CN101425802B - 一种信号转换装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了信号转换装置，用于实现COMS单端信号到TTL信号的转换。所述信号转换装置包括接收模块，用于接收CMOS单端信号；转换模块，用于通过自身包括的工作电压输入端，并依据CMOS单端信号，来控制输出信号的信号电压，从而实现TTL信号的输出；发送模块，用于发送TTL信号。本发明还公开了用于实现TTL信号到COMS单端信号的转换的信号转换装置，及用于实现COMS单端信号与差分信号之间转换的信号转换装置，并且公开了相应的信号转换方法。

Description

一种信号转换装置及方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及信号转换装置及方法。

背景技术

在现有的机电一体化技术中，数据控制部分与机械部分通常各自独立成一系统，通过编码器或传感器等设备传递数据控制部分与机械部分之间的信息。

目前大多数编码器或光电传感器均采用互补金属氧化物半导体(COMS)单端输出(集电极开路或推挽输出)。但是数据控制部分大多使用的是三极管-三极管逻辑电路(Transistor-Transistor Logic，TTL)器件。TTL器件是电流控制器件，CMOS单端设备是电压控制器件。COMS单端信号不能用于驱动TTL器件，甚至会因为CMOS单端信号的电流过大而烧毁TTL电路器件。

并且，编码器或传感器等设备传输的是CMOS单端信号(包括集电极开路信号和推挽电路信号等)，该CMOS单端信号不适于长距离传输且容易受到干扰，从而限制了数据控制部分与机械部分之间的距离。并且，在实际应用中，可能没有条件将数据控制部分与机械部分摆放的比较近。

综上，现有技术中CMOS单端设备(如编码器和传感器等)不能与数据控制部分直接传输信号，以及CMOS单端信号不适于长距离传输。

发明内容

本发明实施例提供一种信号转换装置，用于实现COMS单端信号到TTL信号的转换。该信号转换装置包括：

接收模块，用于接收互补金属氧化物半导体CMOS单端信号；

转换模块，用于通过自身包括的工作电压输入端为需要输出的TTL信号提供工作电压，并依据CMOS单端信号，来同步输出TTL信号：其中，转换模块还包括用于保护接收TTL信号的装置的非门，该非门位于信号电压输入端与第一转换子模块中输出TTL信号的端点之间；接收TTL信号的装置将TTL信号进行取反操作，或者第一转换子模块包括偶数个非门；

发送模块，用于发送TTL信号。

本发明实施例提供一种信号转换装置，用于实现TTL信号到COMS单端信号的转换。该信号转换装置包括：

接收模块，用于接收TTL信号，并将接收的TTL信号传输给转换模块中场效应管的栅极；其中，场效应管的源极连接接地端，漏极连接配置电阻；

转换模块，用于通过自身包括的工作电压输入端所提供的工作电压，并依据TTL信号，来控制CMOS单端信号的信号电压；

发送模块，用于发送CMOS单端信号。

本发明实施例提供一种信号转换装置，用于实现COMS单端信号到差分信号的转换。该信号转换装置包括：

接收模块，用于接收CMOS单端信号；

转换模块中的第一转换子模块，用于将CMOS单端信号转换为TTL信号；

转换模块中的第二转换子模块，用于通过差分驱动器将TTL信号转换为差分信号；其中，转换模块还包括上拉电阻和下拉电阻，差分驱动器的输出侧与工作电压输入端相连，且差分驱动器的输入侧与上拉电阻连接；

