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二线制直流载波通信电路的制作方法

2022-08-16 22:01:26 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型属于通信技术领域,具体涉及一种二线制直流载波通信电路。


背景技术:

2.随着经济技术的发展,工业上已经大量使用总线的形式进行通信。总线通信,以其通信硬件简单可靠,而且抗干扰能力强等优点,广泛应用于各类型的工业场合。
3.目前的总线应用中,二线制总线占据了较大的比例。二总线通信方式在照明、楼宇自动化、工厂自动化与控制、hvac系统、电器、电网基础设施、电力输送等领域已得到了广泛的应用。二线制总线的最大优点在于只需要两根导线即可完成主从设备通信,不需要额外的电源线。
4.但是,现有的二线制总线在应用时,一类需要主站进行调制,受限于主从通讯,一旦主站出现异常,整个系统无法工作,系统稳定性较差;而且当节点数量少时,由于仍需要主站,导致成本高昂。另一类则是利用电力载波的方式进行通信,波形解码需要用到比较精确的带通滤波和锁相环等模块,不仅对通信载波波形畸变程度要求比较严格,而且对中心频率偏移的要求也比较严格,这使得该类通信方式的外围电路极其复杂,而且成本较为高昂,抗干扰能力较差。


技术实现要素:

5.本实用新型的目的在于提供一种可靠性高、稳定性好且成本低廉的二线制直流载波通信电路。
6.本实用新型提供的这种二线制直流载波通信电路,包括若干个节点,所有节点均连接在两线制通信总线上;两线制通信总线与外部电源连接,用于取电;每一个节点均包括电源电路、控制电路、驱动电路、调制耦合电路、解调输出电路和比较电路;驱动电路的输出端连接调制耦合电路的输入端,调制耦合电路的输出端连接两线制通信总线;解调输出电路的输入端连接两线制通信总线,解调输出电路的输出端连接比较电路的输入端;驱动电路的输入端和比较电路的输出端均连接控制电路;电源电路用于从两线制通信总线上取电,并给节点供电;在进行信号的调制发送时,控制电路接收待调制的信号,采用现有技术进行调制后,将调制后的pwm信号通过驱动电路和调制耦合电路输出到两线制通信总线上;在进行信号的接收解调时,解调输出电路接收两线制通信总线上的信号,再通过比较电路进行比较后,将比较信号上传到控制电路,控制电路采用现有的解调技术进行解调,并将解调得到的信号对外输出。
7.所述的电源电路包括取电子电路和稳压子电路;取电子电路与稳压子电路连接;取电子电路用于从两线制通信总线上取电;稳压子电路用于从取电子电路获取电能,进行稳压后再输出。
8.所述的取电子电路包括取电第一滤波电容、取电第二滤波电容、取电保护tvs管、取电第一隔离电感、取电第二隔离电感、取电整流桥和取电输出滤波电容;取电子电路的第
一输入端和取电子电路的第二输入端之间连接取电保护tvs管,取电保护tvs管用于保护总线浪涌电压;取电子电路的第一输入端通过取电第一滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第二输入端通过取电第二滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第一输入端还串接取电第一隔离电感后,连接取电整流桥的第一输入端;取电子电路的第二输入端还串接取电第二隔离电感后,连接取电整流桥的第二输入端;取电第一隔离电感和取电第二隔离电感均用于隔离两线制通信总线上的载波信号;取电整流桥的输出正极输出最终的取电电源,并连接稳压子电路;取电整流桥的输出负极接地;取电整流桥的输出正极还通过取电输出滤波电容接地,并滤波。
9.所述的取电子电路包括取电第一滤波电容、取电第二滤波电容、取电保护tvs管、取电第一隔离电感、取电第二隔离电感、取电输出器件和取电输出滤波电容;取电子电路的第一输入端和取电子电路的第二输入端之间连接取电保护tvs管,取电保护tvs管用于保护总线浪涌电压;取电子电路的第一输入端通过取电第一滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第二输入端通过取电第二滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第一输入端还串接取电第一隔离电感和取电输出器件后,直接输出取电电源,并连接稳压子电路;取电子电路的第二输入端还串接取电第二隔离电感后直接接地;取电第一隔离电感和取电第二隔离电感均用于隔离两线制通信总线上的载波信号;取电电源还通过取电输出滤波电容接地,并滤波;所述的取电输出器件为二极管或短接线。
10.所述的稳压子电路为ldo线性稳压电路,或者dc/dc直流转换稳压电路。
11.所述的控制电路为单片机。
