CN110166384B - 一种差分讯号传输电路及通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种差分讯号传输电路，在现有的正讯号输入电路和负讯号输入电路的基础上，还包括设于正讯号输入电路的第一分压电阻和负讯号输入电路的第二分压电阻之间的一个可变电阻，用于调节差分讯号的振幅。传统的两路讯号传输电路中，对于两个单端信号，需要两个可变电阻来调节，然而差分讯号具有正讯号和负讯号相加后会为零且取绝对值分压的特性，无需各用一个可变电阻进行调节，仅用一个可变电阻同时调节两路讯号，可以获得同样的振幅调节效果。如此省去了对两个可变电阻进行配对的过程，不仅便于调节，还避免了正负讯号在调整过程中不对称产生的相位或电位偏移的对称失真情况。本发明还提供了一种通信装置，具有上述有益效果。

Description

一种差分讯号传输电路及通信装置

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种差分讯号传输电路及通信装置。

背景技术

差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的逻辑状态。在电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。差分讯号在讯号传输上占有非常重要的地位，不管是大电力的广播，高速讯号的PCIE、SATA等高频讯号，为了传输抗噪声等问题都必须采用差分讯号。

现有技术中，对差分讯号振幅的调整是以传统的方式处理，也就是将差分讯号视为两组单端讯号，分别以分压的方式实现。图1为现有技术中的差分讯号传输电路的电路图。如图1所示，现有技术中的差分讯号传输电路包括正讯号输入电路、负讯号输入电路、第一可变电阻R1和第二可变电阻R2；其中，正讯号输入电路包括第一运算放大器A1和第一分压电阻R3，负讯号输入电路包括第二运算放大器A2和第二分压电阻R4，第一运算放大器A1的输出端与第一分压电阻R3的第一端连接，第二运算放大器A2的输出端与第二分压电阻R4的第一端连接，第一可变电阻R1的第一端与第一分压电阻R3的第二端连接，第二可变电阻R2的第一端与第二分压电阻R4的第二端连接，第一可变电阻R1的第二端和第二可变电阻R2的第二端共地。差分讯号中的正讯号和负讯号分别从第一运算放大器A1的输入端和第二运算放大器A2的输入端输入，在第一可变电阻R1和第二可变电阻R2的阻值同步变动后，分别由第一分压电阻R3和第二分压电阻R4的分压获取正讯号和负讯号的振幅变化。

可以看到，在现有的差分讯号传输电路中，由于正讯号和负讯号各用一个可变电阻进行振幅调节，为了保证两路信号的一致，需要对两个可变电阻进行配对，且对配对精度要求非常高，这既不利于调节差分讯号的振幅，又会在调整的过程中产生对称失真的问题。

提供一种便于调节差分讯号的振幅的差分讯号传输电路，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种差分讯号传输电路及通信装置，便于进行差分讯号振幅的调节。

为解决上述技术问题，本发明提供一种差分讯号传输电路，包括正讯号输入电路、负讯号输入电路和可变电阻；

其中，所述正讯号输入电路包括第一运算放大器和第一分压电阻，所述第一运算放大器的输出端与所述第一分压电阻的第一端连接，所述第一运算放大器的输入端用于接收差分讯号的正讯号，所述第一分压电阻用于输出放大后的正讯号；

所述负讯号输入电路包括第二运算放大器和第二分压电阻，所述第二运算放大器的输出端与所述第二分压电阻的第一端连接，所述第二运算放大器的输入端用于接收所述差分讯号的负讯号，所述第二分压电阻用于输出放大后的负讯号；

所述可变电阻的第一端与所述第一分压电阻的第二端连接，所述可变电阻的第二端与所述第二分压电阻的第二端连接。

可选的，还包括与所述可变电阻连接的控制器以及与所述控制器连接的输入装置；

相应的，所述可变电阻具体为电控变阻器，所述控制器根据所述输入装置输入的电阻指令调节所述电控变阻器的阻值。

可选的，所述输入装置具体为按键电路。

可选的，所述可变电阻具体为电位器。

可选的，所述可变电阻具体包括粗调电阻电路和微调电阻电路。

可选的，还包括与所述可变电阻连接的用于显示所述可变电阻的阻值的显示器。

可选的，还包括共模滤波器；

所述共模滤波器包括与所述第一运算放大器的输入端连接的第一差动滤波器以及与所述第二运算放大器的输入端连接的第二差动滤波器。

可选的，所述第一差动滤波器和所述第二差动滤波器均为一阶滤波器。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种通信装置，包括上述任意一项所述的差分讯号传输电路。

