CN115842544A - 信号传输电路及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种信号传输电路及电子装置，信号传输电路应用于电子装置，电子装置还包括信号产生电路，信号传输电路包括升压单元、限制单元，升压单元用于对来自信号产生电路的信号输出端的第一信号的高电平进行升压，得到第二信号；限制单元在第二信号为高电平时导通，在第二信号为低电平时关断，以得到第三信号并输出至电力线VDD。根据本申请实施例的信号传输电路，原本需要专门的信号线传输的信号，可以使用电力线传输，可以减少电路的端口数量，降低电路的结构复杂度，在信号传输电路应用于电子装置时，能够降低电子装置的结构复杂度。

Description

信号传输电路及电子装置

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种信号传输电路及电子装置。

背景技术

在一些通信场景中，存在产生信号的信号发生端，以及接收信号的信号检测端。通常情况下，信号发生端和信号检测端之间需要使用专用的信号线来传输信号以实现通信。然而，考虑到电路结构、面积、尺寸等问题以及需要为信号线设置对应的端口的前提条件，使用专用的信号线会使得电路的端口相应增多，进一步使得端口的连线也增多，进而使得端口的形式，电路以及装置的结构受到一定的限制。

基于此，如何解决输出信号需要专用的信号线的问题，减少电路的端口数量，降低电路及装置的结构复杂度，成为本领域的研究热点。

发明内容

有鉴于此，提出了一种信号传输电路及电子装置，根据本申请实施例的信号传输电路，原本需要专门的信号线传输的信号，可以使用电力线传输，可以减少电路的端口数量，降低电路的结构复杂度，在信号传输电路应用于电子装置时，能够降低电子装置的结构复杂度。

第一方面，本申请的实施例提供了一种信号传输电路，所述信号传输电路应用于电子装置，所述电子装置还包括信号产生电路，所述信号传输电路包括升压单元、限制单元，所述信号产生电路的信号输出端通过所述升压单元和所述限制单元连接电力线VDD，所述升压单元用于对来自信号产生电路的信号输出端的第一信号的高电平进行升压，得到第二信号；所述限制单元在第二信号为高电平时导通，在第二信号为低电平时关断，以得到第三信号并输出至电力线VDD。

根据本申请实施例的信号传输电路，第二信号是升压单元对第一信号的高电平进行升压得到的，因此第二信号的电平信息与第一信号的电平信息相关联。限制单元在第二信号为高电平时导通，在第二信号为低电平时关断，使得第三信号可以用于指示限制单元导通和关断的情况，即第三信号的电平信息与第二信号的电平信息相关联，因此第三信号的电平信息与第一信号的电平信息也相关联。从而使得根据第三信号的电平信息可以确定第一信号的电平信息，以确定第一信号传递的信息。相比原本需要专门的信号线传输第一信号的方案，本申请实施例的信号传输电路使用电力线传输第三信号，可以减少电路的端口数量，降低电路的结构复杂度，在信号传输电路应用于电子装置时，能够降低电子装置的结构复杂度。

根据第一方面，在所述信号传输电路的第一种可能的实现方式中，当所述限制单元的输出端电压高于输入端电压时，所述限制单元关断。

通过这种方式，可以避免电流反灌入信号产生电路的信号输出端，使得信号产生电路可以在输出第一信号时不会受到电流反灌的干扰。

根据第一方面，以及第一方面的第一种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第二种可能的实现方式中，所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号的频率相同，且与所述电力线VDD输入所述信号产生电路的信号输入端的信号频率不同。

通过这种方式，使得信号传输电路通过电力线连接具有信号检测功能的其他电路时，其他电路可以根据第一信号的频率从电力线传输的信号中过滤出所需的第三信号，以便排除电力线上传输的其他信号的干扰，从而保证确定第一信号传递的信息的准确度。

根据第一方面，以及以上第一方面的任意一种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第三种可能的实现方式中，所述限制单元包括二极管，所述二极管的阳极作为输入端，连接所述升压单元，所述二极管的阴极作为输出端，连接所述电力线VDD，所述第二信号为高电平时，所述第二信号的电压值大于第一阈值，所述第一阈值根据电力线VDD的电压值与所述二极管的开启电压之和确定。

通过这种方式，使得第二信号为高电平时，二极管的阳极的电压大于二极管阴极的电压与二极管的开启电压之和，从而能使得二极管导通，以使得限制单元导通。

根据第一方面，以及以上第一方面的任意一种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第四种可能的实现方式中，所述升压单元包括电荷泵电路，所述电荷泵电路包括振荡器、反相器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第一电容、第二电容、电阻，所述振荡器的第一端连接所述电力线VDD，所述振荡器的第二端连接所述反相器的第一端、所述第一场效应管的第一极和所述第三场效应管的第一极，所述反相器的第二端连接所述第二场效应管的第一极和所述第四场效应管的第一极，所述第一场效应管的第二极连接所述第二电容的一侧极板、所述第四场效应管的第三极和所述信号产生电路的信号输出端，所述第一场效应管的第三极连接所述第二场效应管的第二极和所述第一电容的一侧极板，所述第二场效应管的第三极连接所述第二电容的另一侧极板和所述限制单元，所述第三场效应管的第二极连接地线GND，所述第三场效应管的第三极连接所述第一电容的另一侧极板和所述第四场效应管的第二极，所述电阻两端分别连接所述第二场效应管的第三极以及所述第三场效应管的第二极。

