CN113472338A - 一种电容隔离电路、接口模块、芯片和系统 - Google Patents

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CN113472338A CN202010244788.6A CN202010244788A CN113472338A CN 113472338 A CN113472338 A CN 113472338A CN 202010244788 A CN202010244788 A CN 202010244788A CN 113472338 A CN113472338 A CN 113472338A
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Abstract

本申请公开了一种电容隔离电路、接口模块、芯片和系统，涉及电子设备技术领域。该电容隔离电路的第一开关电路的第一端连接第一上拉电路，第一端还连接第一主机，其第二端连接接口；接口连接第二主机；第一开关电路的控制端连接电源；第二开关电路的控制端接地，第一端连接第一开关电路的第一端，其第二端连接电源；第一开关电路的第一端和第二端之间的电压差为预设电压值，预设电压值用于使第一端和第二端的电平状态保证一致；第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值时，第一端和第二端导通；第二开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值时，第一端和第二端导通。利用该电路能够降低传输链路的负载电容以保障信号传输质量。

Description

一种电容隔离电路、接口模块、芯片和系统
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，尤其涉及一种电容隔离电路、接口模块、芯片和系统。
背景技术
对于使用高速信号的电子设备，由于高速信号传输链路的负载电容会削减高速信号的上升沿，当负载电容过大时会引起信号电平不足，上升沿时间过大等问题，进而导致电子设备无法正常接收信号。
因此，为了为保证电子设备的兼容性，高速信号协议规范通常对传输链路的负载电容有明确约束要求。但是，当遇到长信号传输链路系统时，物理条件的限制会使得负载电容难以满足约束要求。以电视设备的HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)接口为例，通过HDMI接口传输的CEC(Consumer Electronics Control，消费电子控制)信号的链路负载电容规范要求在200pF以内，以保证设备兼容性。而对于HDMI通路较长的电视设备硬件架构，CEC信号的链路负载电容难以满足链路负载电容规范要求，进而导致电视设备无法正常接收信号。
因此如何降低信号传输链路的负载电容是目前亟待解决的问题。
发明内容
为了解决以上技术问题，本申请提供了一种电容隔离电路、接口模块、芯片和系统，能够降低传输链路的负载电容以保障信号传输质量。
第一方面，本申请实施例提供了一种电容隔离电路，能够在使用时减小链路的负载电容以保证信号的传输质量，适用于信号传输距离较长，负载电容要求无法满足或信号驱动力无法满足的场景。该电容隔离电路包括：第一开关电路、第二开关电路和第一上拉电路；第一开关电路的第一端连述第一上拉电路，第一开关电路的第一端，还用于连接第一主机；第一开关电路的第二端，用于连接接口；接口用于连接第二主机；第一开关电路的控制端连接电源；第二开关电路的控制端接地，第二开关电路的第一端连接第一开关电路的第一端，第二开关电路的第二端连接电源；第一开关电路的第一端和第二端之间的电压差为预设电压值，预设电压值用于使第一开关电路的第一端和第二端的电平状态保证一致；第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值时，第一开关电路的第一端和第二端导通；第二开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值时，第二开关电路的第一端和第二端导通。
该预设电压值的取值原则是能够使得第一开关电路的第一端和第二端的电压被判定为同一电平，即同为高电平或者同为低电平，因此预设电压值取值相对于电平的判断区间较小。该电容隔离电路，通过使用两个开关电路，能够缩短负载链路长度，减小负载电容，进而保障信号的传输质量。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，第一上拉电路包括：第一上拉电阻。第一开关电路的第一端通过第一上拉电阻连接电源。第一上拉电路能够起到信号增强的作用。
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第二种可能的实现方式中，第一开关电路为第一NMOS管，第一开关电路的第一端为第一NMOS管的源极，第一开关电路的第二端为第一NMOS管的漏极，第一开关电路的控制端为第一NMOS管的栅极。
通过使用第一NMOS管实现第一开关电路的功能，电路结构简单，硬件成本低，并且不需要增加复杂的信号处理芯片，因此信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第三种可能的实现方式中，第二开关电路为第二NMOS管，第二开关电路的第一端为第二NMOS管的源极，第二开关电路的第二端为第二NMOS管的漏极，第二开关电路的控制端为第二NMOS管的栅极。
通过使用第二NMOS管实现第二开关电路的功能，电路结构简单，硬件成本低，并且不需要增加复杂的信号处理芯片，因此信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第四种可能的实现方式中，第一开关电路包括第一开关和第一二极管；第一二极管的阳极连接第一开关的第一端，第一二极管的阴极连接第一开关的第二端。
通过使用第一开关和第一二极管实现第一开关电路的功能，电路结构简单，硬件成本低，并且不需要增加复杂的信号处理芯片，因此信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第五种可能的实现方式中，第二开关电路包括第二开关和第二二极管；第二二极管的阳极连接第二开关的第一端，第二二极管的阴极连接第二开关的第二端。
通过使用第二开关和第二二极管实现第一开关电路的功能，电路结构简单，硬件成本低，并且不需要增加复杂的信号处理芯片，因此信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第六种可能的实现方式中，该电容隔离电路还包括：防护电路。第二开关电路的控制端通过防护电路接地。该防护电路用于滤除干扰信号。
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第七种可能的实现方式中，防护电路包括：接地电阻。第二开关电路的控制端通过接地电阻接地。
利用接地电阻作为防护电路，电路结构简单，并且能够滤除干扰信号
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第八种可能的实现方式中，该电容隔离电路还包括：限流电阻。第一开关电路的控制端通过限流电阻连接电源。限流电阻用于防止电流过大，进而保护电路。
