总线耦合器的制造方法_2

文档序号:8866492阅读:来源:国知局
的信号变换成提供到负载22的数字接收信号(RX)。在一些实施例中,耦合器25可形成来自总线16的输出电压VF。在一个实施例中,耦合器25可将输出电压VF供应到负载22。负载22还可包括电源23,电源23供应操作电压(Vdd),以供应操作电力来操作耦合器25的电路的一些部分。在其它实施例中,电源23可位于装置20内的其它位置或者在装置20的外部。
[0046]图2是具有示出在耦合器25操作期间可形成的一些信号的图线的曲线图。横坐标指示时间并且纵坐标指示图示信号的增加值。图线72示出导体17相对于导体18的电压的一个示例实施例。图线73示出响应于用图线72示出的信号由耦合器25形成的接收信号(RX)的一个示例实施例。
[0047]图线137、138和139示出在一些实施例中可由耦合器25形成的其它信号的示例实施例。下文中,将进一步说明图线137、138和139。
[0048]对于总线16是KNX总线的示例实施例,图线72示出信息的I位单元的时间间隔期间总线16上的逻辑“O”并且之后是包括形成在总线16上的逻辑“I”的位单元的至少一部分的示例。在用箭头71示出的位单元时间间隔期间执行数据的位的发送。在稳态状况下,导体17通常具有如TO时的图线72示出的相对于导体18的DC电压电平(V)。DC电压电平(V)的值可具有在大致21伏(21V)至大致32伏(32V)的范围内的实施例。通过减小如图线72的时间Tl至T2之间示出的位单元时间间隔的第一部分中的导体17的电压电平,然后允许导体17的电压增加并且允许瞬变在如时间T2至T3之间示出的位单元的时间段的最后基本上消失,形成逻辑“O”。信号在时间Tl至T2之间的部分被称为信号的有效部分并且导体17的较低电压被称为信号的有效脉冲。实施例可包括:在时间T2至T3之间示出的位单元的时间段过去之前,导体17相对于导体18的电压电平可返回到大体DC稳态值。本领域的技术人员应该理解,电压电平可不返回到精确的稳态值,而返回到接近稳态值的值。在位单元时间间隔期间,在稳态DC电压(V)的值基本上没有变化时,可发送逻辑“I”。此操作是KNX总线领域的技术人员熟知的。
[0049]图3示意性示出可以是图1中示出的总线耦合器25的替代实施例的总线耦合器26的一部分的实施例的示例。总线耦合器26具有被构造为耦合到总线16的输入端28和29。在一个示例实施例中,输入端28可被构造为耦合到总线16的导体17并且输入29可被构造为耦合到总线16的导体18。总线耦合器26还包括被构造为提供输出电压(VF)的输出端31。输出端31被构造为耦合到输出电容器36并且形成电容器36上的输出电压。电容器36通常连接在输出端31和复位端(return) 34之间,以形成用于输出电压(VF)的存储装置。在一些实施例中,电容器36可在耦合器26外部并且可经由端子37连接到输出端31并且经由端子38连接到复位端34。在一些实施例中,可省去端子38并且电容器36可连接到输入端29。耦合器26的输出端32被构造为提供用于发送到负载22的接收信号(RX) ο输入端33被构造为从与耦合器26耦合的负载(诸如,例如,负载22)接收数字发送信号(TX)。耦合器26的复位端(RTN) 34通常被构造为形成对于由耦合器26形成的信号的公共参考电压。在一个示例实施例中,复位端(RTN) 34可被构造为耦合到总线16的导体18。在一些实施例中,复位端(RTN) 34可连接到公共地参考。
[0050]在一个实施例中,耦合器26可包括接收器电路41,接收器电路41被构造为从输入端28接收信号并且在输出端32形成数字接收信号(RX)。在一个实施例中,耦合器26还可包括发送器电路40,发送器电路40被构造为从输入端33接收数字发送信号(TX)并且驱动输入端28以在总线16上形成发送信号。
[0051 ] 耦合器26包括电压控制电路45,电压控制电路45被构造为形成电流48并且调节形成在输出端31的输出电压(VF)的值。电路45的实施例可包括调节电流源47,调节电流源47被构造为从输入端28接收信号并且形成提供到输出端31的电流48。电路45还可具有实施例,其中,电流45被构造为控制电流48的值,以调节输出电压(VF)的值。电流源47的实施例可被构造为响应于控制信号52的值,调节或变化电流48的值。电路45可包括可被构造为在不顾及输入端28上接收的电压的情况下将输出电压(VF)调节成大体恒定值的实施例,或者在另一个实施例中被构造为将输出电压(VF)调节成可根据输入端28上接收的电压的值而变化的值。另一个实施例可包括以使得输出电压(VF)跟踪输入端28上接收的电压的值的方式调节输出电压。在一些实施例中,电路45还可包括电流控制电路51,电流控制电路51控制电流48每单位时间的最大变化速率和/或在一些实施例中可控制电流48的绝对最大值。
[0052]在一些实施例中,耦合器26可包括防止来自输出电压VF的电流流回到耦合器26中的限制装置(blocking device)或块44。在替代的可选实施例中,親合器26还可包括可在某些条件下将电流从电路45转向(shunt)复位端34的可选电流切换电路或旁路电路
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[0053]耦合器26还包括第二电压控制电路54。电路54的实施例可被构造为将形成在电流源47两端的电压46调节成保持电流源47操作的值。用箭头以一般方式示出电压46。在一个示例实施例中,电路54可被构造为控制电压46达到有助于电流源47像受控电流源一样操作的值,该受控电流源具有受控制信号52控制的值。实施例可包括电路54被构造为控制电压46达到不小于保持阈值的值,该阈值保持电流源47操作,以响应于电流源47接收的控制信号来控制电流48的值。
