一種隔離通信電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種隔離通信電路，該電路由兩個(gè)光電耦合器、兩個(gè)光耦驅(qū)動(dòng)模塊及兩個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊組成，其中光耦驅(qū)動(dòng)模塊為高電平使能的門電路，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊為具有開(kāi)漏輸出的門電路；本發(fā)明所提供的電路可以實(shí)現(xiàn)通信雙方電路系統(tǒng)的可靠隔離，并且利用幾種常用的電子元件即可搭建完成，有效地控制了雙向隔離通信的實(shí)現(xiàn)成本。進(jìn)一步地，通過(guò)選用不同規(guī)格的光電耦合器，可以靈活調(diào)節(jié)通信雙方電路間的爬電距離，具有較廣的使用范圍。
【專利說(shuō)明】—種隔離通信電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種隔離通信電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在多元化的控制系統(tǒng)中，不同的控制單元之間有相互通信的需求，這些些不同的控制單元往往工作在各自獨(dú)立隔離的電源系統(tǒng)中，之間沒(méi)有直接的電氣連接。因此，如何在相互隔離的電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)各個(gè)控制單元之間數(shù)據(jù)通信總線的隔離，在很多應(yīng)用場(chǎng)景中都成為非常關(guān)鍵的問(wèn)題。
[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在相互隔離的電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)不同控制單元之間的通信主要有兩種方式:一種是電磁隔離方式，另一種是光電隔離方式，這兩種方式都可以在沒(méi)有電氣連接的情況下實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，但是也分別存在各自的缺陷:電磁隔離方式在技術(shù)和工藝上要求較為復(fù)雜，不利于成本控制，而且容易產(chǎn)生EMC (電磁兼容性)問(wèn)題；光電隔離方式盡管實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單，但是常用的光電耦合器只能夠隔離單向的信號(hào)，可以用于單向通信的隔離。而對(duì)于在一條線路上進(jìn)行的雙向通信，如果要實(shí)現(xiàn)隔離，則需要額外采用特殊的隔離芯片或隔離電路。目前市場(chǎng)上有一些專用集成電路芯片可以實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)通信的隔離，例如Analog Devices, Inc.公司的ADuM1250ARZ芯片。但此類芯片不僅價(jià)格昂貴,而且其基于電磁技術(shù)，仍然容易導(dǎo)致EMC問(wèn)題，且由于芯片尺寸問(wèn)題，不能滿足某些情況下的爬電距離要求。因此在很多應(yīng)用場(chǎng)合無(wú)法適用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種隔離通信電路，以解決雙向數(shù)據(jù)總線的隔離通信問(wèn)題，技術(shù)方案如下:
[0005]一種隔離通信電路，用于第一數(shù)據(jù)端與第二數(shù)據(jù)端的雙向通信，該電路包括:第一光電稱合器、第二光電稱合器、第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊、第二光稱驅(qū)動(dòng)模塊、第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊、第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊；所述第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊和第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊為高電平使能的門電路，所述第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊和第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊為具有開(kāi)漏輸出的門電路；
[0006]所述第一光電稱合器與第二光電稱合器光電稱合器的正輸入端AN和集電極C鉗位在高電平，所述第一光電稱合器與第二光電稱合器的發(fā)射極E和基極B均接地,第一光電耦合器的集電極C與第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接、第二光電耦合器的集電極C與第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端連接；
[0007]第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與第一數(shù)據(jù)端連接，第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與第一光電稱合器的負(fù)輸入端CA連接；
[0008]第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與第二數(shù)據(jù)端連接，第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與第二光電稱合器的負(fù)輸入端CA連接；
[0009]第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊的開(kāi)漏輸出端與第一數(shù)據(jù)端連接，第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊的使能端連接；
