电平移位电路及电子设备转让专利
申请号 : CN202110973393.4
文献号 : CN113422602B
文献日 : 2021-11-05
发明人 : 江力
申请人 : 深圳英集芯科技股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电平移位电路,其特征在于,所述电路包括:差分信号模块、耐压模块、复位模块和信号锁存模块;
所述差分信号模块的输入端为所述电平移位电路的输入端,所述差分信号模块的第一输出端连接所述耐压模块的第一输入端,所述差分信号模块的第二输出端连接所述耐压模块的第二输入端;
所述耐压模块的第三输入端连接所述信号锁存模块的第一输出端,所述耐压模块的第四输入端连接所述信号锁存模块的第二输出端,所述耐压模块的第一输出端连接所述信号锁存模块的第一输入端,所述耐压模块的第二输出端连接所述信号锁存模块的第二输入端;
所述复位模块的输出端连接所述信号锁存模块的第三输入端和第四输入端;
所述信号锁存模块的第二输出端为所述电平移位电路的输出端;所述差分信号模块,用于将输入信号转换成第一差分信号和第二差分信号,其中,所述第一差分信号与所述第二差分信号为一对差模信号;
所述耐压模块,用于通过所述信号锁存模块的第一控制信号将所述第一差分信号转换成第一耐压信号、通过所述信号锁存模块的第二控制信号将所述第二差分信号转换成第二耐压信号;
所述复位模块,用于生成复位信号,向所述信号锁存模块输出所述复位信号,所述复位信号用于在上电或复位过程中控制所述信号锁存模块的复位状态;
所述信号锁存模块,用于将所述第一耐压信号、所述第二耐压信号和所述复位信号转换成所述第一控制信号和所述第二控制信号,所述第二控制信号为所述电平移位电路的输出信号。
2.如权利要求1所述的电平移位电路,其特征在于,所述复位模块包括:第一电阻R1和第一电容C1,所述第一电阻R1的第一端连接第一电源,所述第一电阻R1的第二端连接所述第一电容C1的第一端,所述第一电容C1的第二端连接第二电源,所述第一电阻R1的第二端为所述复位模块的输出端。
3.如权利要求1所述的电平移位电路,其特征在于,所述差分信号模块包括:第一反相模块和第二反相模块;
所述第一反相模块的输入端为所述差分信号模块的输入端;
所述第一反相模块的输出端连接所述第二反相模块的输入端和所述差分信号模块的第一输出端;
所述第二反相模块的输出端连接所述差分信号模块的第二输出端。
4.如权利要求3所述的电平移位电路,其特征在于,所述第一反相模块包括:第一开关管M1和第二开关管M2;
所述第一开关管M1的源极连接第三电源;
所述第一开关管M1的栅极连接所述第二开关管M2的栅极和所述第一反相模块的输入端;
所述第一开关管M1的漏极连接所述第二开关管M2的源极和所述第一反相模块的输出端;
所述第二开关管M2的漏极连接第四电源。
5.如权利要求3所述的电平移位电路,其特征在于,所述第二反相模块包括:第三开关管M3和第四开关管M4;
所述第三开关管M3的源极连接第三电源;
所述第三开关管M3的栅极连接所述第四开关管M4的栅极和所述第二反相模块的输入端;
所述第三开关管M3的漏极连接所述第四开关管M4的源极和所述第二反相模块的输出端;
所述第四开关管M4的漏极连接第四电源。
6.如权利要求1所述的电平移位电路,其特征在于,所述耐压模块包括第二电容C2、第三电容C3、第五开关管M5和第六开关管M6;
所述第二电容C2的第一端连接所述差分信号模块的第一输出端,所述第二电容C2的第二端连接所述第五开关管M5的漏极,所述第五开关管M5的源极连接第一电源,所述第五开关管M5的栅极连接所述耐压模块的第四输入端;
所述第三电容C3的第一端连接所述差分信号模块的第二输出端,所述第三电容C3的第二端连接所述第六开关管M6的漏极,所述第六开关管M6的源极连接所述第一电源,所述第六开关管M6的栅极连接所述耐压模块的第三输入端;
所述第二电容C2的第二端连接第一高电平点和所述耐压模块的第一输出端;
所述第三电容C3的第二端连接第二高电平点和所述耐压模块的第二输出端。
7.如权利要求6所述的电平移位电路,其特征在于,所述耐压模块还包括第一钳位二极管D1和第二钳位二极管D2;
所述第一钳位二极管D1的阳极与第二电源连接,所述第一钳位二极管D1的阴极与所述第一高电平点连接;
所述第二钳位二极管D2的阳极与所述第二电源连接,所述第二钳位二极管D2的阴极与所述第二高电平点连接。
