专利名称：使电路转换到节电模式的方法及电路布置的制作方法
技术领域：
本发明涉及借助一个转换信号使一个电路转换到节电模式的方法及电路布置。
背景技术：
尤其在通过电池电压供电的电路中需要转换到一个节电模式，例如在汽车或移动通信的应用中，以便当该电路在非活动阶段期间减小电流损耗。对于“非活动阶段”例如可理解为这样的时间间隔，即在该时间间隔期间一个电路-尤其可以是一个集成电路、例如一个红外接收器-不向其它电子组件、例如一个微控制器发送数据。
在开始部分所述类型的、在先公开的方法及电路布置中将电路的端子引脚中的一个确定为专用于转换信号的输入引脚或设置用于转换信号的附加引脚。在此情况下被看作不利的是，或是对于其它应用失去了一个电路引脚或是提供一个附加的引脚意味着制造技术上成本的增加，及在电路结构进一步小型化的进程中由于需要附加位置应避免该附加引脚。
发明内容
本发明的任务在于，对开始部分所述类型的方法及电路布置作出改进，以避免上述的缺点。
该任务在开头所述类型的方法上这样地解决该电路的数据输出引脚同时地被用作一个外部信号的输入引脚，根据该外部信号接着产生出转换信号。在开头所述类型的电路布置上为了解决该任务提出该电路的数据输出引脚可同时地被用作一个外部信号的输入引脚，其中该外部信号对于产生转换信号起决定作用。以此方式，本发明可实现节电模式的功能，而不会“冻结”电路的一个端子引脚或必需指定设置一个附加的引脚。
在根据本发明的方法的进一步构型中提出将数据输出引脚上的电位值与一个参考值相比较，由此产生出第一内部控制信号；接着使第一内部控制信号与第二内部控制信号进行逻辑运算；及然后作为逻辑运算的结果产生出转换信号。在此情况下，第二内部控制信号优选地代表向数据输出引脚的数据传送操作，由此根据本发明仅当第二内部控制信号指示无数据操作的状态时，才进行向节电模式的转换。以此方式，仅当待控制的电路正好非活动时，数据输出引脚才有效地用作转换控制输入端。
在根据本发明的电路布置中可相应地考虑一个比较装置与数据输出引脚相连接，用于将外部信号与一个参考信号相比较及用于根据比较结果产生第一内部控制信号，其中该电路布置优选地还设有一个信号产生装置，用于借助第二内部控制信号来指示向数据输出引脚的数据传送操作。为了-如上所描述地-使用数据输出引脚用于模式转换仅在电路非活动时才被允许，故根据本发明的电路布置有利地具有一个用于第一及第二内部控制信号的逻辑运算装置，它的特征还在于通过该逻辑运算装置可产生出转换信号。
为了进一步降低节电模式中的能量损耗，根据本发明方法的一个特别有利的构型提出在进行向节电模式的转换时，一个设置在数据输出引脚与一个用于电源电压的端子之间的上拉电阻被一个弱电流源替代。相应地，在一个进一步构型中根据本发明的电路布置具有开关装置，用于由一个弱电流源来替代一个设置在数据输出引脚与一个用于电源电压的端子之间的上拉电阻。该上拉电阻在电路的节电模式中用于在数据输出引脚上引起一个确定的电位，但由于所施加的电源电压往往会引起过大的电流。根据本发明，在装置技术上为了该替代所设置的开关装置也可由转换信号来控制。
因此根据本发明的电路布置的一个特别优选的构型提出弱电流源与上拉电阻彼此并联连接；并且这些开关装置由分别直接地连接在弱电流源或上拉电阻前面的晶体管构成，它们如该电路一样可通过转换信号来控制。
为了使本发明的电路布置能尽可能简单地构型，弱电流源可被构成为相对于该上拉电阻欧姆值高的电阻。
本发明的其它特性及优点可从以下借助附图对实施例的描述中得到。
附图1表示一个根据本发明的，按照外部微控制器(μC)2来转换一个集成电路(IC)1的电路布置。
具体实施例方式
在所示的实施例的范围中该集成电路1涉及一种电路，该电路被构成来接收红外频谱范围中的信号、即一个IR接收器。该集成电路1从一个电源电压VS、例如一个电池电压在常规工作时接收一个电流IS并且在力图达到的节电模式(Shutdown-模式，SD)时接收一个与上述电流相比减小了的电流ISD。
一个根据本发明的电路布置3与该集成电路1形成有效连接。在此情况下，电路布置3与IC 1也可一起(单片)地集成，如在图中通过虚线4(集成单元)所示。
