專利名稱：比較電路、比較器、電平確定電路和閾值電壓設(shè)置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及比較電路、比較器、電平確定電路和該電平確定電路的閾值電壓設(shè)置方法，本發(fā)明最好是用于確定微小的輸入信號(hào)的電平。
相關(guān)技術(shù)的描述由一個(gè)ETC(電子收費(fèi)系統(tǒng))等等為代表的車載無(wú)線電系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成具有低電流消耗，用于延長(zhǎng)其電池使用壽命。該車載無(wú)線電系統(tǒng)作為一個(gè)用于提供該設(shè)計(jì)的裝置，在工作中使其不需要穩(wěn)定工作的單元在其不必要的工作期間處于等待狀態(tài)(睡眠狀態(tài))，并且當(dāng)喚醒電路確定預(yù)先確定的喚醒條件滿足的時(shí)候，使其喚醒電路工作，以輸出喚醒信號(hào)給這些單元。
作為一個(gè)車載無(wú)線電系統(tǒng)的例子，一個(gè)車載ETC單元在工作中接收從在公路上天線發(fā)送的無(wú)線電信號(hào)，并且當(dāng)該接收的信號(hào)超出預(yù)定閾值的時(shí)候，向保持睡眠狀態(tài)的微型電腦輸出一個(gè)喚醒信號(hào)，以便喚醒該微型電腦。
圖7示出一個(gè)用于常規(guī)的車載ETC單元的喚醒電路的電氣結(jié)構(gòu)。該喚醒電路1以單極性電源工作，它配置有一個(gè)輸入端子2和一個(gè)輸出端子3。解調(diào)信號(hào)Sdm的電壓Vin經(jīng)過(guò)檢波器輸入到輸入端子2，并且一個(gè)喚醒信號(hào)Swk從輸出端子3輸出。當(dāng)該解調(diào)電壓Vin超過(guò)閾值電壓Vth的時(shí)候，該喚醒信號(hào)Sdk改變?yōu)镠(高)電平。該喚醒電路1還具有一個(gè)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路4，其配置有一個(gè)D/A(數(shù)字-模擬)轉(zhuǎn)換器。該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路4起輸出一個(gè)基準(zhǔn)電壓Vref的作用，其可以按照n位解碼信號(hào)通過(guò)預(yù)先確定的電壓從0V逐步地設(shè)置。該喚醒電路1提供有一個(gè)具有為輸入端子2所共用的反向端子和一個(gè)非反向輸入端子的比較器5。該比較器5比較輸入給反向輸入端子2的解調(diào)電壓Vin和輸入給非反向輸入端子的基準(zhǔn)電壓Vref，基于該比較的結(jié)果輸出一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)。來(lái)自比較器5的輸出信號(hào)被輸入給喚醒電路1的反相器6，以便成為該喚醒信號(hào)Swk。
在這種結(jié)構(gòu)中，該比較器5具有一個(gè)由其單元在其制造時(shí)存在的特性差異所引起的偏移電壓，以致該偏移電壓造成喚醒電路1的閾值電壓Vth和基準(zhǔn)電壓Vref沒(méi)有必要彼此相符合。這種問(wèn)題需要調(diào)整每個(gè)車載ETC單元的每個(gè)閾值電壓Vth。閾值電壓的調(diào)整如下實(shí)施。
即，當(dāng)允許一個(gè)目標(biāo)單元被喚醒的具有閾值功率的無(wú)線電信號(hào)被提供時(shí)，該解碼信號(hào)被順序地切換，并且在喚醒信號(hào)Swk范圍之內(nèi)具有L(低)電平的該最低的基準(zhǔn)電壓被設(shè)置為該閾值電壓。
但是，在該比較器5具有負(fù)的偏移電壓的情況下，該調(diào)整引起一個(gè)問(wèn)題，也就是說(shuō)，該比較器5的輸出不會(huì)變?yōu)榈碗娖剑莾H通過(guò)偏移電壓的絕對(duì)值反向輸入端子的電壓超過(guò)非反向輸入端子的電壓。即，如果偏移電壓Voffset的絕對(duì)值高于該閾值電壓Vth，即使該基準(zhǔn)電壓Vref被設(shè)置為0V，在該范圍內(nèi)它是最低的電壓，該喚醒信號(hào)Swk不會(huì)變成H電平，除非適度電壓Vin不少于偏移電壓Voffset的絕對(duì)值。因此，很難調(diào)整該閾值電壓Vth使得該閾值Vth不超過(guò)偏移電壓Voffset的絕對(duì)值，造成相對(duì)于對(duì)于比較器5用于喚醒目標(biāo)單元的輸入信號(hào)的接收靈敏度降低。
為了解決該問(wèn)題，可以產(chǎn)生一個(gè)負(fù)的基準(zhǔn)電壓Vref，或可以采用比較器5具有較低的偏移電壓。但是，前者的措施需要一個(gè)新的負(fù)電源，并且前者和后者的措施使該喚醒電路的電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，造成增加其設(shè)計(jì)和制造成本。該喚醒電路變復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)引起電流消耗增加，以致結(jié)果與具有低電流消耗的該車載無(wú)線電系統(tǒng)的原始設(shè)計(jì)原理相反。
發(fā)明概述本發(fā)明是針對(duì)上述情形之背景做出的。因此，本發(fā)明的目的是提供比較電路、比較器、電平確定電路和電平確定電路的閾值電壓設(shè)置方法，其中的每一電路或方法能夠相對(duì)于輸入到每個(gè)電路的微小輸入信號(hào)設(shè)置所期望的閾值電平，同時(shí)避免每個(gè)電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，以及避免增加每個(gè)電路的消耗電流。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種比較電路，包括一個(gè)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路，具有第一輸入端子、第二輸入端子、第一輸出端子和第二輸出端子，并且被配置為接收輸入給第一輸入端子的第一輸入信號(hào)，以及輸入給第二輸入端子的第二輸入信號(hào)，該輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為按照一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出第一輸入信號(hào)可切換地至第一和第二輸出端子的一個(gè)，并輸出第二輸入信號(hào)給其另一個(gè)；以及一個(gè)比較器，具有反向輸入端子和非反向輸入端子，并被配置為經(jīng)由該反向輸入端子接收從第一輸出端子輸出的第一信號(hào)，以及經(jīng)由該非反向輸入端子接收從第二輸出端子輸出的第二信號(hào)。
在這個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例中，該比較器比較第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)，以便輸出一個(gè)代表該比較之結(jié)果的結(jié)果信號(hào)，并且進(jìn)一步包括一個(gè)輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路，被配置以接收該結(jié)果信號(hào)，以便按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)可切換地執(zhí)行反向該結(jié)果信號(hào)以輸出該反向的結(jié)果信號(hào)的反向處理、和保持該結(jié)果信號(hào)的狀態(tài)以輸出該結(jié)果信號(hào)的非反向處理中的一個(gè)。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)，該第一輸入信號(hào)被輸出到第一和第二輸出端子的一個(gè)，該第二輸入信號(hào)輸出到其另一個(gè)端子，使得從第一輸出端子輸出的第一信號(hào)經(jīng)由反向輸入端子被接收至該比較器，從第二輸出端子輸出的第二信號(hào)經(jīng)由非反向輸入端子被接收至該比較器。因此，該結(jié)果信號(hào)按照開(kāi)關(guān)信號(hào)被從該比較器反向或未反向。即，相對(duì)于該比較器，第一和第二輸入信號(hào)的開(kāi)關(guān)操作和從該比較器輸出的結(jié)果信號(hào)的反向操作被執(zhí)行以彼此對(duì)應(yīng)，使得除偏移電壓的極性以外，該比較電路的操作保持不變，與該開(kāi)關(guān)信號(hào)無(wú)關(guān)。
通常，比較器具有偏移電壓，它是在其制造中出現(xiàn)的其單元的特征差異所引起的，以致每個(gè)比較器的偏移電壓的極性和數(shù)值是不同的，造成很難設(shè)置低于該偏移電壓的閾值電壓。
就該問(wèn)題而論，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，反向該開(kāi)關(guān)信號(hào)使得輸入給該比較器的第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)的極性可以被反向，使反向由在第一和第二輸入信號(hào)之間的差值所引起的偏移電壓的極性成為可能。因此，即使該比較器適用于的電路具有單極性電池，也可以設(shè)置任何期望的閾值電壓，而與該比較器的偏移電壓的極性無(wú)關(guān)，使得該比較電路特別適用于處理微小的輸入信號(hào)。此外，該輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路和輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路分別具有小巧的電路尺寸，與常規(guī)的比較電路相比較，可以簡(jiǎn)化比較電路的電路結(jié)構(gòu)，并且可以保持在比較電路中總的電流消耗大體上類似于常規(guī)的比較電路。
在這個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例中，該輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路包括第一模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一輸入端子和第一輸出端子之間；第二模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一輸入端子和第二輸出端子之間；第三模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二輸入端子和第一輸出端子之間；和第四模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二輸入端子和第二輸出端子之間，并且被配置為當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平的時(shí)候、只打開(kāi)第一和第四模擬開(kāi)關(guān)電路，以及當(dāng)該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)具有第二邏輯電平的時(shí)候、只打開(kāi)第二和第三模擬開(kāi)關(guān)電路，所述第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向。
按照這一方面的優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)只有第一和第四模擬開(kāi)關(guān)電路被打開(kāi)的時(shí)候，第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)被分別輸入給反向輸入端子和非反向輸入端子，并且當(dāng)只有第二和第三模擬開(kāi)關(guān)電路被打開(kāi)的時(shí)候，第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)被反向并分別輸入給非反向輸入端子和反向輸入端子。因?yàn)樵摫容^器具有非常高的阻抗，因而可以基本上避免由于提供該模擬開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)致的電壓誤差。
