專利名稱：一種信號(hào)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種信號(hào)處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
終端產(chǎn)品的出戶線TNV(telecommunicationnetwork voltage，通信網(wǎng)絡(luò)電壓)-2 電路或者不出戶線TNV-3電路的輸出電壓信號(hào)經(jīng)過信號(hào)處理系統(tǒng)中的調(diào)制器調(diào)制后傳輸?shù)娇蛻舳耍蛻舳嗽倮孟到y(tǒng)中的解調(diào)器解調(diào)，解調(diào)后的信號(hào)幅值與電壓信號(hào)幅值之差在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，周期與電壓信號(hào)周期相同，保證信號(hào)的正常使用。然而，出戶線TNV-2電路在正常工作條件下，其輸出電壓信號(hào)為高電壓低頻方波信號(hào)，電壓值超過SELV(Safety Extra Low Voltage，安全特低電壓)的限值，不出戶線 TNV-3電路在正常工作條件下，其輸出電壓信號(hào)也超過SELV的限值。而SELV是指在最不利的情況下對(duì)用戶不會(huì)有危險(xiǎn)的最高電壓。因此，既然終端產(chǎn)品的出戶線TNV-2電路或者不出戶線TNV-3電路的輸出電壓信號(hào)都超過SELV的限值，則對(duì)于客戶端來說，出戶線TNV-2 電路或者不出戶線TNV-3電路都是危險(xiǎn)電路，用戶在使用出戶線TNV-2電路或者不出戶線 TNV-3電路的輸出電壓信號(hào)時(shí)，需要小心操作，以避免發(fā)生事故。因此，在保證能夠正常使用信號(hào)的同時(shí)，需要對(duì)出戶線TNV-2電路或者不出戶線TNV-3電路進(jìn)行隔離防護(hù)，保證產(chǎn)品的安全性能，進(jìn)而保證用戶的安全。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號(hào)處理系統(tǒng)，以保證信號(hào)正常使用的同時(shí)，對(duì)危險(xiǎn)電路的隔離防護(hù)，進(jìn)而保證用戶的安全。其技術(shù)方案如下本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號(hào)處理系統(tǒng)，包括參數(shù)調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)電壓信號(hào)的參數(shù)，獲取調(diào)節(jié)信號(hào)，所述參數(shù)至少包括幅值，所述調(diào)節(jié)信號(hào)的周期與所述電壓信號(hào)的周期相同；與所述參數(shù)調(diào)節(jié)電路相連的電容隔離電路，用于隔離所述調(diào)節(jié)信號(hào)，獲取尖脈沖信號(hào)，所述尖脈沖信號(hào)的幅值和周期分別與所述調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值和周期相同；與所述電容隔離電路相連的整流電路，用于對(duì)所述尖脈沖信號(hào)整流，獲取正向信號(hào)，所述正向信號(hào)的幅值與所述電壓信號(hào)幅值之差在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，周期為所述電壓信號(hào)周期的1/2 ；與所述整流電路相連的二分頻電路，用于將所述正向信號(hào)作為分頻電路的時(shí)鐘脈沖，輸出分頻信號(hào)，所述分頻信號(hào)的幅值與所述正向信號(hào)幅值相同，周期與所述電壓信號(hào)的周期相同。應(yīng)用上述技術(shù)方案，電壓信號(hào)依次經(jīng)過參數(shù)調(diào)節(jié)電路、電容隔離電路、整流電路和二分頻電路后，系統(tǒng)輸出的信號(hào)的幅值與電壓信號(hào)幅值在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，周期與電壓信號(hào)周期相同，保證了信號(hào)的正常使用。同時(shí)，電容隔離電路中電容的容量在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)電壓信號(hào)的幅值和頻率設(shè)置，保證電容隔離電路的容抗較大，信號(hào)經(jīng)過該電容隔離電路時(shí)，其輸出電流很小，對(duì)用戶不會(huì)造成危害，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了隔離防護(hù)。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)處理系統(tǒng)在保證信號(hào)正常使用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)電路的隔離防護(hù)，進(jìn)而保證用戶的安全。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的信號(hào)處理系統(tǒng)的一種電路圖；圖3為圖2中信號(hào)的波形圖；圖4為圖1所示的信號(hào)處理系統(tǒng)的另一種電路圖；圖5為圖4中信號(hào)的波形圖；圖6為圖1所示的信號(hào)處理系統(tǒng)的再一種電路圖；圖7為圖6中信號(hào)的波形圖；圖8為圖1所示的信號(hào)處理系統(tǒng)的再一種電路圖；圖9為圖8中信號(hào)的波形圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。