CN201955777U - 一种数据交换设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数据交换设备，包括第一电子装置和第二电子装置，第一电子装置的电源输出端通过电源线连接第二电子装置的电源输入端，第一电子装置的数据接口通过数据线连接第二电子装置的数据接口，第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，所述数据交换设备还包括控制单元，所述控制单元串联在所述电源线上，用于在所述第一电子装置的电源输出端输出低电平或低电压时，截止所述电源线的信号导通。本实用新型实施例还提供了另外一种数据交换设备，每种数据交换设备都保证了数据线上的电压不被电源线拉低，保障数据发送设备和数据接收设备稳定通信。

Description

一种数据交换设备

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种数据交换设备及成像数据交换设备。

背景技术

在电子电路技术领域，常涉及到两个或两个以上的不同电子装置之间的数据通信问题，一般的解决办法为，参阅图1，一种数据交换设备，包括第一电子装置、第二电子装置，在第一电子装置和第二电子装置之间设置电源线Vcc、时钟线CLK、数据线DATA和地线GND等连接线，第一电子装置和第二电子装置通过这些连接线实现两装置之间的数据交换。

例如，将图1所示的连接结构应用于成像装置和成像盒芯片之间的数据交换，具体结构如图2所示，成像装置和成像盒芯片通过电源线Vcc、时钟线CLK、数据线DATA和地线GND组成一成像数据交换设备，其中地线GND为参考0电位，V为电源，成像装置中的数据线DATA的数据接口P1通过一上拉电阻R1和内部电源V相连。成像盒芯片内部的数据线DATA的数据接口与电源线Vcc的输入端连有一过压保护单元，该过压保护单元具有单向导通功能，例如二极管。正常操作时，数据接口P1、P2通过数据线DATA进行双向的数据交换，当P1口不执行任何数据操作时，被上拉电阻R1置于高电位稳态；但也会出现DATA线上的电压陡增的不可预料的情况，当高于电源线Vcc上的电压一定量时，就会导通过压保护单元，使得数据线DATA上的正电荷流向电源线Vcc，进而降低了数据线DATA上的电压，起到了过压保护的作用。

但是，在成像装置和成像盒芯片的实际通信过程中会出现成像装置控制电源线Vcc输出为0电位或低电压的情况，又由于过压保护单元的导通阻抗非常小，远小于上拉电阻R1的阻值，这样，易导致数据线DATA上的电位或电压被拉为0电位或低电压；而预实现两者之间的有效通信，数据线DATA上的电位或电压必定不能被电源线Vcc上的电压拉的过低。因此，若采用图2所示的成像设备结构以实现成像装置和成像盒芯片之间的通信，则易导致成像装置和成像盒芯片之间的数据交换中断，进而造成成像装置不能识别成像盒芯片，最终影响成像装置的成像操作。

参阅图3，成像装置和成像盒芯片除了通过时钟线CLK、数据线DATA、地线GND等连接线相连接外，还包括一电源模块V2，其中，电源模块V2为向成像盒芯片独立供电的电源模块。成像盒芯片的数据接口与电源模块V2输出端之间串联有一过压保护单元，该过压保护单元具有单向导通功能，例如二极管。正常操作时，P1、P2通过DATA线进行双向的数据交换，当P1口不执行任何数据操作时，被上拉电阻R1置于高电位稳态；但也会出现数据线DATA上的电压陡增的情况，当数据线DATA上的电压高于电源模块V2一定量时，这时就会导通过压保护单元，使得数据线DATA上的正电荷流向电源模块V2，进而降低了DATA线上的电压，起到了过压保护的作用。当然，V2除了可向成像盒芯片独立供电外，还可向成像盒芯片以及成像装置同时供电，此时成像装置内的电源V就不存在了。电源模块V2可独立于成像装置和成像盒芯片之外，也可集成于成像盒芯片中，或集成于成像装置中，在此不做详细描述。

