專利名稱：冗余高速差分電路的制作方法
技術領域：
本發(fā) 明涉及高速差分接口技術領域，是一種高可靠、冗余高速差分電路，特別用于星載環(huán)境下的高速差分接口。
背景技術：
針對星載環(huán)境和地面環(huán)境下的電子干擾，經(jīng)常采用RS-422差分信號來保證信號的高速傳輸。RS-422差分信號的傳輸電路是成熟的，但應用到星載設備上時，信號的發(fā)送端和接收端均為冗余設計，信號的發(fā)送端應采用交叉?zhèn)浞菰O計，并考慮發(fā)送端斷路、短路情況下的工作狀態(tài)，以保證RS-422差分信號正常發(fā)送和接收?，F(xiàn)有技術僅能夠保證發(fā)送端斷路模式下備份電路正常工作，無法實現(xiàn)短路模式下差分信號的高速傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術不足，提供一種冗余高速差分電路，能在發(fā)送端斷路、短路兩種故障模式下實現(xiàn)高速傳輸。為達到上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是一種冗余高速差分電路，包括兩個RS-422差分發(fā)送驅動器(Dl)、兩個RS-422差分接收器(D2)；其差分發(fā)送驅動器(Dl)輸出端加入電阻隔離，差分接收器(D2)接收端采用大阻值匹配電阻，避免電路失效，降低了電路短路對備份電路的影響，并利用差分信號的電平特性實現(xiàn)信號的高速傳輸。所述的冗余高速差分電路，其所述加入電阻隔離，是在兩(Dl)的輸出端串聯(lián)兩電阻(R1、R2)，電阻阻值各為20 Ω ；兩(D2)的大阻值匹配電阻(R3)阻值為2kQ。所述的冗余高速差分電路，其中a)備機不加電工作狀態(tài)下，備機發(fā)送端輸出阻抗> 1ΜΩ，處于發(fā)送端斷路模式下，此時主機電路處于正常工作狀態(tài)；b)備機短路模式下，主機差分發(fā)送驅動器(Dl)的發(fā)送端相當于通過40 Ω電阻接地，同時并聯(lián)IkQ左右的回路，此時發(fā)送端單端輸出總電流小于95mA，差分正負端的信號波形幅度均降低了一半，但信號的沿特性以及轉換后的TTL信號均未受到影響，能夠滿足系統(tǒng)正常工作的要求。所述的冗余高速差分電路，其所述利用差分信號的電平特性實現(xiàn)信號的高速傳輸，當差分信號電壓差值> 0. 2V時，接收端即可有效接收。本發(fā)明采用簡單、可靠的方式實現(xiàn)了電路斷路和短路情況下，備份差分電路的正常高速傳輸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是增加發(fā)送端短路故障模式下正常工作的能力。


圖1是本發(fā)明的冗余高速差分電路原理框圖；圖2是本發(fā)明發(fā)送端短路模式下的等效電路圖。
具體實施方式
圖1和圖2中Dl為RS-422差分發(fā)送驅動器，Rl、R2為RS-422差分發(fā)送端串聯(lián)電阻，R3為接收端終端匹配電阻，D2為RS-422差分接收器。RS-422差分發(fā)送驅動器和RS-422差分接收器為Intersil公司產(chǎn)品，發(fā)送驅動器型號為HS-26CT31，接收器型號為HS-26CT32。差分發(fā)送端串聯(lián)電阻阻值為20 Ω，在正常工作狀態(tài)下該電阻不會影響信號傳輸?shù)难靥匦裕床粫绊懜咚傩盘杺鬏?。如果該電阻大?20 Ω，會嚴重影響差分信號傳輸特性，形成大的傳輸延遲且延遲時間不確定。差分接收端匹配電阻阻值為2kQ，可以有效降低正常工作時的電流以及分壓作用，降低功耗。備機不加電工作狀態(tài)下，備機發(fā)送端輸出阻抗> IM Ω，因此發(fā)送端斷路模式下，電路工作狀態(tài)與正常工作狀態(tài)相同。短路模式下，等效電路如圖2所示，發(fā)送端相當于通過40 Ω電阻接地，同時并聯(lián)約 IkQ的回路。通過圖2中所示的電流表Ml可測得單路接地電流為88. 1mA，考慮并聯(lián)回路， 發(fā)送端單端輸出總電流小于95mA，遠小于422發(fā)送驅動器所能承受的最大輸出電流500mA， 同時也小于422發(fā)送驅動器所能承受的長期工作最大電流130mA。在這種情況下，差分正負端的信號波形幅度均降低了一半，但信號的沿特性以及轉換后的TTL信號均未受到影響，能夠滿足系統(tǒng)正常工作的要求。
權利要求
1.一種冗余高速差分電路，包括兩個RS-422差分發(fā)送驅動器(D1)、兩個RS-422差分接收器(D2)；其特征是差分發(fā)送驅動器(Dl)輸出端加入電阻隔離，差分接收器(D2)接收端采用大阻值匹配電阻，避免電路失效，降低了電路短路對備份電路的影響，并利用差分信號的電平特性實現(xiàn)信號的高速傳輸。
2.如權利要求1所述的冗余高速差分電路，其特征是所述加入電阻隔離，是在兩(Dl) 的輸出端串聯(lián)兩電阻》1、1 2)，電阻阻值各為20 0 ；兩(D2)的大阻值匹配電阻(R3)阻值為 2k Ω。
3.如權利要求1所述的冗余高速差分電路，其特征是a)備機不加電工作狀態(tài)下，備機發(fā)送端輸出阻抗>IM Ω，處于發(fā)送端斷路模式下，此時主機電路處于正常工作狀態(tài)；b)備機短路模式下，主機差分發(fā)送驅動器(Dl)的發(fā)送端相當于通過40Ω電阻接地，同時并聯(lián)IkQ左右的回路，此時發(fā)送端單端輸出總電流小于95mA，差分正負端的信號波形幅度均降低了一半，但信號的沿特性以及轉換后的TTL信號均未受到影響，能夠滿足系統(tǒng)正常工作的要求。
4.如權利要求1所述的冗余高速差分電路，其特征是所述利用差分信號的電平特性實現(xiàn)信號的高速傳輸，當差分信號電壓差值> 0. 2V時，接收端即可有效接收。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冗余高速差分電路，涉及高速差分接口技術，包括兩個RS-422差分發(fā)送驅動器、兩個RS-422差分接收器；其差分發(fā)送驅動器輸出端加入電阻隔離，差分接收器接收端采用大阻值匹配電阻，避免電路失效，降低了電路短路對備份電路的影響，并利用差分信號的電平特性實現(xiàn)信號的高速傳輸。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，增加了發(fā)送端短路故障模式下正常工作的能力。
文檔編號H03K19/0175GK102195636SQ20101025084
公開日2011年9月21日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權日2010年3月18日
發(fā)明者孫吉利, 張平, 禹衛(wèi)東, 聶海峰 申請人:中國科學院電子學研究所