終端產(chǎn)品的出戶線TNV-2電路或者不出戶線TNV-3電路是危險(xiǎn)電路，電路的輸出電壓信號(hào)為高電壓低頻方波信號(hào)，在信號(hào)傳輸過程中電流較大，足以危害用戶的安全。有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種信號(hào)處理系統(tǒng)，在保證信號(hào)正常使用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)電路的隔離防護(hù)，進(jìn)而保證用戶的安全。圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括參數(shù)調(diào)節(jié)電路10、 電容隔離電路11、整流電路12和二分頻電路13，其中參數(shù)調(diào)節(jié)電路10，用于改變電壓信號(hào)的參數(shù)值，獲取與電壓信號(hào)周期相同的調(diào)節(jié)信號(hào)，所述參數(shù)至少包括幅值，其改變操作具體為提高電壓信號(hào)的幅值至預(yù)設(shè)規(guī)定值， 并反向，即高電平轉(zhuǎn)換為低電平，低電平轉(zhuǎn)換為高電平。該預(yù)設(shè)規(guī)定值依據(jù)整流電路12的正向?qū)▔航刀_定，之所以需要增加電壓信號(hào)的幅值是因?yàn)殡妷盒盘?hào)經(jīng)過整流電路12 后，其幅值會(huì)降低，進(jìn)而在后續(xù)恢復(fù)電壓信號(hào)時(shí)，導(dǎo)致所恢復(fù)出的電壓信號(hào)的幅值小于原始的電壓信號(hào)幅值。比如原始電壓信號(hào)的幅值為3. 3V，當(dāng)經(jīng)過整流電路12 (例如，整流電路 12可包括全橋整流橋電路)時(shí)，信號(hào)的高電平經(jīng)過正向二極管后，信號(hào)幅值衰減1.5V，變?yōu)?1.8V。因此，參數(shù)調(diào)節(jié)電路10所輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值較原始電壓信號(hào)應(yīng)增加1.5V。而反向是為了保證當(dāng)信號(hào)經(jīng)過電容隔離電路11后，不改變信號(hào)的上升沿和下降沿，進(jìn)而保證最后輸出的信號(hào)上升沿和下降沿與原始的電壓信號(hào)相同。當(dāng)然，參數(shù)還包括信號(hào)的上升沿時(shí)間和/或下降沿時(shí)間。例如傳輸協(xié)議要求將電壓信號(hào)的上升沿和下降沿為5ns，占空比為50%等等；此時(shí)，若原始信號(hào)不滿足傳輸協(xié)議的要求，則需要將相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以滿足傳輸協(xié)議的要求。這些參數(shù)的調(diào)整可以通過器件類型實(shí)現(xiàn)，這里不再贅述。電容隔離電路11，用于隔離調(diào)節(jié)信號(hào)，獲取尖脈沖信號(hào)。尖脈沖信號(hào)的幅值和周期分別與調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值和周期相同。電容隔離電路11中電容的容值在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)電壓信號(hào)的頻率設(shè)置，保證電容隔離電路11的容抗較大，信號(hào)經(jīng)過該電容隔離電路11時(shí)，其輸出電流很小，對(duì)用戶不會(huì)造成危害，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電壓信號(hào)的隔離防護(hù)。例如當(dāng)電壓信號(hào)的幅值為90V，頻率為25Hz時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，人體安全電流為10ma，因此，為了保證電容隔離電路11輸出電流低于人體安全電流，則電容隔離電路11中電容的容值最小為 0.07PF。整流電路12，用于對(duì)尖脈沖信號(hào)整流，獲取正向信號(hào)，正向信號(hào)的幅值與電壓信號(hào)幅值之差在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，該預(yù)設(shè)閾值由所選用的器件類型決定，周期為電壓信號(hào)周期的 1/2。例如當(dāng)電壓信號(hào)幅值為3. 3V時(shí)，經(jīng)過參數(shù)調(diào)節(jié)電路10和電容隔離電路11后，輸出的尖脈沖信號(hào)的幅值被調(diào)整到5V，信號(hào)經(jīng)過包括有全橋整流橋電路的整流電路12時(shí)，幅值降低1.5V，此時(shí)正向信號(hào)的幅值為3. 5V。正向信號(hào)幅值與電壓信號(hào)幅值相差0. 2V。也就是說此時(shí)預(yù)設(shè)閾值為0. 2V。正向信號(hào)作為二分頻電路13的時(shí)鐘脈沖，經(jīng)過二分頻電路13，輸出分頻信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可知，輸入信號(hào)經(jīng)過二分頻電路13后，其幅值不變，周期變?yōu)檩斎胄盘?hào)的二倍。