专利名称：串联用电式信号处理电路及电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信号处理电路，特别是涉及一种具有多芯片，且芯片采 取串联用电的信号处理电路，及其应用的电子装置。
背景技术：
近代利用半导体工艺技术，将电子系统整合为集成电路，制作封装成 单一芯片，直接装配于电路基板上，降低了后端产品电路设计的复杂度。各 种集成电路芯片均具有独特的用途、功能与电气特性，使用者必须按照芯 片规格来设计应用电路，才能够驱动其正常动作。
集成电路芯片利用接脚来连接内部硬体电路与周边电路，其中，高电
位端子(芯片的高电源输入端接脚， 一般标示为vcc)与低电位端子(芯片
的低电源输入端接脚或接地端接脚， 一般标示为VEE与GND )是用来连接外 部电路基板的电源网络，以取得电力推动内部有源电路运作。
请参阅图1，该图为一现有的信号处理电路的电路示意图。图1中，信 号处理电路10规划有电源供应端Vccl及接地端GND网络，分别提供工作 电压与接地电压。信号处理电路10使用芯片11、 12来接收从传输端口 P10 输入的信号作放大处理，再经由传输端口 P12输出信号。芯片11、 12具有 四支接脚1、 2、 3、 4，分别为高电位端子、低电位端子、信号输入端子，及 信号输出端子。
当电源供应端Vccl的电压值正好符合芯片11、 12规格所要求的电源 电压值时，如图所示，直接将芯片11、 12个别的高电位端子(接脚l)与 低电位端子(接脚2 )连接于电源供应端Vccl与接地端GND。
倘若电源电压值超出芯片电性规格时，则须降低电源电压，以符合其 规格要求。请参阅图2，该图为另一现有的信号处理电路的电路示意图。此 图中，信号处理电路20同样利用芯片11、 12来处理传输端口 P20所输入 的信号，再经由传输端口 P22输出信号。然而信号处理电路20的电源供应 端Vcc2电压值超出芯片11、 12的电源规格，因此必须降低电源供应端Vcc2 的电压值，才能够输入芯片11、 12。图2中，将稳压芯片21耦接于电源供 应端Vcc2与芯片11、 12之间，提供稳定电压降，控制节点N21的电压值 符合芯片11、 12的规格要求。
图2的电路结构为目前业界广泛采取的设计方式，其中的稳压芯片虽 然能够降低电压，却将同时造成相当大的功率损耗。举例来说，假设图1中，电源供应端Vccl的电压值为6伏特，而芯片11、 12的电源规冲各电压
值也同样为6伏特，而工作电流为100毫安培，则信号处理电路10的消耗 功率约为1.2瓦。另一方面，假设图2中，电源供应端Vcc2的电压值为12 伏特，使用稳压芯片21将电压值从12伏特降低为6伏特后，再输入芯片 11、 12，则信号处理电路20的整体功耗将高达2. 4瓦。其中，稳压芯片21 消耗了一半的功率来降低电压值，而这些能量均转变成热能散逸。由此可 见，这种电路结构不但无形中提高了用电费用，更造成严重的能源浪费。
时下各界均严格要求降低电子装置的用电量，以符合节约能源与减緩 温室效应等环保需求。由此可见，上述现有的信号处理电路及电子装置在 结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了 解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以 来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解 决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新 型的串联用电式信号处理电路及电子装置，实属当前重要研发课题之一，亦 成为当前业界极需改进的目标。
有鉴于上述现有的信号处理电路及电子装置存在的缺陷，本发明人基 于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的 运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的串联用电式信号处理电3各 及电子装置，能够改进一般现有的信号处理电路及电子装置使用稳压芯片 降低电源电压致使用电量过大的缺失，使其更具有实用性。经过不断的研 究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发 明。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有的信号处理电路存在的缺陷，而提供一 种新型的串联用电式信号处理电路，所要解决的技术问题是使其可降低用 电量，并维持芯片正常运作，确保信号的处理品质，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，克服现有的电子装置存在的缺陷，而提供一 种新型的电子装置，所要解决的技术问题是使其可降低用电量，并维持芯 片正常运作，确保信号的处理品质，从而更加适于实用。
