一種具有接收單元的電子設備的製作方法
2023-05-20 07:12:41
專利名稱：一種具有接收單元的電子設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備，具體涉及具有多塊接收單元或多塊接收板的電子設備。
背景技術：
現有技術的電子設備通常包括接收單元、驅動單元和總線。如圖1所示，多個接收單元掛在一條總線上，由一個或多個驅動單元所驅動；驅動單元通過總線發送驅動信號，用於驅動接收單元工作。為了保證接收單元的穩定性，設計中需要使用驅動器作為接收單元與總線的接口，並在驅動器的輸入端加上拉電阻Rup。
但是，一般情況下，由於接收單元中的電源的輸出端接有多種器件，這些器件的電源和地之間均存在電阻，相當於多個電阻並聯於電源的輸出端，從而導致電源與地之間存在一個電阻Rp，一般只有幾十歐姆。如果接收單元的電源沒有電壓輸出，圖1中接收單元的上拉電阻不僅沒有上拉的作用，反而變成下拉電阻，如圖2所示。在驅動單元對總線沒有進行驅動的情況下，各接收單元的輸入電平主要由接收單元驅動器輸入端所接的上拉電阻來提供。此時如果總線上有個別接收單元掉電，這些掉電接收單元上的上拉電阻就與正常接收單元的上拉電阻一起，對總線上的信號的電壓進行分壓，如圖3所示。圖3中分壓的結果將會影響總線上的電壓，掉電的接收單元越多，總線上的電壓越低。當總線上的電壓低到一定程度時，正常的接收單元將無法準確地從總線上接收信號，造成「總線吊死」。
發明內容
本發明要解決的技術問題在於提供一種具有接收單元的電子設備，解決部分接收單元掉電時造成的「總線吊死」問題。
為解決上述技術問題，本發明提供一種具有接收單元的電子設備，包括總線、與總線連接的接收單元和用於通過總線向接收單元發送驅動信號的驅動單元；所述接收單元包括與總線相連用於傳輸驅動信號的驅動器和與所述驅動器的輸入端和電源連接的上拉電阻；所述接收單元還包括連接上拉電阻和電源的單向導通器件，用於所述接收單元掉電時截斷通過所述上拉電阻的驅動信號。
其中，所述單向導通器件為陰極與所述上拉電阻連接的二極體。
另外，所述單向導通器件還可以分別為集電極和基極共同與電源相連的NPN型三極體和發射極與電源相連，基極和集電極上拉電阻相連的PNP型三極體。
其中，上述單向導通器件的反向電阻遠大於正向電阻。
其中，所述驅動器還可以與多條總線相連。
此時，與所述驅動器的每個輸入端相連的上拉電阻分別與單向導通器件連接。
另外，本發明還適用於所述上拉電阻集成於驅動器內部的結構。
其中，每個上拉電阻分別與單向導通器件連接。
與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明在接收單元中安裝了連接於上拉電阻和電源之間的單向導通器件，當驅動單元沒有輸出驅動信號時，如果出現接收單元掉電的情況，可以利用單向導通器件的單向導通性，截斷通過上拉電阻的電流，避免掉電接收單元的上拉電阻對其他接收單元分壓，從而避免了「總線吊死」現象。
進一步，本發明針對實際應用中接收單元的驅動器可能與多條總線連接，接收來自多條總線的驅動信號的情況，提出了將與每條總線連接的上拉電阻均安裝一個單向導通器件的解決方案。
另外，本發明還考慮到用戶選用上拉電阻集成在驅動器內部的電子設備的情況，實施本發明時只需要集成於驅動器內部的每一個上拉電阻上均再集成一個單向導通器即可解決「總線吊死」的問題。
圖1是現有技術所述的電子設備示意圖；圖2是接收單元掉電的等效模型；圖3是單元掉電對總線的影響的示意圖；圖4是本發明所述的選用二極體時的電子設備的原理框圖；圖5是本發明所述的選用三極體時的電子設備的原理框圖；圖6是本發明所述的選用二極體的接收單元掉電時的等效電路圖；圖7是本發明所述的第一實施例的原理框圖；圖8是本發明所述的第二實施例的原理框圖。
