CN218124314U - 防倒灌电路、串行通信线路、装置、电子设备及检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种串行通信接口的防倒灌电路、串行通信线路、串行通信装置、电子设备以及电子设备检测装置，所述防倒灌电路包括第一支路和第二支路：所述第一支路和所述第二支路连接于所述串行通信接口的信号发送端和信号接收端之间；所述第一支路包括第一MOS管；所述第二支路包括第二MOS管；所述第一MOS管和所述第二MOS管均为P型MOS管。由此，本实用新型实施例通过在串行通信接口的信号发送端和信号接收端设置两路包括P型MOS管的支路来防止电压倒灌，有效避免了利用肖特基二极管来进行电压防倒灌导致的串行通信接口的信号出现失真，从而导致串行通信接口误码率增加出现采集数据出错的问题。

Description

防倒灌电路、串行通信线路、装置、电子设备及检测装置

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种串行通信接口的防倒灌电路以及串行通信线路。

背景技术

串行通信接口包括信号发送端UART_TX以及信号接收端UART_RX，信号发送端UART_TX和信号接收端UART_RX分别与相应的设备连接。信号发送端UART_TX和信号接收端UART_RX之间很容易发生电压信号倒灌的情况，而如果发生倒灌的情况会导致与信号发送端UART_TX和信号接收端UART_RX连接的电子设备出现供电时序异常的情况，而时序异常会导致设备的整个上电启动异常，无法正常工作。

为防止串行通信接口发生电压倒灌，参考图1，通常在串行通信接口的 UART_TX和UART_RX之间串联一个反向的肖特基二极管D。但由于肖特基二极管D的正负极之间存在一个较大的寄生电容，寄生电容会导致串行接口的信号出现失真，在低速通信时可能不会有太大影响，但是在大数据量的高速通信时，信号失真问题可能就会增大串行接口通信的误码率，出现采集的数据出错等问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种串行通信接口的防倒灌电路以及串行通信线路，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种串行通信接口的防倒灌电路，所述防倒灌电路包括第一支路和第二支路：所述第一支路和所述第二支路连接于所述串行通信接口的信号发送端和信号接收端之间；所述第一支路包括第一MOS管；所述第二支路包括第二MOS管；所述第一MOS管和所述第二MOS 管均为P型MOS管。

在一可实施方式中，所述第一支路还包括第三MOS管和第一分压电阻，所述第三MOS管为N型MOS管；相应的，所述第一MOS管的源极与所述串行通信接口的信号发送端连接，栅极与所述第三MOS管的漏极连接，漏极与所述第二MOS管的栅极连接；所述第一分压电阻的一端与所述串行通信接口的信号发送端连接，另一端与所述第三MOS管的漏极连接，所述第三MOS管的源极接地。

在一可实施方式中，所述防倒灌电路还包括缓启支路，所述缓启支路包括：第二分压电阻，其中一端与电源端连接，另一端与所述第三MOS管的栅极、第三分压电阻以及第一电容连接；所述第三分压电阻，其中一端与所述第三 MOS管的栅极以及所述第二分压电阻连接，另一端接地；所述第一电容，其中一个极板与所述第三MOS管的栅极连接，另一个极板接地。

在一可实施方式中，所述第二支路还包括第四分压电阻、第五分压电阻；相应的，所述第二MOS管的源极与所述串行通信接口的信号接收端以及所述第四分压电阻连接，栅极与所述第一MOS管的漏极连接，漏极接地；所述第四分压电阻，其中一端与电源端连接，另一端与所述第二MOS管的源极以及所述信号接收端连接；所述第五分压电阻，其中一端与所述第一MOS管的漏极连接，另一端接地。

在一可实施方式中，所述第一MOS管的源极与电源端连接，栅极与所述串行通信接口的信号发送端连接，漏极与所述第二MOS管的栅极连接。

在一可实施方式中，所述第二支路还包括第六分压电阻、第七分压电阻；相应的，所述第二MOS管的源极与电源端连接，栅极与所述第一MOS管的漏极连接，漏极与所述串行通信接口的信号接收端以及第六分压电阻连接；第六分压电阻，其中一端与所述第二MOS管的漏极以及所述串行通信接口的信号接收端连接，另一端接地；第七分压电阻，其中一端与所述第一MOS管的漏极连接，另一端接地。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种串行通信线路，所述串行通信线路包括上述防倒灌电路。

