專(zhuān)利名稱(chēng)：多值輸出電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多值輸出電路，特別是能夠選擇性地輸出多個(gè)電平信號(hào)的多值輸出電路。
背景技術(shù)：
圖3示出現(xiàn)有三值輸出電路的一個(gè)例子的電路結(jié)構(gòu)圖。
現(xiàn)有的三值輸出電路1由高電平輸出電路11，中電平輸出電路12以及低電平輸出電路13組成。
高電平輸出電路11的結(jié)構(gòu)包括基準(zhǔn)電壓源21、放大器22和開(kāi)關(guān)23?；鶞?zhǔn)電壓源21產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref1?；鶞?zhǔn)電壓源21所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref1被供給運(yùn)算放大器22的非反轉(zhuǎn)輸入端子。
放大器22組成非反轉(zhuǎn)放大電路。驅(qū)動(dòng)電壓Vcc經(jīng)由開(kāi)關(guān)23而被供給放大器22。開(kāi)關(guān)23與控制端子Tc1相連接，在控制端子Tc1的電壓為高電平時(shí)接通，為低電平時(shí)則斷開(kāi)。
放大器22在開(kāi)關(guān)23被接通的狀態(tài)時(shí)成為工作狀態(tài)，并向輸出端子Tout提供基準(zhǔn)電壓Vref1。另外，放大器22在開(kāi)關(guān)23為被斷開(kāi)的狀態(tài)時(shí)則成為非工作狀態(tài)，此時(shí)輸出端子Tout成為開(kāi)放狀態(tài)。
中電平輸出電路12由基準(zhǔn)電壓源31、放大器32和開(kāi)關(guān)33組成。基準(zhǔn)電壓源31產(chǎn)生比基準(zhǔn)電壓Vref1低的中電平基準(zhǔn)電壓Vref2。在基準(zhǔn)電壓源31所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref2被供給放大器32的非反轉(zhuǎn)輸入端子。
放大器32構(gòu)成非反轉(zhuǎn)放大電路。驅(qū)動(dòng)電壓Vcc經(jīng)由開(kāi)關(guān)33而被供給放大器32。開(kāi)關(guān)33與控制端子Tc2相連接，在控制端子Tc2的電壓為高電平時(shí)接通，為低電平時(shí)則斷開(kāi)。
放大器32在開(kāi)關(guān)33被接通的狀態(tài)時(shí)成為工作狀態(tài)，并向輸出端子Tout提供基準(zhǔn)電壓Vref2。另外，放大器32在開(kāi)關(guān)33被斷開(kāi)的狀態(tài)時(shí)成為非工作狀態(tài)，此時(shí)輸出端子Tout成為開(kāi)放狀態(tài)。
低電平輸出電路13由電阻R1構(gòu)成。電阻R1連接在輸出端子Tout和接地之間。低電平輸出電路13在高電平輸出電路11和中電平輸出電路12成為非工作狀態(tài)時(shí)，將輸出端子Tout與接地連接使輸出端子Tout成為低電平。
圖4示出一例現(xiàn)有的三值輸出電路的工作說(shuō)明圖。圖4(A)示出控制端子Tc1的電壓波形、圖4(B)示出控制端子Tc2的電壓波形、圖4(C)示出輸出端子Tout的電壓波形。
在期間T1，控制端子Tc1的電壓為高電平，控制端子Tc2的電壓為低電平的場(chǎng)合，開(kāi)關(guān)23接通，開(kāi)關(guān)33斷開(kāi)。一旦開(kāi)關(guān)23接通，驅(qū)動(dòng)電壓Vcc就被施加到運(yùn)算放大器22，基準(zhǔn)電壓Vref1就被供給輸出端子Tout。另外，一旦開(kāi)關(guān)33斷開(kāi)，由于驅(qū)動(dòng)電壓Vcc沒(méi)有被施加到放大器32上，放大器32就成為非工作狀態(tài)。這樣，輸出端子Tout上被供給運(yùn)算放大器22的輸出電壓Vref1，成為圖4(C)中所示的高電平。
在期間T2，控制端子Tc1的電壓成為低電平，控制端子Tc2的電壓成為高電平，則開(kāi)關(guān)23斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)33接通。一旦開(kāi)關(guān)23斷開(kāi)，驅(qū)動(dòng)電壓Vcc就沒(méi)有被施加到運(yùn)算放大器22上，運(yùn)算放大器22就成為非工作狀態(tài)。另外，一旦接通開(kāi)關(guān)33接通，由于驅(qū)動(dòng)電壓Vcc被施加到放大器32上，放大器32就成為工作狀態(tài)。這樣，輸出端子Tout上供給放大器32的輸出電壓Vref2，成為圖4(C)中所示的中電平。
