CN106559106B - 信号传输器 - Google Patents

Abstract

一种信号传输器，包括信号发送电路，所述信号发送电路包括：数字控制模块，用于对待发送信号进行数字逻辑处理，输出数字控制信号；电流输出模块，与所述数字控制模块连接，用于在数字控制模块输出的数字控制信号的控制下，输出与待发送信号特征匹配的电流信号，所述电流输出模块包括正向输出端和负向输出端，所述正向输出端和负向输出端用于分别连接至磁耦合器的原线圈的两端。所述信号传输器功耗较低。

Description

信号传输器

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，尤其涉及一种信号传输器。

背景技术

通常在强电和弱电信号之间进行通信，通常需要对强电发送端和弱电接收端之间进行物理隔离，所以，通常在传统的需要实现隔离的通信环境下，一般采用光耦合来实现通信，通过光电、电光转换达到很好的电隔离效果。

请参考图1，为现有技术基于光耦合实现通信的电路模块结构示意图。所述发送端101通过发光二极管102将电流信号转换成光信号；所述接收端104通过光电二极管103接收发光二极管102发出的光信号，并将所述光信号转换成电信号，从而实现发送端101与接收端104之间的信号传输。但是上述方法为了实现电光转换需要的电流较高，功耗大、成本高。

从而需要一种新的信号传输器，能够实现低功耗低成本的信号传输。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种信号传输器，实现低功耗低成本的信号传输。

为了解决上述问题，本发明提供了一种信号传输器，包括：数字控制模块，用于对待发送信号进行数字逻辑处理，输出数字控制信号；电流输出模块，与所述数字控制模块连接，用于在数字控制模块输出的数字控制信号的控制下，输出与待发送信号特征匹配的电流信号，所述电流输出模块包括正向输出端和负向输出端，所述正向输出端和负向输出端用于分别连接至磁耦合器的原线圈的两端。

可选的，所述待发送信号为数字信号，所述数字控制信号用于控制所述电流输出模块输出的电流信号的流动方向，使沿正方向流动的电流信号对应于待发送信号的高电平，沿反方向流动的电流信号对应于待发送信号的低电平。

可选的，所述电流输出模块包括依次连接的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，电流源连接至第一开关和第二开关之间，所述正向输出端位于第一开关和第四开关之间，所述负向输出端位于第二开关和第三开关之间，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关分别连接至数字控制模块的数字控制信号输出端。

可选的，所述数字控制信号输出端包括：第一端，连接至第三开关，用于输出第一信号；第二端，连接至第四开关，用于输出第二信号；第一反向端，连接至第一开关，用于输出第一反向信号；第二反向端，连接至第二开关，用于输出第二反向信号；所述第一信号和第一反向信号之间互为反向信号，所述第二信号和第二反向信号之间互为反向信号。

可选的，所述第一信号和第二信号为两相非交叠信号。

可选的，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关分别具有多个开关元件，所述数字控制信号用于依次导通或断开所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关内的多个开关元件。

可选的，所述电流输出模块包括第七开关和第八开关；所述第七开关一端连接至电流源，另一端连接至电源负端；所述第八开关一端连接至电流源，另一端连接至正向输出端；所述负向输出端连接至电源负端。

可选的，所述电流输出模块包括第九开关和第十开关；所述第九开关一端连接至电源正端，另一端连接至电源负端；所述第十开关一端连接至负向输出端，另一端连接至电源负端；所述正向输出端连接至电源正端。

可选的，所述待发送信号为数字信号，所述数字控制信号用于控制所述电流输出模块输出的电流信号，当有电流信号输出时对应于待发送信号的高电平，当没有电流信号输出时对应于待发送信号的低电平；或者当有电流信号输出时对应于待发送信号的低电平，当没有电流信号输出时对应于待发送信号的高电平。