12.所述的驱动电路包括第一推挽电路和第二推挽电路;控制电路输出的两路pwm信号,第一路pwm信号通过串接的第一推挽电路输出第一驱动pwm信号,第二路pwm信号通过串接的第二推挽电路输出第二驱动pwm信号;第一推挽电路和第二推挽电路用于加强pwm信号的驱动能力。
13.所述的驱动电路为第一短接线和第二短接线;控制电路输出的两路pwm信号,第一路pwm信号通过第一短接线输出第一驱动pwm信号,第二路pwm信号通过串接的第二短接线输出第二驱动pwm信号。
14.所述的调制耦合电路包括调制耦合第一电容和调制耦合第二电容;驱动电路输出的两路驱动pwm信号,第一路驱动pwm信号通过串接的调制耦合第一电容耦合到两线制通信总线的第一总线上,第二路驱动pwm信号通过串接的调制耦合第二电容耦合到两线制通信总线的第二总线上。
15.所述的解调输出电路为单相解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容、解调输出匹配电阻和解调输出抬升电压源;两线制通信总线的任意一路通信总线,通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的单相解调输出信号,并连接比较电路;同时,单相解调输出信号还通过串接的解调输出匹配电阻连接解调输出抬升电压源;解调输出耦合电容用于通信总线上信号的耦合;解调输出匹配电阻和解调输出抬升电压源用于将单相解调输出信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内。
16.所述的解调输出抬升电压源,由电源电路输出的电源信号通过分压电路得到,或者由电源电路输出的电源信号通过稳压二极管稳压得到,或者由电源电路输出的电源信号通过ldo线性稳压电路得到。
17.所述的解调输出电路还包括第一分压电阻和第二分压电阻,第一分压电阻和第二分压电阻串接在解调输出抬升电压源和地之间;第一分压电阻和第二分压电阻的连接端输出比较阈值电压,并连接比较电路;第一分压电阻和第二分压电阻用于采用电阻分压的方式,输出比较阈值电压。
18.所述的解调输出电路还包括第二解调输出耦合电容;两线制通信总线的另一路通信总线,通过串接的第二解调输出耦合电容连接解调输出抬升电压源;第二解调输出耦合电容用于将另一路通信总线上信号耦合到解调输出电路,以使得载波信号有完整回路。
19.所述的解调输出电路还包括第一分压电阻、第二分压电阻和第二解调输出耦合电容;第一分压电阻和第二分压电阻串接在解调输出抬升电压源和地之间;第一分压电阻和第二分压电阻的连接端输出比较阈值电压,并连接比较电路;第一分压电阻和第二分压电阻用于采用电阻分压的方式,输出比较阈值电压;两线制通信总线的另一路通信总线,通过串接的第二解调输出耦合电容连接解调输出抬升电压源;第二解调输出耦合电容用于将另一路通信总线上信号耦合到解调输出电路,以使得载波信号有完整回路。
20.所述的解调输出抬升电压源,通过抬升电压源滤波电容接地;电源电路输出的电源信号通过串接的解调输出第一分压电阻、解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器接地;解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器的连接端直接连接解调输出抬升电压源;解调输出第一分压电阻和解调输出第二分压电阻的连接端输出比较阈值电压,并连接比较电路;解调输出稳压器为稳压电阻或稳压二极管。
21.所述的解调输出电路还包括第二解调输出耦合电容;两线制通信总线的另一路通信总线,通过串接的第二解调输出耦合电容连接比较阈值电压;第二解调输出耦合电容用于将另一路通信总线上信号耦合到解调输出电路,以使得载波信号有完整回路。
22.所述的解调输出电路为差分解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容、第二解调输出耦合电容、解调输出抬升电压源、解调输出第一匹配电阻、解调输出第二匹配电阻和解调输出第三匹配电阻;两线制通信总线的任意一路通信总线,通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的解调输出第一信号,并连接比较电路;解调输出第一信号通过依次串接的解调输出第一匹配电阻、解调输出第二匹配电阻和解调输出第三匹配电阻接地;解调输出第一匹配电阻和解调输出第二匹配电阻的连接端连接解调输出抬升电压源;两线制通信总线的另一路通信总线,通过串接的第二解调输出耦合电容输出最终的解调输出第二信号,并连接比较电路;解调输出第二匹配电阻和解调输出第三匹配电阻的连接端直接连接解调输出第二信号;解调输出抬升电压源、解调输出第一匹配电阻、解调输出第二匹配电阻和解调输出第三匹配电阻用于将解调输出第一信号和解调输出第二信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;第一解调输出耦合电容和第二解调输出耦合电容用于将两线制通信总线上的载波信号耦合到解调输出电路中;所述的解调输出抬升电压源,由电源电路输出的电源信号通过分压电路得到,或者由电源电路输出的电源信号通过稳压二极管稳压得到,或者由电源电路输出的电源信号通过ldo线性稳压电路得到。
