专利名称：三态比较电路的单向组合及逻辑电路的模拟驱动形式的制作方法
技术领域：
本发明涉及基础电压比较器电路，具体是一种三态比较电路及模拟与数字的转换电路。
电压比较电路应用极为广泛，结构、类型因用途而异，特别具有代表性的电压比较电路为差分电压比较电路，由于该电路具有许多优点，因此，现行各种电压比较器电路均采用差分比较电路，但是由于比较器设计思想的原则性限制，包括差分比较电路的现行各种比较电路具有如下不足。
1．电压比较电路的输入及输出信号均是模拟信号，当需要逻辑电平输出时，是把比较后的误差信号进行放大而获得的。
2．由于比较电路的模拟特征，不能构成“相等”或“平衡”的状态输出，故使比较器的逻辑输出不完整。
双限比较和双限三态比较、以及射耦双稳态的具有回差特性的比较，和各种具有双阈值的比较电路，均可以实现鉴别两个输入的三种明确状态，但这些功能的实现都是在比较电路之外用其它方法实现的，因此使电路结构复杂、难以发挥三态比较的固有特性，从一定意义上讲，限制了比较电路更为广泛的运用。
本发明旨在实现一种电路结构简单、具有三态逻辑输出的更具有广泛应用的比较电路，以及用普通比较电路不能实现的器件应用，亦是同本人发明<三态比较电路。三态电路的双向组合及多阈值驱动形式>及<三态比较电路的调宽组合及逻辑电路的模拟驱动形式>具同等功能的又一种形式。
下面结合附图描述本发明的技术方案及有益效果。
参照
图1，本发明是由四只晶体管和三只电阻组成，具体结构形式为晶体管1和晶体管TA的基极相接，形成一个输入A，晶体管1的发射极、晶体管2的基极、晶体管TB的发射极及电阻4的一端互相连接，构成节点8，晶体管TA的发射极、晶体管2的发射极及电阻3的一端互相连接构成节点7，电阻3和4的另一端接地，晶体管TB的基极作为另一个输入B、集电极接电源VCC，晶体管TA的集电极接电源VCC，晶体管1和晶体管2的集电极及电阻9的一端互相连接构成节点M，电阻9的另一端接电源VCC，从节点M引出一线为输出F。
该电路是这样工作的，当输入A＞B时，则晶体管TA和晶体管1导通，M输出低电平，当输入A＜B并且B-A大于晶体管2的发射结死区电压时，晶体管TB和晶体管2导通，M输出低电平，当输入A＜B且B-A小于晶体管2的发射结死区电压对，晶体管1和晶体管2均截止，M输出高电平。
参照图2，把图1所述电路中的晶体管1和晶体管2的集电极分开，亦和电阻9的连接分开，取掉电阻9，分别在晶体管1和晶体管2的集电极连接电阻5和电阻6，构成节点MA和MB，电阻5和6的另一端接电源VCC，从节点MA和MB分别引出一线为输出FA和FB。
参照图3，把图2所述电路中的节点MA和MB用二极管连接起来，连接方式为二极管DA和DB的负极分别接节点MA和MB，二极管DA和DB的正极相接并与电阻9的一端相接构成节点M，分别从节点MA、M、MB引出一线为输出FA、F、FB。
参照图4，把图1所述电路中的输入晶体管TA和TB取掉，即构成能进行级联组合的三态比较单元电路。
图2、图3、图4所述电路的工作方式同于图1所述电路的工作方式。
该电路具有如下特点1．具有三态比较特性由于该电路在输入模拟信号时输出表现为“状态”特性，在限定的条件下，输出不跟随输入连续变化，只有当两个模拟信号的输入越过规定的阈值区间时，输出便由原来的状态转变至新的状态，并且输出有三种状态，即A＞B和A＜B以及A-B或B-A小于阈值区间的状态。
2．具有“量化”识别特性如果把A-B或B-A小于规定的阈值区间的情况“量化”为A=B，则对任意两个模拟信号比较时，可以识别为“A是B”或“B是A”和“A非B”或“B非A”。