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第九种可能的实现方式中，该电容隔离电路还包括：第二上拉电路。第一开关电路的第二端连接第二上拉电路。
第二上拉电路能够对第一开关电路第二端侧的传输信号进行增强，以提升信号传输质量。
结合第一方面及以上任意一种实现方式，在第十种可能的实现方式中，第二上拉电路包括：第二上拉电阻。第一开关电路的第二端通过第二上拉电阻连接电源，以起到信号增强的作用。
第二方面，本申请还提供了一种扩展坞，包括以上任意一种可能的实现方式提供的电容隔离电路，还包括：接口。接口用于连接第二主机，用于将第二主机发送的信号通过电容隔离电路发送给第一主机。
应用该拓展坞能够缩短负载链路长度，减小负载电容并保障信号的传输质量，并且拓展坞内的电容隔离电路结构简单，硬件成本低，不需要增加复杂的信号处理芯片，信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，接口为高清多媒体接口HDMI接口。
在拓展坞的一种应用场景中，拓展坞可以为Dock盒子，用于实现电视主机和电视盒之间的信号传输。此时拓展坞的接口可以包括HDMI接口，拓展坞通过HDMI线缆连接电视盒，HDMI线缆内可传输CEC信号，此时，拓展坞400的电容隔离电路用于减小CEC信号传输时的链路负载电容并保证电视主机与电视盒之间信号的传输质量。
第三方面，本申请还提供了一种电容隔离芯片，具体包括：第一输入输出IO口、第二IO口和第三IO口。第一IO口用于连接第一主机；第二IO口用于通过接口连接第二主机；第一IO口和第二IO口之间的电压差为预设电压值，预设电压值用于使第一IO口和所述第二IO口之间的电平状态一致。当第一IO口和第三IO口之间的电压差大于电压阈值时，第一IO口和所述第二IO口导通，以使第一主机和所述第二主机之间传送信号。
该电容隔离芯片的电容隔离电路可以为以上的任意一种可能的实现方式，因此能够缩短信号链路长度，进而减小负载电容，同时电容隔离电路的上拉电路还能够起到信号增强的作用，因此能够保障信号的传输质量。此外，该电容隔离芯片结构简单，硬件成本低，相较于复杂的信号处理芯片，信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
第四方面，本申请还提供了一种播放系统，该播放系统包括以上任意一种实现方式提供的的扩展坞，还包括：第一主机。第一主机通过传输线缆与扩展坞连接；扩展坞用于将第二主机发送的信号发送给第一主机。第一主机用于播放内容。
结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，第一主机为电视主机，第二主机为视频源主机。此时拓展坞(即Dock盒子)用于将视频源主机发送的内容发送至电视主机，以使电视主机播放。
播放系统的拓展坞内部包括电容隔离电路，利用该电容隔离电路后负载链路长度为第二主机至电容隔离电路的第一开关电路第二端之间的链路长度，不包括了第一主机至第一开关电路的第一端之间的链路长度，因此能够缩短负载链路长度，减小负载电容，同时能够保障信号的传输质量，进而保障了播放系统的电视主机能够正常播放视频源主机发送的内容。
本申请提供的方案至少具有以下优点：
该电容隔离电路包括第一开关电路、第二开关电路和第一上拉电路。其中，第一开关电路的第一端连接第一上拉电路，第一开关电路的第一端还连接第一主机。第一开关电路的第二端连接接口，该接口连接第二主机，第一开关电路的控制端连接电源。第二开关电路的控制端接地，第二开关电路的第一端连接第一开关电路的第一端，第二开关电路的第二端连接所述电源。第一开关电路的第一端和第二端之间的电压差为预设电压值，该预设电压值的取值原则是能够使得第一开关电路的第一端和第二端的电压被判定为同一电平，即同为高电平或者同为低电平。
当第二主机向第一开关电路的第二端输入高电平时，第一开关电路的第一端此时也是高电平，第一上拉电路对第一开关电路的第一端信号具有增强作用，因而高电平信号可以正常传输至第一主机。
当第二主机向第一开关电路的第二端输入低电平时，此时第一开关电路的第一端电压等于预设电压值，而第一开关电路的控制端连接电源为高电平，第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，第一开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的第一端电位降为低电平，将低电平传输至第一主机。
当第一主机向第一开关电路的第一端发送高电平时，第一开关电路的控制端连接电源为高电平，由于第一开关电路的控制端和第一端的电压差小于电压阈值，此时第一开关电路的第一端和第二端断开，并且第一开关电路的第二端也为高电平，此时将高电平传输至第二主机。
当第一主机向第一开关电路的第一端发送低电平时，第一开关电路的控制端连接电源为高电平，由于第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，此时第一开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的第二端为低电平，此时将低电平传输至第二主机。
对于应用该电容隔离电路的系统，在测试传输链路的负载电容大小时，测试仪的正极连接第二开关电路的控制端，为高电平，测试仪的负极通过接口连接第一开关电路的第二端，为低电平。当第一主机为被测设备且不上电时，此时电源不上电，第一开关电路的第一端、第二端和控制端均为低电平。而第二开关电路的控制端连接测试仪的正极，因此为高电平，第二开关电路控制端和第一端的电压差大于电压阈值，此时第二开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的控制端和第一端的电位相同，第一开关电路的第一端和第二端断开。此时的负载链路长度为测试仪至第一开关电路的第二端之间的链路长度，而不包括第一主机至第一开关电路的第一端之间的链路长度。即实际应用时，负载链路的长度为第二主机至第一开关电路的第二端之间的链路长度，缩短了的链路长度为第一主机至第一开关电路的第一端之间的链路长度，因此缩短了负载链路长度，进而能够减小负载电容。
综上所述，利用本申请实施例提供的电容隔离电路，通过使用两个开关电路，能够缩短负载链路长度，减小负载电容，进而保障信号的传输质量。
附图说明
图1为一种应用场景的示意图；
图2为采用CEC信号转换芯片时的示意图；
图3为采用CEC控制芯片时的示意图；
图4A为本申请实施例提供的一种电容隔离电路的示意图；
图4B为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图；
图5为本申请实施例提供的图3对应的一种工作原理示意图；
图6为本申请实施例提供的图3对应的另一种工作原理示意图；
图7为本申请实施例提供的图3对应的又一种工作原理示意图；
图8为本申请实施例提供的图3对应的再一种工作原理示意图；
图9为图3所示电路进行的负载电容测试时的工作原理示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种电容隔离电路的示意图；
图11为本申请实施例提供的图10对应的一种工作原理的示意图；
