CN115145342B - 变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片以及数据线 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供了一种变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片以及数据线，涉及集成电路领域。包括：信号平移模块以及限幅放大模块；信号平移模块的输入端用于接入输入电压信号，信号平移模块的输出端与限幅放大模块的输入端连接；信号平移模块用于对输入电压信号进行平移，得到上限电压和下限电压，并按照上限电压和下限电压向限幅放大模块发送平移信号，以使平移信号的电压范围位于上限电压和下限电压之间；限幅放大模块用于将平移信号放大至预设的电压范围，并通过限幅放大模块的输出端将放大后的电压信号输出。能够将电压不同的输入电压信号进行平移，然后放大至预设的电压范围，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响。

Description

变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片以及数据线

技术领域

本申请涉及集成电路领域，具体而言，涉及一种变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片以及数据线。

背景技术

E-Marker(Electronically Marked Cable)芯片一般封装在USB Type-C线缆内，通过E-Marker芯片可以读取该线缆的各种属性，包括电源传输能力、数据传输能力等信息，还能够根据供电协议使输出端与通过线缆连接的设备相通信。

在E-Marker芯片应用中，输入的数据信号的中心共模电压存在不同的变化，在比较器输入的比较电压固定的情况下，这可能会导致输出信号产生错误的结果。目前，尚未有相关技术解决这一问题。

发明内容

本申请的目的包括，例如，提供了一种变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片以及数据线，其能够通过将电压不同的输入电压信号进行平移，然后放大至预设的电压范围，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响。

本申请的实施例可以这样实现：

第一方面，本申请实施例提供了一种变压稳压电路，包括：信号平移模块以及限幅放大模块；

所述信号平移模块的输入端用于接入输入电压信号，所述信号平移模块的输出端与所述限幅放大模块的输入端连接；

所述信号平移模块用于对所述输入电压信号进行平移，得到上限电压和下限电压，并按照所述上限电压和所述下限电压向所述限幅放大模块发送平移信号，以使所述平移信号的电压范围位于所述上限电压和所述下限电压之间；

所述限幅放大模块用于将所述平移信号放大至预设的电压范围，并通过所述限幅放大模块的输出端将放大后的电压信号输出。

在一种可选的实施方式中，还包括：第一滤波模块以及第二滤波模块；

所述信号平移模块的输入端通过所述第一滤波模块接入输入电压信号，所述信号平移模块的输出端通过所述第二滤波模块与所述限幅放大模块的第一输入端连接，所述限幅放大模块的第二输入端与所述第一滤波模块的输出端连接；

所述第一滤波模块用于滤除所述输入电压信号中的噪声，并将滤除噪声后的输入电压信号分别输入所述信号平移模块以及所述限幅放大模块；

所述第二滤波模块用于滤除所述平移信号中的噪声，并将滤除噪声后的平移信号输入所述限幅放大模块。

在一种可选的实施方式中，所述信号平移模块包括：第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管以及第五场效应管；

所述第一场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第一场效应管的第二端与固定电源连接，所述第一场效应管的第三端与所述第二场效应管的第二端以及所述第三场效应管的第二端连接；

所述第二场效应管的第一端作为所述信号平移模块的输入端，与所述第一滤波模块的输出端连接，所述第二场效应管的第三端与所述第四场效应管的第二端连接；

所述第三场效应管的第一端作为所述信号平移模块的输出端，与所述第二滤波模块的输入端连接，所述第三场效应管的第三端与所述第五场效应管的第二端连接；

所述第四场效应管的第一端与所述第五场效应管的第一端连接，所述第四场效应管的第三端接地；

所述第五场效应管的第三端接地。

在一种可选的实施方式中，所述第一滤波模块包括：第一电阻、第一电容、第二电阻以及第二电容；

所述第一电阻的第一端用于接入所述输入电压信号，所述第一电阻的第二端分别与所述第一电容的第一端以及所述第二电阻的第一端连接；

所述第一电容的第二端接地；

所述第二电阻的第二端作为所述第一滤波模块的输出端，与所述第二电容的第一端、所述信号平移模块的输入端以及所述限幅放大模块的第二输入端连接；

所述第二电容的第二端接地。

在一种可选的实施方式中，所述第二滤波模块包括：第三电阻以及第三电容；

所述第三电阻的第一端作为所述第二滤波模块的输入端，与所述信号平移模块连接；

所述第三电阻的第二端作为所述第二滤波模块的输出端，分别与所述第三电容的第一端以及所述限幅放大模块的第一输入端连接；

所述第三电容的第二端接地。

在一种可选的实施方式中，所述限幅放大模块包括：第一级放大模块以及第二级放大模块；

所述第一级放大模块的第一输入端作为所述限幅放大模块的第一输入端，所述第一级放大模块的第二输入端作为所述限幅放大模块的第二输入端，所述第一级放大模块的第一输入端与所述第二滤波模块的输出端连接，所述第一级放大模块的第三输入端与固定电源连接；

