CN115145343B - 变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片及数据线 - Google Patents
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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及数据线，涉及集成电路领域。包括：限幅放大模块以及共模信号提取模块；限幅放大模块的第一输入端用于接入输入电压信号，限幅放大模块的第一输出端与共模信号提取模块的第一输入端连接，限幅放大模块的第二输出端与共模信号提取模块的第二输入端连接，限幅放大模块的第二输入端与共模信号提取模块的输出端连接；共模信号提取模块用于，根据限幅放大模块输入的放大信号，生成反馈信号；限幅放大模块用于，根据反馈信号以及输入电压信号，生成共模电压信号。能够提取得到共模电压信号，由于共模电压信号作为定值输出，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响。
Description
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，提供了一种变压稳压电路、方法、数据信号处理模块芯片及数据线，其能够由限幅放大模块提取得到共模电压信号。由于共模电压信号作为定值输出，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响。
本申请的实施例可以这样实现：
第一方面，本申请实施例提供一种变压稳压电路，包括：限幅放大模块以及共模信号提取模块；
所述限幅放大模块的第一输入端用于接入输入电压信号，所述限幅放大模块的第一输出端与所述共模信号提取模块的第一输入端连接，所述限幅放大模块的第二输出端与所述共模信号提取模块的第二输入端连接，所述限幅放大模块的第二输入端与所述共模信号提取模块的输出端连接；
所述共模信号提取模块用于，根据所述限幅放大模块输入的放大信号，生成反馈信号并输入至所述限幅放大模块，所述放大信号为由限幅放大模块放大至预设的电压范围的电压信号；
所述限幅放大模块用于，根据所述反馈信号以及所述输入电压信号，生成共模电压信号并输出，所述共模电压信号为电压值为预设电压值的电压信号。
在一种可选的实施方式中，还包括：第一滤波模块；
所述限幅放大模块的第一输入端通过所述第一滤波模块接入所述输入电压信号。
在一种可选的实施方式中，所述共模信号提取模块包括：运放模块以及第二滤波模块；
所述第二滤波模块的第一输入端作为所述共模信号提取模块的第一输入端，所述第二滤波模块的第二输入端作为所述共模信号提取模块的第二输入端，所述第二滤波模块的第一输入端与所述限幅放大模块的第一输出端连接，所述第二滤波模块的第二输入端与所述限幅放大模块的第二输出端连接，所述第二滤波模块的第一输出端与所述运放模块的第一输入端连接，所述第二滤波模块的第二输出端与所述运放模块的第二输入端连接；
所述运放模块的输出端作为所述共模信号提取模块的输出端，与所述限幅放大模块的第二输入端连接，所述运放模块的第三输入端与固定电源连接。
在一种可选的实施方式中，所述第二滤波模块包括：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与所述第一电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端作为所述第二滤波模块的第一输入端，与所述限幅放大模块的第一输出端连接；
所述第一电容的第一端与所述运放模块以及所述第一电容的第二端均与所述运放模块的第一输入端连接；
所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第一端以及所述运放模块的第二输入端连接，所述第二电阻的第二端作为所述第二滤波模块的第二输入端，与所述限幅放大模块的第二输出端连接；
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与所述第一电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端作为所述第二滤波模块的第一输入端，与所述限幅放大模块的第一输出端连接；
所述第一电容的第一端与所述运放模块以及所述第一电容的第二端均与所述运放模块的第一输入端连接；
所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第一端以及所述运放模块的第二输入端连接，所述第二电阻的第二端作为所述第二滤波模块的第二输入端，与所述限幅放大模块的第二输出端连接；
所述第二电容的第二端接地。
在一种可选的实施方式中，所述第一滤波模块包括：第三电阻、第三电容、第四电阻以及第四电容；
所述第三电阻的第一端用于接入所述输入电压信号，所述第三电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端以及所述第四电阻的第一端连接；
所述第三电容的第二端接地；
所述第四电阻的第二端作为所述第一滤波模块的输出端，与所述第四电容的第一端以及所述限幅放大模块的第一输入端连接；
所述第四电容的第二端接地。
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一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第一输出端，所述第二级放大模块的输出端作为所述限幅放大模块的第二输出端。
在一种可选的实施方式中，所述第一级放大模块包括：第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第十场效应管、第五电阻以及第六电阻；
