專利名稱：使電路轉(zhuǎn)換到節(jié)電模式的方法及電路布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及借助一個轉(zhuǎn)換信號使一個電路轉(zhuǎn)換到節(jié)電模式的方法及電路布置。
背景技術(shù)：
尤其在通過電池電壓供電的電路中需要轉(zhuǎn)換到一個節(jié)電模式，例如在汽車或移動通信的應(yīng)用中，以便當(dāng)該電路在非活動階段期間減小電流損耗。對于“非活動階段”例如可理解為這樣的時間間隔，即在該時間間隔期間一個電路-尤其可以是一個集成電路、例如一個紅外接收器-不向其它電子組件、例如一個微控制器發(fā)送數(shù)據(jù)。
在開始部分所述類型的、在先公開的方法及電路布置中將電路的端子引腳中的一個確定為專用于轉(zhuǎn)換信號的輸入引腳或設(shè)置用于轉(zhuǎn)換信號的附加引腳。在此情況下被看作不利的是，或是對于其它應(yīng)用失去了一個電路引腳或是提供一個附加的引腳意味著制造技術(shù)上成本的增加，及在電路結(jié)構(gòu)進(jìn)一步小型化的進(jìn)程中由于需要附加位置應(yīng)避免該附加引腳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，對開始部分所述類型的方法及電路布置作出改進(jìn)，以避免上述的缺點。
該任務(wù)在開頭所述類型的方法上這樣地解決該電路的數(shù)據(jù)輸出引腳同時地被用作一個外部信號的輸入引腳，根據(jù)該外部信號接著產(chǎn)生出轉(zhuǎn)換信號。在開頭所述類型的電路布置上為了解決該任務(wù)提出該電路的數(shù)據(jù)輸出引腳可同時地被用作一個外部信號的輸入引腳，其中該外部信號對于產(chǎn)生轉(zhuǎn)換信號起決定作用。以此方式，本發(fā)明可實現(xiàn)節(jié)電模式的功能，而不會“凍結(jié)”電路的一個端子引腳或必需指定設(shè)置一個附加的引腳。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的進(jìn)一步構(gòu)型中提出將數(shù)據(jù)輸出引腳上的電位值與一個參考值相比較，由此產(chǎn)生出第一內(nèi)部控制信號；接著使第一內(nèi)部控制信號與第二內(nèi)部控制信號進(jìn)行邏輯運算；及然后作為邏輯運算的結(jié)果產(chǎn)生出轉(zhuǎn)換信號。在此情況下，第二內(nèi)部控制信號優(yōu)選地代表向數(shù)據(jù)輸出引腳的數(shù)據(jù)傳送操作，由此根據(jù)本發(fā)明僅當(dāng)?shù)诙?nèi)部控制信號指示無數(shù)據(jù)操作的狀態(tài)時，才進(jìn)行向節(jié)電模式的轉(zhuǎn)換。以此方式，僅當(dāng)待控制的電路正好非活動時，數(shù)據(jù)輸出引腳才有效地用作轉(zhuǎn)換控制輸入端。
在根據(jù)本發(fā)明的電路布置中可相應(yīng)地考慮一個比較裝置與數(shù)據(jù)輸出引腳相連接，用于將外部信號與一個參考信號相比較及用于根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生第一內(nèi)部控制信號，其中該電路布置優(yōu)選地還設(shè)有一個信號產(chǎn)生裝置，用于借助第二內(nèi)部控制信號來指示向數(shù)據(jù)輸出引腳的數(shù)據(jù)傳送操作。為了-如上所描述地-使用數(shù)據(jù)輸出引腳用于模式轉(zhuǎn)換僅在電路非活動時才被允許，故根據(jù)本發(fā)明的電路布置有利地具有一個用于第一及第二內(nèi)部控制信號的邏輯運算裝置，它的特征還在于通過該邏輯運算裝置可產(chǎn)生出轉(zhuǎn)換信號。
為了進(jìn)一步降低節(jié)電模式中的能量損耗，根據(jù)本發(fā)明方法的一個特別有利的構(gòu)型提出在進(jìn)行向節(jié)電模式的轉(zhuǎn)換時，一個設(shè)置在數(shù)據(jù)輸出引腳與一個用于電源電壓的端子之間的上拉電阻被一個弱電流源替代。相應(yīng)地，在一個進(jìn)一步構(gòu)型中根據(jù)本發(fā)明的電路布置具有開關(guān)裝置，用于由一個弱電流源來替代一個設(shè)置在數(shù)據(jù)輸出引腳與一個用于電源電壓的端子之間的上拉電阻。該上拉電阻在電路的節(jié)電模式中用于在數(shù)據(jù)輸出引腳上引起一個確定的電位，但由于所施加的電源電壓往往會引起過大的電流。根據(jù)本發(fā)明，在裝置技術(shù)上為了該替代所設(shè)置的開關(guān)裝置也可由轉(zhuǎn)換信號來控制。
