一種數(shù)字信號復(fù)用電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)字信號復(fù)用電路，三極管的集電極、第五電阻、二極管和第一電源依次連接，三極管的基極通過第七電阻接地，三極管的基極通過第一電阻接輸入端，三極管的集電極通過第二電阻連接第四電阻，輸入端通過第三電阻和第四電阻連接比較器的反相輸入端，第三電阻和第四電阻之間分別通過電容接地和通過第六電阻接地，輸入端連接第三電源，比較器的同相輸入端、第八電阻和第二電源依次連接，比較器的同相輸入端通過第九電阻接地，比較器的電源端連接第四電源，輸出端通過第十電阻接地。本發(fā)明滿足客戶對DI_L/H需求的不同數(shù)量，滿足產(chǎn)品的兼容性；對于產(chǎn)品插頭端口資源有限，DI_L/H復(fù)用電路較好的滿足了端口的使用有效性。
【專利說明】一種數(shù)字信號復(fù)用電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路技術(shù)，尤其涉及一種數(shù)字信號復(fù)用電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車及工程機(jī)械的車輛控制器或者檢測儀器儀表中，需要輸入大量的傳感器信號，而傳感器信號大部分是一些數(shù)字信號，就需要把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為控制芯片可接收的TTL電平，因此將數(shù)字輸入信號轉(zhuǎn)換為TTL電平的轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用變得非常普遍。
[0003]當(dāng)前輸入的數(shù)字信號一般為低有效或高有效兩種信號狀態(tài)即DI_L/H，一般的設(shè)計(jì)是分別針對低有效信號對應(yīng)低有效信號轉(zhuǎn)換的電路，高有效信號對應(yīng)高有效信號的轉(zhuǎn)換電路。但是如此一來，產(chǎn)品對于DI_L/H需求數(shù)量的兼容性上，以及端口資源有限需要端口電路的復(fù)用性上就不能滿足要求了，而一般的DI_L/H電路如圖1a和圖1b所示，如圖中所示電路，DI_L輸入為有效低電平時(shí)，經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換，MCU輸入端為高電平；DI_H輸入為有效高電平時(shí)，經(jīng)過電路轉(zhuǎn)換，MCU輸入端為低電平，兩種電路不能復(fù)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字信號復(fù)用電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種數(shù)字信號復(fù)用電路，設(shè)于輸入端Vin與輸出端Vout之間,其中,包括第一電源V1、第二電源V2、第三電源V3、第四電源V4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、比較器、三極管Q1、二極管Dl和電容Cl，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的集電極、所述第五電阻R5、所述二極管Dl和所述第一電源Vl依次連接，所述三極管Ql的基極通過所述第七電阻R7接地，所述三極管Ql的基極通過所述第一電阻Rl接所述輸入端Vin，所述三極管Ql的集電極通過所述第二電阻R2連接所述第四電阻R4，所述輸入端Vin通過所述第三電阻R3和所述第四電阻R4連接所述比較器的反相輸入端，所述第三電阻R3和所述第四電阻R4之間分別通過所述電容Cl接地和通過所述第六電阻R6接地，所述輸入端Vin連接所述第三電源V3，所述比較器的同相輸入端、所述第八電阻R8和所述第二電源V2依次連接，所述比較器的同相輸入端通過所述第九電阻R9接地，所述比較器的電源端連接所述第四電源V4，所述比較器的輸出端Vout通過所述第十電阻RlO接地。
[0007]上述數(shù)字信號復(fù)用電路，其中，所述第一電阻Rl為68ΚΩ，所述第二電阻R2為680 Ω，所述第三電阻R3為47K Ω，所述第五電阻R5為100K Ω，所述第六電阻R6為120K Ω，所述第七電阻R7為5.7K Ω，所述第八電阻R8為100K Ω，所述第九電阻R9為82K Ω，所述第十電阻RlO為47ΚΩ，所述電容Cl為10PF，所述第一電源為5V，所述第二電源為5V，所述第三電源為40V，所述第四電源為5V。
[0008]上述數(shù)字信號復(fù)用電路，其中，所述三極管Ql為NPN型，所述三極管Ql的基極-發(fā)射極導(dǎo)通壓降為0.7V，所述二極管Dl的正向壓降為0.5V。
[0009]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0010]1、滿足客戶對DI_L/H需求的不同數(shù)量，滿足產(chǎn)品的兼容性；
