CN210986075U - 电平转换电路及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电平转换电路及电子设备，其中，所述电平转换电路包括耦合电容及二极管，所述耦合电容连接在发射IC芯片的电压端与接收IC芯片的电压端之间；所述二极管连接在直流电压源与所述接收IC芯片的电压端之间，所述二极管的一端连接所述直流电压源；其中，在所述发射IC芯片向所述接收IC芯片输出通讯信号时，所述耦合电容依照隔直流通交流的传输方式传输所述通讯信号，并经过所述二极管钳位后得到符合电平要求的通讯信号输出至所述接收IC芯片。本申请实现了高速电平的转换，使转换后的电平信号在接收IC芯片的可识别范围内，且失真小。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电平转换电路及电子设备。
背景技术
当两个不同电平信号的芯片之间需要进行数据通讯时，由于电平信号不匹配，需要在芯片之间的通讯线上加电平转换电路，这是因为，芯片之间需要数据通讯时，芯片对高低电平的识别是有要求的。所以当电平信号不同的两个芯片之间进行通讯时会存在电平转换的问题。
现有解决电平转换问题的方式，通常的做法是采用三极管或光耦转换，但当通讯速率大于一定值时，会出现失真或无法达到所需转换的电平的问题。当通讯速率较高的时候，需要用专用芯片进行电平转换，成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在提供一种电平转换电路、电子设备及电平转换方法，以解决两个不同电平信号的芯片之间进行电平转换时，出现失真或无法达到所需转换的电平的问题。
为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
本实用新型提供了一种电平转换电路，包括耦合电容及二极管，所述耦合电容连接在发射IC芯片的电压端与接收IC芯片的电压端之间；所述二极管连接在直流电压源与所述接收IC芯片的电压端之间，所述二极管的一端连接所述直流电压源；
其中，在所述发射IC芯片向所述接收IC芯片输出通讯信号时，所述耦合电容依照隔直流通交流的传输方式传输所述通讯信号，并经过所述二极管钳位后得到符合电平要求的通讯信号输出至所述接收IC芯片。
可选地，输入至所述接收IC芯片的通讯信号为与从所述发射IC芯片输出的通讯信号逻辑相一致且符合电压范围的电平信号。
可选地，所述电压范围为接收IC芯片可识别的电压范围。
进一步地，所述发射IC芯片与接收IC芯片之间的通讯速率大于或等于1Mbps。
可选地，所述接收IC芯片输入电压端的电平信号为所述发射IC芯片输出电压端的高电平信号与参考电平电压之和。
可选地，所述二极管为硅管或锗管。
相应地，本实用新型还提供了一种电子设备，包括发射IC芯片和接收IC芯片，所述发射IC芯片和接收IC芯片通过上述任意一项所述的电平转换电路进行连接。
相应地，本实用新型还提供了一种电平转换方法，基于上述任一项所述的电平转换电路上实现，包括如下步骤：
在发射IC芯片向接收IC芯片输出通讯信号时，电平转换电路的耦合电容依照隔直流通交流的传输方式传输所述通讯信号，并经过电平转换电路的二极管钳位后得到符合电平要求的通讯信号输出至所述接收IC芯片。
相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：
本实用新型提供的电平转换电路、电子设备及电平转换方法，包括耦合电容及二极管，所述耦合电容连接在发射IC芯片的电压端与接收IC芯片的电压端之间；所述二极管连接在直流电压源与所述接收IC芯片的电压端之间，所述二极管的正极连接所述直流电压源；其中，在所述发射IC芯片向所述接收IC芯片输出通讯信号时，所述耦合电容依照隔直流通交流的传输方式传输所述通讯信号，并经过所述二极管钳位后得到符合电平要求的通讯信号输出至所述接收IC芯片。本申请实现了高速电平的转换，使转换后的电平信号在接收IC芯片的可识别范围内，并保证失真小。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据一示例性实施例示出的一种电平转换电路的电路图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种电平信号在电平转换前的仿真图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种电平信号在电平转换后的仿真图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
