專利名稱：多閾值比較電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種比較電路，尤其涉及一種遲滯比較電路。
背景技術(shù)：
比較電路是電子領(lǐng)域中一種應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)電路結(jié)構(gòu)。比較電路一般是將兩個(gè)輸入信號(hào)(比如電流或電壓)進(jìn)行比較，然后在其輸出端輸出例如高電平或低電平，以指示哪個(gè)輸入信號(hào)較大。比較電路的輸出信號(hào)可以用作下一邏輯的輸入。比如，在自動(dòng)控制領(lǐng)域，比較電路可以用于檢測(cè)輸入信號(hào)是否高于或低于一個(gè)預(yù)定閾值，并且比較電路的輸出可以用作對(duì)該輸入信號(hào)的反饋控制。圖1示出了比較電路的輸出用作反饋控制的一種應(yīng)用。在圖1中，比較電路由運(yùn)放(OP) 110構(gòu)成。OP 110的負(fù)向輸入端(In)從一個(gè)監(jiān)測(cè)模塊140獲得一個(gè)輸入電壓信號(hào)Vin，其可以表示一個(gè)實(shí)際監(jiān)測(cè)到的物理量，例如溫度、濕度、電流、電流或電壓的導(dǎo)數(shù)等等。0P110的正向輸入端(Ref)連接到一個(gè)固定的參考電壓Vref或稱閾值電壓Vth。假設(shè)，接收到的Vin代表溫度，且其大于VrefJU OP輸出一個(gè)低電平表示當(dāng)前溫度超過(guò)了閾值。繼而，該低電平'可作為反饋信號(hào)輸入給反饋控制電路150。反饋控制電路150響應(yīng)于該Vl而進(jìn)行操作，例如降低加熱功率，以便降低所監(jiān)測(cè)的溫度值。反之，如果Vin小于Vref，OP 110輸出的高電平Vh，且反饋控制電路150響應(yīng)于該高電平Vh而增加加熱功率。圖1中比較電路的閾值波形圖如圖2所示。當(dāng)Vin非常接近閾值Vref(Vth)，即Vin在閾值附近上下波動(dòng)時(shí)，圖1所示的反饋控制過(guò)程會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀況，比如在增加和降低加熱功率之間快速切換，這就有可能導(dǎo)致相關(guān)器件的損壞。為了克服上述問(wèn)題，提出了如圖3所示的遲滯比較電路。與圖1不同的是圖3所示的比較電路由OP 210構(gòu)成。其中OP 210的負(fù)向輸入端接收輸入信號(hào)Vin，正向輸入端“ + ”經(jīng)由一個(gè)電阻Rl連接到地(或者也可以連接到一個(gè)固定電壓)。同時(shí)，在OP 210的輸出端Out和正向輸入端“ + ”之間連接有一個(gè)反饋電阻R2，形成正反饋。如此，OP 210的正向輸入端“ + ”的電壓值可隨著輸出電壓Vout大小而變化，其波形如圖4所示。具體地，圖3所示的遲滯比較電路具有兩個(gè)閾值電壓Vthl和Vth2，其中Vthl < Vth20 Vin很小時(shí)，Vout為高電平VH，反饋控制150進(jìn)行相應(yīng)操作以增加所監(jiān)測(cè)的物理量大小，即增加Vin，此時(shí)閾值電壓Vth2 = (R1*Vh) / (R1+R2)。當(dāng)Vin增加到大于Vth2，則Vout為低電平\，反饋控制150進(jìn)行相應(yīng)操作以減小Vin的值。此時(shí)，由于Vout的變化，閾值電壓變?yōu)閂thl = (R1*VL)/(R1+R2)。當(dāng)Vin減小到低于Vthl時(shí)，Vout才變?yōu)閂H。如此，即使Vin在Vthl和Vth2之間波動(dòng)也不會(huì)使得反饋控制電路150快速往復(fù)切換，從而改善了穩(wěn)定性。但是，由于如圖3所示的遲滯比較電路僅存在兩個(gè)比較閾值，因而對(duì)于那些在一個(gè)信號(hào)周期內(nèi)需要多個(gè)閾值的應(yīng)用而言，圖3所示的遲滯比較電路將不能使用。圖5示出了在剩余電流檢測(cè)器中激勵(lì)電流的導(dǎo)數(shù)的波形圖。如圖5所示，在一個(gè)周期中出現(xiàn)正負(fù)兩個(gè)方向的四個(gè)峰值。根據(jù)實(shí)際情況僅需在標(biāo)為實(shí)心圓的峰值點(diǎn)處需要切換比較電路的輸出，來(lái)抑制電流的增長(zhǎng)或減少，而標(biāo)為空心圓的峰值點(diǎn)則需要避免發(fā)生切換。面對(duì)圖5所示的情況，顯然圖3所示的遲滯比較器不能滿足要求。為此，現(xiàn)有技術(shù)中需要一種新型的多閾值比較電路。