终端阻抗检测电路的制作方法

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种终端阻抗检测电路。

背景技术：

在现有技术中，部分收发机在进行主机与设备连接时需要执行终端阻抗检测的步骤。如果没有检测到终端阻抗，将不会执行后续的任何功能；只有检测到了终端有阻抗连接，才会继续接下来的握手功能以及数据传输等功能，这是主从设备进行交互的第一步。

因此，有必要提供一种准确的用于检测终端是否有阻抗连接的终端阻抗检测电路。

技术实现要素：

本发明提供一种终端阻抗检测电路，其主要目的在于能够快速准确的检测出终端是否有阻抗连接，从而保证主从设备能够顺利进行交互。

为实现上述目的，本发明提供一种终端阻抗检测电路，包括信号发送端、相互串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻及第四电阻、连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间的第一开关、连接于所述第三电阻与所述第四电阻之间的第二开关、分别与所述信号发送端相连的第一电容及第二电容、与所述第一电容相连的终端阻抗以及比较器，所述比较器将所述信号发送端的电压与参考电压端的电压进行比较后输出电平至输出端，所述终端阻抗检测电路通过所述输出端的电平高低确定所述终端阻抗是否连接。

可选地，所述终端阻抗连接时，所述输出端的电平不发生翻转；所述终端阻抗未连接时，所述输出端的电平发生翻转。

可选地，所述第一电阻与所述第四电阻的阻值相等，所述第二电阻与所述第三电阻的阻值相等。

可选地，所述第一电阻与所述第四电阻的阻值为千欧级别，所述第二电阻与所述第三电阻的阻值比所述第一电阻与所述第四电阻的阻值小一个数量级。

可选地，所述第一开关与所述第二开关闭合时，分别对所述第一电阻与所述第四电阻短路。

可选地，所述第一电容为所述信号发送端与所述终端阻抗进行连接时的耦合电容，电容值为75nf～265nf；所述第二电容为所述信号发送端txp的寄生电容，所述终端阻抗的阻值为50欧姆。

可选地，所述第一电阻的一端及所述第一开关的一端分别与电源端相连，所述第一电阻的另一端及所述第一开关的另一端共同连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端、所述第一电容的一端、所述第二电容的一端、所述第三电阻的一端及所述比较器的一输入端共同连接所述信号发送端。

可选地，所述第三电阻的另一端及所述第四电阻的一端共同连接所述第二开关的一端，所述第一电容的另一端与所述终端阻抗相连，所述第四电阻的另一端、所述第二开关的另一端、所述第二电容的另一端及所述终端阻抗的另一端共同接地端。

可选地，所述比较器的另一输入端与所述参考电压端相连，所述比较器的输出端为所述终端阻抗检测电路的输出端。

本发明提供的终端阻抗检测电路，能够快速准确的检测出终端是否有阻抗连接，从而保证主从设备能够顺利进行交互。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的终端阻抗检测电路的具体电路结构图；

图2为本发明一实施例提供的终端阻抗检测电路的电路波形示意图。

本发明目的的实现、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发明，并不用于限定本发明。

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

本发明提供一种终端阻抗检测电路。参照图1所示，为本发明一实施例提供的终端阻抗检测电路的具体电路结构图。

如图1所示，本发明终端阻抗检测电路包括信号发送端txp、相互串联的第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3及第四电阻r4、连接于所述第一电阻r1与所述第二电阻r2之间的第一开关s1、连接于所述第三电阻r3与所述第四电阻r4之间的第二开关s2、分别与所述信号发送端txp相连的第一电容c1及第二电容c2、与所述第一电容c1相连的终端阻抗r5以及比较器i1，所述比较器i1将所述信号发送端txp的电压与参考电压端vref的电压进行比较后输出电平至输出端vout，所述终端阻抗检测电路通过所述输出端vout的电平高低确定所述终端阻抗r5是否连接。

当所述终端阻抗r5连接时，所述输出端vout的电平不发生翻转；所述终端阻抗r5未连接时，所述输出端vout的电平发生翻转。

在本发明中，所述第一电阻r1与所述第四电阻r4的阻值相等，且阻值均较大，所述第二电阻r2与所述第三电阻r3的阻值相等，且阻值均较小，由于阻值的大小关系到对电容充电的速度，所以在本发明中可以根据需求而设计不同的阻值。在本发明实施例中，所述第一电阻r1与所述第四电阻r4的阻值设计为千欧级别，所述第二电阻r2与所述第三电阻r3的阻值设计为比所述第一电阻r1与所述第四电阻r4的阻值小一个数量级。所述第一开关s1与所述第二开关s2闭合时分别对所述第一电阻r1与所述第四电阻r4短路。所述第一电容c1为所述信号发送端txp与所述终端阻抗r5进行连接时的ac耦合电容，电容值协议规定为75nf～265nf；所述第二电容c2为所述信号发送端txp的所有寄生电容，一般很小；所述终端阻抗r5的阻值协议规定典型值为50欧姆。所述比较器i1将所述信号发送端txp的电压与参考电压端vref的电压进行比较，根据2个电压值的大小，输出逻辑高低电平。

