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一种信号斜率控制系统

阅读：1031发布：2020-09-08

IPRDB可以提供一种信号斜率控制系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种信号斜率控制系统，包括主控芯片、电平输出电路、驱动电路和时间调整电路；所述主控芯片通过电平输出电路与驱动电路相连，所述主控芯片还与驱动电路相连，所述驱动电路通过时间调整电路与开漏总线相连，所述开漏总线用于连接主设备与从设备主控芯片发出控制信号和使能信号后，电平输出电路根据控制信号向驱动电路输出高电平，驱动电路根据使能信号和高电平时输出上拉电压，时间调整电路接收上拉电压后，进一步改变阻值即可调整开漏总线的上升时间，本方案能够根据不同的从设备对信号斜率进行调整，匹配最优的信号速率，具备灵活性和兼容性。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种信号斜率控制系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种信号斜率控制系统，其特征在于：包括主控芯片(1)、电平输出电路(2)、驱动电路(3)和时间调整电路(4)；

所述主控芯片(1)通过电平输出电路(2)与驱动电路(3)相连，所述主控芯片(1)还与驱动电路(3)相连，所述驱动电路(3)通过时间调整电路(4)与开漏总线相连，所述开漏总线用于连接主设备与从设备。

2.根据权利要求1所述的一种信号斜率控制系统，其特征在于：所述驱动电路(3)包括三态门芯片，所述三态门芯片内包括有N组三态门，每组三态门设置有M个，其中N≥2，M≥2；

所述主控芯片(1)与三态门的使能端相连，所述电平输出电路(2)与三态门的输入端相连，所述时间调整电路(4)与三态门的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的一种信号斜率控制系统，其特征在于：所述时间调整电路(4)包括N组电阻，每组电阻设置有M个，同组电阻的阻值相同，不同组电阻的阻值互不相同，其中N≥2，M≥2；

同组的两个三态门的输出端分别通过同组的两个电阻与开漏总线相连。

4.根据权利要求3所述的一种信号斜率控制系统，其特征在于：所述开漏总线为I2C总线。

5.根据权利要求4所述的一种信号斜率控制系统，其特征在于：在一组三态门与一组电阻中，一个三态门通过一个电阻与SCL线相连，另一个三态门通过另一个电阻与SDA线相连。

6.根据权利要求5所述的一种信号斜率控制系统，其特征在于：所述三态门设置有3组，每组三态门设置有2个；所述电阻设置有3组，每组电阻设置有2个；

第一组三态门包括U1和U2，第二组三态门包括U3和U4，第三组三态门包括U5和U6，第一组电阻包括R1和R2，第二组电阻包括R3和R4，第三组电阻包括R5和R6；

U1的输出端通过R1与SCL线相连，U2的输出端通过R2与SDA线相连，U3的输出端通过R3与SCL线相连，U4的输出端通过R4与SDA线相连，U5的输出端通过R5与SCL线相连，U6的输出端通过R6与SDA线相连。

7.根据权利要求6所述的一种信号斜率控制系统，其特征在于：所述R1和R2的阻值为4K欧姆，所述R3和R4的阻值为6K欧姆，所述R5和R6的阻值为8K欧姆。

说明书全文

一种信号斜率控制系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种信号斜率控制系统。

背景技术

[0002] 目前，随着通信技术的发展，设备的各电路板之间、器件之间的通信越来越频繁，开漏总线(Open-drain)连接了主设备和从设备，在通信过程中不可或缺。

[0003] 开漏总线从下拉状态到上拉状态的切换时间称为上升时间，上升时间直接影响开漏总线的信号斜率。在实际应用中，并联在开漏总线上的从设备性能各异，总线负载电容大小存在差异，设备之间的通信速率受到影响，而现有技术中的开漏总线不能调整其上升时间，无法根据具体的从设备选择最优的信号速率，缺乏灵活性和兼容性。实用新型内容

[0004] 为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提出了一种信号斜率控制系统，能够根据不同的从设备对信号斜率进行调整，具备灵活性和兼容性。

[0005] 本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种信号斜率控制系统，包括主控芯片、电平输出电路、驱动电路和时间调整电路；

