一种数字隔离器发送机电路及其信号整形方法技术

本发明专利技术公开了一种数字隔离器发送机电路及其信号整形方法，包括施密特触发器、误差放大器以及三级环形压控振荡器。其中，施密特触发器与输入端DIN连接，用于获取输入信号；误差放大器与施密特触发器连接，输入信号的传输速率在误差放大器内部电容的作用下逐渐变化；三级环形压控振荡器与误差放大器连接，三级环形压控振荡器的载波频率随输入信号的传输速率的改变而自适应改变。本发明专利技术解决了现有的OOK调制架构中的压控振荡器内易产生高频振荡信号导致产生大量功耗的问题。号导致产生大量功耗的问题。号导致产生大量功耗的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种数字隔离器发送机电路及其信号整形方法


[0001]本专利技术涉及接口集成电路设计
，具体涉及一种数字隔离器发送机电路及其信号整形方法。

技术介绍

[0002]电容型数字隔离芯片由两块裸片组成，一块裸片主要由编码部分和发送机部分组成，另一块裸片主要由解码部分和接收机组成，数据从发送机发出，经由发送端的电容和接收端的电容构成的隔离层，由接收端进行接收。
[0003]现有的电容型数字隔离器产品广泛采用通断键控（On
‑
Off Keying，OOK）调制架构，而在常用的OOK调制架构中，振荡器模块易产生高频振荡信号，从而使电路中产生大量功耗。
[0004]目前，针对现有技术中常用的OOK调制架构中振荡器模块易因产生高频振荡信号而产生大量功耗的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种数字隔离器发送机电路及其信号整形方法，以至少解决现有的OOK调制架构中的压控振荡器内易产生高频振荡信号导致产生大量功耗的问题。
[0006]一种数字隔离器发送机电路，包括：施密特触发器，所述施密特触发器与输入端DIN连接，用于获取输入信号；误差放大器，所述误差放大器与所述施密特触发器连接，输入信号经过误差放大器之后，其传输速率在误差放大器的内部电容的作用下逐渐变化，所述误差放大器的输出电压根据所述输入信号的传输速率变化而自适应改变，输出电压至三级环形压控振荡器用来调节其产生的载波频率；三级环形压控振荡器，所述三级环形压控振荡器与所述施密特触发器和所述误差放大器连接，所述压控振荡器的载波频率随所述输入信号的传输速率的改变而自适应改变。
[0007]进一步地，所述施密特触发器包括：MOS管MP1，所述MOS管MP1的栅极与输入端DIN连接，所述MOS管MP1的源极与电源连接；MOS管MP2，所述MOS管MP2的栅极与所述输入端DIN连接，所述MOS管MP2的源极与所述MOS管MP1的漏极连接；MOS管MP3，所述MOS管MP3的源极分别与所述MOS管MP2的源极、所述MOS管MP1的漏极连接，所述MOS管MP3的漏极接地设置；MOS管MN1，所述MOS管MN1的栅极与所述输入端DIN连接，所述MOS管MN1的漏极分别与所述MOS管MP2的漏极、所述MOS管MP3的栅极连接作为输出节点Schmitt，所述输出节点
Schmitt与所述误差放大器连接；MOS管MN2，所述MOS管MN2的栅极与所述输入端DIN连接，所述MOS管MN2的漏极与所述MOS管MN1的源极连接，源极接地设置；MOS管MN3，所述MOS管MN3的源极分别与所述MOS管MN1的源极、所述MOS管MN2的漏极连接，所述MOS管MN3的漏极与电源连接，所述MOS管MN3的栅极与所述输出节点Schmitt连接；施密特触发器的输出节点Schmitt分别与误差放大器和三级环形压控振荡器连接。
[0008]进一步地，所述误差放大器包括：MOS管MP4，所述MOS管MP4的栅极与所述施密特触发器连接；MOS管MP5，所述MOS管MP5的栅极与基准电压VREF连接，源极与所述MOS管MP4的源极连接；MOS管MP6，所述MOS管MP6的漏极分别与所述MOS管MP4的源极、所述MOS管MP5的源极连接，所述MOS管MP6的源极与电源连接；MOS管MP7，所述MOS管MP7的栅极与事实MOS管MP6的栅极连接，所述MOS管MP7的源极与所述MOS管MP6的源极、电源连接；MOS管MN4，所述MOS管MN4的漏极、所述MOS管MN4的栅极分别与所述MOS管MP4的漏极连接，所述MOS管MN4的源极接地设置；MOS管MN5，所述MOS管MN5的栅极与所述MOS管MN4的栅极连接，所述MOS管MN5的漏极与所述MOS管MP5的漏极连接，所述MOS管MN5的源极接地设置；MOS管MN6，所述MOS管MN6的栅极与所述MOS管MN5的漏极连接，所述MOS管MN6的源极接地设置，所述MOS管MN6的漏极与所述MOS管MP7的漏极连接并作为输出节点Vcontrol；上拉MOS管MP8，所述上拉MOS管MP8的栅极与所述施密特触发器连接，所述上拉MOS管MP8的源极与电源连接，漏极与所述输出节点Vcontrol连接；电容C1，所述电容C1的一端与所述输出节点Vcontrol连接，另一端接地设置。