可选的，还包括信号接收电路，所述信号接收电路包括：流电压转换模块，包括正向接收端和负向接收端，所述正向接收端和负向接收端用于分别连接至磁耦合器的副线圈的两端，所述电流电压转换模块用于接收所述副线圈在磁耦合器的原线圈感应下产生的电流信号，并将电流信号转换成电压信号；数字处理模块，与所述电流电压转换模块连接，用于对所述电流电压转换模块输出的电压信号进行处理，输出数字信号。

可选的，所述电流电压转换模块包括共模端，连接所述共模端与正向接收端的第一电阻，连接所述共模端与负向接收端的第二电阻，所述第一电阻与正向接收端的连接端作为第一输出端，所述第二电阻与负向接收端的连接端作为第二输出端。

可选的，所述数字处理模块包括比较器，所述第一输出端连接至比较器正输入端、第二输出端连接至比较器负输入端。

可选的，信号接收电路还包括连接所述数字处理模块的信号过滤模块，用于去除所述数字处理模块输出的错误信号。

一种信号传输器，包括：信号接收电路，所述信号接收电路包括：电流电压转换模块，包括正向接收端和负向接收端，所述正向接收端和负向接收端用于分别连接至磁耦合器的副线圈的两端，所述电流电压转换模块用于接收所述副线圈在磁耦合器的原线圈感应下产生的电流信号，并将电流信号转换成电压信号；数字处理模块，与所述电流电压转换模块连接，用于对所述电流电压转换模块输出的电压信号进行处理，输出数字信号。

可选的，所述电流电压转换模块包括共模端，连接所述共模端与正向接收端的第一电阻，连接所述共模端与负向接收端的第二电阻，所述第一电阻与正向接收端的连接端作为第一输出端，所述第二电阻与负向接收端的连接端作为第二输出端。

可选的，所述数字处理模块包括比较器，所述第一输出端连接至比较器正输入端、第二输出端连接至比较器负输入端。

可选的，信号接收电路还包括连接所述数字处理模块的信号过滤模块，用于去除所述数字处理模块输出的错误信号。

本发明的信号传输器包括信号发送电路，用于将待发送信号转为电流信号进行发送，所述电流信号作为待发送信号的载波。所述信号传输器还包括信号接收电路，用于接收电流信号，并将所述电流信号转变为数字信号输出，从而实现对电流信号的解码。信号的发送和接收过程均不需要大电流，从而可以降低功耗，减少成本。

附图说明

图1为本发明现有技术的基于光耦合实现通信的电路模块结构示意图；

图2为本发明一具体实施方式的信号传输器的结构示意图；

图3为本发明一具体实施方式的信号传输器的结构示意图；

图4为本发明一具体实施方式的信号传输器的结构示意图；

图5为本发明一具体实施方式的信号传输器的结构示意图；

图6为本发明一具体实施方式的信号传输器的信号接收电路中数字控制模块发送的第一信号的各个子信号的示意图；

图7为本发明一具体实施方式的信号传输器的信号接收电路中数字控制模块输出的各个数字控制信号的示意图；

图8为本发明一具体实施方式的信号传输器的结构示意图；

图9为本发明一具体实施方式的信号传输器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的信号传输器的具体实施方式做详细说明。

请参考图2，为本发明一具体实施方式的信号传输器的结构示意图。

在该具体实施方式中，所述信号传输器包括信号发送电路201，所述信号发送电路201包括数字控制模块211和与所述数字控制模块211连接的电流输出模块212。所述信号传输器作为信号发送装置时，所述信号发送电路201工作。

所述数字控制模块211包括信号输入端，用于输入待发送信号；所述数字控制模块211用于对待发送信号进行数字逻辑处理，输出数字控制信号。所述待发送信号为数字信号，或者所述待发送信号为模拟信号，并通过所述数字控制模块211进行模数转换。

所述电流输出模块212与电源端连接，用于在数字控制模块211输出的数字控制信号的控制下，输出与待发送信号特征匹配的电流信号，所述电流输出模块包括正向输出端和负向输出端，所述正向输出端和负向输出端用于分别连接至磁耦合器202的原线圈的两端。

