KR100528801B1 - 신호 레벨 변환 회로 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 신호 레벨 변환 회로는, 서로 다른 전압 신호 레벨을 사용하는 장치들 간의 데이터 통신 상에 전압 신호 레벨을 변환시켜줌으로써, 낮은 전압을 사용하는 장치에서 출력한 소정의 논리 단계를 갖는 신호가 높은 전압을 사용하는 장치에서도 동일한 논리 단계의 신호로 인식될 수 있도록 하는 신호 레벨 변환 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 복수개의 기준 전원 전압 중 제1 기준 전원 전압을 사용하는 제1 수단; 및 복수개의 기준 전원 전압 중 제2 기준 전원 전압을 사용하는 제2 수단을 포함하는 단일 시스템의 휴대용 단말기에 있어서, 복수개의 기준 전원 전압을 인가 받고, 상기 제1 수단 또는 상기 제2 수단으로부터 인에이블 신호를 입력받아 활성화되면, 상기 제1 수단으로부터 입력받은 복수개의 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호를 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로 변환하여 제2 수단으로 출력하거나, 상기 제2 수단으로부터 입력받은 복수개의 상기 제2 기준 전원전압 레벨 신호를 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로 변환하여 상기 제1 수단으로 출력하는 전압 레벨 변환부를 포함한다.

Description

신호 레벨 변환 회로{CIRCUIT FOR SHIFTING VOLTAGE LEVEL}
본 발명은 신호 레벨 변환 회로에 관한 것으로, 특히, 복합기능 구현을 위한 휴대용 단말기 시스템에 적용되어, 서로 다른 전압 레벨을 사용하는 장치들 간의 데이터 통신을 가능하게 하는 신호 레벨 변환 회로에 관한 것이다.
현재, 휴대용 단말기에 새로운 멀티미디어 기능을 구현하기 위하여 여러가지 부품 및 장치들을 적용하고 있는데, 이러한 장치들은 배터리의 수명을 연장하기 위하여 낮은 신호 전압 레벨 상에서 동작하도록 함으로써 전력 효율을 높이고 있다.
그러나, 휴대용 단말기에 적용된 장치의 신호 전압 레벨이 미리 장착된 장치의 신호 전압 레벨과 서로 다를 경우에 데이터 통신이 수행되면, 낮은 전압을 사용하는 장치에서의 제2 논리 단계(High)인 신호가 높은 전압을 사용하는 장치에서는 제1 논리 단계(Low)인 신호로 인식되거나, 높은 전압을 사용하는 장치에서의 제1 논리 단계(Low)인 신호가 낮은 전압을 사용하는 장치에서는 제2 논리 단계(High)인 신호로 인식될 수 있기 때문에, 단말기 상에서 오동작을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 서로 다른 전압 신호 레벨을 사용하는 장치들 간의 데이터 통신 상에 전압 신호 레벨을 변환시켜줌으로써, 낮은 전압을 사용하는 장치에서 출력한 소정의 논리 단계를 갖는 신호가 높은 전압을 사용하는 장치에서도 동일한 논리 단계의 신호로 인식될 수 있도록 하는 신호 레벨 변환 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 신호 레벨 변환 회로는, 복수개의 기준 전원 전압 중 제1 기준 전원 전압을 사용하는 제1 수단; 및 복수개의 기준 전원 전압 중 제2 기준 전원 전압을 사용하는 제2 수단을 포함하는 단일 시스템의 휴대용 단말기에 있어서, 복수개의 기준 전원 전압을 인가 받고, 상기 제1 수단 또는 상기 제2 수단으로부터 인에이블 신호를 입력받아 활성화되면, 상기 제1 수단으로부터 입력받은 복수개의 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호를 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로 변환하여 제2 수단으로 출력하거나, 상기 제2 수단으로부터 입력받은 복수개의 상기 제2 기준 전원전압 레벨 신호를 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로 변환하여 상기 제1 수단으로 출력하는 전압 레벨 변환부를 포함한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 레벨 변환 회로가 적용된 시스템을 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 신호 레벨 변환 회로가 적용된 시스템은, 제1 전압 레벨 신호 발생부(110), 전압 레벨 변환부(120) 및 제2 전압 레벨 신호 발생부(130)를 포함한다.