发送模块，用于发送差分信号。

本发明实施例提供一种信号转换装置，用于实现CMOS单端信号到COMS单端信号的转换。该信号转换装置包括：

接收模块，用于接收差分信号，并将差分信号传输给转换模块中的差分信号接收器；

转换模块中的第一转换子模块，用于将差分信号转换为TTL信号；

转换模块中的第二转换子模块，用于将TTL信号转换为CMOS单端信号；

发送模块，用于发送CMOS单端信号；

其中，转换模块还包括工作电压输入端和接地端，工作电压输入端连接差分信号接收器的输入侧，接地端连接差分信号接收器的输出侧。

与信号转换装置对应的方法如下：

一种信号转换方法，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的CMOS单端信号；

信号转换装置通过自身包括的工作电压输入端所提供的工作电压，并依据CMOS单端信号，来控制TTL信号的信号电压。

一种信号转换方法，包括以下步骤：

信号转换装置接收TTL信号，并将接收的TTL信号传输给转换模块中场效应管；

信号转换装置在收到高电平的TTL信号时，依据自身内部提供的电压输出高电平的CMOS单端信号，在收到低电平的TTL信号时，依据自身内部的接地端输出低电平的CMOS单端信号。

一种信号转换方法，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的CMOS单端信号；

信号转换装置将CMOS单端信号转换为TTL信号；

信号转换装置通过差分驱动器将TTL信号转换为差分信号；

信号转换装置输出差分信号。

一种信号转换方法，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的差分信号，并将差分信号传输给转换模块中的差分信号接收器；

信号转换装置将差分信号转换为TTL信号；

信号转换装置将TTL信号转换为CMOS单端信号；

信号转换装置输出CMOS单端信号。

本发明实施例中的信号转换装置通过工作电压输入端提供的工作电压，依据输入的CMOS单端信号，来控制输出信号的信号电压，从而实现TTL信号的输出，即将CMOS单端信号转换为TTL信号。对应的，本发明实施例中的信号转换装置通过提供的工作电压，依据输入的TTL信号来控制输出信号的信号电压，从而实现CMOS单端信号的输出，进而解决了CMOS单端设备不能与数据控制部分通信的问题。以及，本发明实施例在实现了CMOS单端信号与TTL信号之间转换的基础上，还实现了TTL信号与差分信号的转换，从而实现了CMOS单端信号与差分信号之间的转换，在长距离线路中传输差分信号，来保证数据控制部分与CMOS单端设备之间信号的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例中用于将CMOS单端信号转换为TTL信号的信号转换装置的结构图；

图2为本发明实施例中关于集电极开路电路的第一转换子模块200的结构图；

图3为本发明实施例中关于推挽电路的第二转换子模块300的结构图；

图4为本发明实施例中同步单元31和控制单元32的结构图；

图5为本发明实施例中用于将TTL信号转换为CMOS单端信号的信号转换装置的结构图；

图6为本发明实施例中转换模块502的结构图；

图7为本发明实施例中用于将CMOS单端信号转换为差分信号的信号转换装置700的结构图；

图8为本发明实施例中用于将TTL信号转换为差分信号的第二转换子模块7022的结构图；

图9为本发明实施例中用于将差分信号转换为CMOS单端信号的信号转换装置900的结构图；

图10为本发明实施例中用于将差分信号转换为TTL信号的第二转换子模块9022的结构图；

图11为本发明实施例中电源转换装置1100的结构图。

具体实施方式

本发明实施例通过实现CMOS单端信号与TTL信号之间的转换，来解决CMOS单端设备不能与数据控制部分直接通信的问题，以及为将单端信号转换为差分信号做好前端准备。

参见图1，本实施例中用于将CMOS单端信号转换为TTL信号的信号转换装置100包括接收模块101、转换模块102和发送模块103。

接收模块101用于接收CMOS单端信号。本实施例中CMOS单端信号包括集电极开路信号或推挽电路信号等。因此，接收模块101包括：第一接收子模块，与集电极开路电路连接，即与编码器等连接，用于接收集电极电路输出的集电极开路信号；第二接收子模块，与推挽电路连接，即与传感器连接，用于接收推挽电路输出的推挽电路信号。

转换模块102用于将CMOS单端信号转换为TTL信号。具体的，转换模块102依据CMOS单端信号，通过包括的工作电压输入端获得用于控制输出信号的信号电压，从而实现TTL信号的输出。由于CMOS单端信号包括集电极开路信号或推挽电路信号，所以转换模块102包括：第一转换子模块，用于将集电极开路信号转换为TTL信号；第二转换子模块，用于将推挽电路信号转换为TTL信号。

