專利名稱：用于在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中提供全面故障安全能力的系統(tǒng)和方法
用于在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中提供全面故障安全能力的系統(tǒng)和方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)涉及于2009年10月9日提交的并通過引用并入本文的序列號(hào)為 61/250，487(律師簽號(hào) SE-2729-AN)的標(biāo)題為 “RS-485RECEIVER WITH A FULL FAIL-SAFE POLARITY INVERSION FUNCTION”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)。本申請(qǐng)由此要求序列號(hào)為 61/250，487的美國(guó)臨時(shí)專利中請(qǐng)的利益。附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明理解了附圖僅描繪示例性實(shí)施方式且因此不被認(rèn)為在范圍上是限制性的之后，示 例性的實(shí)施方式將通過附圖的使用以額外的特征和細(xì)節(jié)被描述，在附圖中

圖1是示出了可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的系統(tǒng)的塊圖；圖2是可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的接收機(jī)電路的示意性塊圖；以及圖3是代表來(lái)自正常極性狀態(tài)和反相極性狀態(tài)的接收機(jī)電路的輸出信號(hào)的多個(gè) 信號(hào)波形的示意圖；圖4是可用于在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)偏置信號(hào)生成的第二接收機(jī)電路的示意性 塊圖；圖5是可用于在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)偏置信號(hào)生成的第三接收機(jī)電路的示意性 塊圖；圖6是可用于在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)偏置信號(hào)生成的第四接收機(jī)電路的示意性 塊圖；圖7是可用于在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)偏置信號(hào)生成的第五接收機(jī)電路的示意性 塊圖。根據(jù)一般實(shí)踐，所描述的各種特征并非按比例繪制，而是被繪制為強(qiáng)調(diào)與示例性 實(shí)施方式相關(guān)的具體特征。詳細(xì)描述在以下的詳細(xì)描述中，參考形成其一部分的附圖，且其中作為例子示出了具體的 說(shuō)明性實(shí)施方式。但是，應(yīng)理解，可利用其他的實(shí)施方式，且可進(jìn)行邏輯的、機(jī)械的和電的改 變。另外，附圖和說(shuō)明書中提出的方法不應(yīng)被解釋為限制各個(gè)行動(dòng)可被執(zhí)行的順序。以下 的詳細(xì)描述因此不應(yīng)在限制的意義上被解釋。圖1是示出了系統(tǒng)100的塊圖，系統(tǒng)100可被用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式。例 如，系統(tǒng)100可以是信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)，例如通過信號(hào)通信線將模擬或數(shù)字信號(hào)傳送到一個(gè)或 多個(gè)接收機(jī)的一個(gè)或多個(gè)發(fā)射機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。作為另一個(gè)例子，系統(tǒng)100可以是連接在總線配 置中的信號(hào)驅(qū)動(dòng)器(例如，發(fā)射機(jī))和接收機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。作為又一個(gè)例子，系統(tǒng)100可以是根 據(jù)RS-485或RS-422數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議操作的差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。參考圖1，系統(tǒng)100包括耦合到第一收發(fā)機(jī)102的第一電子電路101、耦合到第二 收發(fā)機(jī)104的第二電子電路103、耦合到第三收發(fā)機(jī)106的第三電子電路105，以及耦合到 第四收發(fā)機(jī)108的第四電子電路107。