本实用新型提供了一种电平转换电路，以解决两个不同电平信号的芯片之间进行电平转换时，出现失真或无法达到所需转换的电平，从而导致芯片通讯失败的问题。其中，一种示例性实施例中，如图1所示，该电平转换电路包括耦合电容及二极管，所述耦合电容连接在发射IC芯片的电压端与接收IC芯片的电压端之间；所述二极管连接在直流电压源与所述接收IC芯片的电压端之间，所述二极管的一端连接所述直流电压源，所述二极管的另一端连接所述耦合电容和接收IC芯片。当然，所述二极管还可通过上拉电阻替代实现，在此不做具体限定。
其中，所述耦合电容用于隔直流通交流，在一定范围内交流信号的频率越高，其阻隔效果越好。所述二极管用于钳位，将输出的通讯信号偏置固定在某一电平之上。具体的，在所述发射IC芯片向所述接收IC芯片输出通讯信号时，所述耦合电容依照隔直流通交流的传输方式传输所述交流信号，并经过所述二极管钳位后得到符合电平要求的通讯信号输出至所述接收IC芯片。所述符合电平要求的通讯信号即为接收IC芯片可识别的电平信号。
本申请的电平转换电路，通过耦合电容的交流耦合作用，隔直流通交流，并经过二极管钳位后，使转换后的电平信号在接收IC芯片的可识别范围内，实现了高速电平的转换，并保证失真较小。此外，本申请通过一个耦合电容及二极管即可实现高速电平的转换，成本低廉。
可选地，所述耦合电容为电解电容，该电解电容的阳极连接发射IC芯片的电压端，阴极连接接收IC芯片的电压端。所述二极管可以为硅管或锗管。
可选地，输入至所述接收IC芯片的通讯信号为与从所述发射IC芯片输出的通讯信号逻辑相一致且符合电压范围的电平信号，即当发射IC芯片输出的通讯信号经过电平转换电路转换后，输入至所述接收IC芯片；此时电平转换前后的通讯信号的逻辑一致，且输入至所述接收IC芯片的通讯信号为符合电压范围的电平信号，从而保证发射IC芯片与接收IC芯片的成功通讯。
可选地，所述电压范围为接收IC芯片可识别的电压范围，以使经过电平转换电路转换后的交流信号能被接收IC芯片识别，进行后续处理。
可选地，所述接收IC芯片输入电压端的电平信号为所述发射IC芯片输出电压端的高电平信号与参考电平电压之和。其中，所述参考电平电压为电平转换电路可上拉的电平电压。例如，当所述发射IC芯片输出电压端的电平信号为3.3V，所述参考电平电压为1V时，则所述接收IC芯片输入电压端的电平信号为4.3V，从而保证输入接收IC芯片的通讯信号为接收IC芯片可识别的电平信号，实现发射IC芯片与接收IC芯片的成功通讯。
一般情况下，当发射IC芯片与接收IC芯片之间的通讯速率大于一定值时，会出现失真的问题，而本申请的高速电平转换电路可保证在通讯速率较高的情况下失真较小，即当发射IC芯片与接收IC芯片之间的通讯速率大于或等于1Mbps时，其相对于其他同类电路，信号质量会更优。
为了更好地理解本申请，下面通过一个具体的实施例进行说明：
例如，假设接收IC芯片可识别的电压范围为3.5V以上或1.5V以下。若从发射IC芯片的电压端输出的电平为3.3V，3.3V供电的发射IC芯片需要给5V供电的接收IC芯片发送一个数据，正常情况下，接收IC芯片无法识别发射IC芯片发送的数据，因为对于发射IC芯片来讲,当输入电压范围大于或等于3.5V时，该输入电压可被识别为高电平，当输入电压范围小于或等于1.5V时，则该输入电压可被识别为低电平，而发射IC芯片的3.3V输出电压不在接收IC芯片的可识别范围内，因此导致接收IC芯片无法识别，使通讯失败。因此，本申请通过在发射IC芯片和接收IC芯片之间加入电平转换电路，使接收IC芯片可识别发射IC芯片发送的数据，如图2和3所示，图2和图3为本申请模拟发射IC芯片与接收IC芯片之间的通讯速率为10Mbps时的仿真图，从图中可以看出，通过耦合电容进行交流耦合，并经过二极管钳位后，将输出的交流信号的3.3V电压提高了1.0V，从而使输入接收IC芯片的交流信号的电平达到4.3V，由于4.3V大于3.5V，使接收IC芯片可将其识别为高电平，并保证在通讯速率较高的情况下不失真。
相应地，本实用新型还提供了一种电子设备，包括发射IC芯片和接收IC芯片，所述发射IC芯片和接收IC芯片通过上述的电平转换电路进行连接，从而保证电子设备中发射IC芯片和接收IC芯片的正常通讯。其中，所述电子设备可以是手机、电脑、平板、电磁炉、电饭煲、电水壶等设备内部需要电平转换的设备。
相应地，本实用新型还提供了一种电平转换方法，基于上述电平转换电路上实现，包括如下步骤：
在发射IC芯片向接收IC芯片输出通讯信号时，电平转换电路的耦合电容依照隔直流通交流的传输方式传输所述通讯信号，并经过电平转换电路的二极管钳位后得到符合电平要求的通讯信号输出至所述接收IC芯片。