发送模块103，与接收TTL信号的装置连接，用于发送TTL信号。

下面针对集电极开路信号和推挽电路信号分别介绍用于信号转换的模块，即第一转换子模块和第二转换子模块的具体内部结构。

参见图2，关于集电极电路的第一转换子模块200包括工作电压输入端P201、接收端S201和输出端S204。

接收端S201用于获得第一接收子模块发送的集电极开路信号。

输出端S204用于向发送模块103输出TTL信号。

工作电压输入端P201，经上拉电阻R201连接接收端S201，提供大约5V电压，用于将约12V的集电极开路输出信号钳制在5V电平。并且，工作电压输入端P201还为U201提供工作电流。

接收端S201与输出端S204可以直接连接，则接收端S201的信号与输出端S204的信号在频率方面一致。

集电极开路信号可能出现异常的尖峰信号，这种尖峰信号在转换为TTL信号后，可能毁坏接收TTL信号的装置，为了保护接收TTL信号的装置，第一转换子模块200还包括非门U201和接地端G201。非门U201的一个输入端连接接收端S201和上拉电阻R201，非门U201的电源连接工作电压输入端P201、接地端G201和输出端S204。非门U201通过屏蔽尖峰信号来保护接收侧的TTL信号接收装置。非门U201在保护TTL信号接收装置的同时，还对TTL信号进行了取反操作，因此接收TTL信号的装置需要对TTL信号再进行一次取反操作，或者第一转换子模块200包括偶数个非门。

在本实施例中，接收端S201可以接收一路集电极开路信号也可以接收多路集电极开路信号，但接收端S201在一个时刻只能将一路集电极开路信号转换为TTL信号。目前的编码器通常有3个输出端，可能同时输出3路集电极开路信号，因此图2中的第一转换子模块200用于将3路集电极开路信号分别转换为TTL信号，则第一转换子模块200包括工作电压输入端P201、接地端G201、输入端S201/S202/S203、上拉电阻R201/R202/R203、非门U201/U202/U203、输出端S204/S205/S206。

由此可见，本实施例中的一个信号转换装置100可连接多个单端设备，因此接收TTL信号的装置只需与信号转换装置100连接即可，不再需要为多个单端设备分别提供硬件接口，节省硬件资源。

参见图3，关于推挽电路的第二转换子模块300包括同步单元31和控制单元32。

同步单元31用于依据推挽电路信号同步输出TTL信号。

控制单元32，包括工作电压输入端P201，该控制单元32用于通过工作电压输入端P201为同步单元31提供工作电压，从而确定TTL信号的有效电平。

参见图4，本实施例中同步单元31包括接入端S301、输出端S302、开关部件和分压电路；该分压电路用于对推挽电路信号降压和依据推挽电路信号控制开关部件的开关；开关部件通过自身的开关控制TTL信号的同步输出。具体的，本施例中的开关部件可以为场效应管U301等受电压控制具有开关功能的部件。分压电路包括电阻R301/R302、接地端G201。接入端S301用于接收第二接收子模块输出的推挽电路信号，并将推挽电路信号输出给电阻R301，经过电阻R301的信号分成两路，一路流向场效应管U301并控制场效应管U301的通断，另一路流向电阻R302和接地端G201。其中，电阻R301可以为滑动电阻，其阻值依据推挽电路信号的高电平而确定。场效应管U301的栅极连接电阻R301和电阻R302，源极连接接地端G301，漏极连接控制单元32和输出端S302。输出端S302连接电阻R303和场效应管U301的漏极，用于输出TTL信号。

控制单元32包括工作电压输入端P201和电阻R303。工作电压输入端P201通过电阻R303为输出端S302提供输出信号的信号电压以及为场效应管U301提供工作电压。

接入端S301接收的推挽电路信号为低电平时，场效应管U301栅极为低电平，源极接地，所以U301呈截止状态，由工作电压输入端P201为输出端S302提供高电平输出信号；接入端S301接收的推挽电路信号为高电平时，经R301和R302分压后，场效应管U301栅极为高电平，源极接地，使U301呈导通状态，由连接场效应管U301的接地端G201为输出端S302提供低电平输出信号。综上所述，接入端S301获得的推挽电路信号与输出端S302输出的TTL信号同步(频率一致)、反相。

