一種電平轉換電路及通信轉換接口的製作方法
2023-07-25 23:16:01 2
專利名稱：一種電平轉換電路及通信轉換接口的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於信號通信技術領域，具體地說，是涉及一種對兩種不同邏輯電平的通信信號進行匹配轉換的電平轉換電路以及採用所述電平轉換電路設計的通信轉換接
背景技術：
在新一代電子電路設計中，隨著低電壓邏輯的引入，系統內部常常會出現輸入/輸出邏輯電平不協調的問題，此時就需要使用電平轉換器來實現輸入/輸出邏輯電平的匹配轉換。例如目前很多多媒體產品的默認通信電平為1.8V的邏輯電平，而通用的串口通信接口默認通信電平為2. 8疒3. 3V。在這種情況下，為了解決電平匹配問題，多媒體產品在其內部電路設計上都保留了電平轉換器的功能，以滿足串口通信的要求。採用這種傳統的電路設計方案，需要在每一臺多媒體產品中都設置電平轉換電路，這不僅導致產品成本的升高，而且由於大部分多媒體產品只有在工廠生產或者售後服務時才會遇到與外部設備進行串口通信的情況，普通消費者在日常使用過程中一般不會用到，因此內置於多媒體產品中的電平轉換器的使用率並不高，造成資源的一種浪費。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種可調的電平轉換電路，以滿足不同邏輯電平的電路與通用接口的通信要求。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案予以實現一種電平轉換電路，包括電平轉換晶片和兩個輸出電壓可調的電源電路；所述電平轉換晶片包括兩個電源輸入端和兩組電平輸入/輸出埠，且兩組電平輸入/輸出埠的輸入/輸出電平分別由通過兩個電源輸入端接入的電壓一一對應確定；所述的兩個電源輸入端分別與兩個電源電路的輸出端一一對應連接。為了使電源電路能夠輸出可變電壓，在每一個所述的電源電路中均設置有一個用於焊接不同型號穩壓器的兼容焊盤區，在所述兼容焊盤區中用於焊接穩壓器輸入管腳的焊盤連接供電電源，用於焊接穩壓器輸出管腳的焊盤連接所述電平轉換晶片的電源輸入端。進一步的，在所述兼容焊盤區上焊接的穩壓器為管腳定義相同、輸出電壓各異的低壓差線性穩壓晶片。優選的，在所述的兩組電平輸入/輸出埠中均包含有一個接收端和一個發送端，兩個接收端和兩個發送端各自形成一條電平轉換通道。本實用新型的目的之二在於提供一種獨立的通信轉換接口，以滿足通信產品或者多媒體產品中低電壓邏輯的數字電路與外部通用接口設備的通信要求。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案予以實現一種通信轉換接口，包括電平轉換晶片、兩個輸出不同電壓的電源電路和兩個通信接口 ；所述電平轉換晶片包括兩個電源輸入端和兩組電平輸入/輸出埠，且兩組電平輸入/輸出埠的輸入/輸出電平分別由通過兩個電源輸入端接入的電壓一一對應確定； 所述電平轉換晶片的兩個電源輸入端分別與兩個電源電路的輸出端一一對應連接，兩組電平輸入/輸出埠分別與兩個通信接口一一對應連接。進一步的，所述的兩個電源電路為輸出電壓可調的電源電路，以滿足各種邏輯電平之間的匹配轉換。為了使通過所述電源電路輸出的電壓可調，在每一個所述的電源電路中均設置有一個用於焊接不同型號穩壓器的兼容焊盤區，在所述兼容焊盤區中用於焊接穩壓器輸入管腳的焊盤連接供電電源輸入端子，用於焊接穩壓器輸出管腳的焊盤連接所述電平轉換晶片的電源輸入端。進一步的，在所述兼容焊盤區上焊接的穩壓器應選用管腳定義相同、輸出電壓各異的低壓差線性穩壓晶片。再進一步的，所述的供電電源輸入端子可以設置在所述的通信接口中，也可以設置在一個單獨的供電接口中。優選的，所述的兩個通信接口分別為標準串口的公頭和標準串口的母頭；所述的供電接口為標準的USB接口。