CN113691275B - 数字信号传输电路及数字信号传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字信号传输电路和数字信号传输装置，该数字信号传输电路包括供电及采样电路，所述供电及采样电路具有供电输出端及信号采样端；电压电流转换电路，所述电压电流转换电路经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述电压电流转换电路的信号输入端用于接收数字信号，所述电压电流转换电路的输出端与所述供电及采样电路的信号采样端连接；信号输出电路，所述信号输出电路与所述供电及采样电路的输出端连接。本发明的技术方案，能够提高数字信号传输过程的抗干扰能力，提高数字信号传输的可靠性。

Description

数字信号传输电路及数字信号传输装置

技术领域

本发明涉及信号传输技术领域，特别涉及一种数字信号传输电路及数字信号传输装置。

背景技术

目前，数字信号主要通过集电极开路的电压型方式(一根供电电源供电，一根信号线和一根地线)进行传输，集电极开路的电压型方式就是利用电压来传输数字信号。

但是，采用电压型方式传输数字信号，一旦所应用的电磁环境复杂，发射端容易受到电磁干扰而导致接收端接收到错误信号。

发明内容

本发明提出一种数字信号传输电路和数字信号传输装置，旨在提高数字信号传输过程的抗干扰能力，提高数字信号传输的可靠性。

为实现上述目的，本发明提出一种数字信号传输电路，所述数字信号传输电路包括：

供电及采样电路，所述供电及采样电路具有供电输出端及信号采样端；

电压电流转换电路，所述电压电流转换电路经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述电压电流转换电路的信号输入端用于接收数字信号，所述电压电流转换电路的输出端与所述供电及采样电路的信号采样端连接；所述电压电流转换电路用于将接收到的数字信号转换为对应的电流信号；

所述供电及采样电路用于采样所述电压电流转换电路输出的电流信号并转为电压信号输出；

信号输出电路，所述信号输出电路与所述供电及采样电路的输出端连接，所述信号输出电路用于接收所述供电及采样电路输出的电压信号，并根据所接收到的电压信号输出表征所述数字信号的电平信号。

可选的，所述数字信号传输电路还包括断路检测电路；

所述断路检测电路的输入端与所述供电及采样电路的输出端连接；

所述断路检测电路用于接收所述供电及采样电路输出的电压信号，并根据所接收到的电压信号输出用于判断断路与否的电平信号。

可选的，所述电压电流转换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、运算放大器和NPN三极管；

所述第一电阻的第一端用于接收数字信号，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端及所述运算放大器的正输入端连接；

所述运算放大器的负输入端与所述第三电阻的第一端及所述第四电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端接地；所述运算放大器的输出端经所述第五电阻与所述NPN三极管的基极连接；

所述NPN三极管的集电极经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述NPN三极管的发射极与所述第四电阻的第二端及所述第六电阻的第一端连接；

所述第六电阻的第二端与所述第二电阻的第二端及所述供电及采样电路的信号采样端连接。

可选的，所述供电及采样电路包括供电输出端、信号采样端和第七电阻；

所述电压电流转换电路经所述供电输出端接入供电电源，所述电压电流转换电路的输出端经所述信号采样端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端接地。

可选的，所述信号输出电路包括第一分压电路和第一比较电路；

所述第一分压电路的输入端与经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述第一分压电路的输出端与所述第一比较电路的负输入端连接；

所述第一比较电路的正输入端与所述供电及采样电路的输出端连接，所述第一比较电路的输出端用于输出表征所述数字信号的电平信号。

可选的，所述第一分压电路包括第八电阻和第九电阻；

所述第八电阻的第一端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述第八电阻的第二端及所述第九电阻的第一端与所述第一比较电路的负输入端连接，所述第九电阻的第二端接地；

所述第一比较电路包括第一比较器和第十电阻；

所述第一比较器的正输入端与所述供电及采样电路的输出端连接，所述第一比较器的负输入端与所述第八电阻的第二端及所述第九电阻的第一端连接，所述第一比较器的输出端与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源。

