專利名稱：具誤差抵消功能的乘除法器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可抵消誤差的乘除法器，特別是涉及一種使用于電源供應(yīng)器的功因校正電路的乘除法器。

背景技術(shù)：
在現(xiàn)代電子設(shè)備中，乘除法器被廣泛應(yīng)用，乘除法器是產(chǎn)生與兩個(gè)或兩個(gè)以上輸入訊號成比例的一輸出訊號，該輸出訊號可為電壓或電流；乘除法器一種常見的用途即為在功因校正電路中借由一輸入電流、一回授訊號與一輸入電壓來產(chǎn)生一控制訊號。
由于現(xiàn)今嚴(yán)格的安規(guī)與省電規(guī)范，使電源供應(yīng)器皆需具有功因校正電路(Power Factor Correction，簡稱PFC)以減少諧波并調(diào)整電流的相位，使其接近電壓相位以提高用電效率，以往所使用的被動(dòng)式功因校正電路由于其效率也只能提高至70％左右，而主動(dòng)式功因校正電路可將用電效率提高至80％以上，因此主動(dòng)式功因校正電路成為將來各類電源供應(yīng)器必備的元件，又主動(dòng)式功因校正電路中分為非連續(xù)電流模式(discontinuous currentmode)與連續(xù)電流模式(continuous current mode)，而連續(xù)電流模式較適用于功率輸出在300W以上的電源供應(yīng)器因而成為各家廠商研發(fā)的重點(diǎn)；而運(yùn)作于連續(xù)電流模式的功因校正電路是借由一乘除法器來產(chǎn)生控制電流導(dǎo)通的訊號，達(dá)到以連續(xù)電流形成一平均電流與輸出電壓相位接近的效果，因此連續(xù)電流模式中該乘除法器是必須且重要的電路。
現(xiàn)有習(xí)知的乘除法器創(chuàng)作如美國專利公告第US7057440號的“Multiplier-divider circuit for a PFC controller”，該創(chuàng)作是利用兩乘除法單元串聯(lián)并具有一脈波產(chǎn)生單元用于調(diào)節(jié)串接的乘除法單元運(yùn)作，每一乘除法單元包括一充電時(shí)間控制電路、一線性充電電路以及一取樣保持電路，輸入一第一乘數(shù)訊號、一第二乘數(shù)訊號以及一除數(shù)訊號，且更包括一定電流源提供一定電流做為增異大小的依據(jù)，該創(chuàng)作的輸出如下的計(jì)算式 其中該創(chuàng)作的乘除法單元中產(chǎn)生的一充電信號VCHG需借由一第一乘數(shù)信號VE與一鋸齒波信號VSAW產(chǎn)生，而該鋸齒波信號VSAW是由一除數(shù)信號VAC產(chǎn)生，又該鋸齒波信號VSAW是由該除數(shù)信號VAC產(chǎn)生一電流I1所轉(zhuǎn)變而來，但該除數(shù)信號VAC產(chǎn)生電流I1的電流源中具有電阻(前案圖中標(biāo)號122，由于不同制程的積體電路兩者之間會產(chǎn)生誤差，因此該電流源的電阻(122)與外部的電阻值比較是相對的具有誤差，而導(dǎo)致該電流I1的產(chǎn)生經(jīng)過該電阻122會產(chǎn)生一制程變異量，該除數(shù)信號VAC是由該電流I1所產(chǎn)生，因而該除數(shù)信號VAC亦包含著該制程變異所造成的誤差，該誤差與除數(shù)信號VAC成比例，因而該創(chuàng)作產(chǎn)生的輸出會因溫度與制程變異量而產(chǎn)生1/m2的誤差，具有誤差的乘除法器使用于連續(xù)電流模式的主動(dòng)式功因校正電路將造成調(diào)整電流相位時(shí)無法提高效率至設(shè)計(jì)的理想值，有待改良。
由此可見，上述現(xiàn)有的乘除法器在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型的具誤差抵消功能的乘除法器，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的乘除法器存在的缺陷，本設(shè)計(jì)人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種具誤差抵消功能的乘除法器乘除法器，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的乘除法器，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本實(shí)用新型。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)并未將溫度與制程變異量產(chǎn)生的誤差排除，本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有的乘除法器存在的缺陷，而提供一種新型的可執(zhí)行乘除法的乘除法器，該乘除法器具有抵消上述誤差，達(dá)到降低誤差影響的目的，使其計(jì)算的結(jié)果更加接近理想值，從而更加適于實(shí)用。
本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí)用新型提出的一種具誤差抵消功能的乘除法器，利用一乘數(shù)輸入端子11、一第一除數(shù)輸入端子12、一第二除數(shù)輸入端子13與一第三除數(shù)輸入端子14取得一第一乘數(shù)訊號、一第一除數(shù)訊號、一第二除數(shù)訊號與一第三除數(shù)訊號，并具有一輸出端子15輸出其運(yùn)算結(jié)果，其特征在于該具誤差抵消功能的乘除法器包括一第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31，是取得第一除數(shù)訊號并分流輸出多組除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號；一第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32，是取得第一乘數(shù)訊號并輸出至少一乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