根据所示的实施例，电路布置3首先包括IC 1的一个数据输出引脚1.1，通过该数据输出引脚使它接收的数据DAT传送给微控制器2。在电路布置3内该数据输出引脚1.1连接在一个节点3.1上，该节点处于电源电压VS、如VS＝5V的电池电压地电位GND之间。在节点3.1与地电位GND之间连接入一个NMOS晶体管3.2形式的第一开关装置，以下称其为输出晶体管。在所示的实施例中该输出晶体管被构成自阻断的并相对节点3.1起到下拉晶体管的作用。
该输出晶体管3.2用其栅极与电路布置3的功能单元3.3相连接，根据本发明，该功能单元可以为一个解调器，由该解调器借助信号D可通过输出晶体管3.2的栅极来控制该输出晶体管。在本发明的范围中该信号D可以是在功能单元3.3中与一个载波分离了的、IC 1的二进制数据信号，即高电平值及低电平值的一个序列，其中当D＝0的情况下输出晶体管3.2阻断及当D＝1的情况下该晶体管导通。在后一情况下节点3.1处于地电位GND。
在节点3.1与一个用于电源电压VS的端子之间，从节点3.1开始首先连接着一个上拉电阻R1及接着-与该电阻串联地-连接着一个(自导通)PMOS晶体管3.4形式的第二开关装置。与此并联地，该电路布置3具有一个另一(自导通)PMOS晶体管3.5形式的第三开关装置及一个电流源3.6，后者提供一个小的、强度为IL＝100nA的所谓“传感(Sense)”电流IL。电流源3.6可变换地作为一个比上拉电阻R1欧姆值高的电阻R2(例如R1＝100kΩ，R2＞R1)来构成，如在图中借助虚线连接所示的。也是从电源电压VS开始首先设置晶体管3.5及接着它连接电流源3.6/电阻R2，其中上拉电阻R1及电流源3.6/电阻R2的、向着节点3.1的端子汇合在一个共同节点3.7上。
此外电路布置3具有一个比较器3.8形式的比较装置，它的待比较的输入端分别连接在节点3.7上及连接在参考电压VR上，并有VR＞GND。比较器3.8的输出信号S1-根据本发明它起到第一内部控制信号的作用-连接到一个逻辑装置的一个输入端，该逻辑装置在所示的本发明构型的范围中作为与(UND)门3.9被构成。与门3.9的第二输入端与功能单元3.3相连接，以接收第二内部控制信号S2，借助该控制信号S2功能单元3.3指示从IC 1向数据输出引脚1.1的数据传送活动-以下被称为数据操作。在本发明的所示的构型中例如有对于无数据操作，S2＝1(无数据脉冲到输出引脚1.1)。
与门3.9的输出端连接到另一节点3.10上，由该节点开始分支地连接到PMOS晶体管3.4的栅极，通过一个反相器3.11连接到PMOS晶体管3.5的栅极，及连接到IC 1(信号SD)。因此通过与门3.9的输出端一方面可控制两个PMOS晶体管3.4，3.5(彼此相反地被控制)，另一方面可控制IC 1。
在常规工作状态中晶体管3.4导通。如上所述，通过功能单元3.3控制输出晶体管3.2。因此通过上拉电阻R1可在输出引脚1.1上抽取一个输出信号DAT作为信号D的直接复制，用于由微控制器2继续地处理。这时流过电流IS，它典型地为约500μA。
为了将IC 1转换到节电模式，根据本发明的电路布置3现在将如下地工作通过微控制器2使数据输出引脚1.1在外部被置于地电位GND。该过程在图中通过由微控制器2到输出引脚1.1的箭头SD来表示。由此通过节点3.1，3.7使比较器3.8一个输入端上的电压下降到参考值VR以下，以使得比较器3.8产生出信号S1，这里S1＝1。该信号通过与门3.9与信号S2逻辑连接，由此，当同时地有S1＝1，S2＝1时，即这时不发生任何数据操作及外部SD信号已被给出时，该与门将一个高电平输出信号输送到节点3.10上。
与门3.9的输出信号一方面用作IC 1的(内部的)关机信号SD’。因此仅当在该时刻无数据传送时，IC 1可根据外部信号SD被转换到节电模式。
因此根据本发明该集成电路1的数据输出引脚1.1同时被用作外部关机信号SD的输入引脚，根据该外部关机信号-如上详细描述地-接着产生出内部转换信号SD’。
另一方面，由于从节点3.10到晶体管3.4，3.5的可控制连接，根据本发明在节电模式中可实现另一个电流下降在节点3.10上高电平信号的情况下，PMOS晶体管3.4阻断，而PMOS晶体管3.5由于反相器3.11而导通。以此方式，上拉电阻R1由电流源3.6或电阻R2取代。由此可避免在IC 1的节电模式中一个过高的电流I＝VS/R1＝50μA由电源电压VS通过上拉电阻R1流动。与此相对地IC1的静态电流吸收仅约为ISD＝100nA。根据本发明由于IL＝100nA在节电模式中产生出ISD+IL＝200nA的总静态电流，即为电阻R1上的静态电流的250分之一。当变换地使用比上拉电阻R1欧姆值高的电阻R2＝50MΩ时可得到相同的结果。