可选的，所述断路检测电路包括第二分压电路和第二比较电路；

所述第二分压电路的输入端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述第二分压电路的输出端与所述第二比较电路的负输入端连接；

所述第二比较电路的正输入端与所述供电及采样电路的输出端连接，所述第二比较电路的输出端用于输出用于判断断路与否的电平信号。

可选的，所述第二分压电路包括第十一电阻和第十二电阻；

所述第十一电阻的第一端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述第十一电阻的第二端及所述第十二电阻的第一端与所述第二比较电路的负输入端连接，所述第十二电阻的第二端接地；

所述第二比较电路包括第二比较器和第十三电阻；

所述第二比较器的的正输入端与所述供电及采样电路的输出端连接，所述第二比较器的负输入端与所述第十一电阻的第二端及所述第十二电阻的第一端连接，所述第二比较器的输出端与所述第十三电阻的第一端连接，所述第十三电阻的第二端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源。

可选的，所述数字信号传输电路还包括控制电路；

所述控制电路的输出端与所述电压电流转换电路的信号输入端连接；

所述控制电路，用于输出数字信号。

为实现上述目的，本发明还提供一种数字信号传输装置，所述数字信号传输装置包括如上任一项所述的数字信号传输电路。

本发明的技术方案，在数字信号发射端发射数字信号时，通过电压电流转换电路接收待传输的数字信号，并产生与所接收到的数字信号相对应的电流信号至数字信号接收端；数字信号接收端的供电及采样电路对电压电流转换电路输出的电流信号进行采样后，输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至信号输出电路，信号输出电路再根据接收到的电压信号产生相对应的电平信号并输出至后端电路，以供后端电路根据所接收到的电平信号确认数字信号发射端所发射的数字信号，从而实现数字信号的传输。采用电流信号实现数字信号发射端和数字信号接收端之间数字信号的传输，以达到提高数字信号传输过程的抗干扰能力的目的，且数字信号发射端和数字信号接收端之间供电和传输数字信号可以复用同一电线，从而能够节省成本，节省PCB空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明数字信号传输电路一实施例的结构框图；

图2为本发明数字信号传输电路另一实施例的结构框图；

图3为图1中数字信号传输电路一实施例的电路结构示意图；

图4为图2中数字信号传输电路一实施例的电路结构示意图。

附图标号说明：

10	电压电流转换电路	20	供电及采样电路
				30	信号输出电路	40	断路检测电路
301	第一分压电路	302	第一比较电路
				401	第二分压电路	402	第二比较电路
U1	运算放大器	U2	第一比较器
				U3	第二比较器	VCC	供电电源
T1	NPN三极管	R1～R13	第一电阻～第十三电阻

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

图1为本发明数字信号传输电路一实施例的结构框图。

该数字信号传输电路包括电压电流转换电路10、供电及采样电路20和信号输出电路30，其中，电压电流转换电路10经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源，电压电流转换电路10的信号输入端与一控制电路连接，以接收控制电路输出的数字信号，电压电流转换电路10的输出端与供电及采样电路20的信号采样端连接，而供电及采样电路20的输出端与信号输出电路30的输入端连接。

本实施例中，该电压电流转换电路10设置在数字信号发射端，且整个数字信号发射端经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源，即整个数字信号发射端从数字信号接收端取电。其中，供电及采样电路20和信号输出电路30均设置在数字信号接收端。

该电压电流转换电路10，用于接收控制电路输出的数字信号，并根据控制电路输出的数字信号产生对应的电流信号后，将所产生的电流信号传输至数字信号接收端。

该供电及采样电路20，用于采样数字信号发射端的电压电流转换电路10所输出的电流信号并转为对应的电压信号输出至信号输出电路30。

该信号输出电路30，用于接收供电及采样电路20输出的电压信号，产生并输出与所接收到的电压信号相对应的电平信号至后端电路，以供后端电路根据其所输出的电平高低确定控制电路所输出的数字信号。

