数字信号输入电路的制作方法

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及数字信号输入电路。

背景技术：

随着数据传输业务需求的增加，集成电路(integratedcircuit，ic)芯片间的互连变得越来越重要。不同的芯片之间需要连接电平转换电路，以实现不同芯片之间的数字信号的电平转换。

图1示出了数字信号输入电路的示意性电路图。从图1所示的电路图100中可以看出，数字信号从数字输入端口(digtalin，di)输入，经过电阻r1和电阻r2分压输入隔离电路110，通过隔离电路中的发光二极管120判断该数字信号的电平为高电平或低电平，最终通过上拉电阻r3将该数字信号的电平转换至目标芯片能支持的电平，该数字信号从数字输出端口(digtalout，do)输出，并输入目标芯片。在该电路100中，通过隔离电路中的发光二极管判断数字信号的电平为高电平或低电平。然而，发光二极管对于电平的判断精度比较低，容易在对数字信号进行电平转换时出现转换错误。

技术实现要素：

本申请提供一种数字信号输入电路，以提高数字信号电平转换时的正确率。

第一方面，提供一种数字信号输入电路，包括：隔离电路和电压判决电路，其中：所述隔离电路的输入端的第一端口与数字信号的输入端相连，所述隔离电路的输出端与所述数字信号的输出端相连，所述隔离电路处于通路时所述隔离电路用于输出第一电平，或所述隔离电路处于断路时所述隔离电路用于输出第二电平；所述电压判决电路，所述电压判决电路的输入端的第二端口与所述数字信号的输入端相连，所述电压判决电路的输出端与所述隔离电路的输入端相连，所述电压判决电路用于根据所述数字信号的电平确定所述隔离电路处于通路或断路。

该数字信号输入电路，通过电压判决电路确定数字信号的电平，避免了现有技术中通过发光二极管确定数字信号的电平，从而提高了数字信号电平转换时的正确率。

在一种可能的实现方式中，所述电压判决电路包括电压比较器，所述电压比较器的第一输入端与所述数字信号的输入端相连，且所述电压比较器的第二输入端与参考电压源相连，所述电压比较器的输出端与开关器件相连，其中，所述电压比较器用于根据所述数字信号的电平与所述参考电压源的电平的高低关系控制所述开关器件的通断状态，所述开关器件用于控制确定所述隔离电路处于通路或断路。

可选地，所述电压比较器的第一输入端为同相输入端，所述电压比较器的第二输入端为反相输入端。

该方案中，通过电压判决电路中的电压比较器确定数字信号的电平，避免了现有技术中通过发光二极管确定数字信号的电平，从而提高了数字信号电平转换时的正确率。

进一步的，通常情况下，电压比较器支持的数字信号的电平范围比发光二级管支持的数字信号的电平范围大，也就是说，该方案提供的数字信号输入电路相比现有技术中的数字信号输入电路可以支持的数字信号的电平转换范围更大。

可选地，所述电压比较器的第一输入端为同相输入端，所述电压比较器的第二输入端为反相输入端。

上述开关器件可以是三极管或金属-绝缘体-半导体(metaloxidesemiconductor，mos)场效应晶体管。

可选地，所述电压判决电路包括电压比较器，所述电压比较器的第一输入端与所述数字信号的输入端相连，所述电压比较器的第二输入端与参考电压源相连，所述电压比较器的输出端通过控制器与开关器件相连，所述电压比较器通过所述控制器控制所述开关器件的通断状态，所述开关器件的通断可以控制所述隔离电路处于通路或断路。

在一种可能的实现方式中，所述开关器件为三极管，所述电压比较器的输出端与所述三极管的基极相连，所述三极管的集电极与所述隔离电路相连，所述三极管的发射级接地。

在一种可能的实现方式中，所述电压判决电路还包括电阻分压电路，所述电阻分压电路的输入端与所述数字信号的输入端相连，所述电阻分压电路的输出端与所述电压比较器的同相输入端相连，所述电阻分压电路用于对所述数字信号进行分压。

该方案中，通过电阻分压电路对数字信号进行分压后输入电压比较器，在该电压比较器所支持的电平范围一定的情况下，在一定程度上，扩大电压比较器所支持的数字信号的电平范围。