编码器和传感器发送的CMOS单端信号需要转换为TTL信号，相应的，编码器和传感器接收的信号应为CMOS单端信号，即需要将TTL信号转换为CMOS单端信号。下面对关于将TTL信号转换为CMOS单端信号的信号转换装置进行介绍。

参见图5，本实施例中用于将TTL信号转换为CMOS单端信号的信号转换装置500包括接收模块501、转换模块502和发送模块503。

接收模块501用于接收TTL信号。

转换模块502用于通过自身包括的工作电压输入端所提供的工作电压，并依据TTL信号，来控制输出信号的信号电压，从而实现CMOS单端信号的输出。转换模块502包括：同步单元，用于依据TTL信号同步输出CMOS单端信号；控制单元，包括工作电压输入端，控制单元用于通过工作电压输入端为同步单元提供工作电压，控制输出信号的信号电压，从而实现CMOS单端信号的输出。

发送模块503用于发送CMOS单端信号。发送模块503与单端设备连接，如与传感器相连。

其中，接收模块101与发送模块503可以构成一个接口模块，发送模块103与接收模块501可以构成一个接口模块。

参见图6，转换模块502中的同步单元包括工作电压输入端P201、场效应管U601/U602(即第一开关部件和第二开关部件)、上拉电阻R601、配置电阻R602/R603、接入端S601和输出端S602。控制单元包括工作电压输入端P202和接地端G201。

接入端S601用于接收TTL信号(其高电平约5V)，并将TTL信号传输给场效应管U601的栅极。工作电压输入端P201连接上拉电阻R601，并通过上拉电阻R601为场效应管U601的栅极提供约5V的电压(基本与TTL信号的高电平一致)。场效应管U601的源极连接接地端G201，漏极连接配置电阻R602。配置电阻R602将经过自身的信号分为两路，一路传输给配置电阻R603，另一路传输给场效应管U602的栅极。配置电阻R603和工作电压输入端P202连接场效应管U602的源极，场效应管U602的漏极连接输出端S602。

接入端S601在接收到高电平TTL信号(约5V)时，场效应管U601栅极为高电平，源极接地，所以U601呈导通状态。此时，电流流经电阻R603，其两端形成电压，即在U602的栅极和源极间形成电压差，使场效应管U602呈导通状态，由工作电压输入端P202为输出端S602提供高电平的输出信号(约12V，以满足单端设备的要求)。可见，接入端S601在接收到高电平的TTL信号时输出端S602输出的也是高电平的CMOS单端信号，输入与输出一致。

接入端S601在接收到低电平TTL信号(约0V)时，场效应管U601呈断开状态，R603无电流，R603两端无电压差，即U602栅极、源极间无电压差，场效应管U602呈截止状态。输出端S602与P202呈断开状态，切断了P202给后端的电源供应，相当于输出端S602为低电平信号。可见，接入端S601在接收到低电平的TTL信号时输出端S602输出的也是低电平的CMOS单端信号，输入与输出一致。

通过以上描述了解了CMOS单端信号与TTL信号之间的转换过程及实现该转换过程的装置，对上述实施例可做进一步延伸，来解决现有技术中CMOS单端信号不适于远距离传输的问题。本实施例通过做TTL信号与差分信号之间的转换，以实现CMOS单端信号与差分信号之间的转换，使得差分信号在数据控制部分与机械部分之间传输，来满足长距离传输的需要。下面介绍CMOS单端信号与差分信号之间的转换过程及实现该过程的装置。

