本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及總線供電通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路。

背景技術(shù)：

總線供電通信系統(tǒng)中，傳統(tǒng)上采用有極性通信方式。這種通信方式的結(jié)構(gòu)如圖1所示，有極性方案需要采用有標(biāo)志的雙絞線作為信號線進行連接防止連接錯誤，即圖1中信號線BUS_C與GND_C極性必須固定。這種方式存在如下缺點：在線路布線時容易將信號線接反，造成信號無法正常傳輸；另外，在進行線路檢查和修正過程中，有極性連接會帶來諸多不便。基于以上原因，現(xiàn)在總線通信系統(tǒng)中開始采用無極性連接。

如圖2所示，為利用整流橋電路實現(xiàn)總線無極性連接的方案。整流橋由D1、D2、D3、D4四個二極管構(gòu)成的，BUS_C與GND_C是主機輸出的兩端口總線信號，BUS、GND是整流橋后的總線信號。二極管的單向?qū)ㄌ匦钥梢员ＷCBUS_C與GND_C正負極性改變時，整流橋后的BUS與GND極性固定。

由于整流橋二極管的單向?qū)ㄌ匦?，?dāng)總線電壓跌落作為主機發(fā)送指令時，整流橋后電路沒有有效的放電通路，信號BUS會產(chǎn)生信號完整性方面的問題。如圖3所示，主機發(fā)送指令時總線電壓會從24V跌落到5V，但是沒有有效放電通路，整流橋后總線電壓只能跌落到12V左右，且信號質(zhì)量較差。這時從機將無法準(zhǔn)確檢測到總線上發(fā)送的指令，導(dǎo)致系統(tǒng)工作異常。

現(xiàn)有技術(shù)主要通過在總線增加串聯(lián)電阻形成一條放電通路來改善無極性連接存在的上述問題。但是這種技術(shù)存在功耗大，放電效果不理想，影響總線通信性能等缺點。

本發(fā)明提出了一種集成在芯片的內(nèi)部的總線放電電路。當(dāng)電路檢測到總線電壓下降沿時才會觸發(fā)放電通路，放電時間、放電電流與放電觸發(fā)條件都可以配置，有效的降低了系統(tǒng)功耗并增加了功能的靈活性；同時，放電電路與對噪聲敏感的電路模塊相對獨立，不會影響到系統(tǒng)的正常工作。這樣避免了傳統(tǒng)技術(shù)存在適應(yīng)性較差的問題，而且功能靈活性得到加強可以應(yīng)用到更多的總線通信系統(tǒng)當(dāng)中。

現(xiàn)有技術(shù)主要通過串聯(lián)電阻為整流橋后信號線增加放電通路來改善傳輸信號的質(zhì)量。實現(xiàn)方式如圖4所示。電路通過電阻Rx在整流橋后總線電壓與從機功能模塊電源VDD之間產(chǎn)生一條通路。當(dāng)總線電壓發(fā)生跌落時，總線可以通過Rx向VDD放電。避免了在通信時總線電壓電平無法與通信協(xié)議匹配而導(dǎo)致系統(tǒng)工作異常的問題。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)包括以下三大問題：

一、為了得到合適的放電性能，放電電阻Rx需要設(shè)計調(diào)整來得到足夠大的放電電流。但這條通路會常開且電流較大，會大幅增加系統(tǒng)的功耗開銷。

二、總線上存在的信號噪聲會通過電阻Rx耦合到VDD，VDD會變成一個不干凈的電源。這將影響到信號處理電路的性能。為了避免這個問題需要給VDD增加濾波電路，這樣會增加電源系統(tǒng)的復(fù)雜性降低系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計成本會因此增加。

三、電路的放電電流、放電時間等參數(shù)固定，無法適應(yīng)不同總線通信方式的要求，應(yīng)用范圍較窄。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)直接集成在從機芯片內(nèi)部，既可以降低放電模塊的功耗，也不會影響到信號處理電路的正常工作性能，同時放電參數(shù)可配置的集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有如下構(gòu)成：

該集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路，包括：

從機穩(wěn)壓模塊，用于保持從機內(nèi)部電壓的穩(wěn)定；

從機信號處理模塊，用于處理從機信號；

從機總線通信模塊，用于實現(xiàn)從機總線通信；

數(shù)字控制模塊，用于當(dāng)比較器輸出結(jié)果為總線電壓跌落時，產(chǎn)生高電平且時間可配的脈寬以驅(qū)動放電電路對總線放電；

放電電流源模塊，用于通過數(shù)字模塊使能對總線放電，并調(diào)節(jié)放電電流的大小；

比較器，用于得出總線電壓變化的情況；

外圍電路，用于監(jiān)測總線電壓的變化，為比較器提供反映總線分壓跌落信息的電壓信號并，并生成比較基準(zhǔn)電壓；

所述的從機穩(wěn)壓模塊、所述的從機信號處理模塊、所述的從機總線通信模塊、所述的數(shù)字控制模塊、所述的放電電流源模塊、所述的比較器和所述的外圍電路均互相相連。