與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是本實用新型的電平轉換電路採用了兼容式電路設計方案，可以滿足不同邏輯電平的通信要求，從而擴大了該電平轉換電路的應用領域。將所述電平轉換電路設計在一塊獨立的PCB板上，配合通信接口形成一個獨立的通信轉換接口器件，應用於多媒體產品或者通信產品與通用接口設備之間的數據通信過程中，不僅可以省去在多媒體產品或者通信產品中布設電平轉換電路的環節，以降低產品的硬體成本；而且可以滿足多種產品之間的通信要求，具有廣闊的應用領域。結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述後，本實用新型的其他特點和優點將變得更加清楚。
圖1是本實用新型所提出的電平轉換電路中電平轉換晶片及其外圍電路的一種實施例的電路原理圖；圖2是本實用新型所提出的電平轉換電路中電源電路的一種實施例的電路原理圖；圖3是本實用新型所提出的電平轉換電路中電源電路的另外一種實施例的電路
原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細地描述。實施例一，參見圖1、圖2所示，本實施例的電平轉換電路包括一顆電平轉換晶片 IC1003和兩個電源電路。所述電平轉換晶片IC1003是一顆轉換電平可以根據輸入電壓的幅值進行確定的集成晶片，如圖1所示，包括兩個電源輸入端VCCA、VCCB和兩組分別與之對應的電平輸入/輸出埠 ApBitl其中，兩個電源輸入端VCCA、VCCB分別與兩個電源電路的輸出端一一對應連接，接收通過兩個電源電路輸出的不同幅值的直流電壓。以第一電源電路輸出3. 3V直流電壓，第二電源電路輸出1.8V直流電壓為例進行說明。將第一電源電路的輸出端Vout-33連接到電平轉換晶片IC1003的電源輸入端VCCB上，則電平輸入/輸出埠 Bi的邏輯電平便設置為3. 3V ；將第二電源電路的輸出端Vout-18連接到電平轉換晶片IC1003的電源輸入端VCCA上，則電平輸入/輸出埠 Ai的邏輯電平便設置為1. 8V。假設在每一組電平輸入/輸出埠 Ap Bi中均包含有兩個端子Al、A2和Bi、B2,定義Al、Bl分別為兩組電平輸入/輸出埠中的發送端；A2、B2分別為兩組電平輸入/輸出埠中的接收端；則通過Bl輸入的3. 3V發送信號T)(D3. 3經電平轉換晶片IC1003轉換成1. 8V的邏輯電平T)(D1. 8後，經由Al輸出；而通過A2輸入的1. 8V接收信號RXD1. 8經電平轉換晶片IC1003轉換成3. 3V的邏輯電平RXD3. 3後，經由B2輸出，由此便可以實現3. 3V邏輯電平與1. 8V邏輯電平之間的相互轉換，滿足不同器件之間的通信要求。此外，在所述電平轉換晶片IC1003的外圍還可以進一步設置濾波電容C9、C10，分別與兩個電源輸入端VCCA、VCCB對應連接，用於對輸入到電平轉換晶片IC1003中的電壓進行濾波處理。為了使所述電平轉換晶片IC1003在有電源供電時能夠自動進入工作狀態，將電平轉換晶片IC1003的片選端OE通過分壓電阻Rl連接到電源輸入端VCCA，並通過分壓電阻R2接地。這樣一來，只要電平轉換晶片IC1003的電源輸入端VCCA有電壓輸入，其片選端OE便置為高電平的有效狀態，從而使電平轉換晶片IC1003轉入工作模式，等待執行通信信號的電平轉換任務。為了擴大所述電平轉換電路的應用領域，所述電源電路優選設計成輸出電壓可調的結構形式，如圖2所示，可以在PCB板上專門布設兩個用於焊接不同型號穩壓器的兼容焊盤區IC1001、IC1002。為了實現焊盤區IC1001、IC1002的兼容性設計，在對穩壓器的類型進行選擇時，應挑選具有相同管腳定義但輸出電壓各異的同一系列的低壓差線性穩壓晶片。