专利名称：数字信号传递电路的制作方法
技术领域：
本发明涉电子技术领域，特别涉及一种数字信号传递电路。
背景技术：
目前继电器的应用非常普遍，除去大功率应用，作为控制用的小信号继电器也有大量使用。而继电器的体积相对其他电子器件而言，属较大体积的器件，会占用较大的PCB板面积，造成PCB板面积较大，成本上升，另外由于控制电路比较复杂，应用的电子器件(电阻、电容、三极管等)也较多，这些都会进一步的增加PCB板面积，提高布板的难度，进而延长开发周期，同时增加开发成本。另外目前应用的继电器大多为直插件，需增加焊接工序，提高了生产成本。尤其在同时应用多个继电器时，由于继电器的自重，还会影响PCB板的机械性能，造成PCB板弯曲变形等一系列问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种数字信号传递电路，该数字信号传递电路结构简单、可靠。 为解决上述技术问题，本发明的数字信号传递电路，包括开关驱动控制端、第一数
字信号端、第二数字信号端、第一开关三极管、第二开关三极管、上拉电源、第一上拉电阻、
第二上拉电阻，开关驱动控制端接第一开关三极管的基极及第二开关三极管的基极，第一
数字信号端接第一开关三极管的集电极及第二开关三极管的发射极，第二数字信号端接第
一开关三极管的发射极及第二开关三极管的集电极，上拉电源通过第一上拉电阻接第一数
字信号端、通过第二上拉电阻接第二数字信号端；开关控制驱动端通过电平高低控制第一
开关三极管及第二开关三极管的导通或截止。 所述第一开关三极管、第二开关三极管为NPN型。 本发明的数字信号传递电路，开关控制驱动端通过电平高低控制第一开关三极管及第二开关三极管的导通或截止，通过控制开关三极管的状态来达到控制二数字信号端之间联接状态的目的。并可以在二数字信号端之间处于联接状态时，将任一数字信号端的数字信号状态传递到另一一数字信号端，实现了类继电器的功能。本发明的数字信号传递电路，可以由分立元器件如二、三极管、电阻、电容搭建而成，用于替代继电器以电子方式实现继电器的功能。其电路结构简单、可靠，所用器件通用易于采购，总体成本低。
说明书附图 下面结合附图及具体实施方式
对本发明进行进一步详细说明。
图1是本发明的数字信号传递电路一实施方式电路图。
具体实施例方式
本发明的数字信号传递电路一实施方式如图1所示，包括开关驱动控制端MCU 1/0、第一数字信号端busl、第二数字信号端bus2、第一开关三极管Ql、第二开关三极管Q2、上拉电源Vbat、第一上拉电阻Rl、第二上拉电阻R2，开关驱动控制端MCUI/0接第一开关三极管Ql的基极、第二开关三极管Q2的基极，第一数字信号端busl接第一开关三极管Ql的集电极及第二开关三极管Q2的发射极，第二数字信号端bus2接第一开关三极管Ql的发射极及第二开关三极管Q2的集电极，上拉电源Vbat通过第一上拉电阻Rl接第一数字信号端busl、通过第二上拉电阻R2接第二数字信号端bus2 ;开关控制驱动端MCUI/0通过电平高低控制第一开关三极管Ql及第二开关三极管Q2的导通或截止。 图1中第一开关三极管Ql、第二开关三极管Q2为NPN型，第一数字信号端busl通过第二二极管D2接第一开关三极管Q1的集电极，第二二极管D2的正端接第一数字信号端busl，负端接第一开关三极管Ql的集电极，第二数字信号端bus 1通过第一二极管D1接第二开关三极管Q2的集电极，第一二极管Dl的正端接第二数字信号端bus2，负端接第二开关三极管的集电极Q2。第五二极管D5并接在第一开关三极管Ql的基极和发射极之间，正端接第一开关三极管Ql的发射极，负端接第一开关三极管Ql的基极；第六二极管D6并接在第二开关三极管Q2的基极和发射极之间，正端接第二开关三极管Q2的发射极，负端接第二开关三极管Q2的基极。第三二极管D3正端接开关驱动控制端MCU 1/0，负端接第一开关三极管Q1的基极，第四二极管D4正端接开关驱动控制端MCU 1/0，负端接第二开关三极管Q2的基极。在第一开关三极管Q1的基极和发射极之间并接有第六电阻R6、在第二开关三极管Q2的基极和发射极之间并接有第七电阻R7。在第一开关三极管Q1的基极同地之间接有第一下拉电阻R3、在第二开关三极管的基极同地之间接有第二下拉电阻R7。