8.如权利要求5所述的电平移位电路,其特征在于,所述信号锁存模块包括锁存控制模块和RS锁存模块;
所述锁存控制模块的第一输出端连接所述RS锁存模块的第一输入端,所述锁存控制模块的第二输出端连接所述RS锁存模块的第二输入端,所述锁存控制模块的第一输入端为所述信号锁存模块的第一输入端,所述锁存控制模块的第二输入端为所述信号锁存模块的第二输入端,所述锁存控制模块的第三输入端为所述信号锁存模块的第三输入端,所述锁存控制模块的第四输入端为所述信号锁存模块的第四输入端,所述RS锁存模块的第一输出端为所述信号锁存模块的第一输出端,所述RS锁存模块的第二输出端为所述信号锁存模块的第二输出端。
9.如权利要求8所述的电平移位电路,其特征在于,所述锁存控制模块包括:第一反相器A1、第二反相器A2、第三反相器A3、与门AN1、或门OR1;
所述第一反相器A1的输入端与所述锁存控制模块的第一输入端连接,所述第一反相器A1的输出端与所述与门AN1的第一输入端连接,所述与门AN1的第二输入端与所述锁存控制模块的第三输入端连接,所述与门AN1的输出端与所述RS锁存模块的第一输入端连接,所述第二反相器A2的输入端与所述锁存控制模块的第二输入端连接,所述第二反相器A2的输出端与所述或门OR1的第一输入端连接,所述或门OR1的第二输入端与所述第三反相器A3的输出端连接,所述第三反相器A3的输入端与所述锁存控制模块的第四输入端连接,所述第三反相器A3的输出端与所述RS锁存模块的第二输入端连接,所述或门OR1的输出端与所述锁存控制模块的第二输出端连接。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求1‑9中任一项所述的电平移位电路。
说明书 :
电平移位电路及电子设备
技术领域
背景技术
的逻辑电路之间需要通讯,此时便需要电平移位电路将信号在不同电平之间传递。
发明内容
所述差分信号模块的第一输出端连接所述耐压模块的第一输入端,所述差分信号模块的第
二输出端连接所述耐压模块的第二输入端;所述耐压模块的第三输入端连接所述信号锁存
模块的第一输出端,所述耐压模块的第四输入端连接所述信号锁存模块的第二输出端,所
述耐压模块的第一输出端连接所述信号锁存模块的第一输入端,所述耐压模块的第二输出
端连接所述信号锁存模块的第二输入端;所述复位模块的输出端连接所述信号锁存模块的
第三输入端和第四输入端;所述信号锁存模块的第二输出端为所述电平移位电路的输出
端;所述差分信号模块,用于将输入信号转换成第一差分信号和第二差分信号,其中,所述
第一差分信号与所述第二差分信号为一对差模信号;所述耐压模块,用于通过所述信号锁
存模块的第一控制信号将所述第一差分信号转换成第一耐压信号、通过所述信号锁存模块
的第二控制信号将所述第二差分信号转换成第二耐压信号;所述复位模块,用于生成复位
信号,向所述信号锁存模块输出所述复位信号,所述复位信号用于在上电或复位过程中控
制所述信号锁存模块的复位状态;所述信号锁存模块,用于将所述第一耐压信号、所述第二
耐压信号和所述复位信号转换成所述第一控制信号和所述第二控制信号,所述第二控制信
号为所述电平移位电路的输出信号。
C1的第二端连接第二电源,所述第一电阻R1的第二端为所述复位模块的输出端。
模块的输入端和所述差分信号模块的第一输出端;所述第二反相模块的输出端连接所述差
分信号模块的第二输出端。
一反相模块的输入端;所述第一开关管M1的漏极连接所述第二开关管M2的源极和所述第一
反相模块的输出端;所述第二开关管M2的漏极连接第四电源。
二反相模块的输入端;所述第三开关管M3的漏极连接所述第四开关管M4的源极和所述第二
反相模块的输出端;所述第四开关管M4的漏极连接第四电源。
二端连接所述第五开关管M5的漏极,所述第五开关管M5的源极连接所述第一电源,所述第
五开关管M5的栅极连接所述耐压模块的第四输入端;所述第三电容C3的第一端连接所述差
分信号模块的第二输出端,所述第三电容C3的第二端连接所述第六开关管M6的漏极,所述
第六开关管M6的源极连接所述第一电源,所述第六开关管M6的栅极连接所述耐压模块的第
三输入端;所述第二电容C2的第二端连接第一高电平点和所述耐压模块的第一输出端;所
述第三电容C3的第二端连接第二高电平点和所述耐压模块的第二输出端。
平点连接;所述第二钳位二极管D2的阳极与所述第二电源连接,所述第一钳位二极管D1的
阴极与所述第二高电平点连接。
述RS锁存模块的第二输入端,所述锁存控制模块的第一输入端为所述信号锁存模块的第一