图12为本申请实施例提供的图10对应的另一种工作原理的示意图；
图13为本申请实施例提供的图10对应的又一种工作原理的示意图；
图14为本申请实施例提供的图10对应的再一种工作原理的示意图；
图15为图10所示电路进行负载电容测试时的工作原理示意图；
图16为本申请实施例提供的又一种电容隔离电路的示意图；
图17为本申请实施例提供的再一种电容隔离电路的示意图；
图18为本申请实施例提供的另一种电容隔离电路的示意图；
图19为本申请实施例提供的一种拓展坞的示意图；
图20为本申请实施例提供的一种电容隔离芯片的示意图；
图21为本申请实施例提供的另一种电容隔离芯片的示意图；
图22为本申请实施例提供的封装后的电容隔离芯片的示意图；
图23为本申请实施例提供的一种播放系统的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更清楚地理解本申请实施例提供的技术方案，下面首先结合具体的应用场景说明传输链路的负载电容对高速信号传输过程的影响。
下面以应用场景为电视设备为例，参见图1，该图为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图。
以该播放系统包括电视主机101、Dock盒子102和电视盒103为例。
其中，电视主机101通过线缆连接Dock盒子102，Dock盒子102主要方便用户操作，将电视主机101上的接口转移至Dock盒子102上。Dock盒子102通过HDMI线缆连接电视盒103，将电视盒103发送的信息传输给电视主机101。
但是，电视盒通过HDMI接口向电视设备传输信号以使电视设备播放，通过HDMI接口传输的CEC信号的链路负载电容要求在200pF以内，以保证设备兼容性。而对于HDMI通路较长的电视设备，CEC信号的链路负载电容难以满足链路负载电容规范要求，进而导致电视设备无法正常接收信号。
下面具体说明包括电视主机、Dock盒子和电视盒的播放系统使链路负载电容满足规范要求的原理。
下面首先说明第一种可能的实现方式。
参见图2，该图为采用CEC信号转换芯片时的示意图。
电视主机101的主板SOC(System-on-a-chip，片上系统)通过连接线缆与Dock(拓展坞)盒子102连接，电视主机101与Dock盒子102形成接收设备，Dock盒子102通过HDMI接口连接HDMI线缆，HDMI线缆的另一端连接作为发送设备的电视盒103。
该实现方式在Dock盒子102处使用CEC转换IC(Integrated Circuit，芯片)，将CEC信号转换为I2C(Inter-Integrated Circuit，集成电路)信号，并由Dock盒子102将转换后的信号发送给电视主机101的主板SOC，实现CEC信号的功能。由于在电视主机101和Dock盒子102之间不再传输CEC信号，因此缩短了CEC信号的传输链路长度，进而达到降低负载电容的目的。
但是，该实现方式要求电视主机101的主板SOC轮询Dock盒子102内的CEC信号转换芯片，以监控是否有新的指令输入。这会导致待机状态下CEC转换芯片和主板SOC的I2C均不能下电，增加了待机功耗。并且由于增加了CEC转换芯片及外围器件，需开发相应软件，硬件成本及软件开发的研发投入大，此外由于存在信号转换过程，还会导致功能响应慢。
下面说明第二种可能的实现方式。
参见图3，该图为采用CEC控制芯片时的示意图。
电视主机101通过连接线缆与Dock盒子102连接，该实现方式在Dock盒子102处使用CEC控制IC，通过CEC控制IC直接处理CEC信号并与电视盒103进行通信，因此缩短CEC的链路长度。
但该实现方式的硬件设计和软件设计的投入大，成本高。并且在待机状态下需要CEC控制IC处于工作状态，增加额外功耗。
以上仅以电视设备为例进行了说明，可以理解的是，对于其它使用高速信号的电子设备而言，同样存在由于高速信号传输链路过长，导致高速信号传输链路的负载电容无法满足要求的问题，在此不再对各个应用场景一一说明。
为了解决以上技术问题，本申请提实施例供了一种电容隔离电路，该隔离电路包括第一开关电路、第二开关电路和第一上拉电路。其中，第一开关电路的第一端连接第一上拉电路，第一开关电路的第一端还连接第一主机。第一开关电路的第二端连接接口，该接口可连接第二主机，第一开关电路的控制端连接电源。第二开关电路的控制端接地，第二开关电路的第一端连接第一开关电路的第一端，第二开关电路的第二端连接所述电源。第一开关电路的第一端和第二端之间的电压为预设电压值，该预设电压值的取值原则是能够使得第一开关电路的第一端和第二端的电压被判定为同一电平，即同为高电平或者同为低电平。
当第二主机向第一开关电路的第二端输入高电平时，第一开关电路的第一端此时也是高电平，此时第一上拉电路对第一开关电路的第一端信号具有增强作用，因而高电平信号可以正常传输至第一主机。
当第二主机向第一开关电路的第二端输入低电平时，此时第一开关电路的第一端电压等于预设电压值，而第一开关电路的控制端连接电源为高电平，使得第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，第一开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的第一端电位降为低电平，将低电平传输至第一主机。
当第一主机向第一开关电路的第一端发送高电平时，第一开关电路的控制端连接电源为高电平，由于第一开关电路的控制端和第一端的电压差小于电压阈值，此时第一开关电路的第一端和第二端断开，并且第一开关电路的第二端也为高电平，此时将高电平传输至第二主机。
当第一主机向第一开关电路的第一端发送低电平时，第一开关电路的控制端连接电源为高电平，由于第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，此时第一开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的第二端为低电平，此时将低电平传输至第二主机。
对于应用该电容隔离电路的系统，在测试传输链路的负载电容大小时，测试仪的正极连接第二开关电路的控制端，为高电平，测试仪的负极通过接口连接第一开关电路的第二端，为低电平。当第一主机为被测设备且不上电时，电源不上电。此时第一开关电路的第一端、第二端和控制端均为低电平。由于第二开关电路的控制端为高电平，第二开关电路控制端和第一端的电压差大于电压阈值，此时第二开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的控制端和第一端的电位相同，第一开关电路的第一端和第二端断开。此时的负载链路长度为测试仪至第一开关电路的链路长度，而不包括第一主机至第一开关电路的第一端的链路长度，因此缩短了负载链路长度，进而能够减小负载电容。
综上所述，利用本申请实施例提供的电容隔离电路，能够缩短负载链路长度，减小负载电容，同时能够保障信号的传输质量，电路结构简单，硬件成本低，并且不需要增加复杂的信号处理芯片，因此信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请中的技术方案进行具体说明。
电路实施例一：