在开关驱动控制端MCUI/0同第一开关三极管Ql的基极、第二开关三极管Q2的基极之间接有一由R4、C3构成的RC低通滤波电路。在第一数字信号端busl同地之间接有第一滤波电容C1、在第二数字信号端bus2同地之间接有第二滤波电容C2。 一开关驱动使能电阻R4—端接开关驱动使能电压源VDD，另一端接开关驱动控制端MCUI/0。 当开关驱动控制端MCU 1/0为低时(例如0.6V)，第一开关三极管Q1截止，无论第一数字信号端busl、第二数字信号端bus2状态如何，第一数字信号端busl、第二数字信号端bus2之间处于高阻态，即信号隔离，如同继电器断开时的状态。 当开关驱动控制端MCU 1/0为高时(例如5V)，若第二数字信号端bus2为低，则第一开关三极管Ql导通，即第一数字信号端busl也为低(逻辑与bus2同)；第二数字信号端若bus2为高，则第一开关三极管Ql截止，即第一数字信号端busl通过上拉电源Vbat、第一上拉电阻Rl上拉也为高(逻辑与第二数字信号端bus2同)；如此就实现了将第二数字信号端bus2的状态传递给第一数字信号端busl的目的，如同继电器接通时的状态。
当开关驱动控制端MCU 1/0为高时，若第一数字信号端busl为低，则第二开关三极管Q2导通，即第二数字信号端bus2也为低(逻辑与第一数字信号端busl同)；若第一数字信号端busl为高，则第二开关三极管Q2截止，即第二数字信号端bus2通过上拉电源Vbat、第二上拉电阻R2上拉也为高(逻辑与第一数字信号端busl同)；如此就实现了将第一数字信号端busl的状态传递给第二数字信号端bus2的目的，如同继电器接通时的状态。
第一二极管Dl、第二二极管D2可以抑制反向电流，防止开关三极管电流倒灌，以实现收发数据的两路电路互不影响、独立操作。 由于VEB。(开关三极管发射极、基极反向耐压值)为6V左右，当某一路数字信号端呈现高电平时(以上拉电源Vbat = 12V为例)，与之对应的一个开关三极管的基、射极之间处于反偏过压状态，故尔在开关三极管的发射极与基极之间并联二极管，用于钳位开关三极管发射极与基极之间的电压，将其限制在二极管的导通压降上，防止开关管开关三极管反向击穿。图2中第五二极管D5并接在第一开关三极管Ql的基极和发射极之间，正端接第一开关三极管Q1的发射极，负端接第一开关三极管Q1的基极，第六二极管D6并接在第二开关三极管Q2的基极和发射极之间，正端接第二开关三极管Q2的发射极，负端接第二开关三极管Q2的基极。另外在开关驱动控制端MCU 1/0通路与开关三极管基极之间同样串入二极管，如图2中的第三二极管D3、第四二极管D4，用于抑制反向电流，防止数字信号端(例如通信总线等高压系统)电压击穿开关驱动控制端(例如微处理器MCU等低压系统)。并在开关三极管基极处设置下拉电阻，如图2中的在第一开关三极管Q1的基极同地之间接有第一下拉电阻R3、在第二开关三极管的基极同地之间接有第二下拉电阻R7，使得在开关驱动控制端MCUI/0输出为低时(开关三极管截止，此时由于第四二极管D4、第三二极管D3的反向截止作用，开关驱动控制端MCU I/O与后续电路之间处于高阻隔离状态)，开关三极管的驱动信号为可靠低电平。另外在开关三极管基极与发射极之间并入一个电阻，如此当数字信号端(例如通信总线)悬空时，可保证开关三极管可靠截止，防止勿动作，如图1中第一开关三极管Ql的基极和发射极之间并接有第六电阻R6、在第二开关三极管Q2的基极和发射极之间并接有第七电阻R7。此外，在数字信号端(例如通信总线)上增加滤波电容，减小谐波影响，如图1中在第一数字信号端busl同地之间接有第一滤波电容C1、在第二数字信号端bus2同地之间接有第二滤波电容C2。 在图1中第一上拉电阻R1、第一滤波电容C1、第二二极管D2、第一开关三极管Q1，负责将第二数字信号端bus2的信号传递给第一数字信号端busl。当第二数字信号端bus2为低电平时，若开关驱动控制端MCU1/0为高电平，则第一开关三极管Ql饱和导通，同时第一数字信号端busl上会呈现AU。2(第二二极管导通压降)+ AUw(第一开关三极管饱和导通压降)"0. 6+0. 2 = 0. 8V，为逻辑低(与bus2逻辑相同)，对于IS09141总线通讯而言符合低电平的要求即小于20X搏BATT(以上拉电源Vbat是由汽车上的蓄电池获得，汽车蓄电池电压VBATT为12V为例)=2.4V。