CN200410033583.4
2004.04.07
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G11B21/00
威盛电子股份有限公司;
刘智民
台湾省台北县新店市中正路533号8楼
中原信达知识产权代理有限责任公司
文琦;陈肖梅
一种光学读取头取样介面电路，利用电路开关控制分压电路。当电路开关接收一断路信号而关闭时，分压电路不会消耗额外的功率，减低光学读取头的驱动消耗，并且控制芯片可取样到未经衰减的输入信号，以提高信号对噪声比。
1.一种光学读取头取样介面电路，其特征在于，包含： 一分压电路，接收一输入信号与输出一控制信号； 一电路开关，控制该分压电路以衰减该输入信号；及 一时序电路，以一断路信号控制该电路开关。 2.如权利要求1所述的光学读取头取样介面电路，其中该分压 电路包含一对串联的电阻，其中该两电阻之间连接至一取样与保持电 路。 3.如权利要求1所述的光学读取头取样介面电路，其中该电路 开关包含一P型金氧半晶体管，串接于该分压电路与一低电压之间。 4.如权利要求3所述的光学读取头取样介面电路，其中当该P 型金氧半晶体管导通时，控制该分压电路衰减该输入信号成为该控制 信号。 5.如权利要求3所述的光学读取头取样介面电路，其中当该P 型金氧半晶体管断路时，该输入信号大致等于该控制信号。 6.如权利要求1所述的光学读取头取样介面电路，其中该时序 电路包含复数个延迟电路、多路复用器及或非门。 7.如权利要求6所述的光学读取头取样介面电路，其中每一该 延迟电路包含一对反向器。 8.如权利要求6所述的光学读取头取样介面电路，其中该时序 电路的多路复用器用以该选择断路信号的长度。 9.如权利要求1所述的光学读取头取样介面电路，其中该断路 信号的值为1时，该电路开关为关闭，该断路信号的值为0时，该电 路开关为导通。
光学读取头取样介面电路技术领域本发明是关于一种介面电路，特别是指一种取样介面电路，在不 同工作电压的芯片或电路之间，提供一个信号取样与保持的功能，并 可在高压操作时，保护较低工作电压的芯片或电路。 背景技术当一信号经由一较高工作电压电路传送至一较低工作电压电路， 在此二电路之间，必须有一介面电路，将此信号衰减至该较低工作电 压电路所能容忍的范围。例如一般光学读取头工作电压5伏特，光驱 控制芯片工作电压3.3伏特。若将光学读取头输出的烧录电压(3.3伏 特～5伏特)直接输入光驱控制芯片的取样与保持电路3，例如交换式 运算放大器，则此交换式运算放大器在长时间工作后，其输入端以3.3 伏特制程的氧化层将会崩溃，造成芯片的永久毁损。已知技术如图1 所示，利用由一第一分压电阻1及一第二分压电阻2所组成的分压电 路，将取样与保持电路3的输入电压控制在3.3伏特以下，则可避免 此问题的发生。 然而在此情况下，对于分压电阻所形成的通路，光学读取头必须 提供额外的电流I，因而消耗额外的功率并引入热噪声。而且电阻越 大，交换式运算放大器的输入端的设定时间就越大，也就减少了实际 取样时间。另外分压电阻除了衰减不取样的烧录电压外，也衰减由同 一光学读取头输出端所送出欲取样的读片电压，衰减后的读片电压与 后端的噪声混合，会使得信号噪声比下降。 发明内容上述已知技术显然无法达到低功率操作的要求。本发明的目的之 一，针对只有烧录电压需经衰减的特性，控制分压电路，使其在输入 为读片电压时，成为开路，不需提供额外电流，以降低整体能量的消 耗。 本发明的另一目的是，当输入为读片电压时，未经分压电路衰减， 可以增进信号对噪声比。 为实现上述目的，本发明的一种光学读取头取样介面电路，其技 术特征包含一对分压电阻，一交换式运算放大器，一P型金氧半晶体 管，及一时序电路。分压电阻可衰减输入电压，以保护工作电压较小 的交换式运算放大器。交换式运算放大器有取样与保持的功能。P型 金氧半晶体管作为分压电阻的开关，当其导通时，分压电阻具分压的 功能，否则，分压电阻则成断路。时序电路用来控制P型金氧半晶体 管的开与关，及交换式运算放大器取样与保持所对应的时序。 