CN113328715A - 一种usb pd通信的bmc信号接收电路及其实现方法 - Google Patents

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CN113328715A CN202110654229.7A CN202110654229A CN113328715A CN 113328715 A CN113328715 A CN 113328715A CN 202110654229 A CN202110654229 A CN 202110654229A CN 113328715 A CN113328715 A CN 113328715A
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肖哲飞
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    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01—Frequency selective two-port networks
    • H03H7/06—Frequency selective two-port networks including resistors

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Abstract

本发明属于电子电路技术领域，具体的说是涉及一种USB PD通信的BMC信号接收电路及其实现方法。本发明电路结构非常简单，采用了带通滤波器采样的方法，将CC线上的BMC信号采样，然后叠加到一个共模电压上，并且和参考电压比较，转换成一个数字信号，完成BMC信号的接收。本发明能够接收不同等级的功率传输情况下的USB PD通信BMC信号，从而完成PD通信。

Description

一种USB PD通信的BMC信号接收电路及其实现方法
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，具体的说是涉及一种USB PD通信的BMC信号接收电路及其实现方法。
背景技术
在集成电路USB PD(Power Delivery)通信的BMC信号传输过程当中，作为信号接收端，必须准确无误地接收每一个比特的信号，但是考虑到PD通信时，电源线和地线上是有很大的电流，从而会造成较大的压降，使得USB CC线上的BMC信号失真。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种在USB接口上进行不同等级的功率传输时，都能够准确接收到BMC信号的信号接收电路及其实现方法。
本发明的技术方案是：
一种USB PD通信的BMC信号接收电路，如图1所示，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、比较器、第一传输门和第二传输门；第一电阻的一端连接USB的CC引脚，USB的CC引脚输出BMC信号，第一电阻的另一端通过第一电容后接地；第二电阻的一端接电源VDD，第二电阻的另一端通过第三电阻后接地，第二电阻和第三电阻的连接点还通过第二电容后接第一电阻和第一电容的连接点；将第二电阻和第三电阻的连接点定义为节点B，节点B连接比较器的同相输入端，比较器的方向输入端接第一传输门和第二传输门的一端，第一传输门的另一端接第一基准电压，第二传输门的另一端接第二基准电压，且第一基准电压大于第二基准电压；比较器的输出端为信号接收电路的输出端。
本发明的方案，采用了带通滤波器采样的方法，将CC线上的BMC信号采样，然后叠加到一个共模电压上，并且和参考电压比较，转换成一个数字信号，完成BMC信号的接收。
一种USB PD通信的BMC信号接收电路的实现方法，包括：
S1、通过由第一电阻和第一电容构成的低通滤波器对USB的CC引脚输入的BMC信号进行滤波，由第一电阻和第一电容的连接点输出滤波后的信号；
S2、通过由第二电阻、第三电阻和第二电容构成的高频滤波器对低通滤波器输出的信号进行滤波，由第二电阻和第三电阻的连接点节点B输出滤波后的信号；节点B的电压INP为：INP＝R2*VDD/(R1+R2)+|Vpeak_ac|，其中R2为第三电阻的阻值，R1为第二电阻的阻值，|Vpeak_ac|为BMC输入信号经过低通和高通滤波器之后交流信号的峰值或者谷值的绝对值；
S3、定义第一基准电压为VREFH，第二基准电压为VREFL，通过比较器判断INP幅值是否位于VREFL～VREFH电压范围，若是，则比较器输出1，否则比较器输出0。
上述方案中，INP信号为峰值为2*|Vpeak_ac|，共模电压为R2*VDD/(R1+R2)，信号频率为CC引脚输入信号的频率，通过比较器比较判断INP信号幅值是否落在VREFL～VREFH电压范围。VREH和VREFL的电压可以很灵活的根据具体情况来调整，一般设置(VREFH+VREFL)/2＝R2*VDD/(R1+R2)。如果INP信号峰峰值超过VREFL～VREFH电压范围，即|Vpeak_ac|≥(VREFH-VREFL)/2，比较器输出结果BMC_IN＝1，如果INP信号峰峰值没有超过VREFL～VREFH电压范围，即|Vpeak_ac|<(VREFH-VREFL)/2，比较器输出结果BMC_IN＝0，达到接收BMC信号的目的。
本发明的有益效果是：本发明电路结构非常简单，可以准确接收不同等级的功率传输情况下的BMC信号；本发明将叠加的共模电压设置成R2*VDD/(R1+R2)，用非常简单的电路可以完成交流信号的采样以及叠加共模电平的功能。
附图说明
图1为本发明的电路原理图；
图2为本发明实际应用中信号时序示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明的电路由R1，R2，RLPF，CLPF，CHPF，以及传输门和比较器构成。CC引脚为BMC信号输入，经过RLPF连接到CLPF，CLPF另一端接地，构成低通滤波网络，滤除BMC信号的高频噪声。低通滤波网络输出节点接CHPF一端，CHPF另一端接电阻R1和R2公共节点B，CHPF和R1与R2并联等效电阻组成高频滤波网络，将BMC信号的峰峰值Vpeak_ac采样出来，然后叠加到节点B上。R2另外一端接地，R1另外一端接VDD。电压VREFL和电压为VREFH通过两个传输门接到比较器负端INN，节点B连接到比较器正端输入INP，比较器输出为BMC_IN。
如图2所示，分别由四组信号组成，BMC信号为CC引脚上的输入信号，实线为较小功率传输时的信号，虚线为较大功率传输时由于传输线的压降导致BMC信号的共模电平有偏移；BMC_AC信号为BMC信号经过低通滤波网络和高通滤波网络后采样出来的交流信号，幅度为Vpeak_ac；INP信号为BMC_AC信号叠加到共模电平R2*VDD/(R1+R2)上后的输出信号，该信号共模电平为R2*VDD/(R1+R2)，幅度为Vpeak_ac；BMC_IN信号是比较器输出信号，由于INP信号幅度超过了VREFL～VREFH电压范围，所以BMC_IN信号为最终采样后的BMC信号。
综上，本发明提供一种能够接收不同等级的功率传输情况下的USB PD通信BMC信号，从而完成PD通信。同时，本发明将叠加的共模电平设置成R2*VDD/(R1+R2)，在电源电压VDD精度比较好的情况下，用非常简单的电路可以完成交流信号的采样以及叠加共模电平的功能。