本申请实施例提供了一种电容隔离电路，能够在使用时减小链路的负载电容以保证信号的传输质量，适用于信号传输距离较长，负载电容要求无法满足或信号驱动力无法满足的场景。下面结合附图具体说明。
参见图4A，该图为本申请实施例提供的一种电容隔离电路的示意图。
该电容隔离电路包括：第一开关电路201、第二开关电路202和第一上拉电路203。
其中，第一开关电路201的第一端连接第一上拉电路203，第一开关电路201的第一端还连接第一主机205。
第一开关电路201的第二端连接接口204，接口204用于连接第二主机206。
本申请实施例中对于接口204的类型不做具体限定，对第一主机205和第二主机206之间传输的数据类型以及使用的线缆类型不作具体限定。
下面举例说明。
参见图4B，该图为本申请实施例提供的一种应用场景的示意图。
以该电容隔离电路应用于电视播放系统为例，该播放系统包括电视主机101、Dock盒子102和电视盒103。
其中第一主机205可以对应于电视主机101，第二主机206可以对应于电视盒103。而本申请实施例提供的电容隔离电路102a和HDMI接口可以位于Dock盒子102中。此时该接口204为HDMI接口，通过HDMI线缆连接电视盒103，HDMI线缆内传输CEC信号。
此时，该电容隔离电路用于减小CEC信号传输时的链路负载电容并保证电视主机101与电视盒103之间信号的传输质量。
可以理解的是，以上仅是该电容隔离电路的一种应用场景，该电容隔离电路还可以用于其它具备较长高度信号传输链路的系统，本申请实施例不再一一赘述。
继续参见图3，第一开关电路201的控制端连接电源207。
电容隔离电路的第二开关电路202的控制端接地，第二开关电路202的第一端连接第一开关电路201的第一端，第二开关电路202的第二端连接电源207。
可以理解的是，电容隔离电路的连接的电源207可以由第一主机205上的电源来实现，即由第一主机的电源供电。
第一开关电路201的第一端和第二端之间的电压差为预设电压值，以使第一开关电路201的第一端和第二端的电平状态一致，即该预设电压值的取值原则是能够使得第一开关电路201的第一端和第二端的电压被判定为同一电平，即同为高电平或者同为低电平。本申请实施例对该预设电压值不做具体限定。
实际应用中，可以通过电压箝位方式将第一开关电路201的第一端和第二端之间的电压差箝位为预设电压值。该预设电压值可以设置为一个相对于高低电平的范围区间而言较小的电压值，例如电压小于2.5V的信号统一识别为低电平，电压大于2.5V的信号统一识别为高电平。假设第一开关电路201的第一端的电压为3.3V，由于3.3V大于2.5V，因此会被识别为高电平。又因为第一开关电路201的第一端和第一开关电路201的第二端之间的压降被箝位为预设电压值，例如可以将预设电压值的取值范围设置为(0，0.8V)内的任何电压值，假设预设电压值设置为0.1V，则在开关导通条件下，由于第一开关电路201的第一端的电压为3.3V，因此第一开关电路201的第二端的电压被箝位为3.2V，由于3.2V高于2.5V，因此第一开关电路201的第二端也会识别为高电平，即第一开关电路201的第一端和第二端的电压被判定为同一电平。
第一开关电路201的控制端和第一端的电压差大于电压阈值时，第一开关电路201的第一端和第二端导通。
第二开关电路202的控制端和第一端的电压差大于电压阈值时，第二开关电路202的第一端和第二端导通。
其中，电压阈值与开关电路的具体实现方式有关，本申请实施例对此不作具体限定。
为了方便解释说明，以下以“1”表示高电平，以“0”表示低电平为例具体说明该电容隔离电路的工作原理。
参见图5，该图为本申请实施例提供的图4对应的一种工作原理的示意图。
其中，第一开关电路201的第一端、第二端和控制端分别对应B端、C端和A端。第二开关电路202的第一端、第二端和控制端分别对应B’端、C’端和A’端。
当第二主机206向第一主机205发送“1”时，第二主机206向第一开关电路201的第二端输入“1”，C端为高电平，由于B端与上拉电路203连接，故B端也为高电平。第一开关电路201的控制端连接电源，也为高电平。此时A端与B端之间的电压差小于预设阈值，因此第一开关电路201的第一端和第二端断开连接。
此时第一上拉电路203对第一开关电路201的第一端的信号具有增强作用，第一主机205可以正常收到信号“1”。
其中，接口204与第二主机206之间的连接线缆可以为HDMI线缆，或者可以为其它需要降低链路的负载电容的场景下使用的线缆，本申请实施例在此不做具体限定。
参见图6，该图为本申请实施例提供的图4对应的另一种工作原理的示意图。
当第二主机206向第一主机205发送“0”时，第二主机206向第一开关电路201的第二端输入“0”，此时第一开关电路201的第一端的电位等于预设电压值，而第一开关电路201的控制端连接电源为高电平，由于预设电压值取值较低，使得第一开关电路201的控制端与第一端的电压差大于电压阈值，第一开关电路201的第一端和第二端导通，此时第一开关电路201的电压由预设电压值降为“0”，进而将“0”传输至第一主机205。
参见图7，该图为本申请实施例提供的图4对应的又一种工作原理的示意图。
当第一主机205向第二主机206发送“1”时，第一主机205向第一开关电路201的第一端发送“1”，第一开关电路201的控制端连接电源为高电平，由于第一开关电路201的控制端和第一端的电压差小于电压阈值，此时第一开关电路201的第一端和第二端断开。
并且由于B、C两端的电压差为预设电压值，此时第一开关电路201的第二端也为高电平，此时第二主机206能够正常收到“1”。
参见图8，该图为本申请实施例提供的再一种工作原理的示意图。
当第一主机205向第二主机206发送“0”时，第一主机205向第一开关电路201的第一端发送“0”，第一开关电路201的第一端为低电平，第一开关电路201的控制端连接电源为高电平，由于第一开关电路201的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，此时第一开关电路201的第一端和第二端连通。由于第一开关电路201的第一端为低电平，因此第一开关电路201的第二端为低电平，此时第二主机206能够正常收到“0”。
参见图9，该图为图4所示电路进行负载电容测试时的工作原理示意图。
可以使用RLC测试仪208测试信号链路的负载电容以确认该电容负载电路是否达到认证要求，下面以电源207不上电时为例进行说明。
第一主机205为被测设备，通过接口204外接测试夹具，RLC测试仪208的正极(图中的+极)通过接口204接第一主机205的地，RLC测试仪208的负极(图中的-极)连接被测信号链路。RLC测试仪208通过正极发出带直流偏置的电压正弦波，测量负极接收到的电压和电流正弦波来确定负载电容。
此时第一开关电路201的第二端通过接口204连接RLC测试仪208的负极，电位为“0”，由于B、C两端的电压差为预设电压值，此时第一开关电路201的第一端电位也为“0”。由于电源207不上电，第一开关电路201的控制端为悬空状态。
第二开关电路202的控制端与RLC测试仪208的正极共地，即第二开关电路202的控制端与RLC测试仪208的正极连接，在RLC测试仪208的输出的正弦波的作用下，第二开关电路202的控制端的电位为“1”。此时，第二开关电路202的第一端(B’)的电位与第一开关电路201的第一端(B)的电位均为“0”，因此第二开关电路202的控制端与第一端之间的电压差大于预设阈值，第二开关电路202的第一端和第二端导通。进一步使得第一开关电路201的控制端和第一端的电位相同，因此第一开关电路201的第一端和第二端之间断开连接。