所述第七场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第七场效应管的第二端与所述固定电源连接，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连接；
所述第八场效应管的第一端用于接收开关信号，所述第八场效应管的第三端与所述第九场效应管的第二端以及所述第十场效应管的第二端连接；
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，与所述共模信号提取模块的输出端连接，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；
所述第十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，与所述第一滤波模块的输出端连接，所述第十场效应管的第三端与所述第六电阻的第一端连接。
在一种可选的实施方式中，所述第二级放大模块包括：第十一场效应管、第十二场效应管、第十三场效应管、第十四场效应管、第七电阻以及第八电阻；
所述第十一场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第十一场效应管的第二端与所述固定电源连接，所述第十一场效应管的第三端与所述第十二场效应管的第二端连接；
所述第十二场效应管的第一端用于接收开关信号，所述第十二场效应管的第三端分别与所述第十三场效应管的第二端以及所述第十四场效应管的第二端连接；
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，所述第十三场效应管的第三端作为所述第二级放大模块的第一输出端，与所述第七电阻的第一端以及所述共模信号提取模块的第一输入端连接；
所述第十四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，所述第十四场效应管的第三端作为所述第二级放大模块的第二输出端，与所述第八电阻的第一端以及所述共模信号提取模块的第二输入端连接。
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的输出端连接，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输出的共模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：第二方面中的数据信号处理模块；
所述芯片用于，根据所述输入电压信号，确定共模电压信号，并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：第三方面中的芯片；
所述数据线用于，根据充电设备接入的输入电压信号，确定共模电压信号，并转换为数据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：
由共模信号提取模块根据限幅放大模块输入的放大信号，生成反馈信号并输入至所述限幅放大模块，所述放大信号为由限幅放大模块放大至预设的电压范围的电压信号；
由所述限幅放大模块根据所述反馈信号以及所述输入电压信号，生成共模电压信号并输出，所述共模电压信号为电压值为预设电压值的电压信号。
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及数据线，限幅放大模块能够根据共模信号反馈的信号以及输入电压信号，确定输入电压信号的中心共模点，提取得到共模电压信号并输出。由于共模电压信号的电压值为预设电压值，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响，提升了数据传输的准确率。
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中器件连接的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的变压稳压电路的各模块中器件连接的另一结构示意图；
图7为本申请实施例提供的变压稳压电路的各模块中器件连接的另一结构示意图；
图8为本申请实施例提供的变压稳压电路的各模块中器件连接的另一结构示意图；
图9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10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11为本申请实施例提供的芯片的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的数据线的结构示意图；
图13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-限幅放大模块；2011-第一级放大模块；2012-第二级放大模块；202-共模信号提取模块；2021-第二滤波模块；2022-运放模块；203-第一滤波模块；204-滤波开关；205-直通模块；2051-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
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及数据线，能够由限幅放大模块提取得到共模电压信号并输出，达到了将变化的输入电压信号转换为预设电压值的共模电压信号的效果，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响，提升了数据传输的准确率。
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：限幅放大模块201以及共模信号提取模块202。
