[发明专利]一种差分输入电路及其实现方法

权利要求书

1.一种差分输入电路，两个输入端之间并联着输入等效电阻和输入等效滤波电容，两个输出端之间并联着EMC滤波电容；其特征是，输入端一和输出端一之间串联着限流电阻一和限流电阻三，输入端二和输出端二之间串联着限流电阻二和限流电阻四；

将限流电阻一和限流电阻三之间称为节点A，将限流电阻二和限流电阻四之间称为节点B；在直流电源与节点B之间串联着钳位电阻一和反向的钳位二极管一，在节点B和地之间串联着反向的钳位二极管二和钳位电阻二；在直流电源与节点A之间串联着钳位电阻三和反向的钳位二极管三，在节点A和地之间连接着反向的钳位二极管四；

所述钳位电阻一、钳位电阻二、钳位电阻三的取值满足：在差分输入信号为零，任意输入端短路到高于直流电源电压、且钳位二极管一和钳位二极管三导通的前提下，输出端一的电压值高于输出端二的电压值；在差分输入信号为零，任意输入端短路到低于地电位、且钳位二极管二和钳位二极管四导通的前提下，输出端一的电压值高于输出端二的电压值；

在直流电源与输出端二之间连接着直流偏置电阻一，在输出端二与地之间连接着直流偏置电阻二；在直流电源与输出端一之间连接着直流偏置电阻三，在输出端一与地之间连接着直流偏置电阻四；

所述四个直流偏置电阻的取值满足：在差分输入信号为零，且两个输入信号均没有外部直流偏置的前提下，输出端二的电压值高于输出端一的电压值，且高出的幅度小于正常的输入差分信号的幅值。

2.根据权利要求1所述的差分输入电路，其特征是，所述钳位电阻一、钳位电阻二、钳位电阻三的取值满足：在差分输入信号为零，任意输入端短路到高于直流电源电位或短路到低于地电位时，输出端一的电压值高于输出端二的电压值在17～50mV之间。

3.根据权利要求1所述的差分输入电路，其特征是，所述四个直流偏置电阻的取值满足：在差分输入信号为零，且两个输入信号均没有外部直流偏置时，输出端二的电压值高于输出端一的电压值在50～300mV之间。

4.一种如权利要求1所述的差分输入电路的实现方法，将差分输入电路的输出端一、输出端二分别连接一块信号处理芯片的正输入端、负输入端；同时，要求差分输入电路的两个输入端仅提供有效差分信号而不提供任何直流偏置电压；其特征是，

在正常工作时，限定两个输入端的输入信号电压都在地电压和直流电源电压之间，四个钳位二极管均不导通，由于直流偏置电阻的取值，输出端二的电压值高于输出端一；这便在该信号处理芯片的负输入端增加了一个检测门限，该门限小于正常的输入差分信号的幅值；当输入端一的输入信号电压低于输入端二时，信号处理芯片的负输入端电压高于其正输入端电压因而始终输出第一电平状态；当输入端一的输入信号电压高于输入端二时，信号处理芯片的正输入端电压高于其负输入端电压因而始终输出第二电平状态；

在两个输入端之间发生短接故障时，差分输入信号为零，四个钳位二极管均不导通,由于直流偏置电阻的取值，输出端二的电压值高出输出端一；该信号处理芯片的负输入端电压永远高于其正输入端电压因而始终输出第一电平状态；

在输入端一发生短接到地的故障时，若输入端二的输入信号电压高于输入端一，则输出端二的输出信号电压值高出输出端一，信号处理芯片的负输入端电压高于其正输入端电压因而始终输出第一电平状态；若输入端二的输入信号电压低于输入端一，则输出端二的输出信号电压值低于输出端一，信号处理芯片的负输入端电压低于其正输入端电压因而始终输出第二电平状态；

在输入端二发生短接到地的故障时，若输入端一的输入信号电压高于输入端二，则输出端一的输出信号电压值高于输出端二，信号处理芯片的正输入端电压高于其负输入端电压因而始终输出第二电平状态；若输入端一的输入信号电压低于输入端二，则输出端一的输出信号电压值低于输出端二，信号处理芯片的负输入端电压高于其正输入端电压因而始终输出第一电平状态；

在输入端一发生短接到外部高电位电源的故障或短路到负电源故障时，令两个输入端无输入；信号处理芯片的正输入端电压高于其负输入端电压因而始终输出第二电平状态；

在输入端二发生短接到外部高电位电源的故障或短路到负电源故障时，令两个输入端无输入；信号处理芯片的正输入端电压高于其负输入端电压因而始终输出第二电平状态。