专利名称：低电压差分信号接收器中的比较电压故障防护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子应用技术领域，涉及到低电压差分信号接收器在接 收信号过程中发生故障时所采取的故障防护电路，具体地说是一种低电压差 分信号接收器中的比较电压故障防护电路。技术背景
最近几年，用于高速数据互联的低电压差分信号avDs)在消费电子、 高速计算机外设和电信/网络以及无限基站中得到了广泛的应用。大多数的
LVDS接收器均需要内部或外部的故障防护电路，这样当接收信号过程中发生输入开路、输入悬浮、输入短路等故障时，接收器的输出应该呈现出一个已
知的稳定的逻辑状态，通常为逻辑高电平。下面主要介绍LVDS接收器中使用 的故障防护的设计。我们先简单地了解LVDS信号和电路配置的基本架构。图1显示了一个简 单的、基本的LVDS传输与接收电路。接收器是一个比较器，其绝对转换门限 电平为50mV。无论是电缆还是PCB印制线，传输线都设计成100欧姆的差分 阻抗。图2显示了在介质上的共模和差模信号电平。在图1和图2中，VID 为LVDS接收器的输入差分电压，VOD为LVDS发送器的差分输出电压，VCM是 共模电压。图3显示了早期的LVDS接收器中的故障防护电路。它包括共模电 压电阻R1、 R2，上拉电阻R3，耦合电阻R4，下拉电阻R5和接收器U2。它的 优点是具有根据悬浮线上的噪声水平来外部设置偏置电压的灵活性，并且提 供了一个共模返回路径。它的缺点是在数据传输高速率下，VID偏置产生的 非均衡的接收器门限电压可以导致相当大的占空比失真，并增加抖动。而且 这种防护电路对于输入短路故障来说是无效的，因为此时VID偏置电压源也
被短路，LVDS的输出将呈现不稳定状。 发明内容
本实用新型的目的是提出一种改进的低电压差分信号接收器中的比较电 压故障防护电路，使用于高速数据互联的低电压差分信号(LVDS)接收器在 接收信号过程中能够更好地起到差分信号输入+和差分信号输入-出现故障时 的防护功能。
本实用新型低电压差分信号接收器中的比较电压故障防护电路，包括共 模电压电阻R1、 R2，上拉电阻R3，耦合电阻R4，接收器U2，其特点还包括 有差模瞬态抑制器V1、比较器U1和或门U3;该低电压差分信号接收器的差 分信号输入+端分别与所述的共模电压电阻Rl的一端、差模瞬态抑制器V1的 一端、耦合电阻R4的一端、接收器U2的正输入端相联接，所述的共模电压 电阻R2和R1串联，该低电压差分信号接收器的差分信号输入-端分别与共模 电压电阻R2的另一端、差模瞬态抑制器VI的另一端、耦合电阻R4的另一端、 接收器U2的负输入端相联接，共模电压电阻Rl和R2间的公共接点和所述的 比较器Ul的正输入端分别通过上拉电阻R3并联于电源上，电源-O. 3V后作 为基准电压电源联接于所述比较器U1的负输入端，比较器U1的输出端和接 收器U2的输出端分别联接于所述或门U3的输入端，或门U3的输出端即为该 低电压差分信号接收器的输出端。
本实用新型的工作原理比较器U1监测共模电压的电压电平，并与电源 -0.3V的参考电压做比较。如果共模电压高于参考电压，其输出就会处于逻 辑高电平。然后，这种逻辑高电平阻止接收器U2的输出通过一个或门U3， 故障防护功能被激活。这种配置可以在发生输入开路、输入悬浮、输入短路 等故障时起到防护功能，将LVDS输出拉到逻辑高电平。只要共模电压低于电 源-O. 3V基准电压电源，这种功能设计就能正确地实现。
本实用新型是LVDS接收器中的一种比较电压故障防护电路。它不仅解决
了数据在高传输速率下，VID偏置产生的非均衡的接收器门限电压可以导致 相当大的占空比失真，并增加抖动的问题和输入短路故障的问题，而且对于 共模和差模还提供了非常高的噪声余量。
