一种单端信号转差分信号的装置制造方法及图纸

本文公开一种单端信号转差分信号的装置，其中，光耦模块设置为当原边电路导通/断开时控制副边电路导通/断开；上拉模块设置为向光耦模块的正输入端口提供第一电源电压信号；开关模块设置为接收输入信号并控制导通或断开原边电路；第一分压模块设置为当副边电路导通时在第一节点输出第一电压信号，当副边电路断开时输出第二电压信号；第一节点作为差分信号的第一输出信号端；第二分压模块，设置为当副边电路导通时在第二节点输出第三电压信号，当副边电路断开时在第二节点输出第四电压信号；第二节点作为差分信号的第二输出信号端。本文的装置能够实现单端信号转差分信号以及输入信号和后端传输系统之间的信号隔离并拓宽了信号传输的频率范围。信号传输的频率范围。信号传输的频率范围。

【技术实现步骤摘要】
一种单端信号转差分信号的装置


[0001]本文涉及信号处理
，具体涉及一种单端信号转差分信号的装置。

技术介绍

[0002]单端信号只使用一根信号线进行传输，信号线上每一点的电压都是相对于地而言的。在长距离传输时，不同位置地平面的电位可能会有差别，这就导致了信号的误差，即不稳定因素。加之可能会有干扰信号，使得单端信号的抗干扰能力较差。
[0003]差分信号使用两根信号线进行传输，两根信号线上每一点的电压幅度相同，方向相反。在长距离传输时，如果在某一点地平面电位有浮动，或者有共模干扰信号加入，这些误差会同时同方向地作用在两根信号线上，但由于最后差分信号会进行相减的操作，因此这些误差会被相减操作抵消掉，也就是很好地抵抗了干扰。
[0004]因此，单端信号实现简单、成本低，但是在信号传输过程中抗干扰能力较差。而差分信号抗干扰能力强，能有效抑制电磁干扰。很多实际应用情况下需要将单端信号转为差分信号，这就要求有一种可以将单端信号转换为差分信号的电路，即单端转差分电路。相关技术中，单端转差分电路包括巴伦电路形式和运算放大器形式。巴伦是一种无源器件，可以通过电感线圈的相互耦合实现信号转换，但该电路不适合用在低频的情况，而且巴伦本身存在一定的损耗。运算放大器是一种有源器件，其本身对信号有放大作用，但是外围电路较为复杂。