本发明一实施例提供的终端阻抗检测电路的具体电路连接关系如下：所述第一电阻r1的一端及所述第一开关s1的一端分别与电源端vdd相连，所述第一电阻r1的另一端及所述第一开关s1的另一端共同连接所述第二电阻r2的一端，所述第二电阻r2的另一端、所述第一电容c1的一端、所述第二电容c2的一端、所述第三电阻r3的一端及所述比较器i1的一输入端共同连接所述信号发送端txp；所述第三电阻r3的另一端及所述第四电阻r4的一端共同连接所述第二开关s2的一端，所述第一电容c1的另一端与所述终端阻抗r5相连，所述第四电阻r4的另一端、所述第二开关s2的另一端、所述第二电容c2的另一端及所述终端阻抗r5的另一端共同接地端gnd；所述比较器i1的另一输入端与所述参考电压端vref相连，所述比较器i1的输出端为所述输出端vout。

请同时参阅图2，图2为本发明一实施例提供的终端阻抗检测电路的电路波形示意图。本发明终端阻抗检测电路的工作原理如下：

第一阶段：所述第一开关s1与所述第二开关s2全部闭合，将所述第一电阻r1与所述第四电阻r4进行短路，此时如果终端有阻抗连接，即所述终端阻抗r5已连接，则会有电流由所述第二电阻r2流向所述第一电容c1与所述第二电容c2对其进行充电，所述信号发送端txp的电压会由地端gnd开始缓慢上升，最终稳定到电压vdd/2，充电过程会持续一段时间；如果终端没有阻抗连接，即所述终端阻抗r5未连接，则所述第一电容c1的一端处于浮空状态，没有电子移动，所以不会对所述第一电容c1进行充电，只会对所述第二电容c2进行充电，由于所述第二电容c2的电容值非常小，此时所述信号发送端txp的电压会很快的到达电压vdd/2。第一阶段的持续时间很长，所以不管是否有终端阻抗连接，所述信号发送端txp的电压时钟都会稳定到电压vdd/2。这一阶段定义为pre_charge阶段，如图2所示。将所述比较器i1的参考电压vref设计成一个大于电压vdd/2的值，由于在pre_charge阶段，所述信号发送端txp的电压由低电位逐渐上升，最终稳定在电压vdd/2，因此所述比较器i1的输出端vout不会翻转。

第二阶段：在第一阶段之后，所述第一开关s1闭合，对所述第一电阻r1进行短路，所述第二开关s2断开，所述第四电阻r4未被短路，在电路稳定后，即所有电容处于开路状态时，所述信号发送端txp的电压会稳定在电压如果终端有阻抗连接，即所述终端阻抗r5已连接，则会有电流由所述第二电阻r2流向所述第一电容c1与所述第二电容c2对其进行充电，由于第一阶段将所述信号发送端txp的电压稳定到了电压vdd/2，因此所述信号发送端txp的电压会从电压vdd/2开始往上缓慢充电，充电的快慢取决于电阻阻值的大小，阻值越大，充电速度越慢，在本设计的阻值情况下，很长一段时间后会达到稳定值，即电压如果终端没有阻抗连接，即所述终端阻抗r5未连接，则仅对所述第二电容c2充电，在很短的时间，所述信号发送端txp就会由电压vdd/2充电到电压这一阶段定义为post_charge阶段，在post_charge阶段之后，所述第一开关s1与所述第二开关s2均断开，所述信号发送端txp最终会回到共模(vdd/2)电平。

本发明将所述参考电压端vref的值设计在电压之间，并且合理的控制post_charge阶段的时间，使得在终端有阻抗连接时，所述信号发送端txp充电达到的电压低于所述比较器i1的参考电压vref的值，这样所述比较器i1的输出端vout就不会翻转；而在这一段时间内，如果终端没有阻抗连接，所述信号发送端txp的电压会快速的达到电压从而使所述比较器i1的输出端vout翻转。这与终端有阻抗连接的所述比较器i1的输出端vout的电平相反，从而区分出终端是否有阻抗连接，如图2所示。

在本发明中，利用了电容的充电特性，即电容两端的电压不能突变，只能连续变化，因此通过电容充电的快慢来区分终端是否有阻抗连接。对于比较器的参考电压vref的设计，由于信号发送端txp在2个阶段期间分别能达到的稳定电压值，因此要将参考电压vref设计在2个阶段的中间，具体的设计值根据充电的快慢以及比较器的输入范围而确定。具体的post_charge阶段的时间也根据充电的快慢决定。此设计是将信号发送端txp由共模电压(vdd/2)向上冲电，考虑到了接收端可能是由0v开始变化的情况，所以最好向上充电，避免接收端的二极管反向导通。另外考虑到充电时的电流比较大，可能造成过流问题，所以从共模电平向上充电。

本发明提供的终端阻抗检测电路，能够快速准确的检测出终端是否有阻抗连接，从而保证主从设备能够顺利进行交互。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明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，均同理包括在本发明的专利保护范围内。