具体的工作原理如下：

本实施例中，该数字信号发射端经信号接收端的供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源，以实现取电，而电压电流转换电路10则用于输出数字信号发射端所消耗的电流大小。其中，电压电流转换电路10接收到的数字信号不同，电压电流转换电路10所消耗的电流则不同，对应的，整个数字信号发射端所消耗的总电流则不同，那么，该电压电流转换电路10所输出的电流大小则不同。基于此，可以根据电压电流转换电路10所输出的电流大小来确定数字信号发射端所要传输的数字信号。

具体而言，当数字信号为高电平时，数字信号发射端消耗的电流大，对应的，电压电流转换电路10所输出的电流信号也大。例如，当数字信号为高电平时，数字信号发射端用于输出数字信号的控制电路所消耗的电流为4mA，而电压电流转换电路10所消耗的电流为16mA，那么，整个数字信号发射端所消耗的电流则为20mA，该情况下，电压电流转换电路10输出20mA的电流信号。而数字信号接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，例如，对电压电流转换电路10所输出的20mA的电流信号进行采样，并输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至信号输出电路30，信号输出电路30据此输出高电平的电信号至后端电路。

当数字信号为低电平时，数字信号发射端消耗的电流小，对应的，电压电流转换电路10所输出的电流信号也小。例如，当数字信号为低电平时，数字信号发射端的控制电路所消耗的电流信号为4mA，而电压电流转换电路10所消耗的电流信号极小，假设为0mA，那么，整个数字信号发射端所消耗的电流则为4mA，该情况下，电压电流转换电路10输出4mA的电流信号。而数字信号接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，例如，对电压电流转换电路10所输出的4mA的电流信号进行采样，并输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至信号输出电路30，信号输出电路30据此输出低电平的电信号至后端电路。即本实施例中，数字信号发射端与数字信号接收端之间利用电流信号来传输数字信号，以提高数字信号传输过程的抗干扰能力，如此一来，数字信号发射端与数字信号接收端之间供电和传输数字信号可以复用同一根电线，从而能够节省数字信号传输的成本，节省PCB板的空间。

本实施例的技术方案，在数字信号发射端发射数字信号时，通过电压电流转换电路10接收待传输的数字信号，并产生与所接收到的数字信号相对应的电流信号至数字信号接收端；数字信号接收端的供电及采样电路20对电压电流转换电路10输出的电流信号进行采样后，输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至信号输出电路30，信号输出电路30再根据接收到的电压信号产生相对应的电平信号并输出至后端电路，以供后端电路根据所接收到的电平信号确认数字信号发射端所发射的数字信号，从而实现数字信号的传输。本实施例采用电流信号实现数字信号发射端和数字信号接收端之间数字信号的传输，以达到提高数字信号传输过程的抗干扰能力的目的，且数字信号发射端和数字信号接收端之间供电和传输数字信号可以复用同一电线，从而能够节省成本，节省PCB空间。

可选的，参照图2，在一实施例中，该数字信号传输电路还包括断路检测电路40；断路检测电路40的输入端与供电及采样电路20的输出端连接。

该断路检测电路40，用于接收供电及采样电路20输出的电压信号，并根据所接收到的电压信号输出对应的电平信号，以供后端电路根据其所输出的电平高低确定电路是否出现断路。

由于整个发射端经信号接收端的供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源，以实现取电，因此，通过所要传输的数字信号的不同来改变整个数字信号发射端所消耗的电流大小，使得数字信号接收端可以根据数字信号发射端所消耗的电流大小来确定数字信号发射端所输出的数字信号。同理，一旦电路出现断路，数字信号发射端所消耗的约为0V，基于此，还可以根据数字信号发射端所输出的电流信号的大小来判断电路是否出现断路,。

