CN1218486C - 用于加电升压工况的三态电路 - Google Patents

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Abstract

在当电子电路/部件加电升压时需要三态工况的电子电路和/或部件例如电视中，可以采用三态电路。本发明的三态电路可操作地连接到三态缓冲器的控制电路的启用输入端。在电子电路加电升压期间，该控制电路是可操作的，以便直到达到一预定的时间段之前防止三态缓冲器的输入传递到三态缓冲器的输出端，其中该控制电路是可操作的，以便使数据能从三态缓冲器的输入传递到三态缓冲器的输出端。

Description

用于加电升压工况的三态电路
本申请要求享有1999.7.16申请的序号为60/144422的美国临时专利申请的权益。
                           技术领域
本发明涉及一种三态工况(condition)电路，特别是涉及一种用于加电升压(power up)工况的三态工况电路。
                           背景技术
电视和其它电子装置具有各种复杂的电子电路，这些电子电路可以为模拟式、数字式或者为模拟式和数字式的组合。由于它们的复杂性、良好的设计特性或标准决定了元件越少越好。在工作过程中的各种不同阶段这些电子电路中的某一些电路要求具有不同状态的工况。例如在加电升压工况，可能希望提供一信号到公用电路，在达到稳定状态之后就不再提供，和/或逆之亦然。
一种提供不同状态工况及因此有不同输出的结果的类型的装置称为三态缓冲器。三态缓冲器可工作在三种状态，其具有输入、输出和启用(enable)端。启用端用于提供对三态缓冲器的控制。当启用端处于第一状态时，该三态缓冲器处于高阻抗模式，这意味着其看来像开路。当启用端处于第二状态时，使输入端上的数据或信号能传递到输出端，与数据或信号的类型无关。然而，对三态缓冲器的控制通常利用高(逻辑“1”)或低(逻辑“0”)信号来实现，而该信号是由微控制器提供的。启用端不受一可变控制电路的控制。
希望提供比现有技术的三态缓冲器更灵活的一种三态工况电路。还希望提供一种能在加电升压时提供三态工况的三态工况电路。
                           发明内容
本发明涉及一种设备，其包括缓冲器电路和控制电路，该控制电路产生用于控制缓冲器电路的工作模式的控制信号。缓冲器电路具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式期间，响应于输入信号的逻辑状态，由缓冲器电路产生的输出信号呈现第一和第二逻辑状态的其中之一；在第二工作模式期间，输出信号呈现与输入信号的逻辑状态无关的第三逻辑状态。控制电路产生控制信号，该控制信号使缓冲器电路选择性地工作在第一工作模式和第二工作模式的其中之一。控制电路仅直接响应工作电源(operatingpower)施加到控制电路产生控制信号。控制电路产生控制信号，该控制信号用于仅在工作电源施加到控制电路之后的一预定时间间隔，使缓冲器电路工作在第二工作模式。控制电路产生控制信号，该控制信号用于在该预定时间间隔以外的所有时间使缓冲器电路工作在第一工作模式。
按照本发明的一个方面，提供一种三态电路，包括：缓冲器电路，该缓冲器电路具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式期间，响应于输入信号的逻辑状态，由缓冲器电路产生的输出信号呈现第一和第二逻辑状态的其中之一，在第二工作模式期间，输出信号呈现与输入信号的逻辑状态无关的第三逻辑状态，所述第三逻辑状态包括高阻抗状态；控制电路，用于产生控制信号，该控制信号使缓冲器电路选择性地工作在第一工作模式和第二工作模式的其中之一；该控制电路是可操作的，用于仅直接响应工作电源施加到控制电路产生控制信号；该控制电路产生控制信号，该控制信号用于仅在工作电源施加到控制电路之后的一预定时间间隔，使缓冲器