本發(fā)明的一個(gè)方面具有一種設(shè)置方案，該輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路被配置為基于該開(kāi)關(guān)信號(hào)和該結(jié)果信號(hào)執(zhí)行一個(gè)異-或運(yùn)算過(guò)程，以便輸出一個(gè)由該異-或運(yùn)算過(guò)程產(chǎn)生的邏輯信號(hào)，該開(kāi)關(guān)信號(hào)代表第一邏輯電平和第二邏輯電平中的一個(gè)，以及該結(jié)果信號(hào)代表第一邏輯電平和第二邏輯電平的一個(gè)，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面的設(shè)置方案，該結(jié)果信號(hào)的邏輯開(kāi)關(guān)操作被基于該異-或運(yùn)算過(guò)程執(zhí)行，因此可以使輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路的電路結(jié)構(gòu)小型化。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種比較器，包括一個(gè)第一輸入端子；一個(gè)第二輸入端子；一個(gè)輸出端子；一個(gè)差動(dòng)放大器，包括第一差動(dòng)輸入晶體管、與之連接的第二差動(dòng)輸入晶體管，和連接到第一差動(dòng)輸入晶體管和第二差動(dòng)輸入晶體管的負(fù)載電路；一個(gè)放大器，連接在該差動(dòng)放大器和該輸出端子之間；和一個(gè)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路，連接到第一輸入端子和第二輸入端子，并且被配置為按照一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)、提供第一信號(hào)可切換地至第一差動(dòng)輸入晶體管和第二差動(dòng)輸入晶體管中的一個(gè)，該第一信號(hào)被輸入給第一輸入端子，該輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)、提供一個(gè)第二信號(hào)可切換地至第一差動(dòng)輸入晶體管和第二差動(dòng)輸入晶體管中的另一個(gè)，該第二信號(hào)被輸入給第二輸入端子。
在該另一個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例中，進(jìn)一步包括一個(gè)輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路，被配置為接收從第一差動(dòng)輸入晶體管輸出的第一輸出信號(hào)、和從第二差動(dòng)輸入晶體管輸出的第二輸出信號(hào)，并且可切換地提供第一和第二輸出信號(hào)的一個(gè)給該放大器。
按照本發(fā)明的該另一個(gè)方面，輸入給第一輸入端子的該第一信號(hào)和輸入給第二輸入端子的該第二信號(hào)被分別輸入給第一差動(dòng)輸入晶體管和第二輸入晶體管，或被分別輸入給第二差動(dòng)輸入晶體管和第一差動(dòng)輸入晶體管。響應(yīng)上述的操作，來(lái)自第一和第二差動(dòng)輸入晶體管的第一和第二輸出信號(hào)的一個(gè)被選擇提供給放大器。
這就是說(shuō)，在第一和第二輸入端子與差動(dòng)放大器的第一和第二差動(dòng)輸入晶體管之間的連接關(guān)系被轉(zhuǎn)換。即，該連接關(guān)系被轉(zhuǎn)換，仿佛只有該差動(dòng)放大器曾經(jīng)被從比較器斷開(kāi)，并且?guī)в胁顒?dòng)放大器的負(fù)載電路的第一和第二差動(dòng)輸入晶體管被轉(zhuǎn)換，在該切換操作之后，該差動(dòng)放大器折回到比較器。因此，該比較器的電路結(jié)構(gòu)本身保持不變，而與開(kāi)關(guān)信號(hào)無(wú)關(guān)，并且除存在偏移電壓以外，該比較器的操作不變。
該偏移電壓是由第一和第二差動(dòng)輸入晶體管的特性差異所引起，因此反向該開(kāi)關(guān)信號(hào)和在差動(dòng)輸入晶體管和第一及第二信號(hào)之間的連接關(guān)系使得偏移電壓的極性可以被反向。相對(duì)于根據(jù)這一個(gè)方面的比較電路的閾值電壓的設(shè)置，可以獲得相同的效果。此外，該輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路和輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路分別具有小巧的電路尺寸，因此與常規(guī)的比較器相比較，可以簡(jiǎn)化比較器的電路結(jié)構(gòu)，并且可以保持比較器中總的電流消耗大體上類似于常規(guī)的比較器。
在此另一個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例中，該輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路包括第一模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一輸入端子和第一差動(dòng)輸入晶體管之間；第二模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一輸入端子和第二差動(dòng)輸入晶體管之間；第三模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二輸入端子和第一差動(dòng)輸入晶體管之間；和第四模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二輸入端子和第二差動(dòng)輸入晶體管之間，并被配置為當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平的時(shí)候、只打開(kāi)第一和第四模擬開(kāi)關(guān)電路，以及當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第二邏輯電平的時(shí)候、只打開(kāi)第二和第三模擬開(kāi)關(guān)電路，所述第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向。
按照此另一個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)只有第一和第四模擬開(kāi)關(guān)電路被打開(kāi)的時(shí)候，該第一信號(hào)和第二信號(hào)被分別輸入給第一差動(dòng)輸入晶體管和第二差動(dòng)輸入晶體管，并且當(dāng)只有第二和第三模擬開(kāi)關(guān)電路被打開(kāi)的時(shí)候，該第一信號(hào)和第二信號(hào)被分別被反向、以被輸入給第二差動(dòng)輸入晶體管和第一差動(dòng)輸入晶體管。因?yàn)槊總€(gè)差動(dòng)輸入晶體管具有非常高的阻抗，因此可以基本上避免由于提供模擬開(kāi)關(guān)電路所致的電壓誤差。
在此另一個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例中，該負(fù)載電路是一個(gè)電流鏡電路，包括連接到第一差動(dòng)輸入晶體管的第一負(fù)載晶體管、和連接到第二差動(dòng)輸入晶體管的第二負(fù)載晶體管，并且該輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)去連接一個(gè)中間部分、第一負(fù)載晶體管及第二負(fù)載晶體管中的一個(gè)的一部分。
按照此另一個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例，這些輸入端子和差動(dòng)輸入晶體管根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行切換，并且響應(yīng)該切換操作，該中間部分和第一負(fù)載晶體管和第二負(fù)載晶體管中的一個(gè)的該部分根據(jù)該開(kāi)關(guān)信號(hào)被可切換地連接。在這種情況下，在第一和第二差動(dòng)輸入晶體管與第一和第二負(fù)載晶體管之間的連接關(guān)系保持不變，因此按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)，只改變?cè)撈齐妷旱臉O性，但是其數(shù)值保持不變。
在此另一個(gè)方面的優(yōu)選實(shí)施例中，該輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路包括第五模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一差動(dòng)輸入晶體管的第一輸出端子和該放大器的一個(gè)輸入端子之間；第六模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二差動(dòng)輸入晶體管的第二輸出端子和該放大器的該輸入端子之間；第七模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在該中間部分和第一負(fù)載晶體管的該部分之間；和第八模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在該中間部分和第二負(fù)載晶體管的該部分之間，并且該輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平的時(shí)候、只打開(kāi)第五和第八模擬開(kāi)關(guān)電路，以及當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第二邏輯的時(shí)候、只打開(kāi)第六和第七模擬開(kāi)關(guān)電路，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向。
按照本發(fā)明的該另一個(gè)方面，當(dāng)按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)只有第五和第八模擬開(kāi)關(guān)電路被打開(kāi)的時(shí)候，該輸出信號(hào)是從第二差動(dòng)輸入晶體管取出的，并且當(dāng)按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)只有第六和第七模擬開(kāi)關(guān)電路打開(kāi)的時(shí)候，該輸出信號(hào)是從第一差動(dòng)輸入晶體管取出的。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種用于確定其輸入信號(hào)之電平的電平確定電路，包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1的比較電路；一個(gè)能夠產(chǎn)生多個(gè)基準(zhǔn)電壓并且被配置為輸出這些基準(zhǔn)電壓之一的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，該輸出的基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入給該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)；和一個(gè)閾值電壓設(shè)置電路，它被配置為輸出預(yù)定的開(kāi)關(guān)信號(hào)給比較電路，并且輸出該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)給基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，其中該輸入信號(hào)被作為第一輸入信號(hào)輸入給比較電路的第一輸入端子，并且該基準(zhǔn)電壓被作為第二輸入信號(hào)輸入給它的第二輸入端子。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，該輸入信號(hào)被輸入給根據(jù)權(quán)利要求1的比較電路的第一輸入端子，并且該基準(zhǔn)電壓被從該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路輸入給該比較電路的第二輸入端子。按照另一個(gè)方面的該電平確定電路可以按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)、相對(duì)于第一和第二輸入信號(hào)設(shè)置比較電路的偏移電壓的極性，因此設(shè)置該開(kāi)關(guān)信號(hào)和在該單電池電壓內(nèi)(諸如正電壓或負(fù)電壓)調(diào)整該基準(zhǔn)電壓使得微小的閾值電壓可以被設(shè)置。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，按照本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面，提供了一種用于確定其輸入信號(hào)之電平的電平確定電路，包括一個(gè)按照權(quán)利要求5的比較器；一個(gè)能夠產(chǎn)生多個(gè)基準(zhǔn)電壓并且被配置去輸出一個(gè)基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，該輸出的基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入給該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)；和一個(gè)閾值電壓設(shè)置電路，它被配置以輸出預(yù)定的開(kāi)關(guān)信號(hào)給比較器，并且輸出該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)給基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，其中該基準(zhǔn)電壓被作為第一信號(hào)輸入給該比較器的第一輸入端子，并且該輸入信號(hào)被作為第二信號(hào)輸入給其第二輸入端子。