號；一脈波產(chǎn)生器4，是接收其一除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號以產(chǎn)生第一脈波訊號與第二脈波訊號分別由一第一脈波輸出端及一第二脈波輸出端輸出；一第一除法單元51，是接收其一除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號、第一脈波訊號及第二除數(shù)訊號以運(yùn)算產(chǎn)生一第一商數(shù)訊號；一第二除法單元52，是接收其一除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號、第二脈波訊號及第三除數(shù)訊號以運(yùn)算產(chǎn)生一第二商數(shù)訊號；一第一乘法單元61，是接收該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號、第一脈波訊號及該第一商數(shù)訊號以運(yùn)算產(chǎn)生一第一乘積訊號；一第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33，是接收該第一乘積訊號并輸出至少一乘積轉(zhuǎn)換訊號；一第二乘法單元62，是接收該乘積轉(zhuǎn)換訊號、第二脈波訊號與第二商數(shù)訊號，以運(yùn)算產(chǎn)生一輸出訊號；借由上述的運(yùn)算過程該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31所產(chǎn)生的除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號經(jīng)過兩次除法運(yùn)算形成一除法誤差，又該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33產(chǎn)生的乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號與乘積轉(zhuǎn)換訊號各經(jīng)過一次乘數(shù)運(yùn)算形成一乘法誤差，在第二乘法單元62中該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33產(chǎn)生的乘積誤差與該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31產(chǎn)生的除法誤差相抵銷，達(dá)到該輸出訊號抵消誤差的功效。
本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題還可以可采用以下的技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的乘數(shù)輸入端子11與該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31之間更包括一緩沖器2，其輸出端與該第一除數(shù)輸入端子12之間跨接一電阻21，并在該第一除數(shù)輸入端子12連接一電容，借由該第一乘數(shù)訊號在該電容上形成該第一除數(shù)訊號，減少取樣的消耗。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第一除法單元51是接收該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號與該第二除數(shù)訊號，并具有一方波產(chǎn)生器將兩者比較的結(jié)果轉(zhuǎn)換為一第一商數(shù)訊號。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第二除法單元52，是連接該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號與該第三除數(shù)訊號，并具有一方波產(chǎn)生器將兩者比較的結(jié)果轉(zhuǎn)換為一第二商數(shù)訊號。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的脈波產(chǎn)生器4是包括一第一閂閘單元41與一第二閂閘單元42，各具有兩輸入端與兩輸出端，該第一閂閘單元41與該第二閂閘單元42的其中一輸入端分別接收該第一商數(shù)訊號與該第二商數(shù)訊號，該第一閂閘單元41、第二閂閘單元42的另一輸入端皆與一周期限制回路連接，該第一閂閘單元41與第二閂閘單元42進(jìn)而各自于其中一輸出端產(chǎn)生一第一脈波訊號與一第二脈波訊號，又該第一閂閘單元41與第二閂閘單元42的另一輸出端的輸出準(zhǔn)位與該第一脈波訊號及第二脈波訊號相反。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的周期限制回路是包括一線性充電電路、一定電壓源與一方波產(chǎn)生器。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的線性充電電路包括一開關(guān)元件與一電容，該開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)鐘與該第一脈波訊號的高低準(zhǔn)位相反。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的周期限制回路的輸出端連接至該第一閂閘單元41與第二閂閘單元42，該周期限制回路的高準(zhǔn)位輸出使該第一脈波訊號與第二脈波訊號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏?zhǔn)位。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第一閂閘單元41輸出該第一脈波訊號的輸出端連接一反向閘與一反或閘。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第二閂閘單元42輸出該第二脈波訊號的輸出端連接三個(gè)反向閘。