因此根據(jù)本發(fā)明的電路布置的一個特別優(yōu)選的構(gòu)型提出弱電流源與上拉電阻彼此并聯(lián)連接；并且這些開關(guān)裝置由分別直接地連接在弱電流源或上拉電阻前面的晶體管構(gòu)成，它們?nèi)缭撾娐芬粯涌赏ㄟ^轉(zhuǎn)換信號來控制。
為了使本發(fā)明的電路布置能盡可能簡單地構(gòu)型，弱電流源可被構(gòu)成為相對于該上拉電阻歐姆值高的電阻。
本發(fā)明的其它特性及優(yōu)點可從以下借助附圖對實施例的描述中得到。


附圖1表示一個根據(jù)本發(fā)明的，按照外部微控制器(μC)2來轉(zhuǎn)換一個集成電路(IC)1的電路布置。
具體實施例方式
在所示的實施例的范圍中該集成電路1涉及一種電路，該電路被構(gòu)成來接收紅外頻譜范圍中的信號、即一個IR接收器。該集成電路1從一個電源電壓VS、例如一個電池電壓在常規(guī)工作時接收一個電流IS并且在力圖達(dá)到的節(jié)電模式(Shutdown-模式，SD)時接收一個與上述電流相比減小了的電流ISD。
一個根據(jù)本發(fā)明的電路布置3與該集成電路1形成有效連接。在此情況下，電路布置3與IC 1也可一起(單片)地集成，如在圖中通過虛線4(集成單元)所示。
根據(jù)所示的實施例，電路布置3首先包括IC 1的一個數(shù)據(jù)輸出引腳1.1，通過該數(shù)據(jù)輸出引腳使它接收的數(shù)據(jù)DAT傳送給微控制器2。在電路布置3內(nèi)該數(shù)據(jù)輸出引腳1.1連接在一個節(jié)點3.1上，該節(jié)點處于電源電壓VS、如VS＝5V的電池電壓地電位GND之間。在節(jié)點3.1與地電位GND之間連接入一個NMOS晶體管3.2形式的第一開關(guān)裝置，以下稱其為輸出晶體管。在所示的實施例中該輸出晶體管被構(gòu)成自阻斷的并相對節(jié)點3.1起到下拉晶體管的作用。
該輸出晶體管3.2用其柵極與電路布置3的功能單元3.3相連接，根據(jù)本發(fā)明，該功能單元可以為一個解調(diào)器，由該解調(diào)器借助信號D可通過輸出晶體管3.2的柵極來控制該輸出晶體管。在本發(fā)明的范圍中該信號D可以是在功能單元3.3中與一個載波分離了的、IC 1的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信號，即高電平值及低電平值的一個序列，其中當(dāng)D＝0的情況下輸出晶體管3.2阻斷及當(dāng)D＝1的情況下該晶體管導(dǎo)通。在后一情況下節(jié)點3.1處于地電位GND。
在節(jié)點3.1與一個用于電源電壓VS的端子之間，從節(jié)點3.1開始首先連接著一個上拉電阻R1及接著-與該電阻串聯(lián)地-連接著一個(自導(dǎo)通)PMOS晶體管3.4形式的第二開關(guān)裝置。與此并聯(lián)地，該電路布置3具有一個另一(自導(dǎo)通)PMOS晶體管3.5形式的第三開關(guān)裝置及一個電流源3.6，后者提供一個小的、強(qiáng)度為IL＝100nA的所謂“傳感(Sense)”電流IL。電流源3.6可變換地作為一個比上拉電阻R1歐姆值高的電阻R2(例如R1＝100kΩ，R2＞R1)來構(gòu)成，如在圖中借助虛線連接所示的。也是從電源電壓VS開始首先設(shè)置晶體管3.5及接著它連接電流源3.6/電阻R2，其中上拉電阻R1及電流源3.6/電阻R2的、向著節(jié)點3.1的端子匯合在一個共同節(jié)點3.7上。
此外電路布置3具有一個比較器3.8形式的比較裝置，它的待比較的輸入端分別連接在節(jié)點3.7上及連接在參考電壓VR上，并有VR＞GND。比較器3.8的輸出信號S1-根據(jù)本發(fā)明它起到第一內(nèi)部控制信號的作用-連接到一個邏輯裝置的一個輸入端，該邏輯裝置在所示的本發(fā)明構(gòu)型的范圍中作為與(UND)門3.9被構(gòu)成。與門3.9的第二輸入端與功能單元3.3相連接，以接收第二內(nèi)部控制信號S2，借助該控制信號S2功能單元3.3指示從IC 1向數(shù)據(jù)輸出引腳1.1的數(shù)據(jù)傳送活動-以下被稱為數(shù)據(jù)操作。在本發(fā)明的所示的構(gòu)型中例如有對于無數(shù)據(jù)操作，S2＝1(無數(shù)據(jù)脈沖到輸出引腳1.1)。