限幅放大模块201的第一输入端用于接入输入电压信号，限幅放大模块201的第一输出端与共模信号提取模块202的第一输入端连接，限幅放大模块201的第二输出端与共模信号提取模块202的第二输入端连接，限幅放大模块201的第二输入端与共模信号提取模块202的输出端连接。
共模信号提取模块202用于，根据限幅放大模块201输入的放大信号，生成反馈信号并输入至限幅放大模块201，放大信号为由限幅放大模块201放大至预设的电压范围的电压信号。
共模信号提取模块202可以包含运算放大器，能够对放大信号进行数字运算，共模信号提取模块202能够通过运算放大器产生提供限幅放大模块201差分输入的反馈信号。
限幅放大模块201用于，根据反馈信号以及输入电压信号，生成共模电压信号并输出，共模电压信号为电压值为预设电压值的电压信号。
限幅放大模块201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，限幅放大模块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。并且，由上表可知，输入电压信号为电压上限、电压下限范围内的电压信号。
然后，由限幅放大模块201对输入电压信号进行放大、整形，由限幅放大器的工作原理可知，限幅放大模块201可将输入电压信号放大至预设的电压范围。
接下来，由共模信号提取模块202的第一输入端接收限幅放大模块201的第一输出端输出的电压信号，由共模信号提取模块202的第二输入端接收限幅放大模块201的第二输出端输出的电压信号，根据两个输入端输入的差分的电压信号，得到反馈信号并输出至限幅放大模块201的第二输入端。
这样，限幅放大模块201再次对第一输入端提供的输入电压信号，第二输入端提供的反馈信号的差值进行放大，得到共模电压信号并输出。需要说明的是，共模电压信号并不是一个范围内的电压信号，而是电压值为预设电压值的电压信号。
在本实施例中，由限幅放大模块根据共模信号提取模块反馈的信号以及输入电压信号，提取得到共模电压信号并输出。由于共模电压信号的电压值为预设电压值，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响，提升了数据传输的准确率。
可选地，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。
限幅放大模块201的第一输入端通过第一滤波模块203接入输入电压信号。
第一滤波模块203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限幅放大模块201。
然后，由共模信号提取模块202将根据限幅放大模块201的输入，生成反馈信号并传输至限幅放大模块201的第二输入端。
最后，由限幅放大模块201对输入电压信号、反馈信号的差值进行放大，得到共模电压信号并输出。
在本实施例中，由第一滤波模块对电路中的电压信号进行滤波，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，本申请实施例提供的变压稳压电路还包括：运放模块2022以及第二滤波模块2021。
第二滤波模块2021的第一输入端作为共模信号提取模块202的第一输入端，第二滤波模块2021的第二输入端作为共模信号提取模块202的第二输入端，第二滤波模块2021的第一输入端与限幅放大模块201的第一输出端连接，第二滤波模块2021的第二输入端与限幅放大模块201的第二输出端连接，第二滤波模块2021的第一输出端与运放模块2022的第一输入端连接，第二滤波模块2021的第二输出端与运放模块2022的第二输入端连接。
运放模块2022的输出端作为共模信号提取模块202的输出端，与限幅放大模块201的第二输入端连接，运放模块2022的第三输入端与固定电源连接。
第二滤波模块2021也可以是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。
运放模块2022可以是运算放大器，能够对放大信号进行差分、数字运算。
下面，对包含了运放模块2022、第二滤波模块2021的变压稳压电路的工作流程进行详述：
输入电压信号输入至第一滤波模块203后，由第一滤波模块203进行滤波后，输入至限幅放大模块201的第一输入端。
限幅放大模块201对滤波后的输入电压信号进行放大，由两个输出端分别输出经过限幅放大模块201进行放大后，电压值等于预设的电压范围的电压上限、电压下限的两个电压信号。第二滤波模块2021的两个输入端分别与限幅放大模块201的两个输出端连接，分别对输入的电压信号进行滤波后，输入至运放模块2022。
运放模块2022通过对第二滤波模块2021输入的两个电压进行差分处理，确定电压上限、电压下限的差值对应的电压信号，将该电压信号作为反馈信号输入至限幅放大模块201的第二输入端。
最后，由限幅放大模块201根据反馈信号、输入电压信号的差值，生成电压值为预设电压值的电压信号，作为共模电压信号输出。可选地，预设电压值可以为处于输入电压信号的电压上限、电压下限的中间的某一值。
在本实施例中，由第二滤波模块进行滤波，避免了高频的电压信号对电路中器件的损伤。再由运放模块提取反馈信号，为限幅放大模块的第二输入端提供差分信号，以使限幅放大模块能够准确地提取出共模电压信号。
可选地，如图5所示，上述第二滤波模块2021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的第一端与第一电容C1的第一端连接，第一电阻R1的第二端作为第二滤波模块2021的第一输入端，与限幅放大模块201的第一输出端连接。
第一电容C1的第一端与运放模块2022以及第一电容C1的第二端均与运放模块2022的第一输入端连接。
