自回授控制電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控制電路；特別是關(guān)于一種可廣泛應(yīng)用于控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線等應(yīng)用系統(tǒng)，且具有雙回授路徑的自回授控制電路。
【背景技術(shù)】
[0002]控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)是在1990年代初所制定的規(guī)格，并在1993年經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化(ISO 11898-1)，而被廣泛的應(yīng)用在各種車(chē)輛與電子裝置上。一般而目，控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)包括一序列總線，它提供尚安全等級(jí)及有效率的實(shí)時(shí)控制，更具備了偵錯(cuò)和優(yōu)先權(quán)判別的機(jī)制，以在這樣的機(jī)制下，使得網(wǎng)絡(luò)訊息的傳輸變的更為可靠而有效率。以目前的發(fā)展看來(lái)，現(xiàn)有的控制器局域網(wǎng)絡(luò)，不僅擁有了高度的彈性調(diào)整能力，可以在既有的網(wǎng)絡(luò)中增加站臺(tái)而不用在軟硬件上作修正與調(diào)整的作業(yè)，除此的外，其信息的傳遞并非建構(gòu)在特殊種類(lèi)的站臺(tái)上，更增加了在升級(jí)網(wǎng)絡(luò)時(shí)的便利性。
[0003]—般而言，圖1揭露現(xiàn)有技術(shù)一控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線的架構(gòu)圖，其中，控制器局域網(wǎng)絡(luò)中例如具有兩站臺(tái)，其為站臺(tái)21與站臺(tái)23，經(jīng)由控制收發(fā)器(CAN-Transceiver)Il共同連接到總線30，并經(jīng)由一高電壓輸出電平CANH與一低電壓輸出電平CANL來(lái)傳送差動(dòng)(Differential)信號(hào)，以達(dá)到控制信號(hào)的傳遞。在現(xiàn)有的數(shù)字邏輯上，如第2圖所示，當(dāng)高電壓輸出電平CANH與低電壓輸出電平CANL皆同為2.5伏特時(shí)，則輸出的數(shù)字信號(hào)系為「I」，至于，若高電壓輸出電平CANH躍升至3.5伏特，而低電壓輸出電平CANL下降至1.5伏特時(shí)，則輸出的數(shù)字信號(hào)系表示為「O」。其中，在分工細(xì)密的今日，為了維持高電壓輸出電平CANH與低電壓輸出電平CANL的直流穩(wěn)定性，現(xiàn)有技術(shù)如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)US 6，922，073遂提出一種用以平衡總線輸出級(jí)電壓的電路設(shè)計(jì)，其驅(qū)動(dòng)電路主要系由一輸出電路與一前放大器(preamplifier)所構(gòu)成，同時(shí)利用單一回路的控制電路控制前放大器的驅(qū)動(dòng)電壓源，使得電路一側(cè)的輸出等效電阻(Ron)能夠等同于另一側(cè)輸出級(jí)的等效電阻，藉此達(dá)成直流穩(wěn)壓控制的效果。
[0004]然而，值得注意的是，為了要達(dá)成這樣的電路設(shè)計(jì)，無(wú)論是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)端或是芯片設(shè)計(jì)端，都必須運(yùn)用到大量的電子電路組件，且至多僅能從邏輯電路中不同的連接方式下手去規(guī)避。在此情況的下，將使得整體電路的設(shè)計(jì)不僅顯得格外困難，其所必須耗費(fèi)的組件數(shù)量與電路成本亦大幅地提升，實(shí)在相當(dāng)?shù)夭环辖?jīng)濟(jì)及成本效益。
[0005]是以，本發(fā)明人有感于上述缺陷的可改善，且依據(jù)多年來(lái)從事此方面的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，悉心觀察且研究，并配合學(xué)理的運(yùn)用，而提出一種設(shè)計(jì)新穎且有效改善上述缺陷的本發(fā)明，揭露一種自回授控制電路，其具體的架構(gòu)及實(shí)施方式將詳述于下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的一目的在于提供一種自回授控制電路，其首創(chuàng)揭露一種完全創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)，并藉由此設(shè)計(jì)達(dá)成對(duì)輸出級(jí)直流電壓信號(hào)的精密控制。
[0007]本發(fā)明的又一目的在于提供一種自回授控制電路，其利用一復(fù)制電路其包括上、下兩路的回授電路由共態(tài)點(diǎn)產(chǎn)生一回授信號(hào)，以供該回授信號(hào)可自回授控制上、下兩路的晶體管閘極，藉此完成對(duì)輸出級(jí)電壓的直流電平控制。
[0008]本發(fā)明的再一目的在于提供一種自回授控制電路，其除了可應(yīng)用于控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線外，更可廣泛應(yīng)用于其他工業(yè)的控制系統(tǒng)，以維持輸出級(jí)直流差動(dòng)信號(hào)的穩(wěn)定性。
