信号接收电路及数字电容隔离器的制作方法

本申请属于隔离器件，尤其涉及一种信号接收电路及数字电容隔离器。

背景技术：

1、目前，典型的数字电容隔离器由发射器、隔离电容以及接收器构成。无论收发电路采取何种调制方式，电容隔离器均采用成对的高压电容构成差分信号传输通道，对隔离电容两侧的共模压差进行抑制。数字电容隔离器允许隔离器的原边(即发射器)的参考地和隔离器的副边(即接收器)的参考地相互隔离，即，原边参考地电压与副边参考地低压可以存在一定压差。因此，隔离器广泛应用于浮地驱动系统以及有安规要求的电气隔离系统中。

2、然而，在发生cmt(common mode transient，共模瞬态)事件时，原边参考地与副边参考地之间的压差会在短时间内迅速抬高。在副边参考地的电压相对原边参考地升高时，共模电流将由副边向原边流动，使得接收器一端的共模电压下降，称为正向cmt事件；而副边参考地的电压相对原边参考地降低时，共模电流将由原边向副边流动，使得接收器一端的共模电压上升，称为负向cmt事件。

3、cmt所产生的共模噪声的一部分将会转化为差模噪声输入接收器，从而造成误码风险。即使最大程度改善收发电路的差分结构的匹配度，cmt事件也可能造成接收器一端的共模电压超出接收器的共模输入范围，导致信号无法正常解调。因此，有必要对cmt电流进行补偿。而相关技术中对cmt电流的补偿方式存在一定缺陷。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种信号接收电路及数字电容隔离器，能够改善相关技术中cmt电流补偿方式的缺陷。

2、第一方面，本申请实施例提供一种信号接收电路，信号接收电路与两个隔离电容的接收端连接；信号接收电路包括：

3、第一压控模块，与第一节点连接；第一节点为第一隔离电容的接收端，第一压控模块用于根据第一节点的电压生成第一电流；

4、第二压控模块，与第二节点连接；第二节点为第二隔离电容的接收端，第二压控模块用于根据第二节点的电压生成第二电流；

5、差分放大模块，与第一压控模块和第二压控模块连接，用于对第二节点和第一节点分别对应的两路差分信号进行交叉耦合放大；其中，在未发生cmt事件的情况下，第一电流和第二电流用于为差分放大模块提供偏置电流；在发生cmt事件的情况下，第一电流和第二电流用于对第一节点的电压和第二节点的电压进行补偿。

6、解调模块，与差分放大模块连接。

7、在一些实施例中，第一压控模块包括：

8、第一晶体管，第一晶体管的第一端与第一节点连接，第一晶体管的第二端与第一晶体管的栅极连接，第一晶体管的栅极与差分放大模块连接；

9、第一上拉单元和第一下拉单元，第一上拉单元与第一晶体管的第二端连接，第一下拉单元与第一晶体管的第一端连接；第一上拉单元和第一下拉单元用于在第一节点的电压增大的情况下生成第一电流以降低第一节点的电压，在第一节点的电压降低的情况下生成第一电流以增大第一节点的电压。

10、在一些实施例中，第二压控模块包括：

11、第二晶体管，第二晶体管的第一端与第二节点连接，第二晶体管的第二端与第二晶体管的栅极连接，第二晶体管的栅极与差分放大模块连接；

12、第二上拉单元和第二下拉单元，第二上拉单元与第二晶体管的第二端连接，第二下拉单元与第二晶体管的第一端连接；第二上拉单元和第二下拉单元用于在第二节点的电压增大的情况下生成第二电流以降低第二节点的电压，在第二节点的电压降低的情况下生成第二电流以增大第二节点的电压。

13、在一些实施例中，第一上拉单元包括第三晶体管，第一下拉单元包括第四晶体管，第二上拉单元包括第五晶体管，第二下拉单元包括第六晶体管；第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管以及第六晶体管为n型晶体管。