23.所述的解调输出电路为差分解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容、第二解调输出耦合电容、解调输出抬升电压源和解调输出第一匹配电阻;两线制通信总线的任意一路通信总线,通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的解调输出第一信号,并连接比较电路;解调输出第一信号还通过串接的解调输出第一匹配电阻连接解调输
出抬升电压源;两线制通信总线的另一路通信总线,通过串接的第二解调输出耦合电容输出最终的解调输出第二信号,并连接比较电路;解调输出抬升电压源和解调输出第一匹配电阻用于将解调输出第一信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;第一解调输出耦合电容和第二解调输出耦合电容用于将两线制通信总线上的载波信号耦合到解调输出电路中;所述的解调输出抬升电压源,通过抬升电压源滤波电容接地;电源电路输出的电源信号通过串接的解调输出第一分压电阻、解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器接地;解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器的连接端直接连接解调输出抬升电压源;解调输出第一分压电阻和解调输出第二分压电阻的连接端输出解调输出第二信号,并连接比较电路;解调输出稳压器为稳压电阻或稳压二极管。
24.所述的比较电路,为专用的比较器芯片;或者由集成了比较器的单片机构成。
25.本实用新型提供的这种二线制直流载波通信电路,通过创新的电路设计,使得本实用新型的通信电路不仅能够实现二线制直流载波通信的功能,而且可靠性高、稳定性好且成本低廉。
附图说明
26.图1为本实用新型的通信电路的功能模块示意图。
27.图2为本实用新型的电源电路的取电子电路的第一实施例电路原理示意图。
28.图3为本实用新型的电源电路的取电子电路的第二实施例电路原理示意图。
29.图4为本实用新型的电源电路的取电子电路的第三实施例电路原理示意图。
30.图5为本实用新型的电源电路的稳压子电路的第一实施例电路原理示意图。
31.图6为本实用新型的电源电路的稳压子电路的第二实施例电路原理示意图。
32.图7为本实用新型的驱动电路为推挽电路时的电路原理示意图。
33.图8为本实用新型的调制耦合电路的电路原理示意图。
34.图9为本实用新型的解调输出电路的第一实施例电路原理示意图。
35.图10为本实用新型的解调输出电路的第二实施例电路原理示意图。
36.图11为本实用新型的解调输出电路的第三实施例电路原理示意图。
37.图12为本实用新型的解调输出电路的第四实施例电路原理示意图。
38.图13为本实用新型的解调输出电路的第一实施例电路~第四实施例电路中解调输出抬升电压源的电路原理示意图。
39.图14为本实用新型的解调输出电路的第五实施例电路原理示意图。
40.图15为本实用新型的解调输出电路的第六实施例电路原理示意图。
41.图16为本实用新型的解调输出电路的第五实施例电路~第六实施例电路中解调输出抬升电压源的电路原理示意图。
42.图17为本实用新型的解调输出电路的第七实施例电路原理示意图。
43.图18为本实用新型的解调输出电路的第八实施例电路原理示意图。
44.图19为本实用新型的比较电路和控制电路的第一实施例电路示意图。
45.图20为本实用新型的比较电路和控制电路的第二实施例电路示意图。
46.图21为本实用新型的比较电路和控制电路的第三实施例电路示意图。
具体实施方式
47.如图1所示为本实用新型的通信电路的功能模块示意图:本实用新型提供的这种二线制直流载波通信电路,包括若干个节点,所有节点均连接在两线制通信总线上;两线制通信总线与外部电源连接,用于取电;每一个节点均包括电源电路、控制电路、驱动电路、调制耦合电路、解调输出电路和比较电路;驱动电路的输出端连接调制耦合电路的输入端,调制耦合电路的输出端连接两线制通信总线;解调输出电路的输入端连接两线制通信总线,解调输出电路的输出端连接比较电路的输入端;驱动电路的输入端和比较电路的输出端均连接控制电路;电源电路用于从两线制通信总线上取电,并给节点供电;在进行信号的调制发送时,控制电路接收待调制的信号,采用现有技术进行调制后,将调制后的pwm信号通过驱动电路和调制耦合电路输出到两线制通信总线上;在进行信号的接收解调时,解调输出电路接收两线制通信总线上的信号,再通过比较电路进行比较后,将比较信号上传到控制电路,控制电路采用现有的解调技术进行解调,并将解调得到的信号对外输出;其中,总线供电“v_供电”和“gnd_供电”也通过两个电感ls进行供电,以隔离载波信号,减少载波信号的衰减与电源给总线带来的干扰。同时,本实用新型工作时,两根总线不存在极性:即总线对调后,本实用新型依旧能够正常工作。