所述数字控制模块211根据所述输入的待发送信号，输出对应的控制信号，对电流输出模块212进行控制，使所述电流输出模块212输出的电流信号特征与输入的待发送信号特征对应。例如，当输入的待发送信号为数字信号时，待发送信号的高电平对应所述电流输出模块212的正向输出端流至负向输出端方向的电流，即正方向流动的电流；待发送信号的低电平对应所述电流输出模块212的负向输出端流至正向输出端方向的电流，即反方向流动的电流。所述电流信号的方向与输入的待发送信号的高低电平相对应。从而所述信号发送电路201将待发送信号转变成电流信号，由所述磁耦合器202的原线圈耦合至副线圈并输出。所述信号传输器进行信号发送时，主要通过电流信号的方向作为信号载波，不需要很大的电流值，从而可以降低功耗，减少成本。

请参考图3，为本发明另一具体实施方式的信号传输器的结构示意图。

所述信号传输器包括信号接收电路301，所述信号传输器作为信号接收装置，所述信号接收电路301工作。所述信号接收电路301包括电流电压转换模块311，与所述电流电压转换模块311连接的数字处理模块312。

所述电流电压转换模块311，包括正向接收端和负向接收端，所述正向输入端和负向输入端用于分别连接至磁耦合器301的副线圈的两端。所述电流电压转换模块311用于接收所述副线圈在磁耦合器302的原线圈感应下产生的电流信号，并将电流信号转换成电压信号。

所述数字处理模块312，与所述电流电压转换模块311连接，用于对所述电流电压转换模块311输出的电压信号进行处理，输出数字信号。

所述电流电压转换模块311将接收到的电流信号转变成电压信号，数字处理模块312对电压信号进行模数转换，形成数字信号，所述数字信号的高低电平，与输入的电流信号的方向对应，从而将接收的电流信号转变成数字信号，进行信号解码。所述信号传输器进行信号接收时，主要通过电流信号的方向对信号解码，不需要很大的电流值，从而可以降低功耗，减少成本。

请参考图4，为本发明另一具体实施方式的信号传输器的结构示意图。

所述信号传输器同时包括信号发送电路401和信号接收电路402，所述信号发送电路401，用于将待发送的信号转变成电流信号进行发送，通过电流信号的电流方向对应待发送信号的高低电平；所述信号接收电流402用于将接受到的电流信号转变成电压信号，并通过对电压信号进行模数转换，形成数字信号，将接收的信号进行解码，从而实现信号的传输。但是，所述信号传输器只能单独作为信号发送装置或信号接收装置进行使用，需要两个信号传输器才能完成信号的发送与接收过程，其中一个信号传输器的信号发送电路连接至一磁耦合器的原线圈，另一信号传输器的信号接收电路连接至该磁耦合器的副线圈，信号发送电路发送的电流信号通过磁耦合器的原线圈耦合至副线圈，由另一信号传输器的接收电路接收后换变为电压进行并进行模数转换，形成数字信号输出，从而实现信号的传输与接收。

请参考图5，为本发明另一具体实施方式的信号传输器的结构示意图。

为了更清楚的表现所述信号传输器的工作原理，图5中有两个同时具有信号发送与接收功能的信号传输器，分别作为信号发射器与信号接收器使用，与一磁耦合器530连接。

其中，作为信号发射器使用的信号传输器包括信号发送电路511和信号接收电路512；作为信号接收器使用的信号传输器包括信号发送电路521和信号接收电路522；两个信号传输器的信号发送电路511和信号发送电路521的电路结构相同、信号接收电路512和信号接收电路522的电路结构相同。

所述信号发送电路511包括数字控制模块5111，所述数字控制模块5111用于对待发送信号din进行数字处理，并根据所述待发送信号din的特征信息，发出控制信号。所述数字控制模块5111由时钟信号、使能信号和控制信号控制。

所述信号发送电路511还包括电流输出模块，所述电流输出模块包括：依次连接的第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4，电源端VDD通过一电流镜电路连接至第一开关K1和第二开关K2之间，作为所述电流输出模块的恒定电流源Ib，所述电流Ib大小可以为100μA～400μA。所述电流输出模块包括正向输出端dp和负向输出端dn，所述正向输出端dp位于第一开关K1和第四开关K4之间，所述负向输入端dn位于第二开关K2和第三开关K3之间。所述电源负极VSS通过一电流镜电路连接至第三开关K3和第四开关K4之间。