电路工作在第二工作模式，所述预定时间间隔是所述控制电路的时间常数函数；以及操作电路，其连接成能接收由缓冲器电路产生的输出信号，所述操作电路是一种响应于缓冲器电路产生的输出信号的所述高阻抗状态的类型，该缓冲器电路用于在施加所述工作电源之后进入正常工作模式；并且其中：(i)所述控制电路是所述缓冲器电路的所述控制信号的唯一信号源；(ii)所述控制电路使所述缓冲器电路在所述预定时间间隔以外的所有时间工作于所述第一工作模式；(iii)仅直接响应于在加电期间施加的所述工作电源，并且仅在之后的一个预定的有限时间段内，产生所述缓冲器电路的所述高阻抗状态。
优选地，控制电路包括一微分器，以及该微分器包括：串联在工作电压源和一基准电平之间的电阻R和电容C。
本发明的另一个方面涉及一种操作电路，其连接成能接收由缓冲器电路产生的输出信号并响应于缓冲器电路产生的输出信号的第三逻辑状态，该缓冲器电路用于在工作电源施加到控制电路之后进入正常工作模式。
                           附图说明
下面结合附图对本发明进行介绍，其中：
图1是其中可以利用本发明的示范性装置的方块示意图；
图2是本发明的电路示意图；
图3是图2的电路中的点“A”的电压-时间曲线图。
在几个附图中，相应的标号代表相应的部分。
                         具体实施方式
参照图1，以方块示意图的形式表示总体用10标注的电视设备。一开始就应认识到电视设备10代表很多可以利用本发明的部件或装置。特别是，在向部件/装置加电升压的工况时任何要求三态工况的电子部件/装置，可以利用本发明的三态电路和/或其中所介绍的原理。例如，任何包括要求三态工作(包括产生高阻抗值)的操作电路，以便在工作电源施加到操作电路之后正确地进入正常工作模式(即在加电升压工况之后)的装置，都可以利用这里所介绍的设备。
电视设备10既可以包括也可以不包括监视器或其它类似的显示装置12。同样，电视设备10可以包括也可以不包括微控制器(“μC”)或控制电路14、存储器16、音频再现部分24、适当的处理电路18和调谐器22，其中该控制电路14用于对电视设备10中的各种部件进行总体控制。图1中所示的各种部件仅是示范性的，电视设备10中的部件可以是其它和/或不同部件。另外，其它装置可以具有不同的部件。在任何情况下，在下文中术语电视设备10除非另外指出，其构成应覆盖具有各种部件的所有类型的电子装置。
电视设备10通常采用各种部件、适当的电路和/或软件，以便对经调制的音频信号和视频信号进行解码和/或以数字方式进行处理，或从任何由信号源20代表的信号源发送(“数字电视信号”)和对来自信号源20的模拟音频信号和视频信号(“模拟电视信号”)进行解码和/或进行处理。这种处理通常包括利用适当的电路、软件和/或其它部件将模拟视频信号和/或音频信号数字化，和/或将数字视频信号和/或音频信号进行解码。
作为一示例，电视设备10可以是由Indianapolis，Indiana的ThomsonConsumer Electronics，lnc出产的样机DTC100。作为另一示例，部件可以是由Indianapolis，Indiana的Thomson Consumer Electronics，lnc出产的DM1数字式样机。在电视设备的情况下，电视设备10通常包括适当的电路、软件和/或其它部件以支持/提供显示器、综合控制系统、用户接口和屏幕式显示(OSD)功能块。应认识到，电视设备10可以采取其它形式并具有附加的效能和/或不同于所显示的功能块的和/或充分论述的适当电路、软件和/或其它部件。同样，应认识到，在图1中所示的各种连接和/或互连是示范性的，因此，这些连接/互连可以改变。
