專利名稱：帶有增益控制的數(shù)字處理電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字數(shù)理電路，其輸入包含一個模/數(shù)轉換器，其輸出包括一個數(shù)/模轉換器。
更具體地，本發(fā)明涉及一種電路，該電路能控制如上面提及的數(shù)字處理電路的增益。
本發(fā)明適用于任何類型的使用上述電路的音頻或視頻設備，例如，電視接收機，錄相機或衛(wèi)星解碼器等。
因此，本發(fā)明的處理電路包括三個基本電路一個模/數(shù)轉換器，一個數(shù)字處理設備和一個數(shù)/模轉換器。
目前本技術領域內熟練的人員已知的制造這些處理電路的結構有二類。
第一類結構是分別制造三個基本電路，并將它們裝配成處理電路。根據(jù)這第一類結構，每個模/數(shù)轉換器和數(shù)/模轉換器的增益由各轉換器專有的參考值進行控制。這里含一個控制電路，它可以集成在由轉換器構成的基本電路內，也可以不集成于其內。
通常，用于增益控制的參考值是由一專用電路從轉換器的供電電壓產(chǎn)生。
所以，根據(jù)要求的增益控制精度，必須制造或多或少復雜龐大的專用電路。
產(chǎn)生增益控制的另一方法是使用在由轉換器構成的部件內部的電壓參數(shù)值。這個技術領域內的熟練人員把該內部電壓參考值稱為帶隙(tandgak)電壓。但是，根據(jù)某些技術，如CMOS技術，帶隙電壓難于由一個部件復制到另一部件。為兩個不同的部件產(chǎn)生的帶隙電壓之間的差別實際上可能達到或甚至超過10％的值。這會導致相關于各種電路的增益的差別很大。
第二類結構是籍助兩個部件制造三個基本電路模/數(shù)轉換器構成第一部件，由數(shù)字處理設備和數(shù)/模轉換器組成的組件構成第二部件。
處理電路的增益控制于是受到與兩個部件中每一個部件有關的增益控制的影響。
用于能控制每個部件的增益的參考值象上面提及的那樣產(chǎn)生，也就是說，或者由精確度高但相對復雜而龐大的專用電路產(chǎn)生，或由難于復制的帶隙電壓產(chǎn)生。
本發(fā)明不存在這些缺點。
本發(fā)明提出一種數(shù)字處理電路，它包括一個位于電路輸入處的模/數(shù)轉換器，一個用于對從模/數(shù)轉換器送出的信號進行數(shù)字處理的設備及一個位于電路輸出處的數(shù)/模轉換器，該數(shù)/模轉換器能將數(shù)字處理設備送出的信號進行轉換。數(shù)字處理電路包括能夠用一個電壓參考值控制其增益的設備。
上面提及的設備的好處在于；本發(fā)明的處理電路的增益與該單一電壓參考值是無關的。
最好該單一電壓參考值是一個帶隙電壓，并且該電路是用CMOS技術制造。
更普遍地，本發(fā)明的電路也可由其它技術制造。
本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點通過優(yōu)選實施例可以看到，該實施例是非限定的，并且由附圖繪出，其中

圖1是本發(fā)明實施例的第一個范例；圖2是本發(fā)明實施例的第二個范例。
在二個附圖中，相同的標記代表相同的元件。
圖1是本發(fā)明實施例的第一個范例。
該處理電路包括模/數(shù)轉換器1，數(shù)字處理設備2和數(shù)/模轉換器3。根據(jù)圖1中的實施例，數(shù)/模轉換器3是電流控制的，這樣利于切換操作。其優(yōu)點在于單一電壓參考值VB既用于發(fā)送模/數(shù)轉換器的參考電壓V2也用于發(fā)送數(shù)/模轉換器的參考電流Iref。
參考電壓V2從增益為G2的放大器A2發(fā)出，其中G2在其輸入端接收電壓VB。因此有下面公式V2＝G2×VB電壓VB送到差分放大器A3的正輸入端，而其負輸入端一方面通過電阻R1與電路接地端相連，另一方面與晶體管T的源極相連。晶體管T的柵極和漏極分別連到差分放大器A3的輸出端和數(shù)/模轉換器抽取參考電流Iref的位置。高增益差分放大器G3的V+＝V-，其中V+和V-分別為連到差分放大器A3的正輸入端和負輸入端的電壓。
因此，電阻R1終端處所匯集的電壓V3等于電壓VB。因此參考電流Iref就為Iref=VBR1]]>本技術領域的熟練人員均知道，流經(jīng)作為數(shù)/模轉換器輸出負載的電阻RS的輸出電流IS可以寫為IS=Im×N2n-1]]>其中-Im＝k×Iref，Im表示處理電路的輸出端可得到的最大電流值，K是與數(shù)/模轉換器的結構有關的系數(shù)，-N表示轉換得到的二進制碼的位數(shù)值，即對于一個n比特的轉換器來說，它是位于0和2n-1之間的整數(shù)，-2n-1表示轉換后的二進制碼所能取的最大位數(shù)值。
