CN104247261B - 用于具有单独可调过渡边沿的线对的数字通信接口电路 - Google Patents
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Abstract
一种接口电路将设备与线对对接。该接口电路包括：二极管桥，其具有耦合到线对的极性无关输入端子，以及分别具有正极性和负极性的第一和第二输出端子；第一电流隔离设备，其用于输出经由二极管桥在线对上接收的接收信号；第二电流隔离设备，其接收传输信号；电压控制可变电阻元件，其跨二极管桥的正和负输出端子连接；以及第一和第二滤波器，其级联在第二电流隔离设备与电压控制可变电阻元件之间。第一滤波器已经将充电和放电路径去耦合以便将传输信号的上升时间和下降时间去耦合。第二滤波器具有电压相关频率特性。电压控制可变电阻元件经由二极管桥将传输信号耦合到线对。
Description
技术领域
本发明总体上涉及数字通信接口，并且更具体地涉及用于将设备与线对对接的接口电路，比如数字可寻址照明接口（DALI）。
背景技术
近年来，新的或更为严苛的要求已经被强加在照明系统上，诸如对能量节约的增加的需求以及对向种类日益增加的不同类型的照明设备（例如白炽灯、荧光灯、发光二极管等）提供不同驱动需求的需要，其中不同类型的照明设备经常部署在相同建筑物或甚至相同房间内。这些要求驱动了在设施内的照明设备的控制方面对更多的选项和灵活性的需要。
响应于这些需要，照明产业发展了用于照明系统的各个部件之间的数字通信的数字可寻址照明接口（DALI）标准。来自不同制造商的各种各样的不同DALI设备可以连接在一起并且集成到照明系统中。这提供了在配置照明系统方面高水平的灵活性，同时确保所有设备之间的互操作性。控制和寻址能力允许遵从DALI的照明系统单独控制每个照明器的光水平以及容易地控制照明器组的光水平。
为了维持该互操作性，DALI标准在控制设备和用于与DALI总线上的其它设备的兼容性的从设备的接口上强加需求。DALI接口连接到双线差分控制/数据总线，其对DALI接口组而言是共用的。DALI消息是串行数据流并且遵从双相位编码、曼彻斯特IEEE 802.3，其中位转移发生在16伏特（H）和0伏特（L）的典型电压电平之间。
图1图示了针对DALI总线（其有时还可以被称为DALI回路或DALI网络）的差分双线线路（“线对”）的电压范围关系。电源通常合并在主控制器中，提供DALI总线上的必要电压电平。每个DALI接口通过确定表示位值的电压变化接收信息并且通过不钳位或钳位（短路）跨双线DALI总线的电压传输信息。
电磁干扰（EMI）对于许多电子设备和电路而言是关注所在。具体地，EMI可以造成在通信总线上传输的信号的高频谐波分量的幅度上的限制。例如，DALI标准在DALI总线上传输的信号的上升和下降时间（边缘过渡）上强加上限和下限二者。必须通过DALI设备的接口电路确保对这些需求的遵从。
为了解决这些需求，已经发展了若干不同的通信接口电路。具体地，DALI接口电路的示例公开在：美国专利申请公开2004/0225811；美国专利6，876，224、美国专利申请公开2005/0152440；以及美国专利申请公开2009/0003417中。
然而，这些通信接口电路中的每一个具有关于复杂性、成本和/或性能的某些缺点或限制。
因此，期望的是，提供一种能够提供对边缘过渡的上升和下降时间的灵活控制以满足期望的EMI性能而没有过度的复杂性和成本的通信接口电路。
发明内容
本公开涉及用于将设备对接到线对以用于数字通信的发明方法和装置，并且更具体地涉及用于将设备对接到诸如数字可寻址照明接口（DALI）总线之类的线对的接口电路。
一般地，在一个方面中，一种设备包括被配置成将控制器与数字可寻址照明接口（DALI）总线对接的接口电路。接口电路包括：二极管桥；电流限制器；第一光耦合器；供应存储电容器；第一单向设备；齐纳二极管；第二光耦合器；第一一阶低通滤波器；第二一阶低通滤波器；以及场效应晶体管。二极管桥具有被配置成耦合到DALI总线的极性无关输入端子对，并且还具有正和负输出端子。电流限制器具有输入和输出，其中输入连接到二极管桥的正输出端子。第一光耦合器具有第一和第二输入端子以及第一和第二输出端子，其中第一输入端子连接到电流限制器的输出，并且输出端子连接到接收器。第一光耦合器被配置成将经由二极管桥在DALI总线上接收的接收信号耦合到接收器。供应存储电容器经由电流限制器的输出与二极管桥的负输出端子之间的第一单向设备连接。第一单向设备允许电流从电流限制器的输出流动以对供应存储电容器上的电压充电，并且防止供应存储电容器上的电压通过电流限制器和第一光耦合器放电。齐纳二极管连接在第一光耦合器的第二输入端子与二极管桥的负输出端子之间，并且被配置成建立由供应存储电容器存储的电压的电压电平。第二光耦合器具有第一和第二输入端子以及第一和第二输出端子，其中第一和第二输入端子被连接以接收控制器生成的传输信号，并且第一输出端子被连接以从供应存储电容器接收供应电压。