CN202160203U - 一种电平转换电路及通信转换接口 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电平转换电路及通信转换接口，包括电平转换芯片和两个输出电压可调的电源电路；所述电平转换芯片包括两个电源输入端和两组电平输入/输出端口，且两组电平输入/输出端口的输入/输出电平分别由通过两个电源输入端接入的电压一一对应确定；所述的两个电源输入端分别与两个电源电路的输出端一一对应连接。本实用新型采用兼容式电路设计方案，可以满足不同逻辑电平的通信要求，从而扩大了电平转换电路的应用领域。将采用所述电平转换电路设计的通信转换接口应用于多媒体产品与通用接口设备之间，不仅可以满足设备之间的通信要求，而且可以降低多媒体产品的硬件成本。
Description
技术领域
本实用新型属于信号通信技术领域，具体地说，是涉及一种对两种不同逻辑电平的通信信号进行匹配转换的电平转换电路以及采用所述电平转换电路设计的通信转换接口。
背景技术
在新一代电子电路设计中, 随着低电压逻辑的引入,系统内部常常会出现输入/ 输出逻辑电平不协调的问题, 此时就需要使用电平转换器来实现输入/输出逻辑电平的匹配转换。例如：目前很多多媒体产品的默认通信电平为1.8V的逻辑电平，而通用的串口通信接口默认通信电平为2.8V~3.3V。在这种情况下，为了解决电平匹配问题，多媒体产品在其内部电路设计上都保留了电平转换器的功能，以满足串口通信的要求。
采用这种传统的电路设计方案，需要在每一台多媒体产品中都设置电平转换电路，这不仅导致产品成本的升高，而且由于大部分多媒体产品只有在工厂生产或者售后服务时才会遇到与外部设备进行串口通信的情况，普通消费者在日常使用过程中一般不会用到，因此内置于多媒体产品中的电平转换器的使用率并不高，造成资源的一种浪费。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种可调的电平转换电路，以满足不同逻辑电平的电路与通用接口的通信要求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种电平转换电路，包括电平转换芯片和两个输出电压可调的电源电路；所述电平转换芯片包括两个电源输入端和两组电平输入/输出端口，且两组电平输入/输出端口的输入/输出电平分别由通过两个电源输入端接入的电压一一对应确定；所述的两个电源输入端分别与两个电源电路的输出端一一对应连接。
为了使电源电路能够输出可变电压，在每一个所述的电源电路中均设置有一个用于焊接不同型号稳压器的兼容焊盘区，在所述兼容焊盘区中用于焊接稳压器输入管脚的焊盘连接供电电源，用于焊接稳压器输出管脚的焊盘连接所述电平转换芯片的电源输入端。
进一步的，在所述兼容焊盘区上焊接的稳压器为管脚定义相同、输出电压各异的低压差线性稳压芯片。
优选的，在所述的两组电平输入/输出端口中均包含有一个接收端和一个发送端，两个接收端和两个发送端各自形成一条电平转换通道。
本实用新型的目的之二在于提供一种独立的通信转换接口，以满足通信产品或者多媒体产品中低电压逻辑的数字电路与外部通用接口设备的通信要求。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种通信转换接口，包括电平转换芯片、两个输出不同电压的电源电路和两个通信接口；所述电平转换芯片包括两个电源输入端和两组电平输入/输出端口，且两组电平输入/输出端口的输入/输出电平分别由通过两个电源输入端接入的电压一一对应确定；所述电平转换芯片的两个电源输入端分别与两个电源电路的输出端一一对应连接，两组电平输入/输出端口分别与两个通信接口一一对应连接。
进一步的，所述的两个电源电路为输出电压可调的电源电路，以满足各种逻辑电平之间的匹配转换。
为了使通过所述电源电路输出的电压可调，在每一个所述的电源电路中均设置有一个用于焊接不同型号稳压器的兼容焊盘区，在所述兼容焊盘区中用于焊接稳压器输入管脚的焊盘连接供电电源输入端子，用于焊接稳压器输出管脚的焊盘连接所述电平转换芯片的电源输入端。
进一步的，在所述兼容焊盘区上焊接的稳压器应选用管脚定义相同、输出电压各异的低压差线性稳压芯片。
再进一步的，所述的供电电源输入端子可以设置在所述的通信接口中，也可以设置在一个单独的供电接口中。
优选的，所述的两个通信接口分别为标准串口的公头和标准串口的母头；所述的供电接口为标准的USB接口。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的电平转换电路采用了兼容式电路设计方案，可以满足不同逻辑电平的通信要求，从而扩大了该电平转换电路的应用领域。将所述电平转换电路设计在一块独立的PCB板上，配合通信接口形成一个独立的通信转换接口器件，应用于多媒体产品或者通信产品与通用接口设备之间的数据通信过程中，不仅可以省去在多媒体产品或者通信产品中布设电平转换电路的环节，以降低产品的硬件成本；而且可以满足多种产品之间的通信要求，具有广阔的应用领域。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型所提出的电平转换电路中电平转换芯片及其外围电路的一种实施例的电路原理图；