3．具有“量化”逻辑特性普通逻辑信号本无量的结构，而本电路的逻辑信号输出总有一个模拟量与之对应。
4．具有“量化”驱动、扫描、选择等特性如果把上述电路进行组合，形成许多输出，则当两个模拟输入在一定差值下，总有一个输出并且只有一个输出同其它输出处于相反的状态，而且这个输出在模拟信号的作用下，朝两个方向移动。
5．具有模数转换特性用该电路的组合形式可以构成一系列模数转换电路，亦可以构成数模转换电路。
参照图5，在图1所述电路中的输出引出线上加驱动电路后即为单输出三态比较器电路。
参照图6，在图2所述电路的输出引出线上加驱动电路后即为二输出三态比较器。
参照图7，在图3所述电路的输出引出线上加驱动电路即为三输出三态比较器。
图5、图6、图7所述的电压比较器，与现有比较器相比具有实质性的特点该电路具有模拟信号的比较能力，亦具有模拟信号的“量化”识别能力，它既能工作在模拟电路里对两个模拟信号进行比较和“量化”识别，亦能工作在数字电路里对两组数据进行比较和识别。
参照图8，把图4所述的电路作为基本单元并按队列排列起来，形成单元①、单元②…单元 把各单元的两个异名节点握手式的连接起来，构成节点8172、82,73…8n-17n，各单元的异名端接地电阻互相合并构成电阻4132、4233…4n-13n，把各单元的一个输入B1、B2…Bn互相连接构成本电路输入VI，而基准电源输入则由晶体管TA引至单元①的节点71，各单元的输出分别作为本电路输出F1、F2…Fn，即构成单向握手级联队列电路。
该电路是这样工作的，当只在基准电压输人VREF端加上电压时，由于没有输入电压VI，故各单元晶体管l1、l2…ln导通，输出F1、F2…Fn均为低电平，当输入VI加上输入电压时，输入电压凡小于本单元基准电压的各单元，晶体管2截止，晶体管1导通，其输出为低电平，输入电压凡大于本单元基准电压的各单元，晶体管1截止，晶体管2导通，其输为低电平，唯一只有“量化”后输入与基准电压相等的一个单元晶体管1和2均截止，F输出高电平。
参照图9，把图8所述电路的各输出M1、M2…Mn，分别同晶体管T1、T2…Tn的基极相接，T1、T2…Tn的集电极接电源VCC，T1、T2…Tn的发射极互相连接构成输出OUT，即构成单向握手级联队列“或”电路。
该电路工作方式同于图8所述电路，只有输出是“或”逻辑结构，故当输入VI经常变化时，OUT才有脉冲输出。
参照图10，把图8所述电路的各输出节点M1、M2…Mn分别同晶体管T1、T2…Tn的基极相接，T1、T2…Tn的发射极互相连接构成节点E，晶体管T1、T2…Tn的集电极作为各输出F1、F2…Fn。即构成单向握手级联队列“非输出”电路。
参照图11，把图8所述电路的各输出节点M1、M2…Mn分别接晶体管T1、T2…Tn的基极，晶体管T1、T2…Tn的集电极互相连接构成节点Y，晶体管T1、T2…Tn的发射极作为各输出F1、F2…Fn，即构成单向握手级联队列射极输出电路。
图10、图11所述电路的工作方式同于图8所述电路，并且上述各电路称之为“模拟驱动电路”。
参照图12，把图8所述电路的各输出节点M1、M2…Mn直接同“与或门”逻辑电路的各与门单元P1、P2…Pn的一个输入端S1、S2…Sn连接起来，用D1、D2…Dn，作为各与门单元的数据输入端，F为数据输出，则构成模拟数据选择电路。
参照图13，用图12同样的连接方法把“模拟驱动电路”的各输出同“与门”逻辑单元P1、P2…Pn连接起来，用D1、D2…Dn作为各单元数据输入，F1、F2…Fn为各单元数据输出，则构成模拟驱动的顺次开关电路。