但是，在成像装置和成像盒的数据交换过程中会出现电源模块V2断电的情况，又由于过压保护单元的导通阻抗非常小，远小于上拉电阻R1的阻值，这样易导致数据线DATA上的电位或电压被拉为0电位或低电压；而欲实现两者间的有效通信，必定要求DATA线上的电压不能随电源模块V2的电压变化而变化。因此，若采用图3所述的电子电路结构以期实现成像装置和成像盒芯片之间的数据交换，则易导致成像装置和成像盒芯片之间的数据交换中断，进而造成成像装置不能识别成像盒，最终影响成像装置的成像操作的后果。

在对现有技术的研究和实践过程中，本实用新型的发明人发现，在现有数据交换设备上不做太大变化，又满足数据线DATA上的电压不会被电源线Vcc上的电压拉低的数据交换设备。

实用新型内容

本实用新型实施例提供数据线上的电压不会被被电源线上的电压拉低的一种数据交换设备。

一种数据交换设备，包括第一电子装置和第二电子装置，

第一电子装置的电源输出端通过电源线连接第二电子装置的电源输入端，

第一电子装置的数据接口通过数据线连接第二电子装置的数据接口，

第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，

所述数据交换设备还包括控制单元，所述控制单元串联在所述电源线上，用于在所述第一电子装置的电源输出端输出低电平或低电压时，截止所述电源线的信号导通。

所述控制单元包括，导通方向为由第一电子装置的电源输出端到第二电子装置的电源输入端的单向导通元件。

所述单向导通元件为二极管。

所述控制单元包括三端开关元件，所述三端开关元件的开关端串联在所述电源线上，所述三端开关元件的控制端接收控制信号，所述控制信号来自第一电子装置，第二电子装置或外接电子装置，当所述第一电子装置的电源输出端输出低电平或低电压时，根据所述控制信号，控制所述开关端之间断开。

所述三端开关元件为三极管。

所述控制单元设置于所述第一电子装置或第二电子装置中。

所述第一电子装置为成像装置，所述第二电子装置为成像盒芯片。

一种数据交换设备，包括第一电子装置，第二电子装置和独立于所述第一电子装置和第二电子装置的电源模块，

第一电子装置的数据接口通过数据线连接第二电子装置的数据接口，

第二电子装置的电源输入端通过电源线连接电源模块的电源输出端，

第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，所述数据交换设备还包括控制单元，所述控制单元串联在所述电源线上，用于在所述电源模块的电源输出端输出低电平或低电压时，截止所述电源线的信号导通。

所述的低电压为0V左右的电压，0V左右的电压即为低电平0。

本实用新型实施例采用将控制单元设置在第一电子装置或第二电子装置上，或者将控制单元串联在电源线Vcc上。由于控制单元的反向截止特性，当电源线的输出电压为低电平或低电压时，使数据线上的正电荷不能流向电源线，从而避免了数据线上的电压因电源线上的电压过低而被拉低的状况发生，实现了数据传输的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是现有技术中数据交换设备线路连接图；