[0054]对于包括MOS晶体管的电流源47的非限制示例实施例,如果电压46的值减小得太多,则MOS晶体管可开始像电阻器一样操作,而非像MOS晶体管一样操作。因此,电流值将随后随电流源两端的电压变化而变化,而非响应于电流源接收的控制信号而变化。
[0055]因此,通过控制电压46的值达到不小于电流源47的阈值的值,有助于电流源47像受控电流源一样操作,受控电流源具有响应于电流源47接收的控制信号而变化的电流值。替代实施例可包括电路54可被构造为控制电压46的值达到形成电流源47的高输出阻抗的阈值。电路54包括调节器电路55和形成电流57的调节电流源56。调节器电路55被构造为接收电压46并且调节电流源57的值,以保持电压46的值大于阈值。在一个实施例中,电流57可以是电流48的一部分。
[0056]图4示意性示出限制装置或块44可利用的装置的示例。在一个示例实施例中,块44可以是二极管,其连接在节点43和输出端31之间,使得电流可从电力源47流向输出端31。块44可具有选择性启用的装置的替代实施例(诸如,例如,晶体管),选择性启用的装置可被选择性启用以允许电流48响应于控制信号流向输出VF。对于包括电路60的实施例,块44可连接在节点43和电路60之间或者在另一个实施例中可连接在电路60和输出端31之间。
[0057]图5示意性示出作为耦合器25和26的替代实施例的总线耦合器61的一部分的实施例的示例。耦合器61与耦合器25和26基本上类似,不同的是,耦合器61包括可以是电路45的替代实施例的电压控制电路62和可以是电路54的替代实施例的电压控制电路67。耦合器61具有不包括电路60的实施例,电路60是耦合器26的可选电路。
[0058]电路62的实施例可包括放大器64,放大器64被构造为形成误差信号(ES),误差信号(ES)代表从输入端28接收的电压的值和输出端31上的输出电压(VF)的值之差。利用误差信号(ES)调节输出电压的值。放大器64被构造为接收来自输入端28的电压和输出电压(VF)并且形成误差信号(ES)。在一些实施例中,电路62可包括偏置电路65,偏置电路65形成偏置电压以将输入端28和输出端31的电压之差调节成偏置电路65的偏置电压的值。例如,可将输出电压与偏置电压相加。来自偏置电路65的偏置电压的值可具有代表电压46的值的实施例,该值有助于电流源47像可变电流源(诸如,响应于控制信号具有可变电流值的电流源)一样正常操作。电路67可具有包括放大器68和电流源56的实施例。电路67的实施例还可包括提供可变偏置电压的可变偏置电路70。用虚线示出可变偏置电路70。
[0059]当装置在总线16上发送逻辑“O”时,输入端28上的电压值减小。然而,输出端31上的输出电压的值可不减小,因此电流源47两端的电压46的值可改变,这样可影响电流源47的操作或电流48的值。例如,输入端28的值可减小成可企图将电压46减小成小于电压46的阈值的值。然而,电路67被构造为调节电压46的值达到不小于电流源47的阈值的值。在一个实施例中,放大器68可形成控制信号69,以响应于电压46的值变化来控制电流57的值。在一个非限制实例实施例中,随着电压46的值减小,电路67使电流57的值增大。增大的电流57使电流48的一部分传导通过电流源56并且保持电压46处于不小于电流源47的阈值的值。实施例可包括电路67可被构造为调节电流57的值,以保持电压46处于有助于电流源47像电流源一样操作的值。在另一个实施例中,电路67可被构造为调节电流57的值,以保持电压46处于提供电流源47的高输出阻抗的值。
[0060]电路67的另一个实施例可被构造为根据电流48的值调节电压46的值。电路67的实施例可包括用虚线示出的可选偏置电路70,偏置电流70具有根据电流48的值而变化的电压。电路70可被构造为从电路62接收控制信号,该控制信号代表控制电流源47来提供的电流48的值。控制信号可改变由偏置电路70形成的偏置电压的值,使得电路67根据电流48的值调节电压46的值。在一个实施例中,信号52的值可代表控制电流源47来形成的电流48的值,因此,信号52可用于根据电流48的值控制电流57。
[0061]本领域的技术人员应该理解,增大电流48的值可意指电压46的值应该增大以支持增大的电流值,反之亦然。电路67被构造为,响应于电压46的值减小成使放大器68的正输入端超过负输入端这样的程度,增大电流57的值以保持电压46的值超过阈值。类似地,响应于电流48增大,电路67被构造为增大偏置电路70的电压。响应于放大器68的正输入端超过负输入端(诸如,例如,输出电压VF增大或输入端28上的电压减小),电路67被构造为增大电流57的值,以保持电压46的值超过电流源47的阈值。
[0062]如果电压46的值保持恒定或增大,则电路67被分别构造为使电流57的值保持恒定或减小。电路67被构造为响应于电流48分别具有恒定值或减小值,使电流57的值保持恒定或减小。电路67还被构造为分别响应于电流48具有恒定值或减小值,使偏置电路70的电压的值保持恒定或减小。
[0063]另一个可选实施例可包括:电路70包括阈值检测电路,使得电路70不提供电压,直到控制信号的值达到代表电流48的阈值的值。
[0064]在另一个实施例中,电路67可被构造为根据电路62正尝试实现的电流48的所需值来调节电压46的值。在一个实施例中,来自放大器64的误差信号(ES)可代表电流48的所需值。误差信号(ES)可用作控制信号,以
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