CN216312235U - 应用于连接器短路的保护电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于连接器短路的保护电路及装置，包括供电单元、时钟发生器、第一隔离器件、第二隔离器件、连接器、直流偏置器件和处理器，时钟发生器经第一隔离器件、连接器、第二隔离器件与直流偏置器件电连接，处理器与直流偏置器件电连接。当信号短路到电源或地时，从连接器传输出来的较大的电源电源会被第一隔离器件、第二隔离器件隔离，从而不会直接传输至处理器、时钟发生器，避免过大电压直接对处理器、时钟发生器造成损坏。以及由于最终形成的第三时钟信号几乎与第一时钟信号相同，从而本实用新型能够在防止处理器被损坏的基础上保证时钟信号传输的准确性。

Description

应用于连接器短路的保护电路及装置

技术领域

本实用新型涉及时钟信号控制技术领域，尤其涉及一种应用于连接器短路的保护电路及装置。

背景技术

目前，在电路板集成化设计过程中，两个电路板之间可通过PCB连接器或通过线缆形成一体式电路板，这种集成情况多应用于时钟发生器和处理芯片(时钟信号需传输至处理芯片)，当信号短路到电源或地时(例如，倒针短路、邻pin碰触所导致的短路)，较大的电源电压会烧毁芯片，或经过PCB连接器烧毁对端电路板的芯片。

因此，现有技术有待于改善。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提出一种应用于连接器短路的保护电路及装置，以解决背景技术中所提及的时钟发生器、处理芯片集成化设计时容易基于短路现象所导致的电路损坏的技术问题。

本实用新型的第一方面，提供了一种应用于连接器短路的保护电路，应用于连接器短路的保护电路包括供电单元、时钟发生器、第一隔离器件、第二隔离器件、连接器、直流偏置器件和处理器，供电单元与所述时钟发生器电连接，时钟发生器经第一隔离器件、连接器、第二隔离器件与直流偏置器件电连接，处理器与直流偏置器件电连接；

其中，供电单元用于输出供电电压至时钟发生器，时钟发生器用于输出第一时钟信号，第一隔离器件用于将第一时钟信号隔离处理为第二时钟信号，连接器用于将第二时钟信号传输至第二隔离器件，所述第二隔离器件和所述直流偏置器件用于对第二时钟信号处理为第三时钟信号，并将第三时钟信号传输至所述处理器。

在第一方面的基础上，所述第一隔离器件包括第一耦合电容，所述第一耦合电容电连接于所述时钟发生器和所述连接器之间。

在第一方面的基础上，所述直流偏置器件包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻一端与所述供电单元电连接，所述第一分压电阻另一端同时与所述第二分压电阻一端、处理器、第二隔离器件电连接，所述第二分压电阻另一端接地。

在第一方面的基础上，所述电路还包括第一电阻，所述第一电阻电连接于所述第一耦合电容和所述时钟发生器之间。

在第一方面的基础上，所述第二隔离器件还包括第二耦合电容，所述第二耦合电容一端与所述连接器电连接，所述第二耦合电容另一端同时与所述第一分压电阻另一端、第二分压电阻一端、处理器电连接。

在第一方面的基础上，所述第一分压电阻的阻值等于所述第二分压电阻的阻值。

在第一方面的基础上，所述连接器包括第一PCB连接器和与所述第一PCB连接器电连接的第二PCB连接器，所述第一PCB连接器经所述第一耦合电容、第一电阻与所述时钟发生器电连接，所述第二PCB连接器与所述第二耦合电容一端电连接。

在第一方面的基础上，所述供电单元包括第一子供电单元和第二子供电单元，所述第一子供电单元电连接于所述时钟发生器，所述第二子供电单元电连接于所述直流偏置器件。

在第一方面的基础上，所述电路还包括显示屏和显示屏连接电路，所述显示屏连接电路电连接于所述处理器与所述显示屏之间。

在第一方面的基础上，所述连接器包括第一PCB连接器和与所述第一PCB连接器电连接的第二PCB连接器，所述第一PCB连接器经所述第一耦合电容、第一电阻与所述时钟发生器电连接，所述第二PCB连接器与所述第二耦合电容一端电连接。

