[發明專利]單通道多電平輸入電路及方法

無效

• 申請號: 201110395097.7
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN103138737A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 楊春雷;袁又直;白洪范;張玉一
• 申請（專利權）人: 大陸汽車電子（蕪湖）有限公司
• 主分類號: H03K19/0175
• 分類號: H03K19/0175
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 胡莉莉;王忠忠

技術領域

本發明涉及輸入電路，更具體而言涉及一種單通道多電平輸入電路以及一種通過單通道輸入多電壓電平信號的方法。

背景技術

在目前的電路中，針對不同電壓電平的輸入信號，往往不得不采用不同的輸入通道，以得到可反映出輸入信號的電平變換的信號。

在如圖1所示的多電平輸入電路中，設置有晶體管T1，用于對輸入信號進行預處理，從而供后續電路使用。為此，第一晶體管T1的基極通過基極偏置電阻R11與輸入電路的輸入端I1相連。第一晶體管T1的發射極接地。并且在第一晶體管T1的基極與發射極之間還連接有電阻R12，用于在沒有輸入電壓時保證第一晶體管T1可靠截止。第一晶體管T1的集電極通過限流電阻R13與電源電壓相連，該電源電壓通常為5V電源電壓。將第一晶體管T1的集電極輸出作為輸入電路的輸出。當輸入信號使得給第一晶體管T1的基極施加正偏壓時，第一晶體管T1導通。那么，該第一晶體管T1的集電極就輸出低電平作為輸入電路的輸出信號。此后，當輸入信號電平繼續增加時，由于第一晶體管T1始終導通，所以第一晶體管T1的集電極始終輸出低電平。為此，為了反映輸入信號電平的差別，需要通過另一輸入通道來實現。例如圖1中虛線部分所示，在輸入電路中，與第一晶體管T1所在的輸入通道并聯設置包含第二晶體管T2的另一輸入通道。通過調節電阻R21的值可獲得與更高電壓電平的輸入信號相對應的輸出信號。此外，還可再通過又一輸入通道輸出與進一步更高電壓電平的輸入信號相對應的輸出信號。

由于在這樣的輸入電路中需設置多個輸入通道，所以這往往使得總體電路成本過高。同時由于不同的通道彼此易相互影響，所以這樣的輸入電路也不穩定。

發明內容

為克服現有電路中的上述缺點，本發明提出一種電路，其中使用單個輸入通道來輸入數種不在同一電壓電平上的信號。

在本發明的一個方面中，提出了一種單通道多電平輸入電路，其包括單個輸入通道、預處理單元和輸出端。在單個輸入通道與預處理單元之間耦合有檢測單元，用于檢測單個輸入通道上的信號電平變化。因此，預處理單元可以根據檢測單元的檢測結果切換輸出端輸出的信號電平。

優選地，檢測單元是一個檢測單元或多個級聯的檢測單元。

根據本發明的一個實施例，當單個輸入通道上的信號電平超過閾值時，檢測單元給預處理單元提供切換信號。

優選地，檢測單元可以包括穩壓單元和開關單元。開關單元包括控制端、輸入端和輸出端，穩壓單元與開關單元的控制端耦合，使得該控制端的電壓處于閾值電壓。

優選地，開關單元可以包括晶體管、晶閘管或者三端雙向可控硅開關元件。

優選地，穩壓單元可以包括齊納二極管。

優選地，預處理單元可以包括晶體管、晶閘管或者三端雙向可控硅開關元件。

在本發明的另一方面中，提出了一種用于通過單通道輸入多電壓電平信號的方法，其包括：通過單個輸入通道接收多電壓電平信號；檢測單個輸入通道上的信號電平變化；當檢測到單個輸入通道上的信號電平變化時，切換輸出的信號電平；以及輸出信號。

根據本發明的另一實施例，當單個輸入通道上的信號電平超過閾值時，切換輸出的信號電平。

根據本發明的又一實施例，通過檢測單元來檢測單個輸入通道上的信號電平變化。優選地，所述檢測單元是一個或多個級聯的檢測單元。

檢測單元可以包括穩壓單元和開關單元，穩壓單元使開關單元的控制端的電壓處于閾值電壓。優選地，開關單元可以包括晶體管、晶閘管或者三端雙向可控硅開關元件。而穩壓單元可以包括齊納二極管。

通過本發明，可以僅使用單個輸入通道，從而將兩個或甚至更多電壓電平信號轉換成控制系統可用的信號。因此，僅一個子電路用于信號輸入，而沒有多重影響，所以根據本發明的電路更穩定。并且根據本發明的電路無需集成芯片，成本低。而且根據本發明的電路還可靈活用于不同的輸入信號。

附圖說明

下文中將結合附圖詳細描述本發明：

圖1示出了現有的多電平輸入電路的示意圖；

圖2示出了根據本發明的單通道多電平輸入電路的框圖；

圖3示出了根據本發明的用于兩個電壓電平輸入信號的電路的示意圖；

圖4示出了根據本發明的用于兩個電壓電平輸入信號的電路的輸出信號的波形圖；

圖5示出了根據本發明的用于多個電壓電平輸入信號的電路的示意圖；

圖6示出了根據本發明的用于多個電壓電平輸入信號的電路的輸出信號的波形圖；以及