按照本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面，該電平確定電路執(zhí)行基本上與按照另一個(gè)方面的電平確定電路相同的操作。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，按照本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面，提供了一種設(shè)置按照權(quán)利要求10的電平確定電路的閾值電壓的方法，該方法包括步驟設(shè)置基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)，以便使來(lái)自基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的多個(gè)基準(zhǔn)電壓中的最低基準(zhǔn)電壓被設(shè)置，設(shè)置該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平，以及輸入給該比較電路的第一輸入端子一個(gè)該輸入信號(hào)的閾值電壓；順序地改變基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，在該比較電路輸出代表閾值電壓高于該基準(zhǔn)電壓的第一確定結(jié)果的情況下、順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之變化值的基準(zhǔn)電壓，以便當(dāng)該比較電路輸出代表該閾值電壓不高于該基準(zhǔn)電壓的第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；在該改變操作被停止的時(shí)候、存儲(chǔ)第一信號(hào)的第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，被存儲(chǔ)的所述第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓；在該比較電路輸出第二確定結(jié)果的情況下、反向該開(kāi)關(guān)信號(hào)的第一邏輯電平為其第二邏輯電平、以及順序地改變?cè)摶鶞?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向，以便順序地增加對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之改變值的基準(zhǔn)電壓，從而當(dāng)該比較電路進(jìn)一步輸出該第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；以及在該改變被停止的時(shí)候、存儲(chǔ)第一信號(hào)的第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值，被存儲(chǔ)的所述第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，按照本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面，提供了一種設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求12的電平確定電路的閾值電壓的方法，該方法包括步驟設(shè)置該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)，以便使來(lái)自基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的多個(gè)基準(zhǔn)電壓中的最低基準(zhǔn)電壓被設(shè)置，以便設(shè)置該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平，從而輸入給比較器的第一輸入端子一個(gè)該輸入信號(hào)的閾值電壓；順序地改變基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，在該比較器輸出代表該閾值電壓高于該基準(zhǔn)電壓的第一確定結(jié)果的情況下、順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之變化值的基準(zhǔn)電壓，以便在該比較器輸出代表該閾值電壓不高于該基準(zhǔn)電壓的第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；在該改變操作被停止的時(shí)候、存儲(chǔ)第一信號(hào)的第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，被存儲(chǔ)的所述第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓；在該比較器輸出第二確定結(jié)果的情況下、反向該開(kāi)關(guān)信號(hào)的第一邏輯電平為其第二邏輯電平、以及順序地改變?cè)摶鶞?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向，以便順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之改變值的基準(zhǔn)電壓，從而當(dāng)該比較器進(jìn)一步輸出該第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；以及在該改變被停止的時(shí)候、存儲(chǔ)第一信號(hào)的第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，被存儲(chǔ)的所述第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓。
按照本發(fā)明的更進(jìn)一步的方面，該最低基準(zhǔn)電壓是根據(jù)該基準(zhǔn)電壓開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)設(shè)置的，并且該開(kāi)關(guān)信號(hào)被設(shè)置作為第一邏輯電平。該輸入信號(hào)的閾值電壓被輸入給比較電路(比較器)的第一輸入端子。
在該比較電路(比較器)輸出的第一確定結(jié)果代表該閾值電壓高于該基準(zhǔn)電壓的情況下，該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值被順序地改變，使得對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之改變值的基準(zhǔn)電壓被順序地增加，并且當(dāng)該比較電路(比較器)輸出代表該閾值電壓不高于該基準(zhǔn)電壓的該第二確定結(jié)果的時(shí)候，該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變被停止。在該改變操作被停止的時(shí)候，第一信號(hào)的第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值被存儲(chǔ)，使得第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓。
在該比較電路(比較器)輸出第二確定結(jié)果的情況下，該開(kāi)關(guān)信號(hào)的第一邏輯電平被反向?yàn)榈诙壿嬰娖?，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向，并且該基?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值被順序地改變，使得對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之改變值的基準(zhǔn)電壓被順序地增加。當(dāng)該比較電路(比較器)進(jìn)一步輸出第二確定結(jié)果的時(shí)候，該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變被停止。在該改變被停止的時(shí)候，該第一信號(hào)的第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值被存儲(chǔ)。該第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓。
因此，通過(guò)使用所存儲(chǔ)的第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值、或所存儲(chǔ)的第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，可以設(shè)置該閾值電壓。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明根據(jù)下面參考附圖描述的實(shí)施例，本發(fā)明的其他的目的和方面將變得顯而易見(jiàn)，其中

圖1是主要示出按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的車載ETC單元之一部分電氣結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是一個(gè)示出按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的車載ETC單元中的電平確定電路的電氣結(jié)構(gòu)圖；圖3是一個(gè)示出按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的電平確定電路中的比較器的電路結(jié)構(gòu)；圖4是一個(gè)流程圖，示出按照第一個(gè)實(shí)施例的圖2中示出的微型計(jì)算機(jī)的閾值電壓設(shè)置過(guò)程；圖5是一個(gè)示出按照本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的車載ETC單元中的電平確定電路的電氣結(jié)構(gòu)圖；圖6是一個(gè)示出按照本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的比較器的電氣結(jié)構(gòu)；和圖7是一個(gè)示出用于常規(guī)的車載ETC單元的喚醒電路的電氣結(jié)構(gòu)圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明(第一個(gè)實(shí)施例)
在下文中將參考圖1至圖3描述本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，其中本發(fā)明應(yīng)用于一個(gè)車載ETC單元。
ETC是一個(gè)系統(tǒng)，其中，在安裝于收費(fèi)處的ETC收發(fā)信機(jī)和安裝在車輛中的車載ETC單元之間實(shí)施時(shí)分雙向通信，以便自動(dòng)地從該車輛中的用戶處收取預(yù)先確定的通行費(fèi)，而無(wú)需該車輛停車。該雙向通信使用調(diào)幅的5.8GHz頻帶的無(wú)線電波。
圖1是一個(gè)主要示出車載ETC單元電氣結(jié)構(gòu)之一部分的方框圖，它主要涉及接收操作，因此在圖1中省略了發(fā)射電路、顯示單元、操作單元和卡讀取器/記錄器。
在圖1中，該車載ETC單元11包括一個(gè)用于接收從公路上天線發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)的天線12，和一個(gè)用于相對(duì)于該接收的信號(hào)實(shí)施包絡(luò)檢波的檢波器13，以便輸出一個(gè)頻率被調(diào)制在250kHz/500kHz的調(diào)制信號(hào)Sdm。該ETC單元11還包括一個(gè)帶通濾波器14，一個(gè)包括放大器15和喚醒電路16的IC17，一個(gè)單片微型計(jì)算機(jī)18，一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器19和一個(gè)電池組20。電池組20的電池電壓Vbat例如是3V，該電壓調(diào)節(jié)器經(jīng)由電池導(dǎo)線21、22提供例如2.5V的電池電壓Vdd給IC17和微型計(jì)算機(jī)18。