在第一方面的基础上，所述供电单元包括第一子供电单元和第二子供电单元，所述第一子供电单元电连接于所述时钟发生器，所述第二子供电单元电连接于所述直流偏置器件。

本实用新型的第二方面，提供了一种装置，包括如第一方面的应用于连接器短路的保护电路。

本实用新型的应用于连接器短路的保护电路及装置，有益效果如下：通过供电单元、时钟发生器、第一隔离器件、第二隔离器件、连接器、直流偏置器件和处理器设置，供电单元与所述时钟发生器电连接，时钟发生器经第一隔离器件、连接器、第二隔离器件与直流偏置器件电连接，处理器与直流偏置器件电连接。当信号短路到电源或地时，从连接器传输出来的较大的电源会被第一隔离器件、第二隔离器件隔离，从而不会直接传输至处理器、时钟发生器，避免过大电压直接对处理器、时钟发生器造成损坏。以及由于直流偏置器件、第二隔离器件的设置，能够将经第一隔离器件隔离处理后的第二时钟信号处理为第三时钟信号(该第三时钟信号几乎与第一时钟信号相同)，从而本实用新型能够在防止处理器被损坏的基础上保证时钟信号传输的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型第一实施例的应用于连接器短路的保护电路的模块连接示意图；

图2为本实用新型第二实施例的应用于连接器短路的保护电路的模块连接示意图；

图3为本实用新型第三实施例的应用于连接器短路的保护电路的第一部分电路连接示意图；

图4为本实用新型第三实施例的应用于连接器短路的保护电路的第二部分电路连接示意图；

图5为本实用新型第四实施例的应用于连接器短路的保护电路的第一部分电路连接示意图；

图6为本实用新型第四实施例的应用于连接器短路的保护电路的第二部分电路连接示意图；

图7为本实用新型第五实施例的应用于连接器短路的保护电路的部分电路连接示意图；

图8为本实用新型第六实施例的应用于连接器短路的保护电路的模块连接示意图；

图9为本实用新型中显示屏连接电路的具体电路连接示意图；

图10为本实用新型中时钟信号处于不同阶段的波形示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本实用新型的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。

图1示出了本实用新型第一实施例的应用于连接器短路的保护电路的模块连接示意图，该电路包括供电单元10、时钟发生器20、第一隔离器件30、连接器40、第二隔离器件45、直流偏置器件50和处理器60，供电单元10与时钟发生器20电连接，时钟发生器20经第一隔离器件30、连接器40、第二隔离器件45与直流偏置器件50电连接，处理器60与直流偏置器件50电连接。

其中，该时钟发生器20通过连接器40与处理器60形成一体式集成电路。在具体应用时，供电单元10输出供电电压(3.3V)，该供电电压传输于时钟发生器20(当然，该供电单元10也可以将供电电压传输至直流偏置器件50)，时钟发生器20根据供电电压进行驱动以输出第一时钟信号至第一隔离器件30，第一隔离器件30可以将第一时钟信号隔离处理为第二时钟信号(将第一时钟信号中的直流分量进行隔离，以形成仅具有交流分量的第二时钟信号)，连接器40可以将第二时钟信号传输至第二隔离器件45、直流偏置器件50，从而第二隔离器件45和直流偏置器件50用于对第二时钟信号处理为第三时钟信号(这里是第二隔离器件45用于对第二时钟信号提供隔离处理，以及直流偏置器件50用于对第二时钟信号提供偏置电流，从而第二时钟信号经隔离处理、偏置电流后形成第三时钟信号)。

其中，由于该第二时钟信号得到偏置电流(得到直流分量)，所以该第三时钟信号几乎与第一时钟信号一致，并将第三时钟信号传输至处理器60。

具体的，第一时钟信号由于占空比大约为50％，所以第一时钟信号表示包含有供电电压的一半(3.3V/2)的直流分量和峰峰值为供电电压(3.3V)的交流方波分量的信号。第二时钟信号表示包含有峰峰值为供电电压(3.3V)的交流方波分量的信号。直流偏置器件50根据供电电压产生供电电压的一半(3.3V/2)的直流分量。因此直流偏置器件50能够将所产生的供电电压的一半(3.3V/2)的直流分量结合于第二时钟信号上，以使第二时钟信号转换为第三时钟信号(从而该第三时钟信号与时钟发生器20所输出的第一时钟信号几乎相同)。