进一步地，还可以通过调节电阻分压电路中的电阻阻值，调整改数字信号输入电路所支持的数字信号的电平范围。

在一种可能的实现方式中，所述隔离电路的集电极包括光电三极管，所述光电三极管的输出端通过上拉电阻与电源相连，且所述光电三极管的输出端与所述数字信号的输出端相连，所述电源用于为所述上拉电阻提供电压将所述数字信号的电平转换至所述第一电平或所述第二电平。

该方案中，通过与光电三极管的输出端相连的上拉电阻调整数字信号的电平，将该数字信号的电平调整至目标芯片所支持的电平。

在一种可能的实现方式中，所述隔离电路的集电极包括光电三极管，所述光电三极管的输入端通过上拉电阻与电源相连，且所述光电三极管的输入端于所述数字信号的输出端相连，所述电源用于为所述上拉电阻提供电压将所述数字信号的电平转换至所述第一电平或所述第二电平。

该方案中，通过与光电三极管的输入端相连的上拉电阻调整数字信号的电平，将该数字信号的电平调整至目标芯片所支持的电平。

在一种可能的实现方式中，所述数字信号输入电路还包括恒流源电路，所述隔离电路的发射级包括发光二极管，所述恒流源电路的输入端与所述数字信号的输入端相连，所述恒流源电路的输出端与所述隔离电路的发光二极管相连，所述恒流源电路用于为所述发光二极管提供恒定的电流。

可选地，所述恒流源电路封装在恒流源芯片中。

该方案中，通过恒流源电路为发光二极管提供恒定的电流，以保证该发光二极管正常工作。

在一种可能的实现方式中，所述恒流源电路包括第一三极管，第二三极管和电阻，所述第一三极管的型号和所述第二三极管的型号相同，所述第一三极管与所述电阻和第二三极管所在的支路并联在所述恒流源电路的输入端和输出端之间。

该方案中，利用型号相同的三极管的be结电压较接近的特性，为发光二极管提供恒定的电流，可以保证该发光二极管正常工作。

附图说明

图1示出了现有技术中数字信号输入电路的示意性电路图。

图2示出了本发明实施例的数字信号输入电路的示意性电路图。

图3示出了本发明实施例的电压判决电路的原理的示意性电路图。

图4示出了本发明另一实施例的电压判决电路的原理的示意性电路图。

图5示出了本发明另一实施例的数字信号输入电路的原理的示意性电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，介绍本发明实施例中的技术方案。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2示出了本发明实施例的数字信号输入电路的示意性电路图。图2所示的电路图200包括：电压判决电路210和隔离电路220。

隔离电路220，所述隔离电路的输入端的第一端口与数字信号的输入端相连，所述隔离电路的输出端与所述数字信号的输出端相连，所述隔离电路处于通路时所述隔离电路用于输出第一电平，或所述隔离电路处于断路时所述隔离电路用于输出第二电平；

电压判决电路210，所述电压判决电路的输入端与所述数字信号的输入端相连，所述电压判决电路的输出端与所述隔离电路的输入端的第二端口相连，所述电压判决电路用于根据所述数字信号的电平确定所述隔离电路处于通路或断路。

上述数字信号可以指携带数字量的信号。

上述电压判决电路可以根据数字信号的电平确定隔离电路处于通路或断路，以控制隔离电路输出的该数字信号的电平。例如，当电压判决电路确定该数字信号为高电平时，电压判决电路控制隔离电路处于断路，隔离电路的输出端可以将该数字信号的高电平调节到芯片可支持范围内的低电平；当电压判决电路确定该数字信号为低电平时，电压判决电路控制隔离电路处于通路，隔离电路的输出端可以将该数字信号的低电平调节到芯片可支持范围内的高电平。

隔离电路可以将数字信号的电平转换为目标芯片可以支持的范围内的第一电平或第二电平，该第一电平可以指该目标芯片可支持范围内的高电平，相应的，该第二电平可以指目标芯片可支持范围内的低电平；或该第一电平可以指该目标芯片可支持范围内的低电平，相应的，该第二电平可以指目标芯片可支持范围内的高电平。