所述第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4分别连接至数字控制模块5111的数字控制信号输出端。在本发明的具体实施方式中，所述数字控制模块5111包括第一端，连接至第三开关K3，用于输出第一信号phil；第二端，连接至第四开关K4，用于输出第二信号phi2；第一反向端，连接至第一开关K1，用于输出第一反向信号phi1b；第二反向端，连接至第二开关K2，用于输出第二反向信号phi2b。所述第一信号phil、第二信号phi2、第一反向信号philb和第二反向信号phi2b均为数字信号，其中，所述第一信号phil和第一反向信号philb之间互为反向信号，当所述第一信号phil控制第三开关K3开启时，所述第一反向信号philb控制第一开关K1开启；当所述第一信号phil控制第三开关K3断开时，所述第一反向信号philb控制第一开关K1断开。所述第二信号phi2和第二反向信号phi2b之间互为反向信号，当所述第二信号phi2控制第四开关K4开启时，所述第二反向信号phi2b控制第二开关K2开启；当所述第二信号phi2控制第四开关K4断开时，所述第二反向信号phi2b控制第二开关K2断开。在本发明的一个具体实施方式中，所述第一开关K1和第二开关K2为低电平导通开关，例如PMOS晶体管，所述第三开关K3和第四开关K4为高电平导通开关，例如NMOS晶体管。

所述数字控制模块5111通过控制所述第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4的开启和断开状态，调整所述电流输出模块内的电流方向。当所述数字控制模块5111控制第一开关K1和第三开关K3开启，第二开关K2和第四开关K4断开时，电流方向从正向输出端dp流向负向输出端dn，当所述正向输出端dp和负向输出端dn连接至磁耦合器530的原线圈531时，在所述原线圈531内产生正向流动的电流，从而在副线圈532内形成感应电流。

在本发明的具体实施方式中，第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4可以为单个开关器件，例如晶体管、三极管、晶闸管等；在该具体实施方式中，所述第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4分别为由多个个开关元件构成的开关模块，只有当开关模块内的n个开关元件均导通时，所述第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3或第四开关K4才能完全导通。所以，在该具体实施方式中，所述第一信号Phi1、第一信号Phi2、第一方向信号Phi1b和第二方向信号Phi2b均包括多个个数字信号，即Phi1<n:0>、Phi2<n:0>、Phi1b<n:0>和、Phi2b<n:0>，分别对第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4内的n+1个开关元件进行控制。

在本发明的一个具体实施方式中，为了避免磁耦合器530内的原线圈531内的电流发生突变，导致在原线圈531内产生较大的自感电流，造成信号传输产生较大误差，所述第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4内的n个开关元件，逐个导通或关断。所以，所述第一信号Phi1、第一信号Phi2、第一方向信号Phi1b和第二方向信号Phi2b各自的n个信号为相邻延时信号。本发明的一个具体实施方式中，所述第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3和第四开关K4内包括5个开关元件，以控制第三开关K3的第一信号Phi1<n:0>为例，当所述待发送信号din为方波信号时，请参考图6，为所述Phi1<4:0>内的各个子信号的示意图，所述第一信号Phi1<4:0>内的5个子信号，分别为相邻的延时信号，信号沿依次逐个上升或下降，每个子信号比前一子信号延迟1ns～10ns，从而对第一开关K1内的5个开关元件依次导通或断开，让电流慢慢增大或减小，从而避免原线圈531内电流发生突变。

进一步，为了避免在开关状态切换过程中，第一开关K1和第四开关K4、或者第一开关K2和第三开关K3短时间内状态相同，导致电流信号流向电源负端VSS，所述第一信号Phi1和第二信号Phi2为两相非交叠信号，而第一方向信号Phi1b和第二方向信号Phi2b也是两相非交叠信号，请参考图6，为待发送信号din为方波时，所述第一信号Phi1、第二信号Phi2、第一反向信号Phi1b和第二反向信号Phi2b的示意图。所述第一信号Phi1和第二信号Phi2的信号边沿均不重叠；第一方向信号Phi1b和第二方向信号Phi2b的信号边沿均不重叠。