該放大器15在工作中放大調(diào)制信號(hào)Sdm，以轉(zhuǎn)換該調(diào)制信號(hào)為數(shù)字信號(hào)，從而輸出該數(shù)字信號(hào)給微型計(jì)算機(jī)18。在調(diào)制信號(hào)Sdm的電壓Vin(在下文中被稱為“調(diào)制電壓Vin”)變成不小于預(yù)定的閾值電壓Vth的情況下，該喚醒電路16(在下文中詳細(xì)描述)在工作中輸出一個(gè)喚醒信號(hào)Swk給微型計(jì)算機(jī)18。
圖2示出一個(gè)按照本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的車載ETC單元11中的電平確定電路的電氣結(jié)構(gòu)。該電平確定電路由IC17中的喚醒電路16和對(duì)應(yīng)于“閾值電壓設(shè)置電路”的微型計(jì)算機(jī)18組成。該喚醒電路16包括一個(gè)比較電路23、一個(gè)對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的D/A(數(shù)/模)轉(zhuǎn)換器24和一個(gè)解碼電路25。該比較電路23包括一個(gè)對(duì)應(yīng)于輸入開(kāi)關(guān)電路的開(kāi)關(guān)電路26、一個(gè)比較器27、一個(gè)反相器28和一個(gè)對(duì)應(yīng)于輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路的異-或邏輯執(zhí)行電路29。該異-或邏輯執(zhí)行電路29在下文中被稱為“異或電路29”。
在下文中解釋在電平確定電路中的每個(gè)電路的具體結(jié)構(gòu)。
該比較器27具有在圖3示出通用的電路結(jié)構(gòu)。該比較器27配置有一個(gè)差動(dòng)放大器30和一個(gè)放大器31，該差動(dòng)放大器30包括設(shè)置在電池導(dǎo)線21、22之間的MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管Q11至Q15，該放大器31包括設(shè)置在電池導(dǎo)線21、22之間的MOS晶體管Q16和Q17。MOS晶體管Q12和Q13分別連接到比較器27的非反向輸入端27p和反向輸入端27n，使得組成一個(gè)電流鏡電路的MOS晶體管Q14和Q15提供MOS晶體管Q12和Q13的有源負(fù)載(負(fù)載電路)。MOS晶體管Q16和Q17之每一個(gè)具有三個(gè)部分(端子)，它們附著在MOS晶體管Q16和Q17之每一個(gè)內(nèi)的電極部位。每個(gè)MOS晶體管的中間部分被稱為柵極，另外二個(gè)部分被稱為漏極和源極。MOS晶體管Q16和Q17的漏極通常彼此連接，并且晶體管Q16和Q17之每一個(gè)的漏極連接到一個(gè)輸出端子27c。類似地，MOS晶體管Q11和Q12之每一個(gè)具有三個(gè)部分(端子)，它們附著在MOS晶體管Q11和Q12之每一個(gè)內(nèi)的電極部位。每個(gè)MOS晶體管的中間部分被稱為柵極，另外二個(gè)部分被稱為漏極和源極。MOS晶體管Q11和Q12的柵極通常彼此連接，并且MOS晶體管Q11和Q12之每一個(gè)的每個(gè)柵極承受一個(gè)偏壓。
另一方面，在圖2中，該開(kāi)關(guān)電路26配置有N溝道MOS晶體管Q18至Q21，以及一個(gè)反相器32。
該MOS晶體管Q18連接在端子17a和反向輸入端子27n之間，并且該MOS晶體管Q19連接在端子17a和非反向輸入端子27p之間。MOS晶體管Q20連接在D/A轉(zhuǎn)換器24的一個(gè)輸出線和該反向輸入端子27n之間，MOS晶體管Q21位于在D/A轉(zhuǎn)換器33的輸出線和非反向輸入端子27p之間，以便于與之連接。
該微型計(jì)算機(jī)可以經(jīng)由端子17b提供一個(gè)對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換信號(hào)的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp給MOS晶體管Q19和Q20的柵極，并且該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp被反相器32反向，使得該反向的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp＇被配置提供給MOS晶體管Q18和Q21的柵極。
即，當(dāng)該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp具有高(H)電平的時(shí)候，信號(hào)Sp被輸入所至的MOS晶體管Q19和Q20分別導(dǎo)通，但是MOS晶體管Q18和Q21分別保持其截止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)閷?duì)于MOS晶體管Q18和Q21，每個(gè)被從H電平反向到L電平之被反向的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp＇被輸入，其中高(H)電平對(duì)應(yīng)于第一邏輯電平，并且高于低(L)電平，低(L)電平對(duì)應(yīng)于第二邏輯電平，它是H電平(第一邏輯電平)的反向。
相反地，當(dāng)極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp具有L電平的時(shí)候，反向信號(hào)Sp＇被輸入所至的MOS晶體管Q18和Q21分別導(dǎo)通，因?yàn)閷?duì)于MOS晶體管Q18和Q21，從L電平反向到H電平的每一個(gè)被反向的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp＇被輸入，但是MOS晶體管Q19和Q20分別保持截止?fàn)顟B(tài)，因?yàn)閷?duì)于MOS晶體管Q19和Q20，每個(gè)都具有L電平的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp被輸入。
MOS晶體管Q18至Q21分別對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明之第一個(gè)實(shí)施例的第一至第四模擬開(kāi)關(guān)電路，并且在圖2示出的節(jié)點(diǎn)26a、26b、26c和26d分別對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的第一輸入端子、第二輸入端子、第三輸入端子和第四輸入端子。
該比較器27具有一個(gè)輸出端子27c，它經(jīng)由反相器28連接到異或電路29的一個(gè)輸入端子，并且該異或電路29的另一端被提供極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp。
該D/A轉(zhuǎn)換器24包括電阻R1、R2、…、Rn，它們被順序地連接在電池導(dǎo)線21和22之間。該D/A轉(zhuǎn)換器24還包括MOS晶體管Q1、Q2、…、Qn，它們起開(kāi)關(guān)電路的作用。每個(gè)MOS晶體管Q1、Q2、…、Qn連接在每個(gè)MOS晶體管的每個(gè)分壓點(diǎn)和輸出線33之間。
IC17具有端子17d1至17dm，用于有選擇地切換MOS晶體管Q1、Q2、…、Qn中的任何一個(gè)的m個(gè)二進(jìn)制開(kāi)關(guān)信號(hào)Sc1至Scm被輸入到這些端子。
該解碼電路25被配置去解碼這些轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1至Scm，以便產(chǎn)生n個(gè)解碼信號(hào)Sd1至Sdn，n等于2m，并且分別提供這些解碼信號(hào)Sd1至Sdn給MOS晶體管Q1至Qn的柵極。
例如，當(dāng)該微型計(jì)算機(jī)18輸出轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1至Scm僅用于導(dǎo)通晶體管Q1的時(shí)候，該解碼電路25僅使解碼信號(hào)Sd1為高(H)電平，并且保持其他的解碼信號(hào)Sd2至Sdm為L(zhǎng)(低)電平狀態(tài)，以便輸出這些解碼信號(hào)Sd1至Sdm給MOS晶體管Q1至Qm的柵極。僅導(dǎo)通該MOS晶體管Q1，使得D/A轉(zhuǎn)換器24輸出基準(zhǔn)電壓Vref，它是基于電池電壓Vdd和電阻R1至Rn而得到的。
即，根據(jù)解碼信號(hào)Sd1至Sdm，該D/A轉(zhuǎn)換器24在工作中逐漸輸出基準(zhǔn)電壓Vref的每個(gè)預(yù)定的電壓，它們分布在從對(duì)應(yīng)于MOS晶體管Q1的導(dǎo)通狀態(tài)的最小值0V至對(duì)應(yīng)于MOS晶體管Qn的導(dǎo)通狀態(tài)的最大值之范圍內(nèi)。
該微型計(jì)算機(jī)18在工作中根據(jù)來(lái)自放大器15的輸入信號(hào)執(zhí)行收費(fèi)處理，并且還相對(duì)于喚醒電路16具有作為閾值電壓設(shè)置電路的功能，如上所述。
該微型計(jì)算機(jī)18包括一個(gè)CPU34，用于執(zhí)行收費(fèi)處理、閾值電壓設(shè)置處理及其他的處理，一個(gè)連接到該CPU34的可重復(fù)寫(xiě)入的非易失性存儲(chǔ)器35，例如EEPROM(電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)。使該CPU34能夠執(zhí)行這些處理的至少一個(gè)的數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器35上。該微型計(jì)算機(jī)18還包括一個(gè)連接到該CPU34的寄存器36，用于臨時(shí)在其上存儲(chǔ)要由CPU34處理的數(shù)據(jù)，一個(gè)連接到該CPU34的輸入/輸出接口電路37，例如，該接口電路具有輸入/輸出端口，其分別連接IC17的端子17c、17b、17d1至17dm，用于執(zhí)行在該IC17和該CPU34之間的接口處理等等。此外，該微型計(jì)算機(jī)18包括一個(gè)連接到CPU34并用于在其上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的閃存(flash memory)38，其中的數(shù)據(jù)包括使CPU34能夠執(zhí)行至少該閾值電壓設(shè)置處理的調(diào)整程序；還包括一個(gè)顯示設(shè)備接口(I/F)單元，其連接到該CPU34和該顯示設(shè)備，并且執(zhí)行在其間的接口處理；一個(gè)操作部件接口(I/F)單元，其連接到該CPU34和該操作部件，并且執(zhí)行在其間的接口處理；一個(gè)卡接口(I/F)單元，其連接到該CPU34和該卡讀取器/記錄器，并且執(zhí)行在其間的接口處理。該顯示設(shè)備I/F單元、操作部件I/F單元以及卡I/F單元未在圖2中示出。
順便提及，連接到該微型計(jì)算機(jī)18和該放大器15的信號(hào)線在圖2中被省略。
接著，現(xiàn)在將在下文中解釋根據(jù)第一個(gè)實(shí)施例的車載ETC單元中的電平確定電路的操作和該電平確定電路的閾值電壓設(shè)置方法。
該車載ETC單元基于作為其動(dòng)力源的電池20運(yùn)行，該單元有必要設(shè)計(jì)成具有低的電流消耗，以延長(zhǎng)該電池20的持續(xù)時(shí)間。只有當(dāng)在其中安裝該車載ETC單元的車輛經(jīng)過(guò)收費(fèi)處時(shí)，該車載ETC單元才必須工作，使得該車載ETC單元監(jiān)視從公路上的天線發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)，如果該車載ETC單元沒(méi)有從天線接收到無(wú)線電信號(hào)，該車載ETC單元使該放大器15、該微型計(jì)算機(jī)18等部件處于等待狀態(tài)(睡眠狀態(tài))。
該喚醒電路16不斷地監(jiān)視(確定)是否該調(diào)制電壓Vin超出閾值電壓Vth(這就是喚醒條件)，并且當(dāng)該喚醒電路16確定該調(diào)制電壓Vin超出該閾值電壓Vth的時(shí)候，該喚醒電路16輸出帶有H(高)電平(第一邏輯電平)的喚醒信號(hào)Swk給微型計(jì)算機(jī)18。該喚醒信號(hào)Swk使微型計(jì)算機(jī)18從其睡眠狀態(tài)改變到其工作狀態(tài)，使得該微型計(jì)算機(jī)18輸出喚醒信號(hào)Swk＇給放大器15，并且開(kāi)始執(zhí)行收費(fèi)處理。
此刻，輸入給該放大器15的調(diào)制電壓Vin是很小的，并且尤其當(dāng)車載ECT單元開(kāi)始執(zhí)行喚醒處理，也就是說(shuō)其開(kāi)始接收無(wú)線電信號(hào)的時(shí)候，該調(diào)制電壓Vin變成一個(gè)大約類似于比較器27的偏移電壓的電壓，該比較電路23包括比較器27。
然后，在發(fā)送其之前對(duì)該車載ETC單元進(jìn)行檢查的時(shí)候，實(shí)施車載ETC單元的閾值電壓調(diào)整，這在下文中詳細(xì)地描述，用于設(shè)置閾值電壓Vth為預(yù)先確定的電壓，而與偏移電壓的大小及其正和負(fù)無(wú)關(guān)。