输入端,所述锁存控制模块的第二输入端为所述信号锁存模块的第二输入端,所述锁存控
制模块的第三输入端为所述信号锁存模块的第三输入端,所述锁存控制模块的第四输入端
为所述信号锁存模块的第四输入端,所述RS锁存模块的第一输出端为所述信号锁存模块的
第一输出端,所述RS锁存模块的第二输出端为所述信号锁存模块的第二输出端。
所述与门AN1的第一输入端连接,所述与门AN1的第二输入端与所述锁存控制模块的第三输
入端连接,所述与门AN1的输出端与所述RS锁存模块的第一输入端连接,所述反相器A2的输
入端与所述锁存控制模块的第二输入端连接,所述反相器A2的输出端与所述或门OR1的第
一输入端连接,所述或门OR1的第二输入端与所述反相器A3的输出端连接,所述反相器A3的
输入端与所述锁存控制模块的第四输入端连接,所述或门OR1的输出端与所述锁存控制模
块的第二输出端连接。
端,差分信号模块的第一输出端连接耐压模块的第一输入端,差分信号模块的第二输出端
连接耐压模块的第二输入端;耐压模块的第三输入端连接信号锁存模块的第一输出端,耐
压模块的第四输入端连接信号锁存模块的第二输出端,耐压模块的第一输出端连接信号锁
存模块的第一输入端,耐压模块的第二输出端连接信号锁存模块的第二输入端;复位模块
的输出端连接信号锁存模块的第三输入端和第四输入端;信号锁存模块的第二输出端为电
平移位电路的输出端。本申请能够将两个不同电压域之间的信号进行传递,实现了由信号
输入端的低电平信号到信号锁存模块输出的高电平信号的信号电平转换。
附图说明
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。
具体实施方式
本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人
员在没有做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。
在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定
于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于
这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。
的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和
隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
的逻辑电路之间需要通讯,此时便需要电平移位电路将信号在不同电平之间传递。
使用电平移位电路实现信号在不同电平之间传递。当A点信号的电平为VCC1时,由M11、M22
构成的反相器将M33关断,R11将S、K的电位都上拉到VCC2,此时,由M55、M66构成的反相器将
B点信号输出为VSS2;当A点信号的电平为VSS1时,由M11、M22构成的反相器将M33导通,M33
将S的电位下拉到VSS1,K的电位被M44限制到VSS2+阈值电压(Threshold Voltage, VTH),
此时,由M55、M66构成的反相器将B点信号转变为VCC2;由此,该电路实现了A点电平VCC1
~
VSS1到B点电平VCC2 VSS2的电平转换(反相)。
~
就必须大于VCC2‑VSS1=30V,而普通的晶体管的VDS耐压通常为5V,需要选用高耐压的晶体
管,增加了器件制造复杂度和成本。
移位电路包括:差分信号模块110、耐压模块120、复位模块130和信号锁存模块140;
120的第二输入端;
模块140的第一输入端,耐压模块120的第二输出端连接信号锁存模块140的第二输入端;
信号转换成第二耐压信号。
信号。
通过耐压模块120解决差分信号模块110中开关管的耐压问题,使得电平移位电路100无需
高耐压的晶体管即可实现信号电平移位。
电源,第一电阻R1的第二端连接第一电容C1的第一端,第一电容C1的第二端连接第二电源,
第一电阻R1的第二端为复位模块130的输出端。
值对应的直流电源。
模块111的输入端为差分信号模块110的输入端;第一反相模块111的输出端连接第二反相
模块112的输入端和差分信号模块110的第一输出端;第二反相模块112的输出端连接差分
信号模块110的第二输出端。
相模块111的输入端;第一开关管M1的漏极连接第二开关管M2的源极和第一反相模块111的