所述电流输出模块还包括位于第一开关K1与正向输出端dp之间的电阻R5、位于第二开关与负向输出端dn之间的电阻R6、第三开关K3与负向输出端dn之间的电阻R8以及第四开关K4与正向输出端之间的电阻R7。当磁耦合器530的原线圈531上电流发生突变时，会产生反激电压，所述电阻R5、R6、R7和R8用来隔离所述反激电压对开关K1～K4的影响，同时实现磁耦合器530的原线圈和副线圈的阻抗匹配。所述电阻R5、R6、R7和R8可以具有相同的阻值，所述电阻R5、R6、R7和R8还可以是可调电阻，用于通过调整电阻R5、R6、R7和R8的阻值大小，实现信号发送电路511与磁耦合器530的阻抗匹配，提高信号传输效率。

所述信号发送电路511将待发送信号din转变为电流信号流经磁耦合器530的原线圈531耦合至副线圈532，再通过另一信号传输器的信号接收电路522进行接收，从而完成信号发送与接收。

所述信号接收电路522包括电流电压转换模块，所述电流电压转换模块包括正向接收端dp和负向接收端dn，所述正向接收端dp和负向接收端dn同时也是所述信号发送电路521的正向输出端dp和负向输出端dn。

所述正向接收端dp和负向接收端dn用于分别连接至磁耦合器530的副线圈532的两端，所述电流电压转换模块用于接收所述副线圈532在磁耦合器530的原线圈531感应下产生的电流信号，并将电流信号转换成电压信号输出。在该具体实施方式中，所述电流电压转换模块包括共模端Vcm，连接所述共模端Vcm与正向接收端dp的电阻R3，连接所述共模端Vcm与负向接收端dn的电阻R4，所述电阻R3与正向接收端dp的连接端作为第一输出端，用于输出第一电压信号；所述电阻R4与负向接收端dn的连接端作为第二输出端，用于输出第二电压信号。在本发明的具体实施方式中，所述电阻R3和电阻R4可以为可调电阻，可以通过对电阻R3和电阻R4进行调整，以实现信号接收单元522与磁耦合器530的阻抗匹配，提高接收效率。

在该具体实施方式中，所述电流电压转换模块还包括滤波单元，所述滤波单元包括连接所述正向输入端dp和电阻R3的电阻R1以及第五开关K5，所述电流电压转换模块还包括连接所述负向输入端dn和电阻R4的电阻R2以及第六开关K6；还包括连接至第一输出端和第二输出端的电容C1。所述电阻R1、电阻R2以及电容C1起到滤波稳压的作用，具体的，对电流信号进行滤波，对输出电压进行稳压，所述电容C1的电容值为10pF～30pF，优选的，在本发明的具体实施方式中，所述电容C1的电容值为20pF。由使能信号控制所述第五开关K5和第六开关K6的导通和断开状态，在信号接收电路522工作时所述第五开关K5和第六开关K6均导通；在信号接收电路522不工作时均断开，所述第五开关K5和第六开关K6断开，使信号接收电路512与信号发送电路521断开。当副线圈532上的电流发生突变时，电阻R3和电阻R4上会产生反激电压，所述电阻R1、R2还用来隔离所述反激电压对信号发送电路521产生的影响，并且同时实现磁耦合器530的原线圈531和副线圈532的阻抗匹配。在本发明的一个具体实施方式中，所述电阻R3和R4可以采用阻值范围为4欧姆～1000欧姆的可变电阻，所述电阻R1和R2的阻值相同为200欧姆。