根据第一方面的第四种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第五种可能的实现方式中，所述振荡器的第二端输出低电平信号时，所述第一场效应管的第二极和第三极之间、所述第三场效应管的第二极和第三极之间导通，所述第二场效应管的第二极和第三极之间、所述第四场效应管的第二极和第三极之间关断，所述第一电容和所述第二电容用于接收所述第一信号并储存所述第一信号的能量；所述振荡器的第二端输出高电平信号时，所述第一场效应管的第二极和第三极之间、所述第三场效应管的第二极和第三极之间关断，所述第二场效应管的第二极和第三极之间、所述第四场效应管的第二极和第三极之间导通，所述第一电容和所述第二电容用于将储存的能量释放给所述限制单元，以输出所述第二信号。

通过能量存储和能量释放的过程，可以实现在第一信号是高电平时抬升第一信号的电压值以得到第二信号。使用电荷泵电路实现升压不需要电感，使得信号传输电路可以占据更小的电路面积。

根据第一方面，以及以上第一方面的任意一种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第六种可能的实现方式中，所述信号传输电路还包括控制单元、储能单元，所述信号产生电路的信号输入端连接所述储能单元，所述信号产生电路的信号输入端和所述储能单元通过所述控制单元连接所述电力线VDD，所述控制单元用于根据来自信号产生电路的信号输出端的第一信号控制所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断；所述储能单元用于在所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通时储存来自所述电力线VDD的能量，在所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间关断时释放储存的能量给所述信号产生电路的信号输入端。

通过设置控制单元和储能单元，使得除使用电力线VDD为信号产生电路供能之外，还可以使用储能单元为信号产生电路供能，使得为信号产生电路供能的方式更加灵活。

根据第一方面的第六种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第七种可能的实现方式中，所述储能单元包括至少一个电容，所述至少一个电容的一侧极板连接所述信号产生电路的信号输入端以及所述控制单元，所述至少一个电容的另一侧极板连接地线GND。

至少一个电容可以有多种连接方式，例如可以是单个电容，也可以是多个电容并联的电容阵列，使得储能单元C的结构更灵活。

根据第一方面的第六种或第七种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第八种可能的实现方式中，所述控制单元包括第五场效应管，所述第五场效应管的第一极连接所述信号产生电路的信号输出端，所述第五场效应管的第二极连接所述信号产生电路的信号输入端以及所述储能单元，所述第五场效应管的第三极连接所述电力线VDD，所述第五场效应管用于，根据来自信号产生电路的信号输出端的第一信号控制所述第五场效应管的第二极和第三极之间导通或关断，以控制所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断。

信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断，可以直接由第一信号进行控制，使得不必产生新的控制信号来控制信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断，可以降低信号传输电路的结构复杂度。

根据第一方面的第八种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第九种可能的实现方式中，所述第一信号是低电平信号时，所述第五场效应管的第二极和第三极之间导通，所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通；所述第一信号是高电平信号时，所述第五场效应管的第二极和第三极之间关断，所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间关断。

第一信号是低电平信号时，第三信号输出到电力线VDD可能使得电力线VDD的电压值不变或变化幅度较小，通过设置控制单元，使得电力线VDD的电压值不变或变化较小时，使用电力线VDD为信号产生电路供能，同时为储能单元提供能量。第一信号是高电平信号时，第三信号输出到电力线VDD可能使得电力线VDD的电压值升高，通过设置控制单元，使得电力线VDD的电压值较高时，由使用电力线VDD为信号产生电路供能切换为使用储能单元为信号产生电路供能，保证信号产生电路不会因接收到过高的电压而损坏。通过这种方式，可以降低信号产生电路的损坏概率，延长信号产生电路的使用寿命。

根据第一方面的第六种至第九种可能的实现方式中的任意一种可能的实现方式，在所述信号传输电路的第十种可能的实现方式中，使用焊盘将所述储能单元设置在所述信号传输电路的封装外壳上。

通过将储能单元引出集成在封装外壳之上，可以减小电路的面积，降低电路厚度。

第二方面，本申请的实施例提供了一种电子装置，包括上述第一方面或者第一方面的多种可能的实现方式中的一种或几种的信号传输电路，以及信号产生电路。

本申请的这些和其他方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出现有技术的信号传输方式的一个示例。

图2示出现有技术的充放电保护电路的示例性结构示意图。

图3示出根据本申请实施例的信号传输电路的示例性应用场景。

图4示出根据本申请实施例的信号传输电路301的一种示例性结构示意图。

图5a示出根据本申请实施例的第一信号S1的示例性波形的示意图。

图5b示出根据本申请实施例的第二信号S2的示例性波形的示意图。

图5c示出根据本申请实施例的第三信号S3的示例性波形的示意图。

图6示出根据本申请实施例的升压单元的示例性结构示意图。

图7示出根据本申请实施例的电荷泵电路的一种等效电路。

图8示出根据本申请实施例的电荷泵电路的另一种等效电路。

图9示出根据本申请实施例的信号传输电路301的另一种示例性结构示意图。

图10示出根据本申请实施例的储能单元C的设置方式的一个示例。

图11示出根据本申请实施例的电子装置30的示例性结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

以下对本申请中可能出现的术语进行解释。

电力线通信(power line communication，PLC)：利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。