到上述目的，、依据本;明的串联;电式:号^理电路,、包括，一电源供应 端； 一接地端； 一第一芯片，具有个别的一高电位端子及一低电位端子，该 第一芯片的高电位端子耦接于该电源供应端； 一第二芯片，具有个别的一高 电位端子及一低电位端子，该第二芯片的低电位端子耦接于该接地端；及一 稳压电路，耦接于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间，以稳定该第 一 芯片及该第二芯片的电压值及电流值。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该稳压电路包括有 一稳压器设 置于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间，以稳定该 第一芯片与该第二芯片的电压值。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该稳压器为一稽纳二极管。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该稳压电路包括有 一緩沖器设 置于该第 一 芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间，以稳定该 第 一 芯片及该第二芯片的电压值及电流值。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该緩冲器包括有一二极管及一
NPN型晶体管，该NPN型晶体管的集极端耦接于该二极管的阳极端与该第一 芯片的低电位端子，该NPN型晶体管的基极端耦接于该二极管的阴极端， 该NPN型晶体管的射极端耦接于该第二芯片的高电位端子。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该稳压电路还包括一稳压器耦 接于该NPN型晶体管的基极端。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该稳压器为一稽纳二极管，该 稽纳二极管的阴极端耦接于该NPN型晶体管的基极端，该稽纳二极管的阳 才及端 一禹纟妻于该4妾i也端。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该稳压电路包括一分压电^4禺 接于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该分压电路包括多个相互并联 的电阻。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该稳压电路包括至少一去耦合 电容设置于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该稳压电路包括至少一电感设 置于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间。
前述的串联用电式信号处理电路，其中该信号处理器芯片为一射频功 率放大器。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。为达 到上述目的，依据本发明的一种电子装置，其具有一串联用电式信号处理 电路，该串联用电式信号处理电路包括 一电源供应端； 一接地端； 一第 一芯片，具有个别的一高电位端子及一低电位端子，该第一芯片的高电位 端子耦接于该电源供应端；一第二芯片，具有个别的一高电位端子及一低电 位端子，该第二芯片的低电位端子耦接于该接地端；及一稳压电路，耦接于 该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间，以稳定该第一 芯片及该第二芯片的电压值及电流值。
前述的电子装置，其中该电子装置为一光接收器。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方 案，本发明串联用电式信号处理电路及电子装置至少具有下列优点及有益
效果