제1 전압 레벨 신호 발생부(110)는, 단말기 상에서 캠코더 기능을 위한 제어를 수행하고, 후술하는 전압 레벨 변환부(120)를 활성화하는 인에이블 신호(EN)를 생성하며, 영상 데이터를 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로서 출력하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제1 전압 레벨 신호 발생부(110)는, 1.8V의 구동 전압을 사용하는 VOD(Video On Demand) CPU일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 전압 레벨 변환부(120)는, 복수개의 기준 전원 전압(VCCA, VCCB)을 인가 받고, 상기 제1 전압 레벨 신호 발생부(110)로부터 상기 인에이블 신호(EN)를 입력받아 활성화되면, 상기 제1 전압 레벨 신호 발생부(110)로부터 입력받은 상기 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호의 전압 레벨을 상기 복수개의 기준 전원 전압(VCCA, VCCB)을 참조하여 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로 변환하며, 후술하는 제2 전압 레벨 신호 발생부(130)로부터 입력받은 상기 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호의 전압 레벨을 상기 복수개의 기준 전원 전압(VCCA, VCCB)을 참조하여 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로 변환하는 역할을 한다. 다시 말하면, 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호가 제1 논리 단계인 경우에는, 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호가 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로서 전달되고, 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호가 제2 논리 단계인 경우에는, 상기 제2 기준 전원 전압이 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로서 인가되며, 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호가 제1 논리 단계인 경우에는, 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호가 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로서 전달되고, 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호가 제2 논리 단계인 경우에는, 상기 제1 기준 전원 전압이 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로서 인가된다.
한편, 제2 전압 레벨 신호 발생부(130)는, 상기 전압 레벨 변환부(120)로부터 상기 복수개의 조정된 제2 기준 전원 전압 레벨 신호를 입력받고, 상기 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호에 의해 사용자가 인식할 수 있는 영상을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제2 전압 레벨 신호 발생부(130)는, 3.3V의 구동 전압을 사용하는 LCD일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 레벨 변환 회로를 나타낸 회로도로서, 이에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 저항(R1)은, 상기 제2 기준 전원 전압과 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호의 차동값이 상기 FET의 문턱 전압을 넘지 못하는 경우에는, 상기 제1 기준 전원 전압이 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로서 인가되도록 연결되어 있다.
또한, 스위치부(221)는, 게이트 단자로 상기 제1 기준 전원 전압(VCCA)을 인가 받고, 소스 단자는 상기 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(A1)의 신호원에 연결되며, 드레인 단자는 상기 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(B1)의 출력 단자를 형성하고, 상기 제1 기준 전원 전압(VCCA)을 기준으로 구분된 상기 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(A1) 및 상기 복수개의 기준 전원 전압 중 제2 기준 전원 전압(VCCB)을 기준으로 구분된 상기 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(B1)를 서로 변환/스위칭하는 역할을 한다. 여기서, 상기 스위치부(221)는, FET 및 상기 FET의 드레인 단자에 음극이 연결되고, 상기 FET의 소스 단자에 양극이 연결된 다이오드로 구현될 수 있다.
한편, 제2 저항(R2)은, 제1 단자는 상기 복수개의 기준 전원 전압 중 제2 기준 전원 전압(VCCB)에 연결되고, 제2 단자는 상기 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(B1)의 출력단에 연결되며, 저항값을 제공하는 역할을 한다. 즉, 상기 제1 기준 전원 전압과 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호의 차동값이 상기 FET의 문턱 전압을 넘지 못하는 경우에는, 상기 제2 기준 전원 전압이 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로서 인가되도록 상기 제2 저항(R2)이 연결되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 레벨 변환 회로의 동작을 나타낸 그래프로서, 이를 참조하여 본 발명의 신호 레벨 변환 회로에 관하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1 전압 레벨 신호 발생부(110)상에서 처리된 영상 데이터를 표시하기 위하여 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호가 전압 레벨 변환부(120) 내 스위치부(221)로 출력된다. 여기서, 제1 전압 레벨 신호 발생부(110)의 클럭은 최대 133MHz로서 많은 전력을 필요로 하므로, 한정된 배터리 수명을 늘리기 위하여 제1 기준 전원 전압(VCCA)(예를 들면, 1.8V)의 구동 전압을 사용한다. 만약, 약간의 전압 강하로 제1 전압 레벨 신호 발생부(110)의 제2 논리 단계(High)인 영상 신호가 1.6V로 출력된다면, 제2 기준 전원 전압(VCCB)을 예를 들어 3.3V라 하고, 스위치부(221)의 레벨 변환이 없는 경우에 제2 전압 레벨 신호 발생부(130)측에서는 제1 논리 단계(Low)로 인식될 가능성이 높다. 그러나, 전압 레벨 변환부(120)에 제1 기준 전원 전압(VCCA) 및 제2 기준 전원 전압(VCCB)을 연결하고, 인에이블 신호를 통하여 전압 레벨 변환부(120)를 활성화시키면, 이에 따라 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호(A1...An)가 제1 기준 전원 전압(VCCA)의 전압 레벨과 동일하게 되는 한편, 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호(B1...Bn)가 제2 기준 전원 전압(VCCB)의 전압 레벨과 동일하게 되어, 오작동을 방지하게 된다.