在期間T3，控制端子Tc1和控制端子Tc2的電壓都成為低電平，則開(kāi)關(guān)23、33都斷開(kāi)。當(dāng)開(kāi)關(guān)23斷開(kāi)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)電壓Vcc沒(méi)有被施加到運(yùn)算放大器22上，運(yùn)算放大器22就成為非工作狀態(tài)。另外，在開(kāi)關(guān)33斷開(kāi)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)電壓Vcc沒(méi)有被施加到放大器32上，放大器32也成為非工作狀態(tài)。因此，從高電平輸出電路11和中電平輸出電路12中任何一個(gè)都不向輸出端子Tout提供電壓，輸出端子Tout就成為經(jīng)由電阻R1而接地的狀態(tài)，成為圖4(C)中所示的低電平。
通過(guò)如上過(guò)程，選擇性地輸出高、中、低三種電平。
作為這樣的三值輸出電路，公知的有上述那樣的電路。但是卻未能發(fā)現(xiàn)有關(guān)上述那樣的三值輸出電路的技術(shù)文獻(xiàn)。
然而，現(xiàn)有的三值輸出電路由于需要有用于輸出高電平的高電平輸出電路11、用于輸出中電平的中電平輸出電路12、用于輸出低電平的低電平輸出電路13的3個(gè)電路，因此存在有電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而完成，以提供一種能夠簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)的多值輸出電路為其目的。
本發(fā)明的特征在于，其具有將一定的輸入電壓放大后輸出的放大電路112、以及切換放大電路112的放大率α的開(kāi)關(guān)裝置113、114，通過(guò)利用開(kāi)關(guān)裝置113、114來(lái)切換放大電路112的放大率α，從而能夠選擇性地輸出不同的電平信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，由于其構(gòu)成為通過(guò)利用開(kāi)關(guān)裝置113、114來(lái)切換放大電路112的放大率α，從而選擇性地輸出不同的電平信號(hào)，因此，能夠用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多值輸出電路。
另外，本發(fā)明的特征還在于，放大電路112能夠根據(jù)反饋量調(diào)整放大率α，通過(guò)隨開(kāi)關(guān)裝置113、114的切換而切換上述反饋量，從而能夠輸出不同的電平信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明，由于其構(gòu)成為通過(guò)利用開(kāi)關(guān)裝置113、114來(lái)切換放大電路112的反饋量，從而選擇性地輸出不同的電平信號(hào)，因此，不需要為每一個(gè)電平設(shè)計(jì)一個(gè)電路，能夠用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多值輸出電路。
再有，本發(fā)明的特征還在于，放大電路112具有運(yùn)算放大電路121、向運(yùn)算放大電路121的非反轉(zhuǎn)輸入端子施加基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓源111、連接在運(yùn)算放大電路121的輸出端子和反轉(zhuǎn)輸入端子之間的第1電阻Rf、一端連接在運(yùn)算放大電路121的反轉(zhuǎn)輸入端子的第2電阻Rs，以對(duì)應(yīng)于第1電阻Rf和第2電阻Rs之比的放大率α將基準(zhǔn)電壓經(jīng)非反轉(zhuǎn)放大后輸出；開(kāi)關(guān)裝置113、114具有連接在第2電阻Rs的另一端和所定電壓GND之間的第1開(kāi)關(guān)114、以及轉(zhuǎn)換向運(yùn)算放大電路121供給的驅(qū)動(dòng)電壓Vcc的第2開(kāi)關(guān)113。