参照图14，用图12同样的连接方法把模拟驱动电路的各输出与分配开关的各单元控制端S1、S2…Sn连接起来，用D作为数据输入，F1、F2…Fn作为各分路输出，则构成模拟数据分配器电路。
图12、图13、图14是这样工作的，在模拟驱动电路的基准电压输入端VREF加上基准电压，在模拟信号输入VI端加输入模拟电压，则在模拟驱动电路的各输出端F1、F2…Fn中，总有一个为高(其它均为低)，从而驱动逻辑电路进行选择性的工作。
参照图15，用一个图10所述的电路作为单纯显示矩阵的行线驱动电路，并把模拟驱动电路的各输出作为行线，再用一个图8所述的模拟驱动电路作为单纯矩阵的列线驱动电路，并把该模拟驱动电路的各输出线M1、M2…Mn直接作为列线，把用作列线的模拟驱动电路的电源输入节点VCC改为视频输入节点Y，行线驱动电路的模拟输入端VI接帧同步后的扫描锯齿波电压，列线驱动电路的模拟输入端VI端接行同步后的扫描锯齿波电压，VREF接各自的基准电源，Y接视频输入，则在行、帧、扫描电压及视频信号的作用下，该显示器可再现单色视频图像。
参照图16，把图15所述电路的列线驱动电路换为图11所述的模拟驱动电路，直接用该模拟驱动电路的输出F1、F2…Fn作为列线，Y端接视频信号，可以构成单纯显示矩阵的单色显示。
参照图17，把图16所述电路的列线驱动电路的各输出驱动管T1、T2…Tn按组增加两色驱动管构成T1RT1GT1B、T2RT2GT2B…TnRTnGTnB并把T1RT2R…TnR驱动晶体管的集电极互相连接构成R色视频输入，把T1GT2G…TnG驱动晶体管的集电极互相连接构成G色视频输入，把T1BT2B…TnB驱动晶体管的集电极互相连接构成B色视频输入，各色驱动晶体管的发射极以组(T1、T2…Tn组)，构成三色驱动列线，即构成单纯显示矩阵的全色显示。
参照图18，用一个图8所述的模拟驱动电路，并把该电路的各输出F1、F2…Fn作为行线，再用一个图8所述的电路作为列线驱动电路，并把该电路的各输出F1、F2…Fn，分别同晶体管T1、T2…Tn的栅极相接，晶体管T1、T2…Tn的漏极互相连接起来构成视频输入端Y，晶体管T1、T2…Tn的源极作为列线，有源显示单元的栅极按行排列并接行线，各有源显示单元的漏极按列排列并接列驱动线，即构成有源显示矩阵的单色显示。
参照图19，把图18所述电路的列线模拟驱动电路的各输出M1、M2…Mn，同三色视频驱动管TRTGTB的栅极连接，形成T1RT1GT1B和T2RT2GT2B…及TnRTnGTnB，晶体管T1RT2R…TnR的漏极互相连接构成R色视频输入端，晶体管T1GT2G…TnG的漏极互相连接构成G色视频输入端，晶体管T1BT2B…TnB的漏极互相连接构成B色视频输入，各色视频驱动管的源极以R、G、B为一组，形成T1RT1GT1B、T2RT2GT2B…TnBTnGTnB共n组三色列线，各有源显示单元的漏极按列排列分R、G、B三色分别接入相应的列线，即构成有源显示矩阵的三色驱动电路。
图15、图16、图17、图18、图19所述电路是这样工作的，把行线和列线模拟驱动电路的基准电压输入端与相应的基准电源接通，把行线模拟驱动电路的输入端VI同帧扫描锯齿波电压接通，把列线驱动电路的输入端VI同行扫描锯齿波电压接通，在行扫描电压和帧扫描电压的驱动下，行线模拟驱动电路的各输出中有一个并且只有一个变高，故有只有一根行线为高电平(或低电平)同样在列线模拟驱动电路的各输出中也有一个变高，因此在一根变高(或变低)的行线和变高的列线交点处的显示单元将显示该时刻的信号，通过行扫描电压的连续驱动，将实现逐点扫描，通过帧扫描电压的连续驱动将构成逐行扫描，在二者的共同作用下，将再现视频图像。
