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Α7 Β7 五、發明説明（]) — 技術範阂 - 本發明與通訊裝《I有關，特別是輿電壓電位準移動電路 有關。 背景 電墨電位料㈣路在本行技藝巾已爲人熟知。電位準 移動電路使用於當轉換彼此不同種類的電路時，像轉換以 —特定電蜃運作的電路到以另一電壓電位準運作的電路， 例如轉換以數百毫伏運作的射極耦合邏輯（ECL)到以數伏 電位運作的互補金屬氧化半導體（CMOS)電路。在較低單一 電源供應電壓電位準〔例如Vcc=2 7伏〕運作的類比積體電 路通常使用一半的供應電壓〔即vcc/2〕做爲像濾波器或放 大器之類類比信號處理函數的中段直流（DC)參考。然而一 半供應電壓可能並非同—積體電路（IC)内所有有信號處理 函數選擇的參考電位準。當在較低供應電壓〔像i 8伏或2 7 仅]運作時無法取得足夠信號擺幅的問題在下面例子中變 得明顯。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ：—姑衣—— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 參考圖1，其顯示—使用典通道金屬氧化半導體場效 電晶體（NMOS-FET)微分對電路1〇2，104的先前本行技藝 電子互補金屬氧化半導體電路例子1〇〇。隞分對（1〇2，1〇4) 由最好相等於直流0.9伏的電|源In( + )及In(-)施以偏壓，在 最好爲1.8伏之供應電壓Vcc之下。假設一 0.8伏的閘對源正 向偏壓電位’有效的負動態範圍〔即交流振幅〕僅爲1〇〇毫 伏’然而有效的正動態範固接近Vcc/2或0·9伏。ι〇〇毫伏負 動態範圍將導致具有大於1〇0毫伏振幅的輸入交流信號削 __ -4- 尺度適財) Α4規格οχ 297公慶〉 ---

五、發明説明（ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 。路〗的最大預期理論擺幅爲士（ 100毫伏+900毫伏 谁\伏。*此，此特定電路元件的最佳偏壓電位 V爲（W'2)後4伏或直流13伏。這產生—土·毫 =動態範圍，其爲原來_伏的五倍大。提供精： ⑽u準移動的電路將能改善電路刚的動態信號 〇 同—積體電路中的其他類比信號處理函數可能需要— 小於Μ的最佳直流參考電位準。達成類比電路中的最 大動’:、範圍爲王要設計目的，因其與達成最大信噪比效 能^義的。例如在-無線電接收機中，達成最大信噪 比:許^典線電在更遠的距離操作或降低所需傳輸功率 。，些是基本的系統設計目標。如此，需要一電路，在 類元件輸入提供一精確的直流電位準移動及在輸出提 ί坊相1的互補電位準移&，以容許所有類比電路函數 在最大動態範圍下運作。 繪圖簡述 圖1顯示一先前本行技藝電子電路。 圖2顯不一根據本發明之直流轉換電路方塊圖。 較佳實施例詳诚 ----— ___ 在所附繪圖的2中，顯示一根據本發明之精確互補金屬 氧^半導體I流轉㉖電路《電壓電位準移^ ^路的詳細 功能方塊圖200。電路2〇〇應用帶隙電壓參考2〇2連同運算 放大器信號緩衝器210，212及電流反射鏡直流傳輸元件 204 ’ 206及208的獨特組合，以實現對用於信號處理的類 -5 本紙張尺度適财®ϋ家標準（CNS ) A4規格（21GX 297公瘦） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裴 -1s 第84106929號專利申請案 中文説明書修正頁(85年11月〕 五、發明説明（3 比濾波器或放大器，如類比電路方塊224的精確輸入及輸 出直流電位準轉換。 在本發明的較佳實施例中，帶隙參考2 0 2產生一不隨溫 度及過程變化的電壓V b g，相對於電源供應V c c而言，最 好爲1.2伏。參考電流Iref由電流源裝置提供，該裝置在較 佳實施例中爲帶隙電壓參考V b g加諸電阻R 1上。電流反 射鏡電路204包含電晶體2 1 4及2 1 6，並提供緩衝以使帶隙 電壓參考不受Vcc變動影響。電流反射鏡電路204及208由 N通道場效電晶體構成爲佳，而電流反射鏡電路2 0 6則由 P通道場效電晶體構成爲佳。I r e f電流經由電流反射鏡電 路204及208傳送到運算放大器電路210及212。在本發明 的較佳實施例中，運算放大器電路2 1 0及2 1 2是做爲個別 直流轉換裝置的運算放大器緩衝電路，其目的運算放大 器電路210爲上移直流電位準，而運算放大器電路212爲下 移直流電位準。參考電流Iref由下面公式算得：