根據該系列穩壓器的管腳布局在兼容焊盤區IC1001、IC1002中布設用於焊接穩壓器各管腳的焊盤，比如圖2所示的VIN、GND、EN、V0UT、FB，根據實際應用過程中邏輯電平的轉換要求，選擇合適的穩壓器焊接在所述的兼容焊盤區IC1001、IC1002上，即可完成電源電路的組建。例如當選擇一顆輸出3. 3V的穩壓器焊接在兼容焊盤區IC1001上，選擇一顆輸出1. 8V的穩壓器焊接在兼容焊盤區IC1002上時，則配合圖1所示電平轉換晶片電路，即可完成1. 8V邏輯電平與3. 3V邏輯電平之間的轉換任務。在所述的兩個電源電路中，將每個兼容焊盤區IC1001、IC1002中用於焊接穩壓器輸入管腳的焊盤VIN與供電電源輸入端子VBUS相連接，並通過濾波電容C1、C2或者C5、C6接地；用於焊接穩壓器輸出管腳的焊盤VOUT連接所述電平轉換晶片IC1003的電源輸入端VCCA或者VCCB，並通過濾波電容C3、C7接地；用於焊接穩壓器接地管腳的焊盤GND連接系統地；用於焊接穩壓器使能管腳的焊盤EN連接供電電源VBUS，使穩壓器在有供電電源接入時進入工作狀態；而用於焊接穩壓器反饋管腳的焊盤FB則通過電容C4或C8接地，由此便滿足了穩壓器對外圍電路的布設要求。當然，所述電源電路也可以採用其他電路組建形式實現輸出電壓的可調節功能，如圖3所示，可以在每一個電源電路中均設置一顆具有固定的系統參考值的低壓差線性穩壓器LD0，比如輸入電壓範圍在^V以內且系統參考值為1.MV的LDO晶片。將穩壓器LDO的輸入端Vin與供電電源輸入端子VBUS相連接，並通過濾波電容Cl 1、C13接地；穩壓器LDO的輸出端Vout連接所述電平轉換晶片IC1003的電源輸入端VCCA或者VCCB，並通過濾波電容C12、C14接地。為了調節通過穩壓器LDO輸出的電壓幅值，本實施例在穩壓器LDO的輸出端Vout連接由電阻R3、R4 (或者R5、R6)組成的分壓網絡，如圖3所示，其分壓節點連接穩壓器LDO的調節端Adj。由此一來，根據穩壓器LDO的轉換公式Vout=l. 24V* (1+ (R3/R4))，通過調節兩個電阻R3、R4 (或者R5、R6)的阻值，即可使通過穩壓器LDO輸出的電壓值穩定在某個特定值上。為了實現電源電路的兼容性設計，在用於布設分壓電阻R3、R4以及R5、R6的區域設置兼容焊盤，根據應用過程中邏輯電平的實際轉換需要，選擇合適阻值的電阻器件焊接在所述的兼容焊盤上，即可完成電源電路的組建，滿足不同邏輯電平之間的轉換要求。當然，所述電源電路也可以採用其他多種電路組建形式設計實現，本實施例並不僅限於以上舉例。將上述電平轉換電路設計在一塊獨立的PCB板上，配合兩個通信接口 Jl、J2組建形成一個獨立的轉接器件——通信轉換接口，由此便可以方便地應用在不同設備之間，比如多媒體產品與計算機之間，滿足二者之間通信要求。在本實施例中，所述通信轉換接口只需在上述電平轉換電路的組建基礎上增設兩個通信接口 Jl、J2，或者再進一步增設一個電源接口 J3，如圖1所示，即可完成其內部電路設計。針對目前的多媒體產品和通信產品，由於在對所述產品進行調試過程中，一般採用串口通信方式與調試設備(例如計算機)進行連接通信，因此本實施例在設計所述通信轉換接口時，優選採用一個標準串口的母頭作為通信接口 J1，採用一個標準串口的公頭作為通信接口 J2，如圖1所示，在兩個通信接口 Jl、J2中分別定義兩個端子對應連接電平轉換晶片IC1003的兩組電平輸入/輸出埠，插接在多媒體產品與調試設備之間，完成通信信號的邏輯電平轉換匹配任務。為所述通信轉換接口的內部電路提供工作電壓的供電電源，可以由通信接口 Jl、J2中定義的電源端子(4腳)輸入，也可以通過專門設置的電源接口 J3輸入。