具體實施例方式
針對現有技術所述的電子設備在部分接收單元掉電時容易出現「總線吊死」的問題，本發明提供了一種解決方案，通過在與驅動器輸入端相連的上拉電阻上連接單向導通器件，使得在接收單元掉電時利用單向導通器件的單向導通功能，截止通過上拉電阻的電流，從而達到防止由於總線電壓降低造成的「總線吊死」現象。
如圖4所示，本發明所述的具有接收單元的電子設備包括總線1、與總線連接的接收單元2和用於通過總線向接收單元發送驅動信號的驅動單元3；所述接收單元包括與總線相連用於傳輸驅動信號的驅動器4和與所述驅動器的輸入端連接的上拉電阻5。本發明的核心在於所述接收單元上安裝了連接上拉電阻5和電源6的單向導通器件7，用於所述接收單元掉電時截斷通過所述上拉電阻的驅動信號。
圖4中所述的單向導通器件7選用的是二極體，具體連接方式如圖所示。根據二極體的內在特性，在實際連接時，將二極體的陰極與上拉電阻相連，陽極與電源相連。
另外，除了選用圖4所示的二極體作為單向導通器件7外，還可以選用同樣具有單向導通性的三極體。圖5中的第一個接收單元為選用NPN型三極體的情況，如圖所示，三極體的發射極連接上拉電阻，基極和集電極共同連接在電源上。圖中第N個接收單元選用的三極體是PNP型的，圖中將三極體的基極和集電極與上拉電阻相連，發射極連接在電源上。
以下介紹本發明所述的電子設備的工作原理。
在電子設備中，總線同時掛接了一個驅動單元和多個接收單元，驅動單元裡的驅動器將信號驅動到總線上，供各個接收單元接收。信號從總線到達接收單元之後，通過接收單元的驅動器被接收單元所接收。由於驅動單元有可能不驅動總線，為了保證接收單元的驅動器接收到的信號為接收單元驅動器所能夠識別的信號，必須在驅動器的輸入端將信號上拉至電源，這樣在驅動單元的驅動器沒有驅動信號的時候，接收單元驅動器的輸入信號的電平為一確定的合法電平，不會導致接收單元的驅動器接收錯誤。在實際應用中，這個功能是通過上拉電阻實現的。
當接收單元掉電時，由於二極體陰極的電位比陽極的電位高，接收單元的上拉電阻Rup不會對地形成迴路，所以不會存在信號被拉死的情況。等效電路如圖6所示。
對於三極體的情況，由於NPN型三極體和PNP型三極體的本身特性，當按照本發明所述的連接方式進行連接時，由於沒有正向電流流過三極體，接收單元的上拉電阻Rup也不會對地形成迴路，所以同樣也可以避免信號被拉死的情況。
另外，在選擇使用二極體還是三極體作為接收單元的單向導通器件時，並不要求所有的接收單元統一使用二極體或者三極體，可以交叉使用，不會影響使用的效果。但是在本發明中，要求所選二極體和三極體的反向電阻必須遠大於正向電阻，這也是由二極體和三極體本身的特性決定的。
在實際應用中，有時驅動器帶有多個輸入端，分別與多條總線連接，用以接收來自各條總線的驅動信號，同樣為了保證接收單元的驅動器接收到的信號為接收單元驅動器所能夠識別的信號，需要在與每條總線連接的驅動器的輸入端分別連接一個上拉電阻，使得在驅動單元的驅動器沒有驅動信號的時候，接收單元驅動器的輸入信號的電平為一確定的合法電平。本發明對帶有多輸入的驅動器的接收單元「總線吊死」問題的解決方法同樣也是在與驅動器輸入端相連的上拉電阻上串連單向導通器件，所述單向導通器件可以選用二極體或者三極體。但是因為當多個信號共用一個單向導通器件的時候，低電平的信號會通過上拉電阻將高電平的信號拉低，因此為了防止多個信號之間的相互影響，要求來自一條總線的信號只能對應一個單向導通器件，即在與驅動器的每個輸入端相連的上拉電阻上分別串連一個單向導通器件，以二極體或三極體作為單向導通器件為例，假如有一個接收單元從背板的兩條總線接收信號，這兩條總線分別是總線A和總線B。為了保證這兩條總線在沒有驅動單元驅動的情況下，總線上的電平為高電平，設計中增加了兩個上拉電阻Ra和Rb。為了避免接收單元掉電對總線產生影響，設計中在兩個上拉電阻與電源之間分別增加了一個二極體極管或三極體，連接方式與前述方式相同，在此不再贅述。