首先，一個(gè)調(diào)整指令被從其外部發(fā)送給車載ETC單元的微型計(jì)算機(jī)18。該微型計(jì)算機(jī)18接收所發(fā)送的調(diào)整指令，以改變其工作方式為調(diào)整模式，從而從閃存38中讀出調(diào)整程序并且執(zhí)行它。其次，向車載ETC單元的閾值電壓發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，該無(wú)線電信號(hào)具有的閾值功率對(duì)應(yīng)于車載ETC單元的閾值電壓。根據(jù)所發(fā)射的無(wú)線電信號(hào)輸入給喚醒電路16的調(diào)制電壓Vin的大小對(duì)應(yīng)于閾值電壓Vth。
在上述無(wú)線電信號(hào)的情況之下，如圖4所示，在步驟S1，該微型計(jì)算機(jī)18基于該調(diào)整程序、輸出給解碼電路25轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1至Scm(0H)，用于導(dǎo)通晶體管Q1。轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1至Scm使得解碼信號(hào)Sd1變?yōu)镠電平，以便導(dǎo)通MOS晶體管Q1，借此該D/A轉(zhuǎn)換器24輸出基準(zhǔn)電壓Vref，該電壓具有在該D/A轉(zhuǎn)換器24可以輸出電壓中的0V最低電壓。在步驟S2，該微型計(jì)算機(jī)18設(shè)置該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp為一個(gè)起始值，如L電平。帶有L電平的該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp被反向?yàn)閹в蠬電平的信號(hào)Sp＇，因此該信號(hào)Sp＇使MOS晶體管Q18和Q21導(dǎo)通，使得對(duì)應(yīng)于閾值電壓Vth的該調(diào)制電壓Vin和等于0V的該基準(zhǔn)電壓Vref被分別輸入給該比較器27的反向輸入端子27n和非反向輸入端子27p。
當(dāng)該調(diào)制電壓Vin和該基準(zhǔn)電壓Vref被輸入給該比較器27的時(shí)候，取決于比較器27的偏移電壓，從該異或電路29輸出的該喚醒信號(hào)Swk不一定具有H電平。
(1)如果該喚醒信號(hào)Swk變成H電平，也就是說(shuō)，基于輸入給該異或電路29的另一個(gè)輸入端子的該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp和輸入給其一個(gè)輸入端子的輸出信號(hào)(從反相器28輸出)，該異或電路29執(zhí)行一個(gè)異-或運(yùn)算處理，以便輸出H電平信號(hào)，作為其異-或運(yùn)算處理的結(jié)果。這意味著，輸入給異或電路29之另一個(gè)輸入端子的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp具有L電平(第二邏輯電平，即H電平的反向)，因?yàn)閬?lái)自反相器28的輸出信號(hào)具有H電平，以致該比較器27向反相器28輸出對(duì)應(yīng)于該結(jié)果的L電平信號(hào)，使得該調(diào)制電壓Vin高于該基準(zhǔn)電壓Vref。
然后，在步驟S3，微型計(jì)算機(jī)18保持該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的狀態(tài)，以便順序地改變轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1至Scm，從而以Q2、Q3、…、Qn的順序逐步順序地接通MOS晶體管Q2至Qn。取決于MOS晶體管的順序切換，該基準(zhǔn)電壓Vref逐漸地增加一預(yù)定的電壓，例如0.5mV。
在步驟S4，當(dāng)喚醒信號(hào)Swk根據(jù)基準(zhǔn)電壓Vref的增長(zhǎng)從H電平改變?yōu)長(zhǎng)電平的時(shí)候，該微型計(jì)算機(jī)18在存儲(chǔ)器35和寄存器36上寫(xiě)入該喚醒信號(hào)Swk首次轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)電平時(shí)、轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1和Scm的值、以及極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的電平，諸如L電平，作為第一調(diào)整數(shù)據(jù)。
(2)如果該喚醒信號(hào)Swk變成L電平，也就是說(shuō)，該異或電路29執(zhí)行異-或運(yùn)算處理并且輸出L電平信號(hào)，因?yàn)檩斎虢o該異或電路29的另一輸入端子的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp具有L電平，來(lái)自反相器28的輸出信號(hào)具有L電平，因此該比較器27向該反相器28輸出對(duì)應(yīng)于該結(jié)果的H電平信號(hào)，使得該調(diào)制電壓Vin低于該基準(zhǔn)電壓Vref。
當(dāng)該比較器27具有負(fù)的偏移電壓Voffset，并且該偏移電壓Voffset的絕對(duì)值超出閾值Vth的時(shí)候，出現(xiàn)這個(gè)使得該調(diào)制電壓Vin低于基準(zhǔn)電壓Vref的情況。該負(fù)的偏移電壓使得比較器27的輸出不會(huì)變?yōu)長(zhǎng)電平，除非在反向輸入端子27n的電壓比在非反向輸入端子27p的電壓高出偏移電壓Voffset。
在這種狀態(tài)下，在步驟S5，該微型計(jì)算機(jī)18使該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp反向，以便使該信號(hào)Sp從L電平改變?yōu)镠電平，因此具有H電平的該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp使MOS晶體管Q19和Q20導(dǎo)通。具有導(dǎo)通狀態(tài)的MOS晶體管Q19和Q20分別使等于0V的該基準(zhǔn)電壓Vref可被輸入給比較器27的反向輸入端子27n，以及使對(duì)應(yīng)于閾值電壓Vth的該調(diào)制電壓Vin可被輸入給非反向輸入端子27p。
即，與在該喚醒信號(hào)Swk變成H電平時(shí)的調(diào)制電壓Vin相比較，在該喚醒信號(hào)Swk具有L電平的情況下，相對(duì)于該反向輸入端子27n的該輸入電壓是反向的基準(zhǔn)電壓Vref。類似地，與該喚醒信號(hào)Swk變?yōu)镠電平時(shí)的基準(zhǔn)電壓Vref相比較，在該喚醒信號(hào)Swk具有L電平的情況下，相對(duì)于非反向輸入端子27p的輸入電壓是反向的調(diào)制電壓Vin。
因此，與在該喚醒信號(hào)Swk具有H電平時(shí)引起的偏移電壓Voffset之極性相比較，在該喚醒信號(hào)Swk具有L電平的情況下，由在基準(zhǔn)電壓Vref和調(diào)制電壓Vin之間的差值所引起的偏移電壓Voffset的極性被反向。
在上述過(guò)程之后，該微型計(jì)算機(jī)18執(zhí)行類似于在該喚醒信號(hào)Swk具有H電平時(shí)的處理。即，在步驟S6，該微型計(jì)算機(jī)18順序地改變轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1至Scm，以便以Q2、Q3、…、Qn的順序逐步順序地接通MOS晶體管Q2至Qn，從而使該基準(zhǔn)電壓Vref逐漸地增長(zhǎng)預(yù)定的電壓，例如0.5mV。
在步驟S7，當(dāng)喚醒信號(hào)Swk根據(jù)基準(zhǔn)電壓Vref的增長(zhǎng)從H電平改變?yōu)長(zhǎng)電平的時(shí)候，該微型計(jì)算機(jī)18在存儲(chǔ)器35和寄存器36上作為第二調(diào)整數(shù)據(jù)寫(xiě)入喚醒信號(hào)Swk首次變成L電平時(shí)的轉(zhuǎn)換信號(hào)ScH和Scm的值、以及極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的電平，諸如H電平。
因此，可以設(shè)置對(duì)應(yīng)于由上述過(guò)程調(diào)整的基準(zhǔn)電壓Vref的閾值電壓Vth，而不考慮比較器27的偏移電壓Voffset的大小和極性。
當(dāng)完成對(duì)該閾值電壓Vth的調(diào)整時(shí)，在該接收的無(wú)線電信號(hào)超出閾值電壓Vth時(shí)，該喚醒電路16可以使喚醒信號(hào)Swk從L電平改變?yōu)镠電平，而與比較器27的偏移電壓Voffset的大小和極性無(wú)關(guān)。
此外，在載運(yùn)該車載ECT單元之后，即使其電池20被從其中拆除，當(dāng)車載ECT單元的加電狀態(tài)被重置的時(shí)候，該微型計(jì)算機(jī)18可以讀出第一調(diào)整數(shù)據(jù)，其中包括轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1至Scm的值和極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp之電平，它們對(duì)應(yīng)于該閾值電壓Vth(在該喚醒信號(hào)Swk變成L電平的情況下)，該微型計(jì)算機(jī)18還可以讀出第二調(diào)整數(shù)據(jù)，其中包括轉(zhuǎn)換信號(hào)Sc1至Scm的值和極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的電平，它們對(duì)應(yīng)于閾值電壓Vth(在來(lái)自存儲(chǔ)器35的該喚醒信號(hào)Swk變成H電平的情況下)，以便將這些數(shù)據(jù)寫(xiě)入寄存器36上。
因此，即使該車載ECT單元的電池20被從其中取出，也可以在該寄存器36上存儲(chǔ)第一和第二調(diào)整數(shù)據(jù)，而不會(huì)因此導(dǎo)致刪除這些數(shù)據(jù)。
如上所述，安裝在第一個(gè)實(shí)施例的該車載ECT單元中的該電平確定電路被配置具有開(kāi)關(guān)電路26和具有異或電路29，該開(kāi)關(guān)電路26設(shè)置在比較器27的輸入端，該比較電路23是由該比較器27組成的，該異或電路29設(shè)置在比較器27的輸出端，從而可以根據(jù)極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp、在比較器27的輸入端執(zhí)行極性轉(zhuǎn)換處理，并且與該極性轉(zhuǎn)換處理一致，在比較器27的輸出端執(zhí)行邏輯轉(zhuǎn)換處理。因此，該比較電路23的輸入/輸出操作保持不變，而與該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp無(wú)關(guān)。
反向極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的極性使得輸入給比較器27的調(diào)制電壓Vin和該基準(zhǔn)電壓Vref的極性可以被反向，從而可以反向由該基準(zhǔn)電壓Vref和該調(diào)制電壓Vin之間的差值所引起的偏移電壓Voffset的極性。因此，即使該車載ECT單元只有正電源，并且其相對(duì)于該調(diào)制電壓Vin的閾值電壓Vth小于該偏移電壓Voffset，可以設(shè)置任何期望的閾值電壓Vth，而不考慮比較器27的偏移電壓的極性，使得喚醒電路的檢測(cè)靈敏度相對(duì)于該調(diào)制電壓Vin可以被提高。
該開(kāi)關(guān)電路26和該異或電路29分別具有小巧的電路尺寸，與常規(guī)的比較電路之結(jié)構(gòu)相比較，可以簡(jiǎn)化該比較電路的電路結(jié)構(gòu)。在開(kāi)關(guān)電路26和異或電路29兩者中的電流消耗量是非常小的，因此可以保持在整個(gè)車載ECT單元中總的電流消耗大體上類似于在常規(guī)的車載ECT單元中總的電流消耗。
(第二個(gè)實(shí)施例)在下文中將參考圖5和6描述本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例，其中本發(fā)明應(yīng)用于一個(gè)車載ETC單元。順便提及，在圖5和6中，對(duì)于其中與圖2和3中示出的部件大體上相同的部件，指定與圖2和3中所示相同的參考符號(hào)，以便在第二個(gè)實(shí)施例不同于第一個(gè)實(shí)施例的不同點(diǎn)的焦點(diǎn)上解釋本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。