图2是现有技术中成像设备间数据交换的实施例一示意图；

图3是现有技术中成像设备间数据交换的实施例二示意图；

图4是本实用新型提供的实施例一数据交换设备线路示意图；

图5是本实用新型提供的实施例一中一种实施方式的设备示意图；

图6是本实用新型提供的实施例一中另一种实施方式的设备示意图；

图7是本实用新型提供的实施例二的数据交换设备示意图；

图8是本实用新型提供的实施例三的数据交换设备示意图；

图9是本实用新型提供的数据交换设备在成像设备中应用的示意图；

图10是本实用新型提供的实施例四数据交换设备线路示意图；

图11是本实用新型提供的实施例四中一种实施方式的设备示意图；

图12是本实用新型提供的实施例四中另一种实施方式的设备示意图；

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种数据交换设备，以下分别进行详细说明。

实施例一：

请参阅图4，数据交换设备包括第一电子装置，第二电子装置，电源线Vcc，数据线DATA，时钟线CLK和地线GND，还可以包括选通线等其他连接线，第一电子装置的电源输出端通过电源线Vcc连接第二电子装置的电源输入端，第一电子装置的数据接口通过数据线DATA连接第二电子装置的数据接口，第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，如二极管。时钟线CLK和地线GND两端分别连接在第一电子装置和第二电子装置对应的接口上，第一电子装置的内部电源V和数据接口间串联一上拉电阻R，数据交换设备还包括控制单元，控制单元串联在电源线Vcc上，用于在第一电子装置的电源输出端输出低电平或低电压时，反向截止电源线Vcc的信号导通。当电源线Vcc的输出电压为0或低电位时，控制单元截止，从而保证了数据线DATA上的电压不会被电源线Vcc拉低。

请参阅图5，本实用新型实施例一的一种实施方式的示意图，本实施例中串连在电源线Vcc上的控制单元为二极管D2，二极管D2的导通方向为由第一电子装置到第二电子装置。当数据线DATA上的电压高于电源线Vcc上的电压一定量时，由于二极管D2的反向截止作用，使得从数据线DATA到电源线Vcc的放电回路不复存在。但在第二电子装置内还存在一个过压保护电路，过压时，数据线DATA上的正电荷流入第二电子装置内的过压保护电路，同样可以起到过压保护的作用。当电源线Vcc上的输出电压正常时，二极管D2正常导通。当电源线Vcc上的输出电压为0或过低时，二极管D2反向截止。从而保证了数据线DATA上的电压不被电源线Vcc拉低，保障第一电子装置和第二电子装置稳定通信。

请参阅图6，本实用新型实施例一的另一实施方式示意图，连接在电源线Vcc上的控制单元为三极管T2，三极管T2的开关端发射极和集电极串联在电源线Vcc上，三极管T2的控制端为基极，控制端接收第一电子装置的控制信号，控制三极管T2的导通与截止。当数据线DATA上的电压高于电源线Vcc上的电压一定量时，由于三极管T2的反向截止作用，使得从数据线DATA到电源线Vcc的放电回路不复存在。但在第二电子装置内还存在一个过压保护电路，过压时，数据线DATA上的正电荷流入第二电子装置内的过压保护电路，同样可以起到过压保护的作用。线路连接三极管T2的具体工作原理为，三极管T2接收第一电子装置的控制信号，当控制端基极的电压为0时，电源线Vcc正常工作，三极管T2导通；当电源线Vcc的输出电压为0或过低时，三极管T2截止，保证数据线DATA上的电压不被电源线Vcc拉低，保障第一电子装置和第二电子装置稳定通信。本实施例只给出了由第一电子装置向三极管控制端基极提供控制信号的工作过程。实际上，控制信号也可以有第二电子装置或者外接的其他电子装置发出，同样可以起到控制三极管T2的作用，达到相同的效果。

实施例二：

请参阅图7，数据交换设备包括第一电子装置，第二电子装置，电源线Vcc，数据线DATA，时钟线CLK和地线GND，还可以包括选通线等其他连接线，第一电子装置的电源输出端通过电源线Vcc连接第二电子装置的电源输入端，第一电子装置的数据接口通过数据线DATA连接第二电子装置的数据接口，第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，如二极管。时钟线CLK和地线GND两端分别连接在第一电子装置和第二电子装置对应的接口上，第一电子装置的内部电源V和数据接口间串联一上拉电阻R，数据交换设备还包括控制单元，该控制单元设置在第一电子装置上，该控制单元为二极管D2或三极管T2，用于在第一电子装置的电源输出端输出低电平时，反向截止电源线Vcc的信号导通。当电源线Vcc的输出电压为0或低电位时，控制单元反向截止。从而保证了数据线DATA上的电压不会被电源线Vcc拉低，保障第一电子装置和第二电子装置稳定通信。

