差分信号传输电路及数据传输装置

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，具体而言，涉及一种差分信号传输电路及数据传输装置。

背景技术

在各类数据线中，例如：耳机线等，通常需要基于该数据线与其所连接的终端设备进行通信，例如：调整耳机音量、调节播放暂停等。

现有技术中，数据线与终端设备之间的通信主要是通过低电压差分信号（LowVoltage Differential Signaling，LVDS）来实现的，该电路可以基于驱动电流源产生电信号，从而实现需求的通信。

然而，现有技术中在实现低电压差分信号的传输时，由于电路结构的限制，导致其工作点会接近电流源或者接近0，这就导致需要在电路中额外设置电平转移电路，从而增加了电路的复杂性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种差分信号传输电路及数据传输装置，可以提供多种电流信号，并且无需设置电平转移电路，降低了电路的复杂性。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例的一方面，提供一种差分信号传输电路，包括：数据接收单元和数据发送单元，数据接收单元以及数据发送单元分别与外接传输线连接；其中，数据发送单元包括：数控电流模块、电流转电压模块以及输出匹配模块；

数控电流模块与电流转电压模块连接，数控电流模块中包括多组电流控制电路，数控电流模块用于接入输入电流并产生与多组电流控制电路的数量对应的电流信号，并将电流信号传输给电流转电压模块；

电流转电压模块与输出匹配模块连接，电流转电压模块用于将数控电流模块传输的电流信号转换为电压信号，并将电压信号传输给输出匹配模块；

输出匹配模块用于对电压信号进行阻抗匹配，并将匹配后的电压信号传输给外接传输线。

可选地，电流转电压模块包括两组转换子模块，各组转换子模块包括：第一放大器以及与第一放大器并联的转换电路；

第一放大器接收数控电流模块传输的电流信号，并通过转换电路将电流信号转换为电压信号。

可选地，转换电路包括：第一电容、第二电容、第一电阻以及第一开关；

第一电容、第一电阻分别与第一放大器并联；

第二电容与第一开关串联后整体与第一放大器并联。

可选地，差分信号传输电路还包括：第二放大器；

第二放大器的第一输入端接入参考电压信号，第二放大器的第二输入端与第二放大器的输出端连接，第二放大器的输出端还与各转换子模块中的第一放大器的第二输入端连接。

可选地，多组电流控制电路中的至少一组电流控制电路的输入端分别用于接入输入电流，且，各组电流控制电路的输出端分别与电流转电压模块连接。

可选地，输出匹配模块包括两组匹配子模块，各组匹配子模块包括：传输开关以及与传输开关并联的匹配电路。

可选地，匹配电路包括：第二电阻、第三电阻、第四电阻、第二开关、第三开关以及第四开关；

第二电阻与第二开关串联后整体与传输开关并联；

第三电阻与第三开关串联后整体与传输开关并联；

第四电阻与第四开关串联后整体与传输开关并联。

可选地，数据接收单元包括：滤波检测模块以及迟滞比较模块；

滤波检测模块与迟滞比较模块连接，滤波检测模块用于接收外接传输线所传输的电压信号并对电压信号滤波，并将滤波后的电压信号传输给迟滞比较模块；

迟滞比较模块用于对电压信号进行迟滞调整，并将迟滞调整后的电压信号传输给逻辑控制电路。

可选地，迟滞比较模块包括：具有可控迟滞阵列的迟滞比较器以及与迟滞比较器连接的史密斯反相器，其中，可控迟滞阵列由多个MOS管组成。

本申请实施例的另一方面提供一种数据传输装置，该装置包括：逻辑控制电路以及差分信号传输电路，逻辑控制电路与差分信号传输电路的各组电流控制电路以及数据接收单元连接，逻辑控制电路用于控制是否向各组电流控制电路输入电流，以及，从数据接收单元接收信号。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请实施例提供的一种差分信号传输电路及数据传输装置中，通过数控电流模块接入输入电流并产生与多组电流控制电路的数量对应的电流信号，并将电流信号传输给电流转电压模块；通过电流转电压模块将数控电流模块传输的电流信号转换为电压信号，并将电压信号传输给输出匹配模块；通过输出匹配模块对电压信号进行阻抗匹配，并将匹配后的电压信号传输给外接传输线。其中，由于数控电流模块中包括多组电流控制电路，可以基于电流控制电路接入的数量来产生不同的电流信号，从而可以不依赖于输入电流源的供电而产生多种电流信号，避免设置电平转移电路，降低了电路的复杂性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的差分信号传输电路的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的差分信号传输电路中电流转电压模块的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的差分信号传输电路的另一结构示意图；

图4为本申请实施例提供的差分信号传输电路中输出匹配模块的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的数据接收单元的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的数据接收单元的另一结构示意图；