第二电阻R2的第一端与第二电容C2的第一端以及运放模块2022的第二输入端连接，第二电阻R2的第二端作为第二滤波模块2021的第二输入端，与限幅放大模块201的第二输出端连接。
第二电容C2的第二端接地。
第一电阻R1、第一电容C1可以组成第一RC滤波器，第二电阻R2、第二电容C2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，当由限幅放大模块的两个输出端输出的电压信号中，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，可以分别由第一RC滤波器、第二RC滤波器将其滤除，然后分别将过滤后的电压信号输入至运放模块的两个输入端。
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，将限幅放大模块输出的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，如图6所示，上述运放模块包括：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、第五场效应管MOS5以及第六场效应管MOS6。
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的第二端作为运放模块2022的第三输入端，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的第一端作为运放模块2022的第一输入端，与第二滤波模块2021的第一输出端连接，第二场效应管MOS2的第三端分别与第四场效应管MOS4的第二端与第六场效应管MOS6的第一端连接。
第三场效应管MOS3的第一端作为运放模块2022的第二输入端，与第二滤波模块2021的第二输出端连接，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。
第六场效应管MOS6的第三端作为运放模块2022的输出端，与限幅放大模块201的第二输入端连接。
第二场效应管MOS2的第一端作为运放模块2022的第一输入端，第三场效应管MOS3的第一端作为运放模块2022的第二输入端，从第二滤波模块2021的第一输出端、第二输出端分别接收滤波后的电压信号，作为运放模块2022的差分输入。
第一场效应管MOS1接收的固定电源输入的电压信号、偏置信号，使第一场效应管MOS1导通，进一步根据第二场效应管MOS2、第三场效应管MOS3接收的差分输入的电压信号，使第四场效应管MOS4、第五场效应管MOS5导通，进而由第六场效应管MOS6的第二端将进行差分处理后的反馈信号，输入至限幅放大模块201的第二输入端。
需要说明的是，第六场效应管MOS6输出的反馈信号为电压值为定值的电压信号。
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、第五场效应管以及第六场效应管组成运放模块，提取反馈信号并输入至限幅放大模块，为限幅放大模块提供准确的差分信号。
继续参阅图6，第一滤波模块包括：第三电阻R3、第三电容C3、第四电阻R4以及第四电容C4。
第三电阻R3的第一端用于接入输入电压信号，第三电阻R3的第二端分别与第三电容C3的第一端以及第四电阻R4的第一端连接。
第三电容C3的第二端接地。
第四电阻R4的第二端作为第一滤波模块203的输出端，与第四电容C4的第一端以及限幅放大模块201的第一输入端连接。
第四电容C4的第二端接地。
第三电阻R3、第三电容C3串联可以组成第三RC滤波器，第四电阻R4、第四电容C4串联可以组成第四RC滤波器。
由于第三RC滤波器、第四RC滤波器均对输入电压信号中的高频信号存在阻碍作用，其总阻抗由第三电阻R3、第四电阻R4的电阻值，以及第三电容C3、第四电容C4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三RC滤波器、第四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，由第三电阻、第三电容、第四电阻以及第四电容组成两个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，如图7所示，上述限幅放大模块包括：第一级放大模块2011以及第二级放大模块2012。
第一级放大模块2011的第一输入端作为限幅放大模块201的第一输入端，第一级放大模块2011的第二输入端作为限幅放大模块201的第二输入端，第一级放大模块2011的第一输入端与第一滤波模块203的输出端连接，第一级放大模块2011的第三输入端与固定电源连接。
第二级放大模块2012的第一输入端与第一级放大模块2011的第一输出端连接，第二级放大模块2012的第二输入端与第一级放大模块2011的第二输出端连接，第二级放大模块2012的第三输入端与固定电源连接，第二级放大模块2012的输出端作为限幅放大模块201的第一输出端，第二级放大模块2012的输出端作为限幅放大模块201的第二输出端。
第一级放大模块2011、第二级放大模块2012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201采用两级限幅放大，将输入的输入电压信号进行放大。
第一级放大模块2011通过第一输入端接收的输入电压信号、第二输入端接收的反馈信号后，将这两个电压信号作为差分信号，进行差分、放大处理后，经由第一级放大模块2011的第一输出端、第二输出端，分别输入至第二级放大模块2012的第一输入端、第二输入端。
然后，第二级放大模块2012再次对第一级放大模块2011输入的电压信号进行差分、放大处理，得到电压值为预设电压值的共模电压信号。