因此，幅值與正向信號(hào)幅值，周期為電壓信號(hào)周期的1/2的正向信號(hào)經(jīng)過二分頻電路13之后，周期與電壓信號(hào)周期相同，保證信號(hào)的正常使用。圖2是圖1所示的信號(hào)處理系統(tǒng)的一種具體電路圖。圖3是電壓信號(hào)經(jīng)過圖2所示的電路圖處理后的信號(hào)波形圖。圖2所示的信號(hào)處理系統(tǒng)中，參數(shù)調(diào)節(jié)電路10為直接耦合共射放大電路，包括NPN三極管101，基極電阻102，103，集電極電阻104，負(fù)反饋電阻 105以及電源106。其中集電極電阻104 —端連接NPN三極管101的集電極，另一端連接電源106，負(fù)反饋電阻105連接在NPN三極管101的發(fā)射極和地端之間，基極電阻103連接在NPN三極管101的基極和電源106之間，基極電阻102的一端連接在基極電阻103與NPN 三極管101的基極的連接點(diǎn)，另一端連接電壓信號(hào)。由于不同時(shí)鐘的電壓信號(hào)的上升沿和下降沿是不同的，同時(shí)電壓信號(hào)經(jīng)過整流電路12后，信號(hào)幅值下降，因此首先需要將電壓信號(hào)的幅值增大反向，如圖2中整流電路12 包括全橋整流橋電路，信號(hào)經(jīng)過電路之后壓降降低了兩個(gè)二極管正向?qū)▔航担?dāng)電壓信號(hào)是高電平為3. 3V，低電平為0V，周期為250ns的方波信號(hào)，經(jīng)過整流電路12后，電壓跌落 1.5V，變?yōu)?.8V，所以為了避免信號(hào)經(jīng)過整流電路12后幅值低于電壓信號(hào)幅值，因此，需要將電壓信號(hào)的幅值增大。本發(fā)明實(shí)施例中電壓信號(hào)經(jīng)過參數(shù)調(diào)節(jié)電路10后，其幅值提高為 5V。此外，除了需要調(diào)節(jié)電壓信號(hào)的幅值，還需要將上升沿和下降沿調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)值，例如使用高頻小功率三極管，使得電壓信號(hào)的上升沿為5ns，下降沿為10ns。為了實(shí)現(xiàn)參數(shù)調(diào)節(jié)電路10的功能，三極管的選定由傳輸協(xié)議對(duì)信號(hào)特性的要求決定，比如傳輸IMHz的電壓信號(hào)，占空比為50%，時(shí)延要求小于20ns，那么所選取的三極管的導(dǎo)通時(shí)間最小值為 20ns ο本發(fā)明實(shí)施例之所以圖2中的采用直接耦合共射放大電路是因?yàn)槿龢O管的靜態(tài)工作點(diǎn)Q不但決定了電路是否會(huì)產(chǎn)生失真，而且還影響著電壓放大倍數(shù)、輸入電阻等動(dòng)態(tài)參數(shù)。實(shí)際上，電壓信號(hào)的波動(dòng)、元件的老化以及因溫度變化所引起三極管參數(shù)的變化，都會(huì)造成靜態(tài)工作點(diǎn)Q的不穩(wěn)定，從而使動(dòng)態(tài)參數(shù)不穩(wěn)定，甚至導(dǎo)致電路無(wú)法正常工作。在引起靜態(tài)工作點(diǎn)Q不穩(wěn)定的諸多因素中，溫度對(duì)三極管參數(shù)的影響是最為主要的。而采用圖 2中的直接耦合共射放大電路當(dāng)溫度升高時(shí)，集電極電流I。增大，發(fā)射極電流Ie必然會(huì)增大，因而發(fā)射極電阻105上的電壓隨之增大(即發(fā)射極對(duì)地電壓Ue增大)；因?yàn)榛鶚O靜態(tài)電壓^基本不變，而基極和發(fā)射極之間的電壓Ube = Ub-Ue，所以Ube勢(shì)必減小，導(dǎo)致基極電流 Ib減小，集電極電流I。隨之相應(yīng)I。減小。結(jié)果，集電極電流I。隨溫度升高而增大的部分被由于基極電流Ib減小而減小的部分相抵消，集電極電流I。將基本不變，Uce也將基本不變， 從而使靜態(tài)工作點(diǎn)Q保持穩(wěn)定。同樣，當(dāng)溫度降低時(shí)，也能夠保證靜態(tài)工作點(diǎn)Q保持穩(wěn)定。 基本共射放大電路在溫度變化的情況下，是無(wú)法保證靜態(tài)工作點(diǎn)Q穩(wěn)定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，采用金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(Metal-Oxide Field Effect Transistor, MOSFET)，或其他類型的場(chǎng)效應(yīng)管，配合相應(yīng)電阻也能組成類似的放大電路，實(shí)現(xiàn)參數(shù)調(diào)節(jié)的功能，在此不再贅述。圖2所示的電路圖在標(biāo)記點(diǎn)1處所施加的電壓信號(hào)為延遲時(shí)間為2ns，下降時(shí)間和上升時(shí)間為5ns，高電平為3. 3V，低電平為0V，周期為250ns的方波信號(hào)，如圖3中的A波形。該方波信號(hào)經(jīng)過直接耦合共射放大電路10后，其幅值提高為5V，其增幅反向后電壓在標(biāo)記點(diǎn)2輸出，其輸出的波形如圖3中的B波形。對(duì)比A波形和B波形，B波形的相對(duì)幅值要大于A波形的相對(duì)幅值。電容隔離電路11，包括第一電容111和第二電容112，第一電容111連接在參數(shù)調(diào)節(jié)電路的信號(hào)輸出正相端，而第二電容112連接在直接耦合共射放大電路10的信號(hào)輸出負(fù)相端。第一電容和第二電容的容量系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)電壓信號(hào)的幅值和頻率設(shè)置。