以下針對上述不同情況分別介紹幾個具體的實施例。
第一實施例所述單向導通器件為二極體，每個驅動器僅與一條總線相連。
本實施例以通信系統中的插框為例進行介紹。在本實施例中，所述驅動單元為通信系統插框的主控板，所述接收單元為業務板。
所述插框的工作原理是主控板將自身的狀態指示信號通過總線發送給各個業務板，各個業務板通過驅動器來接收。當所述狀態指示信號為高電平時表示主控板故障，為低電平時表示主控板可用。由於主控板有可能不插入框內，因此設計時必須保證當主控板不在框內的時候，各個業務板從「主控板狀態指示信號總線」上所接收到的信號為主控板故障，即必須保證總線上的電平為高電平，設計的時候必須在各個業務板的驅動器的輸入端加一個上拉電阻。直接加上拉電阻的方法將導致個別在業務板掉電的情況下將主控板狀態指示信號的電平拉低，當掉電的業務板數量到達一定數量，總線上面信號的電平將低到一定的值，使得正常的業務板誤認為接收到低電平，認為主控板可用。
為了避免上述情況的發生，依照本發明所提供的方法，在上拉電阻與電源之間加單向導通器件，圖7為將本發明應用於插框的原理框圖。應用了本發明的插框包括總線1、與總線連接的業務板2和用於通過總線向業務板發送狀態指示信號的主控板3；所述業務板包括與總線相連用於傳輸狀態指示信號的驅動器4和與所述驅動器的輸入端連接的上拉電阻5；本實施例中的單向導通器件7為二極體，其陰極與上拉電阻5相連，陽極連接電源6。
當主控板不在框內的時候，如果部分業務板掉電，由於二極體的反向截止作用，掉了電的業務板的上拉電阻將不會與正常業務板的上拉電阻一起將總線的電平拉低，因此避免業務板對總線誤判斷。
在本實施例中的單向導通器件同樣可以選擇三極體而不會影響其實施效果，具體連接方式如前所述，在此不再贅述。
第二實施例所述單向導通器件為三極體，驅動器與多條總線相連。
在本實施例中以傳遞多種時鐘頻率的主設備和接收時鐘頻率的多臺從設備為例進行介紹。有時一個主設備要向多個從設備傳遞多種頻率的時鐘信號，不同頻率的時鐘信號採用不同的時鐘走線。對於從設備中有部分設備掉電的情況，如果主設備不輸出時鐘信號，那麼時鐘線上的電平將被拉低，當電平等於從設備的驅動器的判決門限(高於判決門限的時候驅動器判斷為高電平，低於判決門限的時候驅動器判斷為低電平)的時候，從設備中的驅動器將對外界幹擾特別敏感當外界幹擾信號疊加到信號線上導致電平稍高於判決門限時，驅動器將誤以為輸入的是高電平，當外界幹擾信號疊加到信號線上導致電平稍低於判決門限時，驅動器將認為輸入的是低電平。在這種情況下，驅動器的輸出端將時高時低，近似一個時鐘信號，導致從設備的工作出現混亂。
圖8為應用本發明的具體示意圖。所述電子設備的總線1為時鐘線A和時鐘線B，在本實施例中，驅動單元3為主設備，接收單元2為從設備。為了對主設備和從設備進行同步，主設備向從設備發送32MHz和8KHz兩種時鐘信號，由從設備選擇其中的一種進行工作。從設備通過分別與時鐘線A和時鐘線B相連的驅動器接收時鐘信號；同樣為了保證這兩條時鐘線在主設備不工作的情況下，時鐘線上的電平為高電平，設計中增加了兩個上拉電阻Ra和Rb。為了解決上述問題，我們必須在從設備的每個輸入信號線的上拉電阻與電源之間加單向導通器件，如二極體或三極體，圖8為採用三極體的方案。應用本方案後，由於三極體的反向截止作用，從設備的掉電將不再導致時鐘線的電平被拉低。