附图说明图1为取样介面电路已知技术示意图； 图2为本发明的光学读取头取样介面电路示意图； 图3为时序电路的一种实施例； 图4为延迟电路的一种实施例；及 图5为时序电路的信号时序图。 图中符号说明： 1第一分压电阻； 2第二分压电阻； 3取样与保持电路； 4电阻； 5电阻； 6电路开关； 7取样与保持电路； 8时序电路； 9光学读取头； 10介面电路； 11a，11b，11c，11d，11e，11f延迟电路； 12a，12b多路复用器； 13a13，b，13c，13d或非门； 14a，14b反向器； 20模拟信号； 21模拟信号；及 23分压电路。 具体实施方式参阅图2，其为根据本发明的一较佳实施例。由工作电压为5伏 特的光学读取头9，输出一光驱控制芯片的输入信号20至工作电压为 3.3伏特的光驱控制芯片。此输入信号20经一介面电路10处理之后， 才输入光驱控制芯片的取样与保持电路7，如交换式运算放大器，以 确保光驱控制芯片的安全。介面电路10于此实施例中，包含由一分 压电路23，一电路开关6，与一时序电路8。于此实施例中，分压电 路23包含一对串联的电阻4与5，连接至取样与保持电路7及电路开 关6，由串联的电阻4与5之间输出控制信号21至取样与保持电路7， 取样与保持电路7转换控制信号21成为一数字信号。其次，电路开 关6与分压电路23串接，并连接至时序电路8。于此实施例中，电路 开关6包含一P型金氧半晶体管，以源极串接电阻5，漏极接地及以 栅极连接至时序电路8。再者，电路开关6用以控制分压电路23，藉 以决定控制信号21的性质，例如大小。时序电路8连接至电路开关6 及取样与保持电路7，其中时序电路8接收取样信号后，以断路信号 (Break)控制电路开关6的开关，以设定信号(Set)控制取样与保持电路 7的取样动作。 当烧录电压(3.3伏特～5伏特)欲输入前，取样电路会控制时序 电路8，而使断路信号为0，取样信号亦为0，此时电路开关6为导通 状态，之后才输入烧录电压范围(3.3伏特～5伏特)内的输入信号20。 在经过分压电路23衰减后才成为控制信号21。即部分输入信号20会 传送至电路开关6。此时，本发明的工作模式与已知技术无异。输入 的烧录电压经分压电路衰减后，取样与保持电路7的输入电压不超过 3.3伏特。 当光学读取头9欲输出读片电压(1.4伏特～2.8伏特)时，取样 信号会控制时序电路8，而使断路信号为1时，取样信号亦为1，造 成电路开关6为关闭状态。此时，第二分压电阻5为开路，分压电路 23失去分压的功用，阻止部分输入信号20从电阻5输出，使得取样 与保持电路7的输入电压趋近于读片电压。即输入信号20大致等于 分压电路23输出的控制信号21。光学读取头9不需提供额外的电流 去驱动第二分压电阻5，故可减少消耗的功率。 图3为本发明的时序电路8的一较佳实施例，包含由六个延迟电 路11a，11b，11c，11d，11e及11f串联所组成的延迟路径，二个多路复用 器12a，12b及四个或非门13a，13b，13c，13d。读片、烧录的取样信号由 延迟电路11a进入延迟路径，信号S由延迟电路的中点输出，例如延 迟电路11c与11d之间，再经过二个串联的或非门13a，13b，成为″设 定信号″输出。或非门13a，b各有一输入为接地，因此其功能如同二 个反向器串联。逻辑上取样信号与信号S等价。 信号Sa，Sb分别由多路复用器12a，12b输出，逻辑上与信号S 一致，只是延迟时间不同。信号Sa，Sb的延迟时间可经由多路复用 器12a，12b的控制信号来选择。信号Sa，Sb再经过二个串联的或非 门13c，13d，成为断路信号输出。或非门13d有一输入为信号 AlwaysOn。当信号AlwaysOn为0时，或非门13d如同一个反向器， 则断路信号在逻辑上如同Sa+Sb。当信号AlwaysOn为1时，或非门13d 的输出断路信号永远为0，分压电路23衰减输入信号20以保护光驱 控制芯片。图4所示为本实施中延迟电路的示意图，由串联的二个反 向器14a及14b所组成。 图5为时序电路中相关信号的时序图。