一种CAN收发器接收电路制造技术

本发明专利技术公开了一种CAN收发器接收电路，分为三级结构，为第一级保护电路、第二级主体结构为运算放大器、第三级为迟滞比较器；所述保护电路可以将总线异常电压衰减到可被后级电路接收的范围内；所述运算放大器中预处理保护电路的输出差分信号，将其变为更易被检测的单端信号，且该单端信号可以有效区分总线信号的显性与隐性状态；所述迟滞比较器检测运放输出的单端信号并转化成数字信号输出，迟滞量可以防止比较器因输入波动而导致的输出翻转。本发明专利技术使差分信号可以正常输入到转换电路，并在该结构的基础上调整收发器结构，将差分信号转化成单端信号，单端信号经过迟滞比较器，输出一个抗干扰能力强的数字信号。个抗干扰能力强的数字信号。个抗干扰能力强的数字信号。

【技术实现步骤摘要】
一种CAN收发器接收电路


[0001]本专利技术涉及收发器接收电路
，具体涉及一种CAN收发器接收电路。

技术介绍

[0002]CAN收发器接收电路的作用是，检测并识别总线的显、隐性信号，并将其转化成数字信号输出。一般情况下，总线信号显性时，差分为2V；总线信号隐性时，差分为0。
[0003]现有方案的电路结构由保护电路与比较器电路构成接收器(见附图1)。其主要缺点，一是保护电路尽管保护了总线信号异常电压下，电路不被损坏，但是保护电路在总线信号异常电压下不能提取有效差分信号；二是当输入的差分信号受到外界影响时，极有可能使得输入的差分信号产生微小的变化，现有电路就极大可能使得输出结果翻转产生错误。
[0004]现有方案由保护电路与比较器电路构成的接收器电路，由于芯片应用环境复杂，总线在传输信号的同时会因为受外界影响而出现异常电压，接收器电路需要有保护电路来保护芯片，以防异常电压破环电路。现有的保护电路结构由附图2所示，CANH和CANL分别连接到物理总线的高压端和低压端。首先不考虑虚线框内的电路，总线电压经过电阻R1与R2(R3与R4)分压后，连接到BJTQ1和Q2的基极，也就是A点和B点。总线正常时，A点和B点电压与总线电压呈比例缩小的关系，可以通过共射极电路将同样等比缩小的差分电压放大。C点和D点电压就是经过一次反相放大的差分电压，但是相位与总线电压相反，因此通过射极跟随器Q3、Q4管做了一次电平位移后，Q5和Q6又将差分电压反相放大，最终由Q7和Q8输出与CANH、CANL同相的VP、VN信号。当总线出现很强的正压时，通过两级三极管Q3与Q1(Q4与Q2)的钳制，A、B点的电压会被钳位在电源电压加两个三极管的导通电压的大小。对于总线上的异常负压，主要是通过附图2虚线框内的电路来进行保护。当总线电压出现一个很大的负电压时，由于压差产生的大部分电流将从R9抽走，并且由于R9阻值很小，即使流过很大的电流，A点也只会有一个很小的负压，不会导致三极管击穿。但是该电路，仅仅是保护了总线异常电压不会损坏芯片内部结构，其输出并没有携带异常时的有效差分信号。
[0005]现有的比较器电路是附图3所示的差分输入折叠运算放大器，该电路可以将分压后的差分信号放大并经过反相器整形后输出有效的数字信号，但是缺点为无法有效检测隐性信号，因为当输入的差分信号为零时，电路极有可能受到干扰使得输入的差分信号产生微小的变化，这就有极大可能使得比较器输出结果翻转，从而输出结果错误。当使用迟滞比较器替代折叠运算放大器后，虽然可以防止输出在输入差分信号受到干扰时错误翻转，但是在总线信号隐性时，由于其差分输入为0，会导致电路不能有效准确识别总线隐性信号。
[0006]现有技术正常情况下都是可以工作的，但是在工作环境产生变化时(如芯片工作温度过高、电磁信号干扰等，很难保证输出信号的正确性与稳定性)，很难保证输出信号的正确性与稳定性。因为CAN总线所处的外部环境复杂，总线信号经常会受到干扰，在总线电压异常时，现有的保护电路只有保护作用，无法将总线信号中的有效差分量转化成输出。当输入的差分信号到影响，产生波动时，很有可能使得输出结果翻转，从而输出结果错误。

