USB隔离装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种USB隔离装置，包括：数据信号隔离电路对数据信号进行隔离；供电电路增加瞬时低电平脉冲信号作为数据信号传输方向的标志，以识别所述数据信号的传输方向；基于所述数据信号的隔离和所述数据信号的传输方向的识别实现USB隔离。本实施例所述的一种USB隔离装置可用于高速USB隔离，能实现USB2.0标准的高速模式信号的隔离，且成本较低，从而使得性价比较高，有效解决了现有技术中USB隔离方式成本较高或不能实现高速隔离导致的性价比较低的技术问题。

USB isolation device

【技术实现步骤摘要】
USB隔离装置
本技术主要涉及数据安全领域，尤其涉及一种USB隔离装置。
技术介绍
在工业控制、医疗等领域经常要用到USB隔离，目前，USB隔离有下列几种方式。第一种USB隔离方式的电路结构如图1所示，包括MCU(MicroControlUnit的缩写，微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机)、232收发器、232隔离芯片、USB转接口芯片和USB接口，USB接口依次通过USB转接口芯片、232接收器、232隔离芯片、232收发器与MCU连接，该USB隔离方式通过将USB信号转化成232信号，利用232信号实现隔离。该隔离方式的缺点是：速度受限受限于RS232的速率，无法满足高速USB隔离的需求，甚至远远低于低速USB的吞吐量，性价比较低。第二种USB隔离方式的电路结构如图2所示，包括MCU、4通道隔离器、USB收发器和USB接口，USB接口依次通过USB接收器、两个4通道隔离器与MCU连接。该USB隔离方式利用外部的USB收发器，将USB信号转换为6个SIE(SerialInterfaceEngine的缩写)信号，再用2个4通道隔离器将SIE信号隔离，SIE信号经过隔离后与MCU的SIE信号相连。该USB隔离方式的缺点是：使用的USB收发器和4通道隔离器价格都比较高，成本约为50元，使得USB隔离装置的成本较高，性价比较低。现有的USB隔离方式至少存在以下技术问题：成本较高或不能实现高速隔离，导致性价较低。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种USB隔离方法及装置，用以解决现有技术中USB隔离方式成本较高或不能实现高速隔离，导致性价较低的技术问题。为了解决上述技术问题，第一方面，本技术的技术方案是提供一种USB隔离方法，所述方法包括：数据信号隔离电路对数据信号进行隔离；供电电路增加瞬时低电平脉冲信号作为数据信号传输方向的标志，以识别所述数据信号的传输方向；基于所述数据信号的隔离和所述数据信号的传输方向的识别实现USB隔离。优选地，所述的数据信号隔离电路对数据信号进行隔离之前还包括：滤波器滤除差模干扰。优选地，处理器、网络变压器和所述USB接口依次串联，以构成所述数据信号隔离电路，所述数据信号隔离电路对数据信号进行隔离。优选地，所述处理器的电源线依次串联稳压器、电源隔离芯片和USB接口的电源引脚，且所述处理器的控制线与所述稳压器相连，以构成所述供电电路，所述供电电路增加瞬时低电平脉冲信号作为数据信号传输方向的标志，以识别所述数据信号的传输方向。优选地，所述网络变压器包括第一变压器和第二变压器，所述第一变压器的第一侧的第一端与所述处理器的第一信号线连接，所述第一变压器的第一侧的第二端与所述处理器的第二信号线连接，所述第一变压器的第一侧的第一中间端与第一接地端耦接；所述第一变压器的第二侧的第三端通过第二变压器的第三侧与所述USB接口的第一信号引脚连接，所述第一变压器的第二侧的第四端通过第二变压器的第四侧与所述USB接口的第二信号引脚连接；所述第一变压器的第二侧的第二中间端通过并联的第一电阻第二电阻与第二接地端耦接；所述处理器的接地线与所述第一接地端耦接。优选地，所述滤波器包括第三电阻、第四电阻、第一电容器和第二电容器；其中，所述第三电阻耦接在所述第一信号线和所述第一变压器的第一侧的第一端之间，所述第四电阻耦接在所述第二信号线和所述第一变压器的第一侧的第二端之间，所述第一电容器耦接在所述第一接地端和所述第一变压器的第一侧的第一中间端之间，所述第二电容器耦接在所述第一接地端和所述第一变压器的第一侧的第一中间端之间，且所述第一电容器和所述第二电容器并联；所述滤波器滤除差模干扰。优选地，所述稳压器是可调节的LDO。优选地，所述网络变压器是千兆网络变压器。优选地，所述处理器是MCU。优选地，所述第三电阻的阻值是10～100Ω，所述第四电阻的阻值是10～100Ω。综上，本实施例所述的一种USB隔离方法通过数据信号隔离电路实现了数据信号的隔离，并通过调节供电电路上的电阻，调节输出电压，在电源线中增加瞬时低电平脉冲信号作为数据信号传输方向的标志，识别了数据信号的传输方向，且不影响供电，从而实现了完整的USB隔离。