[0006] 所述主控芯片通过电平输出电路与驱动电路相连，所述主控芯片还与驱动电路相连，所述驱动电路通过时间调整电路与开漏总线相连，所述开漏总线用于连接主设备与从设备；

[0007] 所述主控芯片，用于向电平输出电路发出控制信号和向驱动电路发出使能信号，所述控制信号用于控制电平输出电路输出高电平，所述使能信号用于控制驱动电路进入使能状态；

[0008] 所述电平输出电路，用于根据主控芯片的控制信号向驱动电路输出高电平；

[0009] 所述驱动电路，用于当接收到主控芯片输出的使能信号并接收到电平输出电路输出的高电平时，向时间调整电路输出上拉电压；

[0010] 所述时间调整电路，用于接收上拉电压并通过改变阻值来调整开漏总线的上升时间。

[0011] 与现有技术现比，本技术方案的有益效果是：主控芯片发出控制信号和使能信号后，电平输出电路根据控制信号向驱动电路输出高电平，驱动电路根据使能信号和高电平时输出上拉电压，时间调整电路接收上拉电压后，进一步改变阻值即可调整开漏总线的上升时间，本方案能够根据不同的从设备对信号斜率进行调整，匹配最优的信号速率，具备灵活性和兼容性。

[0012] 进一步地，所述驱动电路包括三态门芯片，所述三态门芯片内包括有N组三态门，每组三态门设置有M个，其中N≥2，M≥2；

[0013] 所述主控芯片与三态门的使能端相连，所述电平输出电路与三态门的输入端相连，所述时间调整电路与三态门的输出端相连。

[0014] 采用上述方案的有益效果是：单个三态门芯片内包括多组三态门，通过三态门芯片能够简化系统电路；同时，三态门本身具备输入端、输出端和使能端，通过三态门输出上拉电压，具有控制逻辑简单的优点，便于实现信号斜率调整。

[0015] 进一步地，所述时间调整电路包括N组电阻，每组电阻设置有M个，同组电阻的阻值相同，不同组电阻的阻值互不相同，其中N≥2，M≥2；

[0016] 同组的两个三态门的输出端分别通过同组的两个电阻与开漏总线相连。

[0017] 采用上述方案的有益效果是：根据RC充电时间计算式，通过改变电阻即可改变开漏总线的上升时间，时间调整电路包括N组电阻，且同组电阻的阻值相同，不同组电阻的阻值互不相同，通过并联接入不同阻值的电阻即可调整上升时间，同样具有控制逻辑简单的优点，便于实现信号斜率调整。

[0018] 进一步地，所述开漏总线为I2C总线。

[0019] 采用上述方案的有益效果是：I2C总线是一个串行多主从的总线协议，采用I2C总线作为开漏总线，适用性更强。

[0020] 进一步地，在一组三态门与一组电阻中，一个三态门通过一个电阻与SDA线相连，另一个三态门通过另一个电阻与SCL线相连。

[0021] 采用上述方案的有益效果是：一组三态门和一组电阻共同组成一个控制通道，保证一组三态门通过阻值相同的电阻分别与SDA线和SCL线连接。

[0022] 进一步地，所述三态门设置有3组，每组三态门设置有2个；所述电阻设置有3组，每组三态门设置有2个；

[0023] 第一组三态门包括U1和U2，第二组三态门包括U3和U4，第三组三态门包括U5和U6，第一组电阻包括R1和R2，第二组电阻包括R3和R4，第三组电阻包括R5和R6；

[0024] U1的输出端通过R1与SCL线相连，U2的输出端通过R2与SDA线相连，U3的输出端通过R3与SCL线相连，U4的输出端通过R4与SDA线相连，U5的输出端通过R5与SCL线相连，U6的输出端通过R6与SDA线相连。

[0025] 进一步地，所述R1和R2的阻值为4K欧姆，所述R3和R4的阻值为6K欧姆，所述R5和R6的阻值为8K欧姆。

附图说明

[0026] 图1为本实用新型一种信号斜率控制系统的示意图；

[0027] 图2为本实用新型一种信号斜率控制系统的电路原理图；

[0028] 图3为本实用新型一种信号斜率控制方法的流程图。

具体实施方式

[0029] 以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

[0030] 如图1所示，图1为本实用新型一种信号斜率控制系统的示意图。一种信号斜率控制系统，包括主控芯片1、电平输出电路2、驱动电路3和时间调整电路4。

[0031] 所述主控芯片1通过电平输出电路2与驱动电路3相连，所述主控芯片1还与驱动电路3相连，所述驱动电路3通过时间调整电路4与开漏总线相连，所述开漏总线用于连接主设备与从设备；

