隔离式信号传输电路及利用其的通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术主要提供一种隔离式信号传输电路，包括：一信号接收模块，耦接于一第一电源与一第一地端之间，用以接收一输入信号，并对该输入信号进行一BFSK调制处理后输出一差分信号；一隔离介质，耦接该信号接收模块以接收该差分信号；以及一信号输出模块，耦接于一第二电源与一第二地端之间，且同时耦接该隔离介质，用以透过该隔离介质接收该差分信号，且在对该差分信号进行一BFSK解调处理后提供一输出信号。本发明专利技术的隔离式信号传输电路具有优秀的抗共模瞬变抑制能力，且能够在隔离低频噪声的情况下传输高频信号。

Isolated Signal Transmission Circuit and Communication Device Using It

【技术实现步骤摘要】
隔离式信号传输电路及利用其的通信装置
本专利技术为有关一种信号传输电路的
，尤指于一信号接收模块与一信号输出模块之间增设高压隔离电容的一种隔离式信号传输电路。
技术介绍
于信号传输电路中，隔离介质是用于在输入电路及输出电路之间作出隔离。目前，普遍使用的隔离介质包括：光电耦合组件、NVE磁性开关、GMR巨磁阻等，这些隔离介质可以单独的数字(信号)隔离器(IC)的型态呈现。光耦合器即是以光作为媒介来传输电信号的一组装置，其功能是平时让输入电路及输出电路之间隔离，在需要时可以使电信号通过隔离层的传送方式。光耦合器件广泛用于电气隔离、电平转换、驱动电路及工业通讯中，但因为寄生输入输出电容问题，导致光耦合器对于抗共模瞬变抑制(Common-ModeTransientImmunity,CMTI)的能力较弱；此外，速度受限、功耗较高及组件容易老化等都是其主要问题。光耦合器也被应用在用于驱动马达的IGBT闸级驱动器。然而，习知的包含光耦合器的IGBT闸级驱动器具有一个潜在缺陷，即单隔离输入信道依赖高压驱动器电路来实现所需要的通道间时序匹配与停滞时间。另一问题是，IGBT闸级驱动器依赖光耦合器来分离高端驱动电压和低端驱动电压，导致在低端开关过程中，电路中的寄生电感可能导致输出电压降至地电压以下；发生这种情况时，高端驱动器可能发生闩锁，并永久性损坏。由上述说明可知，隔离介质必须具有优秀的抗共模瞬变抑制(CMTI)能力、功耗低、组件不易老化等优点。因此，必须寻找其它可以替代光电耦合组件、NVE磁性开关、GMR巨磁阻等隔离组件的器件以于输入电路及输出电路之间提供电气隔离功能。目前，已知电容与电感也同样具有电气隔离的功能。可以理解的，相较于市售的信号隔离器(IC)，电容与电感作为隔离介质的材料成本相对较低，因此，应考虑将电容或电感应用在一信号传输电路中，并提升此信号传输电路的抗共模瞬变抑制(CMTI)能力。因此，本领域亟需一种新颖的隔离式信号传输电路。
技术实现思路
本专利技术主要目的在于提供一种隔离式信号传输电路，其可藉由一BFSK调制处理机制提供优秀的抗共模瞬变抑制(CMTI)能力，且能够在隔离低频噪声的情况下传输高频信号。为达成上述目的，本专利技术提出一种隔离式信号传输电路，其包括：一信号接收模块，耦接于一第一电源与一第一地端之间，用以接收一输入信号，并对该输入信号进行一BFSK调制处理后输出一差分信号；一隔离介质，耦接该信号接收模块以接收该差分信号；以及一信号输出模块，耦接于一第二电源与一第二地端之间，且同时耦接该隔离介质，用以透过该隔离介质接收该差分信号，且在对该差分信号进行一BFSK解调处理后提供一输出信号。在一实施例中，该信号接收模块包括：一电压频率转换单元，用以基于一第一阀值电压与一第二阀值电压产生一第一载波讯号和一第二载波讯号；一多路器，耦接该输入信号及该电压频率转换单元，用以输出一第一调制信号或一第二调制信号；其中，该第一调制信号包含：于该输入信号为高电平时由该多路器选择输出的该第一载波讯号以及于该输入信号为低电平时由该多路器选择输出的该第二载波讯号，且该第二调制信号包含：于该输入信号为高电平时由该多路器选择输出的该第二载波讯号以及于该输入信号为低电平时由该多路器选择输出的该第一载波讯号；以及一驱动单元，耦接该多路器，且具有一输入端以接收该第一调制信号或该第二调制信号，并具有两个输出端以输出该差分信号。在一实施例中，该隔离介质为一高压电容器。