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)電子電路101、103、105、107是生成并接收通過相應(yīng)的收發(fā)機(jī)102、104、106、108傳送到不同的收發(fā)機(jī)102、104、106、108的信號(hào)或數(shù)據(jù)的電路。這樣的電路的一個(gè)例子是連接到收發(fā)機(jī)102、104、106或108 以向控制器提供信號(hào)信息或數(shù)據(jù)的傳感器電路，該控制器連接到所涉及的網(wǎng)絡(luò)中的不同的 收發(fā)機(jī)。而且，例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)收發(fā)機(jī)102、104、106、108發(fā)送和接收差分信 號(hào)。注意到，雖然示出了四個(gè)電子電路和收發(fā)機(jī)，可用在這樣的網(wǎng)絡(luò)中的電子電路和收發(fā)機(jī) 的數(shù)量?jī)H是設(shè)計(jì)限制。因此，系統(tǒng)100可包括多于或少于所示出的四個(gè)電子電路和收發(fā)機(jī)。 例如，系統(tǒng)100可包括兩個(gè)電子電路和收發(fā)機(jī)，例如第一和第二電子電路101、103以及第一 和第二收發(fā)機(jī)102、104。每個(gè)收發(fā)機(jī)102、104、106和108包括信號(hào)發(fā)送/接收對(duì)。例如，第一收發(fā)機(jī)102 包括第一驅(qū)動(dòng)器(例如，發(fā)射機(jī))單元Iio和第一接收機(jī)單元112，第二收發(fā)機(jī)104包括第 二驅(qū)動(dòng)器單元114和第二接收機(jī)單元116，第三收發(fā)機(jī)106包括第三驅(qū)動(dòng)器單元118和第三 接收機(jī)單元120，以及第四收發(fā)機(jī)108包括第四驅(qū)動(dòng)器單元122和第四接收機(jī)單元124。每 個(gè)驅(qū)動(dòng)器單元110、114、118、122的輸入(DI)連接到相應(yīng)的電子電路101、103、105、107的 輸出，且每個(gè)接收機(jī)單元112、116、120、124的輸出(RO)連接到相應(yīng)的電子電路的輸入。而 且，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器單元通過信號(hào)通信線126、1觀耦合到不同的收發(fā)機(jī)中的接收機(jī)。例如，在一 個(gè)實(shí)施方式中，信號(hào)通信線126、1觀可以是將差分信號(hào)從“主”收發(fā)機(jī)(例如收發(fā)機(jī)102)的 驅(qū)動(dòng)器單元傳送到“從”收發(fā)機(jī)(例如，收發(fā)機(jī)104、106或108)的接收機(jī)單元的網(wǎng)絡(luò)總線。圖2是接收機(jī)電路200的示意性塊圖，接收機(jī)電路200可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施方式。例如，接收機(jī)電路200可用于實(shí)現(xiàn)圖1中示出的系統(tǒng)100的至少一個(gè)接收機(jī)單 元112、116、120、1M的全面故障安全功能。因此，接收機(jī)電路200可被實(shí)現(xiàn)為每個(gè)接收機(jī)單 元112、116、120、124、整個(gè)接收機(jī)單元112、116、120或124的組成部分，或者來(lái)自每個(gè)接收 機(jī)單元112、116、120、124的組成部分的單獨(dú)的電路。在任何情況下，如果所接收的信號(hào)的 極性被電反轉(zhuǎn)(例如，而不是對(duì)不恰當(dāng)?shù)亟泳€的傳輸線連接重新接線)，則接收機(jī)電路200 防止網(wǎng)絡(luò)接收機(jī)輸出錯(cuò)誤信號(hào)。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，差分信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)包括網(wǎng)絡(luò)接收 機(jī)的有全面故障安全能力的接收機(jī)電路200，如果反轉(zhuǎn)極性邏輯控制功能用于通過將接收 機(jī)的輸出反轉(zhuǎn)來(lái)電反轉(zhuǎn)所接收的信號(hào)的極性以獲得期望的邏輯意義，則接收機(jī)電路200防 止接收機(jī)輸出錯(cuò)誤開始位(例如，最始從邏輯“1”過渡到邏輯“0”狀態(tài)的輸出)，接收機(jī)的 輸入從總線(故障安全斷開)斷開，或接收機(jī)的輸入使接近零伏的差分信號(hào)被應(yīng)用(故障 安全是短路的或空閑的或終止的)。