第一一阶低通滤波器具有输入端子和输出端子，其中输入端子连接到第二光耦合器的第二输出端子。第一一阶低通滤波器包括：连接在第一一阶低通滤波器的输入端子与二极管桥的负输出端子之间的分路电阻器，连接在第一一阶低通滤波器的输入端子与第一一阶低通滤波器的输出端子之间的第一和第二串联电阻器，与第一或第二串联电阻器并联连接的第二单向设备，以及连接在第一一阶低通滤波器的输出端子与二极管桥的负输出端子之间的分路电容器。第二一阶低通滤波器具有输入端子和输出端子，其中输入端子连接到第一一阶低通滤波器的输出端子，第四电阻器连接在第二一阶低通滤波器的输入端子和输出端子之间，并且其中第二一阶低通滤波器具有电压相关截止频率。场效应晶体管具有第一和第二端子、漏极和源极，其分别连接到二极管桥的正和负输出端子，并且具有连接到第二一阶低通滤波器的输出端子的栅极端子。
在一个实施例中，当输入电压超过场效应晶体管的阈值电压时，第二一阶低通滤波器的截止频率根据提供于此的增加的输入电压而减小。
在另一实施例中，第二一阶低通滤波器包括在场效应晶体管的栅极端子与二极管桥的负输出端子之间的分路电容，其中分路电容在到第二一阶低通滤波器的输入电压增加并且大于场效应晶体管的阈值电压时增加。
根据另一实施例，设备包括控制器，其中控制器被配置成控制照明设备。根据又一实施例，齐纳二极管具有击穿电压（齐纳拐点（knee））电压，其在大约4.7伏特和大约6.2伏特之间。
一般地，在另一方面中，一种设备包括被配置成将控制器与数字可寻址照明接口（DALI）总线对接的接口电路。该接口电路包括：二极管桥；第一光耦合器；第二光耦合器；电压控制可变电阻元件；以及第一和第二一阶低通滤波器。二极管桥具有被配置成耦合到DALI总线的极性无关输入端子对，并且还具有正输出端子和负输出端子。第一光耦合器可操作地连接到二极管桥并且被配置成将经由二极管桥在DALI总线上接收的接收信号耦合到接收器。第二光耦合器被配置成接收控制器生成的传输信号。电压控制可变电阻元件跨二极管桥的正和负输出端子连接。第一和第二一阶低通滤波器级联在第二光耦合器与电压控制可变电阻元件的控制端子之间。第一一阶低通滤波器包括去耦合的充电和放电路径，以便将传输信号的上升时间从传输信号的下降时间去耦合，使得上升时间不同于下降时间。第二一阶低通滤波器具有电压相关截止频率。电压控制可变电阻元件可操作地连接到二极管桥并且被配置成经由二极管桥将控制器生成的传输信号耦合到DALI总线。
在一个实施例中，接口电路还包括传输电压供应和用于设置传输电压供应的电压的传输电压基准。传输电压供应向第二光耦合器的输出侧供应电压，并且从DALI总线为传输电压基准供应电流。
根据另一实施例，电压控制可变电阻元件包括连接在二极管桥的正和负输出端子之间的场效应晶体管。
根据又一实施例，第一一阶低通滤波器包括：连接在第二光耦合器的输出与第二一阶低通滤波器的输入之间的第一和第二串联电阻器；与第一或第二串联电阻器并联的单向设备；以及连接在第一一阶低通滤波器的输出端子与二极管桥的负输出端子之间的电容器。
根据再一实施例，第二一阶低通滤波器的截止频率在到第二一阶低通滤波器的输入电压增加并且大于阈值数值时减小。
根据另外的实施例，第二一阶低通滤波器包括第二一阶低通滤波器的输出与二极管桥的负输出端子之间的分路电容，其中该分路电容在到第二一阶低通滤波器的输入电压增加并且大于阈值数值时增加。根据该实施例的一个可选特征，电压控制可变电阻元件包括场效应晶体管，并且其中阈值数值等于场效应晶体管的阈值电压。根据该实施例的另一可选特征，分路电容包括场效应晶体管的栅极到源极电容。
根据再另外的实施例，设备还包括控制器，其中该控制器被配置成控制照明设备。
一般地，在又一方面中，一种设备包括被配置成将设备与线对对接的接口电路。该接口电路包括：二极管桥；第一电流隔离设备；第二电流隔离设备；电压控制可变电阻元件；以及第一滤波器。二极管桥具有被配置成耦合到线对的极性无关输入端子对，并且还具有正输出端子和负输出端子。第一电流隔离设备可操作地连接到二极管桥并且被配置成输出经由二极管桥在线对上接收的接收信号。第二电流隔离设备被配置成接收传输信号。电压控制可变电阻元件跨二极管桥的正和负输出端子连接。第一滤波器连接在第二电流隔离设备与电压控制可变电阻元件之间。第一滤波器包括去耦合的充电和放电路径，以便将传输信号的上升时间从传输信号的下降时间去耦合。电压控制可变电阻元件可操作地连接到二极管桥并且被配置成将传输信号经由二极管桥耦合到线对。