例如，當(dāng)電壓信號(hào)的幅值為90V，頻率為25Hz時(shí)，則容值最小為0. 07PF，可以為IpF 2200pF。圖3 中的B波形經(jīng)過電容隔離電路11后變?yōu)榧饷}沖波形，標(biāo)記點(diǎn)3處的波形形狀如圖3中的C 波形所示。C波形所示信號(hào)的幅值和信號(hào)周期分別與B波形所述信號(hào)的幅值和信號(hào)周期相同。整流電路12包括全橋整流橋電路121和負(fù)載電阻122，全橋整流橋電路121包括四個(gè)二極管，分別標(biāo)記為123、1M、125和126，其中二極管123和二極管IM組成正向支路，連接在電容隔離電路11的信號(hào)輸出正相端，而二極管125和二極管1 組成負(fù)向支路， 也連接在電容隔離電路11的信號(hào)輸出負(fù)相端。負(fù)載電阻122連接在全橋整流橋電路的兩個(gè)直流輸出端之間。即負(fù)載電阻122連接在二極管123的陰極和二極管IM的陽(yáng)極之間，同時(shí)又連接在二極管125的陰極和二極管126的陽(yáng)極之間，則正向信號(hào)和負(fù)向信號(hào)都會(huì)經(jīng)過負(fù)載電阻122。負(fù)載122能夠限制支路的電流值，以保護(hù)二極管。C波形經(jīng)過整流電路12時(shí)， 正向波形被直接輸出，負(fù)向波形被反向，即負(fù)向波形變?yōu)檎虿ㄐ屋敵?，因此?biāo)記點(diǎn)4處的波形如圖3中的D波形所示。C波形所示的尖脈沖信號(hào)經(jīng)過整流電路12的二極管123和二極管1 之后，二極管的壓降導(dǎo)致信號(hào)高電平降低。因此信號(hào)經(jīng)過整流電路12之后，信號(hào)幅值降低1. 5V，此時(shí)，正向信號(hào)幅值為3. 5V，與電壓信號(hào)幅值相差0. 2V。對(duì)比圖3中的波形，同樣可以看出，D波形的信號(hào)幅值大于A波形的信號(hào)幅值，其周期為C波形周期的1/2。二分頻電路13具體為上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器，所述上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述負(fù)載電阻122的輸出端，輸入端連接負(fù)相輸出端，輸出端輸出分頻信號(hào)。也就是說上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖為D波形所示的信號(hào)，D觸發(fā)器的輸出在時(shí)鐘脈沖的上升沿
7時(shí)刻發(fā)生跳變，因此，D觸發(fā)器對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)了二分頻，其在標(biāo)記點(diǎn)5的輸出信號(hào)為圖3中的E 波形所示。對(duì)比E波形和D波形可以看出，兩者幅值相同，E波形的周期是D波形周期的兩倍，即E波形與A波形的幅值相差0. 2，周期相同，保證信號(hào)的正常使用。當(dāng)然，二分頻電路13可以采用其他觸發(fā)器，例如T觸發(fā)器。還可以采用下降沿D 觸發(fā)器和反相器的結(jié)合。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)處理系統(tǒng)中的第一電容111、第二電容112和負(fù)載電阻122可以滿足以下關(guān)系第一電容111和第二電容112的串聯(lián)電容與負(fù)載電阻122的乘積所得的時(shí)間，小于尖脈沖信號(hào)中一個(gè)周期中低電平所占時(shí)間。本發(fā)明實(shí)施例中第一電容111、第二電容112和負(fù)載電阻122滿足的關(guān)系可以為第一電容111和第二電容112的串聯(lián)電容與負(fù)載電阻122的乘積所得時(shí)間小于圖3中的C波形的半個(gè)周期時(shí)間。在第一電容111、第二電容112和負(fù)載電阻122滿足上述關(guān)系時(shí)，信號(hào)處理系統(tǒng)的二分頻電路所輸出的信號(hào)與原始的電壓信號(hào)相同程度較高。應(yīng)用上述技術(shù)方案，電壓信號(hào)依次經(jīng)過參數(shù)調(diào)節(jié)電路10、電容隔離電路11、整流電路12和二分頻電路13后，系統(tǒng)輸出的信號(hào)的幅值與電壓信號(hào)幅值在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，周期與電壓信號(hào)周期相同，保證了信號(hào)的正常使用。同時(shí)，電容隔離電路中電容的容量在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)電壓信號(hào)的幅值和頻率設(shè)置，保證電容隔離電路11的容抗較大，信號(hào)經(jīng)過電容隔離電路11時(shí)，其輸出電流很小，對(duì)用戶不會(huì)造成危害，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了隔離防護(hù)。因此，本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)處理系統(tǒng)在保證信號(hào)正常使用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)電路的隔離防護(hù)，進(jìn)而保證用戶的安全。