較佳地，所述的外圍電路包括第一電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻，所述的從機芯片BUS端和GND端，所述的從機穩(wěn)壓模塊的第一端分別與所述的從機信號處理模塊的第一端、所述的從機信號處理模塊的第二端、所述的第一電阻的第一端、所述的BUS端和所述的放電電流源模塊的第一端相連接，所述的從機穩(wěn)壓模塊的第二端分別與所述的第一電容的第一端、所述的從機信號處理模塊的第一端和所述的第三電阻的第一端相連接，所述的機穩(wěn)壓模塊的第三端分別與所述的第一電容的第二端、所述的從機信號處理模塊的第二端、所述的從機總線通信模塊的第四端、所述的GND端、所述的第二電阻的第二端、所述的第四電阻的第二端、所述的數(shù)字控制模塊的第五端和所述的放電電流源模塊的第五端相連接，所述的從機信號處理模塊的第三端與所述的從機總線通信模塊的第三端相連接，所述的第一電阻的第二端分別與所述的第二電阻的第一端和所述的比較器的同相輸入端相連接，所述的第三電阻的第二端分別與所述的第四電阻的第一端和所述的比較器的反相輸入端相連接，所述的比較器的輸出端與所述的數(shù)字控制模塊的第五端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第二端與所述的放電電流源模塊的第二端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第三端與所述的放電電流源模塊的第三端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第四端與所述的放電電流源模塊的第四端相連接。

更佳地，所述的第三電阻為可調(diào)電阻。

較佳地，所述的外圍電路包括第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻和第二比較器，所述的從機芯片BUS端和GND端，所述的從機穩(wěn)壓模塊的第一端分別與所述的從機信號處理模塊的第一端、所述的從機信號處理模塊的第二端、所述的第一電阻的第一端、所述的BUS端和所述的放電電流源模塊的第一端相連接，所述的從機穩(wěn)壓模塊的第二端分別與所述的第一電容的第一端和所述的從機信號處理模塊的第一端相連接，所述的機穩(wěn)壓模塊的第三端分別與所述的第一電容的第二端、所述的第二電容的第二端、所述的從機信號處理模塊的第二端、所述的從機總線通信模塊的第四端、所述的GND端、所述的第二電阻的第二端、所述的第四電阻的第二端、所述的數(shù)字控制模塊的第五端和所述的放電電流源模塊的第五端相連接，所述的從機信號處理模塊的第三端與所述的從機總線通信模塊的第三端相連接，所述的第一電阻的第二端分別與所述的第二電阻的第一端、所述的比較器的同相輸入端和所述的第二比較器的同相輸入端相連接，所述的第二比較器的反相輸入端分別與所述的第二比較器的輸出端、所述的第二電容的第一端和所述的第三電阻的第一端相連接，所述的第三電阻的第二端分別與所述的第四電阻的第一端和所述的比較器的反相輸入端相連接，所述的比較器的輸出端與所述的數(shù)字控制模塊的第五端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第二端與所述的放電電流源模塊的第二端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第三端與所述的放電電流源模塊的第三端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第四端與所述的放電電流源模塊的第四端相連接，所述的第三電阻為可調(diào)電阻。

更進一步地，所述的放電電流源模塊包括第一電流源、第二電流源、第三電流源、第一電鍵、第二電鍵和第三電鍵，所述的第一電流源的負極分別與所述的第二電流源的負極、所述的第三電流源的負極和所述的放電電流源模塊的第一端相連接，所述的第一電流源的正極與所述的第一電鍵的第一端相連接，所述的第一電鍵的第二端分別與所述的放電電流源模塊的第二端、所述的第二電鍵的第二端、所述的第三電鍵的第二端、所述的放電電流源模塊的第五端、所述的放電電流源模塊的第三端和所述的放電電流源模塊的第四端相連接，所述的，所述的第二電流源的正極與所述的第二電鍵的第一端相連接，所述的第三電流源的正極與所述的第三電鍵的第一端相連接。