[0010]第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊的開(kāi)漏輸出端與第二數(shù)據(jù)端連接，第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端與第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊的使能端連接。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，利用兩個(gè)對(duì)稱的光電耦合器分別對(duì)雙向通信線路進(jìn)行隔離。以信號(hào)從發(fā)送側(cè)傳輸至接收側(cè)為正向?yàn)槔?當(dāng)正向通信線路傳輸?shù)碗娖叫盘?hào)時(shí)，正向線路光電耦合器處于導(dǎo)通狀態(tài)，傳輸至接收側(cè)的低電平信號(hào)使得反向線路的光耦驅(qū)動(dòng)處于非使能狀態(tài)，避免信號(hào)再次反饋至發(fā)送側(cè)造成死鎖；當(dāng)正向通信線路傳輸高電平信號(hào)時(shí)，正向線路的光電耦合器處于斷開(kāi)狀態(tài)，正向線路的光電耦合器集電極C鉗位在高電平，該高電平到達(dá)接收端。上述電路實(shí)現(xiàn)了通信雙方電路系統(tǒng)的可靠隔離，并且利用幾種常用的電子元件即可搭建完成，有效地控制了雙向隔離通信的實(shí)現(xiàn)成本。進(jìn)一步地，通過(guò)選用不同規(guī)格的光電耦合器，可以靈活調(diào)節(jié)通信雙方電路間的爬電距離，具有較廣的使用范圍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例隔離通信電路的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例隔離通信電路的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例隔離通信電路的一種具體電路示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0017]為了避免電磁隔離可能帶來(lái)的EMC問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例基于光電隔離技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的隔離通信，進(jìn)一步地，為了實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)總線的隔離通信，本發(fā)明利用兩個(gè)光電耦合器和其他驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成隔離通信電路。圖1所示為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種隔離通信電路的基本結(jié)構(gòu)，該電路用于實(shí)現(xiàn)第一數(shù)據(jù)端I與第二數(shù)據(jù)端2之間的雙向通信，包括以下基本組成部分:第一光電稱合器101、第二光電稱合器201、第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊102、第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊202、第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103、第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203。下面對(duì)各個(gè)模塊的連接關(guān)系做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0018]I)光耦驅(qū)動(dòng)模塊:
[0019]第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊102和第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊202為高電平使能的門電路，其中:
[0020]第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊102的輸入端A與第一數(shù)據(jù)端I連接，第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊102的輸出端Y與第一光電稱合器101的負(fù)輸入端CA連接；
[0021]第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊的202輸入端A與第二數(shù)據(jù)端2連接，第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊的輸202出端Y與第二光電耦合器201的負(fù)輸入端CA連接。
[0022]2)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊:
[0023]第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103和第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203為具有開(kāi)漏輸出的門電路，其中:
[0024]第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103的開(kāi)漏輸出端Y與第一數(shù)據(jù)端I連接，第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103的輸入端A與第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊102的使能端OE連接；
[0025]第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203的開(kāi)漏輸出端Y與第二數(shù)據(jù)端2連接，第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203的輸入端A與第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊202的使能端OE連接。
[0026]3)光電稱合器:
[0027]第一光電稱合器101與第二光電稱合器201的正輸入端AN和集電極C分別與上拉電阻連接，以便將正輸入端AN和集電極C上的信號(hào)鉗位在高電平，第一光電耦合器101與第二光電稱合器201的發(fā)射極E和基極B均接地,第一光電稱合器101的集電極C與第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203的輸入端A連接、第二光電耦合器201的集電極C與第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103的輸入端A連接。