具体的，假设接收IC芯片可识别的电压范围为3.5V以上或1.5V以下。若从发射IC芯片的电压端输出的电平为3.3V，3.3V供电的发射IC芯片需要给5V供电的接收IC芯片发送一个数据，正常情况下，接收IC芯片无法识别发射IC芯片发送的数据，因为对于发射IC芯片来讲,当输入电压范围大于或等于3.5V时，该输入电压被识别为高电平，当输入电压范围小于或等于1.5V时，则该输入电压可被识别为低电平，而发射IC芯片的3.3V输出电压不在接收IC芯片的可识别范围内，因此导致接收IC芯片无法识别，使通讯失败。因此，本申请通过在发射IC芯片和接收IC芯片之间加入电平转换电路，在发射IC芯片向接收IC芯片输出交流信号时，电平转换电路的耦合电容导通并传输所述交流信号，并经过电平转换电路的二极管钳位后得到高电平信号输出至所述接收IC芯片，从而使接收IC芯片可识别发射IC芯片发送的数据。如图2和3所示，图2和图3为本申请模拟发射IC芯片与接收IC芯片之间的通讯速率为10Mbps时的仿真图，从图中可以看出，通过耦合电容进行交流耦合，并经过二极管钳位后，将输出的交流信号的3.3V电压提高了1.0V，从而使输入接收IC芯片的交流信号的电平达到4.3V，由于4.3V大于3.5V，使接收IC芯片可将其识别为高电平，并保证在通讯速率较高的情况下不失真。
本申请的电平转换方法实现了高速电平的转换，使转换后的电平信号在接收IC芯片的可识别范围内，且失真小。
以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种电平转换电路，其特征在于，包括耦合电容及二极管，所述耦合电容连接在发射IC芯片的电压端与接收IC芯片的电压端之间；所述二极管连接在直流电压源与所述接收IC芯片的电压端之间，所述二极管的一端连接所述直流电压源；
其中，在所述发射IC芯片向所述接收IC芯片输出通讯信号时，所述耦合电容依照隔直流通交流的传输方式传输所述通讯信号，并经过所述二极管钳位后得到符合电平要求的通讯信号输出至所述接收IC芯片。
2.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，输入至所述接收IC芯片的通讯信号为与从所述发射IC芯片输出的通讯信号逻辑相一致且符合电压范围的电平信号。
3.根据权利要求2所述的电平转换电路，其特征在于，所述电压范围为接收IC芯片可识别的电压范围。
4.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述发射IC芯片与接收IC芯片之间的通讯速率大于或等于1Mbps。
5.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述接收IC芯片输入电压端的电平信号为所述发射IC芯片输出电压端的高电平信号与参考电平电压之和。
6.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于，所述二极管为硅管或锗管。
7.一种电子设备，其特征在于，包括发射IC芯片和接收IC芯片，所述发射IC芯片和接收IC芯片通过如权利要求1-6中任意一项所述的电平转换电路进行连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922220586.3U CN210986075U (zh) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 电平转换电路及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201922220586.3U CN210986075U (zh) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 电平转换电路及电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN210986075U true CN210986075U (zh) | 2020-07-10 |
Family
ID=71460170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922220586.3U Active CN210986075U (zh) | 2019-12-11 | 2019-12-11 | 电平转换电路及电子设备 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN210986075U (zh) |
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2019
- 2019-12-11 CN CN201922220586.3U patent/CN210986075U/zh active Active
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