电荷泵(charge pump)：也称为开关电容式电压变换器，是一种直流-直流转换器，利用电容器作为储能元件，可以用来产生比输入电压大的输出电压。

焊盘(pad)：元器件封装中的引脚,在实际应用中使用焊锡将电阻、电容、电感、芯片等元器件的引脚和焊盘连接在一起，使得电阻、电容、电感、芯片实现电气连接。

下面介绍现有技术的信号传输方案。图1示出现有技术的信号传输方式的一个示例。

如图1所示，电池系统包括信号发生端，信号发生端可以是设置在电池系统内部的监控传感器等芯片，例如，信号发生端可以是充放电保护电路，可以连接电力线VDD、地线GND，产生指示电池充放电电流大小的输出信号。信号发生端还连接信号线的一端，该输出信号由信号线输出。信号线的另一端连接信号检测端(未示出)，用于检测接收到的信号，根据信号的波形等确定信号包括的信息。其中，电池系统和信号检测端可以设置在同一电子装置中。

图2示出现有技术的充放电保护电路的示例性结构示意图。如图2所示，充放电保护电路包括检测器、控制器、过放控制管和过充控制管。检测器连接锂电池正极、电力线VDD、地线GND和控制器，控制器还连接过放控制管和过充控制管，过放控制管还连接地线GND、锂电池负极和过充控制管，过充控制管还连接信号线。

检测器可以用于检测锂电池的充电电流和放电电流，并产生相应的电压信号输出给控制器。控制器用于对来自检测器的电压信号进行模数转换得到对应的数字信号，并输出给过放控制管和过充控制管。当充电电流过大时，响应于数字信号，过充控制管关断以切断充电回路；当放电电流过大时，响应于数字信号，过放控制管关断以切断充电回路。从而避免充电电流或放电电流过大对电池造成损伤，达到保护电池的目的。

充放电保护电路正常工作时产生的信号，例如检测器产生的电压信号，还输出至电池系统外部。由于电池系统外壳屏蔽电磁波信号，因此信号无法直接通过无线方式传出，需要通过有线方式传输。因此，现有技术提出使用专用的信号线，使得充放电保护电路产生的信号可以输出到专用的信号线上。然而，使用这一信号传输方案的电池系统，在系统外壳上，需要为信号线增设新的端口，导致端口数量增加，并且电池系统内部的布线也更多，对电池系统的结构规模以及结构复杂度造成了一定影响。

为了解决上述技术问题，本申请提供一种信号传输电路及电子装置，根据本申请实施例的信号传输电路，原本需要专门的信号线传输的信号，可以使用电力线传输，可以减少电路的端口数量，降低电路的结构复杂度，在信号传输电路应用于电子装置时，能够降低电子装置的结构复杂度。

图3示出根据本申请实施例的信号传输电路的示例性应用场景。如图3所示，本申请实施例的信号传输电路301可以设置在电子装置30中，信号传输电路301分别连接电力线VDD以及地线GND。电子装置30还设置有基于现有技术的信号产生电路302，信号产生电路302连接地线GND，并且通过信号传输电路301连接电力线VDD，以接收电力线VDD传输的信号V1，信号V1用于为信号产生电路302供能，其电压值可例如等于4.6V。信号产生电路302接收到信号V1时产生第一信号S1。

第一信号S1可以输出至信号传输电路301，信号传输电路301根据第一信号S1可以产生第三信号S3。第三信号S3可以通过电力线VDD传输。在此情况下，电力线VDD上同时传输信号V1和第三信号S3。电力线VDD还可以连接信号检测电路(未示出)，信号检测电路可以设置在电子装置30内部或外部，信号检测电路可以通过滤波方式从电力线VDD上传输的信号(V1和S3)中过滤出第三信号S3，从而能根据第三信号S3的波形情况确定第一信号S1的电平信息。

在一种可能的实现方式中，信号传输电路301、信号产生电路302可以设置在电子装置的电池系统内部，信号检测电路可以设置在电子装置的电池系统外部。例如信号产生电路302可以是基于现有技术的、用于检测充放电电流的电路，可例如完成图2中的检测器的功能，第一信号S1可以是指示充放电电流大小情况的检测信号，即图2的相关描述中的检测器产生的电压信号。本领域技术人员应理解，第一信号S1也可以是图2的充放电保护电路能够产生的其他信号，本申请实施例对于第一信号S1的具体产生方式不作限制。

在一种可能的实现方式中，信号传输电路301、信号产生电路302可以设置在电子装置内部，信号检测电路可以设置在电子装置外部。例如信号产生电路302可以是基于现有技术的、用于产生语音信号的电路，第一信号S1可以是语音信号。

本领域技术人员应理解，电子装置30、信号产生电路302、第一信号S1可不限于上述示例。只要能够满足电子装置30至少连接电力线VDD以及地线GND，信号产生电路302可以产生第一信号S1即可，本申请对于电子装置30、信号产生电路302、第一信号S1的具体形式不作限制。

图4示出根据本申请实施例的信号传输电路301的一种示例性结构示意图。

如图4所示，信号传输电路301应用于电子装置30，电子装置30还包括信号产生电路302，信号传输电路301包括升压单元E、限制单元D，信号产生电路302的信号输出端out通过升压单元E和限制单元D连接电力线VDD。

升压单元E用于对来自信号产生电路302的信号输出端out的第一信号S1的高电平进行升压，得到第二信号S2。图5a和图5b分别示出根据本申请实施例的第一信号S1、第二信号S2的示例性波形的示意图。如图5a所示，第一信号S1是低电平时，第一信号S1的电压值可以等于0，第一信号S1是高电平时，第一信号S1的电压值可以等于V_S1。如图5b所示，第二信号S2是低电平时，第二信号S2的电压值可以等于0，第二信号S2是高电平时，第二信号S2的电压值可以等于V_S2。V_S2可以大于V_S1。