根据本实用新型的第三方面，提供了一种串行通信装置，所述串行通信装置包括上述串行通信线路。

根据本实用新型的第四方面，又提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述串行通信装置。

根据本实用新型的第五方面，又提供了一种电子设备检测装置，所述电子设备检测装置包括上述串行通信装置。

本实用新型技术方案提供的串行通信接口的防倒灌电路及串行通信线路，通过在串行通信接口的信号发送端和信号接收端设置两路包括P型MOS管的支路来防止电压倒灌，有效避免了利用肖特基二极管来进行电压防倒灌导致的串行通信接口的信号出现失真，从而导致串行通信接口误码率增加出现采集数据出错的问题。

附图说明

图1示出了现有技术的串行通信接口的防倒灌电路的电路示意图；

图2示出了本实用新型实施例提供的串行通信接口的防倒灌电路的结构示意图；

图3示出了本实用新型实施例提供的串行通信接口的防倒灌电路的电路示意图一；

图4示出了本实用新型实施例提供的串行通信接口的防倒灌电路的电路示意图二。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

图2示出了本实用新型实施例提供的串行通信接口的防倒灌电路的结构示意图。

参考图2，本实用新型实施例提供的串行通信接口的防倒灌电路，该防倒灌电路包括第一支路和第二支路。第一支路和第二支路连接于串行通信接口的信号发送端UART_TX和信号接收端UART_RX之间。其中，第一支路包括第一MOS管，第二支路包括第二MOS管。第一MOS管和第二MOS管均为P 型MOS管。

具体的，串行通信接口的信号发送端和信号接收端分别连接电子设备，为防止电压倒灌导致电子设备的损害或上电异常，本实用新型该实施例在串行通信接口之间配置第一MOS管和第二MOS管，通过第一MOS管和第二MOS 管的组合作用能够有效防止串行通信接口的信号发送端与信号接收端之间出现电压信号倒灌的情况。

在一可实施方式中，串行通信接口的信号发送端连接摄像头，串行通信接口的信号接收端连接电脑。

具体的，与信号发送端UART_TX连接的摄像头在未上电时，串行通信接口的信号发送端UART_TX为低电平，而与信号接收端UART_RX连接的电脑一直处于上电状态时信号接收端UART_RX为高电平，这时就可能信号接收端 UART_RX的高电平会通过串行通信接口倒灌进摄像头，导致摄像头的CPU内部某些模块在未上电时也存在一个持续的供电电源。而CPU在启动时对电源供电时序要求是非常高的，一旦时序出现错乱，会使整个摄像头的上电启动出现异常，无法正常工作。为了克服这一问题，本实用新型实施例通过在串行通信接口的信号发送端和信号接收端之间引入第一MOS管和第二MOS管，从而利用第一MOS管和第二MOS管的配合阻止了串行通信接口发生电压信号防倒灌，有效保证了摄像头的CPU内部的模块上电不受影响。

图3示出了本实用新型实施例提供的串行通信接口的防倒灌电路的电路示意图一。

参考图3，在一可实施方式中，第一支路还包括第三MOS管Q3和第一分压电阻R1。第三MOS管Q3为N型MOS管，第一MOS管的源极S与串行通信接口的信号发送端UART_TX连接，栅极G与第三MOS管Q3的漏极D连接，漏极D与第二MOS管Q2的栅极G连接。第一分压电阻R1的一端与串行通信接口的信号发送端UART_TX连接，另一端与第三MOS管Q3的漏极D 连接，第三MOS管Q3的源极S接地。

在一可实施方式中，防倒灌电路还包括缓启支路。缓启支路包括第二分压电阻R2、第三分压电阻R3和第一电容C1。第二分压电阻R2的其中一端与电源端VCC连接，另一端与第三MOS管Q3的栅极G、第三分压电阻R3以及第一电容C1连接。第三分压电阻R3的其中一端与第三MOS管Q3的栅极G以及第二分压电阻R2连接，另一端接地。第一电容C1的其中一个极板与第三 MOS管Q3的栅极G连接，另一个极板接地。

在一可实施方式中，第二支路还包括第四分压电阻R4和第五分压电阻R5。第二MOS管Q2的源极S与串行通信接口的信号接收端UART_RX以及第四分压电阻R4连接，栅极G与第一MOS管Q1的漏极D连接，漏极D接地。第四分压电阻R4的其中一端与电源端VCC连接，另一端与第二MOS管Q2的源极S以及串行通信接口的信号接收端UART_RX连接。第五分压电阻R5的其中一端与第一MOS管Q1的漏极D连接，另一端接地。