具体而言，当电路未出现断路时，数字信号发射端会消耗一定的电流，例如，消耗20mA、4mA的电流，对应的，电压电流转换电路10则会据此输出相对应的电流信号至数字信号接收端，例如输出20mA、4mA的电流信号至数字信号接收端。而数字信号接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，例如，对电压电流转换电路10所输出的20mA、4mA的电流信号进行采样，并输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至断路检测电路40，断路检测电路40据此输出高电平的电信号至后端电路。

当电路出现断路时，数字信号发射端消耗电流为0，此时，数字信号接收端的断路检测电路40输出低电平的电信号至后端电路。即后端电路可以通过检测断路检测电路40所输出的电信号的电平高低来判断电路是否出现断路，并在检测到电路出现断路时，及时采取相应的解决措施。

可选的，参照图3，在一实施例中，该电压电流转换电路10包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、运算放大器U1和NPN三极T1管；其中，

第一电阻R1的第一端用于接收控制电路输出的数字信号，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端及运算放大器U1的正输入端连接；运算放大器U1的负输入端与第三电阻R3的第一端及第四电阻R4的第一端连接；第三电阻R3的第二端接地；运算放大器U1的输出端经第五电阻R5与NPN三极管T1的基极连接；NPN三极管T1的集电极经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源，NPN三极管T1的发射极与第四电阻R4的第二端及第六电阻R6的第一端连接；第六电阻R6的第二端与第二电阻R2的第二端及供电及采样电路20的信号采样端连接。

具体而言，由于运算放大器U1虚短，因此，运算放大器U1的正输入端的电压和运算放大器U1的负输入端的电压相等，设定第六电阻R6两端的电压分别为V1和V2(第六电阻R6左端为V1，第六电阻R6右端为V2)。则V2+(Vin-V2)*R1/(R1+R2)＝V1*R3/(R3+R4)。其中，运算放大器正负输入端电阻匹配，即R1＝R3；R2＝R4，故可以推导出V2-V1＝-R1/R2*Vo。则电压电流转换电路10消耗的电流I＝(V2-V1)/R6＝-R6*R1/R2*Vo。由于控制电路输出的数字信号不同，例如，当数字信号Vo为高电平时，I＝-R6*R1/R2，那么，整个数字信号发射端所消耗的电流等于控制电路所消耗的电流与电压电流转换电路10所消耗的电流之和；当数字信号Vo为低电平时，电压电流转换电路10消耗的电流为0，那么，整个数字信号发射端所消耗的电流等于控制电路所消耗的电流；当电路出现断路时，整个数字信号发射端所消耗的电流为0；而电压电流转换电路10所输出的电流等于整个数字信号发射端所消耗的电流。基于此，可以利用电压电流转换电路10所产生的电流信号来传输数字信号，以提供数字信号传输过程的可靠性。

本实施例中，该NPN三极管T1用于扩大运算放大器的电流输出能力。

可选的，参照图3，在一实施例中，该供电及采样电路20包括供电输出端、信号采样端和第七电阻R7；其中，电压电流转换电路10经供电输出端接入供电电源VCC，电压电流转换电路10的输出端经信号采样端与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端接地。

本实施例中，通过第七电阻R7对电压转换电路10所输出的电流信号进行采样，并转为对应的电压信号传输至后端的信号传输电路30和断路检测电路40，以供后端的信号传输电路30和断路检测电路40通过供电及采样电路20输出的电压信号产生对应的电平信号，以实现数字信号传输及断路检测。而利用单个电阻对电流进行采样，具有电路结构简单，成本低的优点。

可选的，参照图3，在一实施例中，该信号输出电路30包括第一分压电路301和第一比较电路302；其中，

第一分压电路301的输入端经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源VCC，第一分压电路301的输出端与第一比较电路302的负输入端连接；而第一比较电路302的正输入端与供电及采样电路20的输出端连接，第一比较电路302的输出端用于输出表征所述数字信号的电平信号。