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31與該第一除法單元51的方波產(chǎn)生器之間更包括一線性充電電路，通過該線性充電電路形成一鋸齒波電壓輸入該第一除法單元51的方波產(chǎn)生器與該第二除數(shù)訊號比較。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的線性充電電路更具有一開關(guān)元件，該開關(guān)元件的導(dǎo)通或斷開受控于該第一脈波訊號，并該開關(guān)控制該線性充電電路的充電或放電。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的線性充電電路形成的鋸齒波電壓輸入該第二除法單元52的方波產(chǎn)生器與該第三除數(shù)訊號比較。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第一乘法單元61包括一峰值檢波器與一電壓積分器。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的峰值檢波器包括一取樣開關(guān)、一電容與一比較器。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的取樣開關(guān)導(dǎo)通的周期受控于該第一除法單元51輸出的第一商數(shù)訊號。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的電壓積分器包括一電容與一開關(guān)元件，該電容連接該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號而充電，而該開關(guān)元件的導(dǎo)通與斷開受控于該第一脈波訊號。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第一脈波訊號為高準(zhǔn)位時(shí)該開關(guān)元件導(dǎo)通，使該電壓積分器的電容放電；該第一脈波訊號為低準(zhǔn)位時(shí)該開關(guān)元件斷開，該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號對該電壓積分器的電容充電。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的峰值檢波器對該電壓積分器所積分的電壓取樣，通過該方波產(chǎn)生器形成該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號及第一商數(shù)訊號相乘的第一乘積訊號。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第二乘法單元62包括一峰值檢波器與一電壓積分器。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的峰值檢波器包括一取樣開關(guān)、一電容與一比較器。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的取樣開關(guān)導(dǎo)通的周期受控于該第二除法單元52輸出的第二商數(shù)訊號。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的電壓積分器包括一電容與一開關(guān)元件，該電容連接該乘積轉(zhuǎn)換訊號而充電，而該開關(guān)元件的導(dǎo)通與斷開受控于該第二脈波訊號。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第二脈波訊號為低準(zhǔn)位時(shí)該開關(guān)元件導(dǎo)通，使該電壓積分器的電容放電；該第二脈波訊號為高準(zhǔn)位時(shí)該開關(guān)元件斷開，該乘積轉(zhuǎn)換訊號對該電壓積分器的電容充電。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的峰值檢波器對該電壓積分器所積分的電壓取樣，通過該方波產(chǎn)生器形成該該乘積轉(zhuǎn)換訊號與該第二商數(shù)訊號相乘的輸出訊號。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第一、第二與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31、32、33是將電壓轉(zhuǎn)換為電流。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第二與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32、33的增益相同。
前述的具誤差抵消功能的乘除法器，其中所述的第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31的增益為該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33的π/2倍。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。經(jīng)由以上可知，為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種具誤差抵消功能的乘除法器，其中包括一緩沖器、一電阻、三組差動(dòng)轉(zhuǎn)換器、兩除法器、兩乘法器以及一脈波產(chǎn)生器；其中該乘法器是由一峰值檢波器以及一周期受控于該除法器的電壓積分器所構(gòu)成；而該除法器是由兩波形產(chǎn)生器組成，該等波形產(chǎn)生器在功能上形成獨(dú)立的除法器，并且將其結(jié)構(gòu)通過周期方式傳遞至下一級的乘法器中；又該脈波產(chǎn)生器中具有兩閂閘單元以及一用來區(qū)隔波形與重置該閂閘單元的方波產(chǎn)生器；上述的元件組成本實(shí)用新型的實(shí)施電路，利用電容器的電壓與電荷的線性關(guān)系 并以該式推導(dǎo)出 的計(jì)算式，借由兩基本計(jì)算式而利用I與t連接乘法器的兩輸入端而得到Vc，又該除法器利用Vc與I作為輸入而得到一t形成輸出，而達(dá)到該乘除法器利用電壓、電流與周期的關(guān)系形成乘除法計(jì)算的目的。