本发明所提供的差分讯号传输电路，在现有的正讯号输入电路和负讯号输入电路的基础上，还包括设于正讯号输入电路的第一分压电阻和负讯号输入电路的第二分压电阻之间的一个可变电阻，用于调节差分讯号的振幅。传统的两路讯号传输电路中，对于两个单端信号，需要两个可变电阻来调节，然而差分讯号具有正讯号和负讯号相加后会为零且取绝对值分压的特性，无需各用一个可变电阻进行调节，仅用一个可变电阻同时调节两路讯号，可以获得同样的振幅调节效果。用一个可变电阻的方案代替两个可变电阻，在使用时省去了对两个可变电阻进行配对的过程，不仅便于调节，还避免了正负讯号在调整过程中不对称产生的相位或电位偏移的对称失真情况。本发明还提供了一种通信装置，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的差分讯号传输电路的电路图；

图2为本发明实施例提供的一种差分讯号传输电路的电路图；

图3为本发明实施例提供的另一种差分讯号传输电路的电路图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种差分讯号传输电路及通信装置，便于进行差分讯号振幅的调节。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图2为本发明实施例提供的一种差分讯号传输电路的电路图。

如图2所示，本发明实施例提供的差分讯号传输电路包括正讯号输入电路、负讯号输入电路和可变电阻R5；

其中，正讯号输入电路包括第一运算放大器A1和第一分压电阻R3，第一运算放大器A1的输出端与第一分压电阻R3的第一端连接，第一运算放大器A1的输入端用于接收差分讯号的正讯号，第一分压电阻R3用于输出放大后的正讯号；

负讯号输入电路包括第二运算放大器A2和第二分压电阻R4，第二运算放大器A2的输出端与第二分压电阻R4的第一端连接，第二运算放大器A2的输入端用于接收差分讯号的负讯号，第二分压电阻R4用于输出放大后的负讯号；

可变电阻R5的第一端与第一分压电阻R3的第二端连接，可变电阻R5的第二端与第二分压电阻R4的第二端连接。

在具体实施中，第一运算放大器A1、第一分压电阻R3、第二运算放大器A2、第二分压电阻R4和可变电阻R5均可以选用现有的元件，根据应用的场合，选择各元件的类型，如放大倍数、阻值大小等。如较为常见的，可变电阻R5可以采用电位器。

为了方便对可变电阻R5进行精密调节，差分讯号传输电路还可以包括与可变电阻R5连接的控制器以及与控制器连接的输入装置；

相应的，可变电阻R5具体为电控变阻器，控制器根据输入装置输入的电阻指令调节电控变阻器的阻值。

在精密的集成电路中，往往需要设置许多差分讯号传输电路，且电子元件的体积越来越微小化，为了便于集成控制，将差分讯号传输电路中的可变电阻R5选用电控变阻器，并通过控制器进行统一控制。同时，为了方便用户操作，设置输入装置用于接收电阻指令。输入装置具体可以为按键电路。

为了进一步提高调节精度与调节速度，可变电阻R5具体可以包括粗调电阻电路和微调电阻电路。

可选的，为方便用户获取中间值进行计算处理，差分讯号传输电路还可以包括与可变电阻R5连接的用于显示可变电阻R5的阻值的显示器。显示器可以采用LCD显示屏，并同时与多个差分讯号传输电路的可变电阻R5连接，用于统一显示阻值。

本发明实施例提供的差分讯号传输电路，在现有的正讯号输入电路和负讯号输入电路的基础上，还包括设于正讯号输入电路的第一分压电阻和负讯号输入电路的第二分压电阻之间的一个可变电阻，用于调节差分讯号的振幅。传统的两路讯号传输电路中，对于两个单端信号，需要两个可变电阻来调节，然而差分讯号具有正讯号和负讯号相加后会为零且取绝对值分压的特性，无需各用一个可变电阻进行调节，仅用一个可变电阻同时调节两路讯号，可以获得同样的振幅调节效果。用一个可变电阻的方案代替两个可变电阻，在使用时省去了对两个可变电阻进行配对的过程，不仅便于调节，还避免了正负讯号在调整过程中不对称产生的相位或电位偏移的对称失真情况。