此外，由于本發(fā)明實(shí)施例所提供的信號(hào)處理系統(tǒng)的電路構(gòu)成選取的是常用的基本元器件，而未使用光耦合器以及其他邏輯負(fù)載的專用芯片如SI88XX系列等，因此，降低了系統(tǒng)的成本。請(qǐng)參閱圖4和圖5，圖4是圖1所示的信號(hào)處理系統(tǒng)的另一種電路圖，圖5是圖4 中信號(hào)的波形圖。圖4所示的電路圖和圖2所示的電路圖中電容隔離電路11、整流電路12和二分頻電路13的電路構(gòu)成相同，對(duì)此本發(fā)明實(shí)施例不再加以闡述。兩者的不同之處在于，圖4所示的電路圖中的參數(shù)調(diào)節(jié)電路10為第一反相器，第一反相器的輸入端接電壓信號(hào)，輸出端輸出調(diào)節(jié)信號(hào)。第一反相器可以為TTL(Transistor-Transistor Logic，邏輯門電路)反相器或者CMOS (Complementary Metal Oxide kmiconductor，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)反相器，電壓信號(hào)經(jīng)過第一反相器后，當(dāng)電壓信號(hào)的幅值超過第一反相器的閾值時(shí)，輸出低電平信號(hào)，否則輸出高電平信號(hào)。電壓信號(hào)經(jīng)過圖4所示的電路圖處理后，電路圖中所標(biāo)記點(diǎn)的信號(hào)的波形圖如圖 5所示。其中標(biāo)記點(diǎn)1的信號(hào)為電壓信號(hào)，其波形如圖5中的A波形所示。電壓信號(hào)經(jīng)過第一反相器后在標(biāo)記點(diǎn)2輸出增幅反向的調(diào)節(jié)信號(hào)，調(diào)節(jié)信號(hào)波形如圖5中的B波形。調(diào)節(jié)信號(hào)輸入到包括第一電容111和第二電容112的電容隔離電路11，調(diào)節(jié)信號(hào)經(jīng)過第一電容111和第二電容112的充電放電在標(biāo)記點(diǎn)3處輸出尖脈沖信號(hào)，尖脈沖信號(hào)的波形參見圖5中的C波形。尖脈沖信號(hào)再次輸入到包括全橋整流橋電路121和負(fù)載電阻122的整流電路12，在標(biāo)記點(diǎn)4處被整流輸出正向信號(hào)，該信號(hào)的波形圖為圖5中的D波形。正向信號(hào)被二分頻電路13 二分頻，在標(biāo)記點(diǎn)5輸出方波信號(hào)，方波信號(hào)的波形如圖5中的E波形。 對(duì)比E波形與A波形的幅值相差0. 2，周期相同，保證信號(hào)的正常使用。
應(yīng)用上述技術(shù)方案，在保證信號(hào)正常使用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)電路的隔離防護(hù)，進(jìn)而保證用戶的安全。此外，由于本發(fā)明實(shí)施例所提供的信號(hào)處理系統(tǒng)的電路構(gòu)成選取的是常用的基本元器件，而未使用光耦合器以及其他邏輯負(fù)載的專用芯片，因此，降低了系統(tǒng)的成本。信號(hào)處理系統(tǒng)的電路圖除了采用圖2和圖4所示的電路圖，還可以使用其他的電路圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)處理系統(tǒng)的再一種電路圖，圖7是圖6中信號(hào)的波形圖。圖6所示的電路圖中參數(shù)調(diào)節(jié)電路10的元器件構(gòu)成與圖2中的參數(shù)調(diào)節(jié)電路的元器件構(gòu)成相同，都為直接耦合共射放大電路，參數(shù)調(diào)節(jié)電路10包括NPN三極管101，基極電阻102，103，集電極電阻104，負(fù)反饋電阻105以及電源106。其中集電極電阻104 — 端連接NPN三極管101的集電極，另一端連接電源106，負(fù)反饋電阻105連接在NPN三極管 101的發(fā)射極和地端之間，基極電阻103連接在NPN三極管101的基極和電源106之間，基極電阻102的一端連接在基極電阻103與NPN三極管101的基極的連接點(diǎn)，另一端連接電壓信號(hào)。由于不同時(shí)鐘的電壓信號(hào)的上升沿和下降沿是不同的，同時(shí)電壓信號(hào)經(jīng)過整流電路12后，信號(hào)幅值下降，因此首先需要將電壓信號(hào)的幅值增大反向，如圖6中整流電路12 包括一個(gè)三極管，信號(hào)經(jīng)過電路之后壓降降低了一個(gè)正向?qū)▔航?，?. 7V，當(dāng)電壓信號(hào)是高電平為3. 3V，低電平為0V，周期為250ns的方波信號(hào)，經(jīng)過整流電路12后，電壓跌落 0. 7V，變?yōu)?. 6V，所以為了避免信號(hào)經(jīng)過整流電路12后幅值低于電壓信號(hào)幅值，因此，需要將電壓信號(hào)的幅值增大。本發(fā)明實(shí)施例中電壓信號(hào)經(jīng)過參數(shù)調(diào)節(jié)電路10后，其幅值提高為 4V。同時(shí)，信號(hào)經(jīng)過整流電路12中的第二反相器時(shí)，為了保證電壓降低0. 7V，因此，第一反相器的驅(qū)動(dòng)電壓比第二反相器的驅(qū)動(dòng)電壓高0. 7V。此外，除了需要調(diào)節(jié)電壓信號(hào)的幅值，還需要將上升沿和下降沿調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)值，例如使用高頻小功率三極管，使得電壓信號(hào)的上升沿變?yōu)?ns，下降沿變?yōu)?0ns。