[0032] 所述主控芯片1，用于向电平输出电路2发出控制信号和向驱动电路3发出使能信号，所述控制信号用于控制电平输出电路2输出高电平，所述使能信号用于控制驱动电路3进入使能状态；另外，主控芯片1也可向驱动电路3发出非使能信号，使得驱动电路3进入非使能状态；

[0033] 所述电平输出电路2，用于根据主控芯片1的控制信号向驱动电路3输出高电平；

[0034] 其中，只要是能实现输出高电平的电路即可作为电平输出电路2，在本技术方案中不对电平输出电路2的具体形式作进一步限定；具体的，电平输出电路2能够输出高电平，也能够输出低电平，在本技术方案中讨论的是通过电平输出电路2输出高电平来对信号斜率进行调整；

[0035] 所述驱动电路3，用于当接收到主控芯片1输出的使能信号并接收到电平输出电路2输出的高电平时，向时间调整电路4输出上拉电压；

[0036] 所述时间调整电路4，用于接收上拉电压并通过改变阻值来调整开漏总线的上升时间。

[0037] 通过改变开漏总线上的时间调整电路4的阻值，来改变开漏总线的上升时间，从而改变其信号斜率，使速率可调，保证主设备和从设备之间的信号速率最优，提高主设备和从设备之间通信的灵活性和兼容性。

[0038] 具体地，驱动电路3包括三态门芯片，三态门芯片内包括有两组以上三态门。三态门的输出端与时间调整电路4连接，三态门的输入端与电平输出电路2连接，三态门的使能端与主控芯片连接。

[0039] 三态门使能端处在使能状态下且输入端处在高电平状态下，三态门可以为开漏总线提供上拉电压，并使开漏总线处于上拉状态。同样的，在三态门使能端处在使能状态下且输入端处在低电平状态下，三态门可以为开漏总线提供下拉电压，使开漏总线处于下拉状态。在本技术方案中，能够根据实际需要在上拉状态与下拉状态之间灵活切换，但仅通过使得开漏总线处于上拉状态时才能对信号斜率进行调整，当开漏总线处于下拉状态时，无法对其信号斜率进行调整。

[0040] 具体地，时间调整电路4包括两组以上电阻，同组电阻的阻值相同，不同组电阻的阻值互不相同，时间调整电路4一端与驱动电路3连接，另一端与开漏总线连接。

[0041] 如图2所示，图2为本实用新型一种信号斜率控制系统的电路原理图。在本技术方案中，开漏总线为I2C总线，一个三态门通过一个电阻与SCL线相连，另一个三态门通过另一个电阻与SDA线相连。

[0042] 所述三态门设置有3组，所述电阻设置有3组，其中，第一组三态门包括U1和U2，第二组三态门包括U3和U4，第三组三态门包括U5和U6；第一组电阻包括R1和R2，第二组电阻包括R3和R4，第三组电阻包括R5和R6；

[0043] U1的输出端通过R1与SCL线相连，U2的输出端通过R2与SDA线相连，U3的输出端通过R3与SCL线相连，U4的输出端通过R4与SDA线相连，U5的输出端通过R5与SCL线相连，U6的输出端通过R6与SDA线相连。

[0044] 根据RC充电时间计算式-t/RC＝ln(1-VC/VS)，开漏总线信号的上升时间t受上拉电源VC、充电目标值VS、负载电容C和上拉电阻R的影响，在具体电路中，受电路布线、主设备属性、从设备属性和从设备数量等因素的影响，I2C总线上的负载电容大小存在差异，而负载电容偏大将导致上升时间t偏大，总线通信速率将受到影响。