参见图7，本实施例中用于将CMOS单端信号转换为差分信号的信号转换装置700包括接收模块701、转换模块702和发送模块703。

接收模块701用于接收CMOS单端信号。

转换模块702用于将CMOS单端信号转换为差分信号。转换模块702包括：第一转换子模块7021，用于将CMOS单端信号转换为TTL信号；第二转换子模块7022，用于将TTL信号转换为差分信号。其中，第一转换子模块7021相当于转换模块102，因此对第一转换子模块7021的具体功能及内部结构不再赘述。下面通过图8对第二转换子模块7022进行详细介绍。

发送模块703用于发送差分信号。

参见图8，第二转换子模块7022包括差分驱动器U801(型号AM26LS31)、接入端S204、输出端S801P(正输出电平端)/S801N(负输出电平端)、工作电压输入端P201和接地端G201。为了控制传输方向，第二转换子模块7022还包括下拉电阻R801和上拉电阻R802。

接入端S204用于传输TTL信号给差分驱动器U801，即将信号转换装置100输出的TTL信号传输给差分驱动器U801的信号输入端。从硬件角度说，接入端S204与信号转换装置100中的输出端S204为同一端点。

差分驱动器U801用于将TTL信号转换为差分信号，并将差分信号通过输出端S801P/S801N发送给接收差分信号的装置。

工作电压输入端P201直接连接差分驱动器U801的输出侧，为差分驱动器U801提供工作电压，以及通过上拉电阻R802连接差分驱动器U801的输入侧，以便确定U801输入有效电平模式。

接地端G201直接连接差分驱动器U801的输入侧，以提供工作地，以及通过下拉电阻R801连接差分驱动器U801的输入侧，来配合P201确定U801输入有效电平模式。

本实施例中的差分驱动器U801可以是单路差分驱动器或四路差分驱动器等。若差分驱动器U801只需将一路TTL信号转换为差分信号，则可采用单路差分驱动器，考虑到未来的需求，便于扩展，也可以采用四路差分驱动器等。图8中所示的四路差分驱动器是为了满足目前编码器的3路输出(S204/S205/S206)和传感器的1路输出(S302)，相应的，四路差分驱动器的四路输出分别为S801P/S801N/S802P/S802N/S803P/S803N/S804P/S804N。

通过图7和图8了解了将CMOS单端信号转换为差分信号的实现过程，相应的，需要介绍将差分信号转换为CMOS单端信号的过程，参见下面的实施例。

参见图9，本实施例中用于将差分信号转换为CMOS单端信号的信号转换装置900包括接收模块901、转换模块902和发送模块903。

接收模块901用于接收差分信号。

转换模块902用于将差分信号转换为CMOS单端信号。转换模块902包括：第一转换子模块9021，用于将差分信号转换为TTL信号；第二转换子模块9022，用于将TTL信号转换为CMOS单端信号。其中，第二转换子模块9022相当于转换模块502，因此对第一转换子模块9021的具体功能及内部结构不再赘述。下面通过图10对第二转换子模块9022进行详细介绍。

发送模块903用于发送CMOS单端信号。

接收模块701与发送模块903可以构成一个接口模块，发送模块703与接收模块901构成一个接口模块。发送模块703与接收模块901构成的接口模块可采用通用的接插件作为接口，以保证信号转换装置900的通用性。并且，发送模块703与接收模块901构成的接口模块包括焊点和匹配电阻，用于负责信号的屏蔽和防止反射信号的回流。

参见图10，第二转换子模块9022包括差分信号接收器U1001(型号DS26LS32CM)、差分信号接入端S1001P/S1001N、输出端S1002、工作电压输入端P201和接地端G201。为了防止线路中反射信号所导致的误操作，第二转换子模块9022还包括连接在接入端S1001P和接入端S1001N之间的终端匹配电阻R1001。

接入端S1001P/S1001N用于将差分信号传输给差分信号接收器U1001。工作电压输入端P201和接地端G201连接差分信号接收器U1001的输入侧，以分别为U1001提供工作电源和工作地，以及接地端G201连接差分信号接收器U1001的输出侧的两个输出端口，来确定U1001的信号传输方向。差分信号接收器U1001将差分信号转换为TTL信号，并将TTL信号输出给输出端S1002。从硬件角度，输出端S1002与接入端S601是同一端点。