借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具誤差抵消功能的乘除法器至少具有下列優(yōu)點(diǎn) 本實(shí)用新型提供了一可以執(zhí)行乘除法的乘除法器，該乘除法器具有抵消上述誤差，達(dá)到降低誤差影響的目的，使其計(jì)算的結(jié)果更加接近理想值。
綜上所述，本實(shí)用新型是有關(guān)于一種具誤差抵消功能的乘除法器，是利用復(fù)數(shù)乘除法單元的運(yùn)算排列使訊號經(jīng)過該乘除法器所產(chǎn)生的誤差互相抵消，達(dá)到降低誤差影響的目的，并利用同一電源取得一個(gè)以上運(yùn)算訊號的方式，減少自外部取樣的消耗。本實(shí)用新型具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的乘除法器具有增進(jìn)的突出功效，從而更加適于實(shí)用，并具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價(jià)值，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

圖1是本實(shí)用新型的電路方塊圖。
圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施電路圖。
圖3是該實(shí)施電路特定節(jié)點(diǎn)的波形圖。
具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對依據(jù)本實(shí)用新型提出的具誤差抵消功能的乘除法器其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
請參閱圖1，該圖所示是本實(shí)用新型的電路方塊圖，該電路包括一乘數(shù)輸入端子11、一第一除數(shù)輸入端子12、一第二除數(shù)輸入端子13與一第三除數(shù)輸入端子14取得一第一乘數(shù)訊號Vac、一第一除數(shù)訊號Vav、一第二除數(shù)訊號Vr與一第三除數(shù)訊號Ve，一輸出端子15輸出其運(yùn)算結(jié)果，其中該乘數(shù)輸入端子11與該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31之間更包括一緩沖器2，該緩沖器2的輸出端與該第一除數(shù)輸入端子12之間跨接一電阻21，并在該第一除數(shù)輸入端子12連接一電容，借由該第一乘數(shù)訊號Vac在該電容上形成該第一除數(shù)訊號Vav，如此使本實(shí)用新型利用該第一乘數(shù)訊號Vac對電容充電取得該第一除數(shù)訊號Vav，減少取樣的消耗；該具誤差抵消功能的乘除法器更包括一第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31、一第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32、一第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33、一脈波產(chǎn)生器4、一第一乘法單元61與一第二乘法單元62，其中該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31，是取得第一除數(shù)訊號Vav并分流輸出多組除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav，而該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32是取得第一乘數(shù)訊號Vac并輸出至少一乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iac，該脈波產(chǎn)生器4是接收其一除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav并借以產(chǎn)生一第一脈波訊號CLK1與一第二脈波訊號CLK2分別由一第一脈波輸出端及一第二脈波輸出端輸出，而該第一除法單元51是接收該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav、第二除數(shù)訊號Vr與第一脈波訊號CLK1而執(zhí)行除法輸出一第一商數(shù)訊號SMP1，該第一乘法單元61接收該第一商數(shù)訊號SMP1，并接收該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32輸出的乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iac與該第一脈波訊號CLK1，計(jì)算該第一商數(shù)訊號SMP1與乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iac的乘積輸出一第一乘積訊號Va，該第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33接收該第一乘積訊號Va轉(zhuǎn)換輸出一乘積轉(zhuǎn)換訊號Ia；該第二除法單元52接收該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav、第三除數(shù)訊號Ve與該第二脈波訊號CLK2運(yùn)算輸出一第二商數(shù)訊號SMP2，該第二乘法單元62再接收該第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33輸出的乘積轉(zhuǎn)換訊號Ia、該第二商數(shù)訊號SMP2與該第二脈波訊號CLK2以形成該乘積轉(zhuǎn)換訊號Ia與第二商數(shù)訊號SMP2相乘的一輸出訊號Vo；上述的第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31、第