다시 말하면, 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(A1)가 제1 논리 단계(Low)인 경우에는 스위치부(221)의 드레인 단자와 소스 단자가 쇼트되어 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(B1)의 출력 단자로 제1 논리 단계(Low) 값이 그대로 전달된다. 한편, 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(A1)가 제2 논리 단계(High)인 경우에는 게이트 단자와 소스 단자의 전압이 문턱 전압을 넘지 못하므로 스위치부(221)의 드레인 단자와 소스 단자가 오픈(open)되어 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(B1)의 출력 단자로 제2 기준 전원 전압(VCCB)의 전압값이 인가된다. 반대로, 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(B1)가 제1 논리 단계(Low)인 경우에는 스위치부(221)의 드레인 단자에 연결된 다이오드가 동작하여 소스 단자에는 다이오드의 문턱 전압(약, 0.3V)만이 걸리게 되고, 이에 따라 소스 단자와 드레인 단자가 쇼트되어 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(A1)로서 제1 논리 단계(Low) 값이 그대로 전달된다. 여기서, 제1 논리 단계(Low)인 제2 기준 전원 전압 레벨 신호의 전압, FET의 문턱 전압 및 다이오드의 문턱 전압을 모두 합한 값은, 제1 기준 전원 전압(VCCA) 미만이어야 할 것이다. 한편, 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(B1)가 제2 논리 단계(High)(예를 들면, 3.3V)인 경우에는 소스 단자의 전압이 3.3V로 근접해 가면서 게이트 단자와 소스 단자의 전압이 문턱 전압보다 작아져서 드레인 단자와 소스 단자가 오픈(open)되어 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호(A1)의 출력 단자로 제1 기준 전원 전압(VCCA)의 전압값이 인가된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
본 발명은 서로 다른 전압 신호 레벨을 사용하는 장치들 간의 데이터 통신 상에 전압 신호 레벨을 변환시켜줌으로써, 낮은 전압을 사용하는 장치에서 출력한 소정의 논리 단계를 갖는 신호가 높은 전압을 사용하는 장치에서도 동일한 논리 단계의 신호로 인식될 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 레벨 변환 회로가 적용된 시스템을 나타낸 블록도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 레벨 변환 회로를 나타낸 회로도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 신호 레벨 변환 회로의 동작을 나타낸 그래프.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 제1 전압 레벨 신호 발생부 120 : 전압 레벨 변환부
130 : 제2 전압 레벨 신호 발생부

Claims (10)

  1. 복수개의 기준 전원 전압 중 제 1 기준 전원 전압을 사용하는 제 1 수단; 복수개의 기준 전원 전압 중 제 2 기준 전원 전압을 사용하는 제 2 수단; 및
    상기 제 1 기준 전압 및 제 2 기준 전압을 인가 받고, 상기 제 1 수단 또는 상기 제 2 수단으로부터 인에이블 신호를 입력받아 활성화되면, 상기 제1 수단으로부터 입력받은 복수개의 제 1 기준 전원 전압 레벨 신호를 상기 제 2 수단의 복수개의 제 2 기준 전원 전압 레벨 신호로 전달하거나, 상기 제 1 기준 전원 전압 및 제 2 기준 전원 전압을 상기 제 1 기준 전원 전압 레벨 신호 및 상기 제 2 기준 전원 전압 레벨 신호로 인가하기 위한 전압 레벨 변환부
    를 포함하고,
    상기 전압 레벨 변환부는,
    게이트 단자로 상기 제 1 기준 전원 전압을 인가 받고, 소스 단자는 상기 복수개의 제 1 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호의 입출력라인 및 상기 제 1 기준 전원 전압과 병렬로 연결되며, 드레인 단자는 상기 복수개의 제 2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호의 입출력라인 및 상기 제 2 기준 전원 전압과 병렬로 연결되어 스위칭 동작을 수행하는 다수의 스위치부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호가 제1 논리 단계인 경우에는, 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호가 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로서 전달되는
    것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호가 제2 논리 단계인 경우에는, 상기 제2 기준 전원 전압이 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로서 인가되는
    것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호가 제1 논리 단계인 경우에는, 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호가 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로서 전달되는
    것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호가 제2 논리 단계인 경우에는, 상기 제1 기준 전원 전압이 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로서 인가되는
    것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서, 상기 스위치부는,
    게이트 단자로 상기 제1 기준 전원 전압을 인가 받고, 소스 단자는 상기 복수개의 제1 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호의 입출력라인에 연결되며, 드레인 단자는 상기 복수개의 제2 기준 전원 전압 레벨 신호 중 한 신호의 입출력라인에 연결된 FET; 및
    상기 FET의 드레인 단자에 음극이 연결되고, 상기 FET의 소스 단자에 양극이 연결된 다이오드
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 기준 전원 전압과 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호의 차동값이 상기 FET의 문턱 전압을 넘지 못하는 경우에는, 상기 제2 기준 전원 전압이 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호로서 인가되는
    것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 기준 전원 전압과 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호의 차동값이 상기 FET의 문턱 전압을 넘지 못하는 경우에는, 상기 제1 기준 전원 전압이 상기 제1 기준 전원 전압 레벨 신호로서 인가되는
    것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
  10. 제7항에 있어서,
    제1 논리 단계인 상기 제2 기준 전원 전압 레벨 신호의 전압, 상기 FET의 문턱 전압 및 상기 다이오드의 문턱 전압을 모두 합한 값은, 상기 제1 기준 전원 전압 미만인
    것을 특징으로 하는 신호 레벨 변환 회로.
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