在上述实施例中，工作电压输入端P201采用5V电压，工作电压输入端P202采用12V电压，并且数据控制部分工作在24V电压，该三种电压可以由三种电源提供，但为了节省电源设备，本实施例由一种电源提供24V的电压即可，通过电源转换装置，将24V的电压转换为5V或12V。

参见图11，本实施例中电源转换装置1100包括第一电源转换模块和第二电源转换模块。

第一电源转换模块用于将24V电压转换为5V电压。第二电源转换模块用于将24V电压转换为12V电压。

具体的，第一电源转换模块包括电压转换器U1101、电压输出端P201、工作电压输入端P203、独石电容C1101/C1103、电解电容C1102/C1104和接地端G201。其中，电压输出端P201与前述的工作电压输入端P201为同一端点。

工作电压输入端P203用于提供24V电压给电压转换器U1101。接地端G201连接电压转换器U1101的输入侧和输出侧。电压转换器U1101将24V电压转换为5V电压后输出给电压输出端P201。独石电容C1101和电解电容C1102的两个端点分别连接电压转换器U1101输入侧的工作电压输入端P203和接地端G201，且独石电容C1101与电解电容C1102并联。独石电容C1103和电解电容C1104的两个端点分别连接电压转换器U1101输出侧的电压输出端P201和接地端G201，且独石电容C1103与电解电容C1104并联。独石电容C1101/C1103和电解电容C1102/C1104均用于滤波。

具体的，第二电源转换模块包括电压转换器U1102、电压输出端P202、电压输入端P203、独石电容C1105/C1107、电解电容C1106/C1108和接地端G201。其中，电压输出端P202与前述的工作电压输入端P202为同一端点。

工作电压输入端P203用于提供24V电压给电压转换器U1102。接地端G201连接电压转换器U1102的输入侧和输出侧。电压转换器U1102将24V电压转换为12V电压后输出给电压输出端P202。独石电容C1105和电解电容C1106的两个端点分别连接电压转换器U1102输入侧的工作电压输入端P203和接地端G201，且独石电容C1105与电解电容C1106并联。独石电容C1107和电解电容C1108的两个端点分别连接电压转换器U1102输出侧的电压输出端P202和接地端G201，且独石电容C1107与电解电容C1108并联。独石电容C1105/C1107和电解电容C1106/C1108均用于滤波。

以上对各信号转换装置进行了详细描述，通过上述的信号转换装置可实现CMOS单端信号、TTL信号和差分信号之间的转换，下面通过步骤的形式介绍各信号转换装置实现信号转换的方法。

一种信号转换方法，用于实现CMOS单端信号到TTL信号的转换，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的CMOS单端信号。

信号转换装置通过自身包括的工作电压输入端所提供的工作电压，并依据CMOS单端信号，来控制输出信号的信号电压，从而实现TTL信号的输出。具体的，信号转换装置在收到高电平的推挽电路信号时，依据自身内部提供的电压输出高电平的TTL信号，在收到低电平的推挽电路信号时，依据自身内部的接地端输出低电平的TTL信号，实现将推挽电路信号转换为TTL信号。信号转换装置在收到高电平的集电极开路信号时，依据自身内部提供的电压输出高电平的TTL信号，在收到低电平的集电极开路信号时，依据低电平的集电极开路信号输出低电平的TTL信号，实现将集电极开路信号转换为TTL信号。

一种信号转换方法，用于实现TTL信号到CMOS单端信号的转换，包括以下步骤：

信号转换装置接收TTL信号。

信号转换装置在收到高电平的TTL信号时，依据自身内部提供的电压输出高电平的CMOS单端信号，在收到低电平的TTL信号时，依据自身内部的接地端输出低电平的CMOS单端信号，实现将TTL信号转换为CMOS单端信号。

一种信号转换方法，用于实现CMOS单端信号到差分信号的转换，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的CMOS单端信号。

