專利名稱：用于消除電壓降的影響的電路和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于消除沿著一個電導體的電壓降的影響的電路和方法。電壓降尤其是沿著具有高阻抗的電導線出現。
相關技術描述沿著電導體的不希望的電壓降會出現在許多不同的條件和環(huán)境中。該電壓降出現在電源線上，該電源線上的電壓一般為幾千伏，以及出現在電設備上，該電設備上的電壓典型的只有幾伏。例如由阻抗或者電流引起的電壓降的變化可以是特別不希望的，并且甚至可以引起相關電路的完全的錯誤操作。
由變化的或者不能預先知道的電流引起的電壓降能夠發(fā)生在例如集成電路中，該集成電路具有的電壓源端子被連接到外部以產生電勢。根據在電路中的功率消耗的水平，變化的電流流過該電源端子。在電路是通過具有高阻抗的導線進行供電的情況下，大的電流能夠在電源線上引起大的電壓降。該電壓降可以變得非常大，產生如電路檢測的錯誤的電壓降和錯誤的輸出電壓電平，從而導致了電路的整個的錯誤操作。
在美國專利US-5008523中公開了關于補償沿著電導體的不希望的電壓降的電路。在US-5008523中所描述的電路基本上是一個用于表示從電流發(fā)生器，例如光敏二極管發(fā)出電流的電路，其具有明顯變化的內阻以及高阻抗的構成導線。這可以通過將構成導線從發(fā)生器連接到運算放大器的輸入端子得到，其中運算放大器的輸出端驅動了一個輸出電壓，該電壓表示發(fā)生器的輸出電流。
描述在US-5008523中的電路的缺點是其傾向于補償從電流發(fā)生器電路的兩個連接端子之間的電壓降。也就是說，該電路在連接導線之間盡力保持一個零電壓。
發(fā)明簡述本發(fā)明是用于解決上面的背景和現有技術中所述的問題。具體的，本發(fā)明解決了補償沿著連接到一個集成電路的一個DC電流導體的一個不希望的電壓降的問題。
本發(fā)明解決的其他的問題是通過沒有使用集成電路的額外的連接器補償了所述的電壓降。
本發(fā)明的目的是實現一個克服上述問題的電路和方法，其可以應用在具有存在電壓降的電流供電導體的集成電路中。
根據本發(fā)明的電路的實現是一個具有在集成電路和放大器之間的一個反饋網絡的差分放大器。
更具體的，本發(fā)明的裝置含有一個差分放大器，其連接在一個電壓源和從集成電路的導體之間，該集成電路能夠被電壓降損壞。放大器的一個輸入端子被連接到電源導線并且放大器的一個輸出端子被連接到該導體。該反饋網絡被連接在放大器的另一個輸入端子和集成電路之間。
由本發(fā)明所得到的一個優(yōu)點是通過只含有幾個元件的事實所實現的簡單。通過使用一個作為差分放大器的一個集成運算放大器，以及不超過三個的電阻，本發(fā)明能夠經濟地被實現。
另一個優(yōu)點是本發(fā)明的電路能夠插入到一個已經存在的電路中，這是因為在電壓源和由電壓降所損壞的導體之間不再需要其他額外的連接器。
附圖簡述

圖1示出了根據本發(fā)明的電路的第一個實施例的示意圖，圖2示出了根據本發(fā)明的電路的第二個實施例的示意圖，圖3A示出了表示通過本發(fā)明所解決問題的電路的示意圖，圖3B和3C示出了表示通過本發(fā)明所解決的問題的電壓電平的示意圖，圖4示出了含有根據本發(fā)明的電路的一個液晶顯示器的示意圖。
參考實施例的詳述在圖3A-3C中示出了本發(fā)明所要解決的問題。圖3A示意性示出的集成電路20具有三個電壓端子，即一個第一電壓端子21、一個第二電壓端子22和一個第三電壓端子23。這三個電壓端子21、22、23連接到的電壓源40具有三個電源端子，即第一電源端子105、第二電源端子42和一個第三電源端子43。第一個電源端子105被連接到集成電路20的第一個電壓端子21。相似的，第二個和第三個電源端子42、43被分別連接到集成電路29的第二個和第三個電壓端子22、23。
在電壓源40的第一個第一個電源端子105和集成電路20的第一個電壓端子21之間是一個電導體10。該導體10具有的第一個連接點11被連接到第一個電源端子105，而第二個連接點12被連接到集成電路20的第一個電壓端子21。該導體10的特征在于具有不可忽視的電阻，當電流I1流過導體10時，該電阻在第一個連接點11和第二個連接點12之間引起了不可忽視的電壓降DV。