在一个实施例中，接口电路还包括连接在第一滤波器与电压控制可变电阻元件的控制端子之间的第二滤波器，其中第二滤波器具有电压相关频率特性。在该实施例的可选变型中，第一滤波器包括：连接在第二电流隔离设备的输出与第二滤波器的输入之间的第一和第二串联电阻器；与第一或第二串联电阻器并联的单向设备；以及连接在第二滤波器的输入与二极管桥的负输出端子之间的电容器。根据该实施例的另一可选变型，第二滤波器具有截止频率，该截止频率在到第二滤波器的输入电压增加并且大于阈值数值时减小。根据该实施例的又一可选变型，第二滤波器包括在第二滤波器的输出与二极管桥的负输出端子之间的分路电容，其中该分路电容在到第二滤波器的输入电压增加并且大于阈值数值时增加。根据该实施例的再一个可选变型，电压控制可变电阻元件包括场效应晶体管，并且其中阈值数值等于场效应晶体管的阈值电压。
如本文出于本公开目的而使用的，术语“光源”应被理解为指各种各样的辐射源中的任何一种或多种，包括但不限于基于LED的源（包括如上所定义的一个或多个LED）、白炽源（例如白炽灯、卤素灯）、荧光源、磷光源、高强度放电源（例如钠蒸汽、汞蒸汽和金属卤化物灯）、激光器、其它类型的电致发光源、火焰发光源（例如火焰）、蜡烛发光源（例如汽灯罩、碳弧辐射源）、光致发光源（例如气体放电源）、使用电子饱和的阴极发光源、电流发光源、晶体发光源、运动发光源、热发光源、摩擦发光源、声致发光源、辐射致发光源和发光聚合物。
“照明驱动器”在本文中被用来指以导致光源发射光的形式向一个或多个光源供应电力的装置。具体地，照明驱动器可以以第一形式（例如AC市电电力；固定DC电压等）接收电力并且以针对其驱动的（多个）光源（例如（多个）LED光源）的需求定制的第二形式供应电力。
术语“照明模块”在本文中被用来指一种模块，其可以包括具有安装在其上的一个或光源的电路板（例如印刷电路板），以及一个或多个相关联的电子部件，诸如传感器、电流源等，并且其被配置成连接到照明驱动器。这样的照明模块可以插入到其上可以提供照明驱动器的照明灯具或母板中的槽中。这样的照明模块可以插入到其上可以提供照明驱动器的照明灯具或母板中的槽中。
术语“照明单元”在本文中被用来指包括相同或不同类型的一个或多个光源的装置。给定的照明单元可以具有各种各样的用于（多个）光源的安装布置、外壳/壳体布置和形状和/或电气和机械连接配置中的任何一种。此外，给定的照明单元可选地可以与涉及（多个）光源的操作的各种其它部件（例如，控制电路系统；照明驱动器）相关联（例如，包括、耦合到这些部件和/或与其一起封装）。
术语“照明灯具”或“照明器”在本文中可互换地用来指以特定形状因子、组装或封装的一个或多个照明单元的实现方式或布置，并且可以与其它部件相关联（例如，包括、耦合到所述部件和/或与其一起封装）。
术语“控制器”一般地在本文中被用来描述涉及一个或多个光源的操作的各种装置。控制器能够以许多方式（例如，诸如用专用硬件）实现来执行本文中所讨论的各种功能。“处理器”是可以采用一个或多个微处理器的控制器的一个例子，所述微处理器可以使用软件（例如，微码）被编程来执行本文中所讨论的各种功能。控制器可以在采用或不采用处理器的情况下被实现，并且同样可以被实现为用来执行一些功能的专用硬件和用来执行其它功能的处理器（例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路）的组合。可以在本公开的各种实施例中被采用的控制器部件的例子包括但不限于常规微处理器、专用集成电路（ASIC）以及现场可编程门阵列（FPGA）。
将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到该其他元件，或者可以存在居间元件。相比之下，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在居间元件。
如本文所使用的，术语“大约”意味着在标称值的+/-5%内。术语“基本上”意味着在标称值的10%内。
应领会，前述的概念与下文更详细地讨论的附加概念的所有组合（假如这样的概念并不相互矛盾）被预期作为本文中所公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开结尾处出现的要求保护的主题的所有组合被预期作为本文中所公开的发明主题的一部分。还应领会，也可能出现在通过引用并入的任何公开中的本文明确采用的术语应当被赋予与本文中所公开的特定概念最一致的意义。
附图说明
在附图中，贯穿不同视图，相同参考符号一般是指相同部分。而且，附图未必按照比例绘制，而是一般将重点放在图示本发明的原理上。
图1图示了针对在传输和接收单元二者处DALI总线的两个不同电压线（“线对”）的电压范围关系。
图2是根据本发明的各种实施例的具有用于将设备对接到DALI总线的接口电路的设备的概念图。
图3是具有用于将设备对接到DALI总线的接口电路的设备的一个实施例的功能框图。
图4是具有用于将设备对接到DALI总线的接口电路的设备的另一实施例的电路图。
具体实施方式
如以上所讨论的，存在对通信接口电路的一般需要，该通信接口电路能够确保由该接口传输的信号满足接口电路传输的信号的边缘过渡的上升和下降时间上的指定上限和下限。
因此，本发明人已经认识和领会到，提供一种提供对传输的信号的边缘过渡的上升时间和下降时间的更灵活的控制的通信接口电路将会是有益的。