本发明的串联用电式信号处理电路及其应用的电子装置，其适用于电 源电压值超出芯片规格的情形，借由将第一芯片与第二芯片的高、低电位 端子相互串联于电源供应端与接地端之间，以串联方式用电，另使用稳压 电路来稳定这些芯片的电压值与电流值，可降低用电量，并维持芯片正常 运作，确保信号的处理品质。相较于现有采用稳压芯片来降低电源电压的 方式，大幅减少了用电量，进而降低用电费用与能源浪费，符合时下节约 能源的环保要求。另外，本案也维持电力稳定，驱动芯片正常运作，确保 信号处理品质。
综上所述，本发明的串联用电式信号处理电路，包括有一第一芯片、一 第二芯片及一稳压电路。第 一芯片及第二芯片具有个别的高电位端子及低 电位端子，其中第一芯片的高电位端子耦接于电源供应端，第二芯片的低 电位端子耦接于接地端，而稳压电路则是耦接于第一芯片的低电位端子与 第二芯片的高电位端子之间，以稳定第一芯片与第二芯片的电压值与电流 值。本发明的电子装置具有前述的串联用电式信号处理电路。本发明的串 联用电式信号处理电路及其应用的电子装置，可降低用电量，并维持芯片 正常运作，确保信号的处理品质。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，i羊细il明如下。
图1为一现有的信号处理电路的电路示意图2为另一现有的信号处理电路的电路示意图3为本发明所揭示的串联用电式信号处理电路的系统架构示意及
图4为本发明所揭示的串联用电式信号处理电路的一具体实施例的电路图。
图式符号说明
10、 20、 30:
11、 12: 21:
信号处理电路 心
稳压芯片300: 31: 32:
PIO、 P12、 P20、 P22 Cl、 C2: Ll、 L2: Dl: ZD1:
Ql:
Rl、 R2、 R3: Vccl、 Vcc2、 Vcc3: GND:
N21、 N31、 N32: 1、 2、 3、 4:
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的串联用电式信号处理 电路及电子装置其具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
本发明的串联用电式信号处理电路及其应用的电子装置，是针对电源 电压值超出芯片电源规格的情形，所提出的技术方案。
一般电子装置内部电路常会采用特定的集成电路芯片，来达成多样化 的信号处理机能。电子装置的电源电压值超出芯片电源规格电压值时，便 须通过电路设计以提供芯片所需的电源电压值。举例来说，电源电压值为 12伏特的电子装置，而内部采用电源规格为6伏特的芯片，此时便须控制 输入芯片的电压值符合6伏特的电性规格。本案提出将二芯片的电源接脚 串联耦接于电源供应端与接地端之间，以串联方式用电，并利用稳压电路 来稳定这些芯片的电压值与电流值，确保芯片正常运作。
特别说明的是，由于数字芯片的电源电压值涉及位元值的参考位准，因 此本案并不适用于数字芯片，而适用于模拟芯片，例如射频功率放大器 等类型的集成电路芯片。举例来说，应用于采取光纤到户(Fiber to the home, FTTH)服务型态的有线电视系统用户端的光接收器，在将光信号转 换为射频信号之后，经由数级射频功率放大器芯片来放大信号功率。当光
连接于光接收器电路基板的电源网络取得电力。然而，当光接收器的电源 电压值超出芯片规格，例如光接收器的电源电压值为12伏特，而放大器
8
稳压电路
第一芯片
第二芯片
、P30、 P31、 P32、 P33:传!t端口 电容 电感 二极管 稳压二极管 晶体管 电阻
电源供应端 接地端 节点 接脚芯片的电源规格为6伏特时，倘若按照现有利用稳压芯片来对12伏特电源
产生6伏特的电压降，将会额外造成高功耗。反之，倘若采取本案技术，串 接二芯片的电源接脚，以串联型态共同分享12伏特电力，便能够改善现有
用电量过大的缺点。
首先，请参阅图3，该图为本发明所揭示的串联用电式信号处理电路的 系统架构示意图。此图的信号处理电路30是设置于一电子装置(例如，前 述的光接收器)内部。信号处理电路30具有一电源供应端Vcc3及一接地 端GND,分别用来提供工作电压与接地电压。同时，信号处理电路30具有 一第一芯片31与一第二芯片32，其分别具有四支接脚1、 2、 3、 4，分别 为高电位端子(芯片的高电源输入端接脚， 一般标示为VCC)、低电位端子 (芯片的低电源输入端接脚或接地端接脚， 一般标示为VEE与GND)、信号输 入端子，以及信号输出端子。其中，高、低电位端子(接脚l、 2)输入电源 电力推动内部有源电路，对从信号输入端子(接脚3)所输入的信号作处理 后，从信号输出端子(接脚4)输出。