圖3B和3C與圖3A一起示出了兩種狀態(tài)，其中的三個電壓源端子105、42、43具有不同的電勢301、302、303、304、305、306?？紤]如圖3B所示的第一種情況，VSS 302表示一個信號接地電平，VDD 301是一個高于VSS 302的第一個電源電壓電平VSS 302的。VLCD 303是第二個電源電平，其低于VSS信號接地電平302。在第二種情況下，如圖3C所示的電平，電平VSS 306是一個信號接地電平，其低于VLCD電平304和VDD電平305。
在這兩種情況下，電流I1、I2、I3在電壓源40和集成電路20之間流動。然而在第二種情況下，VSS 306是一個最低的電平，流過導體10的電流I1的幅值一般高于第一種情況。
在本發(fā)明的實施例的下面的描述中，第二種情況表示了相關的電壓電平。當然，沒有絕對的電壓電平被預知，因為關于電平的相關信息只是它們相互的差別。
對于本發(fā)明的第一個實施例，圖1示意性示出了一個電路100、一個電壓源40和一個集成電路20。結合圖3A所示，集成電路20和電源40分別通過它們的電壓端子21、22、23和105、42、43相互連接。導體10以它的第二個連接點12連接到集成電路的第一個電壓端子21。然而導體10的第一個連接點11被連接到差分放大器106的一個輸出端109。放大器106的第一個輸入端103被連接到電源40的第一個電壓源端子105。放大器106的第二個輸入端104在集成電路上通過第一個反饋連接51連接到第四個端子24。集成電路20的第四個端子24在集成電路20的內部被連接到如線52所示的第一個電壓端子21。
因為集成電路20上的第四個端子24與第一個端子21相接觸，在端子21和24上的電勢是一樣的。當電流流過導體10的時候，在集成電路的第一個端子21上的電勢會與所需要的電勢存在區(qū)別，該所需要的電勢位于第一個電壓源端子105上。這意味著在差分放大器106的兩個輸入端103、104之間存在電勢差。作為此電勢差的直接的結果，該放大器106將輸出端109上的電勢調節(jié)到一個電勢電平，在該電平上，在放大器的輸入端103和104之間的電勢差會消失，以及在電源端子105和集成電路20的第一個端子21之間的電勢差會消失。
本發(fā)明的第二個實施例示意性示出在圖2中。如上所述的第一個實施例，電路200被連接到電壓源40的第一個電壓源端子105和集成電路20的第一個電壓端子21。另外，第二個和第三個電壓源端子42、43被連接到集成電路的第二個和第三個電壓端子22、23。
導體10以它的第二個連接點12被連接到集成電路的第一個電壓端子21。與第一個實施例不一樣的是，導體10的第一個連接點11通過一個輸出電阻54被連接到差分放大器106的一個輸出端109。相似的，放大器106的第一個輸入端108通過一個輸入電阻55被連接到電源40的第一個電壓源端子105。另外在此實施例中還含有一個反饋連接53。該反饋連接53位于放大器106的第二個輸入端107和導體10的第一個連接點11。第二個反饋電阻56被連接在放大器的第一個輸入端108和放大器106的輸出端109上。
為了解釋第二個實施例的功能，假設在第一個電壓源端子105上的電勢和在集成電路20的第一個電壓端子21上的電壓相等，并且沒有電流流過導體10。以此沒有電流能夠流過輸出電阻54，并且在放大器106的輸出端109上的電勢以及在輸入端107和108上的電勢也等于端子105和21上的電勢?，F在如果在第一個電壓端子21上的電勢上升，一個電流會流過導體10和輸出電阻54。該電流會將在差分放大器106的第二個輸入端107上的電勢升高，這降低了在輸出端子109上的電勢。根據在端子105和109之間的、在輸入電阻55和第二個反饋電阻56之間的電勢差的劃分，在輸出端109上的降低的電勢降低了在放大器106的第一個輸入端108上的電勢。但是在輸出端子109上的降低的電勢也降低了在輸入端子107上的電勢。在第二個輸入端107上的電勢的降低在幅值上大于在第一個輸入端108上的電勢的降低，因為在第一個電壓端子21上的電勢沒有如在端子105上的恒定，但引起了輸入端109的改變。在輸出端109的電勢下降到一定程度時，輸入端107和108的電勢會是一致的，并且此狀態(tài)會保持穩(wěn)定，直到第一個電壓端子21再一次改變。為了達到所希望的目的，在集成電路20的第一個端子21上電勢VSS會與出現在電壓源40的第一個電源端子105上的電勢VSS相同。選擇電阻54、55和56的值以與導體10的阻抗的值一致。
其他的解釋該功能的方法是認識到，差分放大器106的負反饋，以及當應用一個運算放大器時共同通過它的幾乎無限的放大倍數使輸入端107和108之間的電勢差幾乎接近于零?，F在選擇阻抗與導體10的阻抗的值相一致的電阻54、55和56，電路的對稱結構使端子105和21上的電勢一定相等。