[0028]通過(guò)上述連接關(guān)系可以看出，該電路以圖1所示虛線為界，虛線兩側(cè)電路通過(guò)兩個(gè)光電耦合器實(shí)現(xiàn)隔離，兩側(cè)的電路是對(duì)稱的，因此信號(hào)從第一數(shù)據(jù)端I到第二數(shù)據(jù)端2的通信過(guò)程與信號(hào)從第二數(shù)據(jù)端2到第一數(shù)據(jù)端I的通信過(guò)程也是相同的。下面以“第一數(shù)據(jù)端I —第二數(shù)據(jù)端2”的通信過(guò)程為例，對(duì)上述電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明:
[0029]數(shù)據(jù)空閑時(shí)，第一光電耦合器101的CA端和AN端通過(guò)上拉電阻連接第一電源電壓Vccl，因此CA端和AN端鉗位在高電平，第一光電耦合器101處于斷開(kāi)狀態(tài)；同理，第二光電耦合器102的CA端和AN端通過(guò)上拉電阻連接第二電源電壓Vcc2，因此第二光電耦合器102也處于斷開(kāi)狀態(tài)。需要說(shuō)明的是，第一電源電壓Vccl與第二電源電壓Vcc2分別通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的電源系統(tǒng)提供。也就是說(shuō)，第一數(shù)據(jù)端I與第二數(shù)據(jù)端2分別在兩個(gè)獨(dú)立的電源系統(tǒng)中，相互之間沒(méi)有電連接。
[0030]當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)端I向第二數(shù)據(jù)端2傳輸?shù)碗娖叫盘?hào)時(shí):
[0031]第一光I禹驅(qū)動(dòng)模塊102處于使能狀態(tài)，由于第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103的輸出端Y為開(kāi)漏輸出，因此對(duì)低電平信號(hào)沒(méi)有影響，低電平信號(hào)通過(guò)第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊102傳輸至第一光電稱合器101的CA端,上拉電阻令第一光電稱合器101的AN端為高電平，AN端電平大于CA端電平，因此第一光電稱合器101處于導(dǎo)通狀態(tài)；
[0032]第一光電稱合器101的集電極C輸出低電平信號(hào)，該低電平信號(hào)通過(guò)第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203傳輸至第二數(shù)據(jù)端2，實(shí)現(xiàn)低電平數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，該低電平信號(hào)使得第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊202處于非使能狀態(tài)，因此使得第二數(shù)據(jù)端2的低電平信號(hào)無(wú)法通過(guò)第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊202到達(dá)第二光電耦合器201，避免第二數(shù)據(jù)端2的低電平信號(hào)再次反饋回第一數(shù)據(jù)端I造成死鎖。
[0033]當(dāng)?shù)谝粩?shù)據(jù)端I向第二數(shù)據(jù)端2傳輸高電平信號(hào)時(shí):
[0034]第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊102處于使能狀態(tài),高電平信號(hào)通過(guò)第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊102傳輸至第一光電稱合器101,此時(shí)第一光電稱合器101的CA端和AN端均為高電平，因此第一光電稱合器101處于斷開(kāi)狀態(tài)；
[0035]另一方面，第一光電耦合器101的集電極C所連接的上拉電阻產(chǎn)生高電平信號(hào)，該高電平信號(hào)通過(guò)第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203傳輸至第二數(shù)據(jù)端2，實(shí)現(xiàn)高電平數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，該高電平信號(hào)令第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊202處于使能狀態(tài)，第二光電耦合器201的CA端和AN端均為高電平，因此第二光電耦合器201處于斷開(kāi)狀態(tài)；避免第二數(shù)據(jù)端2的高電平信號(hào)再次反饋回第一數(shù)據(jù)端I造成死鎖。
[0036]第二數(shù)據(jù)端2向第一數(shù)據(jù)端I傳輸信號(hào)的原理，與第一數(shù)據(jù)端I向第二數(shù)據(jù)端2傳輸信號(hào)的原理相同。
[0037]可見(jiàn)，上述方案利用兩個(gè)對(duì)稱的光電耦合器分別對(duì)雙向線路進(jìn)行隔離。通過(guò)其他模塊的驅(qū)動(dòng)配合，完成高電平和低電平的傳輸。其中光耦驅(qū)動(dòng)模塊為具有使能端的門電路、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊為具有開(kāi)漏輸出的門電路，均是常見(jiàn)的電子元件，有效地控制了雙向隔離通信的實(shí)現(xiàn)成本。進(jìn)一步地，通過(guò)選用不同規(guī)格的光電耦合器，可以靈活調(diào)節(jié)通信雙方電路間的爬電距尚，有效提聞了該電路的使用范圍。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實(shí)施方式】，隔離通信電路中還可以進(jìn)一步包括信號(hào)緩沖模塊和抗干擾模塊，參見(jiàn)圖2所示:
[0039]在第一數(shù)據(jù)端I 一側(cè)，可以包括:
[0040]第一信號(hào)緩沖模塊104:位于第二光電耦合器201的集電極C與第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103的輸入端之間，作用是確保第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊102的使能信號(hào)先于第一數(shù)據(jù)端I的反饋數(shù)據(jù)到達(dá)第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊102。
[0041]第一抗干擾模塊105:位于第一數(shù)據(jù)端I與第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103之間、并且位于第一數(shù)據(jù)端I與第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊102之間，作用是增強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
[0042]類似地，在第二數(shù)據(jù)端2 —側(cè)，可以包括:
[0043]第二信號(hào)緩沖模塊204:位于第一光電稱合器101的集電極C與第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203的輸入端之間，作用是確保第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊202的使能信號(hào)先于第二數(shù)據(jù)端2的反饋數(shù)據(jù)到達(dá)第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊202 ；
[0044]第二抗干擾模塊205:位于第二數(shù)據(jù)端2與第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203之間、且位于第二數(shù)據(jù)端2與第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊102之間的第二抗干擾模塊205。
[0045]在本發(fā)明實(shí)施例所提供的隔離通信電路中，信號(hào)緩沖模塊的作用是為了消除各個(gè)半導(dǎo)體期間對(duì)高低電平的判別電壓不同，避免在數(shù)據(jù)接收端使能信號(hào)先于反饋信號(hào)到達(dá)光耦驅(qū)動(dòng)模塊，同時(shí)增強(qiáng)電路的抗干擾性能。如果通信傳輸速率要求不高，在電路中可以省略信號(hào)緩沖模塊，或者在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)景下，也可以僅在單向的通信電路中設(shè)置信號(hào)緩沖模塊。在具體實(shí)施過(guò)程中，信號(hào)緩沖模塊可以選用施密特緩沖門實(shí)現(xiàn)，但是這并不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明方案的限制。
[0046]抗干擾模塊的作用是提高信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，具體包括消除電流通過(guò)長(zhǎng)直布線時(shí)產(chǎn)生的電感現(xiàn)象、減輕布線之間串?dāng)_、進(jìn)行限流保護(hù)等等，抗干擾模塊有多種實(shí)現(xiàn)方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景靈活選用，本發(fā)明實(shí)施例不需要對(duì)抗干擾模塊的具體實(shí)現(xiàn)電路進(jìn)行限定。另外，可以理解的是，在某些特殊應(yīng)用場(chǎng)景下，也可以僅在單向的通信電路中設(shè)置抗干擾模塊。
[0047]以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的隔離通信電路的基本組成和工作原理做了說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在圖1或圖2所描述電路的基礎(chǔ)上，結(jié)合必要的電源信號(hào)、接地信號(hào)以及常規(guī)外圍器件構(gòu)成完整的隔離通信電路。
[0048]下面結(jié)合一個(gè)具體的電路，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的隔離通信電路進(jìn)行示例性說(shuō)明:
[0049]參見(jiàn)圖3所示，總體需求是實(shí)現(xiàn)單線雙向通訊總線LIN總線的隔離通信，以虛線為分界線，右側(cè)是工作在獨(dú)立電源系統(tǒng)I (VCC1，GND1)的接口部分，總線數(shù)據(jù)端為D_Linel ；左側(cè)是工作在獨(dú)立電源系統(tǒng)2 (VCC2，GND2)的接口部分，總線數(shù)據(jù)端為D_Line2。
[0050]在圖3所示電路中，抗干擾模塊主要包括穩(wěn)壓管和蛇形走線，以D_Line2側(cè)的第二抗干擾模塊為例:其中Z301為穩(wěn)壓管，用于過(guò)壓保護(hù)，X301為蛇形走線，用于消除電流通過(guò)長(zhǎng)直布線時(shí)產(chǎn)生的電感現(xiàn)象、減輕布線之間串?dāng)_、增強(qiáng)信號(hào)抗干擾性能。類似地，蛇形走線X302和穩(wěn)壓管Z302等器件構(gòu)成了 D_Linel側(cè)的第一抗干擾模塊。
[0051]R302、R311分別用于隔離兩端的總線限流保護(hù)。
[0052]R30UR310分別為兩端總線的上拉電阻。
[0053]V304.V301為帶內(nèi)置MOS的同相開(kāi)漏緩沖門電路，分別為第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊103和第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊203的具體實(shí)施電路；
[0054]V303、V306為帶使能端的三態(tài)緩沖門，分別為第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊102和第二光耦驅(qū)動(dòng)1旲塊202的具體實(shí)施電路；
[0055]V308、V307為施密特緩沖門，分別為第一信號(hào)緩沖模塊104和第二信號(hào)緩沖模塊204的具體實(shí)施電路；
[0056]V302、V305為高速光電隔離稱合器,兩個(gè)光電稱合器的負(fù)輸入端CA分別通過(guò)隔離電阻與自身的正輸入端AN連接。