所述第二级放大模块的第一输入端与所述第一级放大模块的第一输出端连接，所述第二级放大模块的第二输入端与所述第一级放大模块的第二输出端连接，所述第二级放大模块的第三输入端与所述固定电源连接，所述第二级放大模块的输出端作为所述限幅放大模块的输出端。

在一种可选的实施方式中，所述第一级放大模块包括：第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第四电阻以及第五电阻；

所述第六场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第六场效应管的第二端与所述固定电源连接，所述第六场效应管的第三端与所述第七场效应管的第二端连接；

所述第七场效应管的第一端用于接收开关信号，所述第七场效应管的第三端与所述第八场效应管的第二端以及所述第九场效应管的第二端连接；

所述第八场效应管的第一端作为所述第一级放大模块的第一输入端，与所述第二滤波模块的输出端连接，所述第八场效应管的第三端与所述第四电阻的第一端连接；

所述第九场效应管的第一端作为所述第一级放大模块的第二输入端，与所述第一滤波模块的输出端连接，所述第九场效应管的第三端与所述第五电阻的第一端连接。

在一种可选的实施方式中，所述第二级放大模块包括：第十场效应管、第十一场效应管、第十二场效应管、第十三场效应管、第六电阻以及第七电阻；

所述第十场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第十场效应管的第二端与所述固定电源连接，所述第十场效应管的第三端与所述第十一场效应管的第二端连接；

所述第十一场效应管的第一端用于接收开关信号，所述第十一场效应管的第三端分别与所述第十二场效应管的第二端以及所述第十三场效应管的第二端连接；

所述第十二场效应管的第一端作为所述第二级放大模块的第一输入端，与所述第一级放大模块的第一输出端连接，所述第十二场效应管的第三端与所述第六电阻的第一端连接；

所述第十三场效应管的第一端作为所述第二级放大模块的第二输入端，与所述第一级放大模块的第二输出端连接，所述第十三场效应管的第三端与所述第七电阻的第一端连接。

在一种可选的实施方式中，还包括：滤波开关；

所述滤波开关的第一端与所述限幅放大模块连接，所述放大后的电压信号通过所述滤波开关输出。

在一种可选的实施方式中，还包括：直通模块；

所述直通模块包括：第十四场效应管、第十五场效应管以及直通开关；

所述第十四场效应管的第二端分别与信号输入端以及所述第十五场效应管的第二端连接；

所述直通开关的第一端与所述第十五场效应管连接。

第二方面，本申请实施例提供一种数据信号处理模块，包括：第一方面中任一项所述的变压稳压电路以及比较器；

所述比较器的第一输入端与所述变压稳压电路中的直通开关以及滤波开关连接，所述比较器的第二端用于接入固定比较电压信号；

所述比较器用于，根据所述变压稳压电路中的限幅放大模块经由所述滤波开关输出的放大后的电压信号以及所述固定比较电压信号，确定数据信号并由所述比较器的输出端输出。

第三方面，本申请实施例提供一种芯片，包括：第二方面中所述的数据信号处理模块；

所述芯片用于，对输入电压信号进行平移以及放大处理，并将放大至预设的电压范围的电压信号转换为数据信号输出。

第四方面，本申请实施例提供一种数据线，包括：第三方面中所述的芯片；

所述数据线用于，对由充电设备接入的输入电压信号进行平移以及放大处理，并将放大至预设的电压范围的电压信号输出至用电设备。

第五方面，本申请实施例提供一种变压稳压方法，应用于第一方面中任一项所述的变压稳压电路，所述方法包括：

通过所述信号平移模块对接入的输入电压信号进行平移，得到上限电压和下限电压，并按照所述上限电压和所述下限电压向所述限幅放大模块发送平移信号，以使所述平移信号的电压范围位于所述上限电压和所述下限电压之间；

由所述限幅放大模块将所述平移信号放大至预设的电压范围，并通过所述限幅放大模块的输出端将放大后的电压信号输出。

本申请实施例的有益效果包括：

采用本申请实施例提供的变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片以及数据线，能够将电压变化的输入电压信号进行平移，然后放大至预设的电压范围，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中E-Marker芯片的数据信号处理模块的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的变压稳压电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的变压稳压电路的另一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的变压稳压电路的各模块的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的变压稳压电路的各模块的另一结构示意图；

图6为本申请实施例提供的变压稳压电路包含直通模块以及滤波开关的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的数据信号处理模块的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的数据信号处理模块的另一结构示意图；

图9为本申请实施例提供的芯片的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的数据线的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的变压稳压方法的步骤流程示意图。

图标：101-RC滤波器；102-数据比较器；2-数据信号处理模块；20-变压稳压电路；201-信号平移模块；202-限幅放大模块；2021-第一级放大模块；2022-第二级放大模块；203-第一滤波模块；204-第二滤波模块；205-滤波开关；206-直通模块；2061-直通开关；30-比较器；4-数据线；40-芯片。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的特征可以相互结合。