[0011]2、對于產(chǎn)品插頭端口資源有限，DI_L/H復(fù)用電路較好的滿足了端口的使用有效性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0013]圖1a示出了現(xiàn)有技術(shù)中低有效信號轉(zhuǎn)換電路示意圖；
[0014]圖1b不出了現(xiàn)有技術(shù)中聞有效彳目號轉(zhuǎn)換電路不意圖；
[0015]圖2示出了本發(fā)明數(shù)字信號復(fù)用電路的電路示意圖；
[0016]圖3a示出了本發(fā)明數(shù)字信號復(fù)用電路在Vin = O時(shí)的等效電路圖；
[0017]圖3b示出了本發(fā)明數(shù)字信號復(fù)用電路在無Vin輸入時(shí)的等效電路圖；
[0018]圖3c示出了本發(fā)明數(shù)字信號復(fù)用電路在36V ^ Vin ^ 8V時(shí)的等效電路圖；
[0019]圖3d示出了本發(fā)明數(shù)字信號復(fù)用電路在8V > Vin > OV時(shí)的等效電路圖；
[0020]圖3e示出了圖3d的局部放大圖；
[0021]圖3f示出了圖3d中當(dāng)5V第一電源作用時(shí)的等效電路圖；
[0022]圖3g示出了本發(fā)明數(shù)字信號復(fù)用電路在8V > Vin > OV時(shí)Ul和Vin的關(guān)系曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相
互組合。
[0025]參看圖2所示，本發(fā)明數(shù)字信號復(fù)用電路設(shè)于輸入端Vin與輸出端Vout之間，具體包括第一電源V1、第二電源V2、第三電源V3、第四電源V4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、比較器、三極管Q1、二極管Dl和電容Cl，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極、第五電阻R5、二極管Dl和第一電源Vl依次連接，三極管Ql的基極通過第七電阻R7接地，三極管Ql的基極通過第一電阻Rl接輸入端Vin，三極管Ql的集電極通過第二電阻R2連接第四電阻R4，輸入端Vin通過第三電阻R3和第四電阻R4連接比較器的反相輸入端，第三電阻R3和第四電阻R4之間分別通過電容Cl接地和通過第六電阻R6接地，輸入端Vin連接第三電源V3，比較器的同相輸入端、第八電阻R8和第二電源V2依次連接，比較器的同相輸入端通過第九電阻R9接地，比較器的電源端連接第四電源V4，比較器的輸出端Vout通過第十電阻RlO接地。[0026]電路圖中電阻阻值變化時(shí)，Vin的臨界值會隨之變化，因此在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中所選取的電阻值均為選例，具體地，第一電阻Rl為68ΚΩ，第二電阻R2為680Ω，第三電阻R3為47K Ω，第五電阻R5為100K Ω，第六電阻R6為120K Ω，第七電阻R7為5.7K Ω，第八電阻R8為100ΚΩ，第九電阻R9為82ΚΩ，第十電阻RlO為47ΚΩ，電容Cl為10PF。第一電源為5V，第二電源為5V，第三電源為40V，第四電源為5V。具體到產(chǎn)品型號，三極管Ql采用Q2N3904，二極管Dl采用D1N4007，比較器采用LM2902/NS。
[0027]進(jìn)一步的，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，三極管Ql為NPN型，三極管Ql的基極-發(fā)射極導(dǎo)通壓降為0.7V，二極管Dl的正向壓降為0.5V。繼續(xù)參看圖2所示，電路為運(yùn)放構(gòu)成比較器電路輸出，其中正向參考電Uref = 5*(82/(100+82)) = 2.25V，當(dāng)U- < Uref時(shí)，Vout=5-1.5 = 3.5V,當(dāng) U- > Uref 時(shí)，Vout = 0V。
[0028](I)當(dāng)Vin = OV時(shí),三極管Ql不導(dǎo)通，電路如圖3a所示,貝丨J:
[0029]Ul = (5-VD1) * ((R3//R6) / (R5+R2+ (R3//R6))) = (5-0.5) * ((47//120) /(100+0.68+(47//120))) = 1.13V
[0030]故:U1= U- < Uref 時(shí)，Vout = 5-1.5 = 3.5V, Vout 為高電平
[0031](2)當(dāng)無Vin輸入時(shí)，三極管Ql不導(dǎo)通，電路如圖3b所示，則:
[0032]Ul = (5/(100+0.68+120)) *120 = 2.7V > 2.25V, Vout = OV
[0033](3)當(dāng)36V≤Vin≤8V時(shí)，三極管Ql導(dǎo)通，電路如圖3c所示，則:
[0034]36V* (R2/(R3+R2)) ^ Ul ^ 8V* (R2/(R3+R2))(此處的 R6 作用忽略)，即
0.51V ≤ Ul ≤ 0.114V
[0035]故:U1= U- < Uref 時(shí)，Vout = 5-1.5 = 3.5V, Vout 為高電平