电视设备10在加电升压工况期间可能需要不同的状态或信号(即电视设备10已“通电”)。利用一种产生具有至少三种状态(例如逻辑0(或低电平状态)、逻辑1(或高电平状态)、高阻抗(或高Z状态))输出信号电路，例如按照图2中所示示例的本发明原理的三态电路可以实现这一点。在三态电路的第一工作模式期间，响应于缓冲器电路的输入信号的逻辑状态，确定由三态电路中的缓冲器电路产生的输出的逻辑状态。在缓冲器电路的第二工作模式期间，缓冲器电路的输出处于高阻抗工况，或高Z状态，与逻辑电路的输入信号的逻辑状态无关。
参照图2，该图示出一种总体用30标注的加电升压工况的三态电路。应认识到，虽然对于电视设备10所述的是三态电路30，但三态电路30可应用于任何电子电路应用场合。三态电路30包括三态缓冲器40和控制电路或微分器(differentiator)50。三态缓冲器40具有输入端(in)42、输出端(OUT)44和启用端(E)46。输入端42适合从数据/信号源(未示出)接收数据或信号。输出端44适合于根据启用端46的状态输出从输入端42所接收的数据或信号。
当对于三态缓冲器(或缓冲器电路)的控制信号(在启用端46)处于高状态或电压(逻辑“1”)时，三态缓冲器40处于高阻抗状态，因此呈现开路。在启用端46处于高状态期间，在输入端42上出现的任何数据或信号将不传递到输出端44。即由缓冲器40产生的输出信号维持高阻抗状态或高Z逻辑状态，与输入信号的逻辑状态无关。当启用端处于低状态或电压(逻辑“0”)时，三态缓冲器40将在输入端42上出现的任何数据或信号传递到输出端44。即响应于输入信号的逻辑状态，由缓冲器40产生的输出信号呈现逻辑状态。按实用范围，利用启用端46控制从输入端42传递到输出端44的任何数据或信号，其中由所施加的电压驱动启用端46。低电压(逻辑“0”)对应于启用端46的低状态(逻辑“0”)，而高电压(逻辑“0”)对应于启用端46的高状态(逻辑“1”)。作为典型三态缓冲器的一个示例，约或小于0.7伏的电压会引起启用端46进入低状态，而约或大于2.0伏的高电压会引起启用端46进入高状态，
三态缓冲器40的真值表为：
    输入     输出
    IN   E     OUT
    X    1     Z
    0    0     0
    1    0     1
其中：X为非在意值(not care)
      Z为高阻抗状态
控制电路50向启用端46提供控制信号例如一电压使启用端46或者处于低状态，或者处于高状态。该控制电路一端连接到电压源，另一端连接到地60。控制电路50其适合/配置成在立即加电升压时(即在电压源达到稳定状态之前的时间)初始提供低状态到启用端46持续很短的一段时间。在这一很短的一段时间内，输入端42上的数据或信号传递到输出端44。当来自电压源的电压施加到控制电路50时，控制电路50向启用端46提供控制电压(最好为一比例电压)。当控制电路50的电压达到一过渡阈值(例如约2.0伏)时，启用端46从低状态变化到高状态。控制电路50的电压达到稳定状态之后，控制电路50继续提供一足以使启用端46保持高状态的持续预定时间段的电压。该持续预定时间段是控制电路50的时间常数的函数，是控制电路50中的各种部件、各种部件连接线路以及各种部件的数值的函数。
以不同的方式说，控制电路50产生控制信号或启用信号，使缓冲器电路能选择性地工作在第一和第二工作模式的其中之一。例如，第一工作模式对应于缓冲器电路工作产生一输出信号，该输出信号具有响应于缓冲器电路输入信号的相应逻辑状态的第一和第二逻辑状态的其中之一。第二工作模式对应于该呈现第三逻辑状态例如高阻抗状态的的输出信号，而与输入信号的逻辑状态无关。控制电路仅直接响应于工作电源施加到控制电路上产生控制信号。此外，仅在将工作电源施加到控制电路上之后的一预定时间段内控制电路产生控制信号，使缓冲器电路工作在第二工作模式。在除了该预定时间段以外的所有时间，控制电路产生控制信号使缓冲器电路工作在第一工作模式。
