專利名稱:一種抑制電路中回響效應(yīng)的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種抑制電路中回響效應(yīng)的方法及裝置。尤指一種利用在差動電流模式對(differential current mode pair)上,使電流源分流,讓小部分電流補償主電流所產(chǎn)生的震蕩現(xiàn)象,以抑制回響效應(yīng)的方法及裝置。
背景技術(shù):
在電子電路中,含有放大器的設(shè)計電路相當(dāng)?shù)钠毡椋貌顒訉?differential pair)的放大器更是一種常見的放大器形式。差動對的應(yīng)用有許多種形式,其中有一種是利用電流為輸入的差動電流模式對(differentialcurrent mode pair)。這種模式的差動對目前在業(yè)界受到相當(dāng)廣泛地應(yīng)用。
請參照圖1,此為差動電流模式對的前處理裝置圖,利用一前處理裝置1,使輸出電流8a、8b能在不同時間以差分形式輸入下一級電路9。該前處理裝置1包括了一電流源10,復(fù)數(shù)個電路開關(guān)11a、11b及一電路開關(guān)控制信號13a、13b。然而,輸入下一級電路9的電流波形有以下幾點需要考慮。首先是上升時間(rising time)的問題所謂的上升時間是指電流從一個電平到另一準位所花的時間,理論上希望上升時間為0,也就是瞬間能夠達成,因為上升時間的快慢影響反應(yīng)的快慢,特別是對一些要求快速精密的控制而言,更是希望盡量讓上升時間趨近于0。其次是工作點的問題工作點是指兩個差分信號波形的交會點,為了避免工作點過高或過低所造成的誤動作,工作點需以居中為宜。第三個問題是電路中回響效應(yīng)(ring back)的問題。造成的原因有二首先是所謂的電源彈升(Power bouncing)現(xiàn)象。電源彈升是指電路開關(guān)在開關(guān)的瞬間會有脈沖的產(chǎn)生,使得輸出電流8a、8b有隨著時間上下震蕩的現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)所產(chǎn)生的波動大于下一級電路9容許的范圍時,會使下一級電路9產(chǎn)生誤判的現(xiàn)象,影響正常的工作。其次就是電路受到電性的影響差動對中兩個電路開關(guān)11a、11b的運作是一開一關(guān)地轉(zhuǎn)換,當(dāng)兩個電路開關(guān)11a、11b同開的瞬間,瞬時上電流無法進入下一級電路9,而暫時在電路內(nèi)停留,等到兩個電路開關(guān)11a、11b的一恢復(fù)為該關(guān),使電路恢復(fù)導(dǎo)通的瞬間,停留在電路中的電流宣泄而出,使得下一級電路9的輸入電流突然增加的現(xiàn)象。這個現(xiàn)象會連帶使輸出電流的震蕩現(xiàn)象變得更劇烈,嚴重影響下一級電路9正常的工作。請參照圖2,此即為電路中回響效應(yīng)的現(xiàn)象。電流在瞬時時會有上下震蕩的情況發(fā)生也就是所謂overshooting及undershooting。由圖2可見,輸出電流8a、8b因上下震蕩的現(xiàn)象而有兩個相對高點電流高點21與電流次高點23,以及電流低點22。這種現(xiàn)象即所謂電路中的回響效應(yīng)。為了避免下一級電路9產(chǎn)生誤動作,業(yè)界通常會要求前處理裝置1要能使電流波形穩(wěn)定平滑,也就是圖2中的點21與低點22的差ΔI盡可能的小。
目前為了避免上述問題,在其中求取平衡的作法是讓兩個電路開關(guān)11a、11b不同時間動作,以避免兩電路開關(guān)11a、11b同開的情況發(fā)生。舉例來說當(dāng)電路開關(guān)11a要進行關(guān)之動作而11b要進行開之動作時,會讓執(zhí)行關(guān)動作的電路開關(guān)11a先動作,等關(guān)的動作完成使電路導(dǎo)通后,另一個電路開關(guān)11b執(zhí)行開的動作。這樣的作法除了避免兩個電路開關(guān)11a、11b同時開關(guān)所造成的突波沖擊,也可以避免兩個電路開關(guān)11a、11b同開造成電源彈升的情況發(fā)生。但是,這樣的作法卻會讓上升時間變慢以及工作點偏低的缺點發(fā)生。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種抑制電路中回響效應(yīng)的方法與裝置。尤指一種利用在差動電流模式對(differential current mode pair)上,使電流源分流,讓小部分電流補償主電流所產(chǎn)生的震蕩現(xiàn)象,以抑制回響效應(yīng)的方法。