Claims (2)

1.一种USB PD通信的BMC信号接收电路，其特征在于，包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、比较器、第一传输门和第二传输门；第一电阻的一端连接USB的CC引脚，USB的CC引脚输出BMC信号，第一电阻的另一端通过第一电容后接地；第二电阻的一端接电源VDD，第二电阻的另一端通过第三电阻后接地，第二电阻和第三电阻的连接点还通过第二电容后接第一电阻和第一电容的连接点；将第二电阻和第三电阻的连接点定义为节点B，节点B连接比较器的同相输入端，比较器的方向输入端接第一传输门和第二传输门的一端，第一传输门的另一端接第一基准电压，第二传输门的另一端接第二基准电压，且第一基准电压大于第二基准电压；比较器的输出端为信号接收电路的输出端。
2.用于如权利要求1所述的一种USB PD通信的BMC信号接收电路的实现方法，其特征在于，包括：
S1、通过由第一电阻和第一电容构成的低通滤波器对USB的CC引脚输入的BMC信号进行滤波，由第一电阻和第一电容的连接点输出滤波后的信号；
S2、通过由第二电阻、第三电阻和第二电容构成的高频滤波器对低通滤波器输出的信号进行滤波，由第二电阻和第三电阻的连接点节点B输出滤波后的信号；节点B的电压INP为：INP＝R2*VDD/(R1+R2)+|Vpeak_ac|，其中R2为第三电阻的阻值，R1为第二电阻的阻值，|Vpeak_ac|为BMC输入信号经过低通和高通滤波器之后交流信号的峰值或者谷值的绝对值；
S3、定义第一基准电压为VREFH，第二基准电压为VREFL，通过比较器判断INP幅值是否位于VREFL～VREFH电压范围，若是，则比较器输出1，否则比较器输出0。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN206075268U (zh) * 2016-07-29 2017-04-05 珠海智融科技有限公司 一种usb pd通信的bmc信号发送装置
CN111258944A (zh) * 2020-01-17 2020-06-09 上海南芯半导体科技有限公司 一种信号接收电路及其实现方法

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