前述各种扫描电路的突出特点是实现了矩阵显示的模拟驱动(寻址)，具有驱动速度高、电路结构简单，并和现有模拟电视系统兼容的特点。
参照图20，把一个图8所述的模拟驱动电路的各输出F1、R2…Fn直接同一个单地址存储器的字线连接起来，即构成存储器的模拟驱动形式。
参照图21，把一个模拟驱动电路的各输出F1、F2…Fn直接同一个双地址存储器的位线连接起来，即构成双地址存储器的模拟驱动形式。
图20、图21所述电路的显著特点是，用模拟信号对存储器进行操作、驱动，使模拟信号同数字数据有直接的对应关系，在特殊情况下，亦转化为“模数转换器”或“数模转换器”。
参照图22，把模拟驱动电路的各输出F1、F2…Fn直接进行对应编码，即构成模数转换器。
参照图23，把图9所述电路的输出OUT同整形电路的输入相接，把整形电路的输出同计数器的计数脉冲输入端相接，用计数器的输出D1、D2…Dn作为输出。
权利要求
1．一种三态比较电路是由四只三极管和三只电阻组成，其特征在于晶体管1和晶体管TA的基极相接构成输入节点A，晶体管1的发射极、晶体管2的基极、晶体管TB的发射极及电阻4的一端互相连接构成节点8，晶体管TA的发射极、晶体管2的发射极及电阻3的一端互相连接构成节点7，电阻3和4的一端接地。晶体管TB的基极作为另一个输入B、集电极接电源VCC．晶体管TA的集电极接电源VCC。晶体管1的集电极和晶体管2的集电极相接再和电阻9的一端相接构成节点M，电阻9的另一端接电源VCC。从节点M引出一线为输出F。
2．根据权利要求1所述的电路其特征在于(1)把晶体管1和晶体管2的集电极分开，取掉电阻9，分别在晶体管1和晶体管2的集电极连接电阻5和电阻6，构成带点MA和MB，电阻5和6的另一端接电源VCC，从节点MA和MB分别引出一线为输出FA和FB；(2)把上述电路中的节点MA和MB分别和二极管DA和DB连接，二极管DA的负极接节点MA，二极管DB的负极接节点MB，二极管DA和DB的正极相接并与电阻9的一端相接构成节点M，分别从节点MA、M、MB引出一线为输出FA、F、FB；(3)把权利要求1所述电路的晶体管TA和TB取掉，并把晶体管1的基极接节点7，晶体管2的基极与节点8分开作为一个输入B；(4)把权利要求1所述的电路及上述电路的输出引线上加驱动器后作为输出，即为比较器电路。
3．根据权利要求2所述的电路其特征在于(1)将权利要求2(3)所述的电路作为基本单元并按队列排列起来构成单元①、单元②…单元 ，并把各单元握手式的连接起来，构成节点8172、8273…8n-17n，各单元接地电阻互相合并构成电阻4132、4233…4n-13n，把各单元的—个输入B1、B2…Bn互相连接构成输入VI，在节点71上接晶体管TA的发射极，晶体管TA的集电极接电源VCC，晶体管TA的基极作为基准电压输入VREF，各单元的输出作为本电路输出F1、F2…Fn；(2)把上述电路的各输出节点M1、M2…Mn分别同晶体管T1、T2…Tn的基极相接，晶体管T1、T2…Tn的集电极接电源VCC，晶体管T1、T2…Tn的发射极互相连接构成输出OUT；(3)把上述电路的输出节点M1、M2…Mn分别同晶体管T1、T2…Tn的基极相接，晶体管T1、T2…Tn的发射极互相连接构成节点E，晶体管T1、T2…Tn的集电极作为输出F1、F2…Fn；(4)将上述的电路的各输出节M1、M2…Mn分别和晶体管T1、T2…Tn的基极连接，晶体管T1、T2…Tn的集电极互相连接构成输入Y，晶体管T1、T2…Tn的发射极作为输出F1、F2…Fn。