本方案適用於總線A和總線B均不發送驅動信號和只有部分總線不發送驅動信號的情況(例如，只發送8KHz的時鐘頻率)，由於本實施例中，每個上拉電阻均串連了單向導通器件，因此當只有部分總線沒有驅動信號時，接收單元中的兩個上拉電阻之間不會相互形成迴路，因此各條總線之間的信號不會相互產生影響，同樣可以達到本發明預期的實施效果。
除了上述驅動器帶有多輸入端的情況，對於上拉電阻集成於驅動器內部的情況，本發明的解決方案是在驅動器內部的每個上拉電阻與電源之間均串連一個單向導通器件。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種具有接收單元的電子設備，包括總線、與總線連接的接收單元和用於通過總線向接收單元發送驅動信號的驅動單元；所述接收單元包括與總線相連用於傳輸驅動信號的驅動器和與所述驅動器的輸入端和電源連接的上拉電阻；其特徵在於，所述接收單元還包括連接上拉電阻和電源的單向導通器件，用於所述接收單元掉電時截斷通過所述上拉電阻的驅動信號。
2.根據權利要求1所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於所述單向導通器件為陰極與所述上拉電阻連接的二極體。
3.根據權利要求1所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於所述單向導通器件為與電源相連的三極體。
4.根據權利要求3所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於所述三極體為集電極和基極共同與電源相連的NPN型三極體。
5.根據權利要求3所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於，所述三極體為發射極與電源相連，基極和集電極上拉電阻相連的PNP型三極體。
6.根據權利要求1至5中任意一個所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於所述單向導通器件的反向電阻遠大於正向電阻。
7.根據權利要求6所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於所述驅動器與多條總線相連。
8.根據權利要求7所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於與所述驅動器的每個輸入端相連的上拉電阻分別與單向導通器件連接。
9.根據權利要求1至5中任意一個所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於所述上拉電阻集成於驅動器內部。
10.根據權利要求9所述的具有接收單元的電子設備，其特徵在於每個上拉電阻分別與單向導通器件連接。
全文摘要
本發明公開了一種具有接收單元的電子設備，包括總線、與總線連接的接收單元和用於通過總線向接收單元發送驅動信號的驅動單元；所述接收單元包括與總線相連用於傳輸驅動信號的驅動器和與所述驅動器的輸入端和電源連接的上拉電阻；所述接收單元還包括連接上拉電阻和電源的單向導通器件，用於所述接收單元掉電時截斷通過所述上拉電阻的驅動信號。當驅動單元沒有輸出驅動信號時，如果出現接收單元掉電的情況，可以利用單向導通器件的單向導通性，截斷通過上拉電阻的電流，避免掉電接收單元的上拉電阻對其他接收單元分壓，從而避免了「總線吊死」現象。
文檔編號G06F13/38GK1766863SQ20041008097
公開日2006年5月3日 申請日期2004年10月26日 優先權日2004年10月26日
發明者李友誼, 趙俊峰, 秦志海, 秦旭, 蔣麟軍 申請人:華為技術有限公司