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33是具有將電壓依一定比例轉(zhuǎn)換為電流的功能，由于該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31、第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33是由同一制程中產(chǎn)生，因此具有相同的誤差系數(shù)；在產(chǎn)生輸出訊號Vo的過程中該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31產(chǎn)生的除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav經(jīng)過了該第一除法單元51與該第二除法單元52的兩次除法運(yùn)算而累除了兩次誤差系數(shù)形成一除法誤差；而該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32產(chǎn)生的乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iac經(jīng)過該第一乘法單元61產(chǎn)生該第一乘積訊號Va，該第一乘積訊號Va再經(jīng)過該第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33轉(zhuǎn)換為乘積轉(zhuǎn)換訊號Ia，如此該第一乘數(shù)訊號Vac亦經(jīng)過了該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33累乘了兩次誤差系數(shù)形成一乘法誤差；因而在第二乘法單元62中該乘積轉(zhuǎn)換訊號Ia與該第二商數(shù)訊號SMP2相乘可將累除兩次的誤差系數(shù)及累乘兩次的誤差系數(shù)兩相抵銷，使其輸出訊號Vo中無誤差系數(shù)的影響。
本實(shí)用新型的實(shí)施電路與各節(jié)點(diǎn)波形請參閱圖2與圖3，該第一乘數(shù)訊號Vac經(jīng)過一緩沖器2連接該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32形成該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iac，而該緩沖器2后端跨接一電阻21與該第一除數(shù)輸入端子12連接，并該第一除數(shù)輸入端子12連接一電容以形成該第一除數(shù)訊號Vav，該第一除數(shù)訊號Vav輸入該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31形成一除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav，該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav與該第二除數(shù)訊號Vr輸入該第一除法單元51，該第一除法單元51包括一開關(guān)元件S2與一電容C3所組成的線性充電電路以及一比較器U7所組成的一方波產(chǎn)生器，借由該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav在該開關(guān)元件S2斷開的期間對該電容C3充電，該比較器U7的兩輸入端連接該電容C3與該第二除數(shù)訊號Vr，通過該線性充電電路形成一鋸齒波電壓輸入該第一除法單元51的方波產(chǎn)生器與該第二除數(shù)訊號Vr比較，該比較器U7在該電容C3的峰值電壓超過該第二除數(shù)訊號Vr時(shí)輸出高準(zhǔn)位，該第一除法單元51的輸出形同該第二除數(shù)訊號Vr與該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav進(jìn)行除法運(yùn)算所得到的一時(shí)間周期；該第二除法單元52是由一或閘(OR gate)U11、一及閘(AND gate)U4與一比較器U10所構(gòu)成，該比較器U10取得該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav的分流與該第三除數(shù)訊號Ve，同樣借由比較該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iav與該第三除數(shù)訊號Ve的大小進(jìn)行除法運(yùn)算得到一時(shí)間周期，經(jīng)過該或閘(OR gate)U11與及閘(AND gate)U4輸入至該第二乘法單元62；該脈波產(chǎn)生器4包括一第一閂閘單元41與一第二閂閘單元42，該第一閂閘單元41與第二閂閘單元42可使用兩SR型正反器(SR-flip flop)形成，該第一閂閘單元41與該第二閂閘單元42的輸入與輸出關(guān)系為所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的，在此不多加說明，該第一除法單元51與第二除法單元52的輸出分別連接于該第一閂閘單元41與第二閂閘單元42的一輸入，而配合該第一除法單元51與第二除法單元52的輸出，該第一閂閘單元41與第二閂閘單元42的一輸出端輸出該第一脈波訊號CLK1與第二脈波訊號CLK2，該第一閂閘單元41與第二閂閘單元42之間更包括一周期限制電路，該周期限制電路包括一開關(guān)元件S6與一電容C4形成的線性充電電路及一比較器U8和一定電壓源，該周期限制電路的輸出連接至該第一閂閘單元41與第二閂閘單元42的另一輸入端，該周期限制電路的充電時(shí)間由該第一脈波訊號CLK1控制，當(dāng)該周期限制電路的電容C4電壓超過該定電壓源時(shí)輸出一脈波使該第一脈波訊號CLK1與第二脈波訊號CLK2變?yōu)榈蜏?zhǔn)位；該第一脈波訊號CLK1經(jīng)過一反閘(NOT gate)U5控制該第一除法單元51中線性充電電路的開關(guān)元件S2，藉此控制該第一除法單元51的動(dòng)作時(shí)鐘，該第一脈波訊號CLK1經(jīng)過該反閘(NOT gate)U5后再經(jīng)過一反或閘(NOR