與門3.9的輸出端連接到另一節(jié)點3.10上，由該節(jié)點開始分支地連接到PMOS晶體管3.4的柵極，通過一個反相器3.11連接到PMOS晶體管3.5的柵極，及連接到IC 1(信號SD)。因此通過與門3.9的輸出端一方面可控制兩個PMOS晶體管3.4，3.5(彼此相反地被控制)，另一方面可控制IC 1。
在常規(guī)工作狀態(tài)中晶體管3.4導(dǎo)通。如上所述，通過功能單元3.3控制輸出晶體管3.2。因此通過上拉電阻R1可在輸出引腳1.1上抽取一個輸出信號DAT作為信號D的直接復(fù)制，用于由微控制器2繼續(xù)地處理。這時流過電流IS，它典型地為約500μA。
為了將IC 1轉(zhuǎn)換到節(jié)電模式，根據(jù)本發(fā)明的電路布置3現(xiàn)在將如下地工作通過微控制器2使數(shù)據(jù)輸出引腳1.1在外部被置于地電位GND。該過程在圖中通過由微控制器2到輸出引腳1.1的箭頭SD來表示。由此通過節(jié)點3.1，3.7使比較器3.8一個輸入端上的電壓下降到參考值VR以下，以使得比較器3.8產(chǎn)生出信號S1，這里S1＝1。該信號通過與門3.9與信號S2邏輯連接，由此，當(dāng)同時地有S1＝1，S2＝1時，即這時不發(fā)生任何數(shù)據(jù)操作及外部SD信號已被給出時，該與門將一個高電平輸出信號輸送到節(jié)點3.10上。
與門3.9的輸出信號一方面用作IC 1的(內(nèi)部的)關(guān)機(jī)信號SD’。因此僅當(dāng)在該時刻無數(shù)據(jù)傳送時，IC 1可根據(jù)外部信號SD被轉(zhuǎn)換到節(jié)電模式。
因此根據(jù)本發(fā)明該集成電路1的數(shù)據(jù)輸出引腳1.1同時被用作外部關(guān)機(jī)信號SD的輸入引腳，根據(jù)該外部關(guān)機(jī)信號-如上詳細(xì)描述地-接著產(chǎn)生出內(nèi)部轉(zhuǎn)換信號SD’。
另一方面，由于從節(jié)點3.10到晶體管3.4，3.5的可控制連接，根據(jù)本發(fā)明在節(jié)電模式中可實現(xiàn)另一個電流下降在節(jié)點3.10上高電平信號的情況下，PMOS晶體管3.4阻斷，而PMOS晶體管3.5由于反相器3.11而導(dǎo)通。以此方式，上拉電阻R1由電流源3.6或電阻R2取代。由此可避免在IC 1的節(jié)電模式中一個過高的電流I＝VS/R1＝50μA由電源電壓VS通過上拉電阻R1流動。與此相對地IC1的靜態(tài)電流吸收僅約為ISD＝100nA。根據(jù)本發(fā)明由于IL＝100nA在節(jié)電模式中產(chǎn)生出ISD+IL＝200nA的總靜態(tài)電流，即為電阻R1上的靜態(tài)電流的250分之一。當(dāng)變換地使用比上拉電阻R1歐姆值高的電阻R2＝50MΩ時可得到相同的結(jié)果。
電流IL或VS/R2的接通是必要的，以便在節(jié)電模式中、即當(dāng)無數(shù)據(jù)操作時使輸出引腳1.1處于確定電位上；而無該電流，輸出引腳將會處于“浮動”電位。
參考標(biāo)號表1集成電路 IL傳感電流1.11 輸出引腳 IS常工作電流2微控制器 ISD靜態(tài)電流3電路布置 R1上拉電阻3.1 節(jié)點 R2電阻3.2 NMOS-晶體管 S1內(nèi)部控制信號3.3 功能單元 S2內(nèi)部控制信號3.4 PMOS-晶體管 SD，SD′關(guān)機(jī)信號3.5 PMOS-晶體管 VR參考電壓3.6 電流源 VS電源電壓
3.7節(jié)點3.8比較器3.9與門3.10 節(jié)點3.11 反相器4 集成單元D 數(shù)據(jù)信號DAT數(shù)據(jù)GND地電位
權(quán)利要求
1.借助一個轉(zhuǎn)換信號使一個電路轉(zhuǎn)換到節(jié)電模式的方法，其特征在于該電路的數(shù)據(jù)輸出引腳同時地被用作一個外部信號的輸入引腳，根據(jù)該外部信號接著產(chǎn)生出該轉(zhuǎn)換信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于a)將數(shù)據(jù)輸出引腳上的電位值與一個參考值相比較，由此產(chǎn)生出一個第一內(nèi)部控制信號；b)接著使該第一內(nèi)部控制信號與一個第二內(nèi)部控制信號進(jìn)行邏輯地運算；及c)然后作為邏輯運算的結(jié)果產(chǎn)生出該轉(zhuǎn)換信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于該第二內(nèi)部控制信號代表向數(shù)據(jù)輸出引腳的數(shù)據(jù)傳送操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于僅當(dāng)該第二內(nèi)部控制信號指示無數(shù)據(jù)傳送操作的狀態(tài)時，才進(jìn)行向節(jié)電模式的轉(zhuǎn)換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中一項的方法，其特征在于在進(jìn)行向節(jié)電模式的轉(zhuǎn)換時，一個設(shè)置在該數(shù)據(jù)輸出引腳與一個用于電源電壓的端子之間的上拉電阻被一個弱電流源替代。