专利名称：用于消除电压降的影响的电路和方法
技术领域：
本发明涉及用于消除沿着一个电导体的电压降的影响的电路和方法。电压降尤其是沿着具有高阻抗的电导线出现。
相关技术描述沿着电导体的不希望的电压降会出现在许多不同的条件和环境中。该电压降出现在电源线上，该电源线上的电压一般为几千伏，以及出现在电设备上，该电设备上的电压典型的只有几伏。例如由阻抗或者电流引起的电压降的变化可以是特别不希望的，并且甚至可以引起相关电路的完全的错误操作。
由变化的或者不能预先知道的电流引起的电压降能够发生在例如集成电路中，该集成电路具有的电压源端子被连接到外部以产生电势。根据在电路中的功率消耗的水平，变化的电流流过该电源端子。在电路是通过具有高阻抗的导线进行供电的情况下，大的电流能够在电源线上引起大的电压降。该电压降可以变得非常大，产生如电路检测的错误的电压降和错误的输出电压电平，从而导致了电路的整个的错误操作。
在美国专利US-5008523中公开了关于补偿沿着电导体的不希望的电压降的电路。在US-5008523中所描述的电路基本上是一个用于表示从电流发生器，例如光敏二极管发出电流的电路，其具有明显变化的内阻以及高阻抗的构成导线。这可以通过将构成导线从发生器连接到运算放大器的输入端子得到，其中运算放大器的输出端驱动了一个输出电压，该电压表示发生器的输出电流。
描述在US-5008523中的电路的缺点是其倾向于补偿从电流发生器电路的两个连接端子之间的电压降。也就是说，该电路在连接导线之间尽力保持一个零电压。
发明简述本发明是用于解决上面的背景和现有技术中所述的问题。具体的，本发明解决了补偿沿着连接到一个集成电路的一个DC电流导体的一个不希望的电压降的问题。
本发明解决的其他的问题是通过没有使用集成电路的额外的连接器补偿了所述的电压降。
本发明的目的是实现一个克服上述问题的电路和方法，其可以应用在具有存在电压降的电流供电导体的集成电路中。
根据本发明的电路的实现是一个具有在集成电路和放大器之间的一个反馈网络的差分放大器。
更具体的，本发明的装置含有一个差分放大器，其连接在一个电压源和从集成电路的导体之间，该集成电路能够被电压降损坏。放大器的一个输入端子被连接到电源导线并且放大器的一个输出端子被连接到该导体。该反馈网络被连接在放大器的另一个输入端子和集成电路之间。
由本发明所得到的一个优点是通过只含有几个元件的事实所实现的简单。通过使用一个作为差分放大器的一个集成运算放大器，以及不超过三个的电阻，本发明能够经济地被实现。
另一个优点是本发明的电路能够插入到一个已经存在的电路中，这是因为在电压源和由电压降所损坏的导体之间不再需要其他额外的连接器。
附图简述
图1示出了根据本发明的电路的第一个实施例的示意图，图2示出了根据本发明的电路的第二个实施例的示意图，图3A示出了表示通过本发明所解决问题的电路的示意图，图3B和3C示出了表示通过本发明所解决的问题的电压电平的示意图，图4示出了含有根据本发明的电路的一个液晶显示器的示意图。
参考实施例的详述在图3A-3C中示出了本发明所要解决的问题。图3A示意性示出的集成电路20具有三个电压端子，即一个第一电压端子21、一个第二电压端子22和一个第三电压端子23。这三个电压端子21、22、23连接到的电压源40具有三个电源端子，即第一电源端子105、第二电源端子42和一个第三电源端子43。第一个电源端子105被连接到集成电路20的第一个电压端子21。相似的，第二个和第三个电源端子42、43被分别连接到集成电路29的第二个和第三个电压端子22、23。
在电压源40的第一个第一个电源端子105和集成电路20的第一个电压端子21之间是一个电导体10。该导体10具有的第一个连接点11被连接到第一个电源端子105，而第二个连接点12被连接到集成电路20的第一个电压端子21。该导体10的特征在于具有不可忽视的电阻，当电流I1流过导体10时，该电阻在第一个连接点11和第二个连接点12之间引起了不可忽视的电压降DV。
图3B和3C与图3A一起示出了两种状态，其中的三个电压源端子105、42、43具有不同的电势301、302、303、304、305、306。考虑如图3B所示的第一种情况，VSS 302表示一个信号接地电平，VDD 301是一个高于VSS 302的第一个电源电压电平VSS 302的。VLCD 303是第二个电源电平，其低于VSS信号接地电平302。在第二种情况下，如图3C所示的电平，电平VSS 306是一个信号接地电平，其低于VLCD电平304和VDD电平305。
