数据总线隔离器 本发明涉及用微处理器控制的视频显示器具体地说，涉及在工作状态和备用状态期间耦合的数据总线的。
在由微处理器控制的设备中，数据总线经常供通信联络之用。通常，由于数据源、数据接收器和数据总线都装在设备中，因而很少考虑数据传输扩展到设备框架以外时的技术问题。许多电子系统便于遥控和远程操作。显然，遥控和远程操作要求可控制设备的某些部分处于接上电源和耗电状态，以便接收遥控指令。因此，为节电起见，大多数电子系统都应用两种工作状态，即“备用”状态和“运行”或“操作”状态。为达到这两种状态，配备了两种电源：“备用”电源和“运行”或“操作”电源，前者与交流市电电源连接永久地处于供电状态，后者在用户将其起动之后就接通。
在上述设备的实例中，备用和工作状态采用其相应的电源，可能在持续供电的电路与电源通/断转换的电路之间发生问题。举例说，数据总线可能从持续供电的微处理机出发向只在操作状态期间供电的线路提供通信。一般说来，这种总线受控的线路形成了可能装有输入插脚静电放电保护的部分集成电路(IC)。一般静电或ESD保护可能配备的是串联连接的二极管元件，二极管的负极接IC电源Vcc，正极接电路的最低电位，一般接地。两二极管的连接处接IC输入插脚。每当输入插脚电位超过加到相应二极管端部上的电位时，二极管导通。
因此，在数据总线从电源持续供电的微处理器出来，耦合到电源通/断供电带输入插脚保护的集成电路的系统中，当数据总线通常箝位到不接通的Vcc电源时，问题就来了。数据总线的箝位造成了电流在数据总线负载电阻器与IC输入插脚处地ESD保护二极管之间流动。于是数据总线不能工作，设备既不能加以遥控也不能本地控制。
带数据总线控制的视频显示器是有备用状态和操作状态的。视频显示器的微处理器有一个双向数据总线，而且可以有选择地在操作状态或备用状态工作。电源可控制地耦合到微处理器以便在操作状态下或备用状态下供电。一个集成电路耦合到所述电源，且能控制双向数据总线。耦合装置对电源起反应，且根据操作状态将双向数据总线耦合到集成电路，根据备用状态将双向数据总线隔离开来。
图1示出了由微处理器控制的显示设备的一个实例。
图2示出了图1采用本发明的数据总线隔离措施的由微处理器控制的显示器的一个实例。
图1由微处理器控制的视频显示器的实例采用数据总线105，应用例如I2C协议与其它接总线的设备双向通信、上述视频显示器实例有三种状态，即：
断电状态，与交流市电断开；
备用状态，获得交流市电的供电，且在低功耗状态下工作，等待着控制指令；
操作状态，完全处于工作状态。
视频显示器一旦接上交流市电电源，微处理器100就进入备用状态，这时只有需要接收和执行控制指令RC或LC的线路维持有功功率消耗状态。举例说，遥控接收机50获得供电后可以使其接收遥控指令RC，由微处理器100定期扫描装在设备上的开关75以检测本地控制LC用户的操作情况。收到“接通”指令时，微处理器100改变备用/运行输出线路101的状态，由该线路引发“操作”状态。例如，在图1实线所示的第一控制实施例中，输出线路101耦合到多项电视功能集成电路200上。这种IC的例子有汤姆逊T芯片，这种芯片可借助于经线路101耦合的备用/运行输出信号直接使其工作。这种由微处理器100直接进行的控制有足以确保IC200在微处理器100开始与其它总线受控的设备(例如数字会聚集成电路500)通信联络之前稳定工作。集成电路200可包括锁相振荡器和脉冲计数线路，供产生各种显示驱动信号。水平驱动Hd信号201由IC200产生，根据微处理器100的总线指令输出，以便耦合到水平偏转级300。水平偏转级300产生水平频率偏转信号加到装在CRT装置400上的偏转系统以便使电子束水平偏转。开关状态电源325接水平偏转级300，且由水平回扫脉冲驱动。
