專利名稱：網絡通信終端設備實現致命故障信號產生功能的電路結構的制作方法
技術領域 本實用新型涉及電子技術領域，特別涉及網絡通信設備電子電路領域，具體是指一種網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障(Dying Gasp)信號產生功能的電路結構。
背景技術：
在網絡通信終端產品中，致命故障(Dying Gasp)信號是指在系統(tǒng)輸入電壓無法滿足系統(tǒng)正常工作的時候，系統(tǒng)會自動發(fā)一個信號給局端，告訴局端該用戶端設備(CPE)電壓低到了要無法正常工作狀態(tài)了，局端作出相應反應，釋放原來安排給CPE的那條通道。
Dying Gasp功能是目前DSL/VDSL等通信終端產品上的必備功能。常用的系統(tǒng)Dyinggasp實現原理是一般芯片廠商在設計芯片的時候會設計一個Dying gasp性能模塊在芯片內，此模塊通過監(jiān)測外部輸入電壓來實現Dying gasp功能。
目前實現Dying Gasp功能的通用設計是使用708S/R系列的復位監(jiān)控芯片來實現的，但是這樣會給芯片設計帶來復雜度提高和成本的增加，而且應用范圍受到了一定的限制，無法較好的大規(guī)模應用。
實用新型內容本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠巧妙利用現有的功能芯片實現致命故障信號產生功能、結構簡單實用、成本較低、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構。
為了實現上述的目的，本實用新型的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構具有如下構成 該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，包括電源供電模塊，所述的TL431芯片包括參考端、正端和負端，其主要特點是，所述的電路結構中包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、開關三極管和第七電阻，所述的第一電阻、第二電阻串聯跨接于所述的電源供電模塊的正極和地之間，所述的TL431芯片的參考端接于所述的第一電阻和第二電阻之間，所述的TL431芯片的負端接地，所述的第四電阻串接于所述的電源供電模塊的正極和所述的TL431芯片的正端之間，且該TL431芯片的正端接于所述的開關三極管的基極，所述的第三電阻串接于所述的電源供電模塊的正極和所述的開關三極管的發(fā)射極之間，所述的開關三極管的集電極與網絡通信終端設備的中央處理模塊的致命故障信號輸入管腳相連接，且該開關三極管的集電極通過所述的第七電阻接地。
該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構中還包括穩(wěn)壓二極管，所述的穩(wěn)壓二極管并聯于所述的第七電阻兩端。
該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構中的穩(wěn)壓二極管的鉗位電壓為3.24V。
該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構中還包括第六電阻，所述的開關三極管的集電極通過該第六電阻分別與所述的第七電阻、穩(wěn)壓二極管和網絡通信終端設備的中央處理模塊的致命故障信號輸入管腳相連接。
該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構中還包括第五電阻，所述的第五電阻接于所述的第四電阻和所述的TL431芯片的正端之間，且所述的開關三極管的基極接于所述的第五電阻和第四電阻之間。
采用了該實用新型的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，由于其巧妙利用了TL431芯片中的差動放大器、NPN三極管和參考電壓源的電路結構，并利用外圍電路中的開關三極管和相應的電阻、穩(wěn)壓二極管共同實現了致命故障(DyingGasp)信號產生功能，不僅結構簡單實用，而且成本較低，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，給網絡通信終端產品的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎。
圖1為本實用新型的網絡通信終端設備實現致命故障信號產生功能的電路結構中TL431芯片的內部電路結構原理示意圖。
圖2為本實用新型的網絡通信終端設備實現致命故障信號產生功能的電路結構中TL431芯片的工作原理應用電路結構示意圖。
圖3為本實用新型的網絡通信終端設備實現致命故障信號產生功能的電路結構的整體電路原理圖。
具體實施方式