為了實(shí)現(xiàn)參數(shù)調(diào)節(jié)電路10的功能，三極管的選定由傳輸協(xié)議對(duì)信號(hào)特性的要求決定，比如傳輸 IMHz的電壓信號(hào)，占空比為50%，時(shí)延要求小于20ns，那么所選取的三極管的導(dǎo)通時(shí)間最小值為20ns。圖6中標(biāo)記點(diǎn)1處為輸入的電壓信號(hào)，本發(fā)明實(shí)施例中電壓信號(hào)為延遲時(shí)間為 2ns,下降時(shí)間和上升時(shí)間為5ns，高電平為3. 3V，低電平為0V，周期為250ns的方波信號(hào)，其波形圖如圖7中的A波形。該方波信號(hào)經(jīng)過直接耦合共射放大電路10后，高電平增加，并同時(shí)在標(biāo)記點(diǎn)2處反向輸出調(diào)節(jié)信號(hào)，調(diào)節(jié)信號(hào)的波形如圖7中的B波形所示。對(duì)比A波形和B波形，B波形的相對(duì)幅值要明顯大于A波形的相對(duì)幅值。電容隔離電路11包括第一隔離電容111、第二隔離電容112和第一電感113，其中，第一隔離電容111連接在參數(shù)調(diào)節(jié)電路10的信號(hào)輸出正相端與第一電感113的一端之間。第二隔離電容112連接在參數(shù)調(diào)節(jié)電路10的信號(hào)輸出負(fù)相端和第一電感113的另一端之間。第一隔離電容111和第二隔離電容112需要保證調(diào)節(jié)信號(hào)的輸出電流很小，以避免電流較大時(shí)對(duì)用戶造成危害，因此第一隔離電容111和第二隔離電容112的隔離耐壓要大于，容量要依據(jù)電壓信號(hào)的幅值和頻率進(jìn)行調(diào)整，比如當(dāng)電壓信號(hào)的頻率為2MHz時(shí)，第一隔離電容111和第二隔離電容112的容量為680pf，當(dāng)頻率升高時(shí)，容量減小，以保證電容隔離電路11的容抗較大，從而保證輸出電流很小，不會(huì)危及用戶安全。參數(shù)調(diào)節(jié)電路10輸出的調(diào)節(jié)信號(hào)經(jīng)過第一隔離電容111和第二隔離電容112隔離后，被耦合到電容后極，并在第一電感113上產(chǎn)生尖脈沖信號(hào)。此時(shí)，標(biāo)記點(diǎn)3處尖脈沖信號(hào)的波形請(qǐng)參閱圖7中的C波形。整流電路12包括第二反相器121、第一耦合電容122、電源123、PNP型三極管124、 第一電阻125、第二電阻1 和或門127 ；其中第二反相121器連接第一隔離電容111與第一電感113的連接點(diǎn)，第一電阻125連接在電源123和PNP型三極管124的基極之間，作為限流電阻使用，保護(hù)PNP型三極管不被擊穿。第二電阻1 連接在電源123和PNP型三極管124的發(fā)射極之間，PNP型三極管124的集電極接地，第一耦合電容122連接在第二反相器121的輸入端和PNP型三極管124的基極之間，或門127的兩個(gè)輸入端分別連接第二反相器121的輸出端和PNP型三極管124的發(fā)射極。電源123的電壓值為3. IV。圖7中的C波形所示的尖脈沖信號(hào)輸入到整流電路12后，信號(hào)經(jīng)過第二反相器 121，輸入值大于第二反相器121閾值時(shí)，第二反相器121輸出低電平，否則輸出高電平，因此，尖脈沖信號(hào)經(jīng)過第二反相器121在標(biāo)記點(diǎn)4處輸出圖7中D波形所示的信號(hào)。同時(shí)，尖脈沖信號(hào)通過第一耦合電容122輸入到PNP型三極管124的發(fā)射極，當(dāng)發(fā)射極處的電平為低電平時(shí)，PNP型三極管124導(dǎo)通，此時(shí)，標(biāo)記點(diǎn)5處輸出的為低電平，否則，輸出高電平。標(biāo)記點(diǎn)5處輸出信號(hào)的波形圖如圖7中的E波形所示。第二反相器121和PNP型三極管124的輸出端各自連接或門127的一個(gè)輸入端。 眾所周知的，或門的兩個(gè)輸入端同時(shí)為高電平時(shí)，輸出為低電平，否則為高電平，因此，信號(hào)經(jīng)過或門127后，在標(biāo)記點(diǎn)6處輸出圖7中F波形所示的信號(hào)。二分頻電路13為上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器，所述上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述或門127的輸出端，輸入端連接負(fù)相輸出端；上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的輸出端輸出分頻信號(hào)。也就是說上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖為F波形，D觸發(fā)器的輸出在脈沖的上升沿時(shí)刻發(fā)生跳變，因此，D觸發(fā)器對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)了二分頻，其輸出信號(hào)波形為圖7中的G波形。對(duì)比G波形和A波形可以看出，兩者相同，保證了信號(hào)的正常使用。當(dāng)然，二分頻電路13可以采用其他觸發(fā)器，例如T觸發(fā)器。還可以采用下降沿D 觸發(fā)器和反相器的結(jié)合。應(yīng)用上述技術(shù)方案，在保證信號(hào)正常使用的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)電路的隔離防護(hù)，進(jìn)而保證用戶的安全。