E-Marker芯片作为USB Type-C线缆的身份标签，能够用于输入/输出设备的识别以及数据传输。如图1所示，E-Marker芯片中一般包括数据信号处理模块，该模块包含电阻-电容(Resistor-Capacitance，简称RC)滤波器101以及数据比较器102，RC滤波器101将输入电压信号进行滤波后，可将滤波后的输入电压信号传输至数据比较器102，再由数据比较器102将滤波后的输入电压信号与电压固定的比较电压信号相比较，根据比较结果确定数据的值，作为输出电压信号输出。

但是，目前，如下表1所示，数据信号处理模块有多个传输模板，各个模板对应的数据传输率、电压上限、电压下限均不同。

表1数据信号处理模块的不同传输模板对照表

	第一模板	第二模板	第三模板	第四模板
					电压上限	1100mV	1200mV	790Mv	1290Mv
电压下限	25mV	0mV	-250nV	230mV
					传输率	300kb/s	270kb/s	330kb/s	330kb/s

由上表1，输入电压信号在模板不同的情况下，电压上限、电压下限会发生变化，经由RC滤波器101输出至数据比较器102的滤波后的输入电压信号的电压信号也随之发生变化。在数据比较器102输入的比较电压信号固定不变的情况下，滤波后的输入电压信号可能大于比较电压信号，也可能小于比较电压信号，根据数据比较器102的原理，这会导致输出电压信号发生错误。

基于此，申请人经研究，提出了一种变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片以及数据线，能够将电压变化的输入电压信号进行平移，然后放大至预设的电压范围，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响。

如下结合多个具体的应用示例，对本申请实施例提供的一种变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片以及数据线进行解释说明。

图2所示为本申请实施例提供的一种变压稳压电路的结构示意图，如图2所示，该变压稳压电路包括：信号平移模块201以及限幅放大模块202。

信号平移模块201的输入端用于接入输入电压信号，信号平移模块201的输出端与限幅放大模块202的输入端连接。

信号平移模块201可以是源随器，能够将前级输入的信号进行降低或升高，以提供合适的电压供后级电路使用。

信号平移模块201用于对输入电压信号进行平移，得到上限电压和下限电压，并按照上限电压和下限电压向限幅放大模块202发送平移信号，以使平移信号的电压范围位于上限电压和下限电压之间。

限幅放大模块202用于将平移信号放大至预设的电压范围，并通过限幅放大模块202的输出端将放大后的电压信号输出。

限幅放大模块202可以是限幅放大器，能够接受较宽的输入电压范围，提供边沿速度受控的、幅度固定的正发射极耦合逻辑输出电压。也就是说，限幅放大器能够在输入信号幅度超过一定的电压时，进入非线性工作区域，以使输出信号达到限幅状态。

下面，对变压稳压电路的工作流程进行详述：

首先，信号平移模块201接入输入电压信号，其中，该输入电压信号在某一时刻可以是上表1中的任一模板对应的输入电压信号，还可以在下一时刻切换至另一模板对应的输入电压信号。可以理解的是，输入电压信号的目标切换后，输入电压信号的电压上限以及电压下限随之发生变化。

然后，信号平移模块201对接入的输入电压信号进行整体平移，得到平移信号。即，对输入电压信号的电压上限、电压下限内的输入电压信号，均与一个固定电压值相加。整体平移的固定电压值的大小可以根据需要设置，示例性地，对于表1中的4种模板的输入电压信号，固定电压值可以是250nV，以将各输入电压信号整体平移为正值。

可以理解的是，将处于表1中模板对应的电压上限、电压下限的平移信号进行整体平移后，得到的平移信号也处于新的上限电压和新的下限电压范围内，新的上限电压为电压上限与上述固定电压值的和，新的下限电压为电压下限与上述固定电压值之和。

接下来，信号平移模块201将处于上限电压和下限电压范围内的平移信号传输至限幅放大模块202，由限幅放大模块202将平移信号中的过高或过低的电压信号去除，将平移信号放大到预设的电压范围，得到放大后的电压信号输出。

在本实施例中，变压稳压电路将电压上限、电压下限不同的输入电压信号经过平移、放大后，得到处于预设的电压范围的电压信号后输出，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响。

可选地，为了确保电路的安全性，如图3所示，本申请实施例提供的变压稳压电路还包括：第一滤波模块203以及第二滤波模块204。

信号平移模块201的输入端通过第一滤波模块203接入输入电压信号，信号平移模块201的输出端通过第二滤波模块204与限幅放大模块202的第一输入端连接，限幅放大模块202的第二输入端与第一滤波模块203的输出端连接。