此时测试的信号链路长为RLC测试仪208至第一开关电路201的链路长度，而不包括第一主机至第一开关电路的第一端的链路长度，因此缩短了信号链路长度，进而能够减小负载电容。
可以理解的是，当电源207上电时，测试负载电容的原理类似，本申请实施例在此不再赘述。
综上所述，利用本申请实施例提供的电容隔离电路，通过使用以上所述的两个开关电路，能够缩短信号链路长度，进而减小负载电容，同时上拉电路还能够起到信号增强的作用，因此能够保障信号的传输质量。此外，相较于图2和图3对应的实现方式，本申请实施例提供的电路结构简单，硬件成本低，并且不需要增加复杂的信号处理芯片，因此信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
下面结合具体的电路实现方式说明该电容隔离电路的工作原理。
电路实施例二：
参见图10，该图为本申请实施例提供的另一种电容隔离电路的示意图。
一并参照图4，图10中示出了第一开关电路201、第二开关电路202和第一上拉电路203的具体实现方式。
其中，本申请实施例的第一开关电路201包括第一NMOS(Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属氧化物半导体)管Q1。第一开关电路201的第一端为第一NMOS管Q1的源极(图中以字母S表示)，第一开关电路201的第二端为第一NMOS管Q1的漏极(图中以字母D表示)，第一开关电路201的控制端为第一NMOS管Q1的栅极(图中以字母G表示)。
D1可以为第一NMOS管Q1的体二极管，也可以为外接二极管；D2可以为第二NMOS管Q2的体二极管，也可以为外接二极管。以下以D1为第一NMOS管Q1的体二极管，D2为第二NMOS管Q2的体二极管为例进行说明。
本申请实施例的第二开关电路202包括第二NMOS管Q2。第二开关电路202的第一端为第二NMOS管Q2的源极(图中以字母S’表示)，第二开关电路202的第二端为第二NMOS管Q2的漏极(图中以字母D’表示)，第二开关电路202的控制端为第二NMOS管Q2的栅极(图中以字母G’表示)。
第一上拉电路203包括第一上拉电阻R1，第一开关电路201的第一端通过第一上拉电阻R1连接电源207，第一上拉电路能够起到信号增强的作用。
进一步的，该电容隔离电路还包括防护电路，第二开关电路202的控制端通过防护电路接地。该防护电路用于滤除干扰信号。
图10所示的实现方式中防护电路包括接地电阻R2，即第二开关电路202的控制端通过接地电阻R2接地。
进一步的，该电容隔离电路还包括限流电路R3，限流电阻R3用于保护电路。第一开关电路201的控制端通过限流电阻R3连接所述电源207。
其中，实际应用中，第一开关电路201的第一端通过第一上拉电路203连接的电源和第一开关电路201的控制端通过限流电阻R3连接的电源可以为同一个电源。
可以理解的是，实际应用中第一NMOS管Q1和第二NMOS管Q2的具体规格可以相同，其选型应当满足以下条件：
1、两个NMOS管的导通门限电压Vth应小于电源207的电压，以使第一NMOS管Q1在传输“0”时可以导通。
2、在进行负载电容测试时，使用的RLC测试仪208正极加到第二NMOS管Q2的栅极的最小电压为Vmin，则NMOS管的导通门限电压Vth还需要满足Vth＜Vmin，以使得第二NMOS管Q2在负载电容测试状态下能够导通。
3、NMOS管的导通门限电压Vth还需要满足Vth＞VS’D’，以使第一NMOS管Q1在进行负载电容测试时能够关断。
4、由于NMOS管自身体二极管(又称寄生二极管，阳极连接NMOS管的源极，阴极连接NMOS管的漏极)的作用，源极和漏极之间的电压应当满足VSD＝U(其中U为体二极管的压降)，该VSD即预设电压值，为一个较小的电压值。
实际应用中，该电容隔离电路和接口204可以封装在一起，作为一个整体设备。例如，一并参见图4和图10，当本申请应用于电视播放系统时，包括电容隔离电路和接口204的300可以为图4中的Dock盒子102。此时第一主机205对应为电视主机101，第二主机206对应为电视盒103(也可称为视屏源主机)，接口204可以为HDMI接口，接口204与第二主机206之间通过HDMI线缆连接。若Dock盒子102有多个HDMI接口时，每个HDMI接口的CEC信号可在进入电容隔离电路前连接为1路信号
此时电源207的电压取值可以为3.3V，对电视播放系统进行负载电容测试时，使用的RLC测试仪正极加到第二NMOS管Q2的栅极的最小电压Vmin为0.84V，则导通门限电压Vth小于0.84V。
下面具体说明本申请实施例的电容隔离电路的工作原理。
参见图11，该图为本申请实施例提供图10对应的一种工作原理的示意图。
当第二主机206向第一主机205发送“1”时，第一NMOS管Q1的漏极电位“1”，此时第一NMOS管Q1的源极通过第一上拉电阻上拉至电源207，因此电位为“1”，Q1的栅极通过限流电阻R3上拉至电源207，因此Q1的栅极电位为“1”。
此时，对于Q1，栅极和源极之间的电压VGS＜Vth，因此Q1关断。
此时第一上拉电路203对第一开关电路201的第一端的信号具有增强作用，第一主机205可以正常收到信号“1”。
参见图12，该图为本申请实施例提供的图10对应的另一种工作原理的示意图。
当第二主机206向第一主机205发送“0”时，第二主机206向第一NMOS管Q1的第二端输入“0”，此时由于第一NMOS管Q1的体二极管的作用，Q1的源极与漏极之间的电压差VSD较低(小于0.1V)，Q1的源极电位降低并接近漏极。
而第一NMOS管Q1的栅极通过限流电阻R3上拉至高电平，此时第一NMOS管Q1的栅极和源极之间的电压VGS≥Vth，第一NMOS管Q1导通，此时第一NMOS管的电位为“0”，进而将“0”传输至第一主机205。
参见图13，该图为本申请实施例提供的图10对应的又一种工作原理的示意图。
当第一主机205向第二主机206发送“1”时，第一NMOS管Q1的源极电位为“1”，第一NMOS管Q1的栅极通过限流电阻R3上拉至电源207，电位为“1”。此时第一NMOS管Q1的栅极和源极之间的电压VGS＜Vth，第一NMOS管Q1关断，由于体二极管的作用，第一NMOS管Q1的漏极电压接近源极电压，因此漏极电平为“1”，此时第二主机206能够正常收到“1”。
参见图14，该图为本申请实施例提供的图10对应的再一种工作原理的示意图。
当第一主机205向第二主机206发送“0”时，第一NMOS管Q1的源极电位为“0”，第一NMOS管Q1的栅极通过限流电阻R3上拉至电源207，电位为“1”。此时第一NMOS管Q1的栅极和源极之间的电压VGS≥Vth，第一NMOS管Q1闭合，此时第一NMOS管Q1的漏极电位为“0”，第二主机206能够正常收到“0”。
参见图15，该图为图10所示电路进行负载电容测试时的工作原理示意图。
可以使用RLC测试仪208测试信号链路的负载电容以确认该电容负载电路是否达到认证要求，下面以电源207不上电时为例进行说明。
