用于隔离数据通信的低功率接收器电路制造技术

本公开涉及用于隔离数据通信的低功率接收器电路。描述数据隔离器。数据隔离器包括具有交叉耦合的单端放大器的差分接收器。单端放大器可以参考时变参考电位。单端放大器的交叉耦合可以提供数据隔离器的高速、低功耗操作。低功耗操作。低功耗操作。

【技术实现步骤摘要】
用于隔离数据通信的低功率接收器电路


[0001]本申请涉及数据隔离器。

技术介绍

[0002]隔离器在相互通信的电路之间提供电隔离。在某些情况下，彼此通信的电路以不同的电压工作，例如一个以相对较高的电压工作，另一个以相对较低的电压工作。在某些情况下，电路以不同的接地电位为参考。在这两种情况下，都可以使用隔离器对电路进行电隔离。
[0003]一些隔离器用于隔离从一个电路发送到另一电路，或从一个电压域发送到另一电压域的数据信号。有些数据隔离器是单端的，有些则是差分的。

技术实现思路

[0004]根据一些实施方案，提供低功率差分数据隔离器电路，包括：发射机；隔离器；和差分接收器，包括彼此交叉耦合的第一和第二单端放大器。
[0005]根据一些实施方案，差分数据隔离器电路，包括：发射机；隔离器；和差分接收器，包括参考时变参考电位的第一单端放大器。
[0006]根据一些实施方案，提供数据隔离器系统的差分接收器电路，包括：第一信号路径，包括第一单端放大器；和第二信号路径，包括耦合到第一单端放大器的第二单端放大器。
附图说明
[0007]将参考以下附图描述本申请的各个方面和实施例。应当理解，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的项目在所有出现的图中均用相同的参考数字表示。
[0008]图1是根据本申请的非限制性实施例的具有差分接收器的数据隔离器的电路图。
[0009]图2示出了图1的数据隔离器的实施方式的非限制性示例，其包括差分接收器中的两个交叉耦合的单端放大器。
[0010]图3更详细地示出了图2的电路的一些组件，示出了图2的电路的单端放大器之一的非限制性示例。
[0011]图4是根据本申请的非限制性实施例的具有差分接收器的实施例的差分数据隔离器的非限制性示例。
[0012]图5是根据本申请的非限制性实施例的具有差分接收器的实施例的基于变压器的隔离器。
[0013]图6示出了图5的电路中的相关节点处的时序波形，该时序波形用于发送/接收数据位“1”，随后发送/接收数据位“0”。
[0014]图7示出了根据本申请的方面的在数据隔离器的各个过程电压温度(PVT)角处的来自SPICE仿真的信号/噪声容限。
[0015]图8是根据本申请的非限制性实施例的具有差分接收器的实施例的基于电容器的隔离器。
[0016]图9是根据本申请的非限制性实施例的具有差分接收器的实施例的差分数据隔离器。
[0017]图10示出了在图9的电路中的相关节点处的电压波形，该电压波形用于发送/接收数据位“1”，随后发送/接收数据位“0”。
[0018]图11示出了根据本申请的非限制性实施例的并入了用于隔离器的低功率接收器电路的便携式电子设备。
具体实施方式
[0019]根据本申请的一个方面，提供了数据隔离器，其具有差分接收器，在此也称为差分接收器电路，该差分接收器由彼此耦合的单端放大器组成。差分接收器电路的某些实现包括交叉耦合的单端放大器，这意味着两个单端放大器以交叉耦合的方式彼此连接。用于第一单端放大器的参考(或接地)端子可以耦合至第二单端放大器的输入，并且用于第二单端放大器的参考(或接地)端子可以耦合到第一单端放大器的输入。
[0020]根据本申请的一个方面，提供了数据隔离器，其具有差分接收器电路，该差分接收器电路具有参考时变电势的放大器。与使差分接收器的放大器参考静态电位(例如静态电源和地)不同，差分接收器电路的至少一个放大器参考随时间变化的电位。在一些实施方式中，放大器参考由隔离器接收并输入到差分接收器电路的另一个放大器的信号。当另一个放大器的输入随时间变化时，第一个放大器的参考电位也随之变化。
[0021]根据本文描述的各个方面的数据隔离器可以表现出有益的特性。例如，数据隔离器可以允许高速操作。就准确性和鲁棒性而言，它们可以提供差分信令的好处。它们还可以在与单端放大器相关联的功率电平下运行，而不是在通常与差分放大器相关联的较高功率电平下运行。因此，本文描述的数据隔离器的至少一些实施例可以提供差分和单端电路配置的优点，包括低功率和高速操作。