參考圖2，接收機(jī)電路200包括切換單元202、第一信號(hào)比較單元204以及第二信 號(hào)比較單元206。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，切換單元202可利用模擬晶體管開關(guān)(例如，MOS 場(chǎng)效應(yīng)晶體管或M0SFET)來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一信號(hào)比較單元204可利用比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)，且第二信號(hào) 比較單元可利用異或O(OR)邏輯門來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這方面，例如，接收機(jī)電路200可利用雙極和 /或互補(bǔ)MOSFET (CM0SFET)制造技術(shù)來(lái)制造。在第二個(gè)實(shí)施方式中，例如，第一信號(hào)比較單 元204可利用電路或設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，該電路或設(shè)備代數(shù)地減去兩個(gè)(例如，差分)輸入信號(hào)， 并且如果這兩個(gè)輸入信號(hào)的代數(shù)差為正或大于零則輸出正信號(hào)(例如，輸出為“高”或邏輯 “ 1”)，而如果這兩個(gè)輸入信號(hào)的代數(shù)差為負(fù)或小于零則輸出負(fù)信號(hào)(例如，輸出為“低，，或 邏輯“0”)。而且，第二信號(hào)比較單元206可利用多路復(fù)用器和倒相器來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，第二 信號(hào)比較單元206可作為多狀態(tài)信號(hào)比較單元起作用，其接收兩個(gè)輸入信號(hào)，并且如果這兩個(gè)輸入信號(hào)中的一個(gè)為正或“高”則輸出正信號(hào)(例如，輸出為“高”或邏輯“1”)，或如 果這兩個(gè)輸入信號(hào)相等則輸出負(fù)信號(hào)(例如，邏輯“0”)。 接收機(jī)電路200還包括第一輸入連接208和第二輸入連接210。例如，第一輸入連 接208可連接到圖1中的信號(hào)通信線128，且第二輸入連接210可連接到信號(hào)通信線126。 在這方面，在信號(hào)通信線1沈、1觀上傳送的(例如，差分)信號(hào)可在第一和第二輸入連接 208,210處被接收。第一輸入連接208還通過切換單元202連接到第一信號(hào)比較單元204 的第一輸入212。例如，第一輸入連接208可通過第一偏置信號(hào)(例如，-OS)生成單元224、 第一開關(guān)觸點(diǎn)20 和第二開關(guān)觸點(diǎn)202c連接到第一輸入212。在一個(gè)實(shí)施方式中，第一偏 置信號(hào)生成單元2M產(chǎn)生負(fù)的偏置電壓?？蛇x地，例如，第一輸入連接208可通過第二偏置 信號(hào)(例如，+OS)生成單元226、第三開關(guān)觸點(diǎn)202b和第二開關(guān)觸點(diǎn)202c連接到第一輸入 212。在一個(gè)實(shí)施方式中，第二偏置信號(hào)生成單元2 產(chǎn)生正的偏置電壓。切換單元202的 位置由在線222上輸入的預(yù)定的控制信號(hào)控制。例如，控制信號(hào)可被網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者或用戶直 接或間接地輸入。第二輸入連接210連接到第一信號(hào)比較單元204的第二輸入214。
第一信號(hào)比較單元204的輸出通過線216連接到第二信號(hào)比較單元206的第一輸 入217，且第二線218連接到第二信號(hào)比較單元206的第二輸入219。預(yù)定的控制信號(hào)在第 二線218上輸入。例如，如果正常的信號(hào)極性狀態(tài)存在(例如，所接收的信號(hào)的極性沒有被 電反轉(zhuǎn))，邏輯“0”可在線218上被輸入到第二信號(hào)比較單元206?？蛇x地，例如，如果反轉(zhuǎn) 的信號(hào)極性狀態(tài)存在(例如，所接收的信號(hào)的極性被電反轉(zhuǎn))，邏輯“1”可在線218上被輸 入到第二信號(hào)比較單元206。在一個(gè)實(shí)施方式中，線218上輸入的控制信號(hào)還在線222上被 輸入。在第二個(gè)實(shí)施方式中，不同的控制信號(hào)在線218和222上被輸入。在任何情況下，來(lái) 自第二信號(hào)比較單元206(和接收機(jī)電路200)的輸出信號(hào)在線220上被傳送(例如，被傳 送到圖1中示出的電子電路101、103、105、107的輸入連接)。例如，來(lái)自第二信號(hào)比較單 元206的輸出信號(hào)可以是信號(hào)Rtj，其是圖1中示出的任何接收機(jī)單元112、116、120、124的 輸出信號(hào)。