该第一分压电路301可以由多个电路串联而成，其用于将供电电源VCC的电压进行分压处理后，为第一比较电路302的负输入端提供参考电压。

该第一比较电路302，用于将供电及采样电路20输出的电压和第一分压电路301提供的参考电压进行比较，并根据比较的结果输出对应的电平信号。

具体而言，当数字信号为高电平时，数字发射端消耗的电流大，对应的，电压电流转换电路10所输出的电流信号也大。而数字信号接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，例如，对电压电流转换电路10所输出的20mA的电流信号进行采样，并输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至第一比较电路302的正输入端，而第一比较电路302的负输入端接收第一分压电路301提供的参考电压。其中，通过合理设置第一分压电路301所提供的参考电压的大小，使得在数字信号为高电平时，供电及采样电路20输出的电压大于第一分压电路301提供的参考电压，从而使得第一比较电路302的正输入端的电压大于其负输入端的电压，第一比较电路302输出高电平，以此表示数字信号发射端发射高电平信号。

当数字信号为低电平时，数字信号发射端消耗的电流小，对应的，电压电流转换电路10所输出的电流信号也小。而数字信号接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，例如，对电压电流转换电路10所输出的4mA的电流信号进行采样，并输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至第一比较电路302的正输入端，而第一比较电路302的负输入端接收第一分压电路301提供的参考电压。此时，第一比较电路302的正输入端的电压小于其负输入端的电压，第一比较电路302输出低电平，以此表示发射端发射低电平信号。

可选的，参照图3，在一实施例中，该第一分压电路301包括第八电阻R8和第九电阻R9；而第八电阻R8的第一端经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源VCC，第八电阻R8的第二端及第九电阻R9的第一端与第一比较电路302的负输入端连接，第九电阻R9的第二端接地；

该第一比较电路302包括第一比较器U2和第十电阻R10；第一比较器U2的正输入端与供电及采样电路20的输出端连接，第一比较器U2的负输入端与第八电阻R8的第二端及第九电阻R9的第一端连接，第一比较器U2的输出端与第十电阻R10的第一端连接，第十电阻R10的第二端与经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源VCC连接。

具体而言，当数字信号为高电平时，数字发射端消耗的电流大，对应的，电压电流转换电路10所输出的电流信号也大。而数字信号接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，例如，对电压电流转换电路10所输出的20mA的电流信号进行采样，并输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至第一比较器U2的正输入端，而第八电阻R8和第九电阻R9对供电电源VCC的电压进行分压后，为第一比较器U2的负输入端提供的参考电压。其中，通过合理设置第八电阻R8和第九电阻R9的阻值，使得在数字信号为高电平时，第一比较器U2的正输入端的电压大于其负输入端的参考电压，第一比较器U2输出高电平，以此表示数字信号发射端发射高电平信号。

当数字信号为低电平时，数字信号发射端消耗的电流小，对应的，电压电流转换电路10所输出的电流信号也小。而数字信号接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，例如，对电压电流转换电路10所输出的4mA的电流信号进行采样，并输出与采样得到的电流信号相对应的电压信号至第一比较器U2的正输入端。此时，第一比较器U2的正输入端的电压小于其负输入端的参考电压，第一比较器U2输出低电平，以此表示发射端发射低电平信号。

可选的，参照图4，在一实施例中，该断路检测电路40包括第二分压电路401和第二比较电路402；该第二分压电路401的输入端经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源VCC，第二分压电路401的输出端与第二比较电路402的负输入端连接；第二比较电路402的正输入端与供电及采样电路20的输出端连接，而第二比较电路402的输出端用于输出用于判断断路与否的电平信号。