第一滤波模块203用于滤除输入电压信号中的噪声，并将滤除噪声后的输入电压信号分别输入信号平移模块201以及限幅放大模块202。

第二滤波模块204用于滤除平移信号中的噪声，并将滤除噪声后的平移信号输入限幅放大模块202。

第一滤波模块203、第二滤波模块204可以是RC滤波器，通过谐振使电路中的高频信号衰减，以达到滤除平移信号中的噪声，也就是滤波的效果。

下面，对包含了第一滤波模块203、第二滤波模块204的变压稳压电路的工作流程进行详述：

首先，输入电压信号输入至第一滤波模块203，由第一滤波模块203对输入电压信号进行滤波处理，并将滤波后的输入电压信号输入至信号平移模块201，避免输入电压中的高频信号损伤电路中的器件。

由上述实施例，信号平移模块201将滤波后的输入电压信号整体平移，得到平移信号并传输至第二滤波模块204。

第二滤波模块204对平移后生成的平移信号再次进行滤波处理，得到滤波后的平移信号并发送至限幅放大模块202，避免平移信号中的高频信号对电路的损伤。

最后，限幅放大模块202将滤波后的平移信号放大至预设的电压范围输出。

在本实施例中，由第一滤波模块、第二滤波模块对电路中的电压信号进行两次滤波，避免了高频的电压信号对电路中器件的损伤。

可选地，如图4所示，上述信号平移模块包括：第一场效应管MOS1、第二场效应管MOS2、第三场效应管MOS3、第四场效应管MOS4以及第五场效应管MOS5。

第一场效应管MOS1的第一端用于接收偏置信号，第一场效应管MOS1的第二端与固定电源连接，第一场效应管MOS1的第三端与第二场效应管MOS2的第二端以及第三场效应管MOS3的第二端连接。

第二场效应管MOS2的第一端作为信号平移模块201的输入端，与第一滤波模块203的输出端连接，第二场效应管MOS2的第三端与第四场效应管MOS4的第二端连接。

第三场效应管MOS3的第一端作为信号平移模块201的输出端，与第二滤波模块204的输入端连接，第三场效应管MOS3的第三端与第五场效应管MOS5的第二端连接。

第四场效应管MOS4的第一端与第五场效应管MOS5的第一端连接，第四场效应管MOS4的第三端接地。

第五场效应管MOS5的第三端接地。

第一场效应管MOS1、第二场效应管MOS2、第三场效应管MOS3、第四场效应管MOS4以及第五场效应管MOS5均可以是金属氧化物半导体场效应(positive channel Metal OxideSemiconductor，简称MOS)管，其中，第一场效应管MOS1、第二场效应管MOS2、第三场效应管MOS3可以是P沟道MOS管，第四场效应管MOS4、第五场效应管MOS5可以是N沟道MOS管。

偏置信号可以是额外施加的固定电压的信号，固定电源可以是预设电压的电源，用于使第一场效应管MOS1处于导通状态。

通过向第一场效应管MOS1施加固定电源、偏置信号，使第一场效应管MOS1导通，进而依次使第二场效应管MOS2、第三场效应管MOS3，以及第四场效应管MOS4以及第五场效应管MOS5随之变化，使得第三场效应管MOS3输出的栅极电压跟随源极的变化而升高预设电压，也就是源跟随。

在本实施例中，由第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管以及第五场效应管组成的信号平移模块，通过源跟随将输入的信号整体平移，避免了负向电压对后续放大过程的影响。

可选地，继续参阅图4，第一滤波模块203包括：第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2以及第二电容C2。

第一电阻R1的第一端用于接入输入电压信号，第一电阻R1的第二端分别与第一电容C1的第一端以及第二电阻R2的第一端连接。

第一电容C1的第二端接地。

第二电阻R2的第二端作为第一滤波模块203的输出端，与第二电容C2的第一端、信号平移模块201的输入端以及限幅放大模块202的第二输入端连接。

第二电容C2的第二端接地。

第一电阻R1、第一电容C1串联可以组成第一RC滤波器，第二电阻R2、第二电容C2串联可以组成第二RC滤波器。

由于第一RC滤波器、第二RC滤波器均对输入电压信号中的高频信号存在阻碍作用，其总阻抗由第一电阻R1、第二电阻R2的电阻值，以及第一电容C1、第二电容C2的容抗决定，总阻抗随频率变化而变化。这样，当输入电压信号中包含超出第一RC滤波器、第二RC滤波器的转折频率的信号时，可以将其滤除。