根據(jù)本發(fā)明，在運(yùn)算放大電路121的非反轉(zhuǎn)輸入端子上施加基準(zhǔn)電壓Vref0，并設(shè)置連接在運(yùn)算放大電路121的輸出端子和反轉(zhuǎn)輸入端子之間的第1電阻Rf、以及一端連接在運(yùn)算放大電路121的反轉(zhuǎn)輸入端子的第2電阻Rs，再有，通過(guò)利用連接在第2電阻Rs的另一端和所定電壓GND之間的第1開(kāi)關(guān)114使向運(yùn)算放大電路121的反饋量可切換，從而能夠切換放大率α，使輸出能夠切換到高電平或中電平。另外，通過(guò)利用將供給運(yùn)算放大電路121的驅(qū)動(dòng)電壓Vcc進(jìn)行轉(zhuǎn)換的第2開(kāi)關(guān)113使向運(yùn)算放大電路121供給的驅(qū)動(dòng)電源Vcc可以切換，能夠使運(yùn)算放大電路121成為非工作狀態(tài)，就能夠使輸出成為低電平。這樣，根據(jù)本發(fā)明，就能夠輸出低電平、中電平、高電平的三個(gè)值的信號(hào)。
本發(fā)明的特征還在于，第1電阻Rf和第2電阻Rs在設(shè)定放大電路112的放大率α的同時(shí)還作為輸出電阻起作用。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將第1電阻Rf和第2電阻Rs用于設(shè)定放大電路112的放大率α的同時(shí)使其作為輸出電阻而起作用，從而能夠抑制元件數(shù)量的增加。
另外，上述參考符號(hào)僅作參考，并不限制權(quán)利要求的范圍。


圖1本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的工作說(shuō)明圖。
圖3現(xiàn)有的一例的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖4現(xiàn)有的一例的工作說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
在這里，就以三值輸出電路作為多值輸出電路的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖1示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
本實(shí)施例的三值輸出電路100由基準(zhǔn)電壓源111、放大電路112、開(kāi)關(guān)113、114構(gòu)成。
基準(zhǔn)電壓源111產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓Vref0?；鶞?zhǔn)電壓源111所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電源Vref0被供給放大電路112。
放大電路112由運(yùn)算放大器121、電阻Rf、Rs構(gòu)成，構(gòu)成非反轉(zhuǎn)放大電路?；鶞?zhǔn)電壓源111所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電源Vref0被供給運(yùn)算放大器121的非反轉(zhuǎn)輸出端子。電阻Rf為反饋電阻，連接在運(yùn)算放大器121的輸出端子和反轉(zhuǎn)輸入端子之間。電阻Rs的一端與運(yùn)算放大器121的反轉(zhuǎn)輸入端子連接，另一端經(jīng)由開(kāi)關(guān)114而接地。另外，驅(qū)動(dòng)電壓Vcc經(jīng)由開(kāi)關(guān)113而被供給運(yùn)算放大器121。
開(kāi)關(guān)113是對(duì)供給運(yùn)算放大器121的驅(qū)動(dòng)電壓Vcc進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制的開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)113由如NPN型三極管Q1構(gòu)成。三極管Q1，其基極連接在控制端子Tc1，在控制端子Tc1為高電平時(shí)被接通而對(duì)運(yùn)算放大器121施加驅(qū)動(dòng)電壓Vcc，在控制端子Tc1為低電平時(shí)被斷開(kāi)而停止對(duì)運(yùn)算放大器121施加驅(qū)動(dòng)電壓Vcc。