本实施例所述的一种USB隔离方法可用于高速USB隔离，完全可以达到USB2.0标准的高速模式，即460MB/S；还可通过第一电阻R3、第二电阻R4实现相应的高速阻抗匹配。由于本实施例所述的一种USB隔离装置不包含USB收发器和4通道隔离器等价格较高的部件，使得成本较低，且能实现USB2.0标准的高速模式信号的隔离，性价比较高。第二方面，本申请实施例还提供一种USB隔离装置，所述装置包括处理器、稳压器、电源隔离芯片、USB接口和网络变压器；所述处理器的电源线依次串联所述稳压器、所述电源隔离芯片和所述USB接口的电源引脚，以构成给所述USB接口供电的供电电路，且所述处理器的控制线与所述稳压器相连；所述处理器、所述网络变压器和所述USB接口依次串联，以构成数据信号隔离电路。优选地，所述网络变压器包括第一变压器和第二变压器，所述第一变压器的第一侧的第一端与所述处理器的第一信号线连接，所述第一变压器的第一侧的第二端与所述处理器的第二信号线连接，所述第一变压器的第一侧的第一中间端与第一接地端耦接；所述第一变压器的第二侧的第三端通过第二变压器的第三侧与所述USB接口的第一信号引脚连接，所述第一变压器的第二侧的第四端通过第二变压器的第四侧与所述USB接口的第二信号引脚连接；所述第一变压器的第二侧的第二中间端通过并联的第一电阻第二电阻与第二接地端耦接；所述处理器的接地线与所述第一接地端耦接。优选地，所述数据信号隔离电路还包括滤波器，所述滤波器包括第三电阻、第四电阻、第一电容器和第二电容器；其中，所述第三电阻耦接在所述第一信号线和所述第一变压器的第一侧的第一端之间，所述第四电阻耦接在所述第二信号线和所述第一变压器的第一侧的第二端之间，所述第一电容器耦接在所述第一接地端和所述第一变压器的第一侧的第一中间端之间，所述第二电容器耦接在所述第一接地端和所述第一变压器的第一侧的第一中间端之间，且所述第一电容器和所述第二电容器并联。优选地，所述第一电容器的电容是10～100nF。优选地，所述第二电容器的电容是10～100nF。优选地，所述第三电阻的阻值是10～100Ω。优选地，所述第四电阻的阻值是10～100Ω。优选地，所述稳压器是可调节的LDO。优选地，所述网络变压器是千兆网络变压器。优选地，所述处理器是MCU。本实施例所述的一种USB隔离装置通过数据信号隔离电路实现了数据信号的隔离，并通过调节供电电路上的电阻，调节输出电压，在电源线中增加瞬时低电平脉冲信号作为数据信号传输方向的标志，识别了数据信号的传输方向，且不影响供电，从而实现了完整的USB隔离。本实施例所述的一种USB隔离装置可用于高速USB隔离，完全可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种USB隔离装置，其特征在于，所述装置包括处理器、稳压器、电源隔离芯片、USB接口和网络变压器；/n所述处理器的电源线依次串联所述稳压器、所述电源隔离芯片和所述USB接口的电源引脚，以构成给所述USB接口供电的供电电路，且所述处理器的控制线与所述稳压器相连；/n所述处理器、所述网络变压器和所述USB接口依次串联，以构成数据信号隔离电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种USB隔离装置，其特征在于，所述装置包括处理器、稳压器、电源隔离芯片、USB接口和网络变压器；
所述处理器的电源线依次串联所述稳压器、所述电源隔离芯片和所述USB接口的电源引脚，以构成给所述USB接口供电的供电电路，且所述处理器的控制线与所述稳压器相连；
所述处理器、所述网络变压器和所述USB接口依次串联，以构成数据信号隔离电路。


2.如权利要求1所述的USB隔离装置，其特征在于，所述网络变压器包括第一变压器和第二变压器，所述第一变压器的第一侧的第一端与所述处理器的第一信号线连接，所述第一变压器的第一侧的第二端与所述处理器的第二信号线连接，所述第一变压器的第一侧的第一中间端与第一接地端耦接；
所述第一变压器的第二侧的第三端通过第二变压器的第三侧与所述USB接口的第一信号引脚连接，所述第一变压器的第二侧的第四端通过第二变压器的第四侧与所述USB接口的第二信号引脚连接；
所述第一变压器的第二侧的第二中间端通过并联的第一电阻第二电阻与第二接地端耦接；
所述处理器的接地线与所述第一接地端耦接。


3.如权利要求2所述的USB隔离装置，其特征在于，所述数据信号隔离电路还包括滤波器，所述滤波器包括第三电阻、第四电阻、第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟柯佳，
申请(专利权)人：广州邦讯信息系统有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44