用于在信号传输网络中提供全面故障安全能力的系统和方法技术方案

本申请公开了用于在信号传输网络中提供全面故障安全能力的系统和方法。例如，用于在信号传输网络中提供全面故障安全能力的系统包括发送和接收信号或数据的至少一个第一电子电路、耦合到所述至少一个第一电子电路的至少一个驱动器单元、以及耦合到所述至少一个第一电子电路和所述至少一个驱动器单元的至少一个接收机单元。所述至少一个接收机单元包括至少一个偏置信号生成单元、信号比较单元、以及将来自所述至少一个偏置信号生成单元的偏置信号耦合到信号比较单元的输入的切换单元。

【技术实现步骤摘要】
用于在信号传输网络中提供全面故障安全能力的系统和方法本专利技术专利申请是2010年9月29日提交的申请号为201010505800.0，名称为“用于在信号传输网络中提供全面故障安全能力的系统和方法”的专利技术专利申请的分案申请。相关申请的交叉引用本申请涉及于2009年10月9日提交的并通过引用并入本文的序列号为61/250,487(律师签号SE-2729-AN)的标题为“RS-485RECEIVERWITHAFULLFAIL-SAFEPOLARITYINVERSIONFUNCTION”的美国临时专利申请。本申请由此要求序列号为61/250,487的美国临时专利申请的利益。附图说明理解了附图仅描绘示例性实施方式且因此不被认为在范围上是限制性的之后，示例性的实施方式将通过附图的使用以额外的特征和细节被描述，在附图中：图1是示出了可用于实现本专利技术的一个实施方式的系统的块图；图2是可用于实现本专利技术的一个实施方式的接收机电路的示意性块图；以及图3是代表来自正常极性状态和反相极性状态的接收机电路的输出信号的多个信号波形的示意图；图4是可用于在信号传输网络中实现偏置信号生成的第二接收机电路的示意性块图；图5是可用于在信号传输网络中实现偏置信号生成的第三接收机电路的示意性块图；图6是可用于在信号传输网络中实现偏置信号生成的第四接收机电路的示意性块图；图7是可用于在信号传输网络中实现偏置信号生成的第五接收机电路的示意性块图。根据一般实践，所描述的各种特征并非按比例绘制，而是被绘制为强调与示例性实施方式相关的具体特征。详细描述在以下的详细描述中，参考形成其一部分的附图，且其中作为例子示出了具体的说明性实施方式。但是，应理解，可利用其他的实施方式，且可进行逻辑的、机械的和电的改变。另外，附图和说明书中提出的方法不应被解释为限制各个行动可被执行的顺序。以下的详细描述因此不应在限制的意义上被解释。图1是示出了系统100的块图，系统100可被用于实现本专利技术的一个实施方式。例如，系统100可以是信号传输网络，例如通过信号通信线将模拟或数字信号传送到一个或多个接收机的一个或多个发射机的网络。作为另一个例子，系统100可以是连接在总线配置中的信号驱动器(例如，发射机)和接收机的网络。作为又一个例子，系统100可以是根据RS-485或RS-422数据传输标准或协议操作的差分数据传输网络。参考图1，系统100包括耦合到第一收发机102的第一电子电路101、耦合到第二收发机104的第二电子电路103、耦合到第三收发机106的第三电子电路105，以及耦合到第四收发机108的第四电子电路107。例如，在一个实施方式中，每个电子电路101、103、105、107是生成并接收通过相应的收发机102、104、106、108传送到不同的收发机102、104、106、108的信号或数据的电路。这样的电路的一个例子是连接到收发机102、104、106或108以向控制器提供信号信息或数据的传感器电路，该控制器连接到所涉及的网络中的不同的收发机。而且，例如，在一个实施方式中，每个收发机102、104、106、108发送和接收差分信号。注意到，虽然示出了四个电子电路和收发机，可用在这样的网络中的电子电路和收发机的数量仅是设计限制。因此，系统100可包括多于或少于所示出的四个电子电路和收发机。例如，系统100可包括两个电子电路和收发机，例如第一和第二电子电路101、103以及第一和第二收发机102、104。每个收发机102、104、106和108包括信号发送/接收对。例如，第一收发机102包括第一驱动器(例如，发射机)单元110和第一接收机单元112，第二收发机104包括第二驱动器单元114和第二接收机单元116，第三收发机106包括第三驱动器单元118和第三接收机单元120，以及第四收发机108包括第四驱动器单元122和第四接收机单元124。每个驱动器单元110、114、118、122的输入(DI)连接到相应的电子电路101、103、105、107的输出，且每个接收机单元112、116、120、124的输出(RO)连接到相应的电子电路的输入。而且，每个驱动器单元通过信号通信线126、128耦合到不同的收发机中的接收机。例如，在一个实施方式中，信号通信线126、128可以是将差分信号从“主”收发机(例如收发机102)的驱动器单元传送到“从”收发机(例如，收发机104、106或108)的接收机单元的网络总线。图2是接收机电路200的示意性块图，接收机电路200可用于实现本专利技术的一个实施方式。例如，接收机电路200可用于实现图1中示出的系统100的至少一个接收机单元112、116、120、124的全面故障安全功能。因此，接收机电路200可被实现为每个接收机单元112、116、120、124、整个接收机单元112、116、120或124的组成部分，或者来自每个接收机单元112、116、120、124的组成部分的单独的电路。在任何情况下，如果所接收的信号的极性被电反转(例如，而不是对不恰当地接线的传输线连接重新接线)，则接收机电路200防止网络接收机输出错误信号。例如，在一个实施方式中，差分信号传输网络包括网络接收机的有全面故障安全能力的接收机电路200，如果反转极性逻辑控制功能用于通过将接收机的输出反转来电反转所接收的信号的极性以获得期望的逻辑意义，则接收机电路200防止接收机输出错误开始位(例如，最始从逻辑“1”过渡到逻辑“0”状态的输出)，接收机的输入从总线(故障安全断开)断开，或接收机的输入使接近零伏的差分信号被应用(故障安全是短路的或空闲的或终止的)。参考图2，接收机电路200包括切换单元202、第一信号比较单元204以及第二信号比较单元206。例如，在一个实施方式中，切换单元202可利用模拟晶体管开关(例如，MOS场效应晶体管或MOSFET)来实现，第一信号比较单元204可利用比较器来实现，且第二信号比较单元可利用异或(XOR)逻辑门来实现。在这方面，例如，接收机电路200可利用双极和/或互补MOSFET(CMOSFET)制造技术来制造。在第二个实施方式中，例如，第一信号比较单元204可利用电路或设备来实现，该电路或设备代数地减去两个(例如，差分)输入信号，并且如果这两个输入信号的代数差为正或大于零则输出正信号(例如，输出为“高”或逻辑“1”)，而如果这两个输入信号的代数差为负或小于零则输出负信号(例如，输出为“低”或逻辑“0”)。而且，第二信号比较单元206可利用多路复用器和倒相器来实现。例如，第二信号比较单元206可作为多状态信号比较单元起作用，其接收两个输入信号，并且如果这两个输入信号中的一个为正或“高”则输出正信号(例如，输出为“高”或逻辑“1”)，或如果这两个输入信号相等则输出负信号(例如，逻辑“0”)。接收机电路200还包括第一输入连接208和第二输入连接210。例如，第一输入连接208可连接到图1中的信号通信线128，且第二输入连接210可连接到信号通信线126。在这方面，在信号通信线126、128上传送的(例如，差分)信号可在第一和第二输入连接208、210处被接收。第一输入连接208还通过切换单元202连接到第一信号比较单元204的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种即使输入至信号传输网络的多个数据输入连接被反转也能在所述信号传输网络中提供全面故障安全功能的方法，所述方法包括：在所述信号传输网络中的所述多个数据输入连接上接收多个数字差分信号；接收控制信号，所述控制信号指示所述多个数据输入连接是否适当地连接至所述信号传输网络；将所述多个数据输入连接中的第一输入连接至第一偏置信号生成单元和第二偏置信号生成单元；如果所述控制信号指示所述数字差分信号的第一极性，则选择所述第一偏置信号生成单元，并藉此将第一偏置信号增加到在所述第一输入处接收的所述多个数字差分信号；如果所述控制信号指示所述数字差分信号的第二极性，则选择所述第二偏置信号生成单元，并藉此将第二偏置信号增加到在所述第一输入处接收的所述多个数字差分信号，其中所述第一偏置信号和所述第二偏置信号是具有相反极性的电压；以及如果所述多个数据输入连接是断开或浮动的、一起被短路或用终端电阻器短路，并且所述控制信号指示第一极性或第二极性，则输出表示第一状态的逻辑信号，并且藉此在所述信号传输网络中获得全面故障安全功能。