在圖5示出的電平確定電路中，該比較電路39包括一個(gè)比較器40和反相器28。該反相器28具有一個(gè)連接到端子17c的輸出端子，并且該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp被輸入給比較器40。
圖6示出一個(gè)按照本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的比較器40的電氣結(jié)構(gòu)。
該比較器40包括一個(gè)對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路的第一開(kāi)關(guān)電路41，一個(gè)差動(dòng)放大器41，一個(gè)對(duì)應(yīng)于輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路42的第二開(kāi)關(guān)電路42，以及放大器31。
該第一開(kāi)關(guān)電路41被設(shè)置在對(duì)應(yīng)于第一、第二輸入端子的輸入端子40p、40n和該差動(dòng)放大器42之間，并且具有與在圖2示出的開(kāi)關(guān)電路26大體上相同的結(jié)構(gòu)。
即，該差動(dòng)放大器42包括設(shè)置在電池導(dǎo)線21和22之間的MOS晶體管Q11至Q15。該第一開(kāi)關(guān)電路41配置有MOS晶體管Q22至Q25。
該MOS晶體管Q22被連接在該輸入端子40p和對(duì)應(yīng)于第一差動(dòng)輸入晶體管的MOS晶體管Q12的柵極之間，并且MOS晶體管Q23被連接在該端子40p和對(duì)應(yīng)于第二差動(dòng)輸入晶體管的該MOS晶體管Q13的柵極之間。該MOS晶體管Q24被連接在該輸入端子40n和該MOS晶體管Q12的柵極之間，并且該MOS晶體管Q25被連接在該輸入端子40n和該MOS晶體管Q13的柵極之間。
該微型計(jì)算機(jī)可以經(jīng)由端子17b提供極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp給MOS晶體管Q23和Q24的柵極，并且該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp被反相器44反向，使得該反向的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp＇被配置提供給該MOS晶體管Q22和Q25的柵極。
MOS晶體管Q22至Q25分別對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的第一至第四模擬開(kāi)關(guān)電路。
該差動(dòng)放大器42除在圖3示出的差動(dòng)放大器30的結(jié)構(gòu)之外，還包括對(duì)應(yīng)于第七和第八模擬開(kāi)關(guān)電路的MOS晶體管Q26和Q27。該MOS晶體管Q26被連接在對(duì)應(yīng)于第一負(fù)載晶體管的MOS晶體管Q14的柵極和其漏極之間，并且該MOS晶體管Q27被連接在對(duì)應(yīng)于第二負(fù)載晶體管的MOS晶體管Q15的柵極和其漏極之間。這些MOS晶體管Q26和Q27是第二開(kāi)關(guān)電路43的部件。
除晶體管Q26和Q27之外，該第二開(kāi)關(guān)電路43包括一個(gè)對(duì)應(yīng)于第五模擬開(kāi)關(guān)電路的MOS晶體管Q28，它連接在MOS晶體管Q12的一個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)Na和MOS晶體管Q17的柵極之間。該第二開(kāi)關(guān)電路43還包括一個(gè)對(duì)應(yīng)于第六模擬開(kāi)關(guān)電路的MOS晶體管Q29，它連接在該MOS晶體管Q13的一個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)Nb和該MOS晶體管Q17的柵極之間，以及一個(gè)反相器45。
該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp被提供給MOS晶體管Q26和Q29的柵極，并且該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp被反相器45反向，使得該反向的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp＇被配置提供給該MOS晶體管Q27和Q28的柵極。
其次，在下文中將解釋第二個(gè)實(shí)施例的操作。特別是，因?yàn)樵撾娖酱_定電路的操作和設(shè)置該電平確定電路之閾值電壓的方法大體上與第一個(gè)實(shí)施例所述電路及方法是相同的，在下文中將主要解釋該比較器40的操作。
當(dāng)該微型計(jì)算機(jī)18輸出具有L電平的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的時(shí)候，因?yàn)榉聪嗥?4對(duì)該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp進(jìn)行反向，以便輸出具有H電平的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp＇，該H電平信號(hào)Sp＇被分別提供給MOS晶體管Q22和Q25的柵極，MOS晶體管Q22和Q25分別導(dǎo)通。MOS晶體管Q22和Q25的接通狀態(tài)使得輸入給輸入端子40p的基準(zhǔn)電壓Vref和輸入給輸入端子40n的調(diào)制電壓Vin可以被分別提供給差動(dòng)放大器42的MOS晶體管Q12和Q13的柵極。此外，因?yàn)樵摲聪嗥?5對(duì)該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp進(jìn)行反向，以便輸出具有H電平的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp＇，該H電平信號(hào)Sp＇被分別提供給MOS晶體管Q27和Q28的柵極，使得該MOS晶體管Q27和Q28分別導(dǎo)通。
MOS晶體管Q27和Q28的接通狀態(tài)使得MOS晶體管Q15的柵極和漏極被短路，從而從MOS晶體管Q12提供該輸出信號(hào)給晶體管Q17的柵極。
另一方面，當(dāng)該微型計(jì)算機(jī)18輸出具有H電平的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的時(shí)候，因?yàn)檫@些H電平信號(hào)Sp被分別提供給MOS晶體管Q23和Q24的柵極，MOS晶體管Q23和Q24導(dǎo)通。MOS晶體管Q23和Q24的接通狀態(tài)使得輸入給輸入端子40p的基準(zhǔn)電壓Vref和輸入給輸入端子40n的調(diào)制電壓Vin可以被分別提供給差動(dòng)放大器42的MOS晶體管Q13和Q12的柵極。此外，因?yàn)檫@些H電平信號(hào)Sp被分別提供給開(kāi)關(guān)電路43的MOS晶體管Q26和Q29的柵極，使得MOS晶體管Q26和Q29分別導(dǎo)通。
MOS晶體管Q26和Q29的接通狀態(tài)使得MOS晶體管Q15的柵極和漏極被短路，從而從MOS晶體管Q12提供該輸出信號(hào)給晶體管Q17的柵極。
即，開(kāi)關(guān)電路41和43按照極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的極性、對(duì)輸入到比較器40的信號(hào)的極性執(zhí)行轉(zhuǎn)換，從而響應(yīng)該轉(zhuǎn)換過(guò)程，執(zhí)行從比較器40輸出的信號(hào)的極性。
即，在該差動(dòng)放大器42中，該輸出信號(hào)被從經(jīng)由輸入端子40p輸入基準(zhǔn)電壓Vref所至的MOS晶體管取出，因此該比較器40的輸入/輸出操作保持不變，而與該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的轉(zhuǎn)換狀態(tài)無(wú)關(guān)。
此外，根據(jù)極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的電平轉(zhuǎn)換，從輸入端子40p和40n輸入的信號(hào)被轉(zhuǎn)換而被發(fā)送給MOS晶體管Q12和Q13的柵極，并且根據(jù)極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的電平轉(zhuǎn)換，從MOS晶體管Q12和Q13輸出的信號(hào)被轉(zhuǎn)換而被發(fā)送給參考放大器31，從而可以反向由輸入端子40p的基準(zhǔn)電壓Vref和輸入端子40n的調(diào)制電壓Vin之間的差值所引起的偏移電壓Voffset的極性。在MOS晶體管Q12和Q13之特性之間的制造差異、和MOS晶體管Q14和Q15之特性之間的制造差異導(dǎo)致差動(dòng)放大器42的偏移電壓Voffset。因?yàn)闊o(wú)論如何，在比較器40中，在MOS晶體管Q12和Q14之間、以及在MOS晶體管Q13和Q15之間的連接組合被保持，即使極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的電平被切換，該偏移電壓的大小保持不變。
因此，在相對(duì)于電平確定電路的調(diào)制電壓Vin調(diào)整該閾值電壓Vth的情況下，基于在第一個(gè)實(shí)施例描述的閾值電壓調(diào)整方法，根據(jù)差動(dòng)放大器42的偏移電壓Voffset的極性來(lái)設(shè)置極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的電平，使得該閾值電壓Vth可以被設(shè)置，閾值電壓Vth小于差動(dòng)放大器42的偏移電壓Voffset。
而且，將該比較器40用于車載ETC單元的比較電路39，使得消耗電流可以被進(jìn)一步降低。即，在該比較器27中，當(dāng)該極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp被設(shè)置為具有H電平的時(shí)候，該比較器27的輸出信號(hào)具有L電平，同時(shí)該喚醒信號(hào)Swk具有L電平，也就是說(shuō)，該微型計(jì)算機(jī)18等部件具有睡眠狀態(tài)。在該喚醒信號(hào)Swk具有L電平的期間，該MOS晶體管是導(dǎo)通狀態(tài)，使得電流流過(guò)電池導(dǎo)線21和22之間的MOS晶體管Q16和Q17。因?yàn)樵撥囕dETC單元具有相當(dāng)長(zhǎng)的睡眠周期，降低在睡眠周期期間耗費(fèi)的消耗電流是較佳的。
相反地，在按照第二個(gè)實(shí)施例的比較器40中，該比較器40的輸出信號(hào)經(jīng)常具有H電平，同時(shí)該喚醒信號(hào)Swk具有L電平，也就是說(shuō)，該微型計(jì)算機(jī)18等等具有睡眠狀態(tài)，而與極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp的電平無(wú)關(guān)，使該MOS晶體管Q17在睡眠期間僅為斷開(kāi)狀態(tài)，從而切斷允許流過(guò)MOS晶體管Q16和Q17的電流。
(另外的改型)順便提及，本發(fā)明不局限于在說(shuō)明書(shū)和附圖中示出的每個(gè)實(shí)施例，因此本發(fā)明可以包括另外的改型和增補(bǔ)，其中有一些在下文中描述。
每個(gè)電路(諸如配置具有MOS晶體管的電平確定電路)可以配置為其它類型的晶體管，諸如雙極晶體管，每個(gè)具有一個(gè)基極作為對(duì)應(yīng)于MOS晶體管之柵極的其中間部分(端子)、一個(gè)集電極和一個(gè)發(fā)射極作為對(duì)應(yīng)于其源極和漏極的部分(端子)。
在第一個(gè)實(shí)施例中，該輸入極性轉(zhuǎn)換電路不局限于開(kāi)關(guān)電路26。例如，該第一和第二輸入端子可以連接到IC17的端子，IC17的端子之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系可以被配置為外部切換，例如，通過(guò)至少一個(gè)開(kāi)關(guān)元件、至少一個(gè)跳線或類似結(jié)構(gòu)。例如，該輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路可以被配置為微型計(jì)算機(jī)18的處理，以代替異或電路29。
該輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路不是本發(fā)明所必要的。即，該微型計(jì)算機(jī)18可以配置為接收來(lái)自比較器的輸出信號(hào)，代替該輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路，以便判斷該接收的信號(hào)電平。