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7，可选地，第一级放大模块2011包括：第七场效应管MOS7、第八场效应管MOS8、第九场效应管MOS9、第十场效应管MOS10、第五电阻R5以及第六电阻R6。
第七场效应管MOS7的第一端用于接收偏置信号，第七场效应管MOS7的第二端与固定电源连接，第七场效应管MOS7的第三端与第八场效应管MOS8的第二端连接。
第八场效应管MOS8的第一端用于接收开关信号，第八场效应管MOS8的第三端与第九场效应管MOS9的第二端以及第十场效应管MOS10的第二端连接。
第九场效应管MOS9的第一端作为第一级放大模块2011的第二输入端，与共模信号提取模块202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。
第十场效应管MOS10的第一端作为第一级放大模块2011的第一输入端，与第一滤波模块203的输出端连接，第十场效应管MOS10的第三端与第六电阻R6的第一端连接。
第七场效应管MOS7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的电压值相同。
偏置信号可以是根据需要施加的固定电压的电压信号，用于使第七场效应管MOS7处于导通状态。
开关信号可以是输入的数字电压信号，示例性地，开关信号为“1”时，可使第一级放大模块2011进入导通状态，开关信号为“0”时，可使第一级放大模块2011停止放大。
第七场效应管MOS7接收到偏置信号的输入，第八场效应管MOS8接收到开关信号的输入后，处于导通状态，进一步使第九场效应管MOS9、第十场效应管MOS10进入工作状态，根据输入的差分信号进行差分、放大，并由第九场效应管MOS9的第三端、第十场效应管MOS10的第三端，分别输出至第二级放大模块2012的第一输入端、第二输入端。
第五电阻R5、第六电阻R6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。
可选地，继续参阅图7，上述第二级放大模块包括：第十一场效应管MOS11、第十二场效应管MOS12、第十三场效应管MOS13、第十四场效应管MOS14、第七电阻R7以及第八电阻R8。
第十一场效应管MOS11的第一端用于接收偏置信号，第十一场效应管MOS11的第二端与固定电源连接，第十一场效应管MOS11的第三端与第十二场效应管MOS12的第二端连接。
第十二场效应管MOS12的第一端用于接收开关信号，第十二场效应管MOS12的第三端分别与第十三场效应管MOS13的第二端以及第十四场效应管MOS14的第二端连接。
第十三场效应管MOS13的第一端作为第二级放大模块2012的第一输入端，与第一级放大模块2011的第一输出端连接，第十三场效应管MOS13的第三端作为第二级放大模块2012的第一输出端，与第七电阻R7的第一端以及共模信号提取模块202的第一输入端连接。
第十四场效应管MOS14的第一端作为第二级放大模块2012的第二输入端，与第一级放大模块2011的第二输出端连接，第十四场效应管MOS14的第三端作为第二级放大模块2012的第二输出端，与第八电阻R8的第一端以及共模信号提取模块202的第二输入端连接。
偏置信号可以是根据需要施加的固定电压的电压信号，用于使第十二场效应管MOS12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2012进入导通状态，开关信号为“0”时，可使第二级放大模块2012停止放大。
由于第一级放大模块2011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，可将第一级放大模块2011输出的电压再次输入至第二级放大模块2012再次放大。
第二级放大模块2012的第一输入端、第二输入端接收由第一级放大模块2011接收的第二输出端、第二输出端提供的差分信号，再次进行放大，得到共模电压信号，并将共模电压信号由第二级放大模块输出。
在本实施例中，由第二级放大模块再次进行放大，得到了共模电压信号，从而达到了将变化的输入电压信号转换为电压值为预设电压值的共模电压信号的效果。
可选地，如图8所示，本申请实施例提供的变压稳压电路还包括：滤波开关204。
滤波开关204的第一端与限幅放大模块201连接，放大后的电压信号通过滤波开关204输出。
滤波开关204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204的打开或关断。
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、限幅放大模块、共模信号提取模块，将输入电压信号放大至电压值为预设电压值的共模电压信号。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，并将直通模块中的直通开关打开，使输入电压信号直接输入至比较器。
继续参阅图8，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205。
直通模块205包括：第十五场效应管MOS15、第十六场效应管MOS16以及直通开关2051。
第十五场效应管MOS15的第二端分别与信号输入端以及第十六场效应管MOS16的第二端连接。
直通开关2051的第一端与第十六场效应管MOS16连接。
需要说明的是，直通开关2051与上述滤波开关204并不是同时开启的，直通开关2051的结构可以与上述滤波开关204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。
第十五场效应管MOS15、第十六场效应管MOS16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2051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。