在本实施例中，由第一电阻、第一电容、第二电阻以及第二电容组成两个RC滤波器，将输入电压信号中的噪声滤除，避免了高频信号对电路中后续器件的损伤。

可选地，继续参阅图4，第二滤波模块204包括：第三电阻R3以及第三电容C3。

第三电阻R3的第一端作为第二滤波模块204的输入端，与信号平移模块201连接。

第三电阻R3的第二端作为第二滤波模块204的输出端，分别与第三电容C3的第一端以及限幅放大模块202的第一输入端连接。

第三电容C3的第二端接地。

第三电阻R3、第三电容C3可以组成第三RC滤波器，由第三电阻R3、第三电容C3的容抗构成总阻抗，用于过滤输入的平移信号中的高频信号。

由于信号平移模块201将滤除噪声后的输入电压信号进行了整体向上平移，因此，平移后得到的平移信号可能包括了新的高频信号。第三电阻R3、第三电容C3能够将信号平移模块201输入的平移信号再次进行滤波，使平移信号中的高频信号衰减，得到了滤波后的平移信号，并传输至限幅放大模块202。

在本实施例中，第三电阻、第三电容构成了第二滤波模块，滤除了平移信号中的高频噪声，避免了高频噪声对电路中器件的损伤。

可选地，如图5所示，限幅放大模块202包括：第一级放大模块2021以及第二级放大模块2022。

第一级放大模块2021的第一输入端作为限幅放大模块202的第一输入端，第一级放大模块2021的第二输入端作为限幅放大模块202的第二输入端，第一级放大模块2021的第一输入端与第二滤波模块204的输出端连接，第一级放大模块2021的第三输入端与固定电源连接。

第二级放大模块2022的第一输入端与第一级放大模块2021的第一输出端连接，第二级放大模块2022的第二输入端与第一级放大模块2021的第二输出端连接，第二级放大模块2022的第三输入端与固定电源连接，第二级放大模块2022的输出端作为限幅放大模块202的输出端。

第一级放大模块2021、第二级放大模块2022可以是两级限幅放大器，由于一级放大的增益不能够达到要求，因此，限幅放大模块202采用两级限幅放大，将输入的滤波后的平移信号进行放大。

第一级放大模块2021接收来自第一滤波模块203、第二滤波模块204分别发送的电压信号，通过差分使第一级放大模块2021进入非线性工作区域，进行了第一次放大。

为使放大后的电压信号能够达到预设的电压范围，第二级放大模块2022也通过差分对由第一级放大模块2021的第一输出端、第二输出端发送的电压信号再次放大，得到了在预设的电压范围内的放大后的电压信号。

在本实施例中，通过第一级放大模块、第二级放大模块对电压信号进行两级放大，提高了电压信号的增益，使其达到预设的电压范围。

继续参阅图5，可选地，上述第一级放大模块2021包括：第六场效应管MOS6、第七场效应管MOS7、第八场效应管MOS8、第九场效应管MOS9、第四电阻R4以及第五电阻R5。

第六场效应管MOS6的第一端用于接收偏置信号，第六场效应管MOS6的第二端与固定电源连接，第六场效应管MOS6的第三端与第七场效应管MOS7的第二端连接。

第七场效应管MOS7的第一端用于接收开关信号，第七场效应管MOS7的第三端与第八场效应管MOS8的第二端以及第九场效应管MOS9的第二端连接。

第八场效应管MOS8的第一端作为第一级放大模块2021的第一输入端，与第二滤波模块2022的输出端连接，第八场效应管MOS8的第三端与第四电阻R4的第一端连接。

第九场效应管MOS9的第一端作为第一级放大模块2021的第二输入端，与第一滤波模块203的输出端连接，第九场效应管MOS9的第三端与第五电阻R5的第一端连接。

第六场效应管MOS6的第二端接入的固定电源可以与上述信号平移模块中的固定电源相同。

偏置信号可以是根据需要施加的固定电压的电压信号，用于使第六场效应管MOS6处于导通状态。

开关信号可以是数字电压信号，示例性地，开关信号为“1”时，可使第一级放大模块2021进入导通状态，开关信号为“0”时，可使第一级放大模块2021停止放大。

这样，第六场效应管MOS6接收到偏置信号的输入，第七场效应管MOS7接收到开关信号的输入后，使第八场效应管MOS8、第九场效应管MOS9导通，由第八场效应管MOS8对第二滤波模块204输入的滤波后的平移信号，第九场效应管MOS9对滤波后的输入电压信号进行差分放大，由第八场效应管MOS8的第三端、第九场效应管MOS9的第三端输出一级放大后的电压信号并传输至第二级放大模块2022。

第四电阻R4、第五电阻R5用于提供分压，避免短路。

在本实施例中，由第一级放大模块对输入的电压信号进行一次放大，提升了输入电压信号的增益。

继续参阅图5，可选地，上述第二级放大模块2022包括：第十场效应管MOS10、第十一场效应管MOS11、第十二场效应管MOS12、第十三场效应管MOS13、第六电阻R6以及第七电阻R7。

第十场效应管MOS10的第一端用于接收偏置信号，第十场效应管MOS10的第二端与固定电源连接，第十场效应管MOS10的第三端与第十一场效应管MOS11的第二端连接。

第十一场效应管MOS11的第一端用于接收开关信号，第十一场效应管MOS11的第三端分别与第十二场效应管MOS12的第二端以及第十三场效应管MOS13的第二端连接。