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種多閾值的比較電路，其可以提供多個(gè)比較閾值，因而能夠根據(jù)實(shí)際需要僅在多個(gè)閾值中的一個(gè)或多個(gè)期望的閾值處切換比較電路的輸出。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，多閾值比較電路包括:比較器，具有第一輸入端、第二輸入端和一輸出端，第一輸入端接收輸入電壓，第二輸入端接收參考電壓，當(dāng)?shù)谝惠斎攵穗妷焊哂诘诙斎攵穗妷簳r(shí)，所述輸出端的輸出電壓為第一電平，當(dāng)?shù)谝惠斎攵穗妷旱陀诘诙斎攵穗妷簳r(shí)，所述輸出電壓為第二電平；N個(gè)反饋支路，每一個(gè)反饋支路耦合在所述比較器的第二輸入端和輸出端之間，以形成正反饋，其中N為大于I的整數(shù)；閾值切換電路，耦合到所述N個(gè)反饋支路中至少之一，用于選擇性地導(dǎo)通或斷開所述多個(gè)反饋支路中至少之一，以在不同時(shí)刻在所述比較器的第二輸入端提供多個(gè)不同的參考電壓。優(yōu)選地，所述比較器為運(yùn)算放大器，且第一輸入端為該運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端，第二輸入端為該運(yùn)算放大器的正向輸入端。優(yōu)選地，所述N個(gè)反饋支路中一個(gè)或多個(gè)包括反饋電阻。采用本發(fā)明提出的上述比較電路，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以方便地根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)的物理量的變化特點(diǎn)，以及根據(jù)所需要的輸出合理選擇反饋支路的個(gè)數(shù)、每個(gè)反饋支路所導(dǎo)致的閾值大小以及比較電路輸出的切換時(shí)機(jī)。在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，所述閾值切換電路優(yōu)選包括控制電路和M個(gè)開關(guān)元件，其中M為大于或等于I的整數(shù)，且M小于或等于N ;每個(gè)開關(guān)元件置于所述N個(gè)反饋支路中之一上，用于響應(yīng)于來(lái)自所述控制電路的使能信號(hào)而導(dǎo)通該反饋支路，或響應(yīng)于來(lái)自所述控制電路的失效信號(hào)而斷開該反饋支路；所述控制電路用于在給定時(shí)刻向所述M個(gè)開關(guān)元件中至少之一發(fā)送所述使能控制信號(hào)或失效控制信號(hào)。優(yōu)選地，所述M個(gè)開關(guān)元件中的每一個(gè)為雙極結(jié)型三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、繼電器中任一。采用開關(guān)元件來(lái)切換不同的反饋支路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、易于實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，所述控制電路一端耦合到所述比較器的輸出端，用于響應(yīng)于所述輸出端電壓的切換來(lái)生成所述使能信號(hào)或失效信號(hào)。優(yōu)選地，定時(shí)控制電路，用于在預(yù)定時(shí)刻導(dǎo)通或斷開所述M個(gè)開關(guān)元件中至少之一。優(yōu)選地，所述控制電路為定時(shí)控制電路，用于在定時(shí)開始或結(jié)束時(shí)向所述M個(gè)開關(guān)元件中至少之一發(fā)送所述使能信號(hào)或失效信號(hào)。更為優(yōu)選地所述定時(shí)控制電路為RC定時(shí)電路。采用定時(shí)控制電路可以方便地在預(yù)定時(shí)間到期后切換本發(fā)明提出的比較電路的閾值大小。而且，當(dāng)控制電路與比較器輸出連接時(shí)，本發(fā)明提出的比較電路還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或自適應(yīng)的閾值切換。優(yōu)選地，所述定時(shí)控制電路為RC定時(shí)電路。優(yōu)選地，所述反饋支路包括第一反饋支路和第二反饋支路且第一開關(guān)元件設(shè)置在所述第二反饋支路上。更為優(yōu)選地，所述N個(gè)反饋支路中的一個(gè)或多個(gè)包括正向反饋支路，用于比較器輸出電壓的正半周期，以及負(fù)向反饋支路，用于比較器輸出電壓的負(fù)半周期。