图2是本实用新型所提出的电平转换电路中电源电路的一种实施例的电路原理图；
图3是本实用新型所提出的电平转换电路中电源电路的另外一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
实施例一，参见图1、图2所示，本实施例的电平转换电路包括一颗电平转换芯片IC1003和两个电源电路。所述电平转换芯片IC1003是一颗转换电平可以根据输入电压的幅值进行确定的集成芯片，如图1所示，包括两个电源输入端VCCA、VCCB和两组分别与之对应的电平输入/输出端口Ai、Bi。其中，两个电源输入端VCCA、VCCB分别与两个电源电路的输出端一一对应连接，接收通过两个电源电路输出的不同幅值的直流电压。以第一电源电路输出3.3V直流电压，第二电源电路输出1.8V直流电压为例进行说明。将第一电源电路的输出端Vout-33连接到电平转换芯片IC1003的电源输入端VCCB上，则电平输入/输出端口Bi的逻辑电平便设置为3.3V；将第二电源电路的输出端Vout-18连接到电平转换芯片IC1003的电源输入端VCCA上，则电平输入/输出端口Ai的逻辑电平便设置为1.8V。假设在每一组电平输入/输出端口Ai、Bi中均包含有两个端子A1、A2和B1、B2，定义A1、B1分别为两组电平输入/输出端口中的发送端；A2、B2分别为两组电平输入/输出端口中的接收端；则通过B1输入的3.3V发送信号TXD3.3经电平转换芯片IC1003转换成1.8V的逻辑电平TXD1.8后，经由A1输出；而通过A2输入的1.8V接收信号RXD1.8经电平转换芯片IC1003转换成3.3V的逻辑电平RXD3.3后，经由B2输出，由此便可以实现3.3V逻辑电平与1.8V逻辑电平之间的相互转换，满足不同器件之间的通信要求。
此外，在所述电平转换芯片IC1003的外围还可以进一步设置滤波电容C9、C10，分别与两个电源输入端VCCA、VCCB对应连接，用于对输入到电平转换芯片IC1003中的电压进行滤波处理。为了使所述电平转换芯片IC1003在有电源供电时能够自动进入工作状态，将电平转换芯片IC1003的片选端OE通过分压电阻R1连接到电源输入端VCCA，并通过分压电阻R2接地。这样一来，只要电平转换芯片IC1003的电源输入端VCCA有电压输入，其片选端OE便置为高电平的有效状态，从而使电平转换芯片IC1003转入工作模式，等待执行通信信号的电平转换任务。
为了扩大所述电平转换电路的应用领域，所述电源电路优选设计成输出电压可调的结构形式，如图2所示，可以在PCB板上专门布设两个用于焊接不同型号稳压器的兼容焊盘区IC1001、IC1002。为了实现焊盘区IC1001、IC1002的兼容性设计，在对稳压器的类型进行选择时，应挑选具有相同管脚定义但输出电压各异的同一系列的低压差线性稳压芯片。根据该系列稳压器的管脚布局在兼容焊盘区IC1001、IC1002中布设用于焊接稳压器各管脚的焊盘，比如图2所示的VIN、GND、EN、VOUT、FB，根据实际应用过程中逻辑电平的转换要求，选择合适的稳压器焊接在所述的兼容焊盘区IC1001、IC1002上，即可完成电源电路的组建。
例如：当选择一颗输出3.3V的稳压器焊接在兼容焊盘区IC1001上，选择一颗输出1.8V的稳压器焊接在兼容焊盘区IC1002上时，则配合图1所示电平转换芯片电路，即可完成1.8V逻辑电平与3.3V逻辑电平之间的转换任务。
在所述的两个电源电路中，将每个兼容焊盘区IC1001、IC1002中用于焊接稳压器输入管脚的焊盘VIN与供电电源输入端子VBUS相连接，并通过滤波电容C1、C2或者C5、C6接地；用于焊接稳压器输出管脚的焊盘VOUT连接所述电平转换芯片IC1003的电源输入端VCCA或者VCCB，并通过滤波电容C3、C7接地；用于焊接稳压器接地管脚的焊盘GND连接系统地；用于焊接稳压器使能管脚的焊盘EN连接供电电源VBUS，使稳压器在有供电电源接入时进入工作状态；而用于焊接稳压器反馈管脚的焊盘FB则通过电容C4或C8接地，由此便满足了稳压器对外围电路的布设要求。
当然，所述电源电路也可以采用其他电路组建形式实现输出电压的可调节功能，如图3所示，可以在每一个电源电路中均设置一颗具有固定的系统参考值的低压差线性稳压器LDO，比如输入电压范围在26V以内且系统参考值为1.24V的LDO芯片。将稳压器LDO的输入端Vin与供电电源输入端子VBUS相连接，并通过滤波电容C11、C13接地；稳压器LDO的输出端Vout连接所述电平转换芯片IC1003的电源输入端VCCA或者VCCB，并通过滤波电容C12、C14接地。为了调节通过稳压器LDO输出的电压幅值，本实施例在稳压器LDO的输出端Vout连接由电阻R3、R4(或者R5、R6)组成的分压网络，如图3所示，其分压节点连接稳压器LDO的调节端Adj。由此一来，根据稳压器LDO的转换公式：Vout=1.24V*(1+(R3/R4))，通过调节两个电阻R3、R4(或者R5、R6)的阻值，即可使通过稳压器LDO输出的电压值稳定在某个特定值上。