具体而言，当电路未出现断路时，数字信号发射端会消耗一定的电流，例如20mA、4mA等等，此时，电压电流转换电路10对应输出一定的电流信号，例如，在数字信号为高电平时，电压电流转换电路10输出20mA的电流信号；在数字信号为低电平时，电压电流转换电路10输出4mA的电流信号。而接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，并输出对应的电压信号至第二比较电路402的正输入端。通过合理设置第二分压电路401所输出的参考电压，使得在电路未出现断路时，第二比较电路402的正输入端的电压大于其负输入端的参考电压，第二比较电路402输出高电平的电信号至后端电路。

当电路出现断路时，数字信号发射端消耗电流为0，此时，第二比较电路402的正输入端的电压小于其负输入端的参考电压，第二比较电路402输出低电平的电信号至后端电路。

可以理解的，第一分压电路301所提供的参考电压大于第二分压电路402所提供的参考电压。

可选的，参照图4，在一实施例中，该第二分压电路401包括第十一电阻R11和第十二电阻R12；其中，第十一电阻R11的第一端经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源VCC，第十一电阻R11的第二端及第十二电阻R12的第一端与第二比较电路402的负输入端连接，第十二电阻R12的第二端接地；而第二比较电路R12包括第二比较器U3和第十三电阻R13；第二比较器U3的的正输入端与供电及采样电路20的输出端连接，第二比较器U3的负输入端与第十一电阻R11的第二端及第十二电阻R12的第一端连接，第二比较器U3的输出端与第十三电阻R13的第一端连接，第十三电阻R13的第二端与经供电及采样电路20的供电输出端接入供电电源VCC连接。

具体而言，当电路未出现断路时，数字信号发射端会消耗一定的电流，例如20mA、4mA等等，此时，电压电流转换电路10对应输出一定的电流信号，例如，在数字信号为高电平时，电压电流转换电路10输出20mA的电流信号；在数字信号为低电平时，电压电流转换电路10输出4mA的电流信号。而接收端的供电及采样电路20采样电压电流转换电路10所输出的电流信号，并输出对应的电压信号至第二比较器U3的正输入端。而第十一电阻R11和第十二电阻R12对供电电源VCC电压进行分压后，为第二比较器U3的负输入端提供参考电压。通过合理设置第十一电阻R11和第十二电阻R12的阻值，使得在电路未出现断路时，第二比较器U3的正输入端的电压大于其负输入端的参考电压，第二比较器U3输出高电平的电信号至后端电路。

当电路出现断路时，数字信号发射端消耗电流为0，此时，第二比较器U3的正输入端的电压小于其负输入端的参考电压，第二比较器U3输出低电平的电信号至后端电路。

可选的，在一实施例中，该数字信号传输电路还包括控制电路(图未标示)；该控制电路的输出端与电压电流转换电路10的信号输入端连接。

该控制电路，可以是单片机、DSP、FPGA等微处理器，当然，不限于此。

该控制电路，用于输出数字信号至电压电流转换电路10，而电压电流转换电路10根据所接收到的数字信号不同而输出不同的电流信号至数字信号接收端，以供数字信号接收端根据接收到的电流信号的不同而输出相对应的电平信号，从而实现数字信号的传输。

本发明还提供一种数字信号传输装置，该数字信号传输装置包括如上所述的数字信号传输电路。该数字信号传输电路的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明的数字信号传输装置中使用了上述数字信号传输电路，因此，本发明的数字信号传输装置的实施例包括上述数字信号传输电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种数字信号传输电路，其特征在于，所述数字信号传输电路包括：

供电及采样电路，所述供电及采样电路具有供电输出端及信号采样端；

电压电流转换电路，所述电压电流转换电路经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述电压电流转换电路的信号输入端用于接收数字信号，所述电压电流转换电路的输出端与所述供电及采样电路的信号采样端连接；所述电压电流转换电路用于将接收到的数字信号转换为对应的电流信号；