更為優(yōu)選地，所述反饋支路包括第一反饋支路和第二反饋支路且第二開關(guān)元件設(shè)置在所述第二反饋支路上。其中，所述第二反饋支路進(jìn)一步包括正向第二反饋支路和負(fù)向第二反饋支路，且所述第二開關(guān)元件進(jìn)一步包括用于正向第二反饋支路的第一三極管Ql和用于負(fù)向第二反饋支路的第二三極管Q2，其中，第一三極管Ql用于在比較器的輸出端從第一電平切換到第二電平時(shí)，響應(yīng)于所述控制電路的使能控制信號(hào)而導(dǎo)通正向第二反饋支路，且響應(yīng)于所述控制電路的失效信號(hào)而斷開正向第二反饋支路；第二三極管Q2用于在比較器的輸出端從第二電平切換到第一電平時(shí)，響應(yīng)于所述控制電路的使能控制信號(hào)而導(dǎo)通所述反向第二反饋支路，且在響應(yīng)所述控制電路的失效控制信號(hào)而斷開所述反向第二反饋支路。


本發(fā)明的目的、特點(diǎn)、特征和優(yōu)點(diǎn)通過(guò)以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將變得更加顯而易見。其中:圖1和圖2分別示出了現(xiàn)有的比較電路的反饋控制應(yīng)用以及其閾值波形；圖3和圖4示出了現(xiàn)有遲滯比較電路的反饋控制應(yīng)用以及其閾值波形；圖5示出了具有多個(gè)峰值的激勵(lì)電流導(dǎo)數(shù)的波形圖；圖6和圖7分別示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的比較電路結(jié)構(gòu)以及其閾值波形；圖8示出了圖6所示的比較電路的具體電路圖；圖9和圖10分別示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的比較電路結(jié)構(gòu)以及其閾值波形。
具體實(shí)施例方式考慮到現(xiàn)有對(duì)于多個(gè)閾值比較器的需求，本發(fā)明提出了一種多閾值比較電路。圖6示例性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的多閾值比較電路600的框圖。如圖6所示，比較電路600包括比較器610、兩個(gè)反饋支路620-1和620-2以及閾值切換電路630，其中閾值切換電路630優(yōu)選地可包括控制電路631和開關(guān)元件635。在圖6所示的例子中，控制電路631優(yōu)選為定時(shí)控制電路，以下稱為定時(shí)控制電路631。具體地，如圖6所示，比較器610可以由運(yùn)放構(gòu)成，且運(yùn)放的負(fù)向輸入端(In)用于接收外部輸入信號(hào)Vin，其正向輸入端“ + ”(Ref)用于接收與Vin比較的參考電壓Vref或稱Vth，運(yùn)放的輸出端Out輸出比較結(jié)果，例如高電平或低電平。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要，比較器610還可以采用其他結(jié)構(gòu)，例如也可以利用雙極結(jié)型三極管或場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成該比較器，這一點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。兩個(gè)反饋支路620-1和620-2均耦合在比較器610的正向輸入端Ref和輸出端Out之間，形成兩路正反饋。在圖6所示的例子中，這兩個(gè)反饋支路中的每一個(gè)類似于圖3中的反饋電阻R2，用于將Vout反饋到比較器610的正向輸入端，以構(gòu)成遲滯比較電路。所不同的是第二反饋支路620-2上還設(shè)置有一個(gè)開關(guān)元件635。該開關(guān)元件635為受控開關(guān)元件，用于響應(yīng)于接收到的使能或失效控制信號(hào)而導(dǎo)通或斷開該第二反饋支路，即斷開到比較器610的輸出端Out的電連接。這樣，圖6所示的比較電路600就能夠在第二反饋支路620-2不起作用(即，僅第一反饋支路起作用)時(shí)提供可實(shí)現(xiàn)遲滯比較的第一閾值Vthl對(duì)，而在第二反饋支路620-2起作用(即，第一和第二反饋支路并聯(lián))時(shí)，提供可實(shí)現(xiàn)遲滯比較的第二閾值Vth2對(duì)。其中，由于第一反饋支路620-1始終其作用，因而當(dāng)?shù)谝缓偷诙答佒肪渥饔脮r(shí)得到的Vth2的幅值要大于Vthl的幅值。