開(kāi)關(guān)114是對(duì)電阻Rs的接地連接進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制的開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)114由如NPN型三極管Q2構(gòu)成。三極管Q2，其基極連接在控制端子Tc2，在控制端子Tc2為高電平時(shí)被接通而使電阻Rs的另一端接地，并在控制端子Tc2為低電平時(shí)被斷開(kāi)而使電阻Rs的另一端成為開(kāi)放的狀態(tài)。
電阻Rf、Rs被設(shè)定為如Rf＝Rs，由此，求出放大電路112的放大率α為α＝(Rf+Rs)/Rs＝2Rs/Rs＝2。
這樣，中電平就成為高電平的1/2。通過(guò)改變電阻Rf與Rs之比，就能夠自由設(shè)定中電平以及高電平。
另外，電阻Rf、Rs雖在放大電路處于工作狀態(tài)時(shí)起到設(shè)定放大率α的作用，但在輸出低電平時(shí)，即放大電路112成為非工作狀態(tài)、開(kāi)關(guān)114接通狀態(tài)時(shí)，它們連接在輸出端子Tout和接地之間，作為輸出用電阻而起作用。
下面，對(duì)本實(shí)施例的三值輸出電路100的工作加以說(shuō)明。
圖2示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的工作說(shuō)明圖。圖2(A)表示控制端子Tc1的電壓波形，圖2(B)表示控制端子Tc2的電壓波形，圖2(C)表示輸出端子Tout的電壓波形。
在期間T11，控制端子Tc1和控制端子Tc2的電壓都為高電平的情況下，開(kāi)關(guān)113、114都被接通。一旦開(kāi)關(guān)113被接通，驅(qū)動(dòng)電壓Vcc就被施加到運(yùn)算放大器121上，放大電路112成為工作狀態(tài)。
另外，一旦開(kāi)關(guān)114接通，電阻Rs就接地，因此，放大電路112的放大率就成為2倍。因此，2倍于基準(zhǔn)電壓源111所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref0的電壓(2×Vref0)就從輸出端子Tout輸出。這樣，輸出端子Tout的輸出電平就成為圖2(C)中所示的高電平。
在期間T12，控制端子Tc1的電壓成為高電平，一旦控制端子Tc2的電壓成為低電平，開(kāi)關(guān)113接通，開(kāi)關(guān)114斷開(kāi)。一旦開(kāi)關(guān)113接通，驅(qū)動(dòng)電壓Vcc就被施加到運(yùn)算放大器121上，放大電路112就成為工作狀態(tài)。另外，一旦開(kāi)關(guān)114斷開(kāi)，電阻Rs的另一端就成為開(kāi)放狀態(tài)。這樣，放大電路112的放大率α成為1倍。因此，從輸出端子Tout1輸出1倍于基準(zhǔn)電壓源111所產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓Vref0的電壓Vref0。這樣，輸出端子Tout的輸出電平就成為圖2(C)中所示的中電平。
在期間T13，一旦控制端子Tc1的電壓成為低電平，控制端子Tc2的電壓成為高電平，開(kāi)關(guān)113斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)114接通。一旦開(kāi)關(guān)113斷開(kāi)，則由于驅(qū)動(dòng)電壓Vcc不被施加到運(yùn)算放大器121上，放大電路112就成為非工作狀態(tài)。另外，一旦開(kāi)關(guān)114接通，電阻Rs的另一端就成為接地狀態(tài)。這樣，輸出端子Tout成為經(jīng)由電阻Rf和Rs而接地的狀態(tài)，輸出端子Tout成為接地電平。這樣，輸出端子Tout的輸出電平就成為圖2(C)中示出的低電平。
另外，在期間T14，一旦控制端子Tc1的電壓以及控制端子Tc2的電壓都成為低電平，開(kāi)關(guān)113、114就都斷開(kāi)。一旦開(kāi)關(guān)113斷開(kāi)，則驅(qū)動(dòng)電壓Vcc就不能被施加到運(yùn)算放大器121上，放大電路112就成為非工作狀態(tài)。另外，一旦開(kāi)關(guān)114斷開(kāi)，電阻Rs的另一端就成為開(kāi)放狀態(tài)。這樣，輸出端子Tout成為開(kāi)放狀態(tài)，輸出端子Tout的輸出阻抗就成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，通過(guò)利用開(kāi)關(guān)113、114來(lái)切換放大電路112的放大率α，從而選擇性地輸出不同的電平信號(hào)，不需要對(duì)每一個(gè)電平設(shè)置一個(gè)電路，因此，用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)三值輸出電路100。