4．根据权利要求3所述的电路，其特征在于(1)将权利要求3所述电路的输出节点M1、M2…Mn直接同“与或门”逻辑电路的各与门单元P1、P2…Pn的一个输入端S1、S2…Sn连接，用与门单元的另一个输入D1、D2…Dn，作为数据输入，F为数据输出；(2)将一个权利要求3所述电路的输出节点M1、M2…Mn直接同与门单元P1、P2…Pn的一个输入连接，与门单元的其它输入D1、D2…Dn作为数据输入，F1、F2…Fn为各输出；(3)将一个权利要求3所述电路的各输出节点M1、M2…Mn与分配开关的各控制端S1、S2…Sn连接，用D作为数据输入，F1、F2…Fn作为各分路输出。
5．根据权利要求3所述的电路，其特征在于(1)用一个权利要求3(3)所述的电路作为行线模拟驱动电路，并把各输出F1、F2…Fn作为行线，再用一个权利要求3(1)所述的电路作为列线驱动电路，并把其输出节点M1、M2…Mn的引线作为列线，把列线模拟驱动电路的电源输入节点VCC改为视频输入节点Y，各显示单元挂接在行线与列线的交点上；(2)把上述电路的列线驱动电路改为权利要求3(4)所述的电路，并用其输出F1、F2…Fn直接作为列线，晶体管T1、T2…Tn的集电极互连接点Y为视频输入；(3)把上述电路的列线单色驱动管T1、T2…Tn改为列线三色驱动管组，T1RT1GT1B和T2RT2GT2B…及TnRTnGTnB，并把各级同一色驱动管T1RT2R…TnR的集电极互相连接作为R色输入，把T1GT2G……TnG的集电极互相连接作为G色输入，把T1BT2B…TnB的集电极互相连接作为B色输入，每组晶体管的发射极作为一组列线，模拟驱动器的一个输出接一组驱动管的基极，在各色驱动列线同行线的交点处挂接相应色别的显示单元；(4)用一个权利要求3(1)所述的电路作为行线模拟驱动电路，并将各输出F1、F2…Fn作为行线，再用一个权利要求3(1)所述的电路作为列线驱动电路，并把其输出节点M1、M2…Mn分别同晶体T1、T2…Tn的栅极相接，把晶体管T1、T2…Tn的漏极互相连接构成视频输入端Y，把晶体管T1、T2…Tn的源极作为列线，有源显示单元的栅极按行排接行线，有源显示单元的漏极按列排列接列线；(5)把上述电路单色驱动晶体管T1、T2…Tn改为三色驱动管组T1RT1GT1B和T2RT2GT2B…及TnRTnGTnB并把各组同一色驱动晶体管T1RT2R…TnR的漏极互相连接构成R色输入，把晶体T1GT2G…TnG的漏极互相连接构成G色输入，把晶体管T1BT2B…TnB的漏极互相连接构成B色输入，每组晶体管的源极作为一组三色列线，模拟驱动电路的一个输出接一组三色驱动管的栅级，各色显示单元的漏极按列分色接入相应的列线。
6．根据权利要求3所述的电路，其特征在于(1)利用一个权利要求3所述的电路作为模拟驱动电路，并把其输出F1、F2…Fn直接与单地址存储器的字线连接；(2)利用一个权利要求3所述的电路，将其输出F1、F2…Fn直接同双地址存储器的位线连接。
7．根据权利要求3所述的电路，其特征在于把权利要求3所述电路的模拟驱动电路的各输出F1、F2…Fn直接进行编码，形成输出D1、D2…Dn。
8．根据权利要求3所述的电路，其特征在于利用一个权利要求3所述的电路，将其输出OUT接整形电路的输入，整形电路的输出接计数器的计数脉冲输入端，计数器的数据输出D1、D2…Dn为本电路输出。
全文摘要
一种三态比较电路是由四只三极管和三只电阻组成，其特征在于晶体管1和晶体管T
文档编号H03K19/20GK1317877SQ0010516
公开日2001年10月17日 申请日期2000年4月12日 优先权日2000年4月12日
发明者胡武生 申请人:胡武生