在这两种情况下，电流I1、I2、I3在电压源40和集成电路20之间流动。然而在第二种情况下，VSS 306是一个最低的电平，流过导体10的电流I1的幅值一般高于第一种情况。
在本发明的实施例的下面的描述中，第二种情况表示了相关的电压电平。当然，没有绝对的电压电平被预知，因为关于电平的相关信息只是它们相互的差别。
对于本发明的第一个实施例，图1示意性示出了一个电路100、一个电压源40和一个集成电路20。结合图3A所示，集成电路20和电源40分别通过它们的电压端子21、22、23和105、42、43相互连接。导体10以它的第二个连接点12连接到集成电路的第一个电压端子21。然而导体10的第一个连接点11被连接到差分放大器106的一个输出端109。放大器106的第一个输入端103被连接到电源40的第一个电压源端子105。放大器106的第二个输入端104在集成电路上通过第一个反馈连接51连接到第四个端子24。集成电路20的第四个端子24在集成电路20的内部被连接到如线52所示的第一个电压端子21。
因为集成电路20上的第四个端子24与第一个端子21相接触，在端子21和24上的电势是一样的。当电流流过导体10的时候，在集成电路的第一个端子21上的电势会与所需要的电势存在区别，该所需要的电势位于第一个电压源端子105上。这意味着在差分放大器106的两个输入端103、104之间存在电势差。作为此电势差的直接的结果，该放大器106将输出端109上的电势调节到一个电势电平，在该电平上，在放大器的输入端103和104之间的电势差会消失，以及在电源端子105和集成电路20的第一个端子21之间的电势差会消失。
本发明的第二个实施例示意性示出在图2中。如上所述的第一个实施例，电路200被连接到电压源40的第一个电压源端子105和集成电路20的第一个电压端子21。另外，第二个和第三个电压源端子42、43被连接到集成电路的第二个和第三个电压端子22、23。
导体10以它的第二个连接点12被连接到集成电路的第一个电压端子21。与第一个实施例不一样的是，导体10的第一个连接点11通过一个输出电阻54被连接到差分放大器106的一个输出端109。相似的，放大器106的第一个输入端108通过一个输入电阻55被连接到电源40的第一个电压源端子105。另外在此实施例中还含有一个反馈连接53。该反馈连接53位于放大器106的第二个输入端107和导体10的第一个连接点11。第二个反馈电阻56被连接在放大器的第一个输入端108和放大器106的输出端109上。
为了解释第二个实施例的功能，假设在第一个电压源端子105上的电势和在集成电路20的第一个电压端子21上的电压相等，并且没有电流流过导体10。以此没有电流能够流过输出电阻54，并且在放大器106的输出端109上的电势以及在输入端107和108上的电势也等于端子105和21上的电势。现在如果在第一个电压端子21上的电势上升，一个电流会流过导体10和输出电阻54。该电流会将在差分放大器106的第二个输入端107上的电势升高，这降低了在输出端子109上的电势。根据在端子105和109之间的、在输入电阻55和第二个反馈电阻56之间的电势差的划分，在输出端109上的降低的电势降低了在放大器106的第一个输入端108上的电势。但是在输出端子109上的降低的电势也降低了在输入端子107上的电势。在第二个输入端107上的电势的降低在幅值上大于在第一个输入端108上的电势的降低，因为在第一个电压端子21上的电势没有如在端子105上的恒定，但引起了输入端109的改变。在输出端109的电势下降到一定程度时，输入端107和108的电势会是一致的，并且此状态会保持稳定，直到第一个电压端子21再一次改变。为了达到所希望的目的，在集成电路20的第一个端子21上电势VSS会与出现在电压源40的第一个电源端子105上的电势VSS相同。选择电阻54、55和56的值以与导体10的阻抗的值一致。
其他的解释该功能的方法是认识到，差分放大器106的负反馈，以及当应用一个运算放大器时共同通过它的几乎无限的放大倍数使输入端107和108之间的电势差几乎接近于零。现在选择阻抗与导体10的阻抗的值相一致的电阻54、55和56，电路的对称结构使端子105和21上的电势一定相等。