本發(fā)明的次要目的是提供一種輸出波形的上升時間及工作點可依所需調(diào)整的抑制電路中回響效應(yīng)的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種改善下一級電路輸入波形,但總電流量及其它電路特性仍保持不變的抑制電路中回響效應(yīng)方法。
為了達到上述目的,本發(fā)明提供一種方法,包括以下步驟步驟1找出最佳的一分流系數(shù)及一延遲時間;步驟2依該分流系數(shù)將原電路修改成一主電流組及一補償電流組,其中該補償電流組依該延遲時間而比該主電流組延遲輸入;
步驟3將該主電流組及該補償電流組的共同輸入至一下一級電路;以及一種裝置,包括有一主電流組,輸出至該下一級電路,還包括一主電源,產(chǎn)生一主電流輸入;一主電路開關(guān),連接該主電源,使電路因該主電路開關(guān)而開路或斷路;以及一主控制信號產(chǎn)生器,依預(yù)定時間輸入一主控制信號至該主電路開關(guān),以控制該主電路開關(guān)作用時間;一補償電流組,與該主電流源組并聯(lián),并共同輸出于該下一級電路,還包括有一補償電源,產(chǎn)生一補償電流輸入;一補償電路開關(guān),連接該補償電源,使電路因開關(guān)而開路或斷路;以及一補償控制信號產(chǎn)生器,依預(yù)定時間輸入一補償控制信號至該補償電路開關(guān),以控制該補償電路開關(guān)作用時間;以及一時間延遲器,使補償控制信號比該主控制信號延遲依段時間輸入電路開關(guān),利用這個時間差,讓該補償電流降低主電流的波動幅度,使得主電流及補償電流的相加值趨于一定值,藉此抑制回響現(xiàn)象;其中,該主電流組的該主電流與該補償電流組的該補償電比例由一分流系數(shù)決定。
為了便于進一步了解本發(fā)明的特征、目的及功能,下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
圖1是為差動電流模式對的前處理裝置圖;圖2是為電路中回響效應(yīng)的現(xiàn)象;圖3是為本發(fā)明的一實施例;圖4A、圖4B及圖4C是為本發(fā)明輸出側(cè)示意圖;圖5A是為理想中進入下一級電路的電流波形示意圖;圖5B是為傳統(tǒng)技術(shù)所產(chǎn)生的電流波形示意圖;
圖5C是為利用本發(fā)明的電流波形示意圖。
附圖標(biāo)記說明1前處理裝置;10電流源;11a、11b電路開關(guān);13a、13b控制信號;21高點電流;22低點電流;23次高點電流;5主電流組;50主電源;500主電流;51a、51主電路開關(guān);51a、51主控制信號;58a、58b主輸出電流;7補償電流組;70補償電源;700補償電流;71a、71b補償電路開關(guān);73a、73b補償控制信號;78a、78b補償輸出電流;8a、8b輸出電流;9下一級電路。
具體實施例方式
由前述可知,當(dāng)兩電路開關(guān)11a、11b不同時作用時,可以避免電源彈升的效應(yīng),但仍無法完全解決回響效應(yīng)的影響。本發(fā)明人據(jù)此,研發(fā)出一可徹底解決的方法。
如圖2所述,輸出電流8a、8b產(chǎn)生的波動即所謂回響效應(yīng),由于在電流的瞬時中,會有上下震蕩(overshooting、undershooting)的現(xiàn)象,使得電流本身會有波動的情況發(fā)生。而波動最主要的震幅就是前面三個震幅較大的點電流高點21、電流低點22以及電流次高點23所造成,因此只要減低這三個點的波動量,大致上就可抑制整個回響效應(yīng)。本發(fā)明的作法,是利用一補償機制,給予主電流波形適當(dāng)?shù)难a償,當(dāng)主電流在電流高點21及電流次高點23時補償較少的電流,而在電流低點22時補償較多的電流,使得輸出電流8a、8b的波形變動保持在一定范圍內(nèi),以符合下一級電路9的輸入要求。
