二進制編碼的十進制電阻性負載和網絡的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求申請日為2013年1月10日，申請號為13/738,676的美國專利申請的優 先權，并通過引用將其內容整體并入本文。
技術領域
[0003] 本發明設及電源，包括用于提供可變電阻W對此類電源進行測試的裝置和方法。
【背景技術】
[0004] 在電子領域中，電源用于各種應用場合。如果電源不按所期望的方式工作，那么就 會對其所連接的電氣元件造成損害。因此，在特定應用中使用電源時，需要在使用前和使用 后對電源性能進行驗證。此驗證過程包括為電源提供可變負載W及對電源的響應進行評 價。
[0005] 十進電阻箱為一種已知的電源測試設備。在對提供給電源的負載進行調節時，十 進電阻箱通常需要人工開關操作。此外，由于十進電阻箱通常不設計為用于高功率應用場 合，因此其使用方面受到限制。再次，即使假設十進電阻箱具有更大的應用范圍，由于其設 計為需人工開關操作，在每個電源都需要在多個電壓水平上測試的情況下，其將造成巨大 的用戶輸入工作量。
[0006] 此外，此領域中還存在著一些其他人工開關式可變負載設備。例如，可使用電位計 對電源進行測試。然而，與十進電阻箱的情況類似，電位計也通常不設計為用于高功率應用 場合，因此其在使用方面受到限制。再次，同樣與十進電阻箱的情況類似，在大的負載范圍 內對電源測試時，電位計也將造成巨大的用戶輸入工作量，而且負載控制精度較低。

【發明內容】

[0007] -種用于提供可變電阻的裝置在其一實施方式中可包括:多個電阻性元件，每個 電阻性元件均具有相應的阻值；W及多個開關。每個開關均與所述多個電阻性元件當中的 一個對應電阻性元件相連接，而且每個開關均用于選擇性地將所述對應電阻性元件納入所 述可變電阻中。所述電阻性元件和開關可按照二進制編碼的十進制方案進行設置。
[000引一種用于提供可變電阻的裝置在其另一實施方式中可包括多個開關式電阻性元 件。每個電阻性元件均具有相應的阻值。所述電阻性元件按照一個二進制編碼的十進制值 分組，W提供可變電阻。所述電阻性元件可設置為自動開關，W選擇性地貢獻于所述可變電 阻中。
[0009] -種方法在其一實施方式中可包括提供一裝置，該裝置包括:多個電阻性元件，每 個電阻性元件均具有相應的阻值；W及多個開關，每個開關均與所述多個電阻性元件當中 的一個對應電阻性元件相連接，每個開關均用于選擇性地將所述對應電阻性元件納入所述 可變電阻中。所述電阻性元件和開關可按照二進制編碼的十進制方案進行設置。所述方法 可進一步包括自動驅動所述開關，W提供一系列預定阻值。
[0010] 在其各實施方式中，所述BCD可變電阻裝置可在多種功率條件下實現寬的可提供 電阻范圍，而且可用于為原型電路提供選定的阻值，從而為最終版電路確定合適的阻值。在 上述或其他實施方式中，所述裝置可用于調節控制環路或控制電路。在上述或其他實施方 式中，所述裝置可用于在一種或多種電阻水平下測試及驗證電源性能。
【附圖說明】
[0011] W下，通過參考附圖，W例示方式對本發明的實施方式進行描述。附圖中：
[0012] 圖1為用于提供二進制編碼的十進制電阻值的可變電阻裝置在其一實施方式中的 示意圖。
[0013] 圖2為二進制編碼的十進制電阻器組在其一實施方式中的例示狀態示意圖。
[0014] 圖3為自動操作式可變電阻裝置在其一實施方式中的示意圖。
[0015] 圖4為通過用于提供二進制編碼的十進制電阻值的可變電阻裝置驗證電源性能的 方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016] 此處將對本發明的實施方式進行詳述，各實施例見于W下描述及附圖圖示。雖然 此處通過實施方式對本發明進行了描述，可W理解的是其并不用于將本發明限制于運些實 施方式。相反地，本發明意在涵蓋所附權利要求所定義的本發明精神和范圍可囊括的所有 替代、改進和等同方案。
[0017] 圖1為用于提供二進制編碼的十進制電阻值的可變電阻裝置10在其一實施方式中 的示意圖。所述裝置10設置為根據二進制編碼的十進制(BCD)方案提供電阻值，本文中可稱 之為BCD可變電阻裝置IOdBCD可變電阻裝置10包括分成多個組40的多個電阻性元件20W及 多個開關30。
[0018] 每個電阻性元件20均可W為能夠提供已知電阻的單個或多個電阻器、晶體管或其 他元器件，或電阻器、晶體管或其他元器件的組合。在一種實施方式中，所述電阻性元件可 串聯設置，W提供選定電阻值。在其他實施方式中，所述電阻性元件可并聯設置，或部分并 聯部分串聯設置。每個電阻性元件20可具有由所述BCD方案確定的相應電阻。