鉴于前述，本发明的各种实施例和实现方式涉及通信接口电路和包括通信接口电路的设备。具体地，本发明的各种实施例和实现方式涉及将传输的信号的边缘过渡的上升时间和下降时间去耦合的接口电路。另外，本发明的各种实施例和实现方式涉及能够实现下降边缘过渡的附加放缓的接口电路，其在一些实现中典型地快于上升边缘过渡。
为了提供在本专利申请中所公开的发明概念的具体说明，图2是具有用于将设备对接到DALI总线的接口电路200的设备20的一个实施例的概念图。应理解，DALI设备被提供为用于本发明概念的示例应用，但是本发明概念可以应用于其它通信接口，并且特别地应用于用于将设备对接到其它线对的接口电路。
在图2中图示的示例中，设备20是DALI设备，并且可以包括用于经由通过DALI总线传送的信号控制一个或多个照明单元或照明器的操作的控制器27。每个照明单元或照明器可以包括照明驱动器和/或镇流器，连同一个或多个光源。
接口电路200包括：二极管桥210；第一电流隔离设备220；第二电流隔离设备230；第一滤波器240；第二滤波器250；和电压控制可变电阻元件260。
二极管桥210具有耦合到线对（例如DALI总线）的极性无关输入端子对，并且还具有正输出端子和负输出端子。
第一电流隔离设备220可操作地连接到二极管桥210，并且输出经由二极管桥210在DALI总线上接收的接收信号。在设备20中，第一电流隔离设备220将接收信号输出到设备20的控制器27，例如经由未示出的接收信号调理电路。第一电流隔离设备220为接口电路200提供将接收信号传送到控制器27的能力，同时维持DALI总线与在一侧上的接口电路200以及在另一侧上的包括控制器27的设备20的其余部分之间的电流隔离。
第二电流隔离设备230被配置成例如经由未示出的控制器传输信号调理电路从设备20的控制器27接收传输信号，并且向第一滤波器240供应该传输信号。第二电流隔离设备230为接口电路200提供从控制器27接收传输信号的能力，同时维持DALI总线与在一侧上的接口电路200以及在另一侧上的包括控制器27的设备20的其余部分之间的电流隔离。
电压控制可变电阻元件260跨二极管桥210的正和负输出端子（在图2中分别标示为节点P和N）连接。具体地，电压控制可变电阻元件260具有连接到二极管桥210的正输出端子的第一端子和连接到二极管桥210的负输出端子的第二端子。电压控制可变电阻元件260还具有控制端子，其连接到在图2中标示为C的节点处的第二滤波器250的输出，并且控制电压VCN被施加到所述控制端子，这改变了电压控制可变电阻元件260的电阻RPN。也就是说，在节点P和N之间的电压控制可变电阻元件260的电阻是节点C和N之间的电压的函数：RPN(VCN)。在一些实施例中，电压控制可变电阻元件260具有可变电阻RPN，其在几欧姆（例如<10欧姆，诸如2-8欧姆）的低值到数兆欧姆的高值的范围之上变化。接口200通过使得电压控制可变电阻元件260具有高电阻RPN（例如>1MΩ）来向线对（例如DALI总线）传输高电压值（例如16伏特±4.5伏特的电压），并且通过使得电压控制可变电阻元件260具有低电阻RPN（例如<10Ω）来向DALI总线传输低电压值（例如0伏特±4.5伏特的电压）。在DALI总线的环境下，使用曼彻斯特编码以给定信息速率（例如1200位/s）传输数据，使得每个数据位包括具有高电压值的一部分和具有低电压值的一部分。在一些实施例中，电压控制可变电阻元件可以包括场效应晶体管（FET）。在一些实施例中，电压控制可变电阻元件260可以具有3-4伏特的阈值电压VTH，其中用于大于阈值电压的控制或输入电压VCN的电阻RPN非常低（例如<10Ω），并且用于小于阈值电压的控制或输入电压VCN的电阻RPN非常高（例如>1MΩ）。
第一和第二滤波器240和250级联（串联连接）在第二电流隔离设备230和电压控制可变电阻元件260之间并且提供用于单独调节或控制由接口200传输的数据的边缘过渡的上升时间和下降时间的手段。更特别地，第一和第二滤波器240和250经由第二电流隔离设备230接收包括传输数据（例如由处理器27生成的数据）的传输信号并且在将传输数据供应到电压控制可变电阻元件260之前调理该传输信号的过渡边缘以便控制由接口200生成的EMI。
第一滤波器240包括用于从第二电流隔离设备230传送的传输信号的去耦合的充电和放电路径。通过去耦合第一滤波器240中的充电和放电路径，传输信号的上升时间和下降时间可以被分别调节，以便于彼此不同，这提供了用于管理传输信号的边缘过渡的增加的灵活性，并且从而管理由接口电路200生成的EMI。例如，在一些实施例中，第一滤波器240可以将传输信号中的数据过渡的下降时间放缓到相对于传输信号中的数据过渡的上升时间而言更小的程度以便以期望的方式管理接口电路200生成的EMI。