第一和第二反饋支路620-1和620-2例如可以包括反饋電阻，且其阻值大小可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。但是，根據(jù)實(shí)際情況，第一和第二反饋支路也可實(shí)現(xiàn)為其他電路結(jié)構(gòu)。例如，反饋支路也可以是一根導(dǎo)線。圖6所示的例子所示出的閾值切換電路630還包括連接到比較器610的輸出端Out的定時(shí)控制電路631，其用于控制開關(guān)元件635何時(shí)導(dǎo)通、何時(shí)斷開。具體地，例如，在開始時(shí)，開關(guān)元件635斷開，只有第一反饋支路620-1起作用，用于遲滯比較的閾值對(duì)為+Vthl和-Vthl。當(dāng)Vin大于+Vthl時(shí)，Vout從例如Vh變?yōu)閂l，以降低Vin。這時(shí)定時(shí)控制電路631可響應(yīng)于Vout的下降沿開始計(jì)時(shí)并導(dǎo)通開關(guān)元件635 (發(fā)出使能信號(hào))，使得比較器610的Ref端的閾值電壓為-Vth2，從而加大了閾值的幅值。在預(yù)定時(shí)間wl到期后，定時(shí)控制電路631斷開開關(guān)元件635 (發(fā)出失效信號(hào))，由此閾值電壓Vref回復(fù)到_Vthl。類似地，在正半周期也是如此。當(dāng)Vin小于-Vthl時(shí)，Vout從例如\變?yōu)閂H’以增加Vin。這時(shí)，定時(shí)控制電路631可響應(yīng)于Vout的上升沿開始計(jì)時(shí)并導(dǎo)通開關(guān)元件635，使得比較器610的Ref端的閾值電壓為+Vth2。在預(yù)定時(shí)間wl到期后，定時(shí)控制電路631斷開開關(guān)元件635，由此閾值電壓Vref回復(fù)到+Vthl。如此得到如圖7所示的閾值波形圖。由圖7可見，即使Vin在wl時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)了小于-Vthl或大于+Vthl的情況，也不會(huì)導(dǎo)致比較器610輸出的反轉(zhuǎn)。由此，采用圖6所示的多閾值比較電路600，可以解決圖5所示電流導(dǎo)數(shù)的應(yīng)用要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)物理量的變化規(guī)律，靈活地控制不同閾值的切換時(shí)機(jī)(Vout的上升沿或下降沿，或者響應(yīng)于外部輸入的時(shí)鐘信號(hào))和持續(xù)時(shí)間wl，而且可以通過(guò)配置不同的反饋電阻而靈活地確定閾值的大小。圖8示出了圖6所示框圖的一個(gè)具體電路圖。如圖8所示，比較器Ul依然使用運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一和第二反饋支路820-1和820-2由反饋電阻構(gòu)成。不同的是第二反饋支路具體包括分別用于正、負(fù)半個(gè)周期的正、負(fù)第二反饋支路820-2+和820-2-。用于第二反饋支路820的第二開關(guān)元件835也相應(yīng)地具體包括分別設(shè)置在正、負(fù)第二反饋支路到比較器Ul輸出端Out之間的三極管。而且，控制電路831采用了 RC定時(shí)電路(R3和Cl)，其輸出端控制每個(gè)三極管的基極，以決定各個(gè)三極管何時(shí)導(dǎo)通、何時(shí)截止。具體地，在圖8中，比較器Ul的負(fù)向輸入端接收輸入信號(hào)Vin，正向輸入端“ + ”為參考電壓輸入端Ref，其經(jīng)由電阻Rl接地。第一反饋支路820-1由反饋電阻R2構(gòu)成，其連接在比較器Ul的正向輸入端“ + ”和其輸出端Out之間。第二反饋支路820-2包括分別用于正、負(fù)半個(gè)周期的兩個(gè)反饋電阻R5和R6，且在此實(shí)例中R5和R6阻值相等。但是，實(shí)際應(yīng)用中R5和R6的阻值也可不等，以獲得不對(duì)稱的閾值。正、負(fù)第二反饋支路中每一個(gè)連接到一個(gè)用作開關(guān)元件的三極管(Ql或Q2)。其中Ql為PNP型三極管，用于正半周期，其集電極連接到反饋電阻R5，發(fā)射極連接到比較器Ul的輸出端Out，基極經(jīng)由偏置電阻R4連接到RC定時(shí)電路的輸出端，即電容Cl上。Q2為NPN型三極管，用于負(fù)半周期，其集電極連接到反饋電阻R6，發(fā)射極連接到比較器Ul的輸出端Out，基極經(jīng)由偏置電阻R4連接到RC定時(shí)電路的輸出端。