本实用新型是一种无源网络，相比于图3所示的早期的LVDS接收器中的 故障防护电路而言，能够更好地起到输入信号差分信号输入+和差分信号输入 -出现故障时的防护功能，所以也可以应用于其它各种电子设备中。
图1是基本的LVDS传输和接收电路原理图2是LVDS信号的共模和差模电路原理图3是目前的LVDS接收器中的故障防护电路原理图4是本实用新型比较电压故障防护电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图给出的实施例对本实用新型作进一步详细描述。 参照图4， 一种低电压差分信号接收器中的比较电压故障防护电路，包 括共模电压电阻R1、 R2，上拉电阻R3，耦合电阻R4，差模瞬态抑制器V1， 比较器U1，接收器U2和或门U3，其中，共模电压电阻R1、 R2选用阻值为 40kQ的电阻，上拉电阻R3选用阻值为220kQ的电阻，耦合电阻R4选用阻 值为120Q的电阻，差模瞬态抑制器VI选用型号为SMBJ5. OCA的瞬态抑制器。 该低电压差分信号接收器的差分信号输入+端分别与所述的共模电压电 阻Rl的一端、差模瞬态抑制器VI的一端、耦合电阻R4的一端、接收器U2 的正输入端相联接，所述的共模电压电阻R2和R1串联，该低电压差分信号 接收器的差分信号输入-端分别与共模电压电阻R2的另一端、差模瞬态抑制 器V1的另一端、耦合电阻R4的另一端、接收器U2的负输入端相联接，共模 电压电阻R1和R2间的公共接点和所述的比较器U1的正输入端分别通过上拉 电阻R3并联于电源上，电源-O. 3V后作为基准电压电源联接于所述比较器Ul
的负输入端，比较器Ul的输出端和接收器U2的输出端分别联接于所述或门 U3的输入端，或门U3的输出端即为该低电压差分信号接收器的输出端。
权利要求1.一种低电压差分信号接收器中的比较电压故障防护电路，包括共模电压电阻R1、R2，上拉电阻R3，耦合电阻R4，接收器U2，其特征在于还包括有差模瞬态抑制器V1、比较器U1和或门U3；该低电压差分信号接收器的差分信号输入+端分别与所述的共模电压电阻R1的一端、差模瞬态抑制器V1的一端、耦合电阻R4的一端、接收器U2的正输入端相联接，所述的共模电压电阻R2和R1串联，该低电压差分信号接收器的差分信号输入-端分别与共模电压电阻R2的另一端、差模瞬态抑制器V1的另一端、耦合电阻R4的另一端、接收器U2的负输入端相联接，共模电压电阻R1和R2间的公共接点和所述的比较器U1的正输入端分别通过上拉电阻R3并联于电源上，电源-0.3V后作为基准电压电源联接于所述比较器U1的负输入端，比较器U1的输出端和接收器U2的输出端分别联接于所述或门U3的输入端，或门U3的输出端即为该低电压差分信号接收器的输出端。
专利摘要本实用新型涉及低电压差分信号接收器在接收信号过程中发生故障时所采取的故障防护电路，特别是一种低电压差分信号接收器中的比较电压故障防护电路，由共模电压电阻R1、R2，上拉电阻R3，耦合电阻R4，差模瞬态抑制器V1，比较器U1，接收器U2和或门U3组成，比较器U1监测共模电压的电压电平，并与电源-0.3V的参考电压做比较。如果共模电压高于参考电压，其输出就会处于逻辑高电平。然后，这种逻辑高电平阻止接收器U2的输出通过一个或门U3，故障防护功能被激活。这种配置可以在发生输入开路、输入悬浮、输入短路等故障时起到防护功能，将LVDS输出拉到逻辑高电平。它能够更好地起到输入信号差分信号输入+和差分信号输入-出现故障时的防护功能。
文档编号H04L25/02GK201178428SQ200820071689
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月14日 优先权日2008年4月14日
发明者杜璧秀, 郭同健 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所