此外，由于本發(fā)明實(shí)施例所提供的信號(hào)處理系統(tǒng)的電路構(gòu)成選取的是常用的基本元器件，而未使用光耦合器以及其他邏輯負(fù)載的專用芯片，因此，降低了系統(tǒng)的成本。請(qǐng)參閱圖8和圖9，圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的信號(hào)處理系統(tǒng)的又一種電路圖，圖 9是圖8中信號(hào)的波形圖。圖8所示的電路圖和圖6所示的電路圖中電容隔離電路11、整流電路12和二分頻電路13的電路構(gòu)成相同，對(duì)此本發(fā)明實(shí)施例不再加以闡述。兩者的不同之處在于，圖8所示的電路圖中的參數(shù)調(diào)節(jié)電路10為第一反相器，第一反相器可以為TTL反相器或者CMOS 反相器，電壓信號(hào)經(jīng)過第一反相器后，當(dāng)電壓信號(hào)的幅值超過第一反相器的閾值時(shí)，輸出低電平信號(hào)，否則輸出高電平信號(hào)。
10
電壓信號(hào)經(jīng)過圖8所示的電路圖處理后，電路圖中所標(biāo)記點(diǎn)的信號(hào)的波形圖如圖 9所示。其中標(biāo)記點(diǎn)1的信號(hào)為電壓信號(hào)，其波形如圖9中的A波形所示。電壓信號(hào)經(jīng)過第一反相器后在標(biāo)記點(diǎn)2輸出增幅反向的調(diào)節(jié)信號(hào)，調(diào)節(jié)信號(hào)波形如圖9中的B波形。調(diào)節(jié)信號(hào)輸入到包括第一隔離電容111、第二隔離電容112和第一電感113的電容隔離電路11， 調(diào)節(jié)信號(hào)經(jīng)過第一隔離電容111和第二隔離電容112的充電放電，并同時(shí)在第一電感上產(chǎn)生尖脈沖信號(hào)，在標(biāo)記點(diǎn)3處輸出尖脈沖信號(hào)，尖脈沖信號(hào)的波形參見圖9中的C波形。尖脈沖信號(hào)再次輸入到包括第二反相器121、第一耦合電容122、電源123、PNP型三極管124、 第一電阻125、第二電阻1 和或門127的整流電路12，在標(biāo)記點(diǎn)4處輸出圖9中D波形所示的信號(hào)，在標(biāo)記點(diǎn)5處輸出圖9中E波形所示的信號(hào)，D波形所示信號(hào)和E波形所示信號(hào)經(jīng)過與非門127在標(biāo)記點(diǎn)6處輸出如圖9中F波形所示的信號(hào)。該信號(hào)再次被二分頻電路 13 二分頻，在標(biāo)記點(diǎn)7輸出方波信號(hào)，方波信號(hào)的波形如圖9中的G波形。對(duì)比G波形和A 波形可以看出，兩者相同，保證了信號(hào)的正常使用。需要說明的是本發(fā)明實(shí)施例中，第一隔離電容111和第二隔離電容112的取值要求與圖6中第一隔離電容和第二隔離電容的取值要求相同，S卩兩者的隔離耐壓要大于
，容量要依據(jù)電壓信號(hào)的頻率進(jìn)行調(diào)整，比如當(dāng)電壓信號(hào)的頻率為2MHz時(shí)，第一隔離電容111和第二隔離電容112的容量為680pf，當(dāng)頻率升高時(shí)，容量減小，以保證隔離電路11 的容抗較大，從而保證輸出電流很小，不會(huì)危及用戶安全。應(yīng)用上述技術(shù)方案，在保證信號(hào)正常使用同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)電路的隔離防護(hù)，進(jìn)而保證用戶的安全。此外，由于本發(fā)明實(shí)施例所提供的信號(hào)處理系統(tǒng)的電路構(gòu)成選取的是常用的基本元器件，而未使用光耦合器以及其他邏輯負(fù)載的專用芯片，因此，降低了系統(tǒng)的成本。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備
所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)......”限定的要素，并不排
除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的電路圖，在沒有超過本申請(qǐng)的精神和范圍內(nèi)，可以通過其他的方式實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前的實(shí)施例只是一種示范性的例子，不應(yīng)該作為限制，所給出的具體內(nèi)容不應(yīng)該限制本申請(qǐng)的目的。以上所述僅是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，包括參數(shù)調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)電壓信號(hào)的參數(shù)，獲取調(diào)節(jié)信號(hào)，所述參數(shù)至少包括幅值，所述調(diào)節(jié)信號(hào)的周期與所述電壓信號(hào)的周期相同；與所述參數(shù)調(diào)節(jié)電路相連的電容隔離電路，用于隔離所述調(diào)節(jié)信號(hào)，獲取尖脈沖信號(hào)， 所述尖脈沖信號(hào)的幅值和周期分別與所述調(diào)節(jié)信號(hào)的幅值和周期相同；與所述電容隔離電路相連的整流電路，用于對(duì)所述尖脈沖信號(hào)整流，獲取正向信號(hào)， 所述正向信號(hào)的幅值與所述電壓信號(hào)幅值之差在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，周期為所述電壓信號(hào)周期的 