限制单元D在第二信号S2为高电平时导通，在第二信号S2为低电平时关断，以得到第三信号S3并输出至电力线VDD。图5c示出根据本申请实施例的第三信号S3的示例性波形的示意图。如图5c所示，第三信号S3是低电平时，第三信号S3的电压值可以等于0，第三信号S3是高电平时，第三信号S3的电压值可以等于V_S3。

根据本申请实施例的信号传输电路，第二信号是升压单元对第一信号的高电平进行升压得到的，因此第二信号的电平信息与第一信号的电平信息相关联。限制单元在第二信号为高电平时导通，在第二信号为低电平时关断，使得第三信号可以用于指示限制单元导通和关断的情况，即第三信号的电平信息与第二信号的电平信息相关联，因此第三信号的电平信息与第一信号的电平信息也相关联。从而使得根据第三信号的电平信息可以确定第一信号的电平信息，以确定第一信号传递的信息。相比原本需要专门的信号线传输第一信号的方案，本申请实施例的信号传输电路使用电力线传输第三信号，可以减少电路的端口数量，降低电路的结构复杂度，在信号传输电路应用于电子装置时，能够降低电子装置的结构复杂度。

举例来说，如图4所示，升压单元E的e1端可以连接限制单元D的d1端和电力线VDD，升压单元E的e2端可以连接信号产生电路302的gnd端和地线GND，升压单元E的e3端可以连接信号产生电路302的信号输出端out，升压单元E的e4端可以连接限制单元的d2端。第一信号S1可以由信号产生电路302的信号输出端out输出，由升压单元E的e3端接收；第二信号S2可以由升压单元E的e4端输出，由限制单元D的d2端接收；第三信号S3可以由限制单元D的d1端输出，由电力线VDD接收。

本领域技术人员应理解，第一信号S1、第二信号S2、第三信号S3的电压值不限于上述示例，实际应用中电压值可能会存在一些波动，例如第一信号S1是低电平时，电压值可以是接近于0V的其他数值，例如0-0.8V之间，第一信号S1是低电平时，第一信号S1、第二信号S2、第三信号S3的波形也会相应变化。本申请对于第一信号S1、第二信号S2、第三信号S3的电压值和波形不作限制。

在一种可能的实现方式中，第一信号S1、第二信号S2、第三信号S3的频率相同，且与电力线VDD输入信号产生电路302的信号输入端的信号频率不同。

举例来说，升压单元根据第一信号S1得到第二信号S2的过程可以不涉及频率的变化，因此第一信号S1和第二信号S2可以具有相同的频率。限制单元根据第二信号S2得到第三信号S3的过程可以不涉及频率的变化，因此第二信号S2和第三信号S3可以具有相同的频率。可以得出，第一信号S1、第二信号S2、第三信号S3的频率相同。

结合上文图3的相关描述可知，电力线VDD上同时传输信号V1和第三信号S3，其中，信号V1与第一信号S1的电平信息是没有关联的。在此基础上，为了确定第一信号S1的电平信息，可以设置第一信号S1的频率与电力线VDD输入信号产生电路302的信号输入端的信号(即信号V1)的频率不同，这样，第三信号S3的频率和信号V1的频率也不同，电力线VDD连接的、电子装置30之外的信号检测电路可以根据第一信号S1的频率，通过滤波的方式，从电力线VDD上传输的信号中过滤出与第一信号S1的频率相同的第三信号S1。

通过这种方式，使得信号传输电路通过电力线连接具有信号检测功能的其他电路时，其他电路可以根据第一信号的频率从电力线传输的信号中过滤出所需的第三信号，以便排除电力线上传输的其他信号的干扰，从而保证确定第一信号传递的信息的准确度。

图6示出根据本申请实施例的升压单元的示例性结构示意图。

如图6所示，在一种可能的实现方式中，升压单元E包括电荷泵电路，电荷泵电路包括振荡器Z、反相器F、第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4、第一电容C1、第二电容C2、电阻，

振荡器Z的第一端z1连接电力线VDD，振荡器Z的第二端z2连接反相器F的第一端f1、第一场效应管M1的第一极m11和第三场效应管M3的第一极m31，反相器F的第二端f2连接第二场效应管M2的第一极m21和第四场效应管M4的第一极m41和信号产生电路302的信号输出端out，第一场效应管M1的第二极m12连接第二电容C2的一侧极板c21、第四场效应管M4的第三极m43，第一场效应管M1的第三极m13连接第二场效应管M2的第二极m22和第一电容C1的一侧极板c11，第二场效应管M2的第三极m23连接第二电容C2的另一侧极板c22和限制单元D，第三场效应管M3的第二极m32连接地线GND，第三场效应管M3的第三极m33连接第一电容C1的另一侧极板c12和第四场效应管M4的第二极m42。电阻(未示出)两端分别连接第二场效应管M2的第三极m23以及第三场效应管M3的第二极m32。

其中，振荡器Z用于，通过z1端接收电力线VDD提供的电压信号(即信号V1)，根据接收到的电压信号产生第一脉冲信号，并通过z2端输出给第一场效应管M1、第三场效应管M3以及反相器F。

反相器F用于，通过f1端接收来自振荡器Z的第一脉冲信号，根据第一脉冲信号产生与脉冲信号相位相反的第二脉冲信号，并输出给第二场效应管M2、第四场效应管M4。在此情况下，第一脉冲信号是低电平时，第二脉冲信号必然是高电平，第一脉冲信号是高电平时，第二脉冲信号必然是低电平。