請參閱圖3,此為本發(fā)明的一實施例。由于下一級電路9有輸入電流或電壓的限制,故必須維持總輸入電流或電壓不變,本發(fā)明的作法,就是利用原本的前處理裝置1輸入分成兩部分一主電流組5及一補償電流組7。主電流組5輸出至下一級電路9。主電流組5由以下所組成一主電源50,產(chǎn)生一主電流500輸入。電流輸入的方法很多,比如說一個電流源或是一個電壓源串接一電阻,也可以是依附電流源或電壓源的形式。一主電路開關(guān)51a及51b,連接該主電源50,使電路因該主電路開關(guān)51a及51b而開路或斷路。以及一主控制信號53a及53b,依預(yù)定時間由外界輸入至該主電路開關(guān)51a及51b,以控制該主電路開關(guān)51a及51b的作用時間。最后將主輸出電流58a及58b輸出主電流組。補償電流組7跟主電流組5構(gòu)造相似,補償電流組7與該主電流源組5并聯(lián),并共同輸出于下一級電路9,補償電及78b輸出主電流組7由以下所組成一補償電源70,產(chǎn)生一補償電流700輸入,其形式跟主電源50一樣可為一個電流源或是一個電壓源串接一電阻,也可以是依附電流源或電壓源的形式。一補償電路開關(guān)71a及71b,連接該補償電源70,使電路因補償電路開關(guān)71a及71b而開路或斷路;以及一補償控制信號73a及73b,由外界輸入至該補償電路開關(guān)71a及71b,以控制該補償電路開關(guān)71a及71b的作用時間,最后將主輸出電流78a流組。主電流500與補償電流700相加后仍與原本的電流10相等,也就是輸出電流8a=58a+78a、8b=58b+78b等于原來電流10的總量。
由于本實施例左右對稱,為簡化敘述,將以敘述主電流組5及補償電流組7的左半電路也就是標(biāo)號尾帶有a的電路為主。本發(fā)明設(shè)計原理是讓一特定量的補償電流700遲延一段時間進入,使其所產(chǎn)生的回響效應(yīng)剛好可以補償主電流500的回響效應(yīng)。由于主電流組5及補償電流組7的電路相似,所以上升時間也相似。輸入的時間點大概在主電流500到達電流高點21時候,輸入補償電流700,由于補償電流700小于主電流500,所引起的回響效應(yīng)也就相對較小,利用這個特性,來當(dāng)作主電流500的補償。也就是說,當(dāng)主電流500到達電流高點21時候,輸入補償電流700,此時主電流500開始下降,而輸入補償電流700開始拉升,正好可以補償主電流500的缺口。當(dāng)補償電流500來到其電流高點21的時候,可以補償主電流500在電流低點22的狀況。當(dāng)補償電流700開始因下震蕩而在電流低點22時,此時主電流500升高至電流次高點23,也符合高電流補償小的特性,使得主輸出電流58a與補償輸出電流78a的加總值幾乎不變。這個方法除了在補償電流700輸入前的極短暫時間外,輸出至下一級電路9的總輸出電流8a、8b可以說是不變的,而且兩者如此搭配正好抵銷回響效應(yīng)的影響,使輸出波形平滑,而達到抑制回響現(xiàn)象的目的。
本發(fā)明的首先要解決的問題是如何定義主電流500與補償電流700的間的比例。這個是一個重要的參數(shù)。原因是如果將主電流500與補償電流700的比例取得過大或過小,則補償電流700就會超過或不足所需補償值,不只會使補償效果大打折扣,甚至無法達到補償?shù)男Ч?。將輸出電?a、8b為1來說,此時的補償電流700分量為1/A,主電流分量為(A-1)/A,依據(jù)電路仿真所得的結(jié)果,A值約在15~20之間。也就是說補償電流700約為主電流500的5%~6.7%左右。
第二個問題是該延遲多久時間才輸入補償電流700較好?由于本發(fā)明是利用時間差來補償主電流500,故輸入的時間非常重要。如果輸入時間不對,非但沒有補償?shù)男Ч?,還會使回響效應(yīng)更嚴重。該延遲多久時間與電路配置及各電路組件相關(guān),大致上的時間點是在主電流500到達電流高點21時,輸入該補償電流700。以本實施例的為例,經(jīng)實驗結(jié)果,補償電流700在比主電流500晚0.8奈秒時,補償效果最佳。
請參閱圖4A、圖4B及圖4C,此為本發(fā)明于輸出側(cè)電流示意圖。A、B、C三個圖橫軸都是時間,圖4A為主輸出電流58a的電流波形圖,圖4B為補償輸出電流78a的電流波形圖,圖4C為主輸出電流58a及補償輸出電流78a電流值加總后的輸出電流8a。由圖5C可以看到,利用本發(fā)明的原理以及補償原則高電流時補少,低電流時補償多的特性,確實可以將波形震蕩的幅度降低。
請參閱圖5A、圖5B及圖5C。圖5A為理想中進入下一級電路9的電流波形示意圖,圖5B為傳統(tǒng)技術(shù)所產(chǎn)生的電流波形示意圖;圖5C為利用本發(fā)明的電流波形示意圖。將圖5C與圖5B作一比較,明顯可見波形的波動的幅度變小了,甚至可以說已經(jīng)是非常的平順,跟圖5A比起來,幾乎可以說是相當(dāng)接近。除了可以降低下一級電路9誤動作的可能性外,更可見本發(fā)明的進步性。