即所述供電電源輸入端子VBUS可以設置在通信接口 Jl、J2中，也可以設置在電源接口 J3中。所述電源接口 J3優選採用標準的USB接口，接收調試設備或者多媒體產品提供的+5V供電電源。採用該通信轉換接口後，無需再在多媒體產品或者通信產品中內置電平轉換器，由此可以使得多媒體產品或者通信產品的硬體成本得以降低。當然，以上所述僅是本實用新型的一種優選實施方式，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種電平轉換電路，其特徵在於包括電平轉換晶片和兩個輸出電壓可調的電源電路；所述電平轉換晶片包括兩個電源輸入端和兩組電平輸入/輸出埠，且兩組電平輸入/ 輸出埠的輸入/輸出電平分別由通過兩個電源輸入端接入的電壓一一對應確定；所述的兩個電源輸入端分別與兩個電源電路的輸出端一一對應連接。
2.根據權利要求1所述的電平轉換電路，其特徵在於在每一個所述的電源電路中均設置有一個用於焊接不同型號穩壓器的兼容焊盤區，在所述兼容焊盤區中用於焊接穩壓器輸入管腳的焊盤連接供電電源，用於焊接穩壓器輸出管腳的焊盤連接所述電平轉換晶片的電源輸入端。
3.根據權利要求2所述的電平轉換電路，其特徵在於在所述兼容焊盤區上焊接的穩壓器為管腳定義相同、輸出電壓各異的低壓差線性穩壓晶片。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電平轉換電路，其特徵在於在所述的兩組電平輸入/輸出埠中均包含有一個接收端和一個發送端，兩個接收端和兩個發送端各自形成一條電平轉換通道。
5.一種通信轉換接口，其特徵在於包括電平轉換晶片、兩個輸出不同電壓的電源電路和兩個通信接口；所述電平轉換晶片包括兩個電源輸入端和兩組電平輸入/輸出埠， 且兩組電平輸入/輸出埠的輸入/輸出電平分別由通過兩個電源輸入端接入的電壓一一對應確定；所述電平轉換晶片的兩個電源輸入端分別與兩個電源電路的輸出端一一對應連接，兩組電平輸入/輸出埠分別與兩個通信接口一一對應連接。
6.根據權利要求5所述的通信轉換接口，其特徵在於所述的兩個電源電路為輸出電壓可調的電源電路。
7.根據權利要求6所述的通信轉換接口，其特徵在於在每一個所述的電源電路中均設置有一個用於焊接不同型號穩壓器的兼容焊盤區，在所述兼容焊盤區中用於焊接穩壓器輸入管腳的焊盤連接供電電源輸入端子，用於焊接穩壓器輸出管腳的焊盤連接所述電平轉換晶片的電源輸入端。
8.根據權利要求7所述的通信轉換接口，其特徵在於在所述兼容焊盤區上焊接的穩壓器為管腳定義相同、輸出電壓各異的低壓差線性穩壓晶片。
9.根據權利要求7所述的通信轉換接口，其特徵在於所述供電電源輸入端子設置在所述的通信接口中或者設置於一個單獨的供電接口中。
10.根據權利要求9所述的通信轉換接口，其特徵在於所述的兩個通信接口分別為標準串口的公頭和標準串口的母頭；所述的供電接口為標準的USB接口。
專利摘要本實用新型公開了一種電平轉換電路及通信轉換接口，包括電平轉換晶片和兩個輸出電壓可調的電源電路；所述電平轉換晶片包括兩個電源輸入端和兩組電平輸入/輸出埠，且兩組電平輸入/輸出埠的輸入/輸出電平分別由通過兩個電源輸入端接入的電壓一一對應確定；所述的兩個電源輸入端分別與兩個電源電路的輸出端一一對應連接。本實用新型採用兼容式電路設計方案，可以滿足不同邏輯電平的通信要求，從而擴大了電平轉換電路的應用領域。將採用所述電平轉換電路設計的通信轉換接口應用於多媒體產品與通用接口設備之間，不僅可以滿足設備之間的通信要求，而且可以降低多媒體產品的硬體成本。
文檔編號H04L29/10GK202160203SQ201120228060
公開日2012年3月7日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者夏光平 申請人:青島海信移動通信技術股份有限公司