当第二数字信号端bus2为高电平时，第一开关三极管Ql截止，则第一数字信号端busl呈现上拉电源Vbat (与第二数字信号端bus2逻辑相同)，对于IS09141总线通讯而言符合高电平的要求即大于80% *VBATT = 9. 6V。图中第二上拉电阻R2、第二滤波电容C2、第一二极管Dl，第一开关三极管Q2负责将第一数字信号端busl的信号传递给第二数字信号端bus2，功能分析与上相同。 另外，本发明适用于汽车总线通讯，同时也普遍适用于替换各种用于数字信号切换的小功率继电器。
权利要求
一种数字信号传递电路，其特征在于，包括开关驱动控制端、第一数字信号端、第二数字信号端、第一开关三极管、第二开关三极管、上拉电源、第一上拉电阻、第二上拉电阻，开关驱动控制端接第一开关三极管的基极及第二开关三极管的基极，第一数字信号端接第一开关三极管的集电极及第二开关三极管的发射极，第二数字信号端接第一开关三极管的发射极及第二开关三极管的集电极，上拉电源通过第一上拉电阻接第一数字信号端、通过第二上拉电阻接第二数字信号端；开关控制驱动端通过电平高低控制第一开关三极管及第二开关三极管的导通或截止。
2. 根据权利要求1所述的数字信号传递电路，其特征在于，所述第一开关三极管、第二 开关三极管为NPN型。
3. 根据权利要求2所述的数字信号传递电路，其特征在于，还包括第一二极管、第二二 极管，第一数字信号端通过第二二极管接第一开关三极管的集电极，第二二极管的正端接 第一数字信号端，负端接第一开关三极管的集电极，第二数字信号端通过第一二极管接第 二开关三极管的集电极，第一二极管的正端接第二数字信号端，负端接第二开关三极管的 集电极。
4. 根据权利要求2所述的数字信号传递电路，其特征在于，还包括第五二极管、第六二 极管，第五二极管并接在第一开关三极管的基极和发射极之间，正端接第一开关三极管的 发射极，负端接第一开关三极管的基极；第六二极管并接在第二开关三极管的基极和发射 极之间，正端接第二开关三极管的发射极，负端接第二开关三极管的基极。
5. 根据权利要求2所述的数字信号传递电路，其特征在于，还包括第三二极管、第四二 极管，第三二极管正端接开关驱动控制端，负端接第一开关三极管的基极，第四二极管正端 接开关驱动控制端，负端接第二开关三极管的基极。
6. 根据权利要求1至5任一项所述的数字信号传递电路，其特征在于，在第一开关三极 管的基极和发射极之间、在第二开关三极管的基极和发射极之间分别各并接有一电阻。
7. 根据权利要求1至5任一项所述的数字信号传递电路，其特征在于，在第一开关三极 管的基极同地之间、在第二开关三极管的基极同地之间分别各接有一电阻。
8. 根据权利要求1至5任一项所述的数字信号传递电路，其特征在于，在开关驱动控制 端同第一开关三极管的基极、第二开关三极管的基极之间接有一 RC低通滤波电路。
9. 根据权利要求1至5任一项所述的数字信号传递电路，其特征在于，在第一数字信号 端、第二数字信号端同地之间接有滤波电容。
10. 根据权利要求1至5任一项所述的数字信号传递电路，其特征在于，还包括一开关 驱动使能电压源及一开关驱动使能电阻，开关驱动使能电阻一端接开关驱动使能电压源， 另一端接开关驱动控制端。
全文摘要
本发明公开了一种数字信号传递电路，包括开关驱动控制端、第一数字信号端、第二数字信号端、第一开关三极管、第二开关三极管、上拉电源、第一上拉电阻、第二上拉电阻，开关驱动控制端接第一开关三极管的基极及第二开关三极管的基极，第一数字信号端接第一开关三极管的集电极及第二开关三极管的发射极，第二数字信号端接第一开关三极管的发射极及第二开关三极管的集电极，上拉电源通过第一上拉电阻接第一数字信号端、通过第二上拉电阻接第二数字信号端；开关控制驱动端通过电平高低控制第一开关三极管及第二开关三极管的导通或截止。本发明的电路结构简单、可靠。
文档编号H03K17/60GK101741363SQ20081004396
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日
发明者单津晖, 吕帅, 张毅, 王晓岚, 罗来军 申请人:联创汽车电子有限公司