由此当信号短路到电源或地时(例如，倒针短路、邻pin碰触所导致的短路)，从连接器40传输来的较大的电源电源会被第一隔离器件30隔离，从而不会直接传输至时钟发生器20，起到保护时钟发生器20作用，以及从连接器40传输来的较大的电源电压会被第二隔离器件45隔离，从而不会直接传输至处理器60，起到保护处理器60的作用。且由于最后形成的第三时钟信号与第一时钟信号几乎一致，从而保证时钟信号传输的准确性。

图2示出了本发明第二实施例的应用于连接器短路的保护电路的模块连接示意图，该电路还包括第一电阻R1，第一电阻R1电连接于第一隔离器件30和时钟发生器20之间。该第一电阻R1起到阻抗作用，能够防止振铃。

具体的，第二隔离器件45包括第二耦合电容C2，第二耦合电容C2电连接于连接器40和直流偏置器件50之间，该第二耦合电容C2的功能与第一隔离器件30功能类似(提供隔离处理功能，目的是隔离掉时钟信号中的直流分量)。

图3示出了本发明第三实施例的应用于连接器短路的保护电路的第一部分电路连接示意图，第一隔离器件30包括第一耦合电容C1，第一耦合电容C1电连接于时钟发生器20和第一PCB连接器J1之间。具体的，第一耦合电容C1可以将第一时钟信号隔离处理为第二时钟信号(将第一时钟信号中的直流分量进行隔离，以形成仅具有交流分量的第二时钟信号)，并在由此当信号短路到电源或地时(例如，倒针短路、邻pin碰触所导致的短路)，较大的电源电源会被第一隔离器件30、第二隔离器件45隔离，从而不会直接传输至处理器60、时钟发生器20，避免处理器60、时钟发生器20损坏。

图4示出了本发明第三实施例的应用于连接器短路的保护电路的第二部分电路连接示意图，直流偏置器件50包括第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，第一分压电阻R2一端与供电单元电连接以接收供电电压3.3V，第一分压电阻R2另一端同时与第二分压电阻R3一端、处理器60、第二PCB连接器J2电连接，第二分压电阻R3另一端接地。具体的，第一分压电阻R2、第二分压电阻R3搭配在一起，根据供电电压3.3V得到供电电压的一半(3.3V/2)的直流分量，并将该直流分量与经连接器所传输过来的第二时钟信号结合，将第二时钟信号转换为第一时钟信号。其中，第一分压电阻R2的阻值等于第二分压电阻R3的阻值，例如，第一分压电阻R2的阻值为4.7k欧姆，第二分压电阻R2的阻值也为4.7k欧姆，两者一同搭配使用根据供电电压3.3V得到1.65V的直流分量。

具体的，第二耦合电容C2一端与第二PCB连接器J2电连接，第二耦合电容C2另一端同时与第一分压电阻R2另一端、第二分压电阻R3一端、处理器60电连接。

其中，第一电阻R1电连接于第一耦合电容C1和时钟发生器20之间，该时钟发生器20可以是能产生时钟信号的SOC或其他芯片(如图5中的SOC芯片U2D)。该第一电阻R1放置在靠近时钟信号的发送端，防止时钟信号的振铃。

具体的，连接器包括第一PCB连接器J1和与所述第一PCB连接器J1电连接的第二PCB连接器J2，第一PCB连接器J1经第一耦合电容C1、第一电阻R1与时钟发生器20电连接，第二PCB连接器J2与第二耦合电容C2一端电连接。其中，该第一PCB连接器J1可以是具有16个插脚的PCB连接器，第二PCB连接器J2可以是具有16个插脚的PCB连接器，第一PCB连接器J1上的8个插脚与第二PCB连接器J2上的8个插脚对接。

SOC芯片U2D在传输时钟信号时，不局限于一个时钟信号，可以是同时段传输两个时钟信号，其分别经SOC芯片U2D的2个不同引脚传输出来。由此，如图6所示，第二PCB连接器J2也会传输两个时钟信号，该两个时钟信号需要通过不同的直流偏置器件来进行直流分量恢复(R31搭配R32组成一个直流偏置器件、R32搭配R33组成一个直流偏置器件)。

如图6所示，处理器60可选用DAC芯片U14，其具体型号为ES7148，该DAC芯片U14的第一引脚SCLK、第三引脚MCLK分别接收两个时钟信号并进行处理，处理器也可基于实际需要选用其它类型的音频处理芯片。