利用本發(fā)明,由于回響效應(yīng)明顯受到抑制,使得在發(fā)明背景中所述必須考慮的三個問題得到簡化,也就是只要考慮上升時間和工作點即可,所以在電路設(shè)計上可以得到有較大的自由度,連帶使電路的輸出品值得到提升。
唯以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例,不能用來限制本發(fā)明的范圍。即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化及修飾,仍將不失本發(fā)明的要義所在,亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍,故都應(yīng)視為本發(fā)明的進一步實施。
權(quán)利要求
1.一種抑制電路中回響效應(yīng)的裝置,包括一主電流組,包括有一主電源,產(chǎn)生一主電流;以及一主電路開關(guān),連接該主電源,藉由一主控制信號以控制該主電路開關(guān),以控制該主電流的輸出;以及一補償電流組,與該主電流源組并聯(lián),并共同輸出于一下一級電路,還包括有一補償電源,產(chǎn)生一補償電流;以及一補償電路開關(guān),連接該補償電源,藉由一補償控制信號控制該補償電路開關(guān),以控制該補償電流的輸出;其中該補償控制信號比該主控制信號延遲一預(yù)定時間。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置,還包括一控制信號產(chǎn)生器,輸出該補償控制信號以及該主控制信號,且使該補償控制信號比該主控制信號延遲預(yù)定時間。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中該主電源與該補償電源可為一電流源或一電壓源之一。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中該主電源或該補償電源為一獨立電源(independent source)或一依附電源(dependent source)之一。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置,其中該主電路開關(guān)或該補償電路開關(guān)由晶體管實現(xiàn)。
6.一種抑制電路中回響效應(yīng)的方法,將一電流分流成一補償電流及一主電流,且該補償電流補償該主電流所產(chǎn)生的震蕩現(xiàn)象,以抑制回響效應(yīng),該方法包括以下步驟a提供該主電流,該主電流由一主電流組提供;b延遲一預(yù)定時間提供該補償電流,該補償電流由一補償電流組提供;以及c將該主電流及該補償電流的共同輸入至一下一級電路。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其中,該主電流組包括有一主電源,產(chǎn)生該主電流;以及一主電路開關(guān),連接該主電源,藉由一主控制信號以控制該主電路開關(guān),以控制該主電流的輸出;其中該補償電流組包括有一補償電源,產(chǎn)生一補償電流;以及一補償電路開關(guān),連接該補償電源,藉由一補償控制信號控制該補償電路開關(guān),以控制該補償電流的輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其中該主電源與該補償電源可為一電流源或一電壓源之一。
9.如權(quán)利要求7所述的方法,其中該主電源或該補償電源可為一獨立電源(independent source)或一依附電源(dependent source)之一。
10.如權(quán)利要求7所述的方法,其中該主電路開關(guān)及該補償電路開關(guān)由晶體管實現(xiàn)。
全文摘要
一種抑制電路中回響效應(yīng)的方法與裝置,將一輸入電流源分流成一小部分電流及一大部分電流,該小部分電流補償該大部分電流所產(chǎn)生的震蕩現(xiàn)象,以抑制回響效應(yīng);該裝置包括一主電流組、一補償電流組以及一時間延遲器,其中,該主電流組與該補償電流組的比例由一分流系數(shù)決定。其中該主電流組包括有一主電源、一主電路開關(guān)以及一主控制信號產(chǎn)生器;該補償電流組包括有一補償電源、一補償電路開關(guān)以及一補償控制信號產(chǎn)生器。
文檔編號H03F3/45GK1516337SQ0310019
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者張名君, 金寶琳, 陳圣凱, 戴國霖 申請人:瑞昱半導(dǎo)體股份有限公司