Iref=Vbg/Rl 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

A7 B7 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 運算放大器電路210的非反相輸入由在終端VIN所得的信 號施以偏壓，該信號在較佳實施例中爲一帶有直流偏移的 交流信號Vdcl。運算放大器電路210及212促使交流信號轉 換爲直流的過程。運算放大器電路210具有連接在其輸出 及運算放大器反相輸入端之間的回授電阻R 2。電流反射 鏡電路208爲運算放大器電路210中的參考電流提供一通往 地電位（GND)的已知路徑，因此以電流陷落模式傳送參考 本纸伕尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210'X 297公釐） 第84106929號專利申請案 中文説明書修正頁(85年11月） ΑΊ B7 打年丨 五、發明説明（4 • \ % 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 電流到運算放大器電路210。 電路200使用Iref電流及偏移電壓Vdcl在類比信號處理方 塊2 2 4的輸入設定第二直流電位準V d c 2。參考電流I r e f產 生新的中間直流參考電位準Vdc2，由以下公式算得： Vdc2=Vdcl + Iref x R2 =Vdcl + Vbg x (R2/R1) 在較佳實施例中，電阻R 1及R 2爲配對電阻〔即由同類 電阻材料的共同電阻段製造〕。新的直流參考電壓V d c 2由 一不受溫度及積體電路製程影響的固定直流電壓所偏移 其次，互補移動在電路200的輸出完成。輸出電位準移 動在包含回授電阻R3的運算放大器電路212完成。參考 電流Iref由電流反射鏡206以電流加源模式傳送到運算放大 器電路212。參考電流Iref產生輸出參考電位準Vdc3，由以 下公式算得：

Vdc3 - Vdc2 - Vbg x (R3/R1) =Vdcl + Vbg x ((R2-R3)/R1) 在較佳實施例中，設定R 2與R 3相等，輸出直流參考電 位準與輸入直流參考電位準相等，因此對類比信號處理方 塊224提供互補電位準移動。如此，這結合的輸入及輸出 直流電位準轉換對類比信號處理方塊224產生了一新的最 佳直流參考電位準。 在本發明的較佳實施例中，直流電位準首先在運算放 大器電路210被上移且接著在運算放大器電路212被下移 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X291公釐） (請先閱讀背商之注意事^再填寫本頁) 裝 -» 經濟部中央標準局員工消費合作杜印裝 A7 ' -__-_ B7 __ 五、發明説明（5 ) ，然而可藉由重新構建電流反射鏡來達相反的移動，使 ，電流加源模式用於運算放大器電路2丨〇，而電流陷落模 式用於運算放大器電路212。亦能藉由改變電阻R2及R3 勺値，而達成一電路方塊與另一電路方塊彼此間互相獨 立的電位準移動。 電壓電位準移動電路200的電阻公差傾向於彼此追隨， 而帶隙公差則較嚴格。因此提供了電位準移動控制的改 善。本發明所描述設計的一個獨特方向，是使用帶隙連 同内部電阻及電流反射鏡以完成穩定的精確電位準移動 。電m fU，R 2，R 3的追隨特性使直流轉換電路在溫度 及製程變動下保持穩定。藉由設定電阻R 2及R 3在適當 値，可設定電壓擺幅的軌跡，而容許所有類比電路函數 在最大動態電唇範圍運作。參考電流最好由帶隙電壓_透 過一内部電阻而設定，且因此獲得一與電阻値成反比的 電流。 精由將電流參考進一步反射鏡化及在回授電阻控制之 下増加更考緩衝級，而對直流轉換電路2〇〇加入多級電位 準移動器。本發明的直流轉換電路解決了在低電源供應 電壓〔像2.7伏及1.8伏，其可能需一半供應電墨以外的參 考電位準1下提供足夠電壓擺幅的問題。由於參考電流由 内电阻及帶隙參考设疋’故不易受電源供應電譽影響 。藉甴使用衣發明所描述之帶隙殳電流反射鏡元件可在 電路方塊輿電路方塊之間達成獨立的精確電壓電位準移 動。如此便能對一假設電路方塊設定最佳的各別類比參 -8 - 浪尺度適用中國國家樣準·（ CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） ' ---- (請先閱讀背面之注意事項声填寫本頁) 裝 訂 A7 B7 五、發明説明（6 ) 考0 本發明所描述之直流轉換電路，可 S電路製程’如雙極性及雙極性互補金屬氧化半苹體製 裎。其特別適用於低於3伏〔像2·7伏或〗8伏〕運作的^號 兒源供應積體電路。這些低電歷_應用可被用於像無線電 話手機<類的手提電池供電電子產品。這類產品持續成 長的需求，創造了像本發明描述的直流轉換電路之類新 電路方法的需求，其容許用於低電源供應電壓應用之高 效能類比信號處理函數的持續使用。 (請先閱讀背面之注意事項异填寫本頁) 裝· 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 本紙張尺度適财Hu家縣（CNS) M規格（21()>< 297公董）