采用了該發(fā)明中的集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路，僅在監(jiān)測到總線通信下降沿時才會打開，不會額外增加整系統(tǒng)的功耗開銷；總線放電電路與從機的信號處理電路相對獨立，不會把總線的噪聲耦合到對噪聲敏感的電路當(dāng)中去，不會影響從機工作的性能；放電電路的各項參數(shù)都可以配置，可以滿足不同系統(tǒng)對電性能的需求，提高了產(chǎn)品的適應(yīng)性，具有廣泛的應(yīng)用范圍。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的有極性總線通信系統(tǒng)的示意圖。

圖2為現(xiàn)有技術(shù)的無極性總線通信系統(tǒng)的示意圖。

圖3為現(xiàn)有技術(shù)的沒有使用放電技術(shù)時整流橋前后總線波形對比的示意圖。

圖4為現(xiàn)有技術(shù)的一種實施方式的示意圖。

圖5為本發(fā)明的集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明的集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路的一種實施方式的示意圖。

圖7為本發(fā)明的集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路的整流橋前后總線波形對比的示意圖。

圖8為本發(fā)明的集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路的另一種實施方式的示意圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例來進行進一步的描述。

該集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路，包括：

從機穩(wěn)壓模塊，用于保持從機內(nèi)部電壓的穩(wěn)定；

從機信號處理模塊，用于處理從機信號；

從機總線通信模塊，用于實現(xiàn)從機總線通信；

數(shù)字控制模塊，用于當(dāng)比較器輸出結(jié)果為總線電壓跌落時，產(chǎn)生高電平且時間可配的脈寬以驅(qū)動放電電路對總線放電；

放電電流源模塊，用于通過數(shù)字模塊使能對總線放電，并調(diào)節(jié)放電電流的大小；

比較器，用于得出總線電壓變化的情況；

外圍電路，用于監(jiān)測總線電壓的變化，為比較器提供反映總線分壓跌落信息的電壓信號并，并生成比較基準(zhǔn)電壓；

所述的從機穩(wěn)壓模塊、所述的從機信號處理模塊、所述的從機總線通信模塊、所述的數(shù)字控制模塊、所述的放電電流源模塊、所述的比較器和所述的外圍電路均互相相連。

在一種較佳的實施方式中，所述的外圍電路包括第一電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻，所述的從機芯片BUS端和GND端，所述的從機穩(wěn)壓模塊的第一端分別與所述的從機信號處理模塊的第一端、所述的從機信號處理模塊的第二端、所述的第一電阻的第一端、所述的BUS端和所述的放電電流源模塊的第一端相連接，所述的從機穩(wěn)壓模塊的第二端分別與所述的第一電容的第一端、所述的從機信號處理模塊的第一端和所述的第三電阻的第一端相連接，所述的機穩(wěn)壓模塊的第三端分別與所述的第一電容的第二端、所述的從機信號處理模塊的第二端、所述的從機總線通信模塊的第四端、所述的GND端、所述的第二電阻的第二端、所述的第四電阻的第二端、所述的數(shù)字控制模塊的第五端和所述的放電電流源模塊的第五端相連接，所述的從機信號處理模塊的第三端與所述的從機總線通信模塊的第三端相連接，所述的第一電阻的第二端分別與所述的第二電阻的第一端和所述的比較器的同相輸入端相連接，所述的第三電阻的第二端分別與所述的第四電阻的第一端和所述的比較器的反相輸入端相連接，所述的比較器的輸出端與所述的數(shù)字控制模塊的第五端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第二端與所述的放電電流源模塊的第二端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第三端與所述的放電電流源模塊的第三端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第四端與所述的放電電流源模塊的第四端相連接。

在一種更佳的實施方式中，所述的第三電阻為可調(diào)電阻。

在一種較佳的實施方式中，所述的外圍電路包括第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻和第二比較器，所述的從機芯片BUS端和GND端，所述的從機穩(wěn)壓模塊的第一端分別與所述的從機信號處理模塊的第一端、所述的從機信號處理模塊的第二端、所述的第一電阻的第一端、所述的BUS端和所述的放電電流源模塊的第一端相連接，所述的從機穩(wěn)壓模塊的第二端分別與所述的第一電容的第一端和所述的從機信號處理模塊的第一端相連接，所述的機穩(wěn)壓模塊的第三端分別與所述的第一電容的第二端、所述的第二電容的第二端、所述的從機信號處理模塊的第二端、所述的從機總線通信模塊的第四端、所述的GND端、所述的第二電阻的第二端、所述的第四電阻的第二端、所述的數(shù)字控制模塊的第五端和所述的放電電流源模塊的第五端相連接，所述的從機信號處理模塊的第三端與所述的從機總線通信模塊的第三端相連接，所述的第一電阻的第二端分別與所述的第二電阻的第一端、所述的比較器的同相輸入端和所述的第二比較器的同相輸入端相連接，所述的第二比較器的反相輸入端分別與所述的第二比較器的輸出端、所述的第二電容的第一端和所述的第三電阻的第一端相連接，所述的第三電阻的第二端分別與所述的第四電阻的第一端和所述的比較器的反相輸入端相連接，所述的比較器的輸出端與所述的數(shù)字控制模塊的第五端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第二端與所述的放電電流源模塊的第二端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第三端與所述的放電電流源模塊的第三端相連接，所述的數(shù)字控制模塊的第四端與所述的放電電流源模塊的第四端相連接，所述的第三電阻為可調(diào)電阻。

