[發明專利]一種差分輸入電路及其實現方法

有效

• 申請號: 201410199599.6
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN104022748B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 秦運柏;潘文;姚偉;余志洋;程廣欣
• 申請（專利權）人: 聯合汽車電子有限公司
• 主分類號: H03H1/00
• 分類號: H03H1/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司31211
• 代理人: 殷曉雪

1.一種差分輸入電路，兩個輸入端之間并聯著輸入等效電阻和輸入等效濾波電容，兩個輸出端之間并聯著EMC濾波電容；其特征是，輸入端一和輸出端一之間串聯著限流電阻一和限流電阻三，輸入端二和輸出端二之間串聯著限流電阻二和限流電阻四；

將限流電阻一和限流電阻三之間稱為節點A，將限流電阻二和限流電阻四之間稱為節點B；在直流電源與節點B之間串聯著鉗位電阻一和反向的鉗位二極管一，在節點B和地之間串聯著反向的鉗位二極管二和鉗位電阻二；在直流電源與節點A之間串聯著鉗位電阻三和反向的鉗位二極管三，在節點A和地之間連接著反向的鉗位二極管四；

所述鉗位電阻一、鉗位電阻二、鉗位電阻三的取值滿足：在差分輸入信號為零，任意輸入端短路到高于直流電源電壓、且鉗位二極管一和鉗位二極管三導通的前提下，輸出端一的電壓值高于輸出端二的電壓值；在差分輸入信號為零，任意輸入端短路到低于地電位、且鉗位二極管二和鉗位二極管四導通的前提下，輸出端一的電壓值高于輸出端二的電壓值；

在直流電源與輸出端二之間連接著直流偏置電阻一，在輸出端二與地之間連接著直流偏置電阻二；在直流電源與輸出端一之間連接著直流偏置電阻三，在輸出端一與地之間連接著直流偏置電阻四；

所述四個直流偏置電阻的取值滿足：在差分輸入信號為零，且兩個輸入信號均沒有外部直流偏置的前提下，輸出端二的電壓值高于輸出端一的電壓值，且高出的幅度小于正常的輸入差分信號的幅值。

2.根據權利要求1所述的差分輸入電路，其特征是，所述鉗位電阻一、鉗位電阻二、鉗位電阻三的取值滿足：在差分輸入信號為零，任意輸入端短路到高于直流電源電位或短路到低于地電位時，輸出端一的電壓值高于輸出端二的電壓值在17～50mV之間。

3.根據權利要求1所述的差分輸入電路，其特征是，所述四個直流偏置電阻的取值滿足：在差分輸入信號為零，且兩個輸入信號均沒有外部直流偏置時，輸出端二的電壓值高于輸出端一的電壓值在50～300mV之間。

4.一種如權利要求1所述的差分輸入電路的實現方法，將差分輸入電路的輸出端一、輸出端二分別連接一塊信號處理芯片的正輸入端、負輸入端；同時，要求差分輸入電路的兩個輸入端僅提供有效差分信號而不提供任何直流偏置電壓；其特征是，

在正常工作時，限定兩個輸入端的輸入信號電壓都在地電壓和直流電源電壓之間，四個鉗位二極管均不導通，由于直流偏置電阻的取值，輸出端二的電壓值高于輸出端一；這便在該信號處理芯片的負輸入端增加了一個檢測門限，該門限小于正常的輸入差分信號的幅值；當輸入端一的輸入信號電壓低于輸入端二時，信號處理芯片的負輸入端電壓高于其正輸入端電壓因而始終輸出第一電平狀態；當輸入端一的輸入信號電壓高于輸入端二時，信號處理芯片的正輸入端電壓高于其負輸入端電壓因而始終輸出第二電平狀態；

在兩個輸入端之間發生短接故障時，差分輸入信號為零，四個鉗位二極管均不導通,由于直流偏置電阻的取值，輸出端二的電壓值高出輸出端一；該信號處理芯片的負輸入端電壓永遠高于其正輸入端電壓因而始終輸出第一電平狀態；

在輸入端一發生短接到地的故障時，若輸入端二的輸入信號電壓高于輸入端一，則輸出端二的輸出信號電壓值高出輸出端一，信號處理芯片的負輸入端電壓高于其正輸入端電壓因而始終輸出第一電平狀態；若輸入端二的輸入信號電壓低于輸入端一，則輸出端二的輸出信號電壓值低于輸出端一，信號處理芯片的負輸入端電壓低于其正輸入端電壓因而始終輸出第二電平狀態；

在輸入端二發生短接到地的故障時，若輸入端一的輸入信號電壓高于輸入端二，則輸出端一的輸出信號電壓值高于輸出端二，信號處理芯片的正輸入端電壓高于其負輸入端電壓因而始終輸出第二電平狀態；若輸入端一的輸入信號電壓低于輸入端二，則輸出端一的輸出信號電壓值低于輸出端二，信號處理芯片的負輸入端電壓高于其正輸入端電壓因而始終輸出第一電平狀態；

在輸入端一發生短接到外部高電位電源的故障或短路到負電源故障時，令兩個輸入端無輸入；信號處理芯片的正輸入端電壓高于其負輸入端電壓因而始終輸出第二電平狀態；

在輸入端二發生短接到外部高電位電源的故障或短路到負電源故障時，令兩個輸入端無輸入；信號處理芯片的正輸入端電壓高于其負輸入端電壓因而始終輸出第二電平狀態。