14、在一些实施例中，差分放大模块包括：

15、第七晶体管，第七晶体管的第一端与第二节点连接，第七晶体管的栅极与第二晶体管的栅极连接；

16、第八晶体管，第八晶体管的第一端与第一节点连接，第八晶体管的栅极与第一晶体管的栅极连接；

17、输出负载管，包括第九晶体管和第十晶体管，第九晶体管连接于电源端与第七晶体管的第二端之间，第十晶体管连接于电源端与第八晶体管的第二端之间。

18、在一些实施例中，差分放大模块还包括：

19、第一阻抗网络，包括第一电容和第一电阻，第一电容连接于第九晶体管的栅极与电源端之间，第一电阻连接于第九晶体管的栅极与第七晶体管的第二端之间；

20、第二阻抗网络，包括第二电容和第二电阻，第二电容连接于第十晶体管的栅极与电源端之间，第一电阻连接于第十晶体管的栅极与第八晶体管的第二端之间。

21、在一些实施例中，信号接收电路还包括：

22、第二级放大电路，连接于差分放大模块与解调模块之间。

23、在一些实施例中，信号接收电路还包括：

24、第一滤波电路和第二滤波电路，第一滤波电路连接于解调模块与第二滤波电路之间，第二滤波电路连接于第一滤波电路与逻辑输出端口之间；第一滤波电路和第二滤波电路分别用于在发生正向cmt或负向cmt的情况下，提升有效滤波时长。

25、在一些实施例中，第一滤波电路包括：

26、第一镜像电流源；

27、第一滤波单元，包括第一滤波电容，与解调模块连接；

28、两个正向滤波电流镜像晶体管，两个正向滤波电流镜像晶体管的栅极与第一压控模块连接，其中一个正向滤波电流镜像晶体管与第一滤波单元的放电端连接，另一个正向滤波电流镜像晶体管通过第一镜像电流源与第一滤波单元的充电端连接；

29、第二滤波电路包括：

30、第二镜像电流源；

31、第二滤波单元，包括第二滤波电容，与第一滤波电路连接；

32、两个负向滤波电流镜像晶体管，两个负向滤波电流镜像晶体管的栅极与第二压控模块连接，其中一个负向滤波电流镜像晶体管与第二滤波单元的充电端连接，另一个负向滤波电流镜像晶体管通过第二镜像电流源与第二滤波单元的放电端连接。

33、第二方面，本申请实施例提供了一种数字电容隔离器，包括信号发送电路、隔离电容以及第一方面的信号接收电路。

34、与现有技术相比，本申请实施例提供的信号接收电路及数字电容隔离器，通过设置第一压控模块和第二压控模块，能够分别根据第一节点的电压和第二节点的电压生成第一电流和第二电流。在未发生cmt事件时，第一电流和第二电流可以作为差分放大模块的偏置电流，起到为输入信号建立正常直流电压偏置的作用。在发生cmt事件时，由于第一节点和第二节点的电压发生变化，第一电流和第二电流能够分别对第一节点和第二节点流入或流出的电流进行补偿。在cmt事件所引起的电压变化幅度越大时，相应的第一电流和第二电流的补偿幅度也越大，从而能够在cmt事件中对第一节点和第二节点的电压实现一定的钳位，避免第一节点和第二节点的电压变化幅度过大，实现对cmt噪声的抑制。

技术特征：

1.一种信号接收电路，其特征在于，所述信号接收电路与两个隔离电容的接收端连接；所述信号接收电路包括：

2.根据权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，所述第一压控模块包括：

3.根据权利要求2所述的信号接收电路，其特征在于，所述第二压控模块包括：

4.根据权利要求3所述的信号接收电路，其特征在于，所述第一上拉单元包括第三晶体管，所述第一下拉单元包括第四晶体管，所述第二上拉单元包括第五晶体管，所述第二下拉单元包括第六晶体管；所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管以及所述第六晶体管为n型晶体管。

5.根据权利要求3所述的信号接收电路，其特征在于，所述差分放大模块包括：

6.根据权利要求5所述的信号接收电路，其特征在于，所述差分放大模块还包括：

7.根据权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，所述信号接收电路还包括：

8.根据权利要求1所述的信号接收电路，其特征在于，所述信号接收电路还包括：

9.根据权利要求8所述的信号接收电路，其特征在于，所述第一滤波电路包括：

10.一种数字电容隔离器，其特征在于，包括信号发送电路、隔离电容以及权利要求1-9中任一项所述的信号接收电路。

技术总结
本申请公开了一种信号接收电路及数字电容隔离器。信号接收电路与两个隔离电容的接收端连接；信号接收电路包括：第一压控模块，与第一节点连接，用于根据第一节点的电压生成第一电流；第二压控模块，与第二节点连接，用于根据第二节点的电压生成第二电流；差分放大模块，与第一压控模块和第二压控模块连接，用于对两路差分信号进行交叉耦合放大；未发生CMT事件时，第一电流和第二电流用于为差分放大模块提供偏置电流；发生CMT事件时，第一电流和第二电流用于对第一节点的电压和第二节点的电压进行补偿。解调模块，与差分放大模块连接。根据本申请实施例，能够实现对CMT噪声的抑制。

技术研发人员：杜睿
受保护的技术使用者：苏州华太电子技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8