結果該結果與第一個實施例中的一樣，含有更多數量的元件的結構上的差別意味著該電路200不通過額外的到集成電路20上的連接即可實現。
結合兩個附圖1和附圖1所描述的差分放大器106優(yōu)選以集成的運算放大器形式實現。然而沒有預先含有一個裝置，該裝置利用了具有晶體管等等的分立的元件。這是現有技術的范疇并且在此不再描述。
在圖4中示意性地示出了用于本發(fā)明的一個顯示裝置400。該實施例是用于表示該實現方案的特定的領域，在此電導體表現了具有高阻抗的特殊的問題。這是一個芯片-在-玻璃上的技術的一個例子，其中有問題的電壓降導致了在玻璃盤片上的銦錫氧化物(ITO)的路徑。
如上實施例所述，顯示器400含有一個電壓源402和補償電路401的電壓降。通過一個連接導線405一個控制裝置404被連接到電路401。該控制裝置404是負責通過連接導線405用于發(fā)射信號到一個驅動電路20。該顯示器400另外含有一個玻璃的盤片80，在該盤片的上面實現了一個液晶的矩陣72。從該矩陣72出發(fā)，一套相對短的矩陣ITO路徑71連接到矩陣驅動器集成電路20。該驅動電路20通過一套相對長的連接器ITO路徑60連接到電路401，在該套路徑60中，一個VSS電壓源路徑61能夠被識別。如果在運行中，VSS電壓源路徑61承載了一定的電流，這導致了如本發(fā)明的其他的實施例中所述的導體10一樣方式的沿著路徑61的一個不希望的電壓降。通過如上面的圖2所示的電路401該電壓降被補償。
當然，本發(fā)明并不局限于補償沿著在玻璃盤片上的ITO路徑的電壓降。其他的電設備，其中對于導體的特殊的要求是具有小的橫截面積，并且以此具有較高的阻抗，當然也是本發(fā)明可以應用的領域。
權利要求
1.用于消除在一個電導體(10)上的第一個連接點(11)和在該導體(10)上的第二個連接點(12)之間的電壓降(DV)的影響的電路(100，200)，所述的連接點(12)被連接到一個集成電路(20)的第一個端子(21)，其特征在于，該電路(100，200)含有一個差分放大器(106)，所述的差分放大器(106)具有連接到一個參考電勢(303)的第一個輸入端(103，108)，和一個連接到在導體(10)上的第一個連接點(11)的輸出端(109)，所述的電路(100，200)含有一個反饋網絡，其連接到差分放大器(106)的至少一個第二個輸入端(104，107)并且連接到集成電路(20)以補償所述的電壓降(DV)。
2.如權利要求1的電路(100，200)，其特征在于，所述的第一個輸入端(103)是差分放大器(106)的非反相輸入端(103)，所述的反饋網絡含有一個第一個反饋連接(51)，該連接通過一個第一個反饋阻抗裝置(52)位于差分放大器(106)的一個反相輸入端(104)和集成電路(20)的一個第二個端子(24)之間。
3.如權利要求1的電路(100，200)，其特征在于，所述的第一個輸入端(108)是差分放大器(106)的一個反相輸入端(108)，所述的反饋網絡含有-通過導體(10)的在差分放大器(106)的一個非反相輸入端(107)和集成電路(20)的該第一個輸入端(21)之間的一個第二個反饋連接(53)，-連接在差分放大器(106)的輸出端(109)和在導體上的第一個連接點(11)之間的一個輸出阻抗裝置(54)，-連接在一個參考電勢(VSS)和差分放大器(106)的反相輸入端(108)之間的一個輸入阻抗裝置(55)，-連接在差分放大器(106)的反相輸入端(108)和差分放大器(106)的輸出端(109)之間的一個第二個反饋阻抗裝置(56)。
4.如權利要求1-3之一的電路(100，200)，其特征在于，該差分放大器(106)是一個運算放大器。
5.如權利要求1-4之一的電路(100，200)，其特征在于，電導體(10)是一個薄的沿展的路徑(61)。
6.如權利要求5的電路(100，200)，其特征在于，該電導體(10)是一個薄的沿展的銦錫氧化物路徑(61)。
7.如權利要求4-6之一的電路(100，200)，其特征在于，路徑(61)是位于一個薄層玻璃(80)上。
8.如權利要求1-7之一的電路(100，200)，其特征在于，該電路(100，200)形成了液晶顯示裝置的部分。
9.如權利要求1-8之一的電路(100，200)，其特征在于，該電路(100，200)形成了在移動電話裝置中的液晶顯示裝置的部分。