[0009]是以，根據(jù)本發(fā)明所揭示的自回授控制電路，其連接至一控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線，以控制控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線的一高電壓輸出電平與一低電壓輸出電平。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，自回授控制電路系包括有一控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路以及一復(fù)制電路。其中，控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路連接控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線，并包括一第一晶體管、一第二晶體管、一第一被動(dòng)組件以及一第二被動(dòng)組件，第一晶體管與第一被動(dòng)組件系依序串接于一輸入電源與高電壓輸出電平之間，第二晶體管與第二被動(dòng)組件系依序串接于一接地端與低電壓輸出電平之間。
[0010]復(fù)制電路并聯(lián)于所述的控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路，且復(fù)制電路具有一上回授電路與一下回授電路，其中，上回授電路與下回授電路共同連接于一共態(tài)點(diǎn)，復(fù)制電路自此共態(tài)點(diǎn)產(chǎn)生有一回授信號(hào)，使得此回授信號(hào)可分別經(jīng)由所述的上回授電路與下回授電路傳送至控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路的第一晶體管與第二晶體管，藉此完成對(duì)輸出級(jí)高電壓輸出電平與低電壓輸出電平的直流電平控制。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中上回授電路更包括有一第三晶體管、一第三被動(dòng)組件與一第三電阻，此第三晶體管、第三被動(dòng)組件與第三電阻系依序串接于輸入電源與共態(tài)點(diǎn)之間。下回授電路更包括有一第四晶體管、一第四被動(dòng)組件與一第四電阻，且第四晶體管、第四被動(dòng)組件與第四電阻依序串接于接地端與共態(tài)點(diǎn)之間。在此設(shè)計(jì)之下，第三晶體管連接至控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路的第一晶體管，而第四晶體管則連接至控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路的第二晶體管。
[0012]再者，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，其中，所述第三電阻的阻值設(shè)計(jì)為控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線中一輸出電阻的η倍，第三晶體管與第三被動(dòng)組件的電流各自為控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路的第一晶體管與第一被動(dòng)組件的I/η倍。同樣地，所述第四電阻的阻值設(shè)計(jì)為控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線中一輸出電阻的η倍，第四晶體管與第四被動(dòng)組件的電流系自為控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路的第二晶體管與第二被動(dòng)組件的I/η倍，η系為正整數(shù)。
[0013]是以，藉由本發(fā)明所揭露自回授控制電路的巧妙設(shè)計(jì)，其可成功地將輸出級(jí)的高電壓輸出電平與低電壓輸出電平間的壓差固定為2伏特，其電壓總和的直流偏差值控制在100毫伏特以下，并維持直流電壓信號(hào)的穩(wěn)定性，藉此實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出級(jí)直流電平信號(hào)的精密控制，達(dá)成本發(fā)明的發(fā)明目的。
[0014]底下藉由具體實(shí)施例配合所附的圖式詳加說(shuō)明，當(dāng)更容易了解本發(fā)明的目的、技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及其所達(dá)成的功效。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為現(xiàn)有技術(shù)一控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線的架構(gòu)圖。
[0016]圖2為現(xiàn)有技術(shù)控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線的輸出級(jí)電壓信號(hào)的波形圖。
[0017]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自回授控制電路的架構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自回授控制電路的內(nèi)部電路示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的自回授控制電路的作動(dòng)示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的自回授控制電路應(yīng)用于一控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線的波形示意圖。