信号转换装置将CMOS单端信号转换为TTL信号。具体的，信号转换装置通过内部提供的电压和接地端将CMOS单端信号转换为TTL信号。

信号转换装置将TTL信号转换为差分信号。具体的，信号转换装置通过内部的差分驱动器将TTL信号转换为差分信号。

信号转换装置输出差分信号。

一种信号转换方法，用于实现差分信号到CMOS单端信号的转换，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的差分信号。

信号转换装置将差分信号转换为TTL信号。具体的，信号转换装置通过内部的差分信号接收器将差分信号转换为TTL信号。

信号转换装置将TTL信号转换为CMOS单端信号。具体的，信号转换装置通过内部提供的电压和接地端将TTL信号转换为CMOS单端信号。

信号转换装置输出CMOS单端信号。

本发明实施例中的信号转换装置通过包含的工作电压输入端所提供的工作电压，并依据输入的CMOS单端信号，来控制输出信号的信号电压，从而实现TTL信号的输出，即将CMOS单端信号转换为TTL信号。对应的，本发明实施例中的信号转换装置通过提供工作电压输入端，依据输入的TTL信号来控制输出信号的信号电压，从而实现CMOS单端信号的输出，进而解决了CMOS单端设备不能与数据控制部分通信的问题。以及，本发明实施例在实现了CMOS单端信号与TTL信号之间转换的基础上，还实现了TTL信号与差分信号的转换，从而实现了CMOS单端信号与差分信号之间的转换，在长距离线路中传输差分信号，来保证数据控制部分与CMOS单端设备之间信号的准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (21)

1.一种信号转换装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收互补金属氧化物半导体CMOS单端信号；

转换模块，用于通过自身包括的工作电压输入端为需要输出的TTL信号提供工作电压，并依据CMOS单端信号，来同步输出TTL信号：其中，转换模块还包括用于保护接收TTL信号的装置的非门，该非门位于信号电压输入端与第一转换子模块中输出TTL信号的端点之间；接收TTL信号的装置将TTL信号进行取反操作，或者第一转换子模块包括偶数个非门；

发送模块，用于发送TTL信号。

2.如权利要求1所述的信号转换装置，其特征在于，CMOS单端信号包括集电极开路信号或推挽电路信号。

3.如权利要求2所述的信号转换装置，其特征在于，接收模块包括：

第一接收子模块，用于接收集电极电路输出的集电极开路信号；

第二接收子模块，用于接收推挽电路输出的推挽电路信号。

4.如权利要求3所述的信号转换装置，其特征在于，转换模块包括：

第一转换子模块，用于将集电极开路信号转换为TTL信号；

第二转换子模块，用于将推挽电路信号转换为TTL信号。

5.如权利要求4所述的信号转换装置，其特征在于，第一转换子模块包括工作电压输入端，用于依据工作电压输入端提供的工作电压和集电极开路信号控制需要输出的TTL信号的电平。

6.如权利要求4所述的信号转换装置，其特征在于，第二转换子模块包括：

同步单元，用于依据推挽电路信号同步输出TTL信号；所述同步是指频率一致；

控制单元，包括工作电压输入端，该控制单元用于为同步单元提供工作电压。

7.如权利要求6所述的信号转换装置，其特征在于，同步单元包括开关部件和分压电路；该分压电路用于对推挽电路信号降压和依据推挽电路信号控制开关部件的开关；开关部件通过自身的开关控制TTL信号的同步输出。

8.如权利要求7所述的信号转换装置，其特征在于，分压电路包括滑动电阻；该滑动电阻的一端接收推挽电路信号，另一端连接开关部件和接地端；该滑动电阻的阻值依据推挽电路信号的高电平而确定。

9.一种信号转换装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收TTL信号，并将接收的TTL信号传输给转换模块中场效应管的栅极；其中，场效应管的源极连接接地端，漏极连接配置电阻；