在一種更進一步的實施方式中，所述的放電電流源模塊包括第一電流源、第二電流源、第三電流源、第一電鍵、第二電鍵和第三電鍵，所述的第一電流源的負極分別與所述的第二電流源的負極、所述的第三電流源的負極和所述的放電電流源模塊的第一端相連接，所述的第一電流源的正極與所述的第一電鍵的第一端相連接，所述的第一電鍵的第二端分別與所述的放電電流源模塊的第二端、所述的第二電鍵的第二端、所述的第三電鍵的第二端、所述的放電電流源模塊的第五端、所述的放電電流源模塊的第三端和所述的放電電流源模塊的第四端相連接，所述的，所述的第二電流源的正極與所述的第二電鍵的第一端相連接，所述的第三電流源的正極與所述的第三電鍵的第一端相連接。

在一種具體的實施方式中，如圖5所示，放電電路中最重要的部分主要包括：

一、電阻R1、R2：用于監(jiān)測總線電壓的變化，得到一個反映總線分壓跌落信息的電平VBUS_L提供給比較器；電阻R3與R4從穩(wěn)壓電路輸出VDD上分壓得到一個固定基準(zhǔn)Vref作為比較基準(zhǔn)；

二、比較器：比較VBUS_L與Vref，比較結(jié)果將顯示總線電壓變化的情況；

三、數(shù)字控制模塊：當(dāng)比較器輸出結(jié)果判斷是總線電壓跌落時，數(shù)字控制模塊會產(chǎn)生高電平時間可配的脈寬去驅(qū)動放電電路對總線放電；

四、放電電流源模塊：由數(shù)字模塊使能對總線放電，放電電流可調(diào)。

該方案與圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)相比有如下改進：僅在通信時才打開放電電路，降低了功耗；無極性放電電路與信號處理電路隔離，降低了總線噪聲的影響；放電時間和放電電流可配，這樣對于不同的通信協(xié)議，可以通過配置參數(shù)有效地實現(xiàn)電路放電，避免了現(xiàn)有技術(shù)存在放電效果不理想的問題，提高了產(chǎn)品的靈活性。

在另一種具體的實施方式中由于總線通信系統(tǒng)協(xié)議存在較大差異?？偩€發(fā)送指令時總線電壓會從24V跌落到0V或者5V，或者其它電壓值。為了適應(yīng)多種通信協(xié)議，基準(zhǔn)電壓Vref需要可編程配置。因此將圖5所示的方案中電阻R3改成可調(diào)電阻，根據(jù)不同的通信協(xié)議來選擇Vref的值，進一步提高電路的適應(yīng)性，整體方案如圖6所示。

如圖7所示，為利用圖6所示的方案在相同通信協(xié)議下通信時總線波形，對比圖3所示的整流橋后波形有很大改善，系統(tǒng)可以正常通信。

在另一種具體的實施方式中，如圖8所示，基準(zhǔn)比較電壓Vref是由總線分壓產(chǎn)生，由于運放和電容C2的作用，總線通信時Vref0能夠在一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定?？偩€未通信時，有：

通過設(shè)置電阻R3可以把基準(zhǔn)閾值設(shè)置成相對于總線電壓的百分比，這種方案可以用于比較閾值與總線電壓相關(guān)的相對電壓比較系統(tǒng)中。

采用了該發(fā)明中的集成在從機芯片內(nèi)部的總線整流橋后放電電路，僅在監(jiān)測到總線通信下降沿時才會打開，不會額外增加整系統(tǒng)的功耗開銷；總線放電電路與從機的信號處理電路相對獨立，不會把總線的噪聲耦合到對噪聲敏感的電路當(dāng)中去，不會影響從機工作的性能；放電電路的各項參數(shù)都可以配置，可以滿足不同系統(tǒng)對電性能的需求，提高了產(chǎn)品的適應(yīng)性，具有廣泛的應(yīng)用范圍。

在此說明書中，本發(fā)明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發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認為是說明性的而非限制性的。