[发明专利]一种控制逻辑电路或参数的控制电路系统

说明书

本发明涉及一种用来控制某个电路中的一个或多个参数的控制电路系统。该控制电路系统带有至少一个以延迟级或逻辑级形式出现的(operational stage)级，更确切说是一个差动级。上述工作级包括至少一个工作电路、至少一个为上述工作级提供第一电流的工作电流源以及至少一个工作负载。

这里构想的控制方法包括优化，构想的参数包括功率和(或)带宽和(或)延迟。

逻辑电路的功率优化和(或)带宽优化到目前为止已经由设计具有不同带宽的不同的逻辑部件的方法实现了，使得带宽优化并由此降低功率消耗成为可能。

至于延迟级，从目前的技术上看有不同的可能性。

最常用的方法是沿脉冲前沿调节阀值或判定点，这样就使得后续级及时前或向后移动。

另一种方法是在电路中加入或减去电容性负载进行粗调，再改变电流进行细调。

第三种方法是使用二极管作集电极负载。改变通过二极管的电流，其电阻就随着发生变化，进而又改变了电路的时间常数。

本发明的目标是提供一种能以受控方式控制各种延迟和逻辑电路带宽的控制电路系统。此目标已由介绍的方法所定义的那种控制电路系统达到了。该控制电路系统包含：

上述工作电流源和上述工作负载的若干个第一可控电流源和负载部件，分别用来实现对上述第一驱动电流强度和上述工作负载大小的控制；

包含至少一个参考级，此参考级基本上包括一个上述工作级的镜象电路；

此电路有一个为上述参考级提供第二驱动电流的基准电流源和一个基准负载。上述基准电流源和基准负载包括若干个第二可控电流源和负载元件，分别用来实现对上述第二驱动电流强度和上述基准负载大小的控制。它们基本上分别与上述第一电流源和负载元件相同。上述参考级还包括一个相联的输入级，用来接收一个可调节的基准参数，通过此参数分别控制从上述基准电流源和上述工作电流源到上述第二和第一可控负载元件的电流强度。

也包括一个与之相联的比较和控制电路，用来对上述基准负载的大小同一个参考负载进行比较，并控制上述基准负载元件和工作负载元件的一个工作参数，以使得不管流过上述基准负载的电流强度如何，都能保持上述基准负载和上述参考负载之间有相同的关系，由此在各种驱动电流的情况下都能保持运算级工作点恒定。

根据本发明所述的系统满足可以控制带宽的要求，即可以控制处于受控方式下的各种逻辑电路和延迟级的速度。根据本发明所述的控制电路系统，可以应用于下述若干方面：

一、数据或时钟信号等的延迟线。

二、振荡频率受延迟级所决定的反馈时间控制情况下的振荡器。

三、带有可控参数的滤波器。

四、逻辑电路的功率优化。

因为驱动电流与带宽成正比，所以有可能把电路设计成适合各种速度，由此就可能在低速时节省电能。这个结论是基于下面的见解得出的，该见解就是：可以避免不必要的快速逻辑。

根据本发明的一个最佳实施例，上述基准参数是基准电流，上述输入级包括一个与之相联晶体管元件，用来流通上述基准电流。上述基准和工作电流源都包括每一个本质相同的晶体管元件，它们的控制极被联到上述输入级晶体管的电压输出端。

上述输入级的晶体管元件以及上述基准电流源最好联到电流镜象电路中。

上述参考级和上述工作级的负载元件最好是晶体管元件，来自上述比较和控制电路的电压输出联到其控制极。

上述比较和控制电路可以包括一个运算放大器，此运算放大器的第一个输入端联到电路中用来感知加在上述参考级晶体管上的电压；第二个输入端联到电路中用来感知构成上述参考负载的固定参考电压。

上述基准和工作电流源的晶体管元件最好是NMOS型晶体管，上述基准和工作负载的晶体管元件最好是PMOS型晶体管。

根据本发明所述的控制电路系统可更进一步包括多个参考级，工作级的负载和电流源与参考级的相应元件相比，可以有不同尺寸，并且工作级可以有不同的组合和多个工作级、工作电流源和工作负载。

这里将详细描述本发明在附图中所示的实施例，其中，

图1表示的是根据本发明所述的控制电路系统的一种实施例的电路图；

图2表示的是根据本发明所述的控制电路系统的另一种实施例的电路图；

图3表示的是一个电流控制振荡器的电路图，该图简略地图示了本发明用于反馈延迟级链的频率控制的情形；

图4表示的电路图简略地图示了本发明用于混合逻辑的情形。