處理電路的輸出端S處匯集的電壓VS可以寫為VS=RS×K×Iref×N2n-1]]>這里

因此可以有，VS=RS×K×VBR1×N2n-1]]>最好在處理電路的輸入端包括一個增益為G1的放大器A1。因此模/數(shù)轉換器的輸入端處的電壓V1就為V1＝G1×VE，其中VE是加在處理電路的輸入端E上的電壓。
本技術領域的熟練人員都知道，轉換器1的輸入端處的電壓V1可以寫為V1＝N×ΔV其中N是前面提及的二進制碼的位數(shù)值，ΔV是待轉換的模擬電壓的基本步長。
因此有VE=N×ΔVG1]]>這里

V2＝G2×VB于是就有VE=N×G2×VBG1×2n-1]]>因此處理電路的增益可以寫為G=VSVE]]>或者G=RSR1×G1G2×K]]>從給出增益G的公式可以看出，G值不取決于參考電壓VB的值。
本發(fā)明的處理電路的增益值，其優(yōu)點在于不受復制電壓VB值的困難的影響。
根據(jù)優(yōu)選實施例，包括放大器A1、A2、A3、晶體管7，轉換器1和3及數(shù)字處理設備2的各種元件可以集成為一體，用CMOS技術進行制造。如前面提到的那樣，參考電壓VB于是成為集成體的內部的一個帶隙電壓，其變化范圍在不同的集成體間可能達到甚至超過10％。
用CMOS技術制造的各種處理電路的增益值，其優(yōu)點在于它不受帶隙電壓的變化的影響。
根據(jù)本發(fā)明，電阻R1和RS可以集成到處理電路構成部件內，也可以不集成在其中。
對于電阻R1和RS不集成到該部件內的情況，處理電路的增益值可以通過改變電阻值來調節(jié)。本發(fā)明的增益值的調節(jié)方法與已有技術的電路的調節(jié)方法相比，其優(yōu)點在于它簡便易行。
增益值G的精度取決于電阻R1和RS的精度，也取決于增益G1、G2及系數(shù)K的精度。一般地說，增益值G1、G2和系數(shù)K值容易復制。因此增益G的精度通常僅取決于電阻R1和RS的精度。于是，用戶可以選擇如5％的電阻，用到不要求高精度的地方，相反，對于精度要求很高的應用場合，可以選擇0.1％的電阻。對于后一種情況，也就是說對于電阻精度很高的情況，各種處理電路得到的增益值可以在小于或等于2％的范圍內復制。
根據(jù)一特別的實施例，處理電路不含放大器A1和A2。于是在G的表達式中出現(xiàn)的增益G1、G2變?yōu)?。這種應用相當于動態(tài)范圍等于參考電壓的編碼，因為這時V2等于VB。于是處理電路的增益僅取決于電阻R1和RS及因子K，于是不同電路間增益G的變化就很小了。
圖2表示的是本發(fā)明的實施例的第二個例子。
根據(jù)這第二個實施例，輸出數(shù)/模轉換器4由參考電壓Vref控制。參考電壓Vref從電壓VB中獲得。
為此目的，電壓VB送到差分放大器A3的正輸入端，而A3的負輸入端一方面通過電阻R3連到電路的接地端，另一方向通過電阻R2連到放大器A3的輸出端。
參考電壓Vref是在放大器A3的輸出端得到的。
于是有Vref＝Go×VB，其中Go等于

數(shù)/模轉換器的輸出電壓VS由下式給出VS=N2n-1×Vref]]>至于輸入模/數(shù)轉換器，圖2所示的電路與圖1所示的電路是相同的。于是輸入電壓VE的表達式可以寫為VE=N×G2×VBG1×2n-1]]>因此，增益G作為電壓VS與VE的比值可以表示為G=G1G2×G0]]>如圖1的情況，各種元件，即放大器A1、A2、A3，轉換器1和4及數(shù)字處理設備2可以集成為一體，利用諸如CMOS技術的相同的技術制造。其優(yōu)點在于，電阻R2和R3可以集成到處理電路構成的部件內，也可以作為部件之外的元件。
對于電阻R2和R3不集成于部件內部的情況，其優(yōu)點在于處理電路的增益值可以通過改變電阻值的方法來調節(jié)。
在本發(fā)明處理電路上述實施例之外的一種很有意思的應用是關于這樣的設備一個信號或者送給其第一通路作數(shù)字處理，或者送到第二通路不作數(shù)字處理。于是經(jīng)常需要信號的增益基本上保持不變，即與信號的通路無關。