此外，為了防止電流回流，在每個(gè)第二反饋支路上還設(shè)置了單向?qū)ǖ亩O管Dl和D2。在圖8中，當(dāng)Cl上的電壓在[VH-0.7V，八+0.7V] (0.7V為二極管的導(dǎo)通壓降)的區(qū)間內(nèi)，Ql和Q2均截止，導(dǎo)致兩個(gè)第二反饋支路斷開。這時(shí)，只有反饋電阻R2起作用，因此用于遲滯比較的閾值對(duì)為+Vthl和-Vthl。當(dāng)Vout WVh變?yōu)閂l時(shí)，在RC充放電時(shí)間段wl內(nèi)，因電容Cl上的電壓高于'+0.7V (0.7V為二極管的導(dǎo)通壓降)而導(dǎo)致Q2導(dǎo)通、Ql截止。由此，在充放電時(shí)間段wl之內(nèi)，R2和R5所在的兩個(gè)反饋支路均起作用，即R2和R5并聯(lián)，從而比較器Ul的正向輸入端(Ref)的值變?yōu)?Vth2，如圖7所示。當(dāng)電容Cl放電至Vl+0.7V時(shí)，Q2截止、Ql也截止。此時(shí)，又回到只有反饋電阻R2起作用的情況，也就是Vref變?yōu)?Vthl,如圖7所示。當(dāng)Vout從'變?yōu)閂h時(shí)，在RC充放電時(shí)間段wl內(nèi)，因電容Cl上的電壓低于Vh-0.7V而導(dǎo)致Ql導(dǎo)通、Q2截止。由此，在充放電時(shí)間段wl之內(nèi)，R2和R6所在的兩個(gè)反饋支路均起作用，即R2和R5并聯(lián)，從而比較器Ul的正向輸入端(Ref)的值變?yōu)?Vth2，如圖7所示。當(dāng)電容Cl充電至VH-0.7V時(shí)，Ql截止、Q2也截止。此時(shí)，又回到只有反饋電阻R2起作用的情況，也就是Vref變?yōu)?Vthl，如圖7所示。如此，采用如圖8所示的電路結(jié)構(gòu)可以得到具有四個(gè)閾值的比較電路，并可根據(jù)實(shí)際需要在期望的閾值處使得比較電路的輸出發(fā)生切換。在圖6和圖8所示的電路中，第一反饋支路始終起作用。但是，這并不是必須的，在實(shí)際應(yīng)用中，還可以靈活地選擇起作用的反饋支路，例如圖9所示的例子。此外，圖6和圖8所示的例子中，控制電路都連接到比較器的輸出端，構(gòu)成自動(dòng)閾值調(diào)節(jié)，但是這同樣不是必須的。在實(shí)際應(yīng)用中，控制電路也可以直接響應(yīng)于外部輸入而切換閾值。這同樣在圖9中示出。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的多閾值比較電路。圖9所示結(jié)構(gòu)與圖6所示情況類似，不同的是圖9中的比較電 路900包括多個(gè)反饋支路920-1、920-2直到920_n。閾值切換電路930包括設(shè)置在每個(gè)反饋支路上的(例如在到比較器610輸出端Out的連接上)的一個(gè)開關(guān)元件935-1、935-2直到935_n和控制電路931。這些開關(guān)元件均由定時(shí)控制電路931控制。在圖9所示的例子中，定時(shí)控制電路931可根據(jù)實(shí)際需要在不同時(shí)刻靈活地切換各個(gè)反饋支路，以得到至少η個(gè)不同的閾值。比如，如果僅當(dāng)?shù)谝环答佒?20-1起作用時(shí)，閾值為+Vthl和-Vthl，僅當(dāng)?shù)讦莻€(gè)反饋支路起作用時(shí)，閾值為+Vthn和-Vthn。定時(shí)控制電路931可以控制每個(gè)閾值持續(xù)的時(shí)間以及閾值切換的時(shí)機(jī)。具體地，例如，定時(shí)控制電路931可從一個(gè)給定時(shí)間(可以是Vout下降沿，也可以是從外部獲得的時(shí)鐘信號(hào))開始計(jì)時(shí)且切換各開關(guān)元件，使得僅第一反饋支路連接到Vout，即Vref = Vthlo然后，定時(shí)控制電路931在第一預(yù)定時(shí)段《I到期后切換到僅第η反饋支路起作用，即Vref = Vttoo然后在第二給定時(shí)間(例如Vout出現(xiàn)上升沿，也可以是從外部獲得的時(shí)鐘信號(hào))時(shí)，定時(shí)控制電路931再次開始計(jì)時(shí)且在第二預(yù)定時(shí)段《2到期后切換到僅第一反饋支路起作用。具體閾值波形例如圖10所示。除圖10所示例子之外，圖9給出的電路結(jié)構(gòu)還可以配置成具有8個(gè)或更多閾值的比較電路。比如，通過(guò)3個(gè)反饋支路可實(shí)現(xiàn)8個(gè)閾值的比較電路，或者用兩個(gè)反饋支路之間的組合也可以實(shí)現(xiàn)8個(gè)閾值的比較電路。