如图9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的输出端连接，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输出的共模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的电压值为预设电压值，可以据此确定固定比较电压信号。比较器30能够根据共模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10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，通过比较器根据共模电压信号或输入电压信号与固定电压信号的比较，生成了数据信号，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11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，根据输入电压信号，确定共模电压信号，并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，将输入电压信号转换为电压值为预设电压值的共模电压信号。再通过数据信号处理模块2中的比较器，根据共模电压信号、固定电压信号，生成数据信号并输出。
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12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，根据充电设备接入的输入电压信号，确定共模电压信号，并转换为数据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。
可选地，如图13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，该方法包括如下步骤：
S501，由共模信号提取模块根据限幅放大模块输入的放大信号，生成反馈信号并输入至限幅放大模块。
放大信号为由限幅放大模块放大至预设的电压范围的电压信号。
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限幅放大模块201。
然后，由共模信号提取模块202将根据限幅放大模块的输入，生成反馈信号并传输至限幅放大模块的第二输入端。
S502，由限幅放大模块根据反馈信号以及输入电压信号，生成共模电压信号并输出。
共模电压信号为电压值为预设电压值的电压信号。
限幅放大模块根据反馈信号、输入电压信号的差值，生成电压值为预设电压值的电压信号，作为共模电压信号输出。可选地，预设电压值可以为处于输入电压信号的电压上限、电压下限的中间的某一值。
在本实施例中，由限幅放大模块根据共模信号反馈的信号以及输入电压信号，提取得到共模电压信号并输出。由于共模电压信号的电压值为预设电压值，避免了输入电压信号共模电平的变化对输出结果的影响，提升了数据传输的准确率。
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 (13)
1.一种变压稳压电路，其特征在于，包括：限幅放大模块以及共模信号提取模块；
所述限幅放大模块的第一输入端用于接入输入电压信号，所述限幅放大模块的第一输出端与所述共模信号提取模块的第一输入端连接，所述限幅放大模块的第二输出端与所述共模信号提取模块的第二输入端连接，所述限幅放大模块的第二输入端与所述共模信号提取模块的输出端连接；其中，所述限幅放大模块为限幅放大器，用于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；
所述共模信号提取模块用于，根据所述限幅放大模块输入的放大信号，生成反馈信号并输入至所述限幅放大模块，所述放大信号为由限幅放大模块放大至预设的电压范围的电压信号；
所述限幅放大模块用于，对所述第一输入端提供的输入电压信号和所述第二输入端提供的反馈信号的差值进行放大，得到预设的共模电压信号并输出。
2.根据权利要求1所述的变压稳压电路，其特征在于，还包括：第一滤波模块；
所述限幅放大模块的第一输入端通过所述第一滤波模块接入所述输入电压信号。
3.根据权利要求1所述的变压稳压电路，其特征在于，所述共模信号提取模块包括：运放模块以及第二滤波模块；
所述第二滤波模块的第一输入端作为所述共模信号提取模块的第一输入端，所述第二滤波模块的第二输入端作为所述共模信号提取模块的第二输入端，所述第二滤波模块的第一输入端与所述限幅放大模块的第一输出端连接，所述第二滤波模块的第二输入端与所述限幅放大模块的第二输出端连接，所述第二滤波模块的第一输出端与所述运放模块的第一输入端连接，所述第二滤波模块的第二输出端与所述运放模块的第二输入端连接；
所述运放模块的输出端作为所述共模信号提取模块的输出端，与所述限幅放大模块的第二输入端连接，所述运放模块的第三输入端与固定电源连接。
4.根据权利要求3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与所述第一电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端作为所述第二滤波模块的第一输入端，与所述限幅放大模块的第一输出端连接；
所述第一电容的第一端与所述运放模块以及所述第一电容的第二端均与所述运放模块的第一输入端连接；
所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第一端以及所述运放模块的第二输入端连接，所述第二电阻的第二端作为所述第二滤波模块的第二输入端，与所述限幅放大模块的第二输出端连接；