第二滤波器250具有传递函数，其频率响应是图2中示出为VIN的输入电压的函数：X(f，VIN)。有益地，第二滤波器250具有电压相关频率响应，使得其带宽在其中电压控制可变电阻元件260的电阻减小以便将DALI总线上的电压拉低的电压区域中降低。这可以实现DALI总线上的传输信号的下降边缘过渡的期望的附加放缓，否则其可能快于上升边缘过渡。因此，从接口200生成的总体EMI可以降低，同时仍满足DALI接口的数据过渡时间需求。
在一些实施例中，第二滤波器250可以省略，从而提供简化的优点，但是在一些情况下招致在降低的灵活性和降级的EMI性能方面的缺点。
图3是具有用于将设备对接到DALI总线的接口电路300的设备30的一个实施例的更详细的框图。具体地，设备30可以是设备20的一个示例实施例，并且接口电路300可以是接口电路200的一个示例实施例。
在图3中图示的示例中，设备30是DALI设备，并且可以包括控制器27，其用于经由通过DALI总线传送的信号控制一个或多个照明单元或照明器的操作。每个照明单元或照明器可以包括照明驱动器和/或镇流器，连同一个或多个光源。
接口电路300包括：二极管桥210；第一光耦合器320；第二光耦合器330；第一滤波器340；第二滤波器350；电压控制可变电阻360；传输电压供应370；传输电压基准380；电流限制器390；和第一单向设备395。
第一光耦合器320具有第一和第二输入端子以及第一和第二输出端子。第一输入端子经由电流限制器390可操作地连接到二极管桥210，并且输出端子被配置成输出经由二极管桥210在DALI总线上接收的接收信号。在设备30中，接收信号例如经由接收信号调理电路被输出到设备30的控制器27。第一光耦合器320是电流隔离设备的一个实施例，并且原则上，在接口电路的不同实施例中，不同的电流隔离设备可以取代它。
第二光耦合器330具有第一和第二输入端子以及第一和第二输出端子。第二光耦合器330被配置成在第一和第二输入端子之间接收传输信号。传输信号可以直接地或经由控制器传输信号调理电路从控制器27接收。第二光耦合器330的第一输出端子（例如集电极）从传输电压供应370接收传输电压并且第二光耦合器330的第二输出端子（例如发射极）向第一滤波器340输出传输数据。第二光耦合器330是电流隔离设备的一个实施例，并且原则上，在接口电路的不同实施例中，不同的电流隔离设备可以取代它。
电压控制可变电阻元件360像以上描述的电压控制可变电阻元件260那样进行操作，并且因此将不重复其描述。
第一和第二滤波器340和350级联（串联连接）在第二光耦合器330和电压控制可变电阻元件360之间并且提供用于单独调节或控制由接口300传输的数据的边缘过渡的上升时间和下降时间的手段。更特别地，第一和第二滤波器340和350经由第二光耦合器330接收包括传输数据（例如由处理器27生成的数据）的传输信号并且在向电压控制可变电阻元件360供应传输数据之前调理该传输信号的过渡边缘以便控制由接口300生成的EMI。
第一滤波器340包括去耦合的充电和放电路径以便将传输信号的上升时间从传输信号的下降时间去耦合。结果，在一些实施例中，第一滤波器340可以将传输信号中的数据过渡的下降时间放缓到相对于传输信号中的数据过渡的上升时间而言更小的程度。有益地，第一滤波器340包括一阶低通滤波器。在这种情况下，第一滤波器340可以具有用于充电路径的第一时间常数τC和用于放电路径的不同的第二时间常数τD，其中τD可以大于τC。有益地，相对于二极管桥210的负输出端子参考第一滤波器340。
第二滤波器350具有电压相关频率特性。有益地，第二滤波器350具有电压相关频率响应，使得其带宽在其中电压控制可变电阻元件360的电阻减小以便将DALI总线上的电压拉低的电压区域中降低。这可以实现DALI总线上的传输信号的下降边缘过渡的期望的附加放缓，否则其可能快于上升边缘过渡。因此，从接口300生成的总体EMI可以降低，同时仍然满足DALI接口的数据过渡时间需求。有益地，第二滤波器350是一阶低通滤波器。在这种情况下，第二滤波器350可以具有可变时间常数τvariable。有益地，第二滤波器350具有截止频率，该截止频率在到第二滤波器350的输入电压增加并且大于阈值数值时减小。在一些实施例中，阈值数值等于用于电压控制可变电阻元件360的FET的阈值电压。有益地，相对于二极管桥210的负输出端子参考第二滤波器350。在一些实施例中，第二滤波器350包括在第二滤波器350的输出与二极管桥210的负输出端子之间的分路电容，其中该分路电容在到第二滤波器350的输入电压增加并且大于阈值数值时增加。
有益地，第二滤波器350的时间常数τvariable可以小于第一滤波器340的时间常数τC和τD。
类似于接口电路200，在接口电路300的一些实施例中，第二滤波器350可以省略，从而提供简化的优点，但是在一些情况下招致在降低的灵活性和降级的EMI性能方面的缺点。