Claims (1)

1. 種直流(DC)電位準移動電路，纟用於移動 路疋輸入信號的直流偏移電位準，嗲雜，' 具有一认， ^ 為類比電路 ----- ·裝-- (請先閱讀背面之注意事項爿填寫本頁) 成接：V —，胃直流電位準移動電路被建構 又-電源供應《，該直流電位準移動電路:: =具有連接到接地電位之源極的第一電晶體： :具有連接到接地電位之源極的第二電晶體； -電t接在第—電晶體的汲極及電源供應電壓之間的第 隙參考’其具有連接到第-電晶體間挺及第二電 :極的第—輸出和連接到第一電晶體汲極的第 =帶：參考針對第-電晶體閉極及第二電晶體；： =第—參考轉和針對第體b提供第二參考 «壓，以矬由第一電阻建立參考電流； 具〃連接到第一電晶體汲極的輸入— 傳輸電路； & ^的旦况 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -具有接受直流偏移電位準之非反相輸入端，連接到 直流傳輸電路輸出之反相輸入端，.及連接到類比電路輸 八 < 輸出端的第一運算放大器： -連接在第-運算放大器輸出及第—運算放大器反相 輸入端之間的第二電阻，直流傳輸電路建立第二電阻中 的參考電流； ‘ -具有連接到直流傳輸電路輸出之反相輸入端，及連 接到類比電路輸出之非反栢輸入端，及—輸出 二 -10 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X2S»7公釐） AS B8 C8 D8 經濟部中央操準局員工消費合作社印製 申請專利範圍 運算放大器； ， 一連接在第二運算放大器輸出端及第二運算放大器反 相輸&端4間的第三電阻，直流傳輸電路建立第三電阻 中的參考電流。 ‘ 2_根據申請專利範圍第〖項之直流電位準移動電路，其中該 直流傳輸電路包含： 一具有連接到第二電晶體汲極之輸入端及第一輸出端 的第一電流反射鏡電路；以及 一具有連接到第一電流反射鏡電路第一輸出端之輸入 端：及連接到第一運算放大器反相輸入端之輪出端的第 二電流反射鏡電路。 3_根據申請專利範圍第2項之直流電位準移動電路，其中 該第.電流反射鏡包含p通道場效電晶禮。 4.根據中請專利範圍苐3項之直流電位準移動電路，其中 該第二電流反射鏡包含N通道場效電晶體。 、 5_根據申請專利範園第2項之直流電位準移動電路，其中 該第一電流反射鏡電路進一步包含第- ” —燕Γ出端，且其中 該直流傳輸電路進一步包含一具有連 ' 鏡電路第二輸出端之輸入端，及連接電观反射 4中—逢算访士哭 反相輸入端之輸出端的第三電流反射鏡電路。’° 6.根據申請專利範圍第1項之直流電位準 W哥路，装.访 第一電阻及第二電阻爲配對的。 '甲" 7_根據Φ請專利範園第6項之直流電 +移動電路，其中 -11 - Μ民張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） J— - - -- - I j - I .. κ - - - -- -I - - - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本1) AS B8 C8

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