所述数字处理模块包括比较器5221，所述电流电压转换模块的第一输出端连接至比较器5221的正输入端、所述电流电压转换模块的第二输出端连接至比较器5221的负输入端。当所述信号接收电路接收的电流信号流向为dp-R1-R3-R4-R2-dn时，在电阻R3上产生电压V_R3，在电阻R4上产生电压V_R4，共模端电压Vcm，此时比较器5221正输入端电压为Vcm+V_R3，负输入端电压为Vcm-V_R3，所述比较器5221输出高电平；反之，电流方向为dn-R2-R4-R3-R1-dp时，比较器5221正输入端电压为Vcm-V_R3，比较器5221负输入端电压为Vcm+V_R4，所述比较器5221输出低电平。如果没有所述共模电压Vcm，比较器5221的两端就会有一端出现负电压，而芯片工作的最低的电压通常为地电压。所以，所述共模端Vcm为比较器5221提供共模电压，以避免比较器两端出现负电压。

所以，所述信号接收电路522将接收的电流信号进行转换输出与输入信号din对应的数字信号，通过信号发送电路511和接收电路522的信号转换发送以及接收、再转换过程，可以使信号接收电路输出的数字信号与输入信号din一致。

在该具体实施方式中，所述信号接收电路522还包括信号过滤模块5222，所述信号过滤模块5222用于去除所述数字处理模块输出的错误信号。

请参考图8，为本发明另一具体实施方式的信号传输器的结构示意图。

该具体实施方式中，所述信号传输器包括信号发送电路811，所述信号发送电路包括数字控制模块8111和电流输出模块，所述电流输出模块包括：第七开关K7和第八开关K8；所述第七开关K7一端连接至电流源，另一端连接至电源负端VSS；所述第八开关K8一端连接至电流源，另一端连接至正向输出端dp；所述负向输出端dn连接至电源负端VSS。

具体的，电源端VDD通过一电流镜电路连接至第七开关K7和第八开关K8，作为所述电流输出模块的恒定电流源Ib，所述Ib的范围可以是100μA～400μA，功耗较低。所述第七开关K7与电源负端VSS之间还依次连接有电阻R9和电阻R10，所述第八开关K8和正向输出端dp之间还连接有电阻R11，所述负向输出端dn与电源负端VSS之间还连接有电阻R12。所述电阻R9、R10、R11和R12，可以避免磁合器530的原线圈531上电流发生突变时，产生的反激电压对第七开关K7和第八开关K8产生影响。所述电阻R9、R10、R11和R12可以是可变电阻，通过调整所述电阻R9～R12的大小，可以实现磁耦合器530的原线圈531和副线圈532之间的阻抗匹配。该具体实施方式中，电阻R9、R10、R11和R12的阻值相等。

该具体实施方式中，所述第七开关K7和第八开关K8为相同类型的开关，所述数字控制模块8111根据待发送信号din，输出控制信号phi3和phi3b，为两个反相的控制信号，用于分别控制第七开关K7和第八开关K8，当第七开关K7导通时，第八开关K8断开，此时，所述电流输出模块形成从第七开关K7流向电源负端VSS的电流，在所述正向输出端dp和负向输出端dn之间没有电流信号输出，输出电流信号为0；当所述第七开关K7断开、第八开关K8导通时，形成从正向输出端dp经过原线圈531流向负向输出端dn的输出电流。

当有电流信号输出时对应于待发送信号的高电平，当没有电流信号输出时对应于待发送信号的低电平；或者当有电流信号输出时对应于待发送信号的低电平，当没有电流信号输出时对应于待发送信号的高电平。

所述第七开关K7和第八开关K8内可以包括多个开关元件，所述phi3和phi3b分别包括多个子信号，用于分别控制所述第七开关K7和第八开关K8内的多个开关元件依次导通或断开，从而避免原线圈531内的电流发生突变。

原线圈531上的电流变化通过副线圈532发送至信号接收端，通过处理后输出与待发送信号din对应的信号，从而实现对信号din的发送与接收。

请参考图9，为本发明另一具体实施方式的信号传输器的结构示意图。

该具体实施方式中，所述信号传输器包括信号发送电路911，所述信号发送电路包括数字控制模块9111和电流输出模块，所述电流输出模块包括：第九开关K9和第十开关K10；所述第九开关K9一端连接至电源正端VDD，另一端连接至电源负端VSS；所述第十开关K10一端连接至负向输出端dn，另一端连接至电源负端VSS；所述正向输出端dp连接至电源正端VDD。