【技术特征摘要】
2009.10.09 US 61/250,487;2010.07.30 US 12/847,0711.一种即使输入至信号传输网络的多个数据输入连接被反转也能在所述信号传输网络中提供全面故障安全功能的方法，所述方法包括：在所述信号传输网络中的所述多个数据输入连接上接收多个数字差分信号；接收控制信号，所述控制信号指示所述多个数据输入连接是否适当地连接至所述信号传输网络；将所述多个数据输入连接中的第一输入连接至第一偏置信号生成单元和第二偏置信号生成单元；如果所述控制信号指示所述数字差分信号的第一极性，则选择所述第一偏置信号生成单元，并藉此将第一偏置信号增加到在所述第一输入处接收的所述多个数字差分信号；如果所述控制信号指示所述数字差分信号的第二极性，则选择所述第二偏置信号生成单元，并藉此将第二偏置信号增加到在所述第一输入处接收的所述多个数字差分信号，其中所述第一偏置信号和所述第二偏置信号是具有相反极性的电压；以及如果所述多个数据输入连接是断开或浮动的、一起被短路或用终端电阻器短路，并且所述控制信号指示第一极性或第二极性，则输出逻辑高信号，并且藉此在所述信号传输网络中获得全面故障安全功能。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一极性是反相极性，并且所述第一偏置信号是负电压。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二极性是非反相极性，并且所述第二偏置信号是正电压。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个数字差分信号包括根据RS-485或RS-422数据传输协议接收的多个数字差分信号。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，接收所述多个数字差分信号进一步包括：如果所述多个数字差分信号的极性是反相极性，则在比较器的至少一个输入上接收包含负的偏置信号的所述多个数字差分信号。6.如权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·K·戴维斯，J·D·莱斯，
申请(专利权)人：英特赛尔美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US