gate)U6連接至該第一乘法單元61；該第一乘法單元61是由一峰值檢波器與一電壓積分器所構(gòu)成，其中該電壓積分器是由一開關(guān)元件S5與一電容C5組成，該開關(guān)元件S5的導(dǎo)通與斷開受控于該第一脈波訊號CLK1，該電容C5與該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32連接，該電容C5在該第一脈波訊號CLK1為低準(zhǔn)位時(shí)藉該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iac充電，而該峰值檢波器是由一取樣開關(guān)S7、一電容C6與一比較器X3形成，當(dāng)該第一除法單元51輸出的第一商數(shù)訊號SMP1為高準(zhǔn)位時(shí)使該峰值檢波器的取樣開關(guān)S7導(dǎo)通，該第一商數(shù)訊號SMP1對該第一乘法單元61而言形同一用于與電流相乘的時(shí)間周期，該峰值檢波器對該電壓積分器所積分的電壓取樣，令該電容C6充電至與該電容C5相同電壓準(zhǔn)位，同時(shí)該第一閂閘單元41亦輸出該第一脈波訊號CLK1，經(jīng)過該反閘(NOT gate)U5與反或閘(NORgate)U6的延遲，使該電容C6充電完畢后即斷開該取樣開關(guān)S7，而該開關(guān)元件S5隨后導(dǎo)通使電容C5放電，如此電容C6就保持該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號Iac在該第一脈波訊號CLK1為低準(zhǔn)位的期間對電容C5充電電壓的峰值，形成一相乘的效果輸出一第一乘積訊號Va；該第一乘積訊號Va連接至該第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33，轉(zhuǎn)變?yōu)橐怀朔e轉(zhuǎn)換訊號Ia連接該第二乘法單元62，該第二乘法單元62同樣具有一峰值檢波器與一電壓積分器，該電壓積分器是由一開關(guān)元件S1與一電容C1組成，該第二脈波訊號CLK2經(jīng)過三個(gè)反閘(NOT gate)U1、U2與U3連接該開關(guān)元件S1，控制該開關(guān)元件S1的導(dǎo)通與斷開，當(dāng)該開關(guān)元件S1斷開時(shí)該乘積轉(zhuǎn)換訊號Ia對該電容C1充電，又該峰值檢波器包括一取樣開關(guān)S3、一電容C2與一比較器X1，該第二除法單元52輸出的第二商數(shù)訊號SMP2為高準(zhǔn)位時(shí)配合該第二脈波訊號CLK2的高準(zhǔn)位使該及閘(AND gate)U4輸出高準(zhǔn)位令該取樣開關(guān)S3導(dǎo)通，該峰值檢波器對該電壓積分器所積分的電壓取樣，使該電容C2保持該電容C1的電壓峰值，隨即該取樣開關(guān)S3斷開、開關(guān)元件S1導(dǎo)通使電容C1放電，而電容C2的峰值電壓使該比較器X1產(chǎn)生一輸出訊號Vo，完成整個(gè)乘除法運(yùn)算的過程。
以上運(yùn)算過程的方程式條列說明如下 已知Iav＝Vav×M1.......(1) Iac＝Vac×M2.......(2) Ia＝Va×M3.......(3) 其中M1、M2與M3為該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31、第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33的轉(zhuǎn)換系數(shù)，設(shè)該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33的增益(Gain)相同，可將其視為 M2＝1XM3＝1XM1＝(π/2)X 其中X為差動(dòng)轉(zhuǎn)換器的誤差系數(shù)，而M3的常數(shù)項(xiàng)為(π/2)是為使計(jì)算結(jié)果為設(shè)定的常數(shù)； 根據(jù)以及的公式得知 而 其中TCLR1為Iac對C5充電的時(shí)間，將(4)代入(5)得到 其中TCLR2為Ia對C1充電的時(shí)間，將第(3)、(6)、(7)式代入第(8)式可得到 又M2＝M3＝1X M1＝(π/2)X其中X為差動(dòng)轉(zhuǎn)換器的誤差系數(shù)，且將Vav＝(2/π)×Vrms代入，其中Vrms為該第一乘數(shù)訊號Vac的均方根值，整理得到 Vo的計(jì)算式中因第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器32與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器33的轉(zhuǎn)換系數(shù)M2與M3位于分子，而分母為第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器31的轉(zhuǎn)換系數(shù)M1的平方，因而M1、M2與M3中的誤差系數(shù)X被抵銷，因此與制程或溫度有關(guān)的變數(shù)M1、M2、M3、C1、C3與C5全部互相抵消，達(dá)到溫度系數(shù)與制程造成的誤差抵消的目的。
以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種具誤差抵消功能的乘除法器，利用一乘數(shù)輸入端子(11)、一第一除數(shù)輸入端子(12)、一第二除數(shù)輸入端子(13)與一第三除數(shù)輸入端子(14)取得一第一乘數(shù)訊號、一第一除數(shù)訊號、一第二除數(shù)訊號與一第三除數(shù)訊號，并具有一輸出端子(15)輸出其運(yùn)算結(jié)果，其特征在于該具誤差抵消功能的乘除法器包括
一第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(31)，是取得第一除數(shù)訊號并分流輸出多組除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號；