由此可見，采用例如圖9所示的電路結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在任意時(shí)間點(diǎn)切換比較電路的閾值，且閾值的個(gè)數(shù)和大小可以通過(guò)靈活配置反饋支路來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，采用圖9所示的電路結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以方便地根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)的物理量的變化特點(diǎn)以及根據(jù)所需要的輸出，合理選擇反饋支路的個(gè)數(shù)、每個(gè)反饋支路所導(dǎo)致的閾值大小以及定時(shí)控制電路的定時(shí)要求。此外，圖6、圖8和圖9所示比較電路中的閾值切換電路均包括了定時(shí)控制電路。但是在實(shí)際應(yīng)用中也可以省去定時(shí)功能，而直接根據(jù)其他外部信號(hào)生成控制信號(hào)，來(lái)導(dǎo)通或斷開開關(guān)元件。比如，可以由外部MCU(微控制器)發(fā)出控制信號(hào)來(lái)控制開關(guān)元件。這一點(diǎn)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言也是顯而易見的。另外，在之前所述的例子中均使用了開關(guān)元件來(lái)切換各個(gè)反饋支路，但是這并不是必須的。根據(jù)實(shí)際需要，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以選用其它方式來(lái)使得反饋支路中的一個(gè)或多個(gè)失效。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，上面所公開的各個(gè)實(shí)施例可以在不偏離發(fā)明實(shí)質(zhì)的情況下做出各種改變和修改，這些改變和修改都應(yīng)當(dāng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求書來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種多閾值比較電路,包括: 比較器(610),具有第一輸入端(In)、第二輸入端(Ref)和一輸出端(Out),第一輸入端(In)接收輸入電壓(Vin)，第二輸入端(Ref)接收參考電壓(Vref)，當(dāng)?shù)谝惠斎攵穗妷?Vin)高于 第二輸入端電壓(Vref)時(shí)，所述輸出端(Out)的輸出電壓(Vout)為第一電平，當(dāng)?shù)谝惠斎攵穗妷?Vin)低于第二輸入端電壓(Vref)時(shí)，所述輸出電壓(Vout)為第二電平； N個(gè)反饋支路(620-1、620-2、920-1、920-2......920_n)，每一個(gè)反饋支路耦合在所述比較器(610)的第二輸入端(Ref)和輸出端(Out)之間，以形成正反饋，其中N為大于I的整數(shù)； 閾值切換電路(630，930)，耦合到所述N個(gè)反饋支路中至少之一(620-2、920-1、920-2......920-n)，用于選擇性地導(dǎo)通或斷開所述多個(gè)反饋支路中至少之一，以在不同時(shí)刻在所述比較器(610)的第二輸入端(Ref)提供多個(gè)不同的參考電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的比較電路，其中，所述比較器(610)為運(yùn)算放大器，且所述第一輸入端(In)為該運(yùn)算放大器的負(fù)向輸入端，所述第二輸入端(Ref)為該運(yùn)算放大器的正向輸入端。