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于通過該轉(zhuǎn)換信號來控制為該替代設(shè)置的開關(guān)裝置。
7.借助一個轉(zhuǎn)換信號使一個電路轉(zhuǎn)換到節(jié)電模式的電路布置，其特征在于該電路(1)的一個數(shù)據(jù)輸出引腳(1.1)可同時地被用作一個外部信號(SD)的輸入引腳，其中該外部信號(SD)對于產(chǎn)生該轉(zhuǎn)換信號(SD’)起決定作用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電路布置，其特征在于一個比較裝置(3.8)與該數(shù)據(jù)輸出引腳(1.1)相連接，用于將該外部信號(SD)與一個參考信號(VR)相比較及用于根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生一個第一內(nèi)部控制信號(S1)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電路布置，其特征在于設(shè)有一個信號產(chǎn)生裝置(3.3)，用于借助一個第二內(nèi)部控制信號(S2)來指示向該數(shù)據(jù)輸出引腳(1.1)的數(shù)據(jù)傳送操作。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9的電路布置，其特征在于設(shè)有一個用于這些第一及第二內(nèi)部控制信號(S1，S2)的邏輯運算裝置(3.9)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電路布置，其特征在于通過該邏輯運算裝置(3.9)可產(chǎn)生出該轉(zhuǎn)換信號(SD’)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中一項的電路布置，其特征在于設(shè)有開關(guān)裝置(3.4，3.5)，用于由一個弱電流源(3.6，R2)來替代一個設(shè)置在該數(shù)據(jù)輸出引腳(1.1)與一個用于電源電壓(VS)的端子之間的上拉電阻(R1)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電路布置，其特征在于該弱電流源(3.6，R2)與該上拉電阻(R1)彼此并聯(lián)連接；并且這些開關(guān)裝置由分別直接地連接在該弱電流源(3.6，R2)或該上拉電阻(R1)前面的一個晶體管(3.4，3.5)構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的電路布置，其特征在于這些開關(guān)裝置(3.4，3.5)可通過該轉(zhuǎn)換信號(SD’)來開關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14中一項的電路布置，其特征在于該弱電流源由一個相對于該上拉電阻(R1)歐姆值高的電阻(R2)構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及借助一個轉(zhuǎn)換信號使一個電路轉(zhuǎn)換到節(jié)電模式的方法，其特征在于該電路的數(shù)據(jù)輸出引腳同時地被用作一個外部信號的輸入引腳端子，根據(jù)該外部信號接著產(chǎn)生出轉(zhuǎn)換信號。在根據(jù)本發(fā)明的方法或適合實施該方法的一個電路布置的應(yīng)用中可使該電路轉(zhuǎn)換到節(jié)電模式，而不為此設(shè)置附加的端子引腳。
文檔編號H04B1/06GK1664731SQ20051005299
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月6日
發(fā)明者亞歷山大·庫爾茨 申請人:Atmel德國有限公司