为了实现电源电路的兼容性设计，在用于布设分压电阻R3、R4以及R5、R6的区域设置兼容焊盘，根据应用过程中逻辑电平的实际转换需要，选择合适阻值的电阻器件焊接在所述的兼容焊盘上，即可完成电源电路的组建，满足不同逻辑电平之间的转换要求。
当然，所述电源电路也可以采用其他多种电路组建形式设计实现，本实施例并不仅限于以上举例。
将上述电平转换电路设计在一块独立的PCB板上，配合两个通信接口J1、J2组建形成一个独立的转接器件——通信转换接口，由此便可以方便地应用在不同设备之间，比如多媒体产品与计算机之间，满足二者之间通信要求。在本实施例中，所述通信转换接口只需在上述电平转换电路的组建基础上增设两个通信接口J1、J2，或者再进一步增设一个电源接口J3，如图1所示，即可完成其内部电路设计。
针对目前的多媒体产品和通信产品，由于在对所述产品进行调试过程中，一般采用串口通信方式与调试设备（例如计算机）进行连接通信，因此本实施例在设计所述通信转换接口时，优选采用一个标准串口的母头作为通信接口J1，采用一个标准串口的公头作为通信接口J2，如图1所示，在两个通信接口J1、J2中分别定义两个端子对应连接电平转换芯片IC1003的两组电平输入/输出端口，插接在多媒体产品与调试设备之间，完成通信信号的逻辑电平转换匹配任务。
为所述通信转换接口的内部电路提供工作电压的供电电源，可以由通信接口J1、J2中定义的电源端子（4脚）输入，也可以通过专门设置的电源接口J3输入。即所述供电电源输入端子VBUS可以设置在通信接口J1、J2中，也可以设置在电源接口J3中。所述电源接口J3优选采用标准的USB接口，接收调试设备或者多媒体产品提供的+5V供电电源。
采用该通信转换接口后，无需再在多媒体产品或者通信产品中内置电平转换器，由此可以使得多媒体产品或者通信产品的硬件成本得以降低。
当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电平转换电路，其特征在于：包括电平转换芯片和两个输出电压可调的电源电路；所述电平转换芯片包括两个电源输入端和两组电平输入/输出端口，且两组电平输入/输出端口的输入/输出电平分别由通过两个电源输入端接入的电压一一对应确定；所述的两个电源输入端分别与两个电源电路的输出端一一对应连接。
2.根据权利要求1所述的电平转换电路，其特征在于：在每一个所述的电源电路中均设置有一个用于焊接不同型号稳压器的兼容焊盘区，在所述兼容焊盘区中用于焊接稳压器输入管脚的焊盘连接供电电源，用于焊接稳压器输出管脚的焊盘连接所述电平转换芯片的电源输入端。
3.根据权利要求2所述的电平转换电路，其特征在于：在所述兼容焊盘区上焊接的稳压器为管脚定义相同、输出电压各异的低压差线性稳压芯片。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电平转换电路，其特征在于：在所述的两组电平输入/输出端口中均包含有一个接收端和一个发送端，两个接收端和两个发送端各自形成一条电平转换通道。
5.一种通信转换接口，其特征在于：包括电平转换芯片、两个输出不同电压的电源电路和两个通信接口；所述电平转换芯片包括两个电源输入端和两组电平输入/输出端口，且两组电平输入/输出端口的输入/输出电平分别由通过两个电源输入端接入的电压一一对应确定；所述电平转换芯片的两个电源输入端分别与两个电源电路的输出端一一对应连接，两组电平输入/输出端口分别与两个通信接口一一对应连接。
6.根据权利要求5所述的通信转换接口，其特征在于：所述的两个电源电路为输出电压可调的电源电路。
7.根据权利要求6所述的通信转换接口，其特征在于：在每一个所述的电源电路中均设置有一个用于焊接不同型号稳压器的兼容焊盘区，在所述兼容焊盘区中用于焊接稳压器输入管脚的焊盘连接供电电源输入端子，用于焊接稳压器输出管脚的焊盘连接所述电平转换芯片的电源输入端。
8.根据权利要求7所述的通信转换接口，其特征在于：在所述兼容焊盘区上焊接的稳压器为管脚定义相同、输出电压各异的低压差线性稳压芯片。
9.根据权利要求7所述的通信转换接口，其特征在于：所述供电电源输入端子设置在所述的通信接口中或者设置于一个单独的供电接口中。
10.根据权利要求9所述的通信转换接口，其特征在于：所述的两个通信接口分别为标准串口的公头和标准串口的母头；所述的供电接口为标准的USB接口。
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