該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路不局限于D/A轉(zhuǎn)換器24，并且可以配置為例如一個(gè)可變電阻器。
該閾值電壓設(shè)置電路不局限于該微型計(jì)算機(jī)18?？梢圆捎闷渌娐纷鳛樵撻撝惦妷涸O(shè)置電路，這些其他電路可以輸出該預(yù)定的極性轉(zhuǎn)換信號(hào)Sp給比較電路23和39，并且輸出轉(zhuǎn)換信號(hào)Scl至Scm給該解碼電路25。
例如，作為該閾值電壓設(shè)置電路，可以使用帶有開(kāi)關(guān)的設(shè)置電路、跳線、觸發(fā)電路、不帶CPU的存儲(chǔ)器或寄存器、或其他的類似的電路。
該微型計(jì)算機(jī)18可以不必具有該存儲(chǔ)器35，因此當(dāng)該車載ETC單元被載運(yùn)的時(shí)候，該調(diào)整數(shù)據(jù)可以寫(xiě)在該寄存器36上。在這種情況下，當(dāng)車載ECT單元的電池20被取出的時(shí)候，該調(diào)整數(shù)據(jù)消失。
操作員可以調(diào)整夾具或類似手段調(diào)整該閾值電壓Vth，而不是根據(jù)調(diào)整程序能夠執(zhí)行它的微型計(jì)算機(jī)18。
根據(jù)本發(fā)明的電平確定電路、其閾值電壓調(diào)整方法、比較電路23、39和比較器40并不局限于應(yīng)用于車載ETC單元的喚醒電路16，并且可以廣泛地應(yīng)用于具有用于比較輸入信號(hào)作為閾值電平之功能的各種電路。
雖然已經(jīng)描述了目前設(shè)想的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例和改型，應(yīng)該理解的是，還可以在其中進(jìn)行未描述的各種各樣的修改，并且意欲在所附的權(quán)利要求中覆蓋作為落在本發(fā)明的實(shí)際的精神和范圍之內(nèi)的所有這樣的改進(jìn)。
2001年10月30日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2001 332672的整個(gè)內(nèi)容合并在此申請(qǐng)的內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種比較電路，包括一個(gè)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路，具有第一輸入端子、第二輸入端子、第一輸出端子和第二輸出端子，并被配置為接收輸入給第一輸入端子的第一輸入信號(hào)以及輸入給第二輸入端子的第二輸入信號(hào)，所述輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為按照一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出第一輸入信號(hào)可切換地至第一和第二輸出端子的一個(gè)，并輸出第二輸入信號(hào)給其中的另一個(gè)；和一個(gè)比較器，具有反向輸入端子和非反向輸入端子，并且被配置為經(jīng)由該反向輸入端子接收從第一輸出端子輸出的第一信號(hào)，以及經(jīng)由該非反向輸入端子接收從第二輸出端子輸出的第二信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的比較電路，其中所述比較器比較第一輸入信號(hào)和第二輸入信號(hào)，以便輸出一個(gè)代表該比較之結(jié)果的結(jié)果信號(hào)，并且進(jìn)一步包括一個(gè)輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路，被配置為接收該結(jié)果信號(hào)，以便按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)可切換地執(zhí)行使該結(jié)果信號(hào)反向以輸出反向的結(jié)果信號(hào)的一個(gè)反向處理、和保持該結(jié)果信號(hào)的狀態(tài)以輸出該結(jié)果信號(hào)的一個(gè)非反向處理中的一個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的比較電路，其中所述輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路包括第一模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一輸入端子和第一輸出端子之間；第二模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一輸入端子和第二輸出端子之間；第三模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二輸入端子和第一輸出端子之間；和第四模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二輸入端子和第二輸出端子之間，并且被配置為當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平的時(shí)候，只打開(kāi)第一和第四模擬開(kāi)關(guān)電路，以及當(dāng)極性轉(zhuǎn)換信號(hào)具有第二邏輯電平的時(shí)候，只打開(kāi)第二和第三模擬開(kāi)關(guān)電路，所述第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的比較電路，其中所述輸出邏輯開(kāi)關(guān)電路被配置為基于該開(kāi)關(guān)信號(hào)和該結(jié)果信號(hào)執(zhí)行一個(gè)異-或運(yùn)算過(guò)程，以便輸出一個(gè)由該異-或運(yùn)算過(guò)程產(chǎn)生的邏輯信號(hào)，所述開(kāi)關(guān)信號(hào)代表第一邏輯電平和第二邏輯電平的一個(gè)，并且所述結(jié)果信號(hào)代表第一邏輯電平和第二邏輯電平的一個(gè)，所述第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向。
5.一種比較器，包括一個(gè)第一輸入端子；一個(gè)第二輸入端子；一個(gè)輸出端子；一個(gè)差動(dòng)放大器，包括第一差動(dòng)輸入晶體管、與之連接的第二差動(dòng)輸入晶體管、和連接到第一差動(dòng)輸入晶體管和第二差動(dòng)輸入晶體管的負(fù)載電路；一個(gè)放大器，連接在該差動(dòng)放大器和該輸出端子之間；和一個(gè)輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路，連接到第一輸入端子和第二輸入端子，并且被配置為按照一個(gè)開(kāi)關(guān)信號(hào)、提供第一信號(hào)可切換地至第一差動(dòng)輸入晶體管和第二差動(dòng)輸入晶體管的一個(gè)，所述第一信號(hào)被輸入給第一輸入端子，所述輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)提供一個(gè)第二信號(hào)可切換地至第一差動(dòng)輸入晶體管和第二差動(dòng)輸入晶體管的另一個(gè)，所述第二信號(hào)被輸入給第二輸入端子。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的比較器，進(jìn)一步包括一個(gè)輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路，被配置為接收從第一差動(dòng)輸入晶體管輸出的第一輸出信號(hào)、和從第二差動(dòng)輸入晶體管輸出的第二輸出信號(hào)，并且可切換地提供第一和第二輸出信號(hào)的一個(gè)給該放大器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的比較器，其中所述輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路包括第一模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一輸入端子和第一差動(dòng)輸入晶體管之間；第二模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一輸入端子和第二差動(dòng)輸入晶體管之間；第三模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二輸入端子和第一差動(dòng)輸入晶體管之間；和第四模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二輸入端子和第二差動(dòng)輸入晶體管之間，并且被配置為當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平的時(shí)候、只打開(kāi)第一和第四模擬開(kāi)關(guān)電路，以及當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第二邏輯電平的時(shí)候，只打開(kāi)第二和第三模擬開(kāi)關(guān)電路，所述第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向。
8.按照權(quán)利要求6的比較器，其中所述負(fù)載電路是一個(gè)電流鏡電路，包括連接到第一差動(dòng)輸入晶體管的第一負(fù)載晶體管、和連接到第二差動(dòng)輸入晶體管的第二負(fù)載晶體管，所述輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為按照該開(kāi)關(guān)信號(hào)去連接一個(gè)中間部分以及第一負(fù)載晶體管和第二負(fù)載晶體管的一個(gè)的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的比較器，其中所述輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路包括第五模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第一差動(dòng)輸入晶體管的第一輸出端子和該放大器的一個(gè)輸入端子之間；第六模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在第二差動(dòng)輸入晶體管的第二輸出端子和該放大器的輸入端子之間；第七模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在該中間部分和第一負(fù)載晶體管的部分之間；和第八模擬開(kāi)關(guān)電路，連接在該中間部分和第二負(fù)載晶體管的部分之間，所述輸出信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平的時(shí)候、只打開(kāi)第五和第八模擬開(kāi)關(guān)電路，以及當(dāng)該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第二邏輯電平的時(shí)候、只打開(kāi)第六和第七模擬開(kāi)關(guān)電路，所述第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向。