一第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(32)，是取得第一乘數(shù)訊號并輸出至少一乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號；
一脈波產(chǎn)生器(4)，是接收其一除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號以產(chǎn)生第一脈波訊號與第二脈波訊號分別由一第一脈波輸出端及一第二脈波輸出端輸出；
一第一除法單元(51)，是接收其一除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號、第一脈波訊號及第二除數(shù)訊號以運(yùn)算產(chǎn)生一第一商數(shù)訊號；
一第二除法單元(52)，是接收其一除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號、第二脈波訊號及第三除數(shù)訊號以運(yùn)算產(chǎn)生一第二商數(shù)訊號；
一第一乘法單元(61)，是接收該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號、第一脈波訊號及該第一商數(shù)訊號以運(yùn)算產(chǎn)生一第一乘積訊號；
一第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(33)，是接收該第一乘積訊號并輸出至少一乘積轉(zhuǎn)換訊號；
一第二乘法單元(62)，是接收該乘積轉(zhuǎn)換訊號、第二脈波訊號與第二商數(shù)訊號，以運(yùn)算產(chǎn)生一輸出訊號；借由上述的運(yùn)算過程該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(31)所產(chǎn)生的除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號經(jīng)過兩次除法運(yùn)算形成一除法誤差，又該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(32)與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(33)產(chǎn)生的乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號與乘積轉(zhuǎn)換訊號各經(jīng)過一次乘數(shù)運(yùn)算形成一乘法誤差，在第二乘法單元(62)中該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(32)與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(33)產(chǎn)生的乘積誤差與該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(31)產(chǎn)生的除法誤差相抵銷，達(dá)到該輸出訊號抵消誤差的功效。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的乘數(shù)輸入端子(11)與該第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(31)之間更包括一緩沖器(2)，其輸出端與該第一除數(shù)輸入端子(12)之間跨接一電阻(21)，并在該第一除數(shù)輸入端子(12)連接一電容，借由該第一乘數(shù)訊號在該電容上形成該第一除數(shù)訊號，減少取樣的消耗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第一除法單元(51)是接收該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號與該第二除數(shù)訊號，并具有一方波產(chǎn)生器將兩者比較的結(jié)果轉(zhuǎn)換為一第一商數(shù)訊號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第二除法單元(52)，是連接該除數(shù)轉(zhuǎn)換訊號與該第三除數(shù)訊號，并具有一方波產(chǎn)生器將兩者比較的結(jié)果轉(zhuǎn)換為一第二商數(shù)訊號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的脈波產(chǎn)生器(4)是包括一第一閂閘單元(41)與一第二閂閘單元(42)，各具有兩輸入端與兩輸出端，該第一閂閘單元(41)與該第二閂閘單元(42)的其中一輸入端分別接收該第一商數(shù)訊號與該第二商數(shù)訊號，該第一閂閘單元(41)、第二閂閘單元(42)的另一輸入端皆與一周期限制回路連接，該第一閂閘單元(41)與第二閂閘單元(42)進(jìn)而各自在其中一輸出端產(chǎn)生一第一脈波訊號與一第二脈波訊號，又該第一閂閘單元(41)與第二閂閘單元(42)的另一輸出端的輸出準(zhǔn)位與該第一脈波訊號及第二脈波訊號相反。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的周期限制回路是包括一線性充電電路、一定電壓源與一方波產(chǎn)生器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的線性充電電路包括一開關(guān)元件與一電容，該開關(guān)元件導(dǎo)通的時(shí)鐘與該第一脈波訊號的高低準(zhǔn)位相反。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的周期限制回路的輸出端連接至該第一閂閘單元(41)與第二閂閘單元(42)，該周期限制回路的高準(zhǔn)位輸出使該第一脈波訊號與第二脈波訊號轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏?zhǔn)位。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第一閂閘單元(41)輸出該第一脈波訊號的輸出端連接一反向閘與一反或閘。