第一主机205为被测设备，RLC测试仪208的正极(图中的+极)通过接口204后与公共地连接，RLC测试仪208的负极(图中的-极)连接被测信号链路。
第一NMOS管Q1漏极电位与RLC测试仪208负极相同，均为“0”。由于体二极管作用，第一NMOS管Q1的源极与漏极电位相同为“0”。
此时，第二NMOS管Q2的栅极电位与RLC测试仪208的正极相同为“1”，则第二NMOS管Q2的栅极和源极之间的电压VG’S’≥Vth，此时第二NMOS管Q2导通。
第二NMOS管Q2的漏极电位与源极相同为“0”，第一NMOS管Q1的栅极与第二NMOS管Q2的漏极电位相同为“0”。因此第一NMOS管Q1的栅极和源极之间的电压VGS<Vth，此时第一NMOS管Q1关断。
参见图15，此时负载链路长度为RLC测试仪208到第一NMOS管Q1的漏极之间的链路长度，而不包括第一主机205至第一NMOS管Q1的源极之间的链路长度，因此缩短了信号链路长度，进而能够减小负载电容。
可以理解的是，当电源207上电时，测试负载电容的原理类似，本申请实施例在此不再赘述。
为了更加详细准确的显示本申请的有益效果，对于图10所示的电容隔离电路就行了负载电容测试。具体选用电源207电压为3.3V、第一上拉电阻R1＝4.7千欧姆，接地电阻R2＝22欧姆，限流电阻R3＝1千欧姆，接口为HDMI接口，以对HDMI中的CEC信号链路进行负载电容测试。为了形成对比，还对第一主机直接通过HDMI线缆连接第二主机的直通方式进行负载电容测试，以第一主机为被测设备，得到的测试数据如下表所示。
表1：本申请方案与直通方案的负载电容测试数据对比
Figure BDA0002433705490000131
由以上测试数据可确定：对于各个测试的HDMI接口，在被测设备上电时以及被测设备不上电时，本申请方案的负载电容测量结果均显著小于采用直通方案时的负载电容测量结果。
由此可见，利用本申请实施例提供的电容隔离电路，能够缩短信号链路长度，进而减小负载电容。此外，相较于图1和图2对应的实现方式，电路结构简单，硬件成本低，并且不需要增加复杂的信号处理芯片，因此信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
以上实施例以第一开关电路和第二开关电路均为一个NMOS管为例进行说明。下面说明第一开关电路和第二开关电路的另一种实现方式。
电路实施例三：
参见图16，该图为本申请实施例提供的又一种电容隔离电路的示意图。
本申请实施例提供的电容隔离电路的第一开关电路201包括第一开关S1和第一二极管D1。
其中，该第一二极管D1的阳极连接第一开关S1的第一端，第一二极管D1的阴极连接第一开关S1的第二端。
当第一开关电路201的控制端和第一端之间的电压差大于电压阈值时，第一开关S1闭合，导通第一开关电路201的第一端和第二端。
该电容隔离电路的第二开关电路202包括第二开关S2和第二二极管D2。
其中，第二二极管D2的阳极连接第二开关S2的第一端，第二二极管D2的阴极连接第二开关S2的第二端。
当第二开关电路202的控制端和第一端之间的电压差大于电压阈值时，第二开关S2闭合，导通第二开关电路202的第一端和第二端。
下面具体说明该电容隔离电路的工作原理。
当第二主机206向第一主机205发送“1”时，第一开关电路201的第二端电平为“1”，由于第一开关电路201的第一端和第二端之间的电压差为预设电压值，此时第一开关电路201的第一端电平为“1”。第一开关电路201的控制端通过限流电阻R3上拉至电源，电平为“1”。由于此时第一开关电路201的控制端和第一端的电压差小于电压阈值，此时第一开关S1断开。第一上拉电路203对第一开关电路201的第一端信号具有增强作用，因而第一主机205可以正常接收到“1”。
当第二主机206向第一主机205发送“0”时，第一开关电路201的第二端电平为“0”，因此第一开关电路的第一端电压等于预设电压值，即第一端电压为较小的电压值，为低电平。而第一开关电路201的控制端通过限流电阻R3上拉至电源，因此控制端电平为“1”，使得第一开关电路201的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，第一开关S1导通，则第一开关电路201的第一端电位降为“0”，使得第一主机205正常接收“0”。
当第一主机205向第二主机206发送“1”时，第一开关电路201的第一端和控制端的电平均为“1”，由于第一开关电路201的控制端和第一端的电压差小于电压阈值，此时第一开关S1断开。此时第一开关电路201的第二端电平也为“1”，因此第二主机206能够正常接收“1”。
当第一主机205向第二主机206发送“0”时，第一开关电路201的第一端电平为“0”，第一开关电路201的控制端由限流电阻R3上拉至电源207，电平为“1”。由于第一开关电路201的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，此时第一开关闭合，使得第一开关电路201的第二端为电平为“0”，因此第二主机能够正常接收“0”。
对于应用该电容隔离电路的系统，在测试传输链路的负载电容大小时，以第一主机205为被测设备且不上电，电源207不上电。测试仪的正极通过接口204连接第二开关电路202的控制端，此时第二开关电路202的控制端的电平为“1”。测试仪的负极通过接口204连接第一开关电路201的第二端，电平为“0”。此时第一开关电路201的第一端、第二端和控制端的电平均为“0”。此时第二开关电路202的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，第二开关S2闭合，使得第一开关电路201的控制端和第一端的电位相同，进而使得第一开关电路201的第一开关断开。此时的负载链路长度为测试仪至第一开关电路的第二端的链路长度，而不包括第一主机至第一开关电路的第一端的链路长度，因此缩短了负载链路长度，进而能够减小负载电容。
综上所述，利用本申请实施例提供的电容隔离电路，能够缩短负载链路长度，减小负载电容，同时第一上拉电路能够保障信号的传输质量，电路结构简单，硬件成本低，并且不需要增加复杂的信号处理芯片，信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
电路实施例三：
以上的电路实施例中，第一上拉电路连接在第一开关电路的第一端，用于对传输向第一主机的信号以及第一主机发出的信号进行增强以保证信号的传输质量。但实际应用中，对于信号传输链路较长的应用场景，可能还存在传输信号电平不足的问题，为了解决该技术问题，本申请实施例还提供了另一种电容隔离电路，下面结合附图具体说明。
参见图17，该图为本申请实施例提供的再一种电容隔离电路的示意图。
本申请实施例提供的电容隔离电路与图3所示电路的区别在于：还包括了第二上拉电路208。
第二上拉电路208连接第一开关电路201的第二端，用于对第一开关电路201第二端侧的传输信号进行增强，以提升信号传输质量。
进一步的，具体应用中，该第二上拉电路201可以由一个电阻实现，下面结合附图说明。
参见图18，该图为本申请实施例提供的另一种电容隔离电路的示意图。
图18基于图10所示的实现方式，在第一开关电路201的第二端增加了第二上拉电阻R4。第一开关电路201的第二端通过第二上拉电阻R4连接所述电源207，实现对第一开关电路201的第二端一侧的信号增强，进而保障了信号传输的质量。