当由烧录电压(3.3伏特～5 伏特)输出转成读片电压(1.4伏特～2.8伏特)输出时，内部控制器 (未图标)会使取样信号由0转为1，经由图3的多个延迟电路产生 Sa、S及Sb信号，此时AlwaysOn为0，因此断路信号在逻辑上如同 Sa+Sb。所以在图5上可看出断路信号的长度等于信号Sa的起点到信 号Sb的终点。因为不希望取样与保持电路7取样到有衰减的读片电 压值，所以断路信号的长度要稍微大于设定信号的长度，以确保图2 中分压电路23中的电阻5为开路下，由设定信号切换取样与保持电 路7做读片电压的输入，其长度的大小可经由多路复用器12a，12b来 选择。 以上已说明本发明的最佳实施例。凡精于此项技艺者，当可依据 上述的说明做其它种种改良，惟这些改变仍属于本发明的创作精神， 及所界定的专利范围中。
技术领域
本发明是关于一种介面电路，特别是指一种取样介面电路，在不 同工作电压的芯片或电路之间，提供一个信号取样与保持的功能，并 可在高压操作时，保护较低工作电压的芯片或电路。
背景技术
当一信号经由一较高工作电压电路传送至一较低工作电压电路， 在此二电路之间，必须有一介面电路，将此信号衰减至该较低工作电 压电路所能容忍的范围。例如一般光学读取头工作电压5伏特，光驱 控制芯片工作电压3.3伏特。若将光学读取头输出的烧录电压(3.3伏 特～5伏特)直接输入光驱控制芯片的取样与保持电路3，例如交换式 运算放大器，则此交换式运算放大器在长时间工作后，其输入端以3.3 伏特制程的氧化层将会崩溃，造成芯片的永久毁损。已知技术如图1 所示，利用由一第一分压电阻1及一第二分压电阻2所组成的分压电 路，将取样与保持电路3的输入电压控制在3.3伏特以下，则可避免 此问题的发生。
然而在此情况下，对于分压电阻所形成的通路，光学读取头必须 提供额外的电流I，因而消耗额外的功率并引入热噪声。而且电阻越 大，交换式运算放大器的输入端的设定时间就越大，也就减少了实际 取样时间。另外分压电阻除了衰减不取样的烧录电压外，也衰减由同 一光学读取头输出端所送出欲取样的读片电压，衰减后的读片电压与 后端的噪声混合，会使得信号噪声比下降。
发明内容
上述已知技术显然无法达到低功率操作的要求。本发明的目的之 一，针对只有烧录电压需经衰减的特性，控制分压电路，使其在输入 为读片电压时，成为开路，不需提供额外电流，以降低整体能量的消 耗。
本发明的另一目的是，当输入为读片电压时，未经分压电路衰减， 可以增进信号对噪声比。
为实现上述目的，本发明的一种光学读取头取样介面电路，其技 术特征包含一对分压电阻，一交换式运算放大器，一P型金氧半晶体 管，及一时序电路。分压电阻可衰减输入电压，以保护工作电压较小 的交换式运算放大器。交换式运算放大器有取样与保持的功能。P型 金氧半晶体管作为分压电阻的开关，当其导通时，分压电阻具分压的 功能，否则，分压电阻则成断路。时序电路用来控制P型金氧半晶体 管的开与关，及交换式运算放大器取样与保持所对应的时序。
附图说明
图1为取样介面电路已知技术示意图；
图2为本发明的光学读取头取样介面电路示意图；
图3为时序电路的一种实施例；
图4为延迟电路的一种实施例；及
图5为时序电路的信号时序图。
图中符号说明：
1第一分压电阻；
2第二分压电阻；
3取样与保持电路；
4电阻；
5电阻；
6电路开关；
7取样与保持电路；
8时序电路；
9光学读取头；
10介面电路；
11a，11b，11c，11d，11e，11f延迟电路；
12a，12b多路复用器；
13a13，b，13c，13d或非门；
14a，14b反向器；
20模拟信号；
21模拟信号；及
23分压电路。
具体实施方式
参阅图2，其为根据本发明的一较佳实施例。由工作电压为5伏 特的光学读取头9，输出一光驱控制芯片的输入信号20至工作电压为 3.3伏特的光驱控制芯片。此输入信号20经一介面电路10处理之后， 才输入光驱控制芯片的取样与保持电路7，如交换式运算放大器，以 确保光驱控制芯片的安全。介面电路10于此实施例中，包含由一分 压电路23，一电路开关6，与一时序电路8。于此实施例中，分压电 路23包含一对串联的电阻4与5，连接至取样与保持电路7及电路开 关6，由串联的电阻4与5之间输出控制信号21至取样与保持电路7， 取样与保持电路7转换控制信号21成为一数字信号。其次，电路开 关6与分压电路23串接，并连接至时序电路8。于此实施例中，电路 开关6包含一P型金氧半晶体管，以源极串接电阻5，漏极接地及以 栅极连接至时序电路8。再者，电路开关6用以控制分压电路23，藉 以决定控制信号21的性质，例如大小。时序电路8连接至电路开关6 及取样与保持电路7，其中时序电路8接收取样信号后，以断路信号 (Break)控制电路开关6的开关，以设定信号(Set)控制取样与保持电路 7的取样动作。