图3为本发明实施例提供的另一种差分讯号传输电路的电路图。

如图3所示，在上述实施例的基础上，在另一实施例中，差分讯号传输电路还包括共模滤波器；

共模滤波器包括与第一运算放大器A1的输入端连接的第一差动滤波器L1以及与第二运算放大器A2的输入端连接的第二差动滤波器L2。

虽然差分讯号具有防止共模干扰的特性，但是高速数字的差分讯号在实际传递过程中，其阻抗很难从头到尾维持固定，例如会因为要避开过孔，而导致阻抗不连续，以及过孔跟连接器，所导致的阻抗不连续，因此必须进一步通过其他手段来抑制噪声。在运算放大器的输入端增加共模滤波器，可以进一步抑制共模干扰，提高讯号传输质量。

出于成本考虑，第一差动滤波器L1和第二差动滤波器L2均可以采用一阶滤波器，其连接方式如图3所示。一阶滤波器使用一个电抗性元件来存储一定频段的能量，与此同时，其并不把能量传送到负载。就低通共模滤波器而言，采用的电抗性元件是共模扼流圈。为一阶低通滤波器选择扼流圈时应多加注意，因为选取的值远大于典型的或最小的电感值会限制扼流圈的有效衰减频段。

在需要更高精度的讯号时，第一差动滤波器L1和第二差动滤波器L2还可以采用使用两个电抗性元件的二阶滤波器或使用三个电抗性原价的三阶滤波器。

上文详述了差分讯号传输电路对应的各个实施例，在此基础上，本发明还公开了包括上述差分讯号传输电路的通信装置。该通信装置包括上述任意一项实施例所述的差分讯号传输电路。

可以理解的是，本发明各实施例提供的差分讯号传输电路适用于所有需要差分讯号传输的装置。

由于通信装置部分的实施例与差分讯号传输电路部分的实施例相互对应，因此通信装置部分的实施例请参见差分讯号传输电路部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的差分讯号传输电路及通信装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

以上对本发明所提供的一种差分讯号传输电路及通信装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种差分讯号传输电路，其特征在于，包括正讯号输入电路、负讯号输入电路、可变电阻、与所述可变电阻连接的控制器以及与所述控制器连接的输入装置；

其中，所述正讯号输入电路包括第一运算放大器和第一分压电阻，所述第一运算放大器的输出端与所述第一分压电阻的第一端连接，所述第一运算放大器的输入端用于接收差分讯号的正讯号，所述第一分压电阻用于输出放大后的正讯号；

所述负讯号输入电路包括第二运算放大器和第二分压电阻，所述第二运算放大器的输出端与所述第二分压电阻的第一端连接，所述第二运算放大器的输入端用于接收所述差分讯号的负讯号，所述第二分压电阻用于输出放大后的负讯号；

所述可变电阻的第一端与所述第一分压电阻的第二端连接，所述可变电阻的第二端与所述第二分压电阻的第二端连接；

所述可变电阻具体为电控变阻器，所述控制器根据所述输入装置输入的电阻指令调节所述电控变阻器的阻值以调节所述正讯号的振幅和所述负讯号的幅值；所述控制器与多个差分讯号传输电路中的所述可变电阻连接；

还包括与所述可变电阻连接的用于显示所述可变电阻的阻值的显示器，所述显示器与多个所述差分讯号传输电路中的所述可变电阻连接。

2.根据权利要求1所述的差分讯号传输电路，其特征在于，所述输入装置具体为按键电路。

3.根据权利要求1所述的差分讯号传输电路，其特征在于，所述可变电阻具体为电位器。

4.根据权利要求1所述的差分讯号传输电路，其特征在于，所述可变电阻具体包括粗调电阻电路和微调电阻电路。

5.根据权利要求1所述的差分讯号传输电路，其特征在于，还包括共模滤波器；

所述共模滤波器包括与所述第一运算放大器的输入端连接的第一差动滤波器以及与所述第二运算放大器的输入端连接的第二差动滤波器。

6.根据权利要求5所述的差分讯号传输电路，其特征在于，所述第一差动滤波器和所述第二差动滤波器均为一阶滤波器。

7.一种通信装置，其特征在于，包括权利要求1至6任意一项所述的差分讯号传输电路。

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