48.其中,现有的调制技术,可以参考二进制振幅键控(ook)中所述的调制技术;现有的解调技术,可以参考二进制振幅键控(ook)中所述的解调技术。
49.具体实施时,电源电路包括取电子电路和稳压子电路;取电子电路与稳压子电路连接;取电子电路用于从两线制通信总线上取电;稳压子电路用于从取电子电路获取电能,进行稳压后再输出。控制电路可以为单片机、dsp等控制器件。
50.如图2所示为本实用新型的电源电路的取电子电路的第一实施例电路原理示意图:本实施例中,取电子电路包括取电第一滤波电容c3、取电第二滤波电容c4、取电保护tvs管d2、取电第一隔离电感l1、取电第二隔离电感l2、取电整流桥d3和取电输出滤波电容c1;图中的j1连接总线并取电;取电子电路的第一输入端和取电子电路的第二输入端之间连接取电保护tvs管,取电保护tvs管用于保护总线浪涌电压;取电子电路的第一输入端通过取电第一滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第二输入端通过取电第二滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第一输入端还串接取电第一隔离电感后,连接取电整流桥的第一输入端;取电子电路的第二输入端还串接取电第二隔离电感后,连接取电整流桥的第二输入端;取电第一隔离电感和取电第二隔离电感均用于隔离两线制通信总线上的载波信号;取电整流桥的输出正极输出最终的取电电源,并连接稳压子电路;取电整流桥的输出负极接地;取电整流桥的输出正极还通过取电输出滤波电容接地,并滤波。
51.图3为本实用新型的电源电路的取电子电路的第二实施例电路原理示意图:取电子电路包括取电第一滤波电容、取电第二滤波电容、取电保护tvs管、取电第一隔离电感、取电第二隔离电感、取电输出器件和取电输出滤波电容;取电子电路的第一输入端和取电子电路的第二输入端之间连接取电保护tvs管,取电保护tvs管用于保护总线浪涌电压;取电子电路的第一输入端通过取电第一滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第二输入端通过取电第二滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第一输入端还串接取电第一隔离电感和取电输出器件后,直接输出取电电源,并连接稳压子电路;取电子电路的第二输入端还串接取电第二隔离电感后直接接地;取电第一隔离电感和取电第二隔离电感均用于隔离两线制通
信总线上的载波信号;取电电源还通过取电输出滤波电容接地,并滤波;在该实施例中,取电输出器件为二极管,用于防止反接。
52.图4为本实用新型的电源电路的取电子电路的第三实施例电路原理示意图:取电子电路包括取电第一滤波电容、取电第二滤波电容、取电保护tvs管、取电第一隔离电感、取电第二隔离电感、取电输出器件和取电输出滤波电容;取电子电路的第一输入端和取电子电路的第二输入端之间连接取电保护tvs管,取电保护tvs管用于保护总线浪涌电压;取电子电路的第一输入端通过取电第一滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第二输入端通过取电第二滤波电容接地,并滤波;取电子电路的第一输入端还串接取电第一隔离电感和取电输出器件后,直接输出取电电源,并连接稳压子电路;取电子电路的第二输入端还串接取电第二隔离电感后直接接地;取电第一隔离电感和取电第二隔离电感均用于隔离两线制通信总线上的载波信号;取电电源还通过取电输出滤波电容接地,并滤波;在该实施例中,取电输出器件为短接线,此时电路为有极性取电。
53.图5为本实用新型的电源电路的稳压子电路的第一实施例电路原理示意图:稳压子电路为ldo线性稳压电路;其中,ldo线性稳压芯片vr1可以采用78m05、me6203a50m3g、ams1117等型号;芯片的vin脚直接连接取电子电路的输出端,并取电;同时芯片的vin脚还通过滤波电容c8接地,并滤波;芯片的gnd脚直接接地;芯片的输出引脚vout直接输出稳定的电源信号vcc_n,同时还通过c9接地滤波;在本实施例中,输出的稳定的电源vcc_n的后缀_n,表示的是总线上的第n个节点的电源vcc。