[0045] 本实例中通过灵活设定上拉电阻的阻值来改变上升时间t，实现了信号的斜率可控，提高器件间通信速率的灵活性和兼容性。

[0046] 需要说明的是，三态门和电阻可以为2组、4组或者更多，上述实施例只是以3组为例说明原理，实际应用中并不限于3组。

[0047] 进一步以时间调整电路4中电阻R1、R2为4k欧姆，电阻R3、R4为6k欧姆，电阻R5、R6为8k欧姆为例说明本技术方案。通过主控芯片1输出使能信号、电平输出电路2输出高电平，使驱动电路3的三态门输出高电平，I2C总线连接对应的上拉电阻，使总线置于上拉状态。

[0048] 根据RC充电时间计算式，结果如下表所示。

[0049]电阻(Ω) R1＝4K R1//R3＝2.4K R1//R3//R5＝1.846K
上拉电压值(VS) 5 5 5
充电目标值(VC) 4.5 4.5 4.5
总线负载电容量(uF) 0.0004 0.0004 0.0004
上升时间(uS) 3.684 2.21 1.7

[0050] 由上述可知,当连接R1作为上拉电阻时，I2C总线的SCL线的上升时间为3.684uS；当R1、R3并联作为上拉电阻时，上拉电阻的阻值为2.4K欧姆，SCL线的上升时间为2.21uS；当R1、R3、R5并联作为上拉电阻时，上拉电阻的阻值为1.846K欧姆，SCL线的上升时间为1.7uS。
因此，本技术方案通过控制时间调整电路中接入的电阻来控制上拉电阻的阻值，从而达到总线信号斜率可控，选择最优的信号速率。

[0051] 需要说明的是，在本实施例中，仅以R1和R2的阻值为4K欧姆、R3和R4的阻值为6K欧姆、R5和R6的阻值为8K欧姆为例对本技术方案进行举例说明。R1-R6的阻值可根据实际情况灵活设置，本实用新型不作进一步限定。

[0052] 需要说明的是，当R1作为上拉电阻时，U1通过R1与SCL线相连，同时U2也要通过R2与SDA线相连；当R1、R3并联作为上拉电阻时，U1通过R1与SCL线相连、U3通过R3与SCL线相连，同时U2也要通过R2与SDA线相连、U4也要通过R4与SDA线相连。当调整上拉电阻的阻值时，同组的电阻的状态应该时刻相同，以保证SCL线和SDA线的状态相同。

[0053] 如图3所示，一种信号斜率控制方法，所述方法基于上述信号斜率控制系统，包括以下步骤：

[0054] S1：所述主控芯片向电平输出电路发出控制信号，并向驱动电路发出使能信号；

[0055] S2：所述电平输出电路根据主控芯片的控制信号向驱动电路输出高电平；

[0056] S3：当接收到主控芯片输出的使能信号并接收到电平输出电路输出的高电平时，所述驱动电路向时间调整电路输出上拉电压；

[0057] S4：所述时间调整电路接收上拉电压并通过改变阻值来调整开漏总线的上升时间。

[0058] 主控芯片发出控制信号和使能信号后，电平输出电路根据控制信号向驱动电路输出高电平，驱动电路根据使能信号和高电平时输出上拉电压，时间调整电路接收上拉电压后，进一步改变阻值即可调整开漏总线的上升时间，本方案能够根据不同的从设备对信号斜率进行调整，匹配最优的信号速率，具备灵活性和兼容性。

[0059] 本实用新型不仅可用于I2C总线，也可以用于其它开漏总线，现以I2C为具体实施例进行说明，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

[0060] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

标题	发布/更新时间	阅读量
时钟信号控制器-专利编号CN104734672B	2020-05-12	1036
信号灯控制装置-专利编号CN105392260B	2020-05-12	597
交通信号控制器-专利编号CN104137165B	2020-05-13	809
交通信号控制机-专利编号CN104094329B	2020-05-13	805
交通信号控制器-专利编号CN104137165A	2020-05-11	750
控制信号扩展器-专利编号CN1033733C	2020-05-12	156
时钟信号控制器-专利编号CN104734672A	2020-05-11	513
信号控制收发柜-专利编号CN106419191A	2020-05-13	496
信号控制收发柜-专利编号CN106419191B	2020-05-11	1010
信号控制系统-专利编号CN102730028B	2020-05-11	427

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