二进制编码的十进制电阻性负载和网络的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求申请日为2013年1月10日，申请号为13/738,676的美国专利申请的优 先权，并通过引用将其内容整体并入本文。
技术领域
[0003] 本发明设及电源，包括用于提供可变电阻W对此类电源进行测试的装置和方法。
【背景技术】
[0004] 在电子领域中，电源用于各种应用场合。如果电源不按所期望的方式工作，那么就 会对其所连接的电气元件造成损害。因此，在特定应用中使用电源时，需要在使用前和使用 后对电源性能进行验证。此验证过程包括为电源提供可变负载W及对电源的响应进行评 价。
[0005] 十进电阻箱为一种已知的电源测试设备。在对提供给电源的负载进行调节时，十 进电阻箱通常需要人工开关操作。此外，由于十进电阻箱通常不设计为用于高功率应用场 合，因此其使用方面受到限制。再次，即使假设十进电阻箱具有更大的应用范围，由于其设 计为需人工开关操作，在每个电源都需要在多个电压水平上测试的情况下，其将造成巨大 的用户输入工作量。
[0006] 此外，此领域中还存在着一些其他人工开关式可变负载设备。例如，可使用电位计 对电源进行测试。然而，与十进电阻箱的情况类似，电位计也通常不设计为用于高功率应用 场合，因此其在使用方面受到限制。再次，同样与十进电阻箱的情况类似，在大的负载范围 内对电源测试时，电位计也将造成巨大的用户输入工作量，而且负载控制精度较低。
【发明内容】
[0007] -种用于提供可变电阻的装置在其一实施方式中可包括:多个电阻性元件，每个 电阻性元件均具有相应的阻值；W及多个开关。每个开关均与所述多个电阻性元件当中的 一个对应电阻性元件相连接，而且每个开关均用于选择性地将所述对应电阻性元件纳入所 述可变电阻中。所述电阻性元件和开关可按照二进制编码的十进制方案进行设置。
[000引一种用于提供可变电阻的装置在其另一实施方式中可包括多个开关式电阻性元 件。每个电阻性元件均具有相应的阻值。所述电阻性元件按照一个二进制编码的十进制值 分组，W提供可变电阻。所述电阻性元件可设置为自动开关，W选择性地贡献于所述可变电 阻中。
[0009] -种方法在其一实施方式中可包括提供一装置，该装置包括:多个电阻性元件，每 个电阻性元件均具有相应的阻值；W及多个开关，每个开关均与所述多个电阻性元件当中 的一个对应电阻性元件相连接，每个开关均用于选择性地将所述对应电阻性元件纳入所述 可变电阻中。所述电阻性元件和开关可按照二进制编码的十进制方案进行设置。所述方法 可进一步包括自动驱动所述开关，W提供一系列预定阻值。
[0010] 在其各实施方式中，所述BCD可变电阻装置可在多种功率条件下实现宽的可提供 电阻范围，而且可用于为原型电路提供选定的阻值，从而为最终版电路确定合适的阻值。在 上述或其他实施方式中，所述装置可用于调节控制环路或控制电路。在上述或其他实施方 式中，所述装置可用于在一种或多种电阻水平下测试及验证电源性能。
【附图说明】
[0011] W下，通过参考附图，W例示方式对本发明的实施方式进行描述。附图中：
[0012] 图1为用于提供二进制编码的十进制电阻值的可变电阻装置在其一实施方式中的 示意图。
[0013] 图2为二进制编码的十进制电阻器组在其一实施方式中的例示状态示意图。
[0014] 图3为自动操作式可变电阻装置在其一实施方式中的示意图。
[0015] 图4为通过用于提供二进制编码的十进制电阻值的可变电阻装置验证电源性能的 方法的流程图。
【具体实施方式】
[0016] 此处将对本发明的实施方式进行详述，各实施例见于W下描述及附图图示。虽然 此处通过实施方式对本发明进行了描述，可W理解的是其并不用于将本发明限制于运些实 施方式。相反地，本发明意在涵盖所附权利要求所定义的本发明精神和范围可囊括的所有 替代、改进和等同方案。
[0017] 图1为用于提供二进制编码的十进制电阻值的可变电阻装置10在其一实施方式中 的示意图。所述装置10设置为根据二进制编码的十进制(BCD)方案提供电阻值，本文中可称 之为BCD可变电阻装置IOdBCD可变电阻装置10包括分成多个组40的多个电阻性元件20W及 多个开关30。
[0018] 每个电阻性元件20均可W为能够提供已知电阻的单个或多个电阻器、晶体管或其 他元器件，或电阻器、晶体管或其他元器件的组合。在一种实施方式中，所述电阻性元件可 串联设置，W提供选定电阻值。在其他实施方式中，所述电阻性元件可并联设置，或部分并 联部分串联设置。每个电阻性元件20可具有由所述BCD方案确定的相应电阻。
