[發明專利]冗余高速差分電路

有效

• 申請號: 201010250845.8
• 申請日: 2010-08-10
• 公開（公告）號: CN102195636A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 孫吉利;張平;禹衛東;聶海峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及高速差分接口技術領域，是一種高可靠、冗余高速差分電路，特別用于星載環境下的高速差分接口。

背景技術

針對星載環境和地面環境下的電子干擾，經常采用RS-422差分信號來保證信號的高速傳輸。RS-422差分信號的傳輸電路是成熟的，但應用到星載設備上時，信號的發送端和接收端均為冗余設計，信號的發送端應采用交叉備份設計，并考慮發送端斷路、短路情況下的工作狀態，以保證RS-422差分信號正常發送和接收。現有技術僅能夠保證發送端斷路模式下備份電路正常工作，無法實現短路模式下差分信號的高速傳輸。

發明內容

本發明的目的是：克服現有技術不足，提供一種冗余高速差分電路，能在發送端斷路、短路兩種故障模式下實現高速傳輸。

為達到上述目的，本發明的技術解決方案是：

一種冗余高速差分電路，包括兩個RS-422差分發送驅動器(D1)、兩個RS-422差分接收器(D2)；其差分發送驅動器(D1)輸出端加入電阻隔離，差分接收器(D2)接收端采用大阻值匹配電阻，避免電路失效，降低了電路短路對備份電路的影響，并利用差分信號的電平特性實現信號的高速傳輸。

所述的冗余高速差分電路，其所述加入電阻隔離，是在兩(D1)的輸出端串聯兩電阻(R1、R2)，電阻阻值各為20Ω；兩(D2)的大阻值匹配電阻(R3)阻值為2kΩ。

所述的冗余高速差分電路，其中：

a)備機不加電工作狀態下，備機發送端輸出阻抗＞1MΩ，處于發送端斷路模式下，此時主機電路處于正常工作狀態；

b)備機短路模式下，主機差分發送驅動器(D1)的發送端相當于通過40Ω電阻接地，同時并聯1kΩ左右的回路，此時發送端單端輸出總電流小于95mA，差分正負端的信號波形幅度均降低了一半，但信號的沿特性以及轉換后的TTL信號均未受到影響，能夠滿足系統正常工作的要求。

所述的冗余高速差分電路，其所述利用差分信號的電平特性實現信號的高速傳輸，當差分信號電壓差值＞0.2V時，接收端即可有效接收。

本發明采用簡單、可靠的方式實現了電路斷路和短路情況下，備份差分電路的正常高速傳輸。

本發明與現有技術相比的有益效果是：增加發送端短路故障模式下正常工作的能力。

附圖說明

圖1是本發明的冗余高速差分電路原理框圖；

圖2是本發明發送端短路模式下的等效電路圖。

具體實施方式

圖1和圖2中D1為RS-422差分發送驅動器，R1、R2為RS-422差分發送端串聯電阻，R3為接收端終端匹配電阻，D2為RS-422差分接收器。

RS-422差分發送驅動器和RS-422差分接收器為Intersil公司產品，發送驅動器型號為HS-26CT31，接收器型號為HS-26CT32。差分發送端串聯電阻阻值為20Ω，在正常工作狀態下該電阻不會影響信號傳輸的沿特性，即不會影響高速信號傳輸。如果該電阻大于20Ω，會嚴重影響差分信號傳輸特性，形成大的傳輸延遲且延遲時間不確定。差分接收端匹配電阻阻值為2kΩ，可以有效降低正常工作時的電流以及分壓作用，降低功耗。

備機不加電工作狀態下，備機發送端輸出阻抗＞1MΩ，因此發送端斷路模式下，電路工作狀態與正常工作狀態相同。

短路模式下，等效電路如圖2所示，發送端相當于通過40Ω電阻接地，同時并聯約1kΩ的回路。通過圖2中所示的電流表M1可測得單路接地電流為88.1mA，考慮并聯回路，發送端單端輸出總電流小于95mA，遠小于422發送驅動器所能承受的最大輸出電流500mA，同時也小于422發送驅動器所能承受的長期工作最大電流130mA。

在這種情況下，差分正負端的信號波形幅度均降低了一半，但信號的沿特性以及轉換后的TTL信號均未受到影響，能夠滿足系統正常工作的要求。