[0009]进一步地，所述三级环形压控振荡器包括基准电流源IO、上MOS管MP9、上MOS管MP10、上MOS管MP11、上MOS管MP12、上MOS管MP13、下MOS管MN7、下MOS管MN8、下MOS管MN9、下MOS管MN10、MOS管MP11、第一延时单元、第二延时单元、第三延时单元、第一反相器、第二反相器、驱动单元Driver1、驱动单元Driver2；所述基准电流源IO的一端与所述上MOS管MP9的漏极连接，另一端接地设置；所述上MOS管MP9的源极、所述上MOS管MP10的源极、所述上MOS管MP11的源极、所述上MOS管MP12的源极、所述上MOS管MP13的源极均与电源连接；所述上MOS管MP9的栅极、所述上MOS管MP10的栅极、所述上MOS管MP11的栅极、所述上MOS管MP12的栅极、所述上MOS管MP13的栅极与所述上MOS管MP9的漏极连接；所述上MOS管MP10的漏极、所述下MOS管MN7的漏极、所述下MOS管MN7的栅极、所述下MOS管MN8的栅极、所述下MOS管MN9的栅极、所述下MOS管MN10的栅极互相连接；所述上MOS管MP11的漏极与所述第一延时单元连接；所述MOS管MP12的漏极与所述第二延时单元连接；所述MOS管MP13的漏极与所述第三延时单元连接；所述下MOS管MN7的源极、所述下MOS管MN8的源极、所述下MOS管MN9的源极、所述下
MOS管MN10的源极均接地设置；所述下MOS管MN8的漏极与所述第一延时单元连接；所述MOS管MN9的漏极与所述第二延时单元连接；所述MOS管MN10的漏极与所述第三延时单元连接；所述第一反相器的输入端与所述施密特触发器连接，所述第一反相器的输出端Vclose与第二延时单元连接；所述第二反相器的输入端与所述第一反相器的输出端Vclose连接，所述第二反相器的输出端与所述第二延时单元连接；所述驱动单元Driver1、所述驱动单元Driver2均与所述第一延时单元和所述第三延时单元连接。
[0010]进一步地，所述第一延时单元包括：MOS管MP14，所述MOS管MP14的栅极与所述驱动单元Driver2的正向输入端连接，其源极与所述MOS管MP11的漏极连接；MOS管MP15，所述MOS管MP15的源极与所述MOS管MP11的漏极连接，其漏极与所述MOS管MP14的漏极连接；MOS管MP16，所述MOS管MP16的源极与所述MOS管MP11的漏极连接；MOS管MP17，所述MOS管MP17的源极与所述MOS管MP11的漏极连接，其漏极与所述MOS管MP16的漏极连接，其栅极与所述驱动单元Driver1连接；MOS管MN11本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数字隔离器发送机电路，其特征在于，包括：施密特触发器，所述施密特触发器与输入端DIN连接，用于获取输入信号，并对输入信号进行信号整形；误差放大器，所述误差放大器与所述施密特触发器连接，输入信号经过误差放大器之后，其传输速率在误差放大器的内部电容的作用下逐渐变化，所述误差放大器的输出电压根据所述输入信号的传输速率变化进行调整，输出电压至三级环形压控振荡器用来调节其产生的载波频率；三级环形压控振荡器，所述三级环形压控振荡器与所述施密特触发器和所述误差放大器连接，所述三级环形压控振荡器的载波频率随所述输入信号的传输速率的改变而自适应改变。2.根据权利要求1所述的数字隔离器发送机电路，其特征在于，所述施密特触发器包括：MOS管MP1，所述MOS管MP1的栅极与所述输入端DIN连接，所述MOS管MP1的源极与电源连接；MOS管MP2，所述MOS管MP2的栅极与所述输入端DIN连接，所述MOS管MP2的源极与所述MOS管MP1的漏极连接；MOS管MP3，所述MOS管MP3的源极分别与所述MOS管MP2的源极、所述MOS管MP1的漏极连接，所述MOS管MP3的漏极接地设置；MOS管MN1，所述MOS管MN1的栅极与所述输入端DIN连接，所述MOS管MN1的漏极分别与所述MOS管MP2的漏极、所述MOS管MP3的栅极连接作为输出节点Schmitt，所述输出节点Schmitt与所述误差放大器连接；MOS管MN2，所述MOS管MN2的栅极与所述输入端DIN连接，所述MOS管MN2的漏极与所述MOS管MN1的源极连接，源极接地设置；MOS管MN3，所述MOS管MN3的源极分别与所述MOS管MN1的源极、所述MOS管MN2的漏极连接，所述MOS管MN3的漏极与电源连接，所述MOS管MN3的栅极与所述输出节点Schmitt连接；施密特触发器的输出节点Schmitt分别与误差放大器和三级环形压控振荡器连接。3.