[發明專利]發射器電路

在審

• 申請號: 202111145004.5
• 申請日: 2021-09-28
• 公開（公告）號: CN113972904A
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發明（設計）人: 李冠舜
• 申請（專利權）人: 晶焱科技股份有限公司
• 主分類號: H03K19/003
• 分類號: H03K19/003;H03K19/0175
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨

本發明公開一種適于數字隔離器的發射器電路，為接收一數據輸入信號并耦合至隔離屏障，產生接收器輸入信號并傳送至接收器電路，以產生數據輸出信號。發射器電路根據數據輸入信號的上升緣與下降緣產生一發射器輸出信號，所述發射器電路包括響應于數據輸入信號的該上升、下降緣輸出一轉換數據信號的上下緣轉換器、接收該轉換數據信號并據以產生一載波信號的延遲邏輯單元及接收該轉換數據信號與載波信號，以產生該發射器輸出信號的AND邏輯閘。其中，基于載波信號包含脈沖的數量為有限且具有明確數量的，本發明有效地降低功率消耗與電磁干擾等問題。

技術領域

本發明有關于一種發送端的電路架構，特別是一種適于數字隔離器，且能有效降低其功率消耗及電磁干擾的發射器電路。

背景技術

已知現有的隔離電路是可在兩個通訊區塊，例如：發送端電路(transmittercircuit，TX)與接收端電路(receiver circuit，RX)之間提供電壓隔離的一種中介電路。此類的隔離電路一般可用來消除可避免的接地回路，并且達到保護高壓敏感電路的功效。利用隔離電路，不僅可確保電路之間的電性絕緣與信號隔離，在相異兩個通訊電路之間建立可靠的數據傳輸，以使得信號可不受快速瞬態共模噪聲(fast transient common modenoise)所干擾。在實際應用上，由于共模噪聲通常是可預期的，并且使用者操作所引起的干擾亦為無可避免的，因此，可確保信號在傳輸間具備安全性與可靠度的隔離電路自然成為其中不可或缺的中介電路。目前已知在一些易受電壓涌浪、快速瞬時與高噪影響的工業應用中，隔離電路遂已被廣泛地用于確保傳輸信號的安全性和可靠度上。

請參閱圖1所示，其公開現有技術中一種傳統隔離電路架構的示意圖，其中，兩個通訊區塊：發送端電路10與接收端電路20分別連接于一接地電壓V_ss1和V_ss2，其中所設置的隔離電路旨在將這兩個接地電壓V_ss1和V_ss2隔絕開來。發送端電路10包含發送器TX_1和TX_2，其中每一個發送器TX_1、TX_2由一振蕩器11與一混合器(mixer)12所組成。如圖1所示，DI是發送端電路10的輸入信號，并且經由發送器TX_1和TX_2產生發送端輸出信號TXO_1和TXO_2。隔離電容22配置于該發送端電路10與接收端電路20之間，以將來自發送端的發送端輸出信號TXO_1和TXO_2耦合至接收端，以產生接收端輸入信號RXIN_1和RXIN_2，并供該接收端電路20接收。接收端電路20包含接收器RX_1、接收器RX_2及一混合器21，其中，接收器RX_1接收該接收端輸入信號RXIN_1，接收器RX_2接收該接收端輸入信號RXIN_2，并通過與該多個接收器RX_1、RX_2電性耦接的混合器21，產生一輸出信號RO。請一并配合參閱圖2所示，其為根據圖1的傳統隔離電路架構中其輸入信號DI、發送端輸出信號TXO_1和TXO_2、振蕩器11的輸出振蕩信號OSC、接收端輸入信號RXIN_1和RXIN_2以及輸出信號RO的波形圖。一般而言，輸出信號RO的電壓位準通常會跟隨輸入信號DI的電壓位準。

然而，如圖1所示，值得注意的是，在傳統的隔離器電路架構中，在其發送端通常都必須配置有所述的振蕩器11，而在此情況下，只要隔離器電路開始給電并運作，該振蕩器11便會開始持續地輸出無限的脈波信號(pulse carrier)，如圖2中的輸出振蕩信號OSC的波形所示，而這些無窮無盡的脈波信號將會引起很龐大的功率消耗，以及引發嚴重的電磁干擾問題。除此之外，無論當輸入信號DI是由邏輯狀態”0”轉態為邏輯狀態”1”，或者是由邏輯狀態”1”轉態為邏輯狀態”0”時，該振蕩器11都在持續地輸出無限的脈波信號，這也將使得該發送端輸出信號TXO_1和TXO_2極有可能產生劇烈的信號抖動(jitter)問題。

再更進一步而言，從圖1所示的傳統隔離器電路架構來看，可以明顯發現，在傳統的隔離器電路架構中，必須設置有至少兩組的信號傳輸信道，也就是說，包含兩組的發送器TX_1、TX_2匹配接收器RX_1、RX_2為無可避免的。在此情況下，電路的制作成本及其面積消耗也成為一大挑戰，緣此，也使得傳統的隔離器電路不敷使用，且無法被有效且廣泛地利用于業界。