一种通用输入接口电路
阅读说明：本技术 一种通用输入接口电路 (Universal input interface circuit ) 是由 杨晨飞 唐世悦 张光宇 曹桂平 于 2021-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种通用输入接口电路,属于接口电路技术领域,包括：输入接口、阈值电压产生模块、差分接收模块和开关模块,所述差分接收模块的差分输入正、负端分别连接至输入接口的输出和阈值电压产生模块的输出,开关模块的输出连接至阈值电压产生模块。通过控制开关模块的闭合/断开状态的切换,实现对阈值电压产生模块输出电压的动态调整,且电路结构简单可靠。(The invention discloses a universal input interface circuit, belonging to the technical field of interface circuits, comprising: the differential receiving module comprises an input interface, a threshold voltage generating module, a differential receiving module and a switch module, wherein the positive and negative differential input ends of the differential receiving module are respectively connected to the output of the input interface and the output of the threshold voltage generating module, and the output of the switch module is connected to the threshold voltage generating module. The dynamic adjustment of the output voltage of the threshold voltage generation module is realized by controlling the switching of the on/off state of the switch module, and the circuit structure is simple and reliable.)
技术领域
本发明涉及接口电路技术领域，特别涉及一种通用输入接口电路。
背景技术
工业领域所用的通用输入接口具有复杂多样的电平格式，不同电平格式所需接口电路的阈值电压也具有较大区别。比如一种LVCMOS18电平格式的通用输入信号，其逻辑低电平电压范围为0V-0.6V，逻辑高电平电压范围为1.2V-1.8V，该电平格式所需的接口电路阈值应在0.6V-1.2V之间；比如一种PLC24V电平格式的通用输入信号，其逻辑低电平的电压范围为0V-4V，逻辑高电平电压范围为20V-24V，该电平格式所需的接口电路阈值应4V-20V之间。如果所需兼容的多种电平格式的阈值电压存在交叠区域，将接口电路阈值电压设在交叠区域之内则可以适配多种不同电平格式，但这会导致对不同电平格式输入信号的噪声容限降低，在工业生产环境中往往存在较大的噪声干扰，较低的噪声容限会导致输入接口电路输出端逻辑电平的频繁误跳变，影响后级电路性能。
基于现有技术设计的通用输入接口电路无法调节阈值电压，需要设计有多套不同的接口电路来接收不同电平格式的通用输入信号，即使单套电路兼容多种接口，也会具有较低的噪声容限；或是可以调节阈值电压，但是电路结构复杂，电路成本与功耗较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通用输入接口电路，旨在解决现有的输入接口电路无法调节阈值电压的问题。
为实现以上目的，提供了一种通用输入接口电路，包括：输入接口、阈值电压产生模块、差分接收模块和开关模块，所述差分接收模块的差分输入正、负端分别连接至输入接口的输出和阈值电压产生模块的输出，开关模块的输出连接至阈值电压产生模块。
可选地，所述阈值电压产生模块包括可调压电源单元和直流电源，直流电源输入连接至可调压电源单元，可调压电源单元的输出连接至所述差分接收模块的差分输入正端和差分输入负端中的一端，可调压电源单元的输入连接至所述开关模块的输出。