结果该结果与第一个实施例中的一样，含有更多数量的元件的结构上的差别意味着该电路200不通过额外的到集成电路20上的连接即可实现。
结合两个附图1和附图1所描述的差分放大器106优选以集成的运算放大器形式实现。然而没有预先含有一个装置，该装置利用了具有晶体管等等的分立的元件。这是现有技术的范畴并且在此不再描述。
在图4中示意性地示出了用于本发明的一个显示装置400。该实施例是用于表示该实现方案的特定的领域，在此电导体表现了具有高阻抗的特殊的问题。这是一个芯片-在-玻璃上的技术的一个例子，其中有问题的电压降导致了在玻璃盘片上的铟锡氧化物(ITO)的路径。
如上实施例所述，显示器400含有一个电压源402和补偿电路401的电压降。通过一个连接导线405一个控制装置404被连接到电路401。该控制装置404是负责通过连接导线405用于发射信号到一个驱动电路20。该显示器400另外含有一个玻璃的盘片80，在该盘片的上面实现了一个液晶的矩阵72。从该矩阵72出发，一套相对短的矩阵ITO路径71连接到矩阵驱动器集成电路20。该驱动电路20通过一套相对长的连接器ITO路径60连接到电路401，在该套路径60中，一个VSS电压源路径61能够被识别。如果在运行中，VSS电压源路径61承载了一定的电流，这导致了如本发明的其他的实施例中所述的导体10一样方式的沿着路径61的一个不希望的电压降。通过如上面的图2所示的电路401该电压降被补偿。
当然，本发明并不局限于补偿沿着在玻璃盘片上的ITO路径的电压降。其他的电设备，其中对于导体的特殊的要求是具有小的横截面积，并且以此具有较高的阻抗，当然也是本发明可以应用的领域。
权利要求
1.用于消除在一个电导体(10)上的第一个连接点(11)和在该导体(10)上的第二个连接点(12)之间的电压降(DV)的影响的电路(100，200)，所述的连接点(12)被连接到一个集成电路(20)的第一个端子(21)，其特征在于，该电路(100，200)含有一个差分放大器(106)，所述的差分放大器(106)具有连接到一个参考电势(303)的第一个输入端(103，108)，和一个连接到在导体(10)上的第一个连接点(11)的输出端(109)，所述的电路(100，200)含有一个反馈网络，其连接到差分放大器(106)的至少一个第二个输入端(104，107)并且连接到集成电路(20)以补偿所述的电压降(DV)。
2.如权利要求1的电路(100，200)，其特征在于，所述的第一个输入端(103)是差分放大器(106)的非反相输入端(103)，所述的反馈网络含有一个第一个反馈连接(51)，该连接通过一个第一个反馈阻抗装置(52)位于差分放大器(106)的一个反相输入端(104)和集成电路(20)的一个第二个端子(24)之间。
3.如权利要求1的电路(100，200)，其特征在于，所述的第一个输入端(108)是差分放大器(106)的一个反相输入端(108)，所述的反馈网络含有-通过导体(10)的在差分放大器(106)的一个非反相输入端(107)和集成电路(20)的该第一个输入端(21)之间的一个第二个反馈连接(53)，-连接在差分放大器(106)的输出端(109)和在导体上的第一个连接点(11)之间的一个输出阻抗装置(54)，-连接在一个参考电势(VSS)和差分放大器(106)的反相输入端(108)之间的一个输入阻抗装置(55)，-连接在差分放大器(106)的反相输入端(108)和差分放大器(106)的输出端(109)之间的一个第二个反馈阻抗装置(56)。
4.如权利要求1-3之一的电路(100，200)，其特征在于，该差分放大器(106)是一个运算放大器。
5.如权利要求1-4之一的电路(100，200)，其特征在于，电导体(10)是一个薄的沿展的路径(61)。
6.如权利要求5的电路(100，200)，其特征在于，该电导体(10)是一个薄的沿展的铟锡氧化物路径(61)。
7.如权利要求4-6之一的电路(100，200)，其特征在于，路径(61)是位于一个薄层玻璃(80)上。
8.如权利要求1-7之一的电路(100，200)，其特征在于，该电路(100，200)形成了液晶显示装置的部分。
9.如权利要求1-8之一的电路(100，200)，其特征在于，该电路(100，200)形成了在移动电话装置中的液晶显示装置的部分。