具体的，所述第九开关K9和第十开关K10通过一电流镜电路连接至电源负端VSS，使得从电流输出模块向电源负端VSS输出电流Ib。所述第九开关K9与电源正端VDD之间还依次连接有电阻R14和电阻R13，所述正向输入端dp与电源VDD之间还连接有电阻R15，所述负向输入端dn与第十开关K10之间还连接有电阻R16，所述电阻R13、R14、R15和R16用于避免磁合器530的原线圈531上电流发生突变时，产生的反激电压对第九开关K9和第十开关K10产生影响。所述电阻R13、R14、R15和R16可以是可变电阻，通过调整所述电阻R11的大小，可以实现磁耦合器530的原线圈531和副线圈532之间的阻抗匹配。该具体实施方式中，所述电阻R13、R14、R15和R16的阻值相等。

该具体实施方式中，所述第七开关K7和第八开关K8为相同类型的开关，所述数字控制模块9111根据待发送信号din，所述数字控制模块9111用于输出控制信号phi4和phi4b，为两个反相的控制信号，用于对第九开关K9和第十开关K10进行控制。在本发明的一个具体实时方式中，当没有所述信号din输入时，所述数字控制模块默认输出的控制信号phi4b使第十开关K10导通，phi4使第九开关K9断开，所述电流输出模块产生从正向输出端dp经过原线圈531至负向输出端dn的电流信号，此时信号接收电路522默认输出dout为高电平信号；当有信号din输入时，所述控制信号phi4b使第十开关K10断开，phi4使第九开关K9导通，电流从第九开关K9流向电源负端VSS，所述原线圈531上没有电流通过，使得信号接收电路522输出信号dout为低电平信号。

所述第九开关K9和第十开关K10可以包括多个开关元件，所述控制信号phi4和phi4b内包括多个子信号，用于分别控制所述第九开关K9和第十开关K10内的多个开关元件依次导通或断开，从而避免原线圈531内的电流发生突变。

与此对应的，当原线圈531上的电流变化通过副线圈532发送至信号接收端，通过处理后输出与待发送信号din对应的信号，从而实现对信号din的发送与接收。

所述信号传输器包括信号发送电路，用于将待发送信号转为电流信号进行发送，所述电流信号作为待发送信号的载波。所述信号传输器还包括信号接收电路，用于接收电流信号，并将所述电流信号转变为数字信号输出，从而实现对电流信号的解码。所述信号的发送和接收过程需要的电流大小远小于光电转换需要的电流的大小，从而可以降低功耗，减少成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种信号传输器，其特征在于，包括信号发送电路，所述信号发送电路包括：数字控制模块，用于对待发送信号进行数字逻辑处理，输出数字控制信号；所述数字控制模块包括：第一端，用于输出第一信号；第二端，用于输出第二信号；第一反向端，用于输出第一反向信号；第二反向端，用于输出第二反向信号；所述第一信号和第二信号为两相非交叠信号，边沿均不重叠；所述第一反向信号和第二反向信号也为两相非交叠信号，边沿均不重叠；电流输出模块，与所述数字控制模块连接，用于在数字控制模块输出的数字控制信号的控制下，输出与待发送信号特征匹配的电流信号，所述电流输出模块包括正向输出端和负向输出端，所述正向输出端和负向输出端用于分别连接至磁耦合器的原线圈的两端。

2.根据权利要求1所述的信号传输器，其特征在于，所述待发送信号为数字信号，所述数字控制信号用于控制所述电流输出模块输出的电流信号的流动方向，使沿正方向流动的电流信号对应于待发送信号的高电平，沿反方向流动的电流信号对应于待发送信号的低电平。