传输电压供应370与在电流限制器390的输出与二极管桥210的负输出端子之间的第一单向设备396串联连接。传输电压供应370经由电流限制器390和第一单向设备395被来自DALI总线的电流供应，并且供应传输电压以驱动第二光耦合器330的输出侧。第一单向设备395允许电流从电流限制器390的输出流动以对传输电压供应370充电，但是防止电流在相反的方向上从传输供应370流到电流限制器390和/或第一光耦合器320（例如，当接收信号对应于DALI总线上的低电压差分时）。因此，第一单向设备395防止传输电压供应370的电压通过电流限制器390和/或第一光耦合器320放电。
传输电压基准380连接在第一光耦合器320的第二输入端子与二极管桥210的负输出端子之间并且设置第二光耦合器330的第二输出端子（发射极）处的电压摆动幅度。在一些实施例中，传输电压基准380可以包括齐纳二极管。在一些实施例中，齐纳二极管具有在大约4.7伏特到6.2伏特的范围中的击穿（齐纳拐点）电压。
图4是具有用于将设备对接到DALI总线的接口电路400的设备40的另一实施例的电路图。具体地，设备40可以是设备20和/或30的一个示例实施例，并且接口电路400可以是接口电路200和/或300的一个示例实施例。
在图4中图示的示例中，设备40是DALI设备，并且可以包括用于经由通过DALI总线传送的信号控制一个或多个照明单元的操作的控制器。
接口电路400包括：二极管桥210；第一光耦合器320；第二光耦合器330；第一滤波器440；第二滤波器450；场效应晶体管460；传输供应存储电容器470；齐纳二极管480；电流限制器390；和二极管495。
为了简明起见，将不重复与接口电路200和/或300中的那些等同的接口电路400的元件的描述。
供应存储电容器470被图示为接口电路300的传输供应电压370的一个示例实施例，并且二极管495被图示为接口电路300的第一单向设备395的一个示例实施例。齐纳二极管480被图示为接口电路300的传输供应电压基准380的一个示例实施例。
场效应晶体管（FET）460被图示为图3的电压控制可变电阻元件360的一个示例实施例。
在接口电路400中，第一滤波器440是一阶低通滤波器。第一滤波器440包括：连接在第一滤波器440的输入端子与二极管桥210的负端子之间的分路电阻器442；分别连接在第一滤波器440的输入端子与第一滤波器440的输出端子之间的第一和第二串联电阻器444和448；与第一串联电阻器444或第二串联电阻器448（例如图4中的第一串联电阻器444）并联连接的第二单向设备446；以及连接在第一滤波器440的输出端子与二极管桥210的负输出端子之间的分路电容器449。在一些实施例中，第二串联电阻器448可以省略（短路）。在一些实施例中，第二单向设备446可以是二极管。借助于第二单向设备446，第一滤波器440将充电和放电路径去耦合以便将传输信号的上升时间从传输信号的下降时间去耦合。在一些实施例中，第二单向设备446可以被配置成仅仅将电流从第一滤波器440的输入传到第一滤波器440的输出，同时防止电流借此从第一滤波器440的输出传到第一滤波器440的输入。在其它实施例中，第二单向设备446可以被配置成仅仅将电流从第一滤波器440的输出传到第一滤波器440的输入，同时防止电流借此从第一滤波器440的输入传到第一滤波器440的输出。更特别地，第一滤波器440具有用于充电路径的第一时间常数τC和用于放电路径的不同的第二时间常数τD。在一些有益实施例中，τD大于τC。在这种情况下，第一滤波器440可以将传输信号中的数据过渡的下降时间放缓到相对于传输信号中的数据过渡的上升时间而言更小的程度。由于通过FET 460的逻辑反相，对于DALI总线上的数据过渡的上升和下降时间，相反情况变为真。
在接口电路400中，第二滤波器450包括连接在第一滤波器440的输出端子与场效应晶体管460的控制端子（例如栅极端子）之间的串联电阻器。可选地，第二滤波器450还包括场效应晶体管460的控制端子（例如栅极端子）与二极管桥210的负输出端子之间的分路电容器，其与场效应晶体管460的寄生栅极到源极电容CGS并联。有益地，在第二滤波器450中，场效应晶体管460的栅极端子与二极管桥210的负输出端子之间的分路电容在到第二滤波器450的输入电压增加并且大于阈值数值时增加。有益地，阈值数值可以等于场效应晶体管460的阈值电压VTH。在一些实施例中，第二滤波器450的分路电容器可以省略并且第二滤波器450的分路电容通过场效应晶体管460的寄生栅极到源极电容CGS实现，其有益地为栅极到源极电压VGS的函数：CGS(VGS)。更特别地，场效应晶体管460的栅极到源极电容CGS在栅极到源极电压大于阈值电压VTH时随栅极到源极电压增加而增加。
类似于接口电路200和300，在接口电路400的一些实施例中，第二滤波器450可以省略。更特别地，串联电阻器和分路电容器可以省略，在这种情况下，场效应晶体管460的寄生电容将仍旧存在。因此，与其中存在第一和第二滤波器440和450二者的实施例相比，第一滤波器440中的分路电容器的值应当减小。