根据权利要求2所述的数字隔离器发送机电路，其特征在于，所述误差放大器包括：MOS管MP4，所述MOS管MP4的栅极与所述施密特触发器连接；MOS管MP5，所述MOS管MP5的栅极与基准电压VREF连接，源极与所述MOS管MP4的源极连接；MOS管MP6，所述MOS管MP6的漏极分别与所述MOS管MP4的源极、所述MOS管MP5的源极连接，所述MOS管MP6的源极与电源连接；MOS管MP7，所述MOS管MP7的栅极与事实MOS管MP6的栅极连接，所述MOS管MP7的源极与所述MOS管MP6的源极、电源连接；MOS管MN4，所述MOS管MN4的漏极、所述MOS管MN4的栅极分别与所述MOS管MP4的漏极连接，所述MOS管MN4的源极接地设置；MOS管MN5，所述MOS管MN5的栅极与所述MOS管MN4的栅极连接，所述MOS管MN5的漏极与所述MOS管MP5的漏极连接，所述MOS管MN5的源极接地设置；MOS管MN6，所述MOS管MN6的栅极与所述MOS管MN5的漏极连接，所述MOS管MN6的源极接
地设置，所述MOS管MN6的漏极与所述MOS管MP7的漏极连接并作为输出节点Vcontrol；上拉MOS管MP8，所述上拉MOS管MP8的栅极与所述施密特触发器连接，所述上拉MOS管MP8的源极与电源连接，漏极与所述输出节点Vcontrol连接，所述输出节点Vcontrol与三级环形压控振荡器连接；电容C1，所述电容C1的一端与所述输出节点Vcontrol连接，另一端接地设置。4.根据权利要求1所述的数字隔离器发送机电路，其特征在于，所述三级环形压控振荡器包括基准电流源IO、上MOS管MP9、上MOS管MP10、上MOS管MP11、上MOS管MP12、上MOS管MP13、下MOS管MN7、下MOS管MN8、下MOS管MN9、下MOS管MN10、MOS管MP11、第一延时单元、第二延时单元、第三延时单元、第一反相器、第二反相器、驱动单元Driver1、驱动单元Driver2，通过所述第二反相器与误差放大器连接；所述基准电流源IO的一端与所述上MOS管MP9的漏极连接，另一端接地设置；所述上MOS管MP9的源极、所述上MOS管MP10的源极、所述上MOS管MP11的源极、所述上MOS管MP12的源极、所述上MOS管MP13的源极均与电源连接；所述上MOS管MP9的栅极、所述上MOS管MP10的栅极、所述上MOS管MP11的栅极、所述上MOS管MP12的栅极、所述上MOS管MP13的栅极与所述上MOS管MP9的漏极连接；所述上MOS管MP10的漏极、所述下MOS管MN7的漏极、所述下MOS管MN7的栅极、所述下MOS管MN8的栅极、所述下MOS管MN9的栅极、所述下MOS管MN10的栅极互相连接；所述上MOS管MP11的漏极与所述第一延时单元连接；所述MOS管MP12的漏极与所述第二延时单元连接；所述MOS管MP13的漏极与所述第三延时单元连接；所述下MOS管MN7的源极、所述下MOS管MN8的源极、所述下MOS管MN9的源极、所述下MOS管MN10的源极均接地设置；所述下MOS管MN8的漏极与所述第一延时单元连接；所述MOS管MN9的漏极与所述第二延时单元连接；所述MOS管MN10的漏极与所述第三延时单元连接；所述第一反相器的输入端与所述施密特触发器连接，所述第一反相器的输出端Vclose与第二延时单元连接；所述第二反相器的输入端与所述第一反相器的输出端Vclose连接，所述第二反相器的输出端与所述第二延时单元连接；所述驱动单元Driver1、所述驱动单元Driver2均与所述第一延时单元和所述第三延时单元连接。5.根据权利要求4所述的数字隔离器发送机电路，其特征在于，所述第一延时单元包括：MOS管MP14，所述MOS管MP14的栅极与所述驱动单元Driver2的正向输入端连接，其源极与所述MOS管MP11的漏极连接；MOS管MP15，所述MOS管MP15的源极与所述MOS管MP11的漏极连接，其漏极与所述MOS管MP14的漏极连接；MOS管MP16，所述MOS管MP16的源极与所述MOS管MP11的漏极连接；MOS管MP17，所述MOS管MP17的源极与所述MOS管MP11的漏极连接，其漏极与所述MOS管MP16的漏极连接，其栅极与所述驱动单元Driver1连接；MOS管MN11，所述MOS管MN11的栅极与所述误差放大器连接，其漏极与所述MOS管MP16的栅极连接，其源极分别与所述MOS管MP14、MOS管MP15的漏极连接；
MOS管MN12，所述MOS管MN12的栅极与所述误差放大器连接，其漏极与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨君中，肖知明，杨森，鞠玲，翁蓓蓓，吴为国，张季军，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南开大学，
类型：发明
国别省市：