3.如權(quán)利要求1所述的比較電路，其中，所述閾值切換電路(630，930)包括控制電路(631，931)和M個(gè)開關(guān)元件(635，935-1，935-2......935_n)，其中M為大于或等于I的整數(shù)，且M小于或等于N; 每個(gè)開關(guān)元件置于所述N個(gè)反饋支路中之一(620-2、920-1、920-2……920_n)上，用于響應(yīng)于來(lái)自所述控制電路(631，931)的使能信號(hào)而導(dǎo)通該反饋支路，或響應(yīng)于來(lái)自所述控制電路(631，931)的失效信號(hào)而斷開該反饋支路； 所述控制電路(631，931)用于在給定時(shí)刻向所述M個(gè)開關(guān)元件(635，935-1，935-2......935-n)中至少之一發(fā)送所述使能控制信號(hào)或失效控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的比較電路，其中，所述控制電路(631，931)—端耦合到所述比較器(610)的輸出端(Out)，用于響應(yīng)于所述輸出端電壓(Vout)的切換來(lái)生成所述使能信號(hào)或失效號(hào)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的比較電路，其中，所述控制電路￠31,931)為定時(shí)控制電路，用于在定時(shí)開始或結(jié)束時(shí)向所述M個(gè)開關(guān)元件中至少之一發(fā)送所述使能信號(hào)或失效信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的比較電路，其中，所述定時(shí)控制電路為RC定時(shí)電路。
7.如權(quán)利要求3所述的比較電路，其中，所述M個(gè)開關(guān)元件(635，935-1，935-2......935-n)中的每一個(gè)為雙極結(jié)型三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、繼電器中任一。
8.如權(quán)利要求3所述的比較電路，其中，N為2，且所述反饋支路包括第一反饋支路(620-1)和第二反饋支路￠20-2)，M為I，且第一開關(guān)元件(635)設(shè)置在所述第二反饋支路(620-2)上。
9.如權(quán)利要求4所述的比較電路，其中，N為2，且所述反饋支路包括第一反饋支路(820-1)和第二反饋支路(820-2)，M為1，且第二開關(guān)元件(835)設(shè)置在所述第二反饋支路(820-2)上； 所述第二反饋支路(820-2)進(jìn)一步包括正向第二反饋支路(820-2+)和負(fù)向第二反饋支路(820-2-)， 且所述第二開關(guān)元件(835)進(jìn)一步包括用于正向第二反饋支路(820-2+)的第一三極管(Ql)和用于負(fù)向第二反饋支路(820-2-)的第二三極管(Q2)， 其中，第一三極管(Ql)用于在比較器(610)的輸出端(Out)從第一電平切換到第二電平時(shí)，響應(yīng)于所述控制電路(831)的使能控制信號(hào)而導(dǎo)通正向第二反饋支路(820-2+)，且響應(yīng)于所述控制電路(831)的失效信號(hào)而斷開正向第二反饋支路(820-2+)； 第二三極管(Q2)用于在比較器(610)的輸出端(Out)從第二電平切換到第一電平時(shí)，響應(yīng)于所述控制電路(831)的使能控制信號(hào)而導(dǎo)通所述反向第二反饋支路(820-2-)，且在響應(yīng)所述控制電路(831)的失效控制信號(hào)而斷開所述反向第二反饋支路(820-2-)。
10.如權(quán)利要求1所述的比較電路，其中，所述N個(gè)反饋支路中一個(gè)或多個(gè)包括反饋電阻(R2、R5、R6)。
11.如權(quán)利要求1所述的比較電路，其中，所述N個(gè)反饋支路中的一個(gè)或多個(gè)包括正向反饋支路(820-2+)，用于比較器(610)輸出電壓(Vout)的正半周期，以及負(fù)向反饋支路(820-2-)，用于比較器(610)輸出電壓(Vout)的負(fù)半周期。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種多閾值比較電路，該比較電路包括比較器(610)，具有第一輸入端(In)、第二輸入端(Ref)和一輸出端(Out)；N個(gè)反饋支路(920-1、920-2......920-n)，每一個(gè)反饋支路耦合在所述比較器(610)的第二輸入端(Ref)和輸出端(Out)之間，以形成正反饋，其中N為大于1的整數(shù)；閾值切換電路(930)，耦合到所述N個(gè)反饋支路中至少之一(920-1、920-2......920-n)，用于選擇性地導(dǎo)通或斷開所述多個(gè)反饋支路中至少之一，以在不同時(shí)刻在所述比較器(610)的第二輸入端(Ref)提供多個(gè)不同的參考電壓。
文檔編號(hào)H03K5/22GK103219969SQ20121001991
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者杜峰, 馬里奧·丹克特, 陳維剛, 卓越 申請(qǐng)人:西門子公司