本方法技術領域為嵌入式計算機領域，是機載電子產品、電子設備的組成部分之一。
背景技術：
隨著電子產品在機載環境的大范圍使用及對惡劣環境適應性的要求增強，對雷電環境和瞬態高壓條件下的敏感數字電路進行防護設計成為一項重要的需求。經過對雷電瞬態敏感度設計要求、靜電防護等敏感數字電路防護設計基礎上，提出通過二極管及瞬態電壓抑制二極管對敏感的數字接口電路、數字傳輸電路等進行防護，使敏感電子設備在雷電環境、瞬態高壓環境及靜電泄放等使用條件下保持穩定、正常的工作狀態。
技術實現要素：
本發明的目的：
設計一種數字信號有源防護電路，完成在機載環境下或瞬態高電壓條件下對敏感數字電路的保護，使電子產品能夠在瞬態高電壓條件下處于正常、穩定的工作狀態。
本發明的技術方案：
一種數字信號有源防護電路，包括：
第一二極管V1、第二二極管V2、第三二極管V3、第四二極管V4、第五二極管V5；
所述第一二極管V1負端與鉗位電壓連接，所述第一二極管V1正端與第二二極管V2負端連接，第二二極管V2正端接鉗位電壓地；
所述第四二極管V4負端與鉗位電壓連接，所述第四二極管V4正端與第五二極管V5負端連接，第五二極管V5正端接鉗位電壓地地；
所述第三二極管V3負端與鉗位電壓連接，正端接鉗位電壓地；
第一數字信號連接在第一二極管V1正端，第二數字信號連接在第四二極管V4正端。
所述鉗位電壓為5伏。
具體的，第一數字信號為輸入信號Input+；第二數字信號為輸入信號Input-。
或者，第一數字信號為輸出信號Output+；第二數字信號為輸出信號Output-。
本方法具有的優點及效果：
●電路簡單、易于實現，防護效果顯著；
●通過有源鉗位電路設計，數字信號保持在穩定的電壓范圍內；
●適用于雷電瞬態敏感環境、高壓瞬態環境、靜電敏感環境；
●可實現低壓數字電路、高速網絡、圖形顯示接口等多種電路的防護。
附圖說明
圖1為本發明數字信號有源防護電路設計圖。
具體實施方式
隨著電子產品使用范圍的快速增長，尤其在特殊應用環境下，例如雷電感應環境、高壓瞬態環境、靜電條件的低壓數字信號屬于敏感信號，易受到外界的雷電引起的電磁感應影響、惡劣環境下的高壓瞬態電壓的直接應力影響及靜電環境引起的電壓信號的損壞，各種不同環境下對數字信號的影響共性之處是全部都具有電壓幅度高、作用時間短、無法預判等特點，因此對敏感數字信號在設計中針對不同的應用環境配置相應的保護電路，確保敏感數字信號在各種惡劣環境下均能夠處于穩定的工作狀態，完成預定的功能。為了達到此，就需要針對不同的應用環境設計相應的保護電路，能夠實現各種工作環境下對敏感數字信號的保護，本設計方法就是針對敏感數字數字信號的防護要求，提出一種通用的有源防護電路的設計方法，采用分立的二極管及瞬態抑制二極管實現在雷電感應、瞬態高壓、靜電等不同環境下對敏感數字信號電路的保護，提高敏感數字信號在各種應用環境中的抗干擾性及耐受程度特性，提升電子產品的環境適應性。該防護電路設計如圖1所示，包括：
第一二極管V1、第二二極管V2、第三二極管V3、第四二極管V4、第五二極管V5；
所述第一二極管V1負端與鉗位電壓連接，所述第一二極管V1正端與第二二極管V2負端連接，第二二極管V2正端接鉗位電壓地；
所述第四二極管V4負端與鉗位電壓連接，所述第四二極管V4正端與第五二極管V5負端連接，第五二極管V5正端接鉗位電壓地地；
所述第三二極管V3負端與鉗位電壓連接，正端接鉗位電壓地；
第一數字信號連接在第一二極管V1正端，第二數字信號連接在第四二極管V4正端。
所述鉗位電壓為5伏。
具體的，第一數字信號為輸入信號Input+；第二數字信號為輸入信號Input-。
或者，第一數字信號為輸出信號Output+；第二數字信號為輸出信號Output-。
圖1中的信號防護基本原理是采用有源鉗位電路，通過分立二極管及瞬態抑制二極管對輸入的高壓瞬態信號、靜電進行泄放，并將數字信號電平維持在常態(+5Vdc)下。
防護原理為輸入的正端數字信號(Input+)、負端數字信號(Input-)通過常態下通過鉗位電路(鉗位電壓+5V)及兩個二極管(V1\V2、V4/V5)分別對輸入的正端信號、負端信號進行信號傳輸，保持數字信號穩定、規則的傳輸。在瞬態高電壓(雷電瞬態感應、靜電、瞬態高電壓)條件下，數字信號疊加了瞬態高壓信號進入到防護電路中，此狀態下瞬態抑制二極管V3對超出鉗位電源的高電壓信號進行鉗位、抑制、泄放，通過穩壓二極管的工作原理，將此狀態下的高電壓信號進行穩壓及功率泄放，完成對輸入的高能量瞬態信號的泄放，達到對敏感數字信號的防護功能。
同樣的原理，對于輸出的敏感數字信號(Output+、Output-)，其亦可能受到高壓瞬態信號的干擾，因此亦可將輸出的敏感數字信號聯接到圖1的保護電路中，通過鉗位電壓、瞬態抑制二極管等器件，實現對輸出的敏感數字信號的防護，完善輸出信號電路的防護功能。
通過以上采用有源鉗位電路及瞬態抑制二極管的泄放、信號傳輸電路設計方法，可極大的增強敏感數字輸入信號、輸出信號的抗干擾能力，顯著增強數字電子產品的抗惡劣環境的能力，提升電子產品的環境適應性。
實施例
某機載顯示器通過RS422總線、ARINC429總線等數字接口信號與外部設備互聯，其RS422總線、ARINC429總線均為雙工輸入/輸出互聯方式，為適應機載惡劣環境、靜電環境等對敏感數字信號電路的影響，需要進行防護電路的設計及驗證。
采用圖1所示的防護電路，采用4個相同型號的二極管(V1\V2\V4\V5)及1個瞬態抑制二極管，由機載顯示器內部供電電源作為鉗位電源(+5Vdc)對4路RS422總線信號、2路ARINC429總線信號進行防護設計，按照民用飛機雷電瞬態敏感度試驗條件進行嚴格、規范的實驗室驗證，配備了防護電路的所有RS422接口電路、ARINC429電路全部通過試驗考核，機載顯示器輸入接口電路、輸出接口電路及互聯電路無損壞，達到了預期的保護效果。