应当理解到，尽管为了提供具体说明，上文已经在对接到DALI总线的DALI设备的背景下描述了示例实施例，但是上文所描述的概念无需被如此限制，并且可以应用于用于其它网络、系统、总线或回路的其它通信接口以及特别是应用于用于线对的通信接口。
尽管本文描述和图示了若干本发明实施例，但是本领域普通技术人员应当容易设想用于执行所述功能和/或获得所述结果和/或本文描述的优点中的一个或多个的各种各样的其他装置和/或结构，并且每种这样的变型和/或修改被认为处于本文描述的本发明实施例的范围之内。更一般地说，本领域技术人员应当容易理解，本文描述的所有参数、尺寸、材料和配置预期是示例性的并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于针对其使用本发明教导的特定一个或多个应用。本领域技术人员应当认识到或者能够仅仅使用例行实验确定本文描述的特定本发明实施例的许多等效物。因此，应当理解的是，前述实施例仅仅通过实例而给出，并且在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以与特定描述和要求保护的实施例不同地实施本发明实施例。本公开的本发明实施例针对本文描述的每种单独的特征、系统、物品、材料、工具包和/或方法。
本文限定和使用的所有定义都应当被理解为支配字典定义、通过引用合并的文献中的定义和/或定义的术语的普通含义。
除非有相反的明确说明，在本文的说明书和权利要求书中使用的不定冠词“一”应当被理解为表示“至少一个”。
在本文的说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应当被理解为表示这样结合的元素（即在一些情况下合取存在并且在其他情况下析取存在的元素）中的“任一个或二者”。除了由“和/或”子句特定地标识的元素之外，可选地可以存在其他元素，不管其与特定地标识的那些元素有关还是无关。
还应当理解，除非明显指示相反，在本文要求保护的包括多于一个的步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不必限于该方法的步骤或动作被陈述的顺序。而且，出现在权利要求中的括号中的参考数字（如果有的话）仅仅为了方便而提供，并且不应被解释为以任何方式限制权利要求。
Claims (20)
1.一种用于数字通信的设备，包括：
接口电路，其被配置成将控制器与数字可寻址照明接口（DALI）总线对接，其中该接口电路包括：
二极管桥，其具有被配置成耦合到DALI总线的极性无关输入端子，并且还具有正输出端子和负输出端子；
电流限制器，其具有输入和输出，其中该输入连接到二极管桥的正输出端子；
第一光耦合器，其具有第一和第二输入端子以及第一和第二输出端子，其中第一输入端子连接到电流限制器的输出，并且其中输出端子连接到控制器，第一光耦合器被配置成将经由二极管桥在DALI总线上接收的接收信号耦合到控制器；
供应存储电容器，其连接在电流限制器的输出与二极管桥的负输出端子之间；
第一单向设备，其允许电流从电流限制器的输出流动以对供应存储电容器上的电压充电，并且其防止供应存储电容器上的电压通过电流限制器和第一光耦合器放电；
齐纳二极管，其连接在第一光耦合器的第二输入端子与二极管桥的负输出端子之间，并且被配置成建立由供应存储电容器存储的电压的电压电平；
第二光耦合器，其具有第一和第二输入端子以及第一和第二输出端子，其中第一和第二输入端子被连接以接收控制器生成的传输信号，并且其中第一输出端子被连接以从供应存储电容器接收供应电压；
第一一阶低通滤波器，其具有输入端子和输出端子，其中输入端子连接到第二光耦合器的第二输出端子，并且其中第一一阶低通滤波器包括：
分路电阻器，其连接在第一一阶低通滤波器的输入端子与二极管桥的负输出端子之间，
第一和第二串联电阻器，其连接在第一一阶低通滤波器的输入端子与第一一阶低通滤波器的输出端子之间，
第二单向设备，其与从由第一和第二串联电阻器构成的组选择的一个电阻器并联连接，以及
分路电容器，其连接在第一一阶低通滤波器的输出端子与二极管桥的负输出端子之间；
第二一阶低通滤波器，其具有输入端子和输出端子，其中输入端子连接到第一一阶低通滤波器的输出端子，其中第二一阶低通滤波器具有电压相关截止频率；以及
场效应晶体管，其具有分别连接到二极管桥的正和负输出端子的第一和第二端子，并且具有连接到第二一阶低通滤波器的输出端子的栅极端子。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，当输入电压超过场效应晶体管的阈值电压时，第二一阶低通滤波器的截止频率根据提供于此的增加的输入电压而减小。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，第二一阶低通滤波器包括在场效应晶体管的栅极端子与二极管桥的负输出端子之间的分路电容，其中该分路电容在到第二一阶低通滤波器的输入电压增加并且大于场效应晶体管的阈值电压时增加。