二极管D2和三极管T2在本实施例中的工作过程和实施例一中的工作过程相同，本实施例不再做详细赘述。

实施例三：

请参阅图8，数据交换设备包括第一电子装置，第二电子装置，电源线Vcc，数据线DATA，时钟线CLK和地线GND，还可以包括选通线等其他连接线，第一电子装置的电源输出端通过电源线Vcc连接第二电子装置的电源输入端，第一电子装置的数据接口通过数据线DATA连接第二电子装置的数据接口，第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，如二极管。时钟线CLK和地线GND两端分别连接在第一电子装置和第二电子装置对应的接口上，第一电子装置的内部电源V和数据接口间串联一上拉电阻R，数据交换设备还包括控制单元，该控制单元设置在第二电子装置上，该控制单元为二极管D2或三极管T，用于在第一电子装置的电源输出端输出低电平时，反向截止电源线Vcc的信号导通。当电源线Vcc的输出电压为0或低电位时，控制单元反向截止。从而保证了数据线DATA上的电压不会被电源线Vcc拉低，保障第一电子装置和第二电子装置稳定通信。

二极管D2和三极管T2在本实施例中的工作过程和实施例一中的工作过程相同，本实施例不再做详细赘述。

请参阅图9，设备包括成像装置，成像盒芯片，电源线Vcc，数据线DATA，时钟线CLK和地线GND，还可以包括选通线等其他连接线，成像装置的电源输出端通过电源线Vcc连接成像盒芯片的电源输入端，成像装置的数据接口通过数据线DATA连接成像盒芯片的数据接口，成像盒芯片的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，如二极管。时钟线CLK和地线GND两端分别连接在成像装置和成像盒芯片对应的接口上，成像装置的内部电源V和数据接口间串联一上拉电阻R1，数据交换设备还包括控制单元，控制单元串联在电源线Vcc上，用于在成像装置的电源输出端输出低电平时，反向截止电源线Vcc的信号导通。当电源线Vcc的输出电压为0或低电位时，控制单元反向截止。从而保证了数据线DATA上的电压不会被电源线Vcc拉低。

控制单元也可以集成在成像装置或成像盒芯片上，可以起到与串联在电源线Vcc上一样的效果，同样可以保证数据线DATA上的电压不会被电源线Vcc拉低，保障成像装置和成像盒芯片稳定通信。

二极管D2和三极管T2在本实施例中的工作过程和实施例一中的工作过程相同，本实施例不再做详细赘述。

实施例四：

请参阅图10，一种数据交换设备包括第一电子装置，第二电子装置和独立于第一电子装置和第二电子装置的电源模块V2，第一电子装置的数据接口通过数据线DATA连接第二电子装置的数据接口，第二电子装置的电源输入端通过电源线Vcc连接电源模块V2的电源输出端，第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，所述数据交换设备还包括控制单元，所述控制单元串联在所述电源线Vcc上，用于在所述第一电子装置的电源输出端输出低电平或低电压时，截止所述电源线的信号导通。当电源线Vcc的输出电压为0或低电位时，控制单元截止，从而保证了数据线DATA上的电压不会被电源线Vcc拉低。

请参阅图11，本实施例中串连在电源线Vcc上的控制单元为二极管D3，二极管D3的导通方向为由电源模块V2到第二电子装置。当数据线DATA上的电压高于电源线Vcc上的电压一定量时，由于二极管D2的反向截止作用，使得从数据线DATA到电源线Vcc的放电回路不复存在。但在第二电子装置内还存在一个过压保护电路，过压时，数据线DATA上的正电荷流入第二电子装置内的过压保护电路，同样可以起到过压保护的作用。当电源模块V2正常供电时，二极管D3正常导通。当电源模块V2电源输出端输出低电压或低电平时，二极管D3反向截止。从而保证了数据线DATA上的电压不被电源线Vcc拉低，保障第一电子装置和第二电子装置稳定通信。