在一种可能的实现方式中，振荡器Z的第二端z2输出低电平信号时，第一场效应管M1的第二极m12和第三极m13之间、第三场效应管M3的第二极m32和第三极m33之间导通，第二场效应管M2的m22和第三极m23之间、第四场效应管M4的m42和第三极m43之间关断，第一电容C1和第二电容C2用于接收第一信号S1并储存所述第一信号S1的能量；

振荡器Z的第二端z2输出高电平信号时，第一场效应管M1的第二极m12和第三极m13之间、第三场效应管M3的第二极m32和第三极m33之间关断，第二场效应管M2的m22和第三极m23之间、第四场效应管M4的m42和第三极m43之间导通，第一电容C1和第二电容C2用于将储存的能量释放给限制单元D，以输出第二信号S2。

通过能量存储和能量释放的过程，可以实现在第一信号是高电平时抬升第一信号的电压值以得到第二信号。使用电荷泵电路实现升压不需要电感，使得信号传输电路可以占据更小的电路面积。

举例来说，第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4可以是相同沟道(均为P沟道或均为N沟道)的场效应管，在此情况下，在第一脉冲信号使得第一场效应管M1的第二极m12和第三极m13之间、第三场效应管M3的第二极m32和第三极m33之间导通(或关断)的同时，第二脉冲信号使得第二场效应管M2的第二极m22和第三极m23之间、第四场效应管M4的第二极m42和第三极m43之间关断(或导通)。

下面以第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4是P沟道的场效应管为例，结合图4-8对升压单元接收第一信号S1并输出第二信号S2的过程进行示例性描述。这一过程可分两个阶段来完成。

第一阶段中，第一信号S1分别为第一电容C1和第二电容C2充能。如图6所示，振荡器Z产生的第一脉冲信号是低电平信号时，使得第一场效应管M1和第三场效应管M3导通，第二脉冲信号是高电平信号，使得第二场效应管M2和第四场效应管M4关断，电荷泵电路可等效为如图7所示的等效电路。其中，在图7中，连接第二场效应管M2的第三极m23以及第三场效应管M3的第二极m32的电阻使用RL来表示。结合图6可知，升压单元连接信号产生电路302的out端以接收第一信号S1，升压单元还连接地线GND，在此情况下，第一信号S1将以电荷的形式存储在第一电容C1和第二电容C2上。

第二阶段中，第一电容C1和第二电容C2释放储存的能量产生第二信号S2。如图6所示，振荡器Z产生的第一脉冲信号是高电平信号时，使得第二场效应管M2和第四场效应管M4导通，第二脉冲信号是低电平信号，使得第一场效应管M1和第三场效应管M3关断，电荷泵电路可等效为如图8所示的等效电路。连接第二场效应管M2的第三极m23以及第三场效应管M3的第二极m32的电阻在图8中使用RL来表示。结合图6可知，升压单元连接信号产生电路302的out端以接收第一信号S1，升压单元还连接地线GND，在此情况下，第一阶段中在第一电容C1和第二电容C2上存储的电荷，将以第二信号S2的形式输出到限制单元D。

其中，第一电容C1和第二电容C2的容量以及电阻RL的阻值可以预先设置，使得第二信号S2是高电平时限制单元导通，例如第二信号S2的电压值大于电力线VDD的电压值与限制单元的开启电压之和；使得第二信号S2是低电平时限制单元关断，例如第二信号S2的电压值小于或等于电力线VDD的电压值与限制单元D的开启电压之和。

本领域技术人员应理解，电荷泵电路可以不限于上述结构，例如可以去掉反相器且将第二场效应管M2和第四场效应管M4设置为与第一场效应管M1和第三场效应管M3不同类型，例如设置第一场效应管M1和第三场效应管M3是P沟道的场效应管，设置第二场效应管M2和第四场效应管M4是N沟道的场效应管。本申请对于电荷泵的结构不作限制。

本领域技术人员应理解，升压单元可以不限于上述电荷泵，例如可以是直流-直流转换器BOOST等，只要能够满足可以对来自信号产生电路的信号输出端的第一信号的高电平进行升压得到第二信号，使得限制单元在第二信号为高电平时导通，在第二信号为低电平时关断即可，本申请对于升压单元的具体结构不作限制。

在一种可能的实现方式中，当限制单元D的输出端电压高于输入端电压时，限制单元D关断。

由上文图4的相关描述可知，信号产生电路302的信号输出端out通过升压单元E和限制单元D连接电力线VDD，因此，电力线VDD上的电流是有可能通过限制单元D和升压单元E灌入信号产生电路302的信号输出端out的。为了防止这一电流反灌现象的产生，可以设置限制单元D的输出端电压高于输入端电压时，限制单元D关断，在此情况下，不会出现方向为从限制单元D的输出端到输入端的电流，即限制单元D的输入端不会有电流输出，信号产生电路302的信号输出端out不会有电流输入。

通过这种方式，可以避免电流反灌入信号产生电路的信号输出端，使得信号产生电路可以在输出第一信号时不会受到电流反灌的干扰。

在一种可能的实现方式中，限制单元D包括二极管，二极管的阳极作为输入端，连接升压单元E，二极管的阴极作为输出端，连接电力线VDD，第二信号S2为高电平时，第二信号S2的电压值大于第一阈值，第一阈值根据电力线VDD的电压值与二极管的开启电压之和确定。

通过这种方式，使得第二信号为高电平时，二极管的阳极的电压大于二极管阴极的电压与二极管的开启电压之和，从而能使得二极管导通，以使得限制单元导通。

举例来说，限制单元D可以具有一定的开启电压，使得在输出端电压值大于输入端电压值与开启电压之和时，输入端与输出端之间导通(限制单元导通)，输出端电压值小于或等于输入端电压值与开启电压之和时，输入端与输出端之间关断(限制单元关断)。