可以理解的是，电容隔离电路中的第一开关电路和第二开关电路并不仅限于以上各个电路实施例的实现方式，还可以为满足逻辑控制的其它实现方式，本申请实施例在此不再一一赘述。
拓展坞实施例：
基于以上各电路实施例提供的电容隔离电路，本申请实施例还提供了一种拓展坞，下面结合附图具体说明。
参见图19，该图为本申请实施例提供的一种拓展坞的示意图。
拓展坞400包括电容隔离电路以及接口204。
其中，电容隔离电路包括第一开关电路201、第二开关电路202和第一上拉电路203。关于电容隔离电路的具体实现方式以及工作原理可以参见以上实施例中的相关说明，本申请实施例在此不再赘述。
拓展坞400的一端通过线缆与第一主机205连接，另一端通过接口204与第二主机连接，以实现将所述第二主机206发送的信号通过电容隔离电路发送给第一主机205进行播放。
可以理解的是，拓展坞400与第一主机205连接时，可以通过主机自带的线缆实现连接，此时主机的线缆可以是能够拆卸的，也可以是不可拆卸的。拓展坞400也可以通过自身的线缆与主机连接，自身的线缆可以是能够拆卸的，也可以是不可拆卸的，本申请实施例对此不作具体限定。
此外，实际应用中，拓展坞400可以存在多个接口204，每个接口204均能够进行信号的传输，即拓展坞400可以通过多个接口204分别连接多个主机，本申请实施例对接口204的数量不作具体限定。各路接口204传输的信号可在进入第一开关电路201的第二端前连接为1路信号以向第一主机传输。
在拓展坞400的一种实际应用场景中，拓展坞400可以为图3所示场景中的Dock盒子102，用于实现电视主机和电视盒之间的信号传输。此时拓展坞400的接口204可以包括HDMI接口，拓展坞400通过HDMI线缆连接电视盒，HDMI线缆内可传输CEC信号，此时，拓展坞400的电容隔离电路用于减小CEC信号传输时的链路负载电容并保证电视主机与电视盒之间信号的传输质量。
可以理解的是，实际应用中，为了更具兼容性，拓展坞400还可以具有不同种类的接口204，以实现与不同种类的第二主机的连接或者匹配不同种类的传输信号，接口204的具体种类可以根据实际应用场景需求确定，本申请实施例在此不再一一说明。
可以理解的是，实际应用中，拓展坞400自身可以无电源，电源207可以由第一主机提供，即拓展坞400与第一主机205连接后由第一主机205上的电源进行供电。
综上所述，该拓展坞的电容隔离电路包括第一开关电路、第二开关电路和第一上拉电路。其中，第一开关电路的第一端连接第一上拉电路，第一开关电路的第一端还连接第一主机。第一开关电路的第二端连接接口，该接口连接第二主机，第一开关电路的控制端连接电源。第二开关电路的控制端接地，第二开关电路的第一端连接第一开关电路的第一端，第二开关电路的第二端连接所述电源。第一开关电路的第一端和第二端之间的电压差为预设电压值，该预设电压值的取值原则是能够使得第一开关电路的第一端和第二端的电压被判定为同一电平，即同为高电平或者同为低电平。。当第二主机向第一开关电路的第二端输入高电平时，第一开关电路的第一端此时也是高电平，此时第一上拉电路对第一开关电路的第一端信号具有增强作用，因而高电平信号可以正常传输至第一主机。
当第二主机向第一开关电路的第二端输入低电平时，此时第一开关电路的第一端电压等于预设电压值，而第一开关电路的控制端连接电源为高电平，第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，第一开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的第一端电位降为低电平，将低电平传输至第一主机。
当第一主机向第一开关电路的第一端发送高电平时，第一开关电路的控制端连接电源为高电平，由于第一开关电路的控制端和第一端的电压差小于电压阈值，此时第一开关电路的第一端和第二端断开，并且第一开关电路的第二端也为高电平，此时将高电平传输至第二主机。
当第一主机向第一开关电路的第一端发送低电平时，第一开关电路的控制端连接电源为高电平，由于第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值，此时第一开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的第二端为低电平，此时将低电平传输至第二主机。
对于应用该电容隔离电路的系统，在测试传输链路的负载电容大小时，测试仪的正极连接第二开关电路的控制端，为高电平，测试仪的负极通过接口连接第一开关电路的第二端，为低电平。当第一主机为被测设备且不上电时，此时电源不上电，第一开关电路的第一端、第二端和控制端均为低电平。而第二开关电路的控制端连接测试仪的正极，因此为高电平，第二开关电路控制端和第一端的电压差大于电压阈值，此时第二开关电路的第一端和第二端导通，使得第一开关电路的控制端和第一端的电位相同，第一开关电路的第一端和第二端断开。此时的负载链路长度为测试仪至第一开关电路的第二端之间的链路长度，而不包括第一主机至第一开关电路的第一端之间的链路长度。因此，在实际应用中，负载链路长度可近似为为第二主机至拓展坞的链路长度，缩短了的负载链路长度可近似为第一主机至拓展坞的链路长度，由于负载链路长度大幅缩短，进而能够减小负载电容。
因此，利用本申请实施例提供的拓展坞，能够缩短负载链路长度，减小负载电容并保障信号的传输质量，并且拓展坞内的电容隔离电路结构简单，硬件成本低，不需要增加复杂的信号处理芯片，信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
芯片实施例
基于以上实施例所述的电容隔离电路，本申请实施例还提供了一种电容隔离芯片，下面结合附图具体说明。
参见图20，该图为本申请实施例提供的一种电容隔离芯片的示意图。
该电容隔离芯片300包括：第一输入输出IO口IO1、第二IO口IO2和第三IO口IO3。
其中，第一IO口连接第一主机205，第二IO口用于通过接口204连接第二主机206。
第一IO口和第二IO口之间的电压为预设电压值，该预设电压值的取值原则是能够使得第一IO口和第二IO口的电压被判定为同一电平，即同为高电平或者同为低电平。
当第一IO口和第三IO口之间的电压差大于电压阈值时，第一IO口和第二IO口导通，以使第一主机205和第二主机206间传送信号。
下面结合具体实现方式进行说明。
参见图21，该图为本申请实施例提供的另一种电容隔离芯片的示意图。
该电路隔离芯片500的实现方式对应于图10所示的电容隔离电路。
其中，第一IO口即IO1，连接第一主机205，第一IO口在电容隔离芯片500的内部连接第一NMOS管Q1的源极、第一上拉电阻R1以及第二NMOS管Q2的源极。
第二IO口即IO2，连接第二主机206，第二IO口在电容隔离芯片500的内部连接第一NMOS管Q1的漏极。
第三IO口即IO3，可作为电容隔离芯片500的电源口VCC，用于连接电源207。第三IO口在电容隔离芯片500内部通过第一上拉电阻R1连接第一NMOS管Q1的源极，并且通过限流电阻R3连接第一NMOS管Q1的栅极。
此外，电容隔离芯片500还包括接地口GND，接地口在电容隔离芯片500的内部通过接地电阻连接第二NMOS管Q1的栅极。
参见图22，该图为本申请实施例提供的封装后的电容隔离芯片的示意图。