圖3是多個(gè)信號(hào)波形的示意圖300，這些信號(hào)波形代表來(lái)自正常極性狀態(tài)和反相 (例如，反轉(zhuǎn))極性狀態(tài)的接收機(jī)電路200的輸出信號(hào)(例如，R。)。在操作中，參考圖2和 3，如果正常信號(hào)極性狀態(tài)存在(例如，所接收的信號(hào)的極性不被電反轉(zhuǎn))，那么在線222上 輸入的控制信號(hào)(例如，邏輯“0”)使切換單元202將第一輸入連接208通過第二信號(hào)偏置 生成單元2 發(fā)送到第一輸入212。這個(gè)配置將正的偏置信號(hào)(例如，+OS)增加到在第一 輸入連接208上接收的信號(hào)。而且，邏輯“0”信號(hào)在線218上被輸入。因此，正的偏置信號(hào) 應(yīng)用到第一輸入212，第一信號(hào)比較單元204的輸出為高(例如，邏輯“1”)。在線218上的 邏輯“0”信號(hào)使第二信號(hào)比較單元206作為非反相單元起作用，且第二信號(hào)比較單元206 的輸出因此為高。如由正常極性波形300a所示出的，當(dāng)?shù)谝惠斎胄盘?hào)VA減去第二輸入信 號(hào)VB等于零時(shí)，輸出信號(hào)Rtj為高。這個(gè)結(jié)果指示在缺少輸入信號(hào)(例如，輸入連接是斷開 或浮動(dòng)的，但由內(nèi)部基準(zhǔn)限定，輸入在一起被短路，或輸入被終端電阻器短路)時(shí)，輸出信 號(hào)保持在邏輯“1”狀態(tài)，且故障安全功能被接收機(jī)電路200提供以用于正常極性狀態(tài)。如果反相信號(hào)極性狀態(tài)存在(例如，所接收的信號(hào)的極性被電反轉(zhuǎn))，在線222上 輸入的控制信號(hào)(例如，邏輯“1”)使切換單元202將第一輸入連接208通過第一偏置信號(hào) 生成單元2M連接到第一輸入212。這個(gè)配置將負(fù)的偏置信號(hào)(例如，-OS)增加到在第一輸入連接208上接收的信號(hào)。而且，邏輯“1”信號(hào)在線218上被輸入，這使第二信號(hào)比較單 元206作為信號(hào)反相單元起作用。因此，由于負(fù)的偏置信號(hào)應(yīng)用到第一輸入212，第一信號(hào) 比較單元204的輸出為低(例如，邏輯“0”)，且第二信號(hào)比較單元206的輸出為高(例如， 邏輯“1”)。如由反相的極性波形300b所示出的，當(dāng)?shù)谝惠斎胄盘?hào)VA減去第二輸入信號(hào)VB 等于零時(shí)輸出信號(hào)&為高。這個(gè)結(jié)果指示在缺少輸入信號(hào)(例如，輸入連接是斷開或浮動(dòng) 的、一起被短路或被終端電阻器短路)時(shí)，輸出信號(hào)保持在邏輯“ 1，，狀態(tài)中，且故障安全功 能也被接收機(jī)電路200提供以用于反相的或反轉(zhuǎn)的極性狀態(tài)。因此，通過為正常和反相極 性狀態(tài)提供故障安全能力，接收機(jī)電路200為所涉及的信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)提供全面故障安全功 能。如果信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)是差分信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)，接收機(jī)電路200提供在整個(gè)接收共模電壓范 圍內(nèi)的全面故障安全功能。圖4是接收機(jī)電路400的示意性塊圖，接收機(jī)電路400可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施方式。例如，接收機(jī)電路400可用于實(shí)現(xiàn)圖2中示出的接收機(jī)電路200的可選輸入部 分。參考圖4，接收機(jī)電路400包括切換單元402、正偏置信號(hào)生成單元404和第一信號(hào)比 較單元406。接收機(jī)電路400還包括第一輸入連接408和第二輸入連接410。例如，第一輸 入連接408可連接到圖1中的信號(hào)通信線128，且第二輸入連接410可連接到信號(hào)通信線 126。在這方面，在信號(hào)通信線1沈、1觀上傳送的(例如，差分)信號(hào)可在第一和第二輸入 連接408、410上被接收。第一輸入連接408還通過切換單元402連接到第一信號(hào)比較單元 406的第一輸入412。對(duì)于這個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式，第一輸入連接408通過偏置信號(hào)(例如， +OS)生成單元404、第一開關(guān)觸點(diǎn)40 、第二開關(guān)觸點(diǎn)402c、第三開關(guān)觸點(diǎn)403d和第四開 關(guān)觸點(diǎn)40 連接到第一輸入412。