电流IL或VS/R2的接通是必要的，以便在节电模式中、即当无数据操作时使输出引脚1.1处于确定电位上；而无该电流，输出引脚将会处于“浮动”电位。
参考标号表1集成电路 IL传感电流1.11 输出引脚 IS常工作电流2微控制器 ISD静态电流3电路布置 R1上拉电阻3.1 节点 R2电阻3.2 NMOS-晶体管 S1内部控制信号3.3 功能单元 S2内部控制信号3.4 PMOS-晶体管 SD，SD′关机信号3.5 PMOS-晶体管 VR参考电压3.6 电流源 VS电源电压
3.7节点3.8比较器3.9与门3.10 节点3.11 反相器4 集成单元D 数据信号DAT数据GND地电位
权利要求
1.借助一个转换信号使一个电路转换到节电模式的方法，其特征在于该电路的数据输出引脚同时地被用作一个外部信号的输入引脚，根据该外部信号接着产生出该转换信号。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于a)将数据输出引脚上的电位值与一个参考值相比较，由此产生出一个第一内部控制信号；b)接着使该第一内部控制信号与一个第二内部控制信号进行逻辑地运算；及c)然后作为逻辑运算的结果产生出该转换信号。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于该第二内部控制信号代表向数据输出引脚的数据传送操作。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于仅当该第二内部控制信号指示无数据传送操作的状态时，才进行向节电模式的转换。
5.根据权利要求1至4中一项的方法，其特征在于在进行向节电模式的转换时，一个设置在该数据输出引脚与一个用于电源电压的端子之间的上拉电阻被一个弱电流源替代。
6.根据权利要求5的方法，其特征在于通过该转换信号来控制为该替代设置的开关装置。
7.借助一个转换信号使一个电路转换到节电模式的电路布置，其特征在于该电路(1)的一个数据输出引脚(1.1)可同时地被用作一个外部信号(SD)的输入引脚，其中该外部信号(SD)对于产生该转换信号(SD’)起决定作用。
8.根据权利要求7的电路布置，其特征在于一个比较装置(3.8)与该数据输出引脚(1.1)相连接，用于将该外部信号(SD)与一个参考信号(VR)相比较及用于根据比较结果产生一个第一内部控制信号(S1)。
9.根据权利要求8的电路布置，其特征在于设有一个信号产生装置(3.3)，用于借助一个第二内部控制信号(S2)来指示向该数据输出引脚(1.1)的数据传送操作。
10.根据权利要求8或9的电路布置，其特征在于设有一个用于这些第一及第二内部控制信号(S1，S2)的逻辑运算装置(3.9)。
11.根据权利要求10的电路布置，其特征在于通过该逻辑运算装置(3.9)可产生出该转换信号(SD’)。
12.根据权利要求7至11中一项的电路布置，其特征在于设有开关装置(3.4，3.5)，用于由一个弱电流源(3.6，R2)来替代一个设置在该数据输出引脚(1.1)与一个用于电源电压(VS)的端子之间的上拉电阻(R1)。
13.根据权利要求12的电路布置，其特征在于该弱电流源(3.6，R2)与该上拉电阻(R1)彼此并联连接；并且这些开关装置由分别直接地连接在该弱电流源(3.6，R2)或该上拉电阻(R1)前面的一个晶体管(3.4，3.5)构成。
14.根据权利要求12或13的电路布置，其特征在于这些开关装置(3.4，3.5)可通过该转换信号(SD’)来开关。
15.根据权利要求12至14中一项的电路布置，其特征在于该弱电流源由一个相对于该上拉电阻(R1)欧姆值高的电阻(R2)构成。
全文摘要
本发明涉及借助一个转换信号使一个电路转换到节电模式的方法，其特征在于该电路的数据输出引脚同时地被用作一个外部信号的输入引脚端子，根据该外部信号接着产生出转换信号。在根据本发明的方法或适合实施该方法的一个电路布置的应用中可使该电路转换到节电模式，而不为此设置附加的端子引脚。
文档编号H04B1/06GK1664731SQ20051005299
公开日2005年9月7日 申请日期2005年3月4日 优先权日2004年3月6日
发明者亚历山大·库尔茨 申请人:Atmel德国有限公司