数字发送器、数字收发器及其控制方法_2

文档序号:9581091阅读:来源:国知局
应用的结构示意图;
[0036]图4为本发明一实施例中数字发送器电能补充电路工作时的结构示意图;
[0037]图5为本发明一实施例中数字发送器电能转移电路工作时的结构示意图;
[0038]图6为本发明一实施例中数字发送器第一加强电路工作时的结构示意图;
[0039]图7为本发明一实施例中数字发送器电能回收电路工作时的结构示意图;
[0040]图8为本发明一实施例中数字发送器第二加强电路工作时的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面将结合示意图对本发明的数字发送器、数字收发器及其控制方法进行更详细的描述,其中表示了本发明的优选实施例,应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明,而仍然实现本发明的有利效果。因此,下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道,而并不作为对本发明的限制。
[0042]为了清楚,不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中,不详细描述公知的功能和结构,因为它们会使本发明由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中,必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标,例如按照有关系统或有关商业的限制,由一个实施例改变为另一个实施例。另外,应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的,但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0043]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书,本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0044]请参考图1,在本实施例中,提出了一种数字发送器,包括:控制回路、电能补充电路、电能转移电路、第一加强电路、电能回收电路和第二加强电路,其中,所述电能转移电路包括串联的负载电容Q和电感L,所述负载电容Q由所述电能补充电路、第一加强电路和第二加强电路共用,所述电感L由所述电能补充电路和电能回收电路共用,所述电能补充电路连一电源,所述电源所述电感L和负载电容Q进行充电,所述第一加强电路将所述负载电容电压维持在电源电压,所述电能回收电路由所述电感L将电能转移至所述电源,所述第二加强电路将所述负载电容Q电压维持接地,输入信号OutDin传输至所述控制回路中,所述控制回路根据所述输入信号分别控制所述电能补充电路、电能转移电路、第一加强电路、电能回收电路和第二加强电路的导通顺序和导通时间,从而无损驱高驱低所述负载电容Q,实现无损发送数据1或数据0,所述负载电容Q的电压输出作为数字发送器的数字信号输出Dout。
[0045]具体的,数字发送器还包括第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3和第四开关SW4,所述电能补充电路是由所述串联的负载电容Q和电感L与一电源相连组成的回路(如图4所示),第一开关SW1连接在所述电源VDD和电感L之间,用于控制所述电能补充电路的导通或关闭;所述电能转移电路包括串联的负载电容Q和电感L(如图5所示),所述第二开关SW2连接在所述电感L与地之间,用于控制所述电能转移电路的导通或关闭,所述第一加强电路是由所述负载电容Q和所述电源相连组成的回路(如图6所示),所述第三开关SW3连接在所述电源和负载电容Q之间,用于控制所述第一加强电路的导通或关闭,所述电能回收电路是由所述电感L和所述电源相连组成的回路(如图7所示),所述第四开关SW4与所述第一开关SW1配合使用控制所述电能回收电路的导通和关闭,所述第二加强电路是将所述负载电容Q接地的回路(如图8所示),所述第四开关SW4连接在所述负载电容Q和地之间,用于控制第二加强电路的导通和关闭。
[0046]所述控制回路包括一时序产生器,所述时序产生器分别控制所述第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4的导通时间和导通顺序,所述输入信号OutDin传输至所述时序产生器中。所述控制回路还包括一电流探测器,所述电流探测器与所述电感L并联,用于探测所述电感L的电流值,所述电流探测器与所述时序产生器相连。
[0047]在本实施例中,所述电源包括铅酸蓄电池、镍镉、镍氢、锂离子电池、超级电容、普通电容、线性稳压电源或开关稳压电源等。
[0048]可见,第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、电感L、输出负载电容Cl组成了数字发送器的主电路,其功能是通过控制第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4来控制电源通过电感L对负载电容Q无损充电或负载电容Q通过电感L回收电能到电源,这样实现了对电容负载Q的无损充放电,这一充放电过程同时实现了数据信号的无损传输,借助电能回收电路将电感的电能回收至电源上,实现驱低负载电容Cl的同时进行电能回收。第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4还实现对数字信号输出Dout的电平的加强,把数字信号输出Dout维持在低阻的高电平及低阻的低电平上。此外,电流探测器和时序产生器组成了控制回路,实现了对上述主电路的控制,达到无损传输数据的目的。电流探测器是直接或间接探测各个阶段结束电感L中电流的模块。
[0049]在本实施例提出的数字发送器中,输入信号OutDin到数字信号输出Dout组成的信号通路,其中输入信号OutDin是待发送的数据,它控制时序产生器产生控制主电路的第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4的控制信号,经过上述的主电路,从而输出相应的数据到数字信号输出Dout。
[0050]请参考图2,在本实施例的另一方面,还提出了一种数字发送器的控制方法,对上文所述的数字发送器进行控制,包括步骤:
[0051]S1:在第一时间段T1内,输入信号OutDin由低电平变高电平的跳变沿到来时,控制回路控制电能补充电路导通,电源对电感L和负载电容Q同时进行电能补充;
[0052]在步骤S1中,当输入信号OutDin由低电平变高电平的跳变沿到来时,控制回路控制第一开关SW1开启,第二开关SW2、第三开关SW3及第四开关SW4断开,电源经由第一开关SW1对电感L与负载电容Q同时进行电能补充。由于电感L与负载电容Q组成串联振荡电路,负载电容Q由于共振而充入电压,负载电容Q上极板的电压Dout可以从0自由振荡到电压Vx,其中Vx小于电源电压。在第一时间段T1区间结束,电感L中的电流IL能量加上负载电容Q上的电荷能量等于负载电容Q上电压为VDD时的电容储能。
[0053]S2:在第二时间段T2内,所述控制回路控制电能转移电路导通,所述电能转移电路发生LC自由振荡,当所述电感L的能量全部转移至所述负载电容Q上时,第二时间段T2结束;
[0054]在步骤S2中,在第二时间段T2区间,控制回路控制第二开关SW2开启,第一开关SW1、第三开关SW3及第四开关SW4断开。使电能转移电路继续发生自由振荡,确保在第二时间段T2结束时,电感L中的电流込能量全部转移到负载电容Q上,负载电容Q到达电源电压,电感L电流L为0。
[0055]S3:在第三时间段T3内,所述控制回路控制第一加强电路导通,将所述负载电容Q与电源相连;
[0056]在步骤S3中,在第三时间段T3区间,第三开关SW3开启,第一开关SW1、第二 SW2、第四SW4断开,将负载电容Q上极板加强到电源电压。
[0057]S4:在第四时间段T4内,所述输入信号OutDin由高电平变低电平的跳变沿到来时,所述控制回路控制所述电能转移电路导通,所述电能转移电路发生LC自由振荡,当所述负载电容Q的能量全部转移至所述电感L上时,第四时间段T4结束;
[0058]在步骤S4中,在第四时间段T4区间,控制回路控制第二开关SW2开启,第一开关SW1、第三开关SW3及第四开关SW4
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