10.一種用于確定輸入信號(hào)電平的電平確定電路，包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1的比較電路；一個(gè)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，能夠產(chǎn)生多個(gè)基準(zhǔn)電壓并且被配置去輸出所述基準(zhǔn)電壓中的一個(gè)，所述輸出的基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入給該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)；和一個(gè)閾值電壓設(shè)置電路，被配置去輸出預(yù)定的開(kāi)關(guān)信號(hào)給該比較電路，并且輸出該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)給該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，其中，所述輸入信號(hào)被作為第一輸入信號(hào)輸入給該比較電路的第一輸入端子，并且所述基準(zhǔn)電壓被作為第二輸入信號(hào)輸入給其第二輸入端子。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電平確定電路，進(jìn)一步包括設(shè)置裝置，用于設(shè)置該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)、以便使來(lái)自該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的該多個(gè)基準(zhǔn)電壓中最低的基準(zhǔn)電壓被設(shè)置，以便設(shè)置該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平，從而輸入給該比較電路的第一輸入端子一個(gè)該輸入信號(hào)的閾值電壓；改變裝置，用于順序地改變?cè)摶鶞?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，在該比較電路輸出代表該閾值電壓高于該基準(zhǔn)電壓的第一確定結(jié)果的情況下、順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之變化值的基準(zhǔn)電壓，以便在該比較電路輸出代表該閾值電壓不高于該基準(zhǔn)電壓的第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；存儲(chǔ)裝置，用于在該改變操作被停止的時(shí)候、在其上存儲(chǔ)第一信號(hào)的第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值，被存儲(chǔ)的所述第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓；反向裝置，用于在該比較電路輸出第二確定結(jié)果的情況下、反向該開(kāi)關(guān)信號(hào)的第一邏輯電平為其第二邏輯電平、以及順序地改變?cè)摶鶞?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向，以便順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之改變值的基準(zhǔn)電壓，從而當(dāng)該比較電路進(jìn)一步輸出該第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；和存儲(chǔ)裝置，用于在該改變被停止的時(shí)候、在其上存儲(chǔ)第一信號(hào)的第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值，被存儲(chǔ)的所述第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓。
12.一種用于確定其輸入信號(hào)之電平的電平確定電路，包括一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求5的比較器；一個(gè)基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，能夠產(chǎn)生多個(gè)基準(zhǔn)電壓并且被配置去輸出所述基準(zhǔn)電壓中的一個(gè)，所輸出的基準(zhǔn)電壓對(duì)應(yīng)于一個(gè)輸入給該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)；和一個(gè)閾值電壓設(shè)置電路，被配置去輸出預(yù)定的開(kāi)關(guān)信號(hào)給該比較器，并且輸出該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)給該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路，其中，所述基準(zhǔn)電壓被作為第一信號(hào)輸入給該比較器的第一輸入端子，并且所述輸入信號(hào)被作為第二信號(hào)輸入給其第二輸入端子。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電平確定電路，進(jìn)一步包括設(shè)置裝置，用于設(shè)置該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)、以便使來(lái)自該基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的該多個(gè)基準(zhǔn)電壓中最低的基準(zhǔn)電壓被設(shè)置，以便設(shè)置該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平，從而輸入給該比較器的第一輸入端子一個(gè)該輸入信號(hào)的閾值電壓；改變裝置，用于順序地改變?cè)摶鶞?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，在該比較器輸出代表該閾值電壓高于該基準(zhǔn)電壓的第一確定結(jié)果的情況下、順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之變化值的基準(zhǔn)電壓，以便在該比較器輸出代表該閾值電壓不高于該基準(zhǔn)電壓的第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；存儲(chǔ)裝置，用于在該改變操作被停止的時(shí)候、在其上存儲(chǔ)第一信號(hào)的第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，被存儲(chǔ)的所述第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓；反向裝置，用于在該比較器輸出第二確定結(jié)果的情況下、反向該開(kāi)關(guān)信號(hào)的第一邏輯電平為其第二邏輯電平、以及順序地改變?cè)摶鶞?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向，以便順序地增加對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之改變值的基準(zhǔn)電壓，從而當(dāng)該比較器進(jìn)一步輸出該第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；和存儲(chǔ)裝置，用于在該改變被停止的時(shí)候、在其上存儲(chǔ)第一信號(hào)的第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，被存儲(chǔ)的所述第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓。
14.一種設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求10的電平確定電路的閾值電壓的方法，該方法包括步驟設(shè)置基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)，以便使來(lái)自基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的多個(gè)基準(zhǔn)電壓中的最低基準(zhǔn)電壓被設(shè)置，設(shè)置該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平，以及輸入給該比較電路的第一輸入端子一個(gè)該輸入信號(hào)的閾值電壓；順序地改變基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，在該比較電路輸出代表閾值電壓高于該基準(zhǔn)電壓的第一確定結(jié)果的情況下、順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之變化值的基準(zhǔn)電壓，以便當(dāng)該比較電路輸出代表該閾值電壓不高于該基準(zhǔn)電壓的第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；在該改變操作被停止的時(shí)候、存儲(chǔ)第一信號(hào)的第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，被存儲(chǔ)的所述第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓；在該比較電路輸出第二確定結(jié)果的情況下、反向該開(kāi)關(guān)信號(hào)的第一邏輯電平為其第二邏輯電平、以及順序地改變?cè)摶鶞?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向，以便順序地增加對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之改變值的基準(zhǔn)電壓，從而當(dāng)該比較電路進(jìn)一步輸出該第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；和在該改變被停止的時(shí)候、存儲(chǔ)第一信號(hào)的第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值，被存儲(chǔ)的所述第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓。
15.一種設(shè)置根據(jù)權(quán)利要求12的電平確定電路的閾值電壓的方法，該方法包括步驟設(shè)置該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)，以便使來(lái)自基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生電路的多個(gè)基準(zhǔn)電壓中的最低基準(zhǔn)電壓被設(shè)置，以便設(shè)置該開(kāi)關(guān)信號(hào)具有第一邏輯電平，從而輸入給比較器的第一輸入端子一個(gè)該輸入信號(hào)的閾值電壓；順序地改變基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，在該比較器輸出代表該閾值電壓高于該基準(zhǔn)電壓的第一確定結(jié)果的情況下、順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之變化值的基準(zhǔn)電壓，以便在該比較器輸出代表該閾值電壓不高于該基準(zhǔn)電壓的第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；在該改變操作被停止的時(shí)候、存儲(chǔ)第一信號(hào)的第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，被存儲(chǔ)的所述第一邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓；在該比較器輸出第二確定結(jié)果的情況下、反向該開(kāi)關(guān)信號(hào)的第一邏輯電平為其第二邏輯電平、以及順序地改變?cè)摶鶞?zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，該第二邏輯電平是第一邏輯電平的反向，以便順序地增加對(duì)應(yīng)于該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)之改變值的基準(zhǔn)電壓，從而當(dāng)該比較器進(jìn)一步輸出該第二確定結(jié)果的時(shí)候、停止該基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)值的改變；和在該改變被停止的時(shí)候、存儲(chǔ)第一信號(hào)的第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值，被存儲(chǔ)的所述第二邏輯電平和基準(zhǔn)電壓設(shè)置信號(hào)的值對(duì)應(yīng)于該閾值電壓。
全文摘要
在一個(gè)比較電路中，輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路具有第一輸入端子、第二輸入端子、第一輸出端子和第二輸出端子。該輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路被配置為接收輸入給第一輸入端子的第一輸入信號(hào)和輸入給第二輸入端子的第二輸入信號(hào)。該輸入信號(hào)開(kāi)關(guān)電路還被配置為按照一個(gè)轉(zhuǎn)換信號(hào)輸出第一輸入信號(hào)可切換地至第一和第二輸出端子的一個(gè)，并輸出第二輸入信號(hào)給其另一個(gè)。一個(gè)比較器具有反向輸入端子和非反向輸入端子，并且被配置為經(jīng)由該反向輸入端子接收從第一輸出端子輸出的第一信號(hào)，以及經(jīng)由該非反向輸入端子接收從第二輸出端子輸出的第二信號(hào)。
文檔編號(hào)H03M1/78GK1416220SQ02146978
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月30日
發(fā)明者堀江真清, 櫻井卓 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