[0057]電路上電后即VCCl與VCC2上電，D_Linel與D_Line2兩端數(shù)據(jù)均為高電平，節(jié)點(diǎn)①②③④處均為高電平，兩個(gè)光電耦合器V302、V305的CA端和AN端均為高電平，因此兩個(gè)光電耦合器(以下簡(jiǎn)稱“光耦”)V302、V305均處于斷開(kāi)狀態(tài)。
[0058]下面以數(shù)據(jù)從D_Linel端向D_Line2傳輸為例，對(duì)電路的工作原理進(jìn)行說(shuō)明:
[0059]當(dāng)D_Line I端向D_Line2端傳送低電平信號(hào)時(shí)，由于V304輸出端Y為開(kāi)漏輸出，因此對(duì)D_Linel端上的低電平信號(hào)沒(méi)有影響，數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)抗干擾處理傳輸?shù)絍303端輸入端A，由于此時(shí)節(jié)點(diǎn)①為高電平，因此V303使能，低電平O信號(hào)通過(guò)V303到達(dá)輸出端Y，光耦V302的AN端電平大于CA端電平，因此被導(dǎo)通，使得節(jié)點(diǎn)④的電平由高變低，經(jīng)過(guò)施密特緩沖門后到達(dá)節(jié)點(diǎn)③。一方面，節(jié)點(diǎn)③的低電平信號(hào)經(jīng)過(guò)V301和上拉電阻R301到達(dá)D_Line2端，完成信號(hào)傳輸，另一方面，節(jié)點(diǎn)③的低電平信號(hào)令V306非使能，使得傳輸?shù)紻_Line2端的低電平信號(hào)無(wú)法通過(guò)V306到達(dá)光耦V305，避免了傳輸?shù)紻_Line2端的低電平信號(hào)再次反饋到D_Linel端造成死鎖。
[0060]iD_Linel端向D_Line2端傳送高電平信號(hào)時(shí)，由于節(jié)點(diǎn)①仍為高電平，因此V303使能，高電平信號(hào)經(jīng)過(guò)抗干擾處理和V303到達(dá)光耦V302，光耦V302的CA端和AN端均為高電平，因此停止工作。由于上拉電阻R303使得節(jié)點(diǎn)④為高電平，該高電平通過(guò)V307到達(dá)節(jié)點(diǎn)③。一方面，節(jié)點(diǎn)③的高電平信號(hào)再經(jīng)過(guò)V301和上拉電阻R301到達(dá)D_Line2上完成傳輸。另一方面，雖然節(jié)點(diǎn)③的高電平信號(hào)使得V306使能，但是此時(shí)V305的CA端和AN，因此停止工作，避免了傳輸?shù)紻_Line2端的高電平信號(hào)再次反饋到D_Linel端造成死鎖。
[0061]電路中V307是為了消除各個(gè)半導(dǎo)體器件對(duì)高低電平的判別電壓不同而導(dǎo)致的失效而設(shè)的，可以確保V306的使能信號(hào)(節(jié)點(diǎn)③)先于D_Line2端反饋電平到達(dá)V306輸入端，同時(shí)增強(qiáng)了抗干擾性能。對(duì)于對(duì)傳輸速率要求不高的總線通信場(chǎng)景也可以省略V307。
[0062]由于電路的對(duì)稱性，數(shù)據(jù)WD_Line2端向D_Linel端傳輸?shù)脑砼c數(shù)據(jù)WD_Linel端向D_Line2傳輸原理相同，這里不再重復(fù)描述。
[0063]本發(fā)明實(shí)施例基于光電隔離技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的隔離通信，從而避免電磁隔離可能帶來(lái)的EMC問(wèn)題。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)總線的隔離通信，本發(fā)明利用兩個(gè)光電耦合器和其他驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)的隔離通信電路。其中光電耦合器和驅(qū)動(dòng)電路都可以使用常用的電子元件即可搭建，有效地控制了雙向隔離通信的實(shí)現(xiàn)成本。進(jìn)一步地，通過(guò)選用不同規(guī)格的光電耦合器，還可以靈活調(diào)節(jié)通信雙方電路間的爬電距離，具有較廣的使用范圍。
[0064]以上所述僅是本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種隔離通信電路，用于第一數(shù)據(jù)端(I)與第二數(shù)據(jù)端(2)的雙向通信，其特征在于，該電路包括:第一光電稱合器(101)、第二光電稱合器(201)、第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊(102)、第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202)、第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(103)、第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203);所述第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊(102)和第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202)為高電平使能的門電路，所述第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(103)和第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203)為具有開(kāi)漏輸出的門電路； 所述第一光電稱合器(101)與所述第二光電稱合器(201)的正輸入端AN和集電極C鉗位在高電平，所述第一光電耦合器(101)與所述第二光電耦合器(201)的發(fā)射極E和基極B均接地，第一光電耦合器(101)的集電極C與第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203)的輸入端連接、第二光電稱合器(201)的集電極C與第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(103)的輸入端連接； 第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊(102)的輸入端與第一數(shù)據(jù)端(I)連接,第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊(102)的輸出端與第一光電稱合器(101)的負(fù)輸入端CA連接； 