括多个脚位，例如图所示的第一输出端OUT1、第二输出端OUT2、电压供应脚位VDD、调整电压脚位VREG、功能参数脚位FUN及接地脚位GND。在本实施例中，类似的组件使用类似的组件符号，故省略重复叙述。
更进一步的，在本实施例中，参数读取单元13包括模拟数字转换器130及电流源Is。其中，模拟数字转换器130分别连接第一缓存器14、第二缓存器15及功能参数脚位FUN。而电流源Is通过开关组件SW连接于参考电位端，在本实施例可例如为接地端，且开关组件SW的控制端连接于计时单元16，此参考电位端可具有参考电位，在本实施例可例如为接地电位。其中，计时单元16可为本领域熟知的频率产生电路，其可经配置以在不同时间区间提供电压电平不同的信号。
此外，分压电路12包括第三电阻R3及第四电阻R4，第三电阻R3连接于调整电压脚位Vreg与功能参数脚位FUN之间，且第四电阻R4连接于功能参数脚位FUN与接地端之间。
更具体而言，请一并参考图6，为本发明第三实施例的马达驱动电路的信号时序图。
具体而言，在第一时间区间T1中，计时单元16可经配置以控制开关组件SW关断，亦即，使电流源Is失能(Disable)。此时，模拟数字转换器130经配置以将功能参数脚位FUN的设定解出为一电阻分值，此电阻分值作为第一功能参数电压，并通过模拟数字转换器130转换为第一功能参数数据RD1并写入第一缓存器14。
更详细而言，在模拟数字转换器130与功能参数脚位FUN之间可进一步设置一比较器，此比较器可将功能参数脚位FUN的第一功能参数电压与一参考电压进行比较，并根据比较结果决定将高电位(High)或低电位(Low)的信号输出至模拟数字转换器130，进而将此信号转换为第一功能参数数据RD1并写入第一缓存器14。
此外，此第一功能参数电压实质上为调整电压源Vreg通过分压电路12于功能参数脚位FUN产生的电阻分压。同时，此时振荡计数单元132处于失能(Disable)而并未针对第二缓存器15写入数据，因此在第一时间区间T1中，第二缓存器15的数据为第二闩锁数据LD2。
另一方面，在第二时间区间T2中，计时单元16经配置以控制开关组件SW导通，亦即，致能电流源Is。此时，功能参数脚位FUN的电位因下拉(Pulllow)电流源Is与接地端的配置而下降，模拟数字转换器130经配置以将功能参数脚位FUN的设定解出为另一电阻分值，此电阻分值作为第二功能参数电压，并通过模拟数字转换器130转换为第一功能参数数据RD2并写入第一缓存器14。
同时，此时并未针对第一缓存器14写入数据，因此在第二时间区间T2中，第一缓存器14的数据闩锁住，为第一闩锁数据LD1。
因此，通过计时单元16的配置，驱动处理电路11可经配置以读取第一缓存器14及第二缓存器15，并进一步依据所读取的第一功能参数数据RD1及第二功能参数数据RD2针对马达的性能进行调整。举例而言，第一功能参数数据RD1及第二功能参数数据RD2可为针对马达性能调整的设定数据，例如包括转速曲线、相位角调整、软启动调整及工作周期调整数据。
另一方面，在此实施例中，电流源Is可通过开关组件SW连接于具有高电位的一参考电位端，以作为一上拉电流源Is的配置，或电流源Is亦可以电阻取代，而作为一上拉电阻或下拉电阻的配置。模拟数字转换器130可据此将功能参数脚位FUN的设定解出为又一电阻分值，此电阻分值作为第二功能参数电压。
另一方面，可在第一时间区间T1及第二时间区间T2外更设定一第三时间区间，并设置额外的缓存器，同时搭配计时单元16于功能参数脚位FUN设定第三功能，或以此类推增添更多功能。
因此，通过上述配置，可在马达驱动电路的有限脚位下，使单一功能参数脚位具备多种设定功能，以增加马达驱动电路的功能设计灵活性。同时，通过“模拟数字转换器及上拉/下拉电流源”的技术方案，可利用分时读取不同设定的概念来提升马达驱动电路的设计灵活性。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的马达驱动电路，其能通过“在第一时间区间中产生第一功能参数数据写入第一缓存器，在第二时间区间中产生第二功能参数数据写入第二缓存器”以及“驱动处理电路读取第一缓存器及第二缓存器，并依据第一功能参数数据及第二功能参数数据驱动马达”的技术方案，以利用分时的概念来使单一功能参数脚位可以达到两种以上的功能参数设定，以增加马达驱动电路的功能设计灵活性。