第十二场效应管MOS12的第一端作为第二级放大模块2022的第一输入端，与第一级放大模块2021的第一输出端连接，第十二场效应管MOS12的第三端与第六电阻R6的第一端连接。

第十三场效应管MOS13的第一端作为第二级放大模块2022的第二输入端，与第一级放大模块2021的第二输出端连接，第十三场效应管MOS13的第三端与第七电阻R7的第一端连接。

第十场效应管MOS10的第二端接入的固定电源可以与上述信号平移模块、以及第六场效应管MOS6的第二端接入的固定电源相同。

偏置信号可以是根据需要施加的固定电压的电压信号，用于使第十场效应管MOS10处于导通状态。

开关信号可以是数字电压信号，示例性地，开关信号为“1”时，可使第二级放大模块2022进入导通状态，开关信号为“0”时，可使第二级放大模块2022停止放大。

由于第一级放大模块2021进行放大后的电压增益不足以使输出的电压信号放大至预设范围，因此，可将第一放大模块2021输出的电压再次输入至第二级放大模块2022再次放大。

当第十场效应管MOS10接收偏置信号的输入，第十一场效应管MOS11接收开关信号的输入后，能够使第十二场效应管MOS12、第十三场效应管MOS13导通，放大第一级放大模块2021输入的信号，得到放大后的电压信号并输出。

第六电阻R6、第七电阻R7用于提供分压，避免短路。

在本实施例中，由第二级放大模块再次进行放大，使放大后的电压信号放大至预设的电压范围。

可选地，如图6所示，本申请实施例提供的变压稳压电路还包括：滤波开关205。

滤波开关205的第一端与限幅放大模块202连接，放大后的电压信号通过滤波开关205输出。

滤波开关205可以是由两个MOS管组成的开关，其中，P沟道MOS管作为上管，N沟道MOS管作为下管。

其中，N沟道MOS管作为下管的栅极直接接地，通过开关信号控制源极的电压，即可控制滤波开关205的打开或关断。

在本实施例中，在变压稳压电路中设置了滤波开关，以控制放大后的电压信号的输出或停止。

可选地，上述实施例中，说明了当输入电压信号为变化的信号时，变压稳压电路通过打开滤波开关，经由第一滤波模块、信号平移模块、第二滤波模块以及限幅放大模块，将输入电压信号放大至预设的电压范围。但当输入电压信号为某一模板，暂时不发生变化时，可以根据该模板调整比较器的比较电压，并将直通模块打开，使输入电压信号直接输入至比较器。

继续参阅图6，可选地，本申请实施例提供的变压稳压电路还包括：直通模块206。

直通模块206包括：第十四场效应管MOS14、第十五场效应管MOS15以及直通开关2061。

第十四场效应管MOS14的第二端分别与信号输入端以及第十五场效应管MOS15的第二端连接。

直通开关2061的第一端与第十五场效应管MOS15连接。

需要说明的是，直通开关2061与上述滤波开关205并不是同时开启的，直通开关2061的结构可以与上述滤波开关205相同，是由两个MOS管组成的开关，其中，P沟道MOS管作为上管，N沟道MOS管作为下管。

第十四场效应管MOS14、第十五场效应管MOS15可以作为静电保护(ElertroStatic Discharged，简称ESD)元件，防止输入电压信号过压或静电对电路的损伤。

当直通开关2061打开后，输入电压信号经由静电保护元件后，直接作为直通电压信号输出。

在本实施例中，通过直通模块控制不发生变化的输入电压信号直接输出，提升了信号传输的效率和灵活性。

如图7所示，本申请实施例还提供一种数据信号处理模块，包括：前述实施例中任一项中的变压稳压电路20以及比较器30。

比较器30的第一输入端与变压稳压电路20中的直通开关以及滤波开关连接，比较器30的第二端用于接入固定比较电压信号。

比较器30用于，根据变压稳压电路20中的限幅放大模块经由滤波开关输出的放大后的电压信号以及固定比较电压信号，确定数据信号并由比较器30的输出端输出。

由于放大后的电压信号处于预设的电压范围，可以据此确定固定比较电压信号。比较器30能够根据放大后的电压信号与固定比较电压信号的大小关系，输出二进制的数字信号。

如图8所示，在输入电压信号确定的情况下，固定比较电压信号也就随之确定，可以将变压稳压电路20中的直通开关打开，比较器30通过将直通电压信号与固定比较电压信号进行比较，确定数据信号。

在本实施例中，通过比较器确定了数据信号，避免了输入电压不同使数据信号产生误差，提升了数据传输的准确率。

如图9所示，本申请实施例还提供一种芯片40，包括：前述实施例中的数据信号处理模块2。

芯片40用于，对输入电压信号进行平移以及放大处理，并将放大至预设的电压范围的电压信号转换为数据信号输出。

该芯片40可以是E-Marker芯片，用于通过数据信号处理模块2中的变压稳压电路，将输入电压信号放大至预设电压范围，得到放大后的电压信号。再通过数据信号处理模块2中的比较器，将放大后的电压信号转换为数据信号输出。