图7为本申请实施例提供的数据传输装置的结构示意图。

图标：100-数据接收单元；110-滤波检测模块；120-迟滞比较模块；121-史密斯反相器；122-迟滞比较器；200-数据发送单元；210-数控电流模块；220-电流转电压模块；230-输出匹配模块；710-逻辑控制电路；720-差分信号传输电路；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；C1-第一电容；C2-第二电容；C3-第三电容；C4-第四电容；T1-传输开关；T2-导通开关；B1-第一放大器；B2-第二放大器；S1-第一开关；S2-第二开关；S3-第三开关；S4-第四开关。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，现有技术中，在采用LVDS进行通信时，基于驱动电流源产生电信号，进而实现通信，而在电路结构中，接入电流源之后，会导致整个电路的工作电接近电流源电压或者0，从而需要额外设置一电平转移电路，导致电路的复杂性较高。

为了解决现有技术中存在的以上问题，本申请实施例中提供了一种差分信号传输电路，下面来具体解释该差分信号传输电路的具体电路结构以及其工作原理。

图1为本申请实施例提供的差分信号传输电路的结构示意图，请参照图1，差分信号传输电路包括：数据接收单元100和数据发送单元200，数据接收单元100以及数据发送单元200分别与外接传输线连接；其中，数据发送单元200包括：数控电流模块210、电流转电压模块220以及输出匹配模块230。

其中，数控电流模块210与电流转电压模块220连接，数控电流模块210中包括多组电流控制电路，数控电流模块210用于接入输入电流并产生与多组电流控制电路的数量对应的电流信号，并将电流信号传输给电流转电压模块220；电流转电压模块220与输出匹配模块230连接，电流转电压模块220用于将数控电流模块210传输的电流信号转换为电压信号，并将电压信号传输给输出匹配模块230；输出匹配模块230用于对电压信号进行阻抗匹配，并将匹配后的电压信号传输给外接传输线。

可选地，数控电流模块210具体可以产生不同的电流，数控电流模块210可以包括多组电流控制电路，每组电流控制电路均可以与逻辑控制电路连接，在实际工作的过程中，可以基于与逻辑控制电路连通的电流控制电路的数量实现不同电流的产生。

例如：若存在8组可以接入的电流控制电路，则在接入其中的1组-8组时，会产生不同的电流。

需要说明的是，每组电流控制电路都可以连接电流源，通过各组电流控制电路提供不同的输出电流信号，从而可以不依赖于输入电流源的供电而产生多种电流信号，避免了现有技术中工作点只能在电流源和0之间。

可选地，多组电流控制电路中的至少一组电流控制电路的输入端分别用于接入输入电流，且，各组电流控制电路的输出端分别与电流转电压模块连接。

可选地，由于设置在差分电路上，电流转电压模块220以及输出匹配模块230均可以包括两路，外接传输线也对应可以包括两路，例如：DN线和DP线，在两条线上都可以连接有相对应的电路结构。

其中，电流转电压模块220具体可以是通过接入电阻的方式实现将电流信号转换为电压信号，输出匹配模块230具体可以是将电压信号进行阻抗匹配处理，从而实现对应的电压信号的发送，具体可以分别通过DN线和DP线来实现电压信号的传输。

本申请实施例提供的一种差分信号传输电路中，可以通过数控电流模块接入输入电流并产生与多组电流控制电路的数量对应的电流信号，并将电流信号传输给电流转电压模块；通过电流转电压模块将数控电流模块传输的电流信号转换为电压信号，并将电压信号传输给输出匹配模块；通过输出匹配模块对电压信号进行阻抗匹配，并将匹配后的电压信号传输给外接传输线。其中，由于数控电流模块中包括多组电流控制电路，可以基于电流控制电路接入的数量来产生不同的电流信号，从而可以不依赖于输入电流源的供电而产生多种电流信号，避免设置电平转移电路，降低了电路的复杂性。

下面来具体解释本申请实施例中提供的电流转电压模块的具体结构以及其工作原理。

图2为本申请实施例提供的差分信号传输电路中电流转电压模块的结构示意图，请参照图2，电流转电压模块包括两组转换子模块，各组转换子模块包括：第一放大器B1以及与第一放大器B1并联的转换电路；其中，第一放大器B1接收数控电流模块210传输的电流信号，并通过转换电路将电流信号转换为电压信号。

可选地，转换电路包括：第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1以及第一开关S1；第一电容C1、第一电阻R1分别与第一放大器B1并联；第二电容C2与第一开关S1串联后整体与第一放大器B1并联。