3.根据权利要求1所述的信号传输器，其特征在于，所述数字控制模块具有数字控制信号输出端；所述电流输出模块包括依次连接的第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，电流源连接至第一开关和第二开关之间，所述正向输出端位于第一开关和第四开关之间，所述负向输出端位于第二开关和第三开关之间，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关分别连接至数字控制模块的数字控制信号输出端。

4.根据权利要求3所述的信号传输器，其特征在于，所述第一端连接至第三开关；第二端连接至第四开关；第一反向端连接至第一开关；第二反向端连接至第二开关；所述第一信号和第一反向信号之间互为反向信号，所述第二信号和第二反向信号之间互为反向信号。

5.根据权利要求3所述的信号传输器，其特征在于，所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关分别具有多个开关元件，所述数字控制信号用于依次导通或断开所述第一开关、第二开关、第三开关和第四开关内的多个开关元件。

6.根据权利要求1所述的信号传输器，其特征在于，所述电流输出模块包括第七开关和第八开关；所述第七开关一端连接至电流源，另一端连接至电源负端；所述第八开关一端连接至电流源，另一端连接至正向输出端；所述负向输出端连接至电源负端。

7.根据权利要求1所述的信号传输器，其特征在于，所述电流输出模块包括第九开关和第十开关；所述第九开关一端连接至电源正端，另一端连接至电源负端；所述第十开关一端连接至负向输出端，另一端连接至电源负端；所述正向输出端连接至电源正端。

8.根据权利要求7所述的信号传输器，其特征在于，所述待发送信号为数字信号，所述数字控制信号用于控制所述电流输出模块输出的电流信号，当有电流信号输出时对应于待发送信号的高电平，当没有电流信号输出时对应于待发送信号的低电平；或者当有电流信号输出时对应于待发送信号的低电平，当没有电流信号输出时对应于待发送信号的高电平。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的信号传输器，其特征在于，还包括信号接收电路，所述信号接收电路包括：电流电压转换模块，包括正向接收端和负向接收端，所述正向接收端和负向接收端用于分别连接至磁耦合器的副线圈的两端，所述电流电压转换模块用于接收所述副线圈在磁耦合器的原线圈感应下产生的电流信号，并将电流信号转换成电压信号；数字处理模块，与所述电流电压转换模块连接，用于对所述电流电压转换模块输出的电压信号进行处理，输出数字信号。

10.根据权利要求9所述的信号传输器，其特征在于，所述电流电压转换模块包括共模端，连接所述共模端与正向接收端的第一电阻，连接所述共模端与负向接收端的第二电阻，所述第一电阻与正向接收端的连接端作为第一输出端，所述第二电阻与负向接收端的连接端作为第二输出端。

11.根据权利要求10所述的信号传输器，其特征在于，所述数字处理模块包括比较器，所述第一输出端连接至比较器正输入端、第二输出端连接至比较器负输入端。

12.根据权利要求9所述的信号传输器，其特征在于，信号接收电路还包括连接所述数字处理模块的信号过滤模块，用于去除所述数字处理模块输出的错误信号。

13.一种信号传输器，其特征在于，包括信号接收电路，所述信号接收电路包括：电流电压转换模块，包括正向接收端和负向接收端，所述正向接收端和负向接收端用于分别连接至磁耦合器的副线圈的两端，所述电流电压转换模块用于接收所述副线圈在磁耦合器的原线圈感应下产生的电流信号，并将电流信号转换成电压信号；所述电流电压转换模块包括共模端，连接所述共模端与正向接收端的第一电阻，连接所述共模端与负向接收端的第二电阻，所述第一电阻与正向接收端的连接端作为第一输出端，所述第二电阻与负向接收端的连接端作为第二输出端；数字处理模块，与所述电流电压转换模块连接，用于对所述电流电压转换模块输出的电压信号进行处理，输出数字信号；所述数字处理模块包括比较器，所述第一输出端连接至比较器正输入端、第二输出端连接至比较器负输入端。

14.根据权利要求13所述的信号传输器，其特征在于，信号接收电路还包括连接所述数字处理模块的信号过滤模块，用于去除所述数字处理模块输出的错误信号。

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