当烧录电压(3.3伏特～5伏特)欲输入前，取样电路会控制时序 电路8，而使断路信号为0，取样信号亦为0，此时电路开关6为导通 状态，之后才输入烧录电压范围(3.3伏特～5伏特)内的输入信号20。 在经过分压电路23衰减后才成为控制信号21。即部分输入信号20会 传送至电路开关6。此时，本发明的工作模式与已知技术无异。输入 的烧录电压经分压电路衰减后，取样与保持电路7的输入电压不超过 3.3伏特。
当光学读取头9欲输出读片电压(1.4伏特～2.8伏特)时，取样 信号会控制时序电路8，而使断路信号为1时，取样信号亦为1，造 成电路开关6为关闭状态。此时，第二分压电阻5为开路，分压电路 23失去分压的功用，阻止部分输入信号20从电阻5输出，使得取样 与保持电路7的输入电压趋近于读片电压。即输入信号20大致等于 分压电路23输出的控制信号21。光学读取头9不需提供额外的电流 去驱动第二分压电阻5，故可减少消耗的功率。
图3为本发明的时序电路8的一较佳实施例，包含由六个延迟电 路11a，11b，11c，11d，11e及11f串联所组成的延迟路径，二个多路复用 器12a，12b及四个或非门13a，13b，13c，13d。读片、烧录的取样信号由 延迟电路11a进入延迟路径，信号S由延迟电路的中点输出，例如延 迟电路11c与11d之间，再经过二个串联的或非门13a，13b，成为″设 定信号″输出。或非门13a，b各有一输入为接地，因此其功能如同二 个反向器串联。逻辑上取样信号与信号S等价。
信号Sa，Sb分别由多路复用器12a，12b输出，逻辑上与信号S 一致，只是延迟时间不同。信号Sa，Sb的延迟时间可经由多路复用 器12a，12b的控制信号来选择。信号Sa，Sb再经过二个串联的或非 门13c，13d，成为断路信号输出。或非门13d有一输入为信号 AlwaysOn。当信号AlwaysOn为0时，或非门13d如同一个反向器， 则断路信号在逻辑上如同Sa+Sb。当信号AlwaysOn为1时，或非门13d 的输出断路信号永远为0，分压电路23衰减输入信号20以保护光驱 控制芯片。图4所示为本实施中延迟电路的示意图，由串联的二个反 向器14a及14b所组成。
图5为时序电路中相关信号的时序图。当由烧录电压(3.3伏特～5 伏特)输出转成读片电压(1.4伏特～2.8伏特)输出时，内部控制器 (未图标)会使取样信号由0转为1，经由图3的多个延迟电路产生 Sa、S及Sb信号，此时AlwaysOn为0，因此断路信号在逻辑上如同 Sa+Sb。所以在图5上可看出断路信号的长度等于信号Sa的起点到信 号Sb的终点。因为不希望取样与保持电路7取样到有衰减的读片电 压值，所以断路信号的长度要稍微大于设定信号的长度，以确保图2 中分压电路23中的电阻5为开路下，由设定信号切换取样与保持电 路7做读片电压的输入，其长度的大小可经由多路复用器12a，12b来 选择。
以上已说明本发明的最佳实施例。凡精于此项技艺者，当可依据 上述的说明做其它种种改良，惟这些改变仍属于本发明的创作精神， 及所界定的专利范围中。
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一种光学读取头取样介面电路，利用电路开关控制分压电路。当电路开关接收一断路信号而关闭时，分压电路不会消耗额外的功率，减低光学读取头的驱动消耗，并且控制芯片可取样到未经衰减的输入信号，以提高信号对噪声比。 。
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