1/2 ；與所述整流電路相連的二分頻電路，用于將所述正向信號(hào)作為分頻電路的時(shí)鐘脈沖， 輸出分頻信號(hào)，所述分頻信號(hào)的幅值與所述正向信號(hào)幅值相同，周期與所述電壓信號(hào)的周期相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)調(diào)節(jié)電路為直接耦合共射放大電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)調(diào)節(jié)電路為第一反相器，所述第一反相器的輸入端接所述電壓信號(hào)，所述第一反相器的輸出端輸出所述調(diào)節(jié)信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述整流電路包括全橋整流橋電路和負(fù)載電阻，所述負(fù)載電阻連接全橋整流橋電路的兩個(gè)直流輸出端之間；所述負(fù)載電阻兩端的電壓信號(hào)為所述正向信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電容隔離電路包括第一電容和第二電容，所述第一電容連接在參數(shù)調(diào)節(jié)電路的信號(hào)輸出正相端和全橋整流橋電路的正向輸入端之間，所述第二電容連接在參數(shù)調(diào)節(jié)電路的信號(hào)輸出負(fù)相端和所述全橋整流橋電路的負(fù)向輸入端之間；所述二分頻電路為上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器，所述上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述負(fù)載電阻的輸出端，輸入端端連接負(fù)相輸出端端；所述上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的輸出端輸出所述分頻信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一電容、第二電容和負(fù)載電阻的關(guān)系為第一電容和第二電容的串聯(lián)電容與負(fù)載電阻的乘積所得的時(shí)間，小于尖脈沖信號(hào)中一個(gè)周期中低電平所占時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述電容隔離電路包括第一隔離電容、第二隔離電容和第一電感，其中，所述第一隔離電容連接在參數(shù)調(diào)節(jié)電路的信號(hào)輸出正相端與所述第一電感的一端之間，所述第二隔離電容連接在參數(shù)調(diào)節(jié)電路的信號(hào)輸出負(fù)相端和所述第一電感的另一端之間；所述整流電路包括第二反相器、第一耦合電容、電源、PNP型三極管、第一電阻、第二電阻和或門；其中第二反相器的輸入端連接第一隔離電容與第一電感的連接點(diǎn)，第一電阻連接在電源和PNP型三極管的基極之間，第二電阻連接在電源和PNP型三極管的發(fā)射極之間，PNP型三極管的集電極接地，第一耦合電容連接在第二反相器的輸入端和PNP型三極管的基極之間，或門的兩個(gè)輸入端分別連接第二反相器的輸出端和PNP型三極管的發(fā)射極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述二分頻電路為上升沿觸發(fā) D觸發(fā)器，所述上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的時(shí)鐘端連接所述與非門的輸出端，輸入端連接負(fù)相輸出端；所述上升沿觸發(fā)D觸發(fā)器的輸出端輸出所述分頻信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的信號(hào)處理系統(tǒng)，其特征在于，所述第一隔離電容和所述第二隔離電容的隔離耐壓大于^v。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種信號(hào)處理系統(tǒng)，包括參數(shù)調(diào)節(jié)電路，用于調(diào)節(jié)電壓信號(hào)的參數(shù)，獲取調(diào)節(jié)信號(hào)；電容隔離電路，用于隔離調(diào)節(jié)信號(hào)，獲取尖脈沖信號(hào)；整流電路，用于對(duì)尖脈沖信號(hào)整流，獲取正向信號(hào)，正向信號(hào)的幅值與電壓信號(hào)幅值之差在預(yù)設(shè)閾值內(nèi)，周期為電壓信號(hào)周期的1/2；二分頻電路，用于將正向信號(hào)作為分頻電路的時(shí)鐘脈沖，輸出分頻信號(hào)，分頻信號(hào)幅值與正向信號(hào)幅值相同，周期與電壓信號(hào)周期相同。應(yīng)用上述技術(shù)方案，保證了信號(hào)的正常使用。同時(shí)，電容隔離電路中電容的容量在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)電壓信號(hào)的幅值和頻率設(shè)置，保證電容隔離電路的容抗較大，信號(hào)經(jīng)過該電容隔離電路時(shí)，輸出電流很小，對(duì)用戶不會(huì)造成危害，實(shí)現(xiàn)了隔離防護(hù)。
文檔編號(hào)H03K19/14GK102158219SQ20111002065
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者狄偉 申請(qǐng)人:華為終端有限公司