上面提及的那樣的設備的一個例子是關于一種濾波器，它用于根據(jù)視頻信號是PAL類型還是SECAM類型將視頻信號分為亮度信號和色度信號兩部分。為于RAL類型的信號，第一通路為濾波通路，即作模/數(shù)轉換、數(shù)字處理和數(shù)/模轉換的通路。對于SECAM類型的信號，第二通路為不進行上面提及的數(shù)字處理的通路，通常稱為“旁路”通路。兩個通路的增益值應該相同。
本發(fā)明的優(yōu)點是使得制造上述的設備成為可能。
上面說明的本發(fā)明的實施例的是關于一個增益控制電路，該電路中，輸入模/數(shù)轉換電路是電壓控制的，輸出數(shù)/模轉換或者為電壓控制或者為電流控制。更一般地，本發(fā)明是關于一個數(shù)字處理增益控制電路，該電路中，輸入模/數(shù)轉換器或者為電壓控制或者為電流控制，輸出數(shù)/模轉換器也同樣地或者為電壓控制或者為電流控制。
權利要求
1.數(shù)字處理電路，包括位于電路輸入端的模/數(shù)轉換器(1)、用于數(shù)字處理模/數(shù)轉換器送來的信號的數(shù)字處理設備(2)和位于電路輸出端的數(shù)/模轉換器(3，4)，所述數(shù)/模轉換器能將數(shù)字處理設備(2)送來的信號進行轉換，并且它是由電流(Iref)控制的；所述數(shù)字處理電路的特征在于它包括能夠用單一參考電壓VB來控制所述的電路的增益的設備。
2.根據(jù)權利要求1所述的處理電路，其特征在于所述設備使得處理電路的增益與電壓UB無關。
3.數(shù)字處理電路，包括位于電路輸入處的模/數(shù)轉換器(1)、用于處理模/數(shù)轉換器送來的信號的數(shù)字處理設備(2)和位于電路輸出處的數(shù)/模轉換器(3，4)，所述數(shù)/模轉換器能將數(shù)字處理設備(2)送來的信號進行轉換，并且它是電壓控制的；所述數(shù)字處理電路的特征在于它包括能夠從單一參考電壓VB控制電路的增益的設備，所述的設備包括第一放大器(A2)，其增益為G2，因此送到模/數(shù)轉換器的控制電壓V2為V2＝G2×VB，還包括差分放大器(A3)，其正輸入端與電壓VB相連，負輸入端一方面徑電阻R3與電路的接地端相連，另一方面，經(jīng)電阻R2與差分放大器A3的輸出端相連，差分放大器(A3)的輸出端連到位于輸出處的數(shù)/模轉換器的控制端。
4.根據(jù)權利要求1或權利要求2的處理電路，其特征在于所述的設備包括一個增益為G2的第一放大器(A2)，因此送到模/數(shù)轉換器的控制電壓V2為V2＝G2×VB；還包括一個差分放大器(A3)，其正輸入端與電壓VB相連，負輸入端一方面徑電壓R1與電路的接地端相連，另一方面與晶體管(T)的源極相連，其中晶體管(T)的柵極和漏極分別與差分放大器(A3)的輸出端和模/數(shù)轉換器抽取參考電流Iref的位置相連；還包括位于處理電路的輸出端和接地端之間的電阻RS。
5.根據(jù)上面的任何一項權利要求所述的處理電路，其特征在于參考電壓VB為帶隙電壓。
6.根據(jù)權利要求5所述的處理電路，其特征在于模/數(shù)轉換器(1)、數(shù)字處理設備(2)、數(shù)/模轉換器(3，4)，第一放大器(A2)、第二放大器(A3)和晶體管(T)都是用CMOS技術制造在同一個部件上的。
7.根據(jù)權利要求6所述的處理電路，其特征在于電阻R1、RS或R2、R3是用CMOS技術制造在所述的同一部件上的。
8.根據(jù)權利要求7所述的處理電路，其特征在于電阻R1和RS或R2和R3位于所述的同一部件的外部，因此能夠對處理電路的增益進行調節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明與一種數(shù)字處理電路有關。它包括位于電路的輸入處的模/數(shù)轉換器(1)、用于處理模/數(shù)轉換器送來的信號的數(shù)字處理設備(2)和位于處理電路的輸出處的數(shù)/模轉換器(3)。數(shù)字處理電路包括設備(A2，A3，T，RS，R1)，使得它能夠從單一的參考電壓(VB)控制其增益。最好該單一參考電壓是帶隙電壓，并且電路用CMOS技術制造。本發(fā)明適用于使用這種電路的任何類型的音頻和視頻設備。
文檔編號H03M1/18GK1156348SQ9611673
公開日1997年8月6日 申請日期1996年12月26日 優(yōu)先權日1995年12月29日
發(fā)明者克里斯琴·德爾馬斯 申請人:湯姆森多媒體公司