上述电路在将数字信号的电平转换为芯片能支持的电平时，还包括将该数字信号的高电平转换成芯片能支持的低电平，将数字信号的低电平转换成芯片能支持的高电平。

上述隔离电路可以是光电耦合电路，该光电耦合电路通常是以光为媒介传输电信号的器件，通常把发光器(例如，红外线发光二极管)与受光器(例如，光敏半导体管)封装在同一管壳内，当发光器所在的输入端(即发射极)有输入时，该发光器发光线，受光器所在的输出端(即集电极)接收光线，产生光电流，从隔离电路的输出端输出，实现“光电光”的转换，在隔离电路的输入端和隔离电路的输出端实现了电气隔离。

可选地，上述隔离电路可以是光耦电路，上述隔离电路的输入端的第一端口可以指与光耦电路中的发光二极管的正极相连的端口，隔离电路的输入端的第二端口可以指与该发光二级管的负极相连的端口；上述隔离电路的输入端的第一端口还可以指与光耦电路中的发光二极管的负极相连的端口，隔离电路的输入端的第二端口可以指与该发光二级管的正极相连的端口。图1所示的数字信号输入电路仅以电压判决电路的输出端通过隔离电路的输入端的第二端口与隔离电路相连为例。本发明对于电压判决电路与隔离电路的连接形式不作具体限定。

上述图1所示的数字信号输入电路，为了下文方便描述称为支路，该支路可以实现将高电平的数字信号转换成低电平的数字信号，该支路还可以调整数字信号的电平以适应目标芯片所支持的数字信号的电平范围。

可选地，作为一个实施例，所述电压判决电路包括电压比较器，所述电压比较器的第一输入端与所述数字信号的输入端相连，所述电压比较器的第二输入端与参考电压源相连，所述电压比较器的输出端与开关器件相连，其中，所述电压比较器用于根据所述数字信号的电平与所述参考电压源的电平的高低关系控制所述开关器件的通断状态，所述开关器件用于控制所述隔离电路处于通路或断路。

上述开关器件可以是三极管或mos管等器件。

可选地，所述电压比较器的第一输入端为同相输入端，所述电压比较器的第二输入端为反相输入端。具体地，若数字信号的电平高于参考电压源的电压时，电压比较器输出高电平的数字信号；若数字信号的电平低于参考电压源的电压时，电压比较器输出低电平的数字信号。

可选地，所述电压比较器的第一输入端为反相输入端，所述电压比较器的第二输入端为同相输入端。具体地，若数字信号的电平高于参考电压源的电压时，电压比较器输出低电平的数字信号；若数字信号的电平低于参考电压源的电压时，电压比较器输出高电平的数字信号。

可选地，所述电压判决电路包括电压比较器，所述电压比较器的第一输入端与所述数字信号的输入端相连，所述电压比较器的第二输入端与参考电压源相连，所述电压比较器的输出端通过控制器与开关器件相连，所述电压比较器通过所述控制器控制所述开关器件的通断状态，所述开关器件的通断可用于控制所述隔离电路处于通路或断路。

上述开关器件可以是三极管或mos管；上述控制器可以是微控制单元(microcontrollerunit，mcu)，上述控制器还可以是其他可以通过开关器件控制隔离电路处于通路或断路的器件，本发明实施例对于控制器的具体实现形式不做限定。

可选地，所述电压比较器的输出端与三极管的基极相连，所述三极管的集电极与所述隔离电路相连，所述三极管的发射级接地，所述电压比较器通过所述三极管控制所述隔离电路处于通路或断路。

例如，图3示出了本发明实施例的电压判决电路的原理的示意性电路图。应理解，图3所示的电路300可以位于图2中211的位置。数字信号的输入端口与电压比较器310的同相输入端相连，该电压比较器310的反相输入端连接参考电压源，该电压比较器的输出端通过电阻r与三极管320的基极相连，其中，电阻r可以用于调节电压比较器输出的电压。该三极管的集电极与隔离电路的输入端相连(图3中未示出)，该三级管的发射级可以接地。

当数字信号的输入端口输入的数字信号的电平高于参考电压源的电压，该电压比较器输出高电平的数字信号，该高电平可以作为三极管发射级的电压，当该高电平的电压高于三极管的pn结的导通电压时，该三极管处于导通状态，即与三极管相连的隔离电路的输入端所在的支路处于导通状态，也就是说，隔离电路中的光电二极管导通。