转换模块，用于通过自身包括的工作电压输入端所提供的工作电压，并依据TTL信号，来控制CMOS单端信号的信号电压；

发送模块，用于发送CMOS单端信号。

10.如权利要求9所述的信号转换装置，其特征在于，转换模块包括：

同步单元，用于依据TTL信号同步输出CMOS单端信号；

控制单元，包括工作电压输入端，该控制单元用于为同步单元提供工作电压。

11.如权利要求10所述的信号转换装置，其特征在于，同步单元包括第一工作电压输入端、第一开关部件和第二开关部件；控制单元包括第二工作电压输入端和接地端；

在第一工作电压输入端的作用下，高电平的TTL信号使第一开关部件截止，低电平的TTL信号使第一开关部件截止；

第一开关部件在导通状态下将第一信号电压输入端的信号电压传输给第二开关部件，使第二开关部件导通；第一开关部件在截止状态下通过接地端使第二开关部件截止；

通过第二开关部件的通断，依据第二工作电压输入端和接地端控制输出信号的信号电压，从而实现CMOS单端信号的输出。

12.一种信号转换装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收CMOS单端信号；

转换模块中的第一转换子模块，用于将CMOS单端信号转换为TTL信号；

转换模块中的第二转换子模块，用于通过差分驱动器将TTL信号转换为差分信号；其中，转换模块还包括上拉电阻和下拉电阻，差分驱动器的输出侧与工作电压输入端相连，且差分驱动器的输入侧与上拉电阻连接；

发送模块，用于发送差分信号。

13.如权利要求12所述的信号转换装置，其特征在于，第一转换子模块包括工作电压输入端；第一转换子模块基于该工作电压，依据CMOS单端信号，来控制TTL信号的信号电压。

14.如权利要求12所述的信号转换装置，其特征在于，第二转换子模块通过差分驱动器将TTL信号转换为差分信号。

15.一种信号转换装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收差分信号，并将差分信号传输给转换模块中的差分信号接收器；

转换模块中的第一转换子模块，用于将差分信号转换为TTL信号；

转换模块中的第二转换子模块，用于将TTL信号转换为CMOS单端信号；

发送模块，用于发送CMOS单端信号；

其中，转换模块还包括工作电压输入端和接地端，工作电压输入端连接差分信号接收器的输入侧，接地端连接差分信号接收器的输出侧。

16.如权利要求15所述的信号转换装置，其特征在于，第一转换子模块通过差分信号接收器，将差分信号转换为TTL信号。

17.如权利要求15所述的信号转换装置，其特征在于，第二转换子模块包括：

同步单元，用于依据TTL信号同步输出CMOS单端信号；

控制单元，包括工作电压输入端，该控制单元用于为同步单元提供工作电压。

18.一种信号转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的CMOS单端信号；

信号转换装置通过自身包括的工作电压输入端所提供的工作电压，并依据CMOS单端信号，来控制TTL信号的信号电压，其中，信号转换装置还保护接收TTL信号的装置的非门，该非门位于信号电压输入端与第一转换子模块中输出TTL信号的端点之间；接收TTL信号的装置将TTL信号进行取反操作，或者第一转换子模块包括偶数个非门。

19.一种信号转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

信号转换装置接收TTL信号，并将接收的TTL信号传输给场效应管的栅极；其中，场效应管的源极连接接地端，漏极连接配置电阻；

信号转换装置在收到高电平的TTL信号时，依据自身内部提供的电压输出高电平的CMOS单端信号，在收到低电平的TTL信号时，依据自身内部的接地端输出低电平的CMOS单端信号。

20.一种信号转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的CMOS单端信号；

信号转换装置将CMOS单端信号转换为TTL信号；

信号转换装置通过差分驱动器将TTL信号转换为差分信号，其中，差分驱动器的输出侧与工作电压输入端相连，且差分驱动器的输入侧与信号转换装置的上拉电阻连接；

信号转换装置输出差分信号。

21.一种信号转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

信号转换装置接收单端设备发送的差分信号，并将差分信号传输给转换模块中的差分信号接收器；

信号转换装置将差分信号转换为TTL信号；

信号转换装置将TTL信号转换为CMOS单端信号；

信号转换装置输出CMOS单端信号；

其中，信号转换装置包括的工作电压输入端连接差分信号接收器的输入侧，接地端连接差分信号接收器的输出侧。