在一实施例中，该电压频率转换单元包括：一第一电流源；一第一P型MOS晶体管，是以其源极端耦接该第一电流源；一第一N型MOS晶体管，其闸极端是与该第一P型MOS晶体管的闸极端耦接以形成一第一共接点，且其汲极端是与该第一P型MOS晶体管的汲极端耦接以形成一第二共接点；一第二电流源，耦接该第一N型MOS晶体管的源极端；一第一延时电容，其两端分别耦接至该第二共接点与该第一地端；一第一比较器，其正输入端与负输入端分别耦接该第一阀值电压和该第二共接点；一第二比较器，其负输入端与正输入端分别耦接该第二阀值电压和该第二共接点；一第一反或逻辑闸，其一输入端耦接该第一比较器的输出端；一第二反或逻辑闸，其一输入端耦接该第二比较器的输出端，其另一输入端与该第一反或逻辑闸的输出端耦接以形成一第三共接点，且其输出端耦接该第一反或逻辑闸的另一输入端；其中，该第三共接点耦接该第一共接点；一D型正反器，具有一时钟信号接收端、一数据接收端、一数据输出端与一反相数据输出端；其中，该时钟信号接收端耦接该第三共接点，且该数据接收端耦接收该反相数据输出端；以及一分频器，具有一信号接收端与一信号输出端，其中该信号接收端耦接该数据输出端；其中，该D型正反器的该数据输出端用以输出具有一第一频率的该第一载波讯号，且该分频器的该信号输出端用以输出一第二频率的该第二载波讯号。在一实施例中，该信号输出模块包括：一滤波单元，是透过该隔离介质接收该差分信号，用以对该差分信号进行一高通滤波处理，进而输出一高频调制信号；一频率电压转换单元，耦接该滤波单元，用以接收该高频调制信号，并将该高频调制信号转换成一电压信号；以及一解调信号产生单元，耦接该频率电压转换单元与一参考电压，用以输出一解调信号；其中，该解调信号包含：该解调信号产生单元于该电压信号大于该参考电压时所输出的一高电平信号以及该解调信号产生单元于该电压信号小于该参考电压时所输出的一低电平信号。在一实施例中，该滤波单元包括：一第一电阻，其一端耦接至该隔离介质，且其另一端耦接至该第二地端；一第二电阻，其一端耦接至该隔离介质，且其另一端耦接至该第二地端；其中，该第一电阻、该第二电阻与该隔离介质是组成具有二输入端与两个输出端的一第一级高通滤波器；一第一电容，其一端耦接至该第一电阻；一第三电阻，其一端耦接至该第一电容的另一端，且其另一端耦接至该第二地端；一第二电容，其一端耦接至该第二电阻；一第四电阻，其一端耦接至该第二电容的另一端，且其另一端耦接至该第二地端；其中，该第一电容、该第三电阻、该第二电容与该第四电阻是组成具有二输入端与两个输出端的一第二级高通滤波器；以及一第三比较器，其两个输入端分别耦接至该第二级高通滤波器的所述两个输出端。在一实施例中，该频率电压转换单元包括：一第三电流源；一第二P型MOS晶体管，是以其源极端耦接该第三电流源；一第二N型MOS晶体管，其闸极端是与该第二P型MOS晶体管的闸极端耦接以形成一第四共接点，且其汲极端是与该第二P型MOS晶体管的汲极端耦接以形成一第五共接点；一第二延时电容，其两端分别耦接至该第五共接点与该第二地端；一第一反相器，其输入端与输出端分别耦接该第三比较器的输出端与该第四共接点；一第四比较器，其正输入端与负输入端分别耦接一基础参考电压和该第二共接点；一第一反及逻辑闸，其一输入端耦接该第四比较器的输出端，且其另一输入端耦接该第三比较器的输出端；一第三P型MOS晶体管，其闸极端耦接该第一反及逻辑闸的输出端，其源极端耦接一第四电流源，且其汲极端耦接一第五电阻；以及一输出电容，其两端分别耦接该第三P型MOS晶体管的汲极端与该第二地端。在一实施例中，该解调信号产生单元包括一比较器，其正输入端与负输入端分别耦接该输出电容和该参考电压，且其输出端用以输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离式信号传输电路，其特征在于，其包括：一信号接收模块(11)，耦接于一第一电源VDD1与一第一地端GND1之间，用以接收一输入信号，并对该输入信号进行一BFSK调制处理后输出一差分信号；一隔离介质(12)，耦接该信号接收模块(11)以接收该差分信号；以及一信号输出模块(13)，耦接于一第二电源VDD2与一第二地端GND2之间，且同时耦接该隔离介质(12)，用以透过该隔离介质(12)接收该差分信号，且在对该差分信号进行一BFSK解调处理后提供一输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种隔离式信号传输电路，其特征在于，其包括：一信号接收模块(11)，耦接于一第一电源VDD1与一第一地端GND1之间，用以接收一输入信号，并对该输入信号进行一BFSK调制处理后输出一差分信号；一隔离介质(12)，耦接该信号接收模块(11)以接收该差分信号；以及一信号输出模块(13)，耦接于一第二电源VDD2与一第二地端GND2之间，且同时耦接该隔离介质(12)，用以透过该隔离介质(12)接收该差分信号，且在对该差分信号进行一BFSK解调处理后提供一输出信号。