因此，仅响应于将工作电源施加到控制电路，控制电路产生控制信号以改变缓冲器电路的工作模式。在其它时间，即非设备正常工作期间的任何时间，缓冲器电路的工作模式不变。因此，仅直接响应于施加工作电源，即在加电升压期间，并在其后持续预定时间段产生缓冲器电路输出的第三即高阻抗状态。在其它时间，即非设备正常工作期间的任何时间，不产生缓冲器电路输出的第三即高阻抗状态。因此，仅在加电升压期间利用缓冲器电路，以便形成持续预定时间的高阻抗工况。通过进入正常工作模式，缓冲器电路的输出信号耦合到一响应于第三逻辑状态或高阻抗工况的可操作电路。没有高阻抗工况，可操作电路将不会正确地进入正常工作模式。
按图2中所示的一种形式，控制电路50包括一与电阻R串联的电容C。电容C连接到电压源(图2中所示指定为“+5伏”)，而电阻R连接到地60。图2中所示控制电路50是一RC串联电路。启用端46在点A(在串联的电容C和电阻R之间)连接到控制电路50。图3中表示了点“A”电压曲线。
参照图3，该图所示总体用70标注的电压(v)随时间(t)的关系曲线图，其中对控制电路50中的点“A”所画的曲线为A。此外曲线图70有一总体用80标注的电压源的曲线。在时间0(t＝0)，或向控制电路50施加电压之前，电压为0(v＝0)。当从电压源向控制电路50施加电压时，来自电压源的电压上升，直到达到稳定状态(这里为+5伏)。当点“A”的电压达到阈值(约2.0伏)时，启用端46变为高状态。在该来自电压源的电压到达稳定状态所需的时间期间，将电容C充电。当该来自电压源的电压到达稳定状态时，电容C上(亦即点“A”)的电压到达最大值。在稳定状态期间，点“A”的电压开始哀减。当在一预定的时间段之后电压达到衰减阈值(约0.7伏)时，启用端46由高变为低。
应认识到，可以选择R和C的数值，以便形成任何时间常数值，使得三态缓冲器40持续预定时间段(对应于电路的时间常数)保持在高状态。同样，应认识到，可以利用其它电路结构形成相同或相似的定时。根据本发明的原理，其它电路中的各种部件的数值应是可变的，以便形成任何预定的时间段。
虽然已经按照一种优选的设计和/或配置介绍了本发明，但本发明可以在本公开的构思和范围内进一步改进。因此，本申请意在覆盖利用其一般原理的本发明的任何变化、使用或改进。此外，本申请意在覆盖落在与本发明相关的现有技术中公知的或通常实践的和所提出的权利要求的范围内的根据本公开的这样一些改进。

Claims (4)

1.一种三态电路，包括：
缓冲器电路，该缓冲器电路具有第一工作模式和第二工作模式，在第一工作模式期间，响应于输入信号的逻辑状态，由缓冲器电路产生的输出信号呈现第一和第二逻辑状态的其中之一，在第二工作模式期间，输出信号呈现与输入信号的逻辑状态无关的第三逻辑状态，所述第三逻辑状态包括高阻抗状态；
控制电路，用于产生控制信号，该控制信号使缓冲器电路选择性地工作在第一工作模式和第二工作模式的其中之一；该控制电路是可操作的，用于仅直接响应工作电源施加到控制电路产生控制信号；该控制电路产生控制信号，该控制信号用于仅在工作电源施加到控制电路之后的一预定时间间隔，使缓冲器电路工作在第二工作模式，所述预定时间间隔是所述控制电路的时间常数函数；以及
操作电路，其连接成能接收由缓冲器电路产生的输出信号，所述操作电路是一种响应于缓冲器电路产生的输出信号的所述高阻抗状态的类型，该缓冲器电路用于在施加所述工作电源之后进入正常工作模式；
并且其中：
(i)所述控制电路是所述缓冲器电路的所述控制信号的唯一信号源；
(ii)所述控制电路使所述缓冲器电路在所述预定时间间隔以外的所有时间工作于所述第一工作模式；
(iii)仅直接响应于在加电期间施加的所述工作电源，并且仅在之后的一个预定的有限时间段内，产生所述缓冲器电路的所述高阻抗状态。
2.根据权利要求1所述的三态电路，其中该控制电路包括一微分器，以及该微分器包括：
串联在工作电压源和一基准电平之间的电阻R和电容C。
3.根据权利要求2所述的三态电路，其中在电阻R和电容C之间的电路节点处产生控制信号。
4.根据权利要求3所述的三态电路，其中该电容一端连接到工作电压源，电阻的一端连接到基准电平。
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