[發明專利]具有包括電容性勢壘的微分電路的隔離接口和借助于這樣的隔離接口傳輸信號的方法

有效

• 申請號: 200880021037.5
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN101720544A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 溫科·昆茨;安德烈·沃多皮韋茨
• 申請（專利權）人: 溫科·昆茨;安德烈·沃多皮韋茨
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04B3/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 杜娟

技術領域

本發明涉及一種具有包括電容性勢壘的微分電路的隔離接口、和 一種在最需要條件下，像在隔離接口的板之間的導電液體的滲透的情 況下，借助于這樣的隔離接口來進行信號傳輸的方法。

背景技術

具有電容性勢壘的隔離接口常常用于無接觸信號傳輸。這種的已 知隔離接口在寄生電容和特別是寄生電導率很低的環境中以令人滿 意的方式工作。

具有電容性勢壘的已知隔離接口ii′_1sst表示在圖1中(EP?0744 750和WO/2006/045148)，該隔離接口ii′_1sst借助于在兩個并行路徑 中相互反相的信號拷貝(replica)來進行單向對稱信號傳輸。隔離接 口ii′_1sst包括：發射電路，輸入信號Ui進入其中，并且它包括倒相器 i、放大器a+、a-及發射板tp+、tp-；和接收電路，它包括接收板rp+、 rp-、電阻器r+、r-、比較器c+、c-及觸發器ff，輸出信號Uo從該觸 發器ff引出。在第一和第二路徑中的發射板tp+、tp-與在第一和第二 路徑中的接收板rp+、rp-之間，分別存在有起電容性勢壘作用的接口 邊界IB。如果導電液體在接口板之間滲透，則在接口邊界IB上的情 況可以借助于寄生電阻r1+、r2+、r1-、r2-及r±由在圖1中的等效電 路表示。信號電平從其在發射板tp+、tp-上存在的電平由分壓器減小， 該分壓器由寄生電阻r1+、r2+、r1-、r2-及r±代表。因此，在兩個發 射板與兩個接收板之間、隔離接口的作用令人滿意時的距離急劇地減 小。另外，相互反相的信號拷貝的兩個路徑之間的寄生電阻r±也會縮 短通信信號中的脈沖的持續時間，因為在兩個路徑之間的電位差的下 降速率主要依賴于在所述板之間的所有電容之和以及在兩個路徑之 間的寄生電阻r±。然而，這樣的脈沖形式尤其使得不能有效抑制由在 發射和接收電子電路的供給電壓之間的電位差的變化所導致的干擾。 直到最近，這向來在通過非理想電容性勢壘的通信信號的傳輸中，是 甚至更顯著的和通常無法克服的困難。

本技術方案的作者和申請人，在他們的專利SI?200300001(WO 2004/062221，EP?1582039A1，US?6.819.169)中，提議一種在復雜 條件下，如在隔離接口的板之間存在導電液體的條件下，用于進行可 靠信號傳輸的技術方案。他們提出用于單向對稱信號傳輸的具有電容 性勢壘的隔離接口ii′_1sst，如在圖1中表示的那樣，其中電容性勢壘是 在相互反相的兩個信號拷貝的任一路徑中在接口的接收電路中的微 分電路的部分。即，它們要求，任一個所述微分電路的時間常數應該 小于所述信號拷貝的上升時間和下降時間。在任一路徑上在點β中由 寄生電導率造成的信號電平減小，不會引起點γ中的比例信號減小， 相反，在比較器c+和c-的輸入端處的信號電平依賴于輸入信號Ui的 變化速率。

由寄生電導率造成的較短脈沖持續時間是否將損害在圖1中的 隔離接口的效率，很大程度上依賴于在比較器c+和c-的輸入端處脈沖 的受控縮短的時間常數值，即就由寄生電阻r±造成的受控脈沖縮短的 時間常數值而論依賴于電阻器r+和r-的電阻。在圖1中所表示的已知 隔離接口ii′_1sst中在電阻r+＝r-＝10kΩ的情況下對點α、β及γ中脈沖時間 特性的模擬表示在圖3a中，并且在來自圖1的隔離接口ii′_1sst中在電 阻r+＝r-＝100kΩ的情況下對相同點中脈沖時間特性的模擬，即根據專 利SI?200300001，表示在圖3b中，每次在板tp+與rp+以及tp-與rp- 之間0,5pF的電容下寄生電阻r±＝50kΩ(虛線)和r±＝2kΩ(實線)。 在圖1中所表示的已知隔離接口ii′_1sst在電阻r+＝r-＝10kΩ的情況下只 在低寄生電導下適當地起作用，而在高寄生電導下，這意味著，當導 電液體已經在接口板之間滲透時，在比較器c+和c-的輸入端處的信號 電平太低。來自圖1的已知隔離接口ii′_1sst，根據專利SI?200300001， 在高寄生電導(r±)^-1下，也起作用。它因為在非常不利的環境中也 可工作而不一般。