[0021]圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的自回授控制電路的電路示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-自回授控制電路；11_控制收發(fā)器；20_控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線；21-站臺(tái)；22_上回授電路；22’ -上回授電路；23_站臺(tái)；24_下回授電路；24’ -下回授電路；30-總線；100_控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路；100’ -控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路；200_復(fù)制電路；Ml, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8-晶體管；D1, D2, D3, D4-被動(dòng)組件；R0, R3, R4-電阻。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以上有關(guān)于本發(fā)明的內(nèi)容說(shuō)明，與以下的實(shí)施方式用以示范與解釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的專(zhuān)利申請(qǐng)范圍更進(jìn)一步的解釋。有關(guān)本發(fā)明的特征、實(shí)作與功效，茲配合圖式作較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0024]請(qǐng)參閱圖3所示，其為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的自回授控制電路的架構(gòu)示意圖。如圖3所示，本發(fā)明所揭示的自回授控制電路I電性耦接于一控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線(ControllerArea Network BUS，CAN BUS) 20。其中，此控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線20系經(jīng)由一高電壓輸出電平CANH與一低電壓輸出電平CANL來(lái)傳送差動(dòng)(Differential)信號(hào)，并在高電壓輸出電平CANH與一中介輸出電平SPLIT、以及中介輸出電平SPLIT與低電壓輸出電平CANL之間各自串接有一輸出電阻RO (或稱(chēng)終端電阻)。一般而言，此輸出電阻RO的阻值例如可選為60奧姆，以在兩個(gè)輸出電阻RO串聯(lián)后形成120奧姆的阻抗。惟熟習(xí)此項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域的人士自可根據(jù)實(shí)際電路需求而自行設(shè)計(jì)的，并非用以限定本發(fā)明的發(fā)明范圍。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，自回授控制電路I系包括有一控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路100與并聯(lián)于該控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路100的一復(fù)制電路200。請(qǐng)參閱圖4所示，其系揭露本發(fā)明實(shí)施例的自回授控制電路的內(nèi)部電路示意圖。如圖所示，控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路100系電性耦接于控制器局域網(wǎng)絡(luò)總線20，且控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路100包括有一第一晶體管M1、一第二晶體管M2、一第一被動(dòng)組件D1、以及一第二被動(dòng)組件D2，其中，第一晶體管Ml與第一被動(dòng)組件Dl系依序串接于一輸入電源VDD與高電壓輸出電平CANH之間，第二晶體管M2與第二被動(dòng)組件D2則依序串接于一接地端GND與低電壓輸出電平CANL之間。
[0026]復(fù)制電路200并聯(lián)控制器區(qū)域驅(qū)動(dòng)電路100，并具有一雙回路結(jié)構(gòu)，其包括上回授電路22與下回授電路24。其中，上回授電路22與下回授電路24系共同連接于一共態(tài)點(diǎn)VCM,復(fù)制電路200自此共態(tài)點(diǎn)VCM產(chǎn)生有一回授信號(hào)FB，以使得該回授信號(hào)FB可分別經(jīng)由上回授電路22與下回授電路24而控制并傳送至第一晶體管Ml與第二晶體管M2，藉此完成對(duì)高電壓輸出電平CANH與低電壓輸出電平CANL的直流電平控制。
[0027]圖5揭露本發(fā)明實(shí)施例的自回授控制電路的作動(dòng)示意圖，請(qǐng)同時(shí)參閱圖4所示，詳細(xì)而言，上回授電路22系包括有一第三晶體管M3、一第三被動(dòng)組件D3與一第三電阻R3，而下回授電路24系包括有一第四晶體管M4、一第四被動(dòng)組件D4與一第四電阻R4，其中，第三晶體管M3、第三被動(dòng)組件D3與第三電阻R3系依序串接于輸入電源VDD與共態(tài)點(diǎn)VCM之間，第四晶體管M4、第四被動(dòng)組件D4與第四電阻R4則依序串接于接地端GND與共態(tài)點(diǎn)VCM之間。在此一示范例的說(shuō)明中，本發(fā)明采用第一晶體管Ml與第三晶體管M3皆為P型金氧半場(chǎng)效晶體管(P metal oxide semiconducto