限制单元D可以是二极管，在此情况下，限制单元D的开启电压可以是0.7V，限制单元D的输出端、输入端，可以分别是二极管的阴极、阳极。本领域技术人员应理解，限制单元D是二极管时，开启电压可以不限于0.7V，本申请对于限制单元D的开启电压的具体数值不作限制。限制单元D可以不限于二极管，只要满足输出端电压值与输入端电压值之差大于开启电压时，使得限制单元导通，输出端电压值与输入端电压值之差小于或等于开启电压时，使得限制单元关断即可，本申请对限制单元D的具体结构不作限制。

图9示出根据本申请实施例的信号传输电路301的另一种示例性结构示意图。

如图9所示，在一种可能的实现方式中，信号传输电路301还包括控制单元K、储能单元C，信号产生电路302的信号输入端vdd连接储能单元C，信号产生电路302的信号输入端vdd和所述储能单元C通过控制单元K连接电力线VDD。

控制单元K用于根据来自信号产生电路302的信号输出端out的第一信号S1控制信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间导通或关断。其中，信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间的通断状态由第一信号S1的电平高低确定。例如第一信号S1时低电平信号时，信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间导通，第一信号S1时高电平信号时，信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间关断。

储能单元C用于在信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间导通时储存来自电力线VDD的能量，在信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间关断时释放储存的能量给信号产生电路302的信号输入端vdd。

通过设置控制单元和储能单元，使得除使用电力线VDD为信号产生电路供能之外，还可以使用储能单元为信号产生电路供能，使得为信号产生电路供能的方式更加灵活。

举例来说，如图9所示，储能单元C的c1端可以连接信号产生电路302的信号输入端vdd和控制单元K的k1端，储能单元C的c2端可以连接信号产生电路302的gnd端、升压单元E的e2端和地线GND；控制单元K的k2端可以连接升压单元E的e1端、限制单元D的d1端和电力线VDD，控制单元K的k3端可以连接信号产生电路302的信号输出端out和升压单元E的e3端。来自电力线VDD的能量可以是信号V1的能量。在信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间导通时，信号V1可以由电力线VDD输出，经控制单元K的k2端、k1端输出到信号产生电路302的信号输入端vdd以及储能单元C的c1端。在信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间关断时，储能单元C储存的能量可以由储能单元C的c1端输出给信号产生电路302的信号输入端vdd。

在一种可能的实现方式中，储能单元C包括至少一个电容，至少一个电容的一侧极板连接信号产生电路302的信号输入端vdd以及控制单元K，至少一个电容的另一侧极板连接地线GND。

至少一个电容可以有多种连接方式，例如可以是单个电容，也可以是多个电容并联的电容阵列，使得储能单元C的结构更灵活。

本领域技术人员应理解，储能单元可以有多种结构，只要能够满足被充能以及供能的功能，且供能时使得被供能的一方(本示例中是信号产生电路302)可以正常工作即可，本申请对于储能单元C的具体结构和参数不作限制。

进一步地，由于本申请的信号传输电路的储能单元包括电容或电容阵列，电容的面积通常较大，会影响到电路本身的结构和尺寸，使得电路尺寸较大、较厚。在一种可能的实现方式中，本申请提出使用焊盘将储能单元C设置在信号传输电路的封装外壳上。图10示出根据本申请实施例的储能单元C的设置方式的一个示例。

通过将储能单元引出集成在封装外壳之上，可以减小电路的面积，降低电路厚度。

在一种可能的实现方式中，控制单元包括第五场效应管，第五场效应管的第一极连接信号产生电路302的信号输出端out，第五场效应管的第二极连接信号产生电路302的信号输入端vdd以及储能单元C，第五场效应管的第三极连接电力线VDD，第五场效应管用于，根据来自信号产生电路302的信号输出端out的第一信号S1控制第五场效应管的第二极和第三极之间导通或关断，以控制信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间导通或关断。

举例来说，第五场效应管可以是导电沟道的宽长比足够大的P沟道场效应管，在此情况下，控制单元K的k1端、k2端、k3端，可以分别连接第五场效应管的第一极、第二极、第三极，即分别连接P沟道场效应管的源极(或漏极)、漏极(或源极)、栅极。控制单元的k1端与k2端之间导通，也即P沟道场效应管导通时，k1端与k2端之间电阻几乎为0，也即源漏电阻几乎为0；控制单元的k1端与k2端之间关断，也即P沟道场效应管关断时，k1端与k2端之间电流几乎为0，也即源漏电流几乎为0。

信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断，可以直接由第一信号进行控制，使得不必产生新的控制信号来控制信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断，可以降低信号传输电路的结构复杂度。

在一种可能的实现方式中，第一信号S1是低电平信号时，第五场效应管的第二极和第三极之间导通，信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间导通；第一信号是高电平信号时，第五场效应管的第二极和第三极之间关断，信号产生电路302的信号输入端vdd和电力线VDD之间关断。

第一信号是低电平信号时，第三信号输出到电力线VDD可能使得电力线VDD的电压值不变或变化幅度较小，通过设置控制单元，使得电力线VDD的电压值不变或变化较小时，使用电力线VDD为信号产生电路供能，同时为储能单元提供能量。第一信号是高电平信号时，第三信号输出到电力线VDD可能使得电力线VDD的电压值升高，通过设置控制单元，使得电力线VDD的电压值较高时，由使用电力线VDD为信号产生电路供能切换为使用储能单元为信号产生电路供能，保证信号产生电路不会因接收到过高的电压而损坏。通过这种方式，可以降低信号产生电路的损坏概率，延长信号产生电路的使用寿命。