[0036](4)當(dāng)8V > Vin > OV時(shí)，三極管Ql不通，電路如圖3d所示，則:
[0037]依據(jù)疊加原理，電壓源短路原則，當(dāng)Vin作用時(shí)，電路如圖3e所示，Ull =Vin*(R6/(R3+R6)) = 0.718Vin。
[0038]而當(dāng)5V第一電源作用時(shí)，電路如圖3f所示。
[0039]U12 = (5-VD1) * (R3//R6) / (R5+R2+ (R3//R6)) = (5-0.5) * (47//120) /(100+0.68+(47//120)) = 1.13V
[0040]Ul = U11+U12 = 0.718Vin+l.13，即 Ul = 0.718Vin+l.13 (曲線如圖 3g 所示)
[0041]則當(dāng)Ul = U-≤ Uref 即 0.718Vin+l.13 ( 2.25V Vin ( 1.56V
[0042]故Vin < 1.56V (U1 =U-^ Uref) Vout 高電平
[0043]8V > Vin > 1.56V (Ul = U- > Uref) Vout 低電平
[0044]綜上所述:
[0045]當(dāng)Vin > 8V 或 Vin < 1.56V, Vout 高電平
[0046]當(dāng)8V > Vin > 1.56V, Vout 低電平
[0047]從而可以實(shí)現(xiàn)DI_L/H復(fù)用電路的作用，即
[0048]DI_L:
[0049]有Vin < 1.56V 時(shí)，Ul < 2.25V, Vout = 3.5V
[0050]無Vin 時(shí)，Ul = 2.7V > 2.25V, Vout = OV
[0051]DI_H:
[0052]有Vin > 8V 時(shí)，Ul < 2.25V, Vout = 3.5V[0053]無Vin 時(shí)，Ul = 2.7V > 2.25V, Vout = OV
[0054]需要指出的是，調(diào)節(jié)Uref的電壓值可以通過調(diào)節(jié)Vout輸出高低電平的轉(zhuǎn)折電壓(范圍在O—8V之間)來實(shí)現(xiàn)。
[0055]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限制于以上描述的具體實(shí)施例，其只是作為范例。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何等同修改和替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作出的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字信號復(fù)用電路，設(shè)于輸入端Vin與輸出端Vout之間，其特征在于，包括第一電源V1、第二電源V2、第三電源V3、第四電源V4、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、第十電阻R10、比較器、三極管Q1、二極管Dl和電容Cl，所述三極管Ql的發(fā)射極接地，所述三極管Ql的集電極、所述第五電阻R5、所述二極管Dl和所述第一電源Vl依次連接，所述三極管Ql的基極通過所述第七電阻R7接地，所述三極管Ql的基極通過所述第一電阻Rl接所述輸入端Vin，所述三極管Ql的集電極通過所述第二電阻R2連接所述第四電阻R4，所述輸入端Vin通過所述第三電阻R3和所述第四電阻R4連接所述比較器的反相輸入端，所述第三電阻R3和所述第四電阻R4之間分別通過所述電容Cl接地和通過所述第六電阻R6接地，所述輸入端Vin連接所述第三電源V3，所述比較器的同相輸入端、所述第八電阻R8和所述第二電源V2依次連接，所述比較器的同相輸入端通過所述第九電阻R9接地，所述比較器的電源端連接所述第四電源V4，所述比較器的輸出端Vout通過所述第十電阻RlO接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)字信號復(fù)用電路，其特征在于，所述第一電阻Rl為68KΩ，所述第二電阻R2為680 Ω，所述第三電阻R3為47K Ω，所述第五電阻R5為10K Ω，所述第六電阻R6為120ΚΩ，所述第七電阻R7為5.7ΚΩ，所述第八電阻R8為10K Ω，所述第九電阻R9為82ΚΩ，所述第十電阻RlO為47ΚΩ，所述電容Cl為10PF，所述第一電源為5V，所述第二電源為5V，所述第三電源為40V，所述第四電源為5V。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述數(shù)字信號復(fù)用電路，其特征在于，所述三極管Ql為NPN型，所述三極管Ql的基極-發(fā)射極導(dǎo)通壓降為0.7V，所述二極管Dl的正向壓降為0.5V。
【文檔編號】H03K19/0185GK104038208SQ201410270986
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】鄧武倉, 李強(qiáng), 楊國勛 申請人:上海華興數(shù)字科技有限公司