此外，通过“模拟数字转换器及振荡计数单元”及“模拟数字转换器及上拉/下拉电流源”的技术方案，可利用分时读取不同设定的概念来提升马达驱动电路的设计灵活性。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种马达驱动电路，其特征在于，用于驱动一马达，所述马达驱动电路包括：
一位置侦测电路，用于侦测所述马达的转子的位置，并产生一位置信号；
一驱动处理电路，连接于所述位置侦测电路及一调整电压脚位，所述驱动处理电路根据所述位置侦测电路的所述位置信号驱动所述马达；
一调整电压源，通过一分压电路连接所述调整电压脚位及一功能参数脚位；
一参数读取单元，连接所述功能参数脚位、一第一缓存器及一第二缓存器，其中所述第一缓存器及所述第二缓存器分别连接所述驱动处理电路；
一计时单元，分别连接所述参数读取单元、所述第一缓存器及所述第二缓存器，并产生一计时信号，
其中所述参数读取单元处理所述计时信号以获得连续的一第一时间区间及一第二时间区间，
其中在所述第一时间区间中，所述参数读取单元经配置以读取所述功能参数脚位的一第一功能参数电压并产生一第一功能参数数据写入所述第一缓存器，以及
其中在所述第二时间区间中，所述参数读取单元经配置以读取所述功能参数脚位的一第二功能参数电压并产生一第二功能参数数据写入所述第二缓存器，
其中所述驱动处理电路经配置以读取所述第一缓存器及所述第二缓存器，并进一步依据所述第一功能参数数据及所述第二功能参数数据驱动所述马达。
2.根据权利要求1所述的马达驱动电路，其特征在于，所述参数读取单元包括：
一模拟数字转换器，分别连接所述第一缓存器、所述计时单元及所述功能参数脚位；
一振荡计数单元，分别连接所述第二缓存器、所述计时单元及所述功能参数脚位，
其中在所述第一时间区间中，所述计时单元经配置启动所述模拟数字转换器，所述模拟数字转换器经配置以将所述功能参数脚位的所述第一功能参数电压转换为所述第一功能参数数据并写入所述第一缓存器。
3.根据权利要求2所述的马达驱动电路，其特征在于，所述分压电路包括一第一电阻、一第二电阻及一电容，所述第一电阻连接于所述调整电压脚位与所述功能参数脚位之间，所述第二电阻连接于所述功能参数脚位与接地端之间，且所述电容连接于所述功能参数脚位与接地端之间。
4.根据权利要求3所述的马达驱动电路，其特征在于，所述第一功能参数电压为所述调整电压源通过所述分压电路于所述功能参数脚位产生的一电阻分压。
5.根据权利要求3所述的马达驱动电路，其特征在于，在所述第二时间区间中，所述计时单元经配置以关闭所述模拟数字转换器，并启动所述振荡计数单元，所述振荡计数单元经配置以向所述功能参数脚位传送一振荡信号而于所述功能参数脚位产生所述第二功能参数电压，所述振荡计数单元进一步经配置以对所述第二功能参数电压进行计数，并转换为所述第二功能参数数据写入所述第二缓存器。
6.根据权利要求1所述的马达驱动电路，其特征在于，所述参数读取单元包括：
一模拟数字转换器，分别连接所述第一缓存器、所述第二缓存器及所述功能参数脚位；以及
一电流源，通过一开关组件连接于一参考电位端，且所述开关组件的一控制端连接于所述计时单元，所述参考电位端具有一参考电位，
其中在所述第一时间区间中，所述计时单元经配置以控制所述开关组件关断，且所述模拟数字转换器经配置以将所述功能参数脚位的所述第一功能参数电压转换为所述第一功能参数数据并写入所述第一缓存器。
7.根据权利要求6所述的马达驱动电路，其特征在于，所述分压电路包括一第三电阻及一第四电阻，所述第三电阻连接于所述调整电压脚位及所述功能参数脚位之间，且所述第四电阻连接于所述功能参数脚位与接地端之间。
8.根据权利要求7所述的马达驱动电路，其特征在于，所述第一功能参数电压为所述调整电压源通过所述分压电路于所述功能参数脚位产生的一电阻分压。
9.根据权利要求7所述的马达驱动电路，其特征在于，在所述第二时间区间中，所述计时单元经配置以控制所述开关组件导通，使所述功能参数脚位产生所述第二功能参数电压，所述模拟数字转换器经配置以将所述功能参数脚位的所述第二功能参数电压转换为所述第二功能参数数据并写入所述第一缓存器。
10.根据权利要求9所述的马达驱动电路，其特征在于，所述参考电位端为一高电位或一低电位。
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