10.含有用于消除在一個電導體(10)上的第一個連接點(11)和在該導體(10)上的第二個連接點(12)之間的電壓降(DV)的影響的電路(401，100，200)的顯示裝置(400)，所述的連接點(12)被連接到一個集成電路(20)的第一個端子(21)，其特征在于，該電路(401，100，200)含有一個差分放大器(106)，所述的差分放大器(106)具有連接到一個參考電勢(303)的第一個輸入端(103，108)，和一個連接到在導體(10)上的第一個連接點(11)的輸出端(109)，所述的電路(401，100，200)含有一個反饋網絡，其連接到差分放大器(106)的至少一個第二個輸入端(104，107)并且連接到集成電路(20)以補償所述的電壓降(DV)。
11.如權利要求10的顯示裝置(400)，其特征在于，所述的第一個輸入端(103)是差分放大器(106)的非反相輸入端(103)，所述的反饋網絡含有一個第一個反饋連接(51)，該連接通過一個第一個反饋阻抗裝置(52)位于差分放大器(106)的一個反相輸入端(104)和集成電路(20)的一個第二個端子(24)之間。
12.如權利要求10的顯示裝置(400)，其特征在于，所述的第一個輸入端(108)是差分放大器(106)的一個反相輸入端(108)，所述的反饋網絡含有-通過導體(10)的在差分放大器(106)的一個非反相輸入端(107)和集成電路(20)的該第一個輸入端(21)之間的一個第二個反饋連接(53)，-連接在差分放大器(106)的輸出端(109)和在導體上的第一個連接點(11)之間的一個輸出阻抗裝置(54)，-連接在一個參考電勢(VSS)和差分放大器(106)的反相輸入端(108)之間的一個輸入阻抗裝置(55)，-連接在差分放大器(106)的反相輸入端(108)和差分放大器(106)的輸出端(109)之間的一個第二個反饋阻抗裝置(56)。
13.如權利要求10-12之一的顯示裝置(400)，其特征在于，差分放大器(106)是一個運算放大器。
14.如權利要求10-13之一的顯示裝置(400)，其特征在于，該電導體(10)是一個薄的沿展的路徑(61)。
15.如權利要求14的顯示裝置(400)，其特征在于，電導體(10)是一個薄的沿展的銦錫氧化物路徑(61)。
16.如權利要求13-15之一的顯示裝置(400)，其特征在于，路徑(61)位于一個玻璃薄層(80)的上面。
17.如權利要求10-16之一的顯示裝置(400)，其特征在于，顯示裝置(400)是一個液晶顯示裝置。
18.用于消除沿著一個電導體(10)的電壓降(DV)的影響的方法，所述的導體(10)以第一端(11)被連接到差分放大器(106)的一個輸出端(109)，并且以第二端(12)連接到一個集成電路(20)，所述的差分放大器(106)含有一個連接到一個參考電勢(303)的一個第一個輸入端(103)和一個連接到集成電路(20)的第二個輸入端(104)，其特征在于，該方法含有如下的步驟-檢測在差分放大器的各個輸入端(103，104)之間的電勢差，-將放大器(106)的輸出端(109)上的電勢電平調節(jié)到一個電平以補償電壓降(DV)。
19.如權利要求18的方法，其特征在于，在放大器的輸出端(109)上的電勢的調節(jié)是依賴于在所述的輸入端(103，104)之間的所述的電勢差。
20.如權利要求19的方法，其特征在于，在放大器的輸出端(109)上的電勢的調節(jié)是比例于在所述的輸入端(103，104)之間的電勢差。
全文摘要
本發(fā)明解決的問題是補償沿著連接到集成電路(20)的DC電流導體(10)的不希望的電壓降。本發(fā)明的裝置含有一個差分放大器(106),其從由電壓降損壞的集成電路(20)連接在電壓源(105)和導體(10)之間。放大器(106)的一個輸入端(103)連接到電源導線(105)而輸出端(109)連接到導體(10)。反饋網絡(51)連接在放大器(106)的另一個輸入端(104)和集成電路(20)之間。在放大器(106)上的兩個輸入端(103,104)之間的電勢差會使放大器(106)調節(jié)在輸出端(109)上的電勢,直到沿著導體(10)的不希望的電壓降被補償。
文檔編號G05F1/46GK1249827SQ9880311
公開日2000年4月5日 申請日期1998年2月24日 優(yōu)先權日1997年3月6日
發(fā)明者U·比約肯格倫 申請人:艾利森電話股份有限公司