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第二閂閘單元(42)輸出該第二脈波訊號的輸出端連接三個(gè)反向閘。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(31)與該第一除法單元(51)的方波產(chǎn)生器之間更包括一線性充電電路，通過該線性充電電路形成一鋸齒波電壓輸入該第一除法單元(51)的方波產(chǎn)生器與該第二除數(shù)訊號比較。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的線性充電電路更具有一開關(guān)元件，該開關(guān)元件的導(dǎo)通或斷開受控于該第一脈波訊號，及該開關(guān)控制該線性充電電路的充電或放電。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的線性充電電路形成的鋸齒波電壓輸入該第二除法單元(52)的方波產(chǎn)生器與該第三除數(shù)訊號比較。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第一乘法單元(61)包括一峰值檢波器與一電壓積分器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的峰值檢波器包括一取樣開關(guān)、一電容與一比較器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的取樣開關(guān)導(dǎo)通的周期受控于該第一除法單元(51)輸出的第一商數(shù)訊號。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的電壓積分器包括一電容與一開關(guān)元件，該電容連接該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號而充電，而該開關(guān)元件的導(dǎo)通與斷開受控于該第一脈波訊號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第一脈波訊號為高準(zhǔn)位時(shí)該開關(guān)元件導(dǎo)通，使該電壓積分器的電容放電；該第一脈波訊號為低準(zhǔn)位時(shí)該開關(guān)元件斷開，該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號對該電壓積分器的電容充電。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的峰值檢波器對該電壓積分器所積分的電壓取樣，通過該方波產(chǎn)生器形成該乘數(shù)轉(zhuǎn)換訊號及第一商數(shù)訊號相乘的第一乘積訊號。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第二乘法單元(62)包括一峰值檢波器與一電壓積分器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的峰值檢波器包括一取樣開關(guān)、一電容與一比較器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的取樣開關(guān)導(dǎo)通的周期受控于該第二除法單元(52)輸出的第二商數(shù)訊號。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的電壓積分器包括一電容與一開關(guān)元件，該電容連接該乘積轉(zhuǎn)換訊號而充電，而該開關(guān)元件的導(dǎo)通與斷開受控于該第二脈波訊號。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第二脈波訊號為低準(zhǔn)位時(shí)該開關(guān)元件導(dǎo)通，使該電壓積分器的電容放電；該第二脈波訊號為高準(zhǔn)位時(shí)該開關(guān)元件斷開，該乘積轉(zhuǎn)換訊號對該電壓積分器的電容充電。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的峰值檢波器對該電壓積分器所積分的電壓取樣，通過該方波產(chǎn)生器形成該該乘積轉(zhuǎn)換訊號與該第二商數(shù)訊號相乘的輸出訊號。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第一、第二與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(31、32、33)是將電壓轉(zhuǎn)換為電流。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第二與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(32、33)的增益相同。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具誤差抵消功能的乘除法器，其特征在于其中所述的第一差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(31)的增益為該第二差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(32)與第三差動(dòng)轉(zhuǎn)換器(33)的(π/2)倍。
專利摘要本實(shí)用新型是有關(guān)于一種具誤差抵消功能的乘除法器，是利用復(fù)數(shù)乘除法單元的運(yùn)算排列使訊號經(jīng)過該乘除法器所產(chǎn)生的誤差互相抵消，達(dá)到降低誤差影響的目的，并利用同一電源取得一個(gè)以上運(yùn)算訊號的方式，減少自外部取樣的消耗。
文檔編號H02M1/00GK201025512SQ20072000577
公開日2008年2月20日 申請日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者林國藩 申請人:全漢企業(yè)股份有限公司