另外，在低電平時(shí)，通過(guò)使運(yùn)算放大器121成為非工作狀態(tài)，并經(jīng)由Rf、Rs而接地，可將低電平時(shí)的輸出電阻能夠與運(yùn)算放大器121的放大率設(shè)定用電阻Rf、Rs共用，因此，不需要增加元件數(shù)量就能夠?qū)崿F(xiàn)三值輸出電路100。
另外，通過(guò)將開(kāi)關(guān)113、114都斷開(kāi)，就能夠根據(jù)需要使輸出端子Tout成為高阻抗?fàn)顟B(tài)。
還有，在本實(shí)施例中，為了簡(jiǎn)單說(shuō)明而以三值輸出電路為例來(lái)說(shuō)明了多值輸出電路，但是通過(guò)增加電阻和開(kāi)關(guān)也能夠輸出三值以上的電平。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于其構(gòu)成為利用開(kāi)關(guān)裝置來(lái)切換放大電路的放大率從而選擇性地輸出不同的電平信號(hào)的結(jié)構(gòu)，因此，不需要相應(yīng)于每一個(gè)電平設(shè)置一個(gè)電路，故，用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)多值輸出電路。
權(quán)利要求
1.一種多值輸出電路，其特征在于具有將一定的輸入電壓放大后輸出的放大電路、以及切換上述放大電路的放大率的開(kāi)關(guān)裝置，通過(guò)利用上述開(kāi)關(guān)裝置來(lái)切換上述放大電路的放大率，從而能夠選擇性地輸出不同的電平信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的多值輸出電路，其特征在于上述放大電路能夠根據(jù)反饋量調(diào)整放大率，隨上述開(kāi)關(guān)裝置的切換而切換上述反饋量。
3.如權(quán)利要求1或2所述的多值輸出電路，其特征在于上述放大電路具有運(yùn)算放大電路、向上述運(yùn)算放大電路的非反轉(zhuǎn)輸入端子施加基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓源、連接在上述運(yùn)算放大電路的輸出端子和反轉(zhuǎn)輸入端子之間的第1電阻、以及一端連接在上述運(yùn)算放大電路的反轉(zhuǎn)輸入端子的第2電阻，以對(duì)應(yīng)于上述第1電阻和第2電阻之比的放大率將上述基準(zhǔn)電壓經(jīng)非反轉(zhuǎn)放大后輸出；上述開(kāi)關(guān)裝置具有連接在上述第2電阻的另一端和所定電壓之間的第1開(kāi)關(guān)、以及轉(zhuǎn)換向上述運(yùn)算放大電路供給的驅(qū)動(dòng)電壓的第2開(kāi)關(guān)。
4.如權(quán)利要求3所述的多值輸出電路，其特征在于上述第1電阻和上述第2電阻在設(shè)定上述放大電路的放大率的同時(shí)還作為輸出電阻起作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠選擇性地輸出多個(gè)電平信號(hào)的多值輸出電路，以提供一種能夠簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)的多值輸出電路為其目的。本發(fā)明的特征在于，其具有將一定的輸入電壓放大后輸出的放大電路(112)、以及切換放大電路(112)的放大率(α)的開(kāi)關(guān)裝置(113、114)，通過(guò)利用開(kāi)關(guān)裝置(113、114)來(lái)切換放大電路(112)的放大率(α)，從而能夠選擇性地輸出不同的電平信號(hào)。
文檔編號(hào)H03K19/0175GK1485979SQ0313736
公開(kāi)日2004年3月31日 申請(qǐng)日期2003年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月24日
發(fā)明者土橋永祥 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社