电平移动器和电平移动器电路制造技术

一种用于为一个驱动输出节点到另一组电压电位的电流源提供一个与一组电压电位相关的对称差分驱动信号的驱动电路。来自驱动系统的差分驱动信号彼此相等且相反，因此避免了寄生电流在驱动系统和被驱动的电流反射镜之间流动。提供驱动信号的晶体管通过在一个逻辑状态使用弱偏压并且在另一个状态使用强偏压来连续偏压以便避免硬切换瞬变。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路领域，尤其是涉及具有独立的接地电位和减小的电磁辅射(EME)的电平移动器。电平移动器通常被用来提供从一个具有第一电压电位范围的系统到另一个具有不同电压电位范围的系统的信号通信。例如，电平移动器通常被使用在汽车用途中，因为典型的汽车系统工作在0-18伏，而通常的集成电路典型地工作在0-3伏，或0-5伏。来自集成电路的断定为“逻辑高”的3或5伏输出在12伏系统中不足以被解释为逻辑高。电平移动器提供从一个系统到另一个系统的电压电平的适当映射来保证逻辑值的正确通信。附图说明图1举例说明了常规电平移动器100的原理，该电平移动器被构造成对应于其输入端(In)的Vd1的逻辑高电压电平，在其输出端(Out)提供一个Vd2的逻辑高电压电平。两个信号(In，Out)的逻辑低电平都是0伏。这些电压电位的每个都参照公共的地电位。当在In节点接收逻辑高(Vd1)输入信号时，晶体管N1导通。此时，反相器110使晶体管N2截止。由于晶体管N1导通，N2截止，晶体管P2被导通，因此将输出节点拉高到Vd2。因此，Vd1的输入电压电平被转换成Vd2的输出电压电平。当接收逻辑低(地电位)输入信号时，晶体管N1截止。反相器110使晶体管N2导通。由于晶体管N1截止，晶体管P2被截止，晶体管N2将输出节点拉低到地电位。因此，位于地电位的输入信号提供一个同样位于地电位的输出信号。注意图1的电平移动器依赖公共的地电位来正确工作。如果输入系统(反相器110)的地电位与输出系统(N1，P1，N2，P2)的地电位不同，地电流将会流动。如果地电位之间的差别很大，电平移动器100将不能工作，或者间歇地工作。图2说明了2000年11月28日颁给Hendrik Boezen等人的美国专利6154061“CAN BUS DRIVER WITH SYMMETRICAL DIFFERENTIALOUTPUT SIGNALS”(具有对称差分输出信号的CAN总线驱动器)中的电平移动器200的原理，该电平移动器200被构造成将来自浮动源210，220的信号转换成用于驱动两个电位V+，V-之间的总线的信号，在此引用作为参考。晶体管P2和二极管D1被构造成驱动总线负载Lb到电位V+，晶体管N2和二极管D2被构造成驱动总线负载La到电位V-，因此基本上与用于逻辑高和逻辑低信号电平电位V+和V-无关。电平移动器200为负载La，Lb提供相等且相反的电流，因此避免了地电流，及作为总线切换状态的接地跳动。然而，输出晶体管P 2和N2是硬驱动到每个对应的干线电压V+和V-的，在总线状态的每一次转换上都造成实质性电磁辐射(EME)。本专利技术的一个目的是提供一个允许两个基本上独立的地电压电位的电平移动器。本专利技术的另一个目的是提供一个与图1和2的常规电平移动器相比具有减少的电磁辐射(EME)的电平移动器。这些目的和其它目的通过将相对于一组电压电位对称的差分驱动信号提供给将驱动输出节点驱动到另一组电压电位的一对电流源来实现的。来自驱动系统的差分驱动信号彼此相等且相反，因此避免了寄生电流在驱动系统和被驱动的电流反射镜之间流动。提供驱动信号的晶体管通过在一个逻辑状态使用弱偏压并且在另一个状态使用强偏压来连续偏压以避免硬切换瞬态。现在以实施例的形式参照附图对本专利技术作进一步的详细说明，其中图1说明了现有技术的电平移动器的一个实施例的原理。图2说明了现有技术的对称差分总线驱动器的一个实施例的原理。图3说明了根据本专利技术的电平移动器的一个实施例的原理。图3说明了根据本专利技术的电平移动器300的一个实施例的原理。为了方便起见，后面指的电平移动器300包括一个发射(驱动)部分310和一个接收(被驱动)部分320。使该技术术语和现有技术一致，电平移动器300还可以被称作收发信机。