為了能夠更清楚地理解本實用新型的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。
請參閱圖1至圖3所示，該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，包括電源供電模塊，所述的TL431芯片包括參考端、正端和負端，其主要特點是，所述的電路結構中包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、開關三極管Q1和第七電阻R7，所述的第一電阻R1、第二電阻R2串聯跨接于所述的電源供電模塊的正極和地之間，所述的TL431芯片U1的參考端接于所述的第一電阻R1和第二電阻R2之間，所述的TL431芯片U1的負端接地，所述的第四電阻R4串接于所述的電源供電模塊的正極和所述的TL431芯片U1的正端之間，且該TL431芯片U1的正端接于所述的開關三極管Q1的基極，所述的第三電阻R3串接于所述的電源供電模塊的正極和所述的開關三極管Q1的發(fā)射極之間，所述的開關三極管Q1的集電極與網絡通信終端設備的中央處理模塊的致命故障信號輸入管腳相連接，且該開關三極管Q1的集電極通過所述的第七電阻R7接地。
圖中的XMM1是萬用表(multimeter)，其為電路仿真軟件multisim(或者EWB)中的虛擬儀器?？梢詫崟r的測出電路上一點的電壓。在該圖中表示萬用表測試示意。
其中，該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構中還包括穩(wěn)壓二極管D1，所述的穩(wěn)壓二極管D1并聯于所述的第七電阻R7兩端；該穩(wěn)壓二極管D1的鉗位電壓為3.24V。
同時，該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構中還包括第六電阻R6，所述的開關三極管Q1的集電極通過該第六電阻R6分別與所述的第七電阻R7、穩(wěn)壓二極管D1和網絡通信終端設備的中央處理模塊的致命故障信號輸入管腳相連接；該電路結構中還包括第五電阻R5，所述的第五電阻R5接于所述的第四電阻R4和所述的TL431芯片U1的正端之間，且所述的開關三極管Q1的基極接于所述的第五電阻R5和第四電阻R4之間。
不僅如此，該網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構中的第一電阻R1的阻值ΩR1、第二電阻R2的阻值ΩR2、所述的TL431芯片U1的參考電壓閾值Vth、所述的電源供電模塊的正常輸出電壓U之間滿足以下關系 該電路結構中的致命故障信號產生閾值電平V與所述的第一電阻R1的阻值ΩR1、第二電阻R2的阻值ΩR2、所述的TL431芯片U1的參考電壓閾值Vth之間滿足以下關系 在實際應用當中，首先請參閱圖1所示，其中顯示了TL431芯片的內部原理框圖，TL431芯片的結構中，TL431內部有一個差動放大器、一個NPN三極管和一個2.5V參考電壓源(不同型號的TL431的具體區(qū)別可以在芯片制造商提供的數據手冊中可以找到)。
相應的管腳定義如下 管腳1——參考端(Reference) 管腳2——正端(Anode) 管腳3——負端(Cathode) 下面介紹一下TL431芯片的電壓比較特性 請參閱圖2所示，TL431具有單電源比較器的功能，其中，Vout的輸出特性如下 其中Vth＝2.5V。
對于TL431芯片實現Dying Gasp的工作原理，請參閱圖3所示，其中假設產品電源使用+12V，電源跌落到10V時出現Dying Gasp告警，則電路可以設計。其中V1和V2分別代表了產品的輸入電壓12V和10V；D1是穩(wěn)壓管，其負極接到CPU的Dying Gasp模塊接口，Vth＝2.55V。
當系統(tǒng)電源維持在12V時，U1的Reference管腳經R1和R2分壓后電平為 V1×[R2÷(R1+R2)]≈2.98V≥Vth 此時U1的第1管腳的電壓大約是1.07V，電流是V1÷(R4+R5+Rs*)≈1.27mA，滿足使Q1導通的基極飽和電流IBE(從2N3906的手冊上可以查到IBE飽和時是1mA)。Q1飽和導通，經過R6和R7的分壓，使Dying Gasp信號電平約為[V1÷(R3+R6+R7)]×R7＝6.2V，該電壓通過D1穩(wěn)壓管后電平鉗位到3.24V左右。此時CPU判斷Dying Gasp信號為高電平。
當系統(tǒng)電源由12V開始降壓，達到10V時(閾值為10.27V*) U1的Reference管腳經R1和R2分壓后電平為 V1×[R2÷(R1+R2)]≈2.48V≤Vth 根據TL431芯片的電壓比較器特性，此時U1的第1管腳的電壓等于V2，即10V。這時U1通過的電流是uA級的，不能滿足Q1導通的基極飽和電流IBE，Q1處于截止狀態(tài)。DyingGasp信號的電壓此時被R7下拉到地，變?yōu)?V。CPU判斷Dying Gasp信號為低電平，將向CPE端上報產品掉電告警信息，從而實現Dying Gasp功能。