54.图6为本实用新型的电源电路的稳压子电路的第二实施例电路原理示意图:稳压子电路为dc/dc直流转换稳压电路;dc/dc直流转换稳压电路为由型号为td1468的稳压芯片构成;芯片的1脚通过电容c12连接输出引脚8脚;芯片的2脚为电源引脚,直接连接取电子电路的输出端,并取电,同时该引脚也通过滤波电容c13接地并滤波;芯片的3脚为使能端,其直接通过上拉电阻r1连接电源引脚,从而保证芯片使能端为高电平。芯片的7脚为接地引脚,并直接接地;芯片的8脚为输出引脚,其输出稳定的电压信号,并通过二极管d6进行续流,然后再通过电感l7和电容c14滤波后,完成buck降压,输出稳定的电源信号vcc_n;在本实施例中,输出的稳定的电源vcc_n的后缀_n,表示的是总线上的第n个节点的电源vcc;此外,输出的电源信号vcc_n还通过采样电阻r2和r3进行采样,并将采样电压反馈到芯片的5脚,从而实现输出电压的稳定控制。
55.图7为本实用新型的驱动电路为推挽电路时的电路原理示意图:驱动电路包括第一推挽电路(图7(a)中的u1)和第二推挽电路(图7(b)中的u2);控制电路输出的两路pwm信号pwm_p和pwm_n,第一路pwm信号pwm_p通过串接的第一推挽电路输出第一驱动pwm信号out_p;第二路pwm信号通过串接的第二推挽电路输出第二驱动pwm信号out_n;第一推挽电路和第二推挽电路用于加强pwm信号的驱动能力;推挽电路为由两个开关管构成的传统的推挽电路;推挽电路也可采用传统芯片,比如lmbt3946、8050和8550组合等。
56.此外,也可以不采用推挽电路,单片机直接驱动调制耦合电路即可;此时,驱动电路为第一短接线和第二短接线;控制电路输出的两路pwm信号,第一路pwm信号通过第一短接线输出第一驱动pwm信号,第二路pwm信号通过串接的第二短接线输出第二驱动pwm信号。
57.图8为本实用新型的调制耦合电路的电路原理示意图:调制耦合电路包括调制耦合第一电容和调制耦合第二电容;驱动电路输出的两路驱动pwm信号,第一路驱动pwm信号
通过串接的调制耦合第一电容耦合到两线制通信总线的第一总线上,第二路驱动pwm信号通过串接的调制耦合第二电容耦合到两线制通信总线的第二总线上。
58.图9为本实用新型的解调输出电路的第一实施例电路原理示意图:解调输出电路为单相解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容c6、解调输出匹配电阻r4和解调输出抬升电压源vref;两线制通信总线的任意一路通信总线(图中为bus_p),通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的单相解调输出信号cmp_p,并连接比较电路;同时,单相解调输出信号还通过串接的解调输出匹配电阻连接解调输出抬升电压源;解调输出耦合电容用于通信总线上信号的耦合;解调输出匹配电阻和解调输出抬升电压源用于将单相解调输出信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;此实施例中,输出比较阈值电压由控制电路自己产生。
59.图10为本实用新型的解调输出电路的第二实施例电路原理示意图:解调输出电路为单相解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容c6、解调输出匹配电阻r4、解调输出抬升电压源vref、第一分压电阻r1和第二分压电阻r2;两线制通信总线的任意一路通信总线(图中为bus_p),通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的单相解调输出信号cmp_p,并连接比较电路;同时,单相解调输出信号还通过串接的解调输出匹配电阻连接解调输出抬升电压源;解调输出耦合电容用于通信总线上信号的耦合;解调输出匹配电阻和解调输出抬升电压源用于将单相解调输出信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;第一分压电阻和第二分压电阻串接在解调输出抬升电压源和地之间;第一分压电阻和第二分压电阻的连接端输出比较阈值电压cmp_n,并连接比较电路;第一分压电阻和第二分压电阻用于采用电阻分压的方式,输出比较阈值电压。
60.图11为本实用新型的解调输出电路的第三实施例电路原理示意图:解调输出电路为单相解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容c6、解调输出匹配电阻r4、解调输出抬升电压源vref和第二解调输出耦合电容c10;两线制通信总线的任意一路通信总线(图中为bus_p),通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的单相解调输出信号cmp_p,并连接比较电路;同时,单相解调输出信号还通过串接的解调输出匹配电阻连接解调输出抬升电压源;解调输出耦合电容用于通信总线上信号的耦合;解调输出匹配电阻和解调输出抬升电压源用于将单相解调输出信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;两线制通信总线的另一路通信总线bus_n,通过串接的第二解调输出耦合电容连接解调输出抬升电压源;第二解调输出耦合电容用于将另一路通信总线上信号耦合到解调输出电路,以使得载波信号有完整回路;此实施例中,输出比较阈值电压由控制电路自己产生。