[0019] 所述開關可用于改變所述裝置提供的電阻值。每個開關30均可與一個或多個電阻 性元件20相連接，W選擇性地將運一個或多個電阻性元件20連接至電阻性通道50內。所述 電阻性通道可決定所述裝置所提供的可變電阻的大小。開關30可采取各種形式，包括但不 限于：晶體管，例如金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)，W及其他半導體器件。
[0020] 電阻性元件20和開關30可分為N個組40。在一種實施方式中，例如在圖1所示的實 施方式中分為=個組401，402,4(^，每個組40均含有四個電阻性元件20，分別與四個開關30 相連接。每個組40內的每一電阻性元件20所具有的電阻可與該組40內的每個其他電阻性元 件20的電阻處于同一數量級。例如，組40內的每一電阻性元件20均可具有0~1歐姆范圍內 的電阻。在一種實施方式中，每個組40可包括四個電阻性元件20,分別具有約為IX l〇x、2X 10X、4X10X?及8X10X歐姆的電阻，其中，X可W為正整數、負整數或零。
[0021] 圖2為二進制編碼的十進制電阻性元件組40在一種實施方式中的例示狀態示意 圖。雖然該電阻性元件組在圖1中示為第一組4〇1，但是并不限于此。電阻性元件組4〇1包括四 個與相應開關301-304?及電源100相連接的電阻性元件2〇1-2〇4。在一種實施方式中，開關 30可分別獨立驅動（即打開或關閉），W將電阻性元件20當中的被選定的電阻性元件連接至 電阻性通道50內。例如，可打開開關3〇2和3〇3, W將電阻性元件2〇2和2〇3納入電阻性通道50 中，從而使電阻性元件2〇2和2〇3貢獻于所述可變電阻。此外，可關閉開關3〇1和304，W將電阻 性元件2〇1和2〇4從電阻性通道50中移除，從而將電阻性元件2〇1和2〇4從所述可變電阻中排 除（即相應電阻性元件未貢獻于所述可變電阻）。
[0022] 更一般而言，開路開關30可使與該開路開關30相連的電阻性元件20連接于決定所 述可變電阻的電阻性通道50中，而閉路開關30可使與其相連的電阻性元件20不連接于決定 所述可變電阻的電阻性通道50中。當然，在一種實施方式中，也可反其道而行之，即閉路開 關可對應納入電阻性通道50中的電阻性元件，而開路開關可對應從電阻性通道50中移除的 電阻性元件。
[0023] 如上所述，電阻性元件20和開關30可按照BCD方案50設置。與傳統十進制數的二進 制表達式不同，二進制編碼的十進制數是指每個十進制位均對應四個二進制位（即電阻性 元件）的編碼十進制數。其中，第一個二進制位的取值可為0或1，第二個二進制位的取值可 為0或2,第=個二進制位的取值可為0或4,第四個二進制位的取值可為0或8。因此，組合后 的四個二進制位可表示介于〇(表示為0000)和9(表示為1001)之間的值。此外，使用多組的 四個二進制位可表示大于1位的十進制數。例如，十進制數4對應二進制編碼的十進制數 0100，而十進制數14對應二進制編碼的十進制數00010100。
[0024] 參考圖1和圖2,在BCD可變電阻裝置10的一種實施方式中，每個組40均可對應一個 十進制位，且每個組40內的四個電阻性元件20可對應每個十進制位所對應的四個二進制 位。在一種實施方式中，開路開關(即開關3〇2,3〇3)可將連接于其上的電阻性元件（即電阻性 元件2〇2,2〇3)納入電阻性通道中，從而使電阻性元件20貢獻于裝置10的可變電阻。相反地， 在一種實施方式中，閉路開關（即開關3〇1，3〇4)可將連接于其上的電阻性元件（即電阻性元 件2〇1，2〇4)從電阻性通道中移除，從而將電阻性元件20從裝置10的可變電阻中排除。
[0025] 在BCD方案的一種實施方式中，每個組40可包括四個電阻性元件20,而且裝置10所 提供的可變電阻的總值可根據下式(1)計算：
[0026]
[0027] 其中，ii表示組號，i2表示組ii內的電阻性元件(20)。
[0028] 裝置10可具有多種用途。在一種實施方式中，裝置10可用于為原型電路提供選定 電阻，從而為最終版電路確定合適電阻。在上述或其他實施方式中，該裝置可用于調節控制 環路或控制電路。在上述或其他實施方式中，該裝置可用于在一種或多種電阻水平下測試 或驗證電源性能。
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