CN1150724A - 用于检测输出负载的设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于检测的设备，当一数/模转换器的输出负载改变到另一值时，自动接收该被改变的输出负载，并将一稳定电流加到该数/模转换器的输出端，正常情况下一种用于处理数字视频信号的数/模转换器具有75Ω和37.5Ω两种输出负载，该设备检测该数/模转换器的输出负载是75Ω或37.5Ω，按检测的输出负载改变输出电流，并因此启动调整该视频输出电压使其稳定地处在1Vp-p范围之内。
Description
本发明涉及一种用于检测一输出负载的设备，特别涉及当该数/模转换器的输出负载变化到另一值时用于检测的设备。
数/模转换器通常用于处理数字信号，例如视频信号，并输出一个电流信号。典型地，75Ω和37.5Ω这两种输出负载被连接到这样的一种数/模转换器，当一监视器或测试装置并联连接到该数/模转换器时，该37.5Ω的输出负载通常起到并联合成阻抗的效果。在一般情况下，当该数/模转换器的输出端直接连接到一个监视器而不经中间处理时得到37.5Ω的输出负载。当在该数/模转换器的输出端和该监视器之间进行一种模拟缓冲处理，例如低频滤波器(LPF)操作时，得到75Ω的输出负载。
一种用于视频应用中的数/模转换器必须输出适当的电流，使对两输出负载的每一个而言得到接近1VP-P的输出电压范围(这里P-P系指峰-峰而言)。
图1表示一种普通数/模转换系统。如图1所示，一种普通的数/模转换系统包括接收输入的数字信号的-数/模转换器DAC；一产生固定电压的参考电压产生电路；一比较器CP，有反相端和同相端，在同相输入端接收该参考电压；一具有漏、栅和源极端的晶体管Q2，其栅极端接收该比较器的输出信号； 电阻R的一端既连接到晶体管Q2的源端，还连接到比较器的反相端，电阻R的另一端接地；晶体管Q1在其源端接收电源电压VDD，晶体管Q1的栅和漏极一起连接到晶体管Q2的漏端。
通常一个数/模转换器接收数字信号，其将该数字信号转换为模拟信号，并将该模拟信号输出。当执行这种操作时，根据一固有电路电阻在晶体管Q1内流动着一固定电流，并由参考电压电路产生电压，该数/模转换器输出正比于Q1中的该固定电流的一个电流。在晶体管Q1中的该电流被数模转换器的输出跟踪，使合成的电路形成一个电流镜。数/模转换器的输出电流范围取决于该晶体管Q1的规模。
然而，由于普通数/模转换器的输出负载一般至少具有两种变化的输出负载。为保持固定的输出电压范围，也必须改变数/模转换器的输出电流的范围。
通常，一个视频数/模转换器只根据两个输出负载75Ω和37.5Ω中之一个来固定一参考电流。因此，如果该数/模转换系统的输出负载变化，则不论参考电流(通过晶体管Q1)，还是输出电流都必须变化这将迫使重新设计Q1甚至整个系统。
本发明的一个目的在于提供一种调节(accommodates)系统输出负载变化的数/模转换系统。
本发明的另一个目的是维持数-模转换系统的恒定的输出电压，尽管输出负载发生变化。
本发明的进一步的目的是提供一种数-模转换系统，该系统不需要因输出负载变化而造成通常的重新设计。
本发明的这些和其它目的是通过使用含有检测输出负载的数-模转换系统加以实现的。该系统包括一数-模转换装置；负载变化接收(sensing)装置，该装置根据数-模转换装置的输出信号接收负载的变化；还包括负载电流变化装置，该装置根据负载变化接收装置的输出电压维持数-模转装置的恒定的输出电压。
本发明的目的、特征、优点将结合实施例参考附图详述如下：
图1是一种普通数/模转换系统的示意图；以及
图2是本发明一实施例的数/模转换系统的示意图，包括了用于检测输出负载的设备。
如图2所示，按照本发明优选实施例的一种用于检测输出负载的设备，包括一数/模转换装置10，用于在接收数字信号之后将数字信号转换为模拟信号；还包括一负载变化接收装置20，用于在接收该数/模转换装置10的输出信号之后接收负载变化；还包括负载电流变化装置30，用于在接收该负载变化接收装置20的输出信号之后保持-固定的电压。
数/模转换装置10包括一多路转换器MUX21，用于在第一端子“1”接收一数字信号，在第二端子“0”接收一高电平信号，以及在第三端子“SEL”接收一控制信号；还包括一数/模转换器DAC22，用于接收多路转换器MUX21的数字输出信号，并将其转换为模拟信号，DAC22还从C端子提供一DC信号到负载电流变化装置30。
负载变化接收装置20包括一比较器CP11，用于在同相端接收数/模转换器DAC22的输出电压，在反相端接收一参考电压Vref。还包括第一D型触发器D12，用于在第一输入端子D接收一控制信号，在第二输入端子CK接收一时钟信号；第二D型触发器D13的输入端CK接到第-D型触发器D12的输出端Q；触发器D13的输入端D连接到比较器CP11的输出端，而D13的复位输入端RS连接到一控制信号源(未示出)。
负载电流变化装置30包括一参考电压产生器Vref36以及用于在其同相端接收该参考电压产生器Vref36的输出电压Vref的比较器CP37；一晶体管Q38在栅极端子接收比较器CP37的输出电压；一输出电压从晶体管Q38的源极送到比较器CP37的反相端；一电阻R39连接在晶体管Q38的源极端和地之间。