在本实施例中，通过芯片将输入电压信号转换为对应的数据信号，避免了输入电压不同使数据信号产生误差，提升了数据传输的准确率。

如图10所示，本申请实施例还提供一种数据线4，包括：前述实施例中的芯片40。

数据线4用于，对由充电设备接入的输入电压信号进行平移以及放大处理，并将放大至预设的电压范围的电压信号输出至用电设备。

上述芯片40可以封装在USB Type-C线缆内，该数据线4用于连接充电设备、用电设备，通过将充电设备输入的输入电压信号转换为对应的数据信号，并传输至用电设备。

在本实施例中，数据线可以将充电设备发送的输入电压设备转换为对应的数据信号，避免了输入电压不同使数据信号产生误差，提升了数据传输的准确率。

如图11所示，本申请实施例还提供一种变压稳压方法，应用于前述实施例中任一项的变压稳压电路，方法包括如下步骤：

S501，通过信号平移模块对接入的输入电压信号进行平移，得到上限电压和下限电压，并按照上限电压和下限电压向限幅放大模块发送平移信号，以使平移信号的电压范围位于上限电压和下限电压之间。

首先，信号平移模块接入输入电压信号，然后，信号平移模块对接入的输入电压信号进行整体平移，得到平移信号。可以理解的是，将处于表1中模板对应的电压上限、电压下限的平移信号进行整体平移后，得到的平移信号也处于新的上限电压和新的下限电压范围内。

S502，由限幅放大模块将平移信号放大至预设的电压范围，并通过限幅放大模块的输出端将放大后的电压信号输出。

接下来，信号平移模块将处于上限电压和下限电压范围内的平移信号传输至限幅放大模块，由限幅放大模块将平移信号中的过高或过低的电压信号去除，将平移信号放大到预设的电压范围，得到放大后的电压信号输出。

在本实施例中，变压稳压电路将电压上限、电压下限不同的输入电压信号经过平移、放大后，得到处于预设的电压范围的电压信号后输出，避免了输入电压信号的变化对输出结果的影响。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种变压稳压电路，其特征在于，包括：信号平移模块、限幅放大模块、第一滤波模块以及第二滤波模块；

所述信号平移模块的输入端用于接入输入电压信号，所述信号平移模块的输出端与所述限幅放大模块的输入端连接；

所述信号平移模块用于对所述输入电压信号进行平移，得到上限电压和下限电压，并按照所述上限电压和所述下限电压向所述限幅放大模块发送平移信号，以使所述平移信号的电压范围位于所述上限电压和所述下限电压之间；

所述限幅放大模块用于将所述平移信号放大至预设的电压范围，并通过所述限幅放大模块的输出端将放大后的电压信号输出；

所述信号平移模块的输入端通过所述第一滤波模块接入所述输入电压信号，所述信号平移模块的输出端通过所述第二滤波模块与所述限幅放大模块的第一输入端连接，所述限幅放大模块的第二输入端与所述第一滤波模块的输出端连接；

所述第一滤波模块用于滤除所述输入电压信号中的噪声，并将滤除噪声后的输入电压信号分别输入所述信号平移模块以及所述限幅放大模块；

所述第二滤波模块用于滤除所述平移信号中的噪声，并将滤除噪声后的平移信号输入所述限幅放大模块；

所述信号平移模块包括：第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管以及第五场效应管；

所述第一场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第一场效应管的第二端与固定电源连接，所述第一场效应管的第三端与所述第二场效应管的第二端以及所述第三场效应管的第二端连接；

所述第二场效应管的第一端作为所述信号平移模块的输入端，与所述第一滤波模块的输出端连接，所述第二场效应管的第三端与所述第四场效应管的第二端连接；

所述第三场效应管的第一端作为所述信号平移模块的输出端，与所述第二滤波模块的输入端连接，所述第三场效应管的第三端与所述第五场效应管的第二端连接；

所述第四场效应管的第一端与所述第五场效应管的第一端连接，所述第四场效应管的第三端接地；

所述第五场效应管的第三端接地；

所述限幅放大模块包括：第一级放大模块以及第二级放大模块；

所述第一级放大模块的第一输入端作为所述限幅放大模块的第一输入端，所述第一级放大模块的第二输入端作为所述限幅放大模块的第二输入端，所述第一级放大模块的第一输入端与所述第二滤波模块的输出端连接，所述第一级放大模块的第三输入端与固定电源连接；

所述第二级放大模块的第一输入端与所述第一级放大模块的第一输出端连接，所述第二级放大模块的第二输入端与所述第一级放大模块的第二输出端连接，所述第二级放大模块的第三输入端与所述固定电源连接，所述第二级放大模块的输出端作为所述限幅放大模块的输出端；

