CN102195636B - 冗余高速差分电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冗余高速差分电路，涉及高速差分接口技术，包括两个RS-422差分发送驱动器、两个RS-422差分接收器；其差分发送驱动器输出端加入电阻隔离，差分接收器接收端采用大阻值匹配电阻，避免电路失效，降低了电路短路对备份电路的影响，并利用差分信号的电平特性实现信号的高速传输。本发明与现有技术相比，增加了发送端短路故障模式下正常工作的能力。

Description

冗余高速差分电路
技术领域
本发明涉及高速差分接口技术领域，是一种高可靠、冗余高速差分电路，特别用于星载环境下的高速差分接口。
背景技术
针对星载环境和地面环境下的电子干扰，经常采用RS-422差分信号来保证信号的高速传输。RS-422差分信号的传输电路是成熟的，但应用到星载设备上时，信号的发送端和接收端均为冗余设计，信号的发送端应采用交叉备份设计，并考虑发送端断路、短路情况下的工作状态，以保证RS-422差分信号正常发送和接收。现有技术仅能够保证发送端断路模式下备份电路正常工作，无法实现短路模式下差分信号的高速传输。
发明内容
本发明的目的是：克服现有技术不足，提供一种冗余高速差分电路，能在发送端断路、短路两种故障模式下实现高速传输。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：
一种冗余高速差分电路，包括两个RS-422差分发送驱动器(D1)、两个RS-422差分接收器(D2)；其差分发送驱动器(D1)输出端加入电阻隔离，差分接收器(D2)接收端采用大阻值匹配电阻，避免电路失效，降低了电路短路对备份电路的影响，并利用差分信号的电平特性实现信号的高速传输。
所述的冗余高速差分电路，其所述加入电阻隔离，是在两(D1)的输出端串联两电阻(R1、R2)，电阻阻值各为20Ω；两(D2)的大阻值匹配电阻(R3)阻值为2kΩ。
所述的冗余高速差分电路，其中：
a)备机不加电工作状态下，备机发送端输出阻抗＞1MΩ，处于发送端断路模式下，此时主机电路处于正常工作状态；
b)备机短路模式下，主机差分发送驱动器(D1)的发送端相当于通过40Ω电阻接地，同时并联1kΩ左右的回路，此时发送端单端输出总电流小于95mA，差分正负端的信号波形幅度均降低了一半，但信号的沿特性以及转换后的TTL信号均未受到影响，能够满足系统正常工作的要求。
所述的冗余高速差分电路，其所述利用差分信号的电平特性实现信号的高速传输，当差分信号电压差值＞0.2V时，接收端即可有效接收。
本发明采用简单、可靠的方式实现了电路断路和短路情况下，备份差分电路的正常高速传输。
本发明与现有技术相比的有益效果是：增加发送端短路故障模式下正常工作的能力。
附图说明
图1是本发明的冗余高速差分电路原理框图；
图2是本发明发送端短路模式下的等效电路图。
具体实施方式
图1和图2中D1为RS-422差分发送驱动器，R1、R2为RS-422差分发送端串联电阻，R3为接收端终端匹配电阻，D2为RS-422差分接收器。
RS-422差分发送驱动器和RS-422差分接收器为Intersil公司产品，发送驱动器型号为HS-26CT31，接收器型号为HS-26CT32。差分发送端串联电阻阻值为20Ω，在正常工作状态下该电阻不会影响信号传输的沿特性，即不会影响高速信号传输。如果该电阻大于20Ω，会严重影响差分信号传输特性，形成大的传输延迟且延迟时间不确定。差分接收端匹配电阻阻值为2kΩ，可以有效降低正常工作时的电流以及分压作用，降低功耗。
备机不加电工作状态下，备机发送端输出阻抗＞1MΩ，因此发送端断路模式下，电路工作状态与正常工作状态相同。
短路模式下，等效电路如图2所示，发送端相当于通过40Ω电阻接地，同时并联约1kΩ的回路。通过图2中所示的电流表M1可测得单路接地电流为88.1mA，考虑并联回路，发送端单端输出总电流小于95mA，远小于422发送驱动器所能承受的最大输出电流500mA，同时也小于422发送驱动器所能承受的长期工作最大电流130mA。
在这种情况下，差分正负端的信号波形幅度均降低了一半，但信号的沿特性以及转换后的TTL信号均未受到影响，能够满足系统正常工作的要求。

Claims (3)

1.一种冗余高速差分电路，包括两个RS-422差分发送驱动器(D1)和两个RS-422差分接收器(D2)，在该两个RS-422差分发送驱动器(D1)中一个为主机发送驱动器，另一个为备机发送驱动器，在该两个RS-422差分接收器(D2)中一个为主机接收器，另一个为备机接收器；其特征是：差分发送驱动器(D1)输出端加入电阻隔离，差分接收器(D2)接收端采用大阻值匹配电阻，避免电路失效，降低了电路短路对备机电路的影响，并利用差分信号的电平特性实现信号的高速传输；
其中，所述加入电阻隔离，是在两个RS-422差分发送驱动器(D1)的输出端串联两电阻(R1、R2)，电阻阻值各为20Ω；两个RS-422差分接收器(D2)的大阻值匹配电阻(R3)阻值为2kΩ。
2.如权利要求1所述的冗余高速差分电路，其特征是：
a)备机不加电工作状态下，备机发送端输出阻抗＞1MΩ，处于发送端断路模式下，此时主机电路处于正常工作状态；
b)备机短路模式下，主机差分发送驱动器(D1)的发送端相当于通过40Ω电阻接地，同时并联1kΩ左右的回路，此时发送端单端输出总电流小于95mA，差分正负端的信号波形幅度均降低了一半，但信号的沿特性以及转换后的TTL信号均未受到影响，能够满足系统正常工作的要求。
3.如权利要求1所述的冗余高速差分电路，其特征是：所述利用差分信号的电平特性实现信号的高速传输，当差分信号电压差值＞0.2V时，接收端即可有效接收。
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