本领域技术人员应理解，控制单元K也可以包括其他类型的开关，只要满足根据来自信号产生电路的信号输出端的第一信号控制信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断即可，本申请对控制单元K的具体类型不作限制。

下面结合图4-图8介绍本申请实施例的信号传输电路301的一种示例性工作流程。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，在电力线VDD上没有信号传输时，信号产生电路302未使能，信号产生电路302的信号输出端out没有信号输出。在电力线VDD上开始传输信号V1时，信号V1直接传输到信号产生电路302的信号输入端vdd，使得信号产生电路302使能，可以产生第一信号S1并通过信号输出端out输出。第一信号S1的示例参见图5a。

如图5a所示，第一信号S1是低电平时，第一信号S1输出至升压单元E，以第一信号S1是低电平时电压值为0为例，在此情况下，参见图6和图7，第一阶段中升压单元E的第一电容C1和第二电容C2上储存电荷量是0，参见图6和图8，第二阶段中第一电容C1和第二电容C2释放的电荷量也是0，因此第二信号S2电压值也等于0。第二信号S2的示例参见图5b。第二信号S2电压值等于0时，限制单元D的d2端电压值等于0，限制单元的d1端电压值等于信号V1的电压值V₁，例如等于4.6V，因此d2端电压值小于d1端电压值，限制单元的d1端和d2端之间关断，在d1端输出电压值等于0的第三信号S3，第三信号S3是低电平。第三信号S3的示例参见图5c。可以得出，第一信号S1是低电平时，第三信号S3也是低电平。

以限制单元D的开启电压等于0.7V为例，如图5a所示，第一信号S1是高电平时，第一信号S1输出至升压单元E，以第一信号S1是高电平信号时电压值为V_S1为例，在此情况下，参见图6和图7，第一阶段中第一信号S1在升压单元E的第一电容C1和第二电容C2上以电荷形式储存，第二阶段中第一电容C1和第二电容C2释放储存的电荷，使得第二信号S2电压值V_S2大于电力线VDD电压值与开启电压之和(V_S2>V₁+0.7)。第二信号S2的示例参见图5b。限制单元的d2端电压值等于V_S2，限制单元的d1端电压值等于V₁，由于V_S2>V₁+0.7，因此限制单元的d1端和d2端之间导通，在d1端输出第三信号S3，第三信号S3的电压值V_S3等于d2端电压值与开启电压之差(V_S2-0.7)。由于V_S2>V₁+0.7，因此V_S2-0.7>V₁，信号V1的电压值V₁例如等于4.6V，因此信号第三S3的电压值V_S3例如大于4.6V，第三信号S3是高电平信号。第三信号S3的示例参见图5c。可以得出，第一信号S1是高电平时，第三信号S3也是高电平。

下面结合图5a-图9介绍本申请实施例的信号传输电路301的另一种示例性工作流程。

在一种可能的实现方式中，如图9所示，在电力线VDD上没有信号传输时，控制单元K的k1端和k2端之间可自适应处于导通状态。在此情况下，在电力线VDD上开始传输信号V1时，信号V1直接通过导通的控制单元K传输到信号产生电路302的vdd端，使得信号产生电路302使能，可以产生第一信号S1并通过out端输出。第一信号S1的示例参见图5a。同时，信号V1还通过导通的控制单元K传输至储能单元C，使得储能单元C开始储存电荷。

如图5a所示，第一信号S1是低电平时，第一信号S1输出至控制单元K，以使得控制单元K保持导通，在此情况下，储能单元C继续储存电荷。第一信号S1还输出至升压单元E，以第一信号S1是低电平时电压值为0为例，在此情况下，参见图6和图7，第一阶段中升压单元E的第一电容C1和第二电容C2上储存电荷量是0，第二阶段中升压单元E的第一电容C1和第二电容C2释放的电荷量也是0，因此第二信号S2电压值也等于0。第二信号S2的示例参见图5b。第二信号S2电压值等于0时，限制单元的d2端电压值等于0，限制单元的d1端电压值等于信号V1的电压值V₁，例如等于4.6V，因此d2端电压值小于d1端电压值，限制单元的d1端和d2端之间关断，在d1端输出电压值等于0的第三信号S3，第三信号S3是低电平。第三信号S3的示例参见图5c。可以得出，第一信号S1是低电平时，第三信号S3也是低电平。

以限制单元的开启电压等于0.7V为例，如图5a所示，第一信号S1是高电平时，第一信号S1输出至控制单元K，以使得控制单元K保持关断。在此情况下，储能单元C开始释放电荷，以为信号产生电路302供能，使得信号产生电路302可以继续输出第一信号S1。第一信号S1还输出至升压单元E。以第一信号S1是高电平信号时电压值为V_S1为例，在此情况下，参见图6和图7，第一阶段中第一信号S1在升压单元E的第一电容C1和第二电容C2上以电荷形式储存，第二阶段中第一电容C1和第二电容C2释放储存的电荷，使得第二信号S2电压值V_S2大于电力线VDD电压值与开启电压之和(V_S2>V₁+0.7)。第二信号S2的示例参见图5b。限制单元的d2端电压值等于V_S2，限制单元的d1端电压值等于V₁，由于V_S2>V₁+0.7，因此限制单元的d1端和d2端之间导通，在d1端输出第三信号S3，第三信号S3的电压值V_S3等于d2端电压值与开启电压之差(V_S2-0.7)。由于V_S2>V₁+0.7，因此V_S2-0.7>V₁，信号V1的电压值V₁例如等于4.6V，因此第三信号S3的电压值V_S3例如大于4.6V，第三信号S3是高电平。第三信号S3的示例参见图5c。可以得出，第一信号S1是高电平时，第三信号S3也是高电平。