可选地，所述可调压电源单元包括低压差线性电源芯片，低压差线性电源芯片的输入管脚与所述直流电源输入连接，低压差线性电源芯片的输出管脚连接第一电阻，低压差线性电源芯片的反馈管脚串联有第二电阻和第三电阻，第一电阻与第二电阻连接，低压差线性电源芯片的输入管脚和接地管脚连接后与第三电阻连接，所述开关模块的输出接入第二电阻与第三电阻连线。
可选地，所述开关模块采用场效应管，场效应管的源极接地、漏极与所述阈值电压产生模块连接、栅极作为场效应管的控制端。
可选地，所述差分接收模块的输出端逻辑电平为：
其中，VI为通用输入接口电压值，X为非稳定逻辑电平，TH为所述差分接收模块的差分输入阈值。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明提供的输入接口电路通过设置输入接口、阈值电压产生模块、差分接收模块和开关模块，所述差分接收模块的差分输入正、负端分别连接至输入接口的输出和阈值电压产生模块的输出，开关模块的输出连接至阈值电压产生模块。通过切换开关模块的闭合/断开状态，调节阈值电压产生模块的输出电压，实现阈值电压的动态可调。
附图说明
下面结合附图，对本发明的
具体实施方式
进行详细描述：
图1是本发明中一种通用输入接口电路的结构框图；
图2是本发明中一种通用输入接口电路的结构图。
图中：
10-差分接收模块；20-输入接口；30-阈值电压产生模块；40-开关模块。
具体实施方式
为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。
如图1所示，本实施例公开了一种通用输入接口电路，包括：输入接口20、阈值电压产生模块30、差分接收模块10和开关模块40，所述差分接收模块10的差分输入正、负端分别连接至输入接口20的输出和阈值电压产生模块30的输出，开关模块40的输出连接至阈值电压产生模块30。
需要说明的是，本实施例中通过控制开关模块40的闭合/断开状态的切换，实现对阈值电压产生模块30输出电压的动态调整，且电路结构简单。
进一步地，所述阈值电压产生模块30包括可调压电源单元和直流电源，直流电源输入连接至可调压电源单元，可调压电源单元的输出连接至所述差分接收模块10的差分输入正端和差分输入负端中的一端，可调压电源单元的输入连接至所述开关模块40的输出。
进一步地，如图2所示，所述可调压电源单元包括低压差线性电源芯片，低压差线性电源芯片的输入管脚1与所述直流电源输入VIN连接，低压差线性电源芯片的输出管脚3连接第一电阻R1，低压差线性电源芯片的反馈管脚4串联有第二电阻R2和第三电阻R3，第一电阻R1与第二电阻R2连接，低压差线性电源芯片的输入管脚1和接地管脚2连接后与第三电阻R3连接，所述开关模块的输出接入第二电阻R2与第三电阻R3连线处；低压差线性电源芯片的输出管脚3还连接有第一电容Cout，低压差线性电源芯片的输入管脚与第三电阻R3之间串联有第二电容Cin。
需要说明的是，本实施例通过设置由电阻R1、R2、R3组成的电阻网络来调节输出电压。
进一步地，所述开关模块40采用场效应管，使用一个N型MOSFET场效应管，包括栅极(G)、漏极(D)与源极(S)三个电极，其源极连接至地(GND)，漏极作为开关模块40输出，接入第二电阻R2与第三电阻R3连线处，栅极作为开关模块40的控制端。
需要说明的是，栅极电压值大于MOSFET场效应管的开关电压阈值时，D到S导通，场效应管处于闭合状态，可调压电源单元输出电压为Vout＝Vadj*(R1+R2)/R2，其中Vadj为低压差线性电源芯片的参考电压，栅极电压值小于MOSFET场效应管的开关电压阈值时，D到S断开，场效应管处于断开状态，可调压电源单元输出电压为Vout＝Vadj*(R1+R2+R3)/(R2+R3)，以此来实现可调的电压输出Vout。
进一步地，差分接收模块10的差分输入阈值为TH，当差分输入正端电压值比差分输入负端电压值高TH时，输出端输出逻辑电平1；当差分输入正端电压值比差分输入负端电压值低TH时，输出端输出逻辑电平0。即阈值电压产生模块30的输出连接至另一端。
差分接收模块10的输出端逻辑电平为：
其中，VI为输入接口20电压值，X为非稳定逻辑电平。
需要说明的是，本实施例方案中栅极电压值大于MOSFET场效应管的开关电压阈值时，开关模块40处于闭合状态，栅极电压值小于MOSFET场效应管的开关电压阈值时，开关模块40处于断开状态，通过控制开关模块40的闭合/断开状态的切换，实现对阈值电压产生模块30输出电压的动态调整，且电路结构简单可靠。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。