图3中，第一芯片31与第二芯片32的高电位端子与信号输出端子分 别设于不同接脚，然而时下的放大器芯片中，有高电位端子与信号输出端 子设于同 一支接脚的类型。图例以高电位端子与信号输出端子分布于不同 接脚的芯片类型来阐述本案的技术特征，然其并非用以限制本发明的范围。
此处的电源供应端Vcc3的电压值，接近或超出第一芯片31与第二芯 片32的规格电源电压值的总和；而第一芯片31与第二芯片32为模拟芯片 (例如射频功率放大器)，分别设于传输端口 P30、 P31之间，以及传输端 口 P32、 P33之间处理信号。图3显示信号处理电路30的简明架构，用以阐 述本发明，其中第一芯片31、第二芯片32可属于不同信号传输路径，或为 同一信号传输路径的前后级芯片。
图3中，第一芯片31的高电位端子(接脚l)耦接于电源供应端Vcc3, 而第二芯片32的低电位端子(接脚2)耦接于接地端GND。稳压电路300 则耦接于第一芯片31的低电位端子(接脚2)与第二芯片32的高电位端子 (接脚l)之间，用来控制节点N31、 N32的电压值及电流值，从而达到稳定 第一芯片31与第二芯片32的工作电压与电流，维持电源电性符合规格要 求，推动内部硬体电路正常运作，以确保信号处理品质。
接着，请参阅图4,该图为本发明所揭示的串联用电式信号处理电路的 一具体实施例的电路图，藉以进一步说明稳压电路300的电路结构及其达 成的机能。如图4所示，第一芯片31的高电位端子(接脚l)通过一电感 Ll耦接于电源供应端Vcc3，其低电位端子(接脚2 )耦接于稳压电路300。
稳压电路300主要是由一稳压器、 一緩冲电路与一分压电路共同组成。 其中，节点N31耦接于二极管D1， NPN型双载子晶体管Ql的集极端耦接于
9二极管Dl的阳极端，而基极端则同时耦接于二极管Dl的阴极端与一阳极
端接地的稽纳二极管(Zener) ZD1。稽纳二极管ZD1作为稳压器，用来稳 定直流电压。晶体管Ql则构成緩冲电路，二极管Dl提供晶体管Ql直流偏 压，并藉稽纳二极管ZD1来稳定电压值，使得射极端电压保持稳定，驱动 后级第二芯片32电路。此外，晶体管Ql中，VCE偏压为0. 7V,使得晶体 管Ql的工作区域接近饱和区。此时，即使基极端电流增加也不会造成集扨^ 端电流随之变化，故可抑制第一芯片31工作电流对后级造成影响。
另外，电阻R1、 R2、 R3耦接于晶体管Ql射极端，共同组成分压电路，以 进一步控制节点N32的电压值。节点N31所耦接的电容C1、 C2是作为去耦 合电容，以吸收突波、降低杂讯与稳定电压。第一芯片31与第二芯片32 的高电位端子(接脚1 )分别耦接一电感Ll、 L2，用以隔绝高频杂讯输入。
假设电源供应端Vcc3的电压值为12伏特，第一芯片31、第二芯片32 的电源规格电压值为6伏特，工作电流为100毫安培。倘若按照现有技术， 利用稳压芯片来提供6伏特的电压降，则功率损耗将高达2.4瓦。根据图4 的电路结构，第一芯片31、第二芯片32的功耗分别为0.6瓦，而稳压电3各 300的功耗约为0. 3瓦，信号处理电路30的整体功耗约为1. 5瓦，较现有 技术减少了 0. 9瓦的功耗。由此可见，本发明实为一节能方案。
附带一提的是，二极管Dl、稽纳二极管ZD1与晶体管Ql所组成的电路 结构可控制节点N31的电压值，维持第一芯片31的接脚1、 4间的电压差 为工作电压，输出固定电压，并抑制第一芯片31的工作电流影响后端第二 芯片32电路。图4的图例用以进一步阐述稳压电路所预期达成的机能，熟 习此领域人士当可替换其中元件、变换元件耦接次序，改以其他电路结构 来实施。此实施例仅为一电路范例，然其并非用以限制本案的范围。
基于本案所提出的概念，可配合电子装置与芯片的实际电源电压值，串 接两枚以上的芯片于同 一 电源供应端与接地端之间用电，并使用稳压电路 耦接在两枚芯片电源接脚之间，来稳定芯片的电压值与电流值。
借由以上实例详述，当可知悉本发明的串联用电式信号处理电路及其 应用的电子装置，适用于电源电压值超出芯片规格的情形，将芯片的高、低 电位端子相互串联耦接于电源供应端与接地端之间，以串联方式用电，并 运用稳压电路来稳定这些芯片的电压值与电流值。如此一来，相较于现有 采用稳压芯片来降低电源电压的方式，大幅减少了用电量，进而降低用电 费用与能源浪费，符合时下环保要求。同时，也维持稳定电力驱动芯片正 常运作，确保信号处理品质。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式 上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1、一种串联用电式信号处理电路，其特征在于包括一电源供应端；一接地端；一第一芯片，具有个别的一高电位端子及一低电位端子，该第一芯片的高电位端子耦接于该电源供应端；一第二芯片，具有个别的一高电位端子及一低电位端子，该第二芯片的低电位端子耦接于该接地端；及一稳压电路，耦接于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间，以稳定该第一芯片及该第二芯片的电压值及电流值。