技术实现思路

[0005]第一方面，本申请提供了一种单端信号转差分信号的装置，包括：光耦模块、上拉模块、开关模块、第一分压模块和第二分压模块；
[0006]所述光耦模块包括原边电路和副边电路，所述原边电路包括正输入端口和负输入端口，所述副边电路包括正输出端口和负输出端口；所述光耦模块设置为当原边电路导通时控制副边电路导通，当原边电路断开时控制副边电路断开；
[0007]所述上拉模块，设置为向所述光耦模块的正输入端口提供第一电源电压信号；
[0008]所述开关模块，设置为接收输入信号，在所述输入信号的控制下导通或断开所述光耦模块的原边电路；
[0009]第一分压模块，设置为对第二电源电压信号端与光耦模块的正输出端口之间的电压差进行分压，当所述光耦模块的副边电路导通时在第一节点输出第一电压信号，当所述光耦模块的副边电路断开时在第一节点输出第二电压信号；所述第一节点作为差分信号的第一输出信号端；
[0010]第二分压模块，设置为对光耦模块的负输出端口与隔离地之间的电压差进行分压，当所述光耦模块的副边电路导通时在第二节点输出第三电压信号，当所述光耦模块的副边电路断开时在第二节点输出第四电压信号；所述第二节点作为差分信号的第二输出信号端。
[0011]本申请实施例提供的单端信号转差分信号的装置，开关模块在输入信号的控制下导通或断开光耦模块的原边电路，光耦模块的原边电路导通时控制副边电路导通，第一分压模块在第一节点输出第一电压信号，第二分压模块在第二节点输出第三电压信号；光耦模块的原边电路断开时控制副边电路断开，第一分压模块在第一节点输出第二电压信号，第二分压模块在第二节点输出第四电压信号，所述第一节点和第二节点分别作为差分信号的第一输出信号端和第二输出信号端提供差分信号。上述实施例提供的单端信号转差分信号的装置，实现了输入信号和后端传输系统之间的信号隔离，适用于传输多种频段(高频、中频和低频)的信号，拓宽了信号传输的频率范围。
附图说明
[0012]附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
[0013]图1为本申请实施例提供的一种单端信号转差分信号的装置的示意图；
[0014]图2为本申请实施例提供的一种单端信号转差分信号的装置的电路结构示意图；
[0015]图3为本申请实施例提供的一种光耦模块副边电路、第一分压模块和第二分压模块的等效电路图；
[0016]图4为本申请实施例提供的一种输入信号和差分信号的电压波形图；
[0017]图5为本申请实施例提供的另一种单端信号转差分信号的装置的示意图(包括保护模块)；
[0018]图6
‑
1为本申请实施例提供的一种保护模块的示意图(包括差模干扰滤除单元)；
[0019]图6
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2为本申请实施例提供的一种保护模块的示意图(包括高频干扰滤除单元)；
[0020]图6
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3为本申请实施例提供的一种保护模块的示意图(包括工模干扰滤除单元)；
[0021]图6
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4为本申请实施例提供的一种保护模块的示意图(包括第一过压保护单元)；
[0022]图6
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5为本申请实施例提供的一种保护模块的示意图(包括第二过压保护单元)；
[0023]图7为本申请实施例提供的一种保护模块的结构示意图(包括五个单元)；。
[0024]图8为本申请实施例提供的一种保护模块的电路结构示意图(包括五个单元)。
具体实施方式
[0025]本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
[0026]本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的专利技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它专利技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的专利技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利
要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
[0027]除非另外定义，本申请实施例公开使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
[0028]如图1所示，本申请实施例提供一种单端信号转差分信号的装置，包括：光耦模块1、上拉模块2、开关模块3、第一分压模块4和第二分压模块5；
[0029]所述光耦模块包括原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单端信号转差分信号的装置，包括：光耦模块、上拉模块、开关模块、第一分压模块和第二分压模块；所述光耦模块包括原边电路和副边电路，所述原边电路包括正输入端口和负输入端口，所述副边电路包括正输出端口和负输出端口；所述光耦模块设置为当原边电路导通时控制副边电路导通，当原边电路断开时控制副边电路断开；所述上拉模块，设置为向所述光耦模块的正输入端口提供第一电源电压信号；所述开关模块，设置为接收输入信号，在所述输入信号的控制下导通或断开所述光耦模块的原边电路；第一分压模块，设置为对第二电源电压信号端与光耦模块的正输出端口之间的电压差进行分压，当所述光耦模块的副边电路导通时在第一节点输出第一电压信号，当所述光耦模块的副边电路断开时在第一节点输出第二电压信号；所述第一节点作为差分信号的第一输出信号端；第二分压模块，设置为对光耦模块的负输出端口与隔离地之间的电压差进行分压，当所述光耦模块的副边电路导通时在第二节点输出第三电压信号，当所述光耦模块的副边电路断开时在第二节点输出第四电压信号；所述第二节点作为差分信号的第二输出信号端。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述光耦模块包括原边电路和副边电路；所述原边电路包括正输入端口、发光二极管和负输入端口；发光二极管的正极连接正输入端口，发光二极管的负极连接负输入端口；所述副边电路包括正输出端口、光电三极管和负输出端口；光电三极管的集电极连接正输出端口，光电三极管的发射极连接负输出端口。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述上拉模块包括第一电阻，所述第一电阻的第一端连接第一电源信号端，所述第一电阻的第二端连接光耦模块的正输入端口。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述开关模块包括：第二电阻、第三电阻和第二晶体管；所述第二电阻的第一端连接输入信号端，所述第二电阻的第二端连接第二晶体管的栅极；所述第三电阻的第一端连接第二晶体管的栅极，所述第三电阻的第二端连接信号地；所述第二晶体管的漏极连接光耦模块的负输入端口，所述第二晶体管的源极连接信号地；所述第二晶体管是N型场效应晶体管。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一分压模块包括第四电阻和第五电阻；所述第四电阻的第一端连接第二电源信号端，所述第四电阻的第二端连接第一节点；所述第五电阻的第一端连接第一节点，所述第五电阻的第二端连接光耦模块的正输出端口。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第二分压模块包括第六电阻和第七电阻；所述第六电阻的第一端连接光耦模块的负输出端口，所述第六电阻的第二端连接第二节点；所述第七电阻的第一端连接第二节点，所述第七电阻的第二端连接隔离地。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：
所述单端信号转差分信号的装置还可以包括：保护模块；所述保护模块，设置为对第一节点和第二节点的信号进行以下至少一种信号保护处理：滤除差模干扰、滤除高频干扰、滤除共模干扰和过压保护。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述保护模块包括以下任意一个单元：差模干扰滤除单元、高频干扰滤除单元、共模干扰滤除单元、第一过压保护单元和第二过压保护单元；所述保护模块的单元的第一输入端口与第一节点连接，所述保护模块的单元的第二输入端口与第二节点连接；所述保护模块的单元的第一输出端口作为差分信号最终的第一输出信号端，所述保护模块的单元的第二输出端口作为差分信号最终的第二输出信号端；所述差模干扰滤除单元包括：第一输入端口、第一磁珠、第一输出端口、第二输入端口、第二磁珠和第二输出端口；所述第一磁珠的第一端与第一输入端口连接，所述第一磁珠的第二端与第一输出端口连接；所述第二磁珠的第一端与第二输入端口连接，所述第二磁珠的第二端与第二输出端口连接；所述高频干扰滤除单元包括：第一输入端口、第一电容C1、第一输出端口、第二输入端口、第二电容、第二输出端口和第八电阻；所述第一电容的第一端与第一输入端口连接，所述第一电容的第二端与隔离地连接；所述第二电容的第一端与第二输入端口连接，所述第二电容的第二端与隔离地连接；所述第八电阻的第一端与第一输入端口连接，所述第八电阻的第二端与第二输入端口连接；所述共模干扰滤除单元包括：第一输入端口、共模电感、第一输出端口、第二输入端口和第二输出端口；所述共模电感的第一线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙萌萌，徐俊峰，
申请(专利权)人：大唐微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：