而且，第二輸入連接410通過第五開關(guān)觸點(diǎn)402f、第六 開關(guān)觸點(diǎn)402g、第七開關(guān)觸點(diǎn)40 和第八開關(guān)觸點(diǎn)402i連接到第一信號(hào)比較單元406的 第二輸入414。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，正的偏置信號(hào)可被增加到在第一輸入連接408或第二輸 入連接410上接收的信號(hào)。圖5是接收機(jī)電路500的示意性塊圖，接收機(jī)電路500可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施方式。例如，接收機(jī)電路500可用于實(shí)現(xiàn)圖2中示出的接收機(jī)電路200的第二可選輸 入部分。參考圖5，接收機(jī)電路500包括切換單元502、正偏置信號(hào)生成單元504、負(fù)偏置信 號(hào)生成單元506以及第一信號(hào)比較單元508。接收機(jī)電路500還包括第一輸入連接510和 第二輸入連接512。例如，第一輸入連接510可連接到圖1中的信號(hào)通信線128，且第二輸 入連接512可連接到信號(hào)通信線126。在這方面，在信號(hào)通信線1沈、1觀上傳送的(例如， 差分)信號(hào)可在第一和第二輸入連接510、512處被接收。第一輸入連接510還通過切換單 元502連接到第一信號(hào)比較單元508的第一輸入514。對(duì)于這個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式，第一輸入 連接510通過第一偏置信號(hào)(例如，+OS)生成單元504、第一開關(guān)觸點(diǎn)50 和第二開關(guān)觸 點(diǎn)50 連接到第一輸入514。而且，第二輸入連接512連接到第一信號(hào)比較單元508的第 二輸入516?？蛇x地，根據(jù)切換單元502的被轉(zhuǎn)換的位置，第一輸入連接510也通過第二偏 置信號(hào)(例如，-OS)生成單元506、第三開關(guān)觸點(diǎn)502c和第二開關(guān)觸點(diǎn)502b連接到第一信 號(hào)比較單元508的第一輸入514。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，正的偏置信號(hào)或負(fù)的偏置信號(hào)可被增 加到在第一輸入連接510上接收的信號(hào)。圖6是接收機(jī)電路600的示意性塊圖，接收機(jī)電路600可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施方式。例如，接收機(jī)電路600可用于實(shí)現(xiàn)圖2中示出的接收機(jī)電路200的第三可選輸入部分。參考圖6，接收機(jī)電路600包括切換單元602、負(fù)偏置信號(hào)生成單元604、正偏置信 號(hào)生成單元606和第一信號(hào)比較單元608。接收機(jī)電路600還包括第一輸入連接610和第 二輸入連接612。例如，第一輸入連接610可連接到圖1中的信號(hào)通信線128，且第二輸入 連接612可連接到信號(hào)通信線126。在這方面，在信號(hào)通信線126、1 上傳送的(例如，差 分)信號(hào)可在第一和第二輸入連接610、612處被接收。第一輸入連接610連接到第一信號(hào) 比較單元608的第一輸入614。第二輸入連接612通過切換單元602連接到第一信號(hào)比較 單元608的第二輸入616。對(duì)于這個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式，第二輸入連接612通過第一偏置信號(hào) (例如，-OS)生成單元604、第一開關(guān)觸點(diǎn)60 和第二開關(guān)觸點(diǎn)602b連接到第二輸入616。 可選地，根據(jù)切換單元602的被轉(zhuǎn)換的位置，第二輸入連接612還可通過第二偏置信號(hào)(例 如，+OS)生成單元606、第三開關(guān)觸點(diǎn)602c、第二開關(guān)觸點(diǎn)602b連接到第一信號(hào)比較單元 608的第二輸入616。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中，正的偏置信號(hào)或負(fù)的偏置信號(hào)可被增加到在第二 輸入連接612上接收的信號(hào)。圖7是接收機(jī)電路700的示意塊圖，接收機(jī)電路700可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一個(gè)實(shí) 施方式。例如，接收機(jī)電路700可用于實(shí)現(xiàn)圖2中示出的接收機(jī)電路200的第四可選輸入 部分。