需要说明的是，第一电容C1和第二电容C2可以用于进行数字滤波处理，具体可以用于滤除数字边沿噪声，其中，第二电容C2可以根据实际输入进行对应调整，具体可以通过第一开关S1进行调整，第一开关S1具体可以是一个开关管，控制端可以受到TRIM信号的控制，通过接入该TRIM信号可以实现对第二电容C2所在子电路的连通或者关断，从而可以实现整体的电容大小的调整，从而实现不同需求的滤波。

其中，第一放大器B1可以接收来自数控电流模块210所输出的电流信号，该电流信号例如可以是I1，则经过第一放大器B1之后，可以得到电压信号，具体可以表示为电流信号I1和第一电阻R1的乘积，也即是I1·R1。

需要说明的是，多组电流控制电路的电路结构可以相同，例如：若接入一组电流控制电路，其对应的电流信号为I1，则接入两组电流控制电路时，其对应的电流信号为2×I1，接入N组电流控制电路时，其对应的电流信号为N×I1。

基于上述电流信号的大小可以分别计算出对应的电压信号的大小。

电流转电压模块220得到上述电压信号之后，可以将电压信号传输个输出匹配模块230，需要说明的是，由于包括两组转换电路，则可以产生两组电压信号，也即是差分电压信号。

需要说明的是，现有技术中实现电流到电压的转换时，电阻设置在差分的两条传输线之间，按照这种方式设置电阻会导致电阻的阻值必须较大，否则不能满足实际的需求；而按照图2中所示的方式分别设置两组第一电阻R1，每个第一电阻R1的阻值具体可以设置的较小，从而可以降低电路中产生的功耗。

本申请实施例中提供了一种差分信号传输电路，第一放大器接收数控电流模块传输的电流信号，并通过转换电路将电流信号转换为电压信号，第一电容、第一电阻分别与第一放大器并联；第二电容与第一开关串联后整体与第一放大器并联。其中，第一电阻与第一放大器并联，从而可以更加灵活地实现阻值的设置，避免电路的功耗较大，从而提高电路的工作效率。

下面来具体解释本申请实施例中提供的差分信号传输电路的另一具体结构以及连接关系。

图3为本申请实施例提供的差分信号传输电路的另一结构示意图，请参照图3，差分信号传输电路还包括：第二放大器B2；第二放大器B2的第一输入端接入参考电压信号，第二放大器B2的第二输入端与第二放大器B2的输出端连接，第二放大器B2的输出端还与各转换子模块中的第一放大器B1的第二输入端连接。

需要说明的是，第一放大器B1可以包括两个，各第一放大器B1的第一个输入端接入由数控电流模块210所传输的电流信号，各第一放大器B1的第二个输入端接入由第二放大器B2输出的参考电压信号，各第一放大器B1的输出端可以连接输出匹配模块230。

第二放大器B2可以包括一个，第二放大器B2的第一输入端接入参考电压reference，第二放大器B2的第二输入端与第二放大器B2的输出端连接，使得输入和输出相等。

基于第二放大器B2提供参考电压信号从而可以使得各个第一放大器B1可以更好地实现电流转电压的处理。

下面来具体解释本申请实施例中提供的输出匹配模块的具体结构以及其工作原理。

图4为本申请实施例提供的差分信号传输电路中输出匹配模块的结构示意图，请参照图4，输出匹配模块包括两组匹配子模块，各组匹配子模块包括：传输开关T1以及与传输开关T1并联的匹配电路。

可选地，匹配电路包括：第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第二开关S2、第三开关S3以及第四开关S4；第二电阻R2与第二开关S2串联后整体与传输开关T1并联；第三电阻R3与第三开关S3串联后整体与传输开关T1并联；第四电阻R4与第四开关S4串联后整体与传输开关T1并联。

其中，传输开关T1可以受到PIN信号的控制，当接收到PIN信号之后，可以保持连通，从而使得输出匹配模块230与外接传输线保持通信；相对地，若没有接收到PIN信号，则会断开，从而使得输出匹配模块230与外接传输线断开通信。

需要说明的是，第二开关S2和第三开关S3具体可以与前述第一开关S1类似，均是开关管，可以受到TRIM信号的控制，从而控制对应子电路的连通或者关断，从而实现对应子电路的电阻的大小，并实现输出阻抗的匹配。

第四开关S4也可以是一个开关管，其控制端可以受到TCM信号的控制。

以上具体解释了数据发送单元的具体结构，下面来解释数据接收单元的具体结构关系。

图5为本申请实施例提供的数据接收单元的结构示意图，请参照图5，数据接收单元包括：滤波检测模块110以及迟滞比较模块120。

其中，滤波检测模块110与迟滞比较模块120连接，滤波检测模块110用于接收外接传输线所传输的电压信号并对电压信号滤波，并将滤波后的电压信号传输给迟滞比较模块120；迟滞比较模块120用于对电压信号进行迟滞调整，并将迟滞调整后的电压信号传输给逻辑控制电路。