4.根据权利要求1所述的设备，还包括控制器，其中该控制器被配置成控制照明设备。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，齐纳二极管具有介于大约4.7伏特与大约6.2伏特之间的击穿电压。
6.一种用于数字通信的设备，包括：
接口电路，其被配置成将控制器与数字可寻址照明接口（DALI）总线对接，其中该接口电路包括：
二极管桥，其具有被配置成耦合到DALI总线的极性无关输入端子，并且还具有正输出端子和负输出端子；
第一光耦合器，其可操作地连接到二极管桥并且被配置成将经由二极管桥在DALI总线上接收的接收信号耦合到控制器；
第二光耦合器，其被配置成接收控制器生成的传输信号；
电压控制可变电阻元件，其跨二极管桥的正和负输出端子连接；以及
第一和第二一阶低通滤波器，其级联在第二光耦合器与电压控制可变电阻元件的控制端子之间，
其中第一一阶低通滤波器包括去耦合的充电和放电路径，以便将传输信号的上升时间从传输信号的下降时间去耦合，使得上升时间不同于下降时间，并且其中第二一阶低通滤波器具有电压相关截止频率，
其中电压控制可变电阻元件可操作地连接到二极管桥并且被配置成经由二极管桥将控制器生成的传输信号耦合到DALI总线。
7.根据权利要求６所述的设备，其中，接口电路还包括传输电压供应和用于设置传输电压供应的电压的传输电压基准，其中传输电压供应向第二光耦合器的输出侧供应电压，并且其中从DALI总线为传输电压基准供应电流。
8.根据权利要求６所述的设备，其中，电压控制可变电阻元件包括连接在二极管桥的正和负输出端子之间的场效应晶体管。
9.根据权利要求６所述的设备，其中，第一一阶低通滤波器包括：
第一和第二串联电阻器，其连接在第二光耦合器的输出与第二一阶低通滤波器的输入之间；
单向设备，其与从由第一和第二串联电阻器构成的组选择的一个电阻器并联；以及
连接在第一一阶低通滤波器的输出端子与二极管桥的负输出端子之间的电容器。
10.根据权利要求6所述的设备，其中，第二一阶低通滤波器的截止频率在到第二一阶低通滤波器的输入电压增加并且大于阈值数值时减小。
11.根据权利要求6所述的设备，其中，第二一阶低通滤波器包括在第二一阶低通滤波器的输出与二极管桥的负输出端子之间的分路电容，其中该分路电容在到第二一阶低通滤波器的输入电压增加并且大于阈值数值时增加。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，电压控制可变电阻元件包括场效应晶体管，并且其中阈值数值等于场效应晶体管的阈值电压。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，分路电容包括场效应晶体管的栅极到源极电容。
14.根据权利要求6所述的设备，还包括控制器，其中该控制器被配置成控制照明设备。
15.一种用于数字通信的设备，包括：
被配置成将装置与线对对接的接口电路，其中该接口电路包括：
二极管桥，其具有耦合到线对的极性无关输入端子，并且还具有正输出端子和负输出端子；
第一电流隔离设备，其可操作地连接到二极管桥并且被配置成输出经由二极管桥在线对上接收的接收信号；
第二电流隔离设备，其被配置成接收传输信号；
电压控制可变电阻元件，其跨二极管桥的正和负输出端子连接；以及
第一滤波器，其连接在第二电流隔离设备与电压控制可变电阻元件的控制端子之间，其中第一滤波器包括去耦合的充电和放电路径，以便将传输信号的上升时间从传输信号的下降时间去耦合，
其中电压控制可变电阻元件可操作地连接到二极管桥并且被配置成将传输信号经由二极管桥耦合到线对。
16.根据权利要求15所述的设备，其中，接口电路还包括连接在第一滤波器与电压控制可变电阻元件的控制端子之间的第二滤波器，其中第二滤波器具有电压相关频率特性。
17.根据权利要求16所述的设备，其中，第一滤波器包括：
第一和第二串联电阻器，其连接在第二电流隔离设备的输出与第二滤波器的输入之间；
单向设备，其与从由第一和第二串联电阻器构成的组选择的一个电阻器并联；以及
连接在第一滤波器的输出端子与二极管桥的负输出端子之间的电容器。
18.根据权利要求16所述的设备，其中，第二滤波器具有截止频率，该截止频率在到第二滤波器的输入电压增加并且大于阈值数值时减小。
19.根据权利要求16所述的设备，其中，第二滤波器包括在第二滤波器的输出与二极管桥的负输出端子之间的分路电容，其中该分路电容在到第二滤波器的输入电压增加并且大于阈值数值时增加。
20.根据权利要求19所述的设备，其中，电压控制可变电阻元件包括场效应晶体管，并且其中阈值数值等于场效应晶体管的阈值电压。
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