上述电压判决电路仅作为实现电压判决的原理的示意性电路图。在实现的过程中，可以对上述电路图进行各种变换，还可以在上述电路图中增加新增的器件，本发明对于电压判决电路的连接方式不做具体限定。

上述电压判决电路在实现的过程中，可以通过电压判决电路的专用芯片实现，或者通过运算放大电路实现，本发明对于电压判决电路的实现形式不做具体限定。

可选地，所述电压判决电路还包括电阻分压电路，所述电阻分压电路的输入端与所述数字信号的输入端相连，所述电阻分压电路的输出端与所述电压比较器的同相输入端相连，所述电阻分压电路用于对所述数字信号进行分压。

例如，图4示出了本发明另一实施例的电压判决电路的原理的示意性电路图。应理解，图4所示的电路图和图3所示的电路图中相同的器件，使用相同的附图标记，并且为了简洁，在此不再具体介绍。

图4所示的电压判决电路400在图3所示的电压判决电路300的基础上，增加了电阻分压电路410。从图4所示的电阻分压电路410中可以看出，该电阻分压电路可以包括第一电阻420，第二电阻440，第一电阻的一端与数字信号的输入端相连，第一电阻与第二电阻串联，该电阻分压电路的输出端与电压比较器310的同相输入端相连。当数字信号从输入端输入后，经过串联的第一电阻和第二电阻进行分压，并从第一电阻和第二电阻之间的输出端430输出。

电阻分压电路中的第一电阻和第二电阻的阻值可以根据电压比较器的相关性能参数进行设置，本发明对此不做具体限定。

上述电阻分压电路用于对数字信号的电平进行分压，以扩大数字信号的电压范围，本发明对于分压电路的形式不做具体限定，还可以是其他可以用于分压或稳压的电路。

当第一电阻420的阻值为r1时，第二电阻的阻值为r2，且电压比较器的参考电压源的电压为vref，目标芯片能支持的最大电压为vmax，则该电压判决电路能支持的数字信号的电压范围可以为vref×(r1+r2)/r2到vmax×(r1+r2)/r2，其中，当数字信号的电平低于vref时，该电压比较器不工作。

可选地，所述隔离电路的集电极包括光电三极管，所述光电三极管的输出端通过上拉电阻与电源相连，且所述光电三极管的输出端与所述数字信号的输出端相连，所述电源用于为所述上拉电阻提供电压将所述数字信号的电平转换至所述第一电平或所述第二电平。

例如，当隔离电路输出的电平低于目标芯片能支持的电压范围时，可以用上拉电阻提供电流分量，将数字信号的电平“拉高”以满足目标芯片所能支持的电平。

可选地，作为一个实施例，所述数字信号输入电路还包括恒流源电路，所述隔离电路的发射级包括发光二极管，所述恒流源电路的输入端与所述数字信号的输入端相连，所述恒流源电路的输出端与所述隔离电路的发光二极管相连，所述恒流源电路用于为所述发光二极管提供恒定的电流。

上述恒流源电路可以通过晶体管实现，或者可以通过场效应实现，或者也可以通过并联稳压器实现，本发明对于恒流源电路的实现形式不做具体限定。

可选地，所述恒流源电路包括型号相同的两个三极管和电阻，所述两个三极管包括第一三极管和第二三极管，所述第一三极管与所述电阻和第二三极管所在的支路并联在所述恒流源电路的输入端和输出端之间。

图5示出了本发明另一实施例的数字信号输入电路的原理的示意性电路图。应理解，图5所示的电路中的器件于图2所示的电路图中的器件使用相同的附图标记，为了简洁，在此不再赘述。图5所示的电路图500中包括恒流源电路的示意性电路图510。从图5中可以看出，恒流源电路510包括两个型号相同的三极管511和三极管512，该恒流源电路可以利用三极管511和三极管512相对稳定的基极(又称b极)与发射极(又称e极)之间的电压(be结电压)，以及电阻r5，为隔离电路220中的光电二极管提供相对恒定的电流。

图5所示的恒流源电路510的示意性电路图中，可以对恒流源电路中的器件作变换，还可以增加其他的器件提高恒流源电路的性能，本发明对于恒流源电路的连接形式不做具体限定。

应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。