需要说明的是，滤波检测模块110也是处于差分电路中的模块，其具体也可以包括两组子电路，其中，每组子电路可以包括导通开关T2、第五电阻R5、第三电容C3和第四电容C4。

其中，导通开关T2的第一端与外接传输线连接，导通开关T2的第二端与第五电阻R5的第一端连接，导通开关T2的控制端受到PIN信号的控制，第五电阻R5的第二端分别与第三电容C3的第一端、第四电容C4的第一端以及迟滞比较模块120连接，第三电容C3的第二端和第四电容C4的第二端接地。

具体的，导通开关T2可以控制数据接收单元是否接收外部输入的电压信号，并且，由于导通开关T2也受到PIN信号的控制。

需要说明的是，在工作的过程中，若需要进行共模工作点的提取，则可以在数据发送单元中通过TCM信号控制第四开关S4导通，从而使得第四电阻R4接入电路，其中第四电阻R4可以是一个高阻，此时数据接收单元中所接收到的电压信号的共模点就来自数据发送单元的共模点，从而可以提高数据接收单元的易用性。

其中，第五电阻R5、第三电容C3以及第四电容C4可以组成RC滤波网络，从而实现滤除来自电压信号之外的噪声。

滤波检测模块110可以将滤波处理后的电压信号传输给迟滞比较模块120。

下面来具体解释数据接收单元中的迟滞比较模块的具体结构关系以及其工作原理。

图6为本申请实施例提供的数据接收单元的另一结构示意图，请参照图6，迟滞比较模块120包括：具有可控迟滞阵列的迟滞比较器122以及与迟滞比较器122连接的史密斯反相器121，其中，可控迟滞阵列由多个MOS管组成。

需要说明的是，迟滞比较器122中包括如图6所示的21个MOS管，其中，可控迟滞阵列中包括有四个MOS管（图6中为虚线框所框出的四个MOS管），这四个MOS管的控制端可以通过接收外部信号来实现导通或者关断，从而实现迟滞比较器的可控性。

迟滞比较器122的具体连接关系如图6所示，在此不加赘述，需要说明的是，史密斯反相器121可以防止电路抖动，从而保证上升沿和下降沿的触发电平不同，保证电路的稳定性，抑制来自输入的噪声，迟滞比较器122本身也可以有效抑制来自信号中的噪声，并且可以通过可控迟滞阵列来实现迟滞大小的调整，从而可以根据实际的噪声来设定迟滞。

下面来具体解释本申请实施例中提供的数据传输装置的具体结构以及其工作原理。

图7为本申请实施例提供的数据传输装置的结构示意图，请参照图7，数据传输装置包括：逻辑控制电路710以及差分信号传输电路720，逻辑控制电路710与差分信号传输电路720的各组电流控制电路以及数据接收单元连接，逻辑控制电路710用于控制是否向各组电流控制电路输入电流，以及，从数据接收单元接收信号。

需要说明的是，逻辑控制电路710可以是一个也可以是多个，图7中以分开的两个电路为例，在实际使用时，与数据接收单元连接的逻辑控制电路710和与数据发送单元连接的逻辑控制电路710可以是两个不同的电路也可以是同一个电路，并不以图7所示的连接方式作为限制。

其中，与数据接收单元连接的逻辑控制电路可以接收滤波、迟滞处理后的电压信号，并执行对应的相关处理逻辑；与数据发送单元的逻辑控制电路，可以产生控制逻辑，并基于控制逻辑选择其中任意数量的电流控制电路输入电流。

可选地，数据传输装置具体可以是手机耳机、传输线等相关电子器件，以手机耳机为例，其中的数据接收单元可以是用于接收手机等终端传输的电压信号；数据发送单元可以是用于基于用户的控制，产生相关的控制信号，并将该控制信号反馈给手机等终端，例如：音量调整，播放开始暂停等。

本申请实施例提供的数据传输装置中，通过数控电流模块接入输入电流并产生与多组电流控制电路的数量对应的电流信号，并将电流信号传输给电流转电压模块；通过电流转电压模块将数控电流模块传输的电流信号转换为电压信号，并将电压信号传输给输出匹配模块；通过输出匹配模块对电压信号进行阻抗匹配，并将匹配后的电压信号传输给外接传输线。其中，由于数控电流模块中包括多组电流控制电路，可以基于电流控制电路接入的数量来产生不同的电流信号，从而可以不依赖于输入电流源的供电而产生多种电流信号，避免设置电平转移电路，降低了电路的复杂性。

上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。