发射部分310被构造成以电源电位Vdd1和G1工作，接收部分被构造成以电源电位Vdd2和G2工作。这两组电源电位基本上是独立的，二者之间的关系通过地电位G1和G2之间的虚拟电阻Rgnd来表示。注意此处的使用，术语地电位只是用来被表示一个特定系统用作参考电位的电位，该电位可以或者不必接到接地电位，并且实际上可以相对于其它的参考电位浮动。发射部分310包括在电流反射镜结构中配置的晶体管Pt1，Pt2，Nt1和Nt2。提供电流源Iblias为晶体管Pt1，Pt2，Nt1和Nt2施加弱的偏压。输入信号In控制是否与偏压电流源Iblias并联施加另一个电流源Idrive。二极管D1和D2分别保护电源Vdd1和Vdd2不会被短路到地电位G2和G1。接收部分320包括作为电流源的晶体管Pt1和Pt2，以及被构造成作为由电阻分配的电流反射镜的晶体管Nt1和Nt2。电压B为晶体管Pt1和Pt2的栅极施加偏压。在没有Idrive电流的情况下，当In信号不断定(asserted)(逻辑低)时，由晶体管Pt2和Nt2使Ibias电流反射(mirror)镜来使电流分别流过电阻R4和R1。在电阻R4和R1上所得到的电压使Pt1和Nt2偏离导电，从而使输出信号Out微弱的向Vdd2上拉。提供电流源Iweak来抵消这个微弱的上拉，并且将输出信号Out拉到地电位G2。因此，对于一个不断定的(non-asserted)输入信号，输出信号被拉到地电位G2，而与输入信号相关的参考电位Vdd，G1无关。当In信号被断定(逻辑高)时，Idrive电流增大了Ibias电流，这个相加的电流被晶体管Pt2和Nt2反射(mirror)，从而使更多的电流流过电阻R4和R1，因此使晶体管Pr2导通，晶体管Pr1，Nr1和Nr2截止，由于Iweak电流源很弱，晶体管Pr2的导通将Out信号拉到Vdd2。因此，对于一个断定(asserted)的输入信号，输出信号被拉到电源电位Vdd2，而与输入信号相关的参考电位Vdd，G1无关。由于晶体管Pt2和Nt2被Ibias电流源初始偏压，使用Idrive电流源不会带来晶体管Pt2和Nt2的硬切换，因此减少了与图2的总线驱动电路200的硬切换EME相关的EME。发射部分310的电流反射镜结构保证相等的电流流过晶体管Pt2和Nt2。流过Pt2的电流流进接收器320，流过Nt2的电流流出接收器320。这个相等且相反的电流流动避免电流流过接地通路Rgnd，因此使接地跳动最小化并且因此使EME最小化。注意，如果G1和G2之间的电位差很大，将会产生流过Rgnd的上拉或下拉电流。此时，即使具有一些接地跳动导致的EME，电平移动器300的电平移位功能将继续正常工作。电平移动器300可以高速工作，可以耐受大的接地偏差，并且具有一个大的公用模式范围。前面只是说明了专利技术的原理。因此应该理解虽然此处没有明确描述或显示，但是本领域的技术人员可以设计各种体现本专利技术的原理的结构，因此，这都在下述的权利要求的精神和范围内。权利要求1.一种电平移动器(300)，包括；一个驱动电路(310)，该驱动电路被构造成提供来自第一组电源电压电位(Vdd1，G1)的第一电流和相等且相反的第二电流，以及一个可操作地耦合到驱动器电路(310)的被驱动的电路(320)，该被驱动电路被构造成提供一个对应于第二组电源电压电位(Vdd2，G2)的输出信号(Out)，其中所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电平移动器（３００），包括；　　　　一个驱动电路（３１０），该驱动电路被构造成提供来自第一组电源电压电位（Ｖｄｄ１，Ｇ１）的第一电流和相等且相反的第二电流，以及　　　　一个可操作地耦合到驱动器电路（３１０）的被驱动的电路（３２０），该被驱动电路被构造成提供一个对应于第二组电源电压电位（Ｖｄｄ２，Ｇ２）的输出信号（Ｏｕｔ），　　　　其中所述第一组电源电压电位（Ｖｄｄ１，Ｇ１）基本上与第二组电源电压电位（Ｖｄｄ２，Ｇ２）无关。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B辛格，KJ德兰根，M布里狄斯，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]