封装后的电容隔离芯片对外存在四个接口，分别为第一IO口IO1、第二IO口IO2、第三IO口IO3(同时为电源口VCC)以及接地口GND。
可以理解的是，以上仅为电容隔离芯片的一种实现方式，关于图16和图18所示的电容隔离电路所对应的电容隔离芯片类似，本申请实施例在此不再一一赘述。
本申请实施例提供的电容隔离芯片可以应用在信号传输距离较长，负载电容要求无法满足或信号驱动力无法满足的场景。在一种可能的应用场景中，该电容隔离芯片可以应用与图4所示Dock盒子，用于减小电视主机和电视盒之间的链路负载电容。
综上所述，该电容隔离芯片的电容隔离电路通过使用两个开关电路，能够缩短信号链路长度，进而减小负载电容，同时上拉电路还能够起到信号增强的作用，因此能够保障信号的传输质量。此外，该电容隔离芯片结构简单，硬件成本低，相较于复杂的信号处理芯片，信号响应速度快，功耗低，无需增加软件开发投入。
播放系统实施例：
本申请实施例还提供了一种播放系统，下面结合附图具体说明。
参见图23，该图为本申请实施例提供的一种视频播放系统的示意图。
该播放系统600包括扩展坞400和第一主机205。
其中，第一主机205通过传输线缆与扩展坞400连接，传输线缆与第一主机205可以采用可拆卸的连接方式，也可以采用不可拆卸的连接方式，传输线缆与拓展坞400可以采用可拆卸的连接方式，也可以采用不可拆卸的连接方式，本申请实施例对此不作具体限定。
扩展坞400将由第二主机206发送的信号发送至第一主机205，以使第一主机205播放相应内容。
下面以电视播放系统为例具体说明。
对于电视播放系统，电视主机通过HDMI线缆与视频源主机连接，当HDMI链路较长时，HDMI链路上传输的CEC信号的链路负载电容难以满足链路负载电容规范要求，进而导致电视主机无法正常接收信号。
继续参见图4所示场景，当应用本申请实施例提供的播放系统时，第一主机为电视主机，第二主机为视频源主机，即电视盒子。此时拓展坞400(即Dock盒子)用于将视频源主机发送的内容发送至电视主机，以使电视主机播放。
本申请提供的拓展坞内部包括电容隔离电路，基于以上实施例的说明，利用该电容隔离电路后负载链路长度为第二主机至电容隔离电路的第一开关电路第二端之间的链路长度，不包括了第一主机至第一开关电路的第一端之间的链路长度，因此能够缩短负载链路长度，减小负载电容，同时能够保障信号的传输质量，进而保障了播放系统的电视主机能够正常播放视频源主机发送的内容。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (16)

1.一种电容隔离电路，其特征在于，包括：第一开关电路、第二开关电路和第一上拉电路；
所述第一开关电路的第一端连接所述第一上拉电路，所述第一开关电路的第一端，还用于连接第一主机；
所述第一开关电路的第二端，用于连接接口；所述接口用于连接第二主机；
所述第一开关电路的控制端连接电源；
所述第二开关电路的控制端接地，所述第二开关电路的第一端连接所述第一开关电路的第一端，所述第二开关电路的第二端连接所述电源；
所述第一开关电路的第一端和第二端之间的电压差为预设电压值，所述预设电压值用于使所述第一开关电路的第一端和第二端的电平状态保证一致；
所述第一开关电路的控制端和第一端的电压差大于电压阈值时，所述第一开关电路的第一端和第二端导通；所述第二开关电路的控制端和第一端的电压差大于所述电压阈值时，所述第二开关电路的第一端和第二端导通。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一上拉电路包括：第一上拉电阻；
所述第一开关电路的第一端通过所述第一上拉电阻连接所述电源。
3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关电路为第一NMOS管，所述第一开关电路的第一端为所述第一NMOS管的源极，所述第一开关电路的第二端为所述第一NMOS管的漏极，所述第一开关电路的控制端为所述第一NMOS管的栅极。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二开关电路为第二NMOS管，所述第二开关电路的第一端为所述第二NMOS管的源极，所述第二开关电路的第二端为所述第二NMOS管的漏极，所述第二开关电路的控制端为所述第二NMOS管的栅极。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关电路包括第一开关和第一二极管；
所述第一二极管的阳极连接所述第一开关的第一端，所述第一二极管的阴极连接所述第一开关的第二端。
6.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二开关电路包括第二开关和第二二极管；
所述第二二极管的阳极连接所述第二开关的第一端，所述第二二极管的阴极连接所述第二开关的第二端。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电路，其特征在于，还包括：防护电路；
所述第二开关电路的控制端通过所述防护电路接地；
所述防护电路，用于滤除干扰信号。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述防护电路包括：接地电阻；
所述第二开关电路的控制端通过所述接地电阻接地。
9.根据权利要求1-6任一项所述的电路，其特征在于，还包括：限流电阻；
所述第一开关电路的控制端通过所述限流电阻连接所述电源。
10.根据权利要求1-6任一项所述的电路，其特征在于，还包括：第二上拉电路；
所述第一开关电路的第二端连接所述第二上拉电路。
11.根据权利要求10所述的电路，其特征在于，所述第二上拉电路包括：第二上拉电阻；
所述第一开关电路的第二端通过所述第二上拉电阻连接所述电源。
12.一种扩展坞，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的电容隔离电路，还包括：接口；
所述接口用于连接第二主机，用于将所述第二主机发送的信号通过所述电容隔离电路发送给第一主机。
13.根据权利要求12所述的扩展坞，其特征在于，所述接口为高清多媒体接口HDMI接口。
14.一种电容隔离芯片，其特征在于，包括：第一输入输出IO口、第二IO口和第三IO口；
所述第一IO口，用于连接第一主机；
所述第二IO口，用于通过接口连接第二主机；
所述第一IO口和所述第二IO口之间的电压差为预设电压值，所述预设电压值用于使所述第一IO口和所述第二IO口之间的电平状态一致
当所述第一IO口和第三IO口之间的电压差大于电压阈值时，所述第一IO口和所述第二IO口导通，以使所述第一主机和所述第二主机之间传送信号。
15.一种播放系统，其特征在于，包括权利要求6-13任一项所述的扩展坞，还包括：第一主机；
所述第一主机通过传输线缆与所述扩展坞连接；
所述扩展坞，用于将第二主机发送的信号发送给所述第一主机；
所述第一主机，用于播放所述内容。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一主机为电视主机；
所述第二主机为视频源主机。
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