所述第二电容的第二端接地。
5.根据权利要求3所述的变压稳压电路，其特征在于，所述运放模块包括：第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管以及第六场效应管；
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作为所述运放模块的第三输入端，与所述固定电源连接，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运放模块的第一输入端，与所述第二滤波模块的第一输出端连接，所述第二场效应管的第三端分别与所述第四场效应管的第二端与所述第六场效应管的第一端连接；
所述第三场效应管的第一端作为所述运放模块的第二输入端，与所述第二滤波模块的第二输出端连接，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；
所述第六场效应管的第三端作为所述运放模块的输出端，与所述限幅放大模块的第二输入端连接。
6.根据权利要求2所述的变压稳压电路，其特征在于，所述第一滤波模块包括：第三电阻、第三电容、第四电阻以及第四电容；
所述第三电阻的第一端用于接入所述输入电压信号，所述第三电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端以及所述第四电阻的第一端连接；
所述第三电容的第二端接地；
所述第四电阻的第二端作为所述第一滤波模块的输出端，与所述第四电容的第一端以及所述限幅放大模块的第一输入端连接；
所述第四电容的第二端接地。
7.根据权利要求2所述的变压稳压电路，其特征在于，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一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第一输出端，所述第二级放大模块的输出端作为所述限幅放大模块的第二输出端。
8.根据权利要求7所述的变压稳压电路，其特征在于，所述第一级放大模块包括：第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第十场效应管、第五电阻以及第六电阻；
所述第七场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第七场效应管的第二端与所述固定电源连接，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连接；
所述第八场效应管的第一端用于接收开关信号，所述第八场效应管的第三端与所述第九场效应管的第二端以及所述第十场效应管的第二端连接；
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，与所述共模信号提取模块的输出端连接，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；
所述第十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，与所述第一滤波模块的输出端连接，所述第十场效应管的第三端与所述第六电阻的第一端连接。
9.根据权利要求7所述的变压稳压电路，其特征在于，所述第二级放大模块包括：第十一场效应管、第十二场效应管、第十三场效应管、第十四场效应管、第七电阻以及第八电阻；
所述第十一场效应管的第一端用于接收偏置信号，所述第十一场效应管的第二端与所述固定电源连接，所述第十一场效应管的第三端与所述第十二场效应管的第二端连接；
所述第十二场效应管的第一端用于接收开关信号，所述第十二场效应管的第三端分别与所述第十三场效应管的第二端以及所述第十四场效应管的第二端连接；
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，所述第十三场效应管的第三端作为所述第二级放大模块的第一输出端，与所述第七电阻的第一端以及所述共模信号提取模块的第一输入端连接；
所述第十四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，所述第十四场效应管的第三端作为所述第二级放大模块的第二输出端，与所述第八电阻的第一端以及所述共模信号提取模块的第二输入端连接。
10.一种数据信号处理模块，其特征在于，包括：权利要求1-9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的输出端连接，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输出的共模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。
11.一种芯片，其特征在于，包括：权利要求10所述的数据信号处理模块；
所述芯片用于，根据所述输入电压信号，确定共模电压信号，并转换为数据信号输出。
12.一种数据线，其特征在于，包括：权利要求11所述的芯片；
所述数据线用于，根据充电设备接入的输入电压信号，确定共模电压信号，并转换为数据信号输出至用电设备。
13.一种变压稳压方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的变压稳压电路，所述方法包括：
由共模信号提取模块根据限幅放大模块输入的放大信号，生成反馈信号并输入至所述限幅放大模块，所述放大信号为由限幅放大模块放大至预设的电压范围的电压信号；
由所述限幅放大模块根据第一输入端提供的输入电压信号和第二输入端提供的反馈信号的差值进行放大，得到预设的共模电压信号并输出。
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