該電路的Dying Gasp信號保持時間由系統(tǒng)上12V的電容放電時間決定。
其中，Rs指TL431的動態(tài)電阻，大概是0.22Ω；10.27V是通過[(R1+R2)/R2]×Vth計算出來的閾值電平，可以根據R1、R2的選擇來調整。
采用了上述的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，由于其巧妙利用了TL431芯片中的差動放大器、NPN三極管和參考電壓源的電路結構，并利用外圍電路中的開關三極管和相應的電阻、穩(wěn)壓二極管共同實現了致命故障(DyingGasp)信號產生功能，不僅結構簡單實用，而且成本較低，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，給網絡通信終端產品的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎。
在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
權利要求1.一種網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，包括電源供電模塊，所述的TL431芯片包括參考端、正端和負端，其特征在于，所述的電路結構中包括第一電阻(R1)、第二電阻(R2)、第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、開關三極管(Q1)和第七電阻(R7)，所述的第一電阻(R1)、第二電阻(R2)串聯跨接于所述的電源供電模塊的正極和地之間，所述的TL431芯片(U1)的參考端接于所述的第一電阻(R1)和第二電阻(R2)之間，所述的TL431芯片(U1)的負端接地，所述的第四電阻(R4)串接于所述的電源供電模塊的正極和所述的TL431芯片(U1)的正端之間，且該TL431芯片(U1)的正端接于所述的開關三極管(Q1)的基極，所述的第三電阻(R3)串接于所述的電源供電模塊的正極和所述的開關三極管(Q1)的發(fā)射極之間，所述的開關三極管(Q1)的集電極與網絡通信終端設備的中央處理模塊的致命故障信號輸入管腳相連接，且該開關三極管(Q1)的集電極通過所述的第七電阻(R7)接地。
2.根據權利要求1所述的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，其特征在于，所述的電路結構中還包括穩(wěn)壓二極管(D1)，所述的穩(wěn)壓二極管(D1)并聯于所述的第七電阻(R7)兩端。
3.根據權利要求2所述的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，其特征在于，所述的穩(wěn)壓二極管(D1)的鉗位電壓為3.24V。
4.根據權利要求2所述的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，其特征在于，所述的電路結構中還包括第六電阻(R6)，所述的開關三極管(Q1)的集電極通過該第六電阻(R6)分別與所述的第七電阻(R7)、穩(wěn)壓二極管(D1)和網絡通信終端設備的中央處理模塊的致命故障信號輸入管腳相連接。
5.根據權利要求1所述的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，其特征在于，所述的電路結構中還包括第五電阻(R5)，所述的第五電阻(R5)接于所述的第四電阻(R4)和所述的TL431芯片(U1)的正端之間，且所述的開關三極管(Q1)的基極接于所述的第五電阻(R5)和第四電阻(R4)之間。
專利摘要本實用新型涉及一種網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，所述的TL431芯片包括參考端、正端和負端，該電路結構包括電源供電模塊、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、開關三極管和第七電阻。采用該種結構的網絡通信終端設備上基于TL431芯片實現致命故障信號產生功能的電路結構，由于其巧妙利用了TL431芯片中的差動放大器、NPN三極管和參考電壓源的電路結構，并利用外圍電路中的開關三極管和相應的電阻、穩(wěn)壓二極管共同實現了致命故障信號產生功能，不僅結構簡單實用，而且成本較低，工作性能穩(wěn)定可靠，適用范圍較為廣泛，給網絡通信終端產品的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎。
文檔編號G06F1/24GK201518497SQ20092024477
公開日2010年6月30日 申請日期2009年10月27日 優(yōu)先權日2009年10月27日
發(fā)明者李志偉, 黃德斌, 鄧永堅, 王志波, 汪瀾 申請人:太倉市同維電子有限公司