图11示出根据本申请实施例的电子装置30的示例性结构示意图。

如图11所示，在一种可能的实现方式中，本申请还提出一种电子装置30，包括以上所述的信号传输电路301，以及信号产生电路302。

本申请的电子装置30可以包括手机、可折叠电子设备、平板电脑、桌面型计算机、膝上型计算机、手持计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personalcomputer，UMPC)、上网本、蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、增强现实(augmented reality，AR)设备、虚拟现实(virtual reality，VR)设备、人工智能(artificial intelligence,AI)设备、可穿戴式设备、车载设备、智能家居设备、或智慧城市设备中的至少一种。本申请实施例对该电子装置的具体类型不作特殊限制。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其它变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (12)

1.一种信号传输电路，所述信号传输电路应用于电子装置，所述电子装置还包括信号产生电路，其特征在于，所述信号传输电路包括升压单元、限制单元，所述信号产生电路的信号输出端通过所述升压单元和所述限制单元连接电力线VDD，

所述升压单元用于对来自信号产生电路的信号输出端的第一信号的高电平进行升压，得到第二信号；

所述限制单元在第二信号为高电平时导通，在第二信号为低电平时关断，以得到第三信号并输出至电力线VDD。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，当所述限制单元的输出端电压高于输入端电压时，所述限制单元关断。

3.根据权利要求1或2所述的电路，其特征在于，所述第一信号、所述第二信号、所述第三信号的频率相同，且与所述电力线VDD输入所述信号产生电路的信号输入端的信号频率不同。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电路，其特征在于，所述限制单元包括二极管，所述二极管的阳极作为输入端，连接所述升压单元，所述二极管的阴极作为输出端，连接所述电力线VDD，

所述第二信号为高电平时，所述第二信号的电压值大于第一阈值，所述第一阈值根据电力线VDD的电压值与所述二极管的开启电压之和确定。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的电路，其特征在于，所述升压单元包括电荷泵电路，所述电荷泵电路包括振荡器、反相器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第一电容、第二电容、电阻，

所述振荡器的第一端连接所述电力线VDD，所述振荡器的第二端连接所述反相器的第一端、所述第一场效应管的第一极和所述第三场效应管的第一极，所述反相器的第二端连接所述第二场效应管的第一极和所述第四场效应管的第一极，所述第一场效应管的第二极连接所述第二电容的一侧极板、所述第四场效应管的第三极和所述信号产生电路的信号输出端，所述第一场效应管的第三极连接所述第二场效应管的第二极和所述第一电容的一侧极板，所述第二场效应管的第三极连接所述第二电容的另一侧极板和所述限制单元，所述第三场效应管的第二极连接地线GND，所述第三场效应管的第三极连接所述第一电容的另一侧极板和所述第四场效应管的第二极，所述电阻两端分别连接所述第二场效应管的第三极以及所述第三场效应管的第二极。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，

所述振荡器的第二端输出低电平信号时，所述第一场效应管的第二极和第三极之间、所述第三场效应管的第二极和第三极之间导通，所述第二场效应管的第二极和第三极之间、所述第四场效应管的第二极和第三极之间关断，所述第一电容和所述第二电容用于接收所述第一信号并储存所述第一信号的能量；

所述振荡器的第二端输出高电平信号时，所述第一场效应管的第二极和第三极之间、所述第三场效应管的第二极和第三极之间关断，所述第二场效应管的第二极和第三极之间、所述第四场效应管的第二极和第三极之间导通，所述第一电容和所述第二电容用于将储存的能量释放给所述限制单元，以输出所述第二信号。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电路，其特征在于，所述信号传输电路还包括控制单元、储能单元，所述信号产生电路的信号输入端连接所述储能单元，所述信号产生电路的信号输入端和所述储能单元通过所述控制单元连接所述电力线VDD，

所述控制单元用于根据来自信号产生电路的信号输出端的第一信号控制所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断；

所述储能单元用于在所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通时储存来自所述电力线VDD的能量，在所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间关断时释放储存的能量给所述信号产生电路的信号输入端。

8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述储能单元包括至少一个电容，所述至少一个电容的一侧极板连接所述信号产生电路的信号输入端以及所述控制单元，所述至少一个电容的另一侧极板连接地线GND。

9.根据权利要求7或8所述的电路，其特征在于，所述控制单元包括第五场效应管，所述第五场效应管的第一极连接所述信号产生电路的信号输出端，所述第五场效应管的第二极连接所述信号产生电路的信号输入端以及所述储能单元，所述第五场效应管的第三极连接所述电力线VDD，

所述第五场效应管用于，根据来自信号产生电路的信号输出端的第一信号控制所述第五场效应管的第二极和第三极之间导通或关断，以控制所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通或关断。

10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，

所述第一信号是低电平信号时，所述第五场效应管的第二极和第三极之间导通，所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间导通；

所述第一信号是高电平信号时，所述第五场效应管的第二极和第三极之间关断，所述信号产生电路的信号输入端和电力线VDD之间关断。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的电路，其特征在于，使用焊盘将所述储能单元设置在所述信号传输电路的封装外壳上。

12.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述的信号传输电路，以及信号产生电路。

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