所述第一级放大模块包括：第六场效应管、第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第四电阻以及第五电阻；

所述第六场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第六场效应管的第二端与所述固定电源连接，所述第六场效应管的第三端与所述第七场效应管的第二端连接；

所述第七场效应管的第一端用于接收开关信号，所述第七场效应管的第三端与所述第八场效应管的第二端以及所述第九场效应管的第二端连接；

所述第八场效应管的第一端作为所述第一级放大模块的第一输入端，与所述第二滤波模块的输出端连接，所述第八场效应管的第三端与所述第四电阻的第一端连接；

所述第九场效应管的第一端作为所述第一级放大模块的第二输入端，与所述第一滤波模块的输出端连接，所述第九场效应管的第三端与所述第五电阻的第一端连接；

所述第二级放大模块包括：第十场效应管、第十一场效应管、第十二场效应管、第十三场效应管、第六电阻以及第七电阻；

所述第十场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第十场效应管的第二端与所述固定电源连接，所述第十场效应管的第三端与所述第十一场效应管的第二端连接；

所述第十一场效应管的第一端用于接收开关信号，所述第十一场效应管的第三端分别与所述第十二场效应管的第二端以及所述第十三场效应管的第二端连接；

所述第十二场效应管的第一端作为所述第二级放大模块的第一输入端，与所述第一级放大模块的第一输出端连接，所述第十二场效应管的第三端与所述第六电阻的第一端连接；

所述第十三场效应管的第一端作为所述第二级放大模块的第二输入端，与所述第一级放大模块的第二输出端连接，所述第十三场效应管的第三端与所述第七电阻的第一端连接。

2.根据权利要求1所述的变压稳压电路，其特征在于，所述第一滤波模块包括：第一电阻、第一电容、第二电阻以及第二电容；

所述第一电阻的第一端用于接入所述输入电压信号，所述第一电阻的第二端分别与所述第一电容的第一端以及所述第二电阻的第一端连接；

所述第一电容的第二端接地；

所述第二电阻的第二端作为所述第一滤波模块的输出端，与所述第二电容的第一端、所述信号平移模块的输入端以及所述限幅放大模块的第二输入端连接；

所述第二电容的第二端接地。

3.根据权利要求1所述的变压稳压电路，其特征在于，所述第二滤波模块包括：第三电阻以及第三电容；

所述第三电阻的第一端作为所述第二滤波模块的输入端，与所述信号平移模块连接；

所述第三电阻的第二端作为所述第二滤波模块的输出端，分别与所述第三电容的第一端以及所述限幅放大模块的第一输入端连接；

所述第三电容的第二端接地。

4.根据权利要求1所述的变压稳压电路，其特征在于，还包括：滤波开关；

所述滤波开关的第一端与所述限幅放大模块连接，所述放大后的电压信号通过所述滤波开关输出。

5.根据权利要求1所述的变压稳压电路，其特征在于，还包括：直通模块；

所述直通模块包括：第十四场效应管、第十五场效应管以及直通开关；

所述第十四场效应管的第二端分别与信号输入端以及所述第十五场效应管的第二端连接；

所述直通开关的第一端与所述第十五场效应管连接。

6.一种数据信号处理模块，其特征在于，包括：权利要求1-5任一项所述的变压稳压电路以及比较器；

所述比较器的第一输入端与所述变压稳压电路中的直通开关以及滤波开关连接，所述比较器的第二端用于接入固定比较电压信号；

所述比较器用于，根据所述变压稳压电路中的限幅放大模块经由所述滤波开关输出的放大后的电压信号以及所述固定比较电压信号，确定数据信号并由所述比较器的输出端输出。

7.一种芯片，其特征在于，包括：权利要求6所述的数据信号处理模块；

所述芯片用于，对输入电压信号进行平移以及放大处理，并将放大至预设的电压范围的电压信号转换为数据信号输出。

8.一种数据线，其特征在于，包括：权利要求7所述的芯片；

所述数据线用于，对由充电设备接入的输入电压信号进行平移以及放大处理，并将放大至预设的电压范围的电压信号输出至用电设备。

9.一种变压稳压方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的变压稳压电路，所述方法包括：

通过所述第一滤波模块对输入电压信号中的噪声进行滤除，并将滤除噪声后的输入电压信号分别输入所述信号平移模块以及所述限幅放大模块；

通过所述信号平移模块对接入的输入电压信号进行平移，得到上限电压和下限电压，并按照所述上限电压和所述下限电压向所述限幅放大模块发送平移信号，以使所述平移信号的电压范围位于所述上限电压和所述下限电压之间；

通过所述第二滤波模块对所述平移信号中的噪声进行滤除，并将滤除噪声后的平移信号输入限幅放大模块；

由所述限幅放大模块将所述平移信号放大至预设的电压范围，并通过所述限幅放大模块的输出端将放大后的电压信号输出。