[0022]图1示出了根据本申请的一方面的差分隔离器。差分数据隔离器100包括发送电路102、隔离器104和接收器电路106。接收器电路106是具有交叉耦合的单端放大器的差分接收器。发射电路102可以是用于跨隔离器104发射包括信号103a和103b的差分信号的任何合适的电路。在所示的非限制性示例中，发射电路包括驱动器105a和105b，但是因为本申请的各个方面不限于发射电路的特定类型，替代方案也是可行的。
[0023]隔离器104可以是各种类型的隔离器之一，包括电容隔离器或变压器隔离器。隔离器104可以桥接隔离屏障107，在一些实施例中，隔离屏障可以由介电材料形成。
[0024]图2示出了图1的接收器电路106的非限制性示例，示出了两个交叉耦合的单端放大器。数据隔离器200包括具有参考电源VDD1和接地GND1的驱动器201a和201b以及电容器203a和203b的发送电路202、隔离器204和接收器电路206。作为图1的接收器电路106的示例的接收器电路206包括单端放大器208a和208b。单端放大器208a和208b交叉耦合，并且在隔离器204与输出端子RXout1和RXout0之间的相应信号路径中。单端放大器208a具有输入端子207a，该输入端子被配置为接收来自隔离器204的信号，但还耦合至单端放大器208b的基准或接地端子209b。同样地，单端放大器208b具有输入端子207b，该输入端子被配置为接收
来自隔离器204的信号，但也耦合至单端放大器208a的基准或接地端子209a。如图所示，单端放大器208a和208b也以电源VDD2为参考，并且它们具有各自的输出端子RXout1和RXout0。
[0025]在操作中，差分输入信号213可以被施加到发射电路202的端子TXin1和TXin0。驱动器201a和201b驱动信号跨电容器203a和203b，并且隔离器204跨接到接收器电路206。在所示的非限制性示例中，隔离器204是参考接地GND2的中心抽头变压器，但是替代方案也是可行的。所接收的信号在输入端子207a和207b处输入到单端放大器208a和208b。这些单端放大器的输出信号被限制在VDD2和另一个单端放大器的输入信号之间，从而在输出端子RXout1和RXout0处产生输出信号。所示的交叉耦合配置可确保数据隔离器200的低功耗操作。
[0026]单端放大器208a和208b可以采用任何合适的形式。图3示出了单端放大器208b的非限制性示例。相同的结构可以用于单端放大器208a。在图3中，单端放大器208b包括反相器210a和210b、阻塞电容器212a和212b以及复位开关214a和214b。反相器210a参考电源VDD2和电容器212b的顶板，电容器212b的顶板在每次数据传输开始时相对于接地GND2被复位为0伏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.低功率差分数据隔离器电路，包括：发射机；隔离器；和差分接收器，包括彼此交叉耦合的第一和第二单端放大器。2.根据权利要求1所述的低功率差分数据隔离器电路，其中所述第一单端放大器的参考端耦合到所述第二单端放大器的输入端。3.根据权利要求2所述的低功率差分数据隔离器电路，其中所述第二单端放大器的参考端耦合到所述第一单端放大器的输入端。4.根据权利要求1所述的低功率差分数据隔离器电路，其中所述隔离器是变压器或电容器。5.根据权利要求1所述的低功率差分数据隔离器电路，其中所述第一和第二单端放大器在所述差分接收器的分开信号路径中。6.根据权利要求1所述的低功率差分数据隔离器电路，其中所述隔离器是中心抽头变压器。7.根据权利要求1所述的低功率差分数据隔离器电路，其中所述第一单端放大器包括串联耦合的第一和第二反相器。8.根据权利要求7所述的低功率差分数据隔离器，其中所述第一反相器的参考端直接耦合到所述第二单端放大器的输入端。9.差分数据隔离器电路，包括：发射机；隔离器；和差分接收器，包括参考时变参考电位的第一单端放大器。10.权利要求9所述的差分数据隔离器电路，还包括第二单端放大器，并且其中所述时变参考电位是所述第二单端放大器的输入信号。11.权利要求10所述的差分数据隔离器电路，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜晓宏，
申请(专利权)人：美国亚德诺半导体公司，
类型：发明
国别省市：