具体的，电源端VCC代表与串行通信接口的信号发送端UART_TX连接的电子设备的系统供电电压，电子设备可以是摄像机等。

当电源端VCC为低电平，串行通信接口的信号发送端UART_TX为高电平的情况下，第三MOS管Q3的栅极G电压为0，漏源极S之间不导通，所以第一MOS管Q1的栅极G未接地，在电阻R2的作用下，第一MOS管Q1的源极S和栅极G电压Vgs为0，第一MOS管Q1关断，漏极D无电压输出。在第五分压电阻R5的作用下，第二MOS管Q2的栅极G电压为0，第二MOS 管Q2关断，串行通信接口的信号接收端UART_RX的电压即为电源端VCC的电压等于0，确保串行通信接口的信号发送端UART_TX的电压不会倒灌至串行通信接口的信号接收端UART_RX。

当电源端VCC为高电平，串行通信接口的信号发送端UART_TX为高电平的情况下，第三MOS管Q3的栅极G在电源端VCC的电压作用下，Vgs>0，第三MOS管Q3导通，第一MOS管Q1的栅极G直接接地，电压为0，第一 MOS管Q1的Vgs<0，此时第一MOS管Q1导通。第二MOS管Q2的栅极G 电压即为串行通信接口的信号发送端UART_TX的电压，同时由于第二MOS 管Q2的源极S存在电压VCC，Vgs＝0，所以第二MOS管Q2关断，串行通信接口的信号接收端UART_RX在第四分压电阻R4的作用下保持高电压。

当电源端VCC为高电平，串行通信接口的信号发送端UART_TX为低电平的情况下，第三MOS管Q3的栅极G在电源端VCC的电压作用下，Vgs>0，第三MOS管Q3导通，第一MOS管Q1的栅极G直接接地，电压为0，但由于第一MOS管Q1的源极S此时在串行通信接口的信号发送端UART_TX的作用下电压也为0，所以第一MOS管Q1的Vgs＝0，第一MOS管Q1关断。第二 MOS管Q2的栅极G在第五分压电阻R5的作用下电压为0，同时由于第二MOS 管Q2的源极S存在电压VCC，所以Vgs<0，第二MOS管Q2导通，串行通信接口的信号接收端UART_RX与GND相连，电压为0，与串行通信接口的信号发送端UART_TX保持一致。

由此，通过使用N型第三MOS管Q3控制P型第一MOS管Q1的导通与关断，并通过P型第一MOS管Q1控制P型第二MOS管Q2的导通与关断，能够有效防止串行通信接口发生电压信号倒灌的情况。并且在包括第二分压电阻R2、第三分压电阻R3以及第一电容C1的缓起支路的作用下，可以有效减缓第三MOS管Q3栅极G的打开时间，在电源端VCC上电完全后才使第三MOS管Q3导通，有效避免了在电子设备上电过程中出现电压信号倒灌的问题。

图4示出了本实用新型实施例提供的串行通信接口的防倒灌电路的电路示意图二。

参考图4，在一可实施方式中，第一MOS管Q1的源极S与电源端VCC 连接，栅极G与串行通信接口的信号发送端串行通信接口的信号发送端 UART_TX连接，漏极与D第二MOS管Q2的栅极G连接。

在一可实施方式中，第二支路还包括第六分压电阻R6以及第七分压电阻 R7。第二MOS管Q2的源极S与电源端VCC连接，栅极G与第一MOS管Q1 的漏极D连接，漏极D与串行通信接口的信号接收端UART_RX以及第六分压电阻R6连接。第六分压电阻R6的其中一端与第二MOS管Q2的漏极D以及串行通信接口的信号接收端UART_RX连接，另一端接地。第七分压电阻R7 的其中一端与第一MOS管Q1的漏极D连接，另一端接地。

具体的，当电源端VCC为低电平，串行通信接口的信号发送端UART_TX 为高电平的情况下，第一MOS管Q1的源极接电源端VCC，栅极接串行通信接口的信号发送端UART_TX，所以此时Vgs>0，第一MOS管Q1关断，第二 MOS管Q2的栅极在第七分压电阻R7的作用下保持低状态，第二MOS管Q2 的源极也接电源端VCC，所以此时第二MOS管Q2的Vgs＝0，第二MOS管 Q2关断，串行通信接口的信号接收端UART_RX在第六分压电阻R6的作用下保持低电平。

当电源端VCC为高电平，串行通信接口的信号发送端UART_TX为低电平的情况下，第一MOS管Q1的源极S接电源端VCC，此时为高，栅极G接串行通信接口的信号发送端UART_TX，此时也为高，所以此时第一MOS管Q1 的Vgs＝0，第一MOS管Q1关断。第二MOS管Q2的栅极G在电阻R1的作用下保持低状态，源极S在电源端VCC的作用下保持高状态，所以此时第二MOS管Q2的Vgs<0，第二MOS管Q2导通，串行通信接口的信号接收端UART_RX 在电源端VCC的作用下保持高状态，与串行通信接口的信号发送端串行通信接口的信号发送端UART_TX的电压保持一致。