參考圖7，接收機(jī)電路700包括切換單元702、第一位置偏置信號(hào)生成單元704、第二 位置偏置信號(hào)生成單元706和第一信號(hào)比較單元708。接收機(jī)電路700還包括第一輸入連 接710和第二輸入連接712。例如，第一輸入連接710可連接到圖1中的信號(hào)通信線128， 且第二輸入連接712可連接到信號(hào)通信線126。在這方面，在信號(hào)通信線1沈、1觀上傳送的 (例如，差分)信號(hào)可在第一和第二輸入連接710、712處被接收。第一輸入連接710連接到 第一信號(hào)比較單元708的第一輸入714。第二輸入連接712也通過切換單元702連接到第 一信號(hào)比較單元708的第二輸入716。對(duì)于這個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式，第一輸入連接710通過第 一偏置信號(hào)(例如，+OS)生成單元704、第一開關(guān)觸點(diǎn)70 和第二開關(guān)觸點(diǎn)702b連接到第 一輸入714。而且，第二輸入連接712通過第三開關(guān)觸點(diǎn)702d和第四開關(guān)觸點(diǎn)70 連接到 第二輸入716?？蛇x地，根據(jù)切換單元702的被轉(zhuǎn)換的位置，第一輸入連接710還可通過第 五開關(guān)觸點(diǎn)702c和第二開關(guān)觸點(diǎn)70 連接到第一信號(hào)比較單元708的第一輸入714。而 且，第二輸入連接712可通過第二偏置信號(hào)(例如，+0 生成單元706、第六開關(guān)觸點(diǎn)702f 和第四開關(guān)觸點(diǎn)70 連接到第一信號(hào)比較單元708的第二輸入716。在這個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中， 正的偏置信號(hào)可被增加到在第一輸入連接710或第二輸入連接712上接收的信號(hào)。在又一個(gè)實(shí)施方式中，如果反相的信號(hào)極性狀態(tài)存在(例如，如以上直接描述 的)，接收機(jī)電路200中的不同的第一切換單元可用于在電反轉(zhuǎn)的信號(hào)達(dá)到偏置信號(hào)生成 單元部分時(shí)再次反轉(zhuǎn)這些電反轉(zhuǎn)的信號(hào)。在這個(gè)實(shí)施方式中，單個(gè)偏置信號(hào)生成單元足以 實(shí)現(xiàn)全面故障安全能力，且不需要第二信號(hào)比較單元。在另外一點(diǎn)，接收機(jī)電路200通過產(chǎn)生內(nèi)部負(fù)的或正的偏置信號(hào)或電壓來(lái)提供全 面故障安全功能的可編程接收閾值。因此，接收機(jī)電路200使用戶能夠通過選擇適當(dāng)?shù)呢?fù) 的和正的偏置信號(hào)來(lái)改變?nèi)婀收习踩δ艿慕邮諜C(jī)閾值以用于特定的信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè) 計(jì)。在這方面，這樣的正的或負(fù)的偏置信號(hào)或電壓可以用多種方式產(chǎn)生。例如，偏置信號(hào)或 電壓可通過利用偏置電壓例如通過使電流通過一個(gè)或多個(gè)電阻器而產(chǎn)生的電壓來(lái)產(chǎn)生。而 且，例如，在差分信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中，偏置電壓可通過使信號(hào)比較器(如果使用信號(hào)比較器)的輸 入差分狀態(tài)失配來(lái)產(chǎn)生。頁(yè) 雖然本文中示出和描述了具體的實(shí)施方式，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，被 考慮來(lái)實(shí)現(xiàn)相同目的的任何布置都可代替所示出的具體實(shí)施方式
。因此，意圖是本發(fā)明僅 由權(quán)利要求及其等效形式限制。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括至少一個(gè)第一電子電路，其發(fā)送和接收信號(hào)或數(shù)據(jù)； 至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器單元，其耦合到所述至少一個(gè)第一電子電路；以及 至少一個(gè)接收機(jī)單元，其耦合到所述至少一個(gè)第一電子電路和所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器單 元，其中所述至少一個(gè)接收機(jī)單元包括 至少一個(gè)偏置信號(hào)生成單元； 信號(hào)比較單元；以及切換單元，以將來(lái)自所述至少一個(gè)偏置信號(hào)生成單元的偏置信號(hào)耦合到所述信號(hào)比較 單元的輸入。