技术实现思路

[0007]为了克服以上技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种CAN收发器接收电路，针对异常电压时，保护电路无法传递有效差分信号，该电路使差分信号可以正常输入到转换电路，并在该结构的基础上调整收发器结构，将差分信号转化成单端信号，单端信号经过迟滞比较器，输出一个抗干扰能力强的数字信号。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0009]一种CAN收发器接收电路，分为三级结构，为第一级保护电路、第二级主体结构为运算放大器、第三级为迟滞比较器；
[0010]所述保护电路将总线异常电压衰减到可被后级电路检测的范围内；
[0011]所述运算放大器用来预处理保护电路的输出差分信号，将其变为更易被检测的单端信号，不管是显性还是隐形都能被识别并区分；
[0012]所述迟滞比较器检测运算放大器的输出单端信号与参考电压VREF进行比较并将比较结果变为数字信号输出，迟滞量可以防止比较器因输入波动而导致的输出翻转。
[0013]所述第一级保护电路包括接入电路中的CANH与CANL，CANH与CANL从端口接入到收发器，所述CANH与CANL之间依次设置电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6，所述R2、R3之间设置VP点，R4、R5之间设置VN点，R3、R4之间为中心点C，在VP点和VN点得到了与输入同相位、低幅度的信号，此VP和VN差分信号输入到差动放大器中进行转换，中心点C的电压为VCC/2，所述电阻R1和R6的阻值远大于其余电阻阻值。
[0014]所述运算放大器一是将有效差分信号转变为单端信号输入到迟滞比较器中，使得隐性信号能被比较器有效识别且不出错，二是放大被保护电路衰减的差分信号，使差分信号能够更快更准确的被比较器比较输出对应的数字结果。
[0015]所述迟滞比较器包括电路的输入级的M1
‑
M6管，电路的输出整形级的M7
‑
M10，偏置电路的M11和M12，在输出端口加了由M13
‑
M16构成的两级反相器提高驱动能力；
[0016]所述M1与M3串联，M3与M4并联栅极互连并连接到M3与M1的漏极组成电流镜结构，M2与M6串联，M6与M5并联栅极互连并连接到M6与M2的漏极组成电流镜结构，M4与M5的漏极分别连接到M1与M2的漏极，M1与M2为并联关系，源极相互连接；
[0017]所述M7与M9串联，M7的源极连接电源，栅极连接M3、M1的漏极，漏极连接M9的漏极与栅极，M9源极连接地电位，M8与M10串联，M8的源极连接电源，栅极连接M5、M2的漏极，漏极连接M10的漏极与栅极，M10源极连接地电位，栅极与M9相连；
[0018]所述M11与M12并联，栅极相连并连接到M12的漏极构成电流镜结构，M11的漏极与M1、M2的源极相连，为其提供电流；
[0019]所述M13与M14串联漏极相互连接，栅极连接M8与M10的栅极，源极分别连接电源和地，M15与M16串联漏极相互连接，栅极连接M13与M14的栅极，源极分别连接电源和地。
[0020]所述迟滞比较器中的电路包含两个反馈环：一个是输入对管M1和M2在共源点形成的负反馈环：另一个则是M4和M5的栅漏极连接形成的正反馈环，正反馈强于负反馈产生迟滞，M4的尺寸要大于M3的尺寸。
[0021]所述迟滞比较器拥有两个输入，一个为2.5V的基准电压VREF，该电压稳定不变，另一个为运算放大器输出的单端信号，当总线差分信号为隐性时，单端信号VOUT小于VREF2.5V，比较器输出RXD为“高”；当总线差分信号为显性时，单端信号VOUT大于VREF2.5V，
比较器输出RXD为“低”，RXD信号为比较器的输出也是整个接收器的输出，是数字信号，当总线信号隐性时，RXD电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CAN收发器接收电路，其特征在于，分为三级结构，为第一级保护电路、第二级主体结构为运算放大器、第三级为迟滞比较器；所述保护电路将总线异常电压衰减到可被后级电路检测的范围内；所述运算放大器预处理保护电路的输出差分信号，将其变为更易被检测的单端信号；所述迟滞比较器检测输入信号并转化成数字信号输出，迟滞量可以防止比较器因输入波动而导致的输出翻转。2.根据权利要求1所述的一种CAN收发器接收电路，其特征在于，所述第一级保护电路包括接入电路中的CANH与CANL，CANH与CANL从端口接入到收发器，所述CANH与CANL之间依次设置电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6，所述R2、R3之间设置VP点，R4、R5之间设置VN点，R3、R4之间为中心点C，在VP点和VN点得到了与输入同相位、低幅度的信号，VP和VN信号输入到差动放大器中进行转换，中心点C的电压为VCC/2，所述电阻R1和R6的阻值远大于其余电阻阻值。3.根据权利要求1所述的一种CAN收发器接收电路，其特征在于，所述运算放大器一是放大被保护电路衰减的差分信号，二是将被放大的有效差分信号转变为单端信号并输入到迟滞比较器中，该单端信号可以有效区分总线信号的显性与隐性状态。4.根据权利要求1所述的一种CAN收发器接收电路，其特征在于，所述迟滞比较器包括电路的输入级的M1
‑
M6管，电路的输出整形级的M7
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M10，偏置电路的M11和M12，在输出端口加了由M13
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M16构成的两级反相器提高驱动能力；所述M1与M3串联，M3与M4并联栅极互连并连接到M3与M1的漏极组成电流镜结构，M2与M6串联，M6与M5并联栅极互连并连接到M6与M2的漏极组成电流镜结构，M4与M...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，吴勇，张子诚，刘伟峰，汤华莲，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：