当电源端VCC为高电平，串行通信接口的信号发送端UART_TX为低电平的情况下，第一MOS管Q1的源极S接电源端VCC，此时为高，栅极G接串行通信接口的信号发送端UART_TX，此时为低，所以第一MOS管Q1的Vgs<0，第一MOS管Q1导通。第二MOS管Q2的栅极G与电源端VCC直连保持高状态，源极S在电源端VCC的作用下也保持高状态，所以此时第二MOS管Q2 的Vgs＝0，第二MOS管Q2关断，串行通信接口的信号接收端UART_RX在第六分压电阻R6的作用下保持低状态，与串行通信接口的信号发送端UART_TX 的电压保持一致。

这样，本实用新型实施例通过使用2个P型的MOS管实现串行通信接口的电压信号防倒灌功能，电子器件更少、成本低，并且能够有效避免利用肖特基二极管来进行电压防倒灌导致的串行通信接口的信号出现失真，从而导致串行通信接口误码率增加出现采集数据出错的问题。

基于上文串行通信接口的防倒灌电路，本实用新型实施例还提供一种串行通信线路，包括上述防倒灌电路。

基于上文串行通信接口的防倒灌电路，本实用新型实施例提供了一种串行通信装置，包括上述串行通信线路。

基于上文串行通信接口的防倒灌电路，本实用新型实施例提供了一种电子设备，包括上述串行通信装置。

基于上文串行通信接口的防倒灌电路，本实用新型实施例提供了一种电子设备检测装置，包括上述串行通信装置。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵壳体在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种串行通信接口的防倒灌电路，其特征在于，所述防倒灌电路包括第一支路和第二支路：

所述第一支路和所述第二支路连接于所述串行通信接口的信号发送端和信号接收端之间；

所述第一支路包括第一MOS管；

所述第二支路包括第二MOS管；

所述第一MOS管和所述第二MOS管均为P型MOS管。

2.根据权利要求1所述的防倒灌电路，其特征在于，所述第一支路还包括第三MOS管和第一分压电阻，所述第三MOS管为N型MOS管；相应的，

所述第一MOS管的源极与所述串行通信接口的信号发送端连接，栅极与所述第三MOS管的漏极连接，漏极与所述第二MOS管的栅极连接；

所述第一分压电阻的一端与所述串行通信接口的信号发送端连接，另一端与所述第三MOS管的漏极连接，所述第三MOS管的源极接地。

3.根据权利要求2所述的防倒灌电路，其特征在于，所述防倒灌电路还包括缓启支路，所述缓启支路包括：

第二分压电阻，其中一端与电源端连接，另一端与所述第三MOS管的栅极、第三分压电阻以及第一电容连接；

所述第三分压电阻，其中一端与所述第三MOS管的栅极以及所述第二分压电阻连接，另一端接地；

所述第一电容，其中一个极板与所述第三MOS管的栅极连接，另一个极板接地。

4.根据权利要求1所述的防倒灌电路，其特征在于，所述第二支路还包括第四分压电阻、第五分压电阻；相应的，

所述第二MOS管的源极与所述串行通信接口的信号接收端以及所述第四分压电阻连接，栅极与所述第一MOS管的漏极连接，漏极接地；

所述第四分压电阻，其中一端与电源端连接，另一端与所述第二MOS管的源极以及所述信号接收端连接；

所述第五分压电阻，其中一端与所述第一MOS管的漏极连接，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的防倒灌电路，其特征在于，

所述第一MOS管的源极与电源端连接，栅极与所述串行通信接口的信号发送端连接，漏极与所述第二MOS管的栅极连接。

6.根据权利要求1所述的防倒灌电路，其特征在于，所述第二支路还包括第六分压电阻、第七分压电阻；相应的，

所述第二MOS管的源极与电源端连接，栅极与所述第一MOS管的漏极连接，漏极与所述串行通信接口的信号接收端以及第六分压电阻连接；

第六分压电阻，其中一端与所述第二MOS管的漏极以及所述串行通信接口的信号接收端连接，另一端接地；

第七分压电阻，其中一端与所述第一MOS管的漏极连接，另一端接地。

7.一种串行通信线路，其特征在于，所述串行通信线路包括1-6中任一项所述的防倒灌电路。

8.一种串行通信装置，其特征在于，所述串行通信装置包括权利要求7所述的串行通信线路。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求8所述的串行通信装置。

10.一种电子设备检测装置，其特征在于，所述电子设备检测装置包括权利要求8所述的串行通信装置。

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