第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202)的輸入端與第二數(shù)據(jù)端(2)連接，第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202)的輸出端與第二光電稱合器(201)的負(fù)輸入端CA連接； 第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(103)的開(kāi)漏輸出端與第一數(shù)據(jù)端(I)連接，第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(103)的輸入端與第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊(102)的使能端連接； 第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203)的開(kāi)漏輸出端與第二數(shù)據(jù)端(2)連接，第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203)的輸入端與第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202)的使能端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離通信電路，其特征在于，在所述第一數(shù)據(jù)端(I)傳輸?shù)碗娖教?hào)的情況下: 第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊(102)處于使能狀態(tài),低電平信號(hào)通過(guò)第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊(102)傳輸至第一光電稱合器(101),令第一光電稱合器(101)處于導(dǎo)通狀態(tài)； 第一光電稱合器(101)的集電極C輸出低電平信號(hào),該低電平信號(hào)通過(guò)第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203)傳輸至第二數(shù)據(jù)端(2)，并且令第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202)處于非使能狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隔離通信電路，其特征在于，在所述第一數(shù)據(jù)端(I)傳輸高電平號(hào)的情況下: 第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊(102)處于使能狀態(tài),高電平信號(hào)通過(guò)第一光稱驅(qū)動(dòng)模塊(102)傳輸至第一光電稱合器(101),令第一光電稱合器(101)處于斷開(kāi)狀態(tài)； 第一光電稱合器(101)的集電極C鉗位在高電平而產(chǎn)生高電平信號(hào)，該高電平信號(hào)通過(guò)第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203 )傳輸至第二數(shù)據(jù)端(2 )，并且令第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202 )處于使能狀態(tài)、第二光電耦合器(201)處于斷開(kāi)狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的隔離通信電路，其特征在于， 在第二光電稱合器(201)的集電極C與第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(103)的輸入端之間，還包括第一信號(hào)緩沖模塊(104)，用于保證第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊(102)的使能信號(hào)先于第一數(shù)據(jù)端(O的反饋數(shù)據(jù)到達(dá)第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊(102)； 和/或 在第一光電稱合器(101)的集電極C與第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203)的輸入端之間,還包括第二信號(hào)緩沖模塊(204)，用于保證第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202)的使能信號(hào)先于第二數(shù)據(jù)端(2)的反饋數(shù)據(jù)到達(dá)第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隔離通信電路，其特征在于，所述第一信號(hào)緩沖模塊(104)和第二信號(hào)緩沖模塊(204)為施密特門電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的隔離通信電路，其特征在于，該電路還包括: 位于第一數(shù)據(jù)端(I)與第一數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(103)之間、且位于第一數(shù)據(jù)端(I)與第一光耦驅(qū)動(dòng)模塊(102)之間的第一抗干擾模塊(105)； 和/或 位于第二數(shù)據(jù)端(2)與第二數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模塊(203)之間、且位于第二數(shù)據(jù)端(2)與第二光耦驅(qū)動(dòng)模塊(202 )之間的第二抗干擾模塊(205 )。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述的隔離通信電路，其特征在于: 所述第一抗干擾模塊(105)和/或第二抗干擾模塊(205)包括蛇形走線。
8.據(jù)權(quán)利要求6所述的隔離通信電路，其特征在于: 所述第一抗干擾模塊(105)和/或第二抗干擾模塊(205)包括穩(wěn)壓管。
【文檔編號(hào)】H03K19/14GK104052462SQ201310081003
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月14日
【發(fā)明者】王義昌, 姚慶輝, 王幫震 申請(qǐng)人:博西華電器（江蘇）有限公司