请参阅图12，本实施例中连接在电源线Vcc上的控制单元为三极管T3，三极管T3的开关端发射极和集电极串联在电源线Vcc上，三极管T3的控制端为基极，控制端接收第一电子装置的控制信号，控制三极管T3的导通与截止。当数据线DATA上的电压高于电源线Vcc上的电压一定量时，由于三极管T3的反向截止作用，使得从数据线DATA到电源线Vcc的放电回路不复存在。但在第二电子装置内还存在一个过压保护电路，过压时，数据线DATA上的正电荷流入第二电子装置内的过压保护电路，同样可以起到过压保护的作用。线路连接三极管T3的具体工作原理为，三极管T3接收第一电子装置的控制信号，当控制端基极的电压为0时，电源线Vcc正常工作，三极管T3导通；当电源线Vcc的输出电压为0或过低时，三极管T3截止，保证数据线DATA上的电压不被电源线Vcc拉低，保障第一电子装置和第二电子装置稳定通信。本实施例只给出了由第一电子装置向三极管控制端基极提供控制信号的工作过程。实际上，控制信号也可以有第二电子装置或者外接的其他电子装置发出，同样可以起到控制三极管T3的作用，达到相同的效果。

依据实施例四所描述的技术方案，控制单元也可以设置在第一电子装置或第二电子装置内，控制单元可以为二极管或三极管，其工作原理与实施例四相同，不再做详细赘述。

实施例四所提供的数据交换设备同样可以应用在成像设备中，在此不做详细赘述。

在本实用新型实施例中的数据接口在说明书附图中没有画出，但实际是存在的，可参阅图2，图3进行理解。

本实用新型思想的应用不限于数据线DATA，还包括连接两个电子装置的时钟线、选通线等传递信息的信号线。

以上对本实用新型实施例对所提供的数据交换设备以及数据交换设备在成像设备中的应用进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的设备及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种数据交换设备，包括第一电子装置和第二电子装置，

第一电子装置的电源输出端通过电源线连接第二电子装置的电源输入端，

第一电子装置的数据接口通过数据线连接第二电子装置的数据接口，

第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，其特征在于：

所述数据交换设备还包括控制单元，所述控制单元串联在所述电源线上，用于在所述第一电子装置的电源输出端输出低电平或低电压时，截止所述电源线的信号导通。

2.根据权利要求1所述的数据交换设备，其特征在于，所述控制单元包括，导通方向为由第一电子装置的电源输出端到第二电子装置的电源输入端的单向导通元件。

3.根据权利要求2所述的数据交换设备，其特征在于，所述单向导通元件为二极管。

4.根据权利要求1所述的数据交换设备，其特征在于，所述控制单元包括三端开关元件，所述三端开关元件的开关端串联在所述电源线上，所述三端开关元件的控制端接收控制信号，所述控制信号来自第一电子装置，第二电子装置或外接电子装置，当所述第一电子装置的电源输出端输出低电平或低电压时，根据所述控制信号，控制所述开关端之间断开。

5.根据权利要求4所述的数据交换设备，其特征在于，所述三端开关元件为三极管。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的数据交换设备，其特征在于，所述控制单元设置于所述第一电子装置或第二电子装置中。

7.根据权利要求1所述的数据交换设备，其特征在于，所述第一电子装置为成像装置，所述第二电子装置为成像盒芯片。

8.一种数据交换设备，包括第一电子装置，第二电子装置和独立于所述第一电子装置和第二电子装置的电源模块，

第一电子装置的数据接口通过数据线连接第二电子装置的数据接口，

第二电子装置的电源输入端通过电源线连接电源模块的电源输出端，

第二电子装置的数据接口与电源输入端之间串联有单向导通的过压保护单元，其特征在于：

所述数据交换设备还包括控制单元，所述控制单元串联在所述电源线上，用于在所述电源模块的电源输出端输出低电平或低电压时，截止所述电源线的信号导通。

9.根据权利要求8所述的数据交换设备，其特征在于，所述控制单元设置于所述第一电子装置或第二电子装置中。

10.根据权利要求8或9所述的数据交换设备，其特征在于，所述控制单元包括二极管或三极管。

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