2.根据权利要求1所述的隔离式信号传输电路，其特征在于，该信号接收模块(11)包括：一电压频率转换单元(111)，用以基于一第一阀值电压VTH1与一第二阀值电压VTH2产生一第一载波讯号(A)和一第二载波讯号(B)；一多路器(112)，耦接该输入信号及该电压频率转换单元(111)，用以输出一第一调制信号(I)或一第二调制信号(II)；其中，该第一调制信号(I)包含：于该输入信号为高电平时由该多路器(112)选择输出的该第一载波讯号(A)以及于该输入信号为低电平时由该多路器(112)选择输出的该第二载波讯号(B)，且该第二调制信号(2)包含：于该输入信号为高电平时由该多路器(112)选择输出的该第二载波讯号(B)以及于该输入信号为低电平时由该多路器(112)选择输出的该第一载波讯号(A)；以及一驱动单元(113)，耦接该多路器(112)，且具有一输入端以接收该第一调制信号(I)或该第二调制信号(II)，并具有两个输出端以输出该差分信号。3.根据权利要求1所述的隔离式信号传输电路，其特征在于，该隔离介质(12)为一高压电容器。4.根据权利要求2所述的隔离式信号传输电路，其特征在于，该电压频率转换单元(111)包括：一第一电流源(1111)；一第一P型MOS晶体管(1112)，是以其源极端耦接该第一电流源(1111)；一第一N型MOS晶体管(1113)，其闸极端是与该第一P型MOS晶体管(1112)的闸极端耦接以形成一第一共接点1CP，且其汲极端是与该第一P型MOS晶体管(1112)的汲极端耦接以形成一第二共接点2CP；一第二电流源(1114)，耦接该第一N型MOS晶体管(1113)的源极端；一第一延时电容(1110)，其两端分别耦接至该第二共接点2CP与该第一地端GND1；一第一比较器(1115)，其正输入端与负输入端分别耦接该第一阀值电压VTH1和该第二共接点2CP；一第二比较器(1116)，其负输入端与正输入端分别耦接该第二阀值电压VTH2和该第二共接点2CP；一第一反或逻辑闸(1117)，其一输入端耦接该第一比较器(1115)的输出端；一第二反或逻辑闸(1118)，其一输入端耦接该第二比较器(1116)的输出端，其另一输入端与该第一反或逻辑闸(1117)的输出端耦接以形成一第三共接点3CP，且其输出端耦接该第一反或逻辑闸(1117)的另一输入端；其中，该第三共接点3CP耦接该第一共接点1CP；一D型正反器(1119)，具有一时钟信号接收端、一数据接收端、一数据输出端与一反相数据输出端；其中，该时钟信号接收端耦接该第三共接点3CP，且该数据接收端耦接收该反相数据输出端；以及一分频器(111A)，具有一信号接收端与一信号输出端，其中该信号接收端耦接该数据输出端；其中，该D型正反器(1119)的该数据输出端用以输出一第一频率的该第一载波讯号(A)，且该分频器(111A)的该信号输出端用以输出一第二频率的该第二载波讯号(B)。5.根据权利要求4所述的隔离式信号传输电路，其特征在于，该信号输出模块(13)包括：一滤波单元(131)，是透过该隔离介质(12)接收该差分信号，用以对该差分信号进行一高通滤波处理，进而输出一高频调制信号；一频率电压转换单元(132)，耦接该滤波单元(131)，用以接收该高频调制信号，并将该高频调制信号转换成一电压信号；以及一解调信号产生单元(133)，耦接该频率电压转换单元(132)与一参考电压VREF，用以输出一解调信号；其中，该解调信号包含：该解调信号产生单元(133)于该电压信号大于该参考电压VREF时...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦海怡，王燕晖，
申请(专利权)人：厦门芯达茂微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35