输出端;第二开关管M2的漏极连接第四电源。
型场效应管,可以是绝缘型场效应管,或者是其他的开关管,此处不作过多的限制。
相模块112的输入端;第三开关管M3的漏极连接第四开关管M4的源极和第二反相模块112的
输出端;第四开关管M4的漏极连接第四电源。
者是其他的开关管,此处不作过多的限制。
二电容C2的第一端连接差分信号模块110的第一输出端,第二电容C2的第二端连接第五开
关管M5的漏极,第五开关管M5的源极连接第一电源,第五开关管M5的栅极连接耐压模块120
的第四输入端;第三电容C3的第一端连接差分信号模块110的第二输出端,第三电容C3的第
二端连接第六开关管M6的漏极,第六开关管M6的源极连接第一电源,第六开关管M6的栅极
连接耐压模块120的第三输入端;第二电容C2的第二端连接第一高电平点和所述耐压模块
的第一输出端;第三电容C3的第二端连接第二高电平点和所述耐压模块的第二输出端。
关管M6可以是结型场效应管,可以是绝缘型场效应管,或者是其他的开关管,此处不作过多
的限制。
D1的阳极与第二电源连接,第一钳位二极管D1的阴极与第一高电平点连接;第二钳位二极
管D2的阳极与第二电源连接,第一钳位二极管D1的阴极与第二高电平点连接。
电源VSS2。
块141的第一输出端连接RS锁存模块142的第一输入端,锁存控制模块141的第二输出端连
接RS锁存模块142的第二输入端,锁存控制模块141的第一输入端为信号锁存模块140的第
一输入端,锁存控制模块141的第二输入端为信号锁存模块140的第二输入端,锁存控制模
块141的第三输入端为信号锁存模块140的第三输入端,锁存控制模块141的第四输入端为
信号锁存模块140的第四输入端,RS锁存模块142的第一输出端为信号锁存模块140的第一
输出端,RS锁存模块142的第二输出端为信号锁存模块140的第二输出端。
对RS锁存器不作过多的限制。
一反相器A1的输出端与与门AN1的第一输入端连接,与门AN1的第二输入端与锁存控制模块
141的第三输入端连接,与门AN1的输出端与RS锁存模块的第一输入端连接,第二反相器A2
的输入端与锁存控制模块141的第二输入端连接,第二反相器A2的输出端与或门OR1的第一
输入端连接,或门OR1的第二输入端与第三反相器A3的输出端连接,第三反相器A3的输入端
与锁存控制模块141的第四输入端连接,或门OR1的输出端与锁存控制模块141的第二输出
端连接。
工作在VCC2至VSS2之间的电压范围内,其中,VCC1、VSS1、VCC2和VSS2的电源信号分别表示
为Vc1、Vs1、Vc2和Vs2。
二端。C2和C3作为耐压器件。
位端为复位模块的输出端RST点,R端为Q点,S端为P点),将C1,C2传递上来的差分信号转换
为B点的单端信号,并进行锁存。
构成的RS锁存器RSlatch的第二输出端B的电平信号为Vs2。同时第五开关管M5导通,第六开
关管M6截止。第一高电平点Q为Vc2,差分信号模块110的第一输出端S为Vc1;第二高电平点P
为Vs2,第一高电平点Q端为Vs1。
不能突变,且第五开关管M5的导通电阻设计得足够大,以至于在变换过程中来不及影响第
一高电平点Q的电压。所以,第一高电平点Q的电压从Vc2变换到Vs2。同时,第三开关管M3、第
四开关管M4构成的第二反相模块使差分信号模块110的第二输出端K点的电压从Vs1变换为
Vc1,由于第三电容C3两端电压不能突变,第二高电平点P点的电压从Vs2变换到Vc2。
点的电压从Vs2变换到Vc2。同时,M3、M4构成的第二反相器使差分信号模块110的第二输出
端K点的电压从Vs1变换为Vc1,由于第三电容C3两端电压不能突变,且第六开关管M6的导通
电阻设计得足够大,以至于在变换过程中来不及影响K点的电压。所以,第二高电平点P点的
电压从Vc2变换到Vs2。由第一反相器A1、第二反相器A2、第三反相器A3、与门AN1、或门OR1、
与非门ND1和与非门ND2构成的信号锁存模块140,使信号锁存模块140的第二输出端B点翻
转为Vs2,同时第六开关管M6截止,第五开关管M5导通。
制造成本和复杂度,而且可以减少开关管在导通时的常开功耗。
由信号锁存模块在复位端的作用下输出第一高电平信号或第二高电平信号,其中,第一高
电平信号与第一高电平点对应,第二高电平信号与第二高电平点对应,实现了由信号输入
端A的低电平信号到信号输出端B的高电平信号的信号电平转换,能够将两个不同电压域之
间的信号进行传递。