晶体管Q31在其源极端接收电源电压VDD，其漏极端连接到晶体管Q38的漏极；晶体管Q32在其源极端接收电源电压VDD，其栅极端连接到D型触发器D13的Q端， Q32的漏极端连接到晶体管Q31的栅极端；反向器INV35其输入端连接到晶体管Q32的栅极端；晶体管Q33其栅极端连接到反向器INV35的输出端，其源极端连接到晶体管Q31的栅极端；晶体管Q34其源极端接收电源电压VDD，其栅极端连接到晶体管Q33的漏极端，晶体管Q34具有公共连接的栅极和漏极端，并且其漏极端连接到晶体管Q38的漏极端。
数/模转换器DAC22输出一电流，其值由晶体管Q31和Q34的特定有源电阻状态确定。DAC22的输出电流的范围相对输出负载能通过控制晶体管Q31和Q34的特定有源电阻状态而变化。由于DAC22，输出负载，晶体管Q31，Q32，Q33，Q34，Q38，反向器INV35和电阻R39合成起到一电流镜电路的作用，因此这是真实的。该负载电流变化装置30的有源电阻状态是通过选择某些晶体管的接通(activation)和伴随其他晶体管的截止(deactivation)而改变的。通过有选择性地接通和截止在电流负载变化电路30中的某些晶体管，该电流镜的特性发生改变以致于调节两个不同的输出负载值。结果所要求的(在数字视频电路中)1伏电压(峰到峰)输出能保持不变，尽管输出负载变化。
在正常操作条件下，加到多路转换器MUX21和D型触发器D12的控制信号是高电平，当此条件产生时，由DAC22执行数/模信号转换。在正常操作条件下参考电压Vref最好固定在1.235V。当加到D13RS端的控制信号为一高电平时，触发器D13的输出信号固定在一低电平上而不管比较器CP11的输出信号如何。这使晶体管Q32导通而晶体管Q31和Q33截止。结果，当输出负载为37.5Ω时，DAC22向晶体管Q34输出1V的电压。
同样，当控制信号处于高电平时，比较器CP11将DAC输出与一参考电压Vref相比较。由于在DAC输出电压中各自的差别，当输出负载为37.5Ω时比较器CP11输出一低电平信号，而当输出负载为70Ω时比较器CP11输出一高电平信号。但是，由于控制信号处于高电平，触发器D13的输出保持低电平。
如果一高电平控制信号改变到一低电平，比较器的输出相应于DAC22的输出负载电压被锁存到触发器D13的D输入端，当输出负载为37.5Ω时，触发器D13的输出信号处于低电平，使晶体管Q32导通而晶体管Q31和Q33截止。DAC22输出1V电压到晶体管Q34。
相反，当输出负载为75Ω时，触发器D13的输出信号处于高电平，使晶体管Q32截止，而晶体管Q31和Q33导通。结果，DAC22输出1V电压到晶体管Q31和Q34。
按上述操作，流入电阻R39的一固定电流与输出负载中的电流改变一起按比例改变。在电阻R39中的电流变化反映为输出负载中电流变化之中之一半。通过改变参考电流源晶体管规模(晶体管Q31-Q34和反相器INV35)，能控制负载电流。这使1V(峰-峰)的固定电压得以维持。
如上所述，本发明通过使用一比较器以及由一外部的或内部的控制信号或一复位信号所控制的一触发器来检测输出负载的电平。根据检测的输出负载，本发明控制电流镜的晶体管的栅极偏置。结果对输出负载产生1VP-P的固定电压。
本发明的上述效应能广泛地用在数字信号处理以及用于按有源方式至少控制两种输出负载的输出装置之中。 虽然已经以举例方式描述了本发明的大量的方案，但并不意味着本发明受限于此。例如，同样的负载检测和电流控制系统能用于视频信号处理之外的应用场合。因此，本发明应包括权利要求范围内的所有的结构，改进，变化，结合，等效方案或扩展。
Claims (5)
1、一种含有检测输出负载的数/模转换系统，包括：
数/模转换装置，用于将数字信号转换为模拟信号；
负载变化接收装置，用于根据所说数/模转换装置的输出信号接收一负载的变化；以及
负载电流变化装置，用于维持所说数/模转换装置的一固定输出电压。
2、如权利要求1所说的系统，其中，所说数模转换装置包括：
一多路转换器，用于接收一控制信号以及选择一数字输入信号；以及
一数/模转换器，用于对输出负载产生一固定的电压。
3、如权利要求2所说的系统，其中，所说负载变化接收装置包括：
一比较器，具有同相端，反相端和输出端，在所说同相端接收所说数/模转换器的输出信号，而在所说反相端接收一参考电压；
一第一D型触发器，具有输入，输出和时钟端，在所说输入端接收所说控制信号，在所说时钟端接收时钟信号；以及
第二D型触发器，具有输入，输出，复位和时钟端，所说第一D型触发器的输出端连接到第二D型触发器的所说时钟端，所说第二D型触发器的输入端连接到所说比较器的所说输出端，而在所说复位端接收所说控制信号。
4、如权利要求3所说的系统，其中，所说负载电流变化装置包括：
负载电流变化电路，用于接收来自所说第二D型触发器的所说输出端的信号， 当输出负载的第一类型由所说负载电流变化接收装置检测时，所说负载电流变化电路具有第一被导通部分， 而当输出负载的第二类型由所说负载电流变化接收装置检测时它具有第二被导通部分。
5、如权利要求4所说的系统，其中，所说负载电流变化装置，所说数/模转换器以及所说输出负载包括一电流镜。
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