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述偏置信號(hào)是正電壓或負(fù)電壓，所述正電壓或負(fù) 電壓以正常極性模式耦合到所述信號(hào)比較單元的所述輸入或以反相或反轉(zhuǎn)極性模式耦合 到所述信號(hào)比較單元的第二輸入。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括第二信號(hào)比較單元，其中所述第二信號(hào)比較單元 的第一輸入連接到第一信號(hào)比較單元的輸出，且所述第二信號(hào)比較單元的第二輸入能夠接 收與正常極性和反相或反轉(zhuǎn)極性中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)的控制信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括差分信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括根據(jù)RS-485或RS-422數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn) 操作的差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器單元通過網(wǎng)絡(luò)總線耦合到所述 至少一個(gè)接收機(jī)單元。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)單元包括第一收發(fā)機(jī)的驅(qū)動(dòng) 器，且所述至少一個(gè)接收機(jī)單元包括第二收發(fā)機(jī)的接收機(jī)。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述切換單元包括晶體管開關(guān)，所述第一信號(hào)比較 單元包括比較器，且所述第二信號(hào)比較單元包括異或O(OR)邏輯門。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述切換單元包括模擬晶體管開關(guān)，所述第一信號(hào) 比較單元包括信號(hào)比較器，且所述第二信號(hào)比較單元包括多路復(fù)用器和信號(hào)倒相器。
11.一種接收機(jī)電路，包括 第一偏置信號(hào)生成單元； 第二偏置信號(hào)生成單元； 第一信號(hào)比較單元；以及切換單元，其將來(lái)自所述第一偏置信號(hào)生成單元和所述第二偏置信號(hào)生成單元中的至 少一個(gè)的偏置信號(hào)耦合到所述第一信號(hào)比較單元的輸入。
12.如權(quán)利要求11所述的接收機(jī)電路，還包括第二信號(hào)比較單元，其中所述第二信號(hào) 比較單元的第一輸入連接到所述第一信號(hào)比較單元的輸出，且所述第二信號(hào)比較單元的第 二輸入能夠接收正常極性控制信號(hào)和反相或反轉(zhuǎn)極性控制信號(hào)中的至少一個(gè)。
13.如權(quán)利要求12所述的接收機(jī)電路，其中所述第一信號(hào)比較單元是比較器，且所述 第二信號(hào)比較單元是XOR邏輯門。
14.如權(quán)利要求11所述的接收機(jī)電路，其中所述第一信號(hào)比較單元是包括多個(gè)差分輸入的比較器。
15.如權(quán)利要求11所述的接收機(jī)電路，其中由所述第一偏置信號(hào)生成單元產(chǎn)生的偏置 信號(hào)是與正常輸入極性狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的第一極性，且由所述第二偏置信號(hào)生成單元產(chǎn)生的偏 置信號(hào)是與反相或反轉(zhuǎn)輸入極性狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的相反的極性。
16.如權(quán)利要求11所述的接收機(jī)電路，其中，如果由第一偏置信號(hào)生成單元產(chǎn)生的偏 置信號(hào)以正常輸入極性狀態(tài)耦合到所述第一信號(hào)比較單元的第一輸入，且由第二偏置信號(hào) 生成單元產(chǎn)生的偏置信號(hào)以反相或反轉(zhuǎn)極性狀態(tài)耦合到所述第一信號(hào)比較單元的第二輸 入，則由所述第一偏置信號(hào)生成單元和所述第二偏置信號(hào)生成單元產(chǎn)生的所述偏置信號(hào)是 相同的極性。
17.如權(quán)利要求11所述的接收機(jī)電路，還包括耦合到所述第一信號(hào)比較單元的輸出的 第二信號(hào)比較單元，其中如果邏輯高信號(hào)在所述第二信號(hào)比較單元的第一輸入上被接收， 且正常極性控制信號(hào)在所述第二信號(hào)比較單元的第二輸入上被接收，則第二邏輯高信號(hào)從 所述第二信號(hào)比較單元被輸出。