在另一个控制实施例中，微处理器100收到“接通”指令时，“备用/运行”输出线路101改变状态，开始进入操作状态。举例说，在图1中，输出线路101(图中虚线所示)耦合到由备用电源150产生的原始未经调节的直流电源供电的开关状态“运行”状态电源350上。输出线路101上的“运行”信号使“运行”状态电源350工作，由电源350给T芯片、水平和垂直偏转以及总线控制偏转IC500供电。T芯片是由经数据总线105传送来的“接通”指令起动的，所以需要精确的时间控制以确保在T芯片“接通”指令经数据总线105传送之前就使“运行”状态电源350起作用。
如上面说过的那样，就图1实例说明的控制方法会有数据总线和时标总线箝位或闭锁的问题。但当IC500例如在“备用”状态期间没有接上电源时，在+5伏备用电源与不接通的低阻抗+5伏“运行”状态电源之间就形成直流导电通路。图中电流I0从总线负载电阻器R3和R4经总线105和106流到耦合到不接通+5伏“运行”电源的各保护二极管。这样，各总线箝位到高于不工作的“运行”电源和耦合到该电源的负荷产生的标称接地电位的一个二极管压降上，从而避免微处理器100经双向数据总线105发送或接收通信信息。同样，总线106上的时钟信号箝位到标称0.6伏电压，这通常使整个设备的时钟操作调动不起来。
图2的视频显示器总的说来与图1中所示的类似，其中类似的功能元件用同样的符号表示。图2的视频显示器通常可以控制得使其按上述说明工作，但和图1不一样，本发明的元件600和700起了有益的总线隔离作用。元件600是个互补晶体管发射极跟随器，其作用是作为总线106上的时钟信号与偏转IC500输入保护二极管之间的缓冲器。互补晶体管发射极跟随器的工作过程是众所周知的，可以用来防止时钟信号中产生直流失调。时钟信号在总线106上是单向传输的，其标称电压值可以是0和5伏之间的任何电压值。没有接上电源时，PNP晶体管Q1的发射极-基极结反向偏置，且NPN晶体管Q2截止，从而将总线106隔离起来。
图2的元件700示出了本发明采用一对与反向并联电路连接的光耦合器在“运行”电源不接上时将数据总线105隔离起来的数据总线隔离器。光耦器105也叫做光隔离器，经常可用来在电气上将起动式照明光源和光敏半导体隔离开来。但在本发明元件700的电路中，这种光耦合隔离性能用来根据电源电压是否接上控制的数据总线的耦合。数据总线105应用在微处理器100与其它接总线的设备之间双向通信联络规定的I2C协议。微处理器100访问与特定总线连接的各设备，这些设备通过拉低总线105确认收到总线指令。因此为便于设备回应，需要有数据总线隔离器700使双向传输具有对称而低的阻抗。数据总线隔离器700的好处是可以通过利用光电晶体管Q3和Q4的反并联电路提供所要求的对称双相传输。光电晶体管Q3和Q4可以按一定的控制方式使其受到经耦合到+5伏“运行”状态电源的电阻器R5串联连接并激发的各发光二极管D1和D2的照射而发光。这样，当使+5伏运行状态电源起作用时，光电晶体管Q3和Q4因其各自的发光二极管(LED)而发光，且借助于其反并联接线使数据总线105与偏转IC500之间低阻抗双向耦合。在“备用”工作状态下，不形成+5伏“运行”状态电源，因而各发光二极管D1和D2不处于受激状态，从而各光电晶体管Q3和Q4不导通。这样，数据总线105与偏转IC500的输入保护作用隔绝。
元件700有益的光耦合性能还可以借助于采用光敏场效应晶体管的光耦合器提供。鉴于光电场效应晶体管或FET可以对称双向耦合，因而可以用一个器件代替OPTO1和OPTO2的反向并联接线。但从生产成本考虑，由于采用这种器件时成本可能比起来用光电晶体管OPT1和OPT2时上升300％以上，因而不采用这种器件。
元件700的功能也可以通过一个舌簧继电器来达到。受“运行”电源激发时，舌簧继电器将双向总线105耦合到IC500，在“运行”电源没有接上时将总线105从IC500断开，从而避免输入保护二极管引起的箝位作用。采用舌簧继电器可以使数据总线真正双向耦合，但考虑到材料成本时，采用舌簧继电器意味着成本比反向并联连接耦合器OPTO1和OPTO2提高300％左右。