[0019] 所述开关可用于改变所述装置提供的电阻值。每个开关30均可与一个或多个电阻 性元件20相连接，W选择性地将运一个或多个电阻性元件20连接至电阻性通道50内。所述 电阻性通道可决定所述装置所提供的可变电阻的大小。开关30可采取各种形式，包括但不 限于：晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，W及其他半导体器件。
[0020] 电阻性元件20和开关30可分为N个组40。在一种实施方式中，例如在图1所示的实 施方式中分为=个组401，402,4(^，每个组40均含有四个电阻性元件20，分别与四个开关30 相连接。每个组40内的每一电阻性元件20所具有的电阻可与该组40内的每个其他电阻性元 件20的电阻处于同一数量级。例如，组40内的每一电阻性元件20均可具有0~1欧姆范围内 的电阻。在一种实施方式中，每个组40可包括四个电阻性元件20,分别具有约为IX l〇x、2X 10X、4X10X?及8X10X欧姆的电阻，其中，X可W为正整数、负整数或零。
[0021] 图2为二进制编码的十进制电阻性元件组40在一种实施方式中的例示状态示意 图。虽然该电阻性元件组在图1中示为第一组4〇1，但是并不限于此。电阻性元件组4〇1包括四 个与相应开关301-304?及电源100相连接的电阻性元件2〇1-2〇4。在一种实施方式中，开关 30可分别独立驱动（即打开或关闭），W将电阻性元件20当中的被选定的电阻性元件连接至 电阻性通道50内。例如，可打开开关3〇2和3〇3, W将电阻性元件2〇2和2〇3纳入电阻性通道50 中，从而使电阻性元件2〇2和2〇3贡献于所述可变电阻。此外，可关闭开关3〇1和304，W将电阻 性元件2〇1和2〇4从电阻性通道50中移除，从而将电阻性元件2〇1和2〇4从所述可变电阻中排 除（即相应电阻性元件未贡献于所述可变电阻）。
[0022] 更一般而言，开路开关30可使与该开路开关30相连的电阻性元件20连接于决定所 述可变电阻的电阻性通道50中，而闭路开关30可使与其相连的电阻性元件20不连接于决定 所述可变电阻的电阻性通道50中。当然，在一种实施方式中，也可反其道而行之，即闭路开 关可对应纳入电阻性通道50中的电阻性元件，而开路开关可对应从电阻性通道50中移除的 电阻性元件。
[0023] 如上所述，电阻性元件20和开关30可按照BCD方案50设置。与传统十进制数的二进 制表达式不同，二进制编码的十进制数是指每个十进制位均对应四个二进制位（即电阻性 元件）的编码十进制数。其中，第一个二进制位的取值可为0或1，第二个二进制位的取值可 为0或2,第=个二进制位的取值可为0或4,第四个二进制位的取值可为0或8。因此，组合后 的四个二进制位可表示介于〇(表示为0000)和9(表示为1001)之间的值。此外，使用多组的 四个二进制位可表示大于1位的十进制数。例如，十进制数4对应二进制编码的十进制数 0100，而十进制数14对应二进制编码的十进制数00010100。
[0024] 参考图1和图2,在BCD可变电阻装置10的一种实施方式中，每个组40均可对应一个 十进制位，且每个组40内的四个电阻性元件20可对应每个十进制位所对应的四个二进制 位。在一种实施方式中，开路开关(即开关3〇2,3〇3)可将连接于其上的电阻性元件（即电阻性 元件2〇2,2〇3)纳入电阻性通道中，从而使电阻性元件20贡献于装置10的可变电阻。相反地， 在一种实施方式中，闭路开关（即开关3〇1，3〇4)可将连接于其上的电阻性元件（即电阻性元 件2〇1，2〇4)从电阻性通道中移除，从而将电阻性元件20从装置10的可变电阻中排除。
[0025] 在BCD方案的一种实施方式中，每个组40可包括四个电阻性元件20,而且装置10所 提供的可变电阻的总值可根据下式(1)计算：
[0026]
[0027] 其中，ii表示组号，i2表示组ii内的电阻性元件(20)。
[0028] 装置10可具有多种用途。在一种实施方式中，装置10可用于为原型电路提供选定 电阻，从而为最终版电路确定合适电阻。在上述或其他实施方式中，该装置可用于调节控制 环路或控制电路。在上述或其他实施方式中，该装置可用于在一种或多种电阻水平下测试 或验证电源性能。
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