所述供电及采样电路用于采样所述电压电流转换电路输出的电流信号并转为电压信号输出；

信号输出电路，所述信号输出电路与所述供电及采样电路的输出端连接，所述信号输出电路用于接收所述供电及采样电路输出的电压信号，并根据所接收到的电压信号输出表征所述数字信号的电平信号；

其中，所述电压电流转换电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、运算放大器和NPN三极管；

所述第一电阻的第一端用于接收数字信号，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端及所述运算放大器的正输入端连接；

所述运算放大器的负输入端与所述第三电阻的第一端及所述第四电阻的第一端连接；所述第三电阻的第二端接地；所述运算放大器的输出端经所述第五电阻与所述NPN三极管的基极连接，其中，所述运算放大器的正负输入端电阻匹配；

所述NPN三极管的集电极经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述NPN三极管的发射极与所述第四电阻的第二端及所述第六电阻的第一端连接；

所述第六电阻的第二端与所述第二电阻的第二端及所述供电及采样电路的信号采样端连接；

其中，所述供电及采样电路包括供电输出端、信号采样端和第七电阻；

所述电压电流转换电路经所述供电输出端接入供电电源，所述电压电流转换电路的输出端经所述信号采样端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端接地。

2.如权利要求1所述的数字信号传输电路，其特征在于，所述数字信号传输电路还包括断路检测电路；

所述断路检测电路的输入端与所述供电及采样电路的输出端连接；

所述断路检测电路用于接收所述供电及采样电路输出的电压信号，并根据所接收到的电压信号输出用于判断断路与否的电平信号。

3.如权利要求1-2任一项所述的数字信号传输电路，其特征在于，所述信号输出电路包括第一分压电路和第一比较电路；

所述第一分压电路的输入端与经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述第一分压电路的输出端与所述第一比较电路的负输入端连接；

所述第一比较电路的正输入端与所述供电及采样电路的输出端连接，所述第一比较电路的输出端用于输出表征所述数字信号的电平信号。

4.如权利要求3所述的数字信号传输电路，其特征在于，

所述第一分压电路包括第八电阻和第九电阻；

所述第八电阻的第一端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述第八电阻的第二端及所述第九电阻的第一端与所述第一比较电路的负输入端连接，所述第九电阻的第二端接地；

所述第一比较电路包括第一比较器和第十电阻；

所述第一比较器的正输入端与所述供电及采样电路的输出端连接，所述第一比较器的负输入端与所述第八电阻的第二端及所述第九电阻的第一端连接，所述第一比较器的输出端与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源。

5.如权利要求2所述的数字信号传输电路，其特征在于，所述断路检测电路包括第二分压电路和第二比较电路；

所述第二分压电路的输入端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述第二分压电路的输出端与所述第二比较电路的负输入端连接；

所述第二比较电路的正输入端与所述供电及采样电路的输出端连接，所述第二比较电路的输出端用于输出用于判断断路与否的电平信号。

6.如权利要求5所述的数字信号传输电路，其特征在于，

所述第二分压电路包括第十一电阻和第十二电阻；

所述第十一电阻的第一端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源，所述第十一电阻的第二端及所述第十二电阻的第一端与所述第二比较电路的负输入端连接，所述第十二电阻的第二端接地；

所述第二比较电路包括第二比较器和第十三电阻；

所述第二比较器的正输入端与所述供电及采样电路的输出端连接，所述第二比较器的负输入端与所述第十一电阻的第二端及所述第十二电阻的第一端连接，所述第二比较器的输出端与所述第十三电阻的第一端连接，所述第十三电阻的第二端经所述供电及采样电路的供电输出端接入供电电源。

7.如权利要求1所述的数字信号传输电路，其特征在于，所述数字信号传输电路还包括控制电路；

所述控制电路的输出端与所述电压电流转换电路的信号输入端连接；

所述控制电路，用于输出数字信号。

8.一种数字信号传输装置，其特征在于，所述数字信号传输装置包括如权利要求1-7任一项所述的数字信号传输电路。