18.如權(quán)利要求11所述的接收機(jī)電路，還包括耦合到所述第一信號(hào)比較單元的輸出的 第二信號(hào)比較單元，其中如果邏輯低信號(hào)在所述第二信號(hào)比較單元的第一輸入上被接收， 且反相極性控制信號(hào)在所述第二信號(hào)比較單元的第二輸入上被接收，則邏輯高信號(hào)從所述 第二信號(hào)比較單元被輸出。
19.如權(quán)利要求12所述的接收機(jī)電路，其中所述切換單元是晶體管開關(guān)，所述第一信 號(hào)比較單元是比較器，所述第二信號(hào)比較單元是XOR邏輯門，且所述接收機(jī)電路是互補(bǔ)金 屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)電路。
20.一種在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中提供故障安全能力的方法，包括在所述信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中接收多個(gè)信號(hào)；如果所述多個(gè)信號(hào)的極性是第一極性，將第一偏置信號(hào)增加到所述多個(gè)信號(hào)；以及如果所述多個(gè)信號(hào)的極性是第二極性，將第二偏置信號(hào)增加到所述多個(gè)信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一極性是反相極性，且所述第一偏置信號(hào) 是正的電壓。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一極性是非反相極性，且所述第一偏置信 號(hào)是負(fù)的電壓。
23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述多個(gè)信號(hào)包括差分信號(hào)。
24.如權(quán)利要求20所述的方法，其中接收所述多個(gè)信號(hào)還包括如果所述多個(gè)信號(hào)的極 性是反相極性，則在比較器的至少一個(gè)輸入上接收所述多個(gè)信號(hào)和負(fù)的偏置信號(hào)。
25.如權(quán)利要求20所述的方法，其中接收所述多個(gè)信號(hào)還包括如果所述多個(gè)信號(hào)的極 性是反相極性，則在比較器的至少一個(gè)輸入上接收所述多個(gè)信號(hào)和正的偏置信號(hào)。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，還包括如果所接收的信號(hào)的極性是所述第一極性或所述第二極性，且所述接收機(jī)的多個(gè)輸入 是斷開或浮動(dòng)的、一起被短路或用終端電阻器短路，則處于空閑狀態(tài)的接收機(jī)輸出邏輯高信號(hào)。
27.一種用于提供故障安全傳輸能力的方法，包括接收多個(gè)信號(hào)；如果所述多個(gè)信號(hào)的極性是第一極性，將第一偏置信號(hào)增加到所述多個(gè)信號(hào)；以及 如果所述多個(gè)信號(hào)的極性是第二極性，將第二偏置信號(hào)增加到所述多個(gè)信號(hào)。
28.如權(quán)利要求27的方法，其中所述第一極性是反相極性且所述第一偏置信號(hào)是正的 電壓。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中所述第二極性是非反相極性且所述第二偏置信號(hào) 是負(fù)的電壓。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，還包括 在集成電路(IC)中執(zhí)行所述接收和所述增加。
全文摘要
用于在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中提供全面故障安全能力的系統(tǒng)和方法被公開。例如，用于在信號(hào)傳輸網(wǎng)絡(luò)中提供全面故障安全能力的系統(tǒng)包括發(fā)送和接收信號(hào)或數(shù)據(jù)的至少一個(gè)第一電子電路、耦合到所述至少一個(gè)第一電子電路的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器單元、以及耦合到所述至少一個(gè)第一電子電路和所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)器單元的至少一個(gè)接收機(jī)單元。所述至少一個(gè)接收機(jī)單元包括至少一個(gè)偏置信號(hào)生成單元、信號(hào)比較單元、以及將來(lái)自所述至少一個(gè)偏置信號(hào)生成單元的偏置信號(hào)耦合到信號(hào)比較單元的輸入的切換單元。
文檔編號(hào)H04B1/16GK102045276SQ201010505800
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者C·K·戴維斯, J·D·萊斯 申請(qǐng)人:英特賽爾美國(guó)股份有限公司