[发明专利]单通道多电平输入电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及输入电路，更具体而言涉及一种单通道多电平输入电路以及一种通过单通道输入多电压电平信号的方法。

背景技术

在目前的电路中，针对不同电压电平的输入信号，往往不得不采用不同的输入通道，以得到可反映出输入信号的电平变换的信号。

在如图1所示的多电平输入电路中，设置有晶体管T1，用于对输入信号进行预处理，从而供后续电路使用。为此，第一晶体管T1的基极通过基极偏置电阻R11与输入电路的输入端I1相连。第一晶体管T1的发射极接地。并且在第一晶体管T1的基极与发射极之间还连接有电阻R12，用于在没有输入电压时保证第一晶体管T1可靠截止。第一晶体管T1的集电极通过限流电阻R13与电源电压相连，该电源电压通常为5V电源电压。将第一晶体管T1的集电极输出作为输入电路的输出。当输入信号使得给第一晶体管T1的基极施加正偏压时，第一晶体管T1导通。那么，该第一晶体管T1的集电极就输出低电平作为输入电路的输出信号。此后，当输入信号电平继续增加时，由于第一晶体管T1始终导通，所以第一晶体管T1的集电极始终输出低电平。为此，为了反映输入信号电平的差别，需要通过另一输入通道来实现。例如图1中虚线部分所示，在输入电路中，与第一晶体管T1所在的输入通道并联设置包含第二晶体管T2的另一输入通道。通过调节电阻R21的值可获得与更高电压电平的输入信号相对应的输出信号。此外，还可再通过又一输入通道输出与进一步更高电压电平的输入信号相对应的输出信号。

由于在这样的输入电路中需设置多个输入通道，所以这往往使得总体电路成本过高。同时由于不同的通道彼此易相互影响，所以这样的输入电路也不稳定。

发明内容

为克服现有电路中的上述缺点，本发明提出一种电路，其中使用单个输入通道来输入数种不在同一电压电平上的信号。

在本发明的一个方面中，提出了一种单通道多电平输入电路，其包括单个输入通道、预处理单元和输出端。在单个输入通道与预处理单元之间耦合有检测单元，用于检测单个输入通道上的信号电平变化。因此，预处理单元可以根据检测单元的检测结果切换输出端输出的信号电平。

优选地，检测单元是一个检测单元或多个级联的检测单元。

根据本发明的一个实施例，当单个输入通道上的信号电平超过阈值时，检测单元给预处理单元提供切换信号。

优选地，检测单元可以包括稳压单元和开关单元。开关单元包括控制端、输入端和输出端，稳压单元与开关单元的控制端耦合，使得该控制端的电压处于阈值电压。

优选地，开关单元可以包括晶体管、晶闸管或者三端双向可控硅开关元件。

优选地，稳压单元可以包括齐纳二极管。

优选地，预处理单元可以包括晶体管、晶闸管或者三端双向可控硅开关元件。

在本发明的另一方面中，提出了一种用于通过单通道输入多电压电平信号的方法，其包括：通过单个输入通道接收多电压电平信号；检测单个输入通道上的信号电平变化；当检测到单个输入通道上的信号电平变化时，切换输出的信号电平；以及输出信号。

根据本发明的另一实施例，当单个输入通道上的信号电平超过阈值时，切换输出的信号电平。

根据本发明的又一实施例，通过检测单元来检测单个输入通道上的信号电平变化。优选地，所述检测单元是一个或多个级联的检测单元。

检测单元可以包括稳压单元和开关单元，稳压单元使开关单元的控制端的电压处于阈值电压。优选地，开关单元可以包括晶体管、晶闸管或者三端双向可控硅开关元件。而稳压单元可以包括齐纳二极管。

通过本发明，可以仅使用单个输入通道，从而将两个或甚至更多电压电平信号转换成控制系统可用的信号。因此，仅一个子电路用于信号输入，而没有多重影响，所以根据本发明的电路更稳定。并且根据本发明的电路无需集成芯片，成本低。而且根据本发明的电路还可灵活用于不同的输入信号。

附图说明

下文中将结合附图详细描述本发明：

图1示出了现有的多电平输入电路的示意图；

图2示出了根据本发明的单通道多电平输入电路的框图；

图3示出了根据本发明的用于两个电压电平输入信号的电路的示意图；

图4示出了根据本发明的用于两个电压电平输入信号的电路的输出信号的波形图；

图5示出了根据本发明的用于多个电压电平输入信号的电路的示意图；

图6示出了根据本发明的用于多个电压电平输入信号的电路的输出信号的波形图；以及