在本实施例中，供电单元包括第一子供电单元和第二子供电单元，第一子供电单元电连接于时钟发生器，第二子供电单元电连接于直流偏置器件。具体的，通过相互独立的双供电单元分别对于时钟发生器、直流偏置器件进行供电电压传输。例如，第一子供电单元所传输的供电电压为3.3V，第二子供电单元所传输的供电电压为1.65V，在这种情况下，如图7所示，直流偏置器件可以是单个电阻(R40、R41各组成一个直流偏置器件)，每个电阻把隔直之后的信号直接拉到1.65V，使信号叠加1.65V的直流分量。

如图8－图9所示，电路还包括显示屏201和显示屏连接电路200，显示屏连接电路200电连接于处理器60与显示屏201之间。具体的，该显示屏连接电路200包括信号处理芯片U7，信号处理芯片U7的第十七引脚A、第十八引脚B分别与DAC芯片U14的第七引脚NC1、第十一引脚NC2电连接，该信号处理芯片U7的第二十四插脚CLK、第二十五插脚LAT、第二十六插脚OE均与显示屏201电连接，将数字信号传输于显示屏201以进行显示。例如，在正常情况下，可以显示时钟信号正常传输的显示图像，而在发生短路情况下，可以显示时钟信号传输异常的显示图像。

如图10所示，本实用新型的应用于连接器短路的保护电路及装置，在具体应用时，时钟发生器20所传输的第一时钟信号在波形图中所对应的是第一波形301，当第一时钟信号经过第一隔离器件30后所形成的第二时钟信号在波形图中所对应的是第二波形302，当第二时钟信号经直流偏置器件、第二隔离器件处理后所得到的第三时钟信号，其所对应的是第三波形303(该第三波形303与第一波形301几乎一致，也就是说第三时钟信号几乎与第一时钟信号相同)，从而在防止处理器被损坏的基础上保证时钟信号传输的准确性。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述应用于连接器短路的保护电路包括供电单元、时钟发生器、第一隔离器件、第二隔离器件、连接器、直流偏置器件和处理器，所述供电单元与所述时钟发生器电连接，所述时钟发生器经所述第一隔离器件、连接器、第二隔离器件与所述直流偏置器件电连接，所述处理器与所述直流偏置器件电连接；

其中，所述供电单元用于输出供电电压至所述时钟发生器，所述时钟发生器用于输出第一时钟信号，所述第一隔离器件用于将所述第一时钟信号隔离处理为第二时钟信号，所述连接器用于将所述第二时钟信号传输至所述第二隔离器件，所述第二隔离器件和所述直流偏置器件用于将所述第二时钟信号处理为第三时钟信号，并将所述第三时钟信号传输至所述处理器。

2.如权利要求1所述应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述第一隔离器件包括第一耦合电容，所述第一耦合电容电连接于所述时钟发生器和所述连接器之间。

3.如权利要求2所述应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述直流偏置器件包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻一端与所述供电单元电连接，所述第一分压电阻另一端同时与所述第二分压电阻一端、第二隔离器件、连接器电连接，所述第二分压电阻另一端接地。

4.如权利要求3所述应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述应用于连接器短路的保护电路还包括第一电阻，所述第一电阻电连接于所述第一耦合电容和所述时钟发生器之间。

5.如权利要求4所述应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述第二隔离器件包括第二耦合电容，所述第二耦合电容一端与所述连接器电连接，所述第二耦合电容另一端同时与所述第一分压电阻另一端、第二分压电阻一端、处理器电连接。

6.如权利要求4所述应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述第一分压电阻的阻值等于所述第二分压电阻的阻值。

7.如权利要求5所述应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述连接器包括第一PCB连接器和与所述第一PCB连接器电连接的第二PCB连接器，所述第一PCB连接器经所述第一耦合电容、第一电阻与所述时钟发生器电连接，所述第二PCB连接器与所述第二耦合电容一端电连接。

8.如权利要求1所述应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述供电单元包括第一子供电单元和第二子供电单元，所述第一子供电单元电连接于所述时钟发生器，所述第二子供电单元电连接于所述直流偏置器件。

9.如权利要求1－8任一项所述应用于连接器短路的保护电路，其特征在于，所述应用于连接器短路的保护电路还包括显示屏和显示屏连接电路，所述显示屏连接电路电连接于所述处理器与所述显示屏之间。

10.一种装置，其特征在于，包括如权利要求1－9任一项所述应用于连接器短路的保护电路。

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