2、 如权利要求1所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该稳压 电路包括有一稳压器设置于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电 位端子之间，以稳定该第 一芯片与该第二芯片的电压值。
3、 如权利要求2所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该稳压 器为一稽纳二极管。
4、 如权利要求1所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该稳压 电路包括有一緩沖器设置于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电 位端子之间，以稳定该第一芯片及该第二芯片的电压值及电流值。
5、 如权利要求4所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该緩沖 器包括有一二极管及一 NPN型晶体管，该NPN型晶体管的集极端耦接于该 二极管的阳极端与该第一芯片的低电位端子，该NPN型晶体管的基极端耦 接于该二极管的阴极端，该NPN型晶体管的射极端耦接于该第二芯片的高 电位端子。
6、 如权利要求5所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该稳压 电路还包括一稳压器耦接于该NPN型晶体管的基极端。
7、 如权利要求6所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该稳压 器为一稽纳二极管，该稽纳二极管的阴极端耦接于该NPN型晶体管的基极 端，该稽纳二极管的阳极端耦接于该接地端。
8、 如权利要求1所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该稳压 电路包括一分压电路耦接于该第 一 芯片的低电位端子与该第二芯片的高电 位端子之间。
9、 如权利要求8所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该分压 电路包括多个相互并联的电阻。
10、 如权利要求1所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该稳 压电路包括至少一去耦合电容设置于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高电位端子之间。
11、 如权利要求1所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该稳 压电路包括至少一电感设置于该第一芯片的低电位端子与该第二芯片的高 电位端子之间。
12、 如权利要求1所述的串联用电式信号处理电路，其特征在于该信 号处理器芯片为一射频功率放大器。
13、 一种电子装置，其特征在于具有如权利要求1所述的串联用电式 信号处理电路。
14、 如权利要求13所述的电子装置，其特征在于该电子装置为一光接 收器。
全文摘要
本发明是有关于一种串联用电式信号处理电路及电子装置。该串联用电式信号处理电路，包括有一第一芯片、一第二芯片及一稳压电路。第一芯片及第二芯片具有个别的高电位端子及低电位端子，其中第一芯片的高电位端子耦接于电源供应端，第二芯片的低电位端子耦接于接地端，而稳压电路则是耦接于第一芯片的低电位端子与第二芯片的高电位端子之间，以稳定第一芯片与第二芯片的电压值与电流值。该电子装置具有前述的串联用电式信号处理电路。所述的串联用电式信号处理电路及其应用的电子装置，可降低用电量，并维持芯片正常运作，确保信号的处理品质。
文档编号H01L25/00GK101521191SQ20081000638
公开日2009年9月2日 申请日期2008年2月29日 优先权日2008年2月29日
发明者张国勇 申请人:宁波环球广电科技有限公司