10.含有用于消除在一个电导体(10)上的第一个连接点(11)和在该导体(10)上的第二个连接点(12)之间的电压降(DV)的影响的电路(401，100，200)的显示装置(400)，所述的连接点(12)被连接到一个集成电路(20)的第一个端子(21)，其特征在于，该电路(401，100，200)含有一个差分放大器(106)，所述的差分放大器(106)具有连接到一个参考电势(303)的第一个输入端(103，108)，和一个连接到在导体(10)上的第一个连接点(11)的输出端(109)，所述的电路(401，100，200)含有一个反馈网络，其连接到差分放大器(106)的至少一个第二个输入端(104，107)并且连接到集成电路(20)以补偿所述的电压降(DV)。
11.如权利要求10的显示装置(400)，其特征在于，所述的第一个输入端(103)是差分放大器(106)的非反相输入端(103)，所述的反馈网络含有一个第一个反馈连接(51)，该连接通过一个第一个反馈阻抗装置(52)位于差分放大器(106)的一个反相输入端(104)和集成电路(20)的一个第二个端子(24)之间。
12.如权利要求10的显示装置(400)，其特征在于，所述的第一个输入端(108)是差分放大器(106)的一个反相输入端(108)，所述的反馈网络含有-通过导体(10)的在差分放大器(106)的一个非反相输入端(107)和集成电路(20)的该第一个输入端(21)之间的一个第二个反馈连接(53)，-连接在差分放大器(106)的输出端(109)和在导体上的第一个连接点(11)之间的一个输出阻抗装置(54)，-连接在一个参考电势(VSS)和差分放大器(106)的反相输入端(108)之间的一个输入阻抗装置(55)，-连接在差分放大器(106)的反相输入端(108)和差分放大器(106)的输出端(109)之间的一个第二个反馈阻抗装置(56)。
13.如权利要求10-12之一的显示装置(400)，其特征在于，差分放大器(106)是一个运算放大器。
14.如权利要求10-13之一的显示装置(400)，其特征在于，该电导体(10)是一个薄的沿展的路径(61)。
15.如权利要求14的显示装置(400)，其特征在于，电导体(10)是一个薄的沿展的铟锡氧化物路径(61)。
16.如权利要求13-15之一的显示装置(400)，其特征在于，路径(61)位于一个玻璃薄层(80)的上面。
17.如权利要求10-16之一的显示装置(400)，其特征在于，显示装置(400)是一个液晶显示装置。
18.用于消除沿着一个电导体(10)的电压降(DV)的影响的方法，所述的导体(10)以第一端(11)被连接到差分放大器(106)的一个输出端(109)，并且以第二端(12)连接到一个集成电路(20)，所述的差分放大器(106)含有一个连接到一个参考电势(303)的一个第一个输入端(103)和一个连接到集成电路(20)的第二个输入端(104)，其特征在于，该方法含有如下的步骤-检测在差分放大器的各个输入端(103，104)之间的电势差，-将放大器(106)的输出端(109)上的电势电平调节到一个电平以补偿电压降(DV)。
19.如权利要求18的方法，其特征在于，在放大器的输出端(109)上的电势的调节是依赖于在所述的输入端(103，104)之间的所述的电势差。
20.如权利要求19的方法，其特征在于，在放大器的输出端(109)上的电势的调节是比例于在所述的输入端(103，104)之间的电势差。
全文摘要
本发明解决的问题是补偿沿着连接到集成电路(20)的DC电流导体(10)的不希望的电压降。本发明的装置含有一个差分放大器(106),其从由电压降损坏的集成电路(20)连接在电压源(105)和导体(10)之间。放大器(106)的一个输入端(103)连接到电源导线(105)而输出端(109)连接到导体(10)。反馈网络(51)连接在放大器(106)的另一个输入端(104)和集成电路(20)之间。在放大器(106)上的两个输入端(103,104)之间的电势差会使放大器(106)调节在输出端(109)上的电势,直到沿着导体(10)的不希望的电压降被补偿。
文档编号G05F1/46GK1249827SQ9880311
公开日2000年4月5日 申请日期1998年2月24日 优先权日1997年3月6日
发明者U·比约肯格伦 申请人:艾利森电话股份有限公司