61.图12为本实用新型的解调输出电路的第四实施例电路原理示意图:解调输出电路为单相解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容c6、解调输出匹配电阻r4、解调输出抬升电压源vref、第一分压电阻r1、第二分压电阻r2和第二解调输出耦合电容c10;两线制通信总线的任意一路通信总线(图中为bus_p),通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的单相解调输出信号cmp_p,并连接比较电路;同时,单相解调输出信号还通过串接的解调输出匹配电阻连接解调输出抬升电压源;解调输出耦合电容用于通信总线上信号的耦合;解调输出匹配电阻和解调输出抬升电压源用于将单相解调输出信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;第一分压电阻和第二分压电阻串接在解调输出抬升电压源和地之间;第一分压电阻和第二分压电阻的连接端输出比较阈值电压cmp_n,并连接
比较电路;第一分压电阻和第二分压电阻用于采用电阻分压的方式,输出比较阈值电压;两线制通信总线的另一路通信总线bus_n,通过串接的第二解调输出耦合电容连接解调输出抬升电压源;第二解调输出耦合电容用于将另一路通信总线上信号耦合到解调输出电路,以使得载波信号有完整回路。
62.图13为本实用新型的解调输出电路的第一实施例电路~第四实施例电路中解调输出抬升电压源的电路原理示意图:解调输出抬升电压源,由电源电路输出的电源信号通过分压电路得到,或者由电源电路输出的电源信号通过稳压二极管稳压得到,或者由电源电路输出的电源信号通过ldo线性稳压电路得到;
63.在图13(a)中,电源电路输出的电源信号vcc通过,通过电阻r5进行限流,然后通过稳压二极管d8得到解调输出抬升电压vref;解调输出抬升电压vref还通过滤波电容c8接地并滤波;
64.在图13(b)中,电源电路输出的电源信号vcc通过,通过电阻r5和r9串接分压后,得到解调输出抬升电压vref;解调输出抬升电压vref还通过滤波电容c4接地并滤波。
65.解调输出电路的第一实施例电路~第四实施例电路中,均满足同一条件,即比较阈值电压cmp_n小于解调输出抬升电压源vref。
66.图14为本实用新型的解调输出电路的第五实施例电路原理示意图:解调输出电路为单相解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容c17、解调输出匹配电阻r19和解调输出抬升电压源vref_cmpp;两线制通信总线的任意一路通信总线(图中为bus_p),通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的单相解调输出信号cmp_p,并连接比较电路;同时,单相解调输出信号还通过串接的解调输出匹配电阻连接解调输出抬升电压源;解调输出耦合电容用于通信总线上信号的耦合;解调输出匹配电阻和解调输出抬升电压源用于将单相解调输出信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;比较阈值电压vref_cmpn由控制电路自身产生即可。
67.图15为本实用新型的解调输出电路的第六实施例电路原理示意图:解调输出电路为单相解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容c17、解调输出匹配电阻r19、解调输出抬升电压源vref_cmpp和第二解调输出耦合电容c18;两线制通信总线的任意一路通信总线(图中为bus_p),通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的单相解调输出信号cmp_p,并连接比较电路;同时,单相解调输出信号还通过串接的解调输出匹配电阻连接解调输出抬升电压源;解调输出耦合电容用于通信总线上信号的耦合;解调输出匹配电阻和解调输出抬升电压源用于将单相解调输出信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;两线制通信总线的另一路通信总线bus_n,通过串接的第二解调输出耦合电容连接比较阈值电压vref_cmpn,同时也输出比较阈值电压cmp_n到比较器;第二解调输出耦合电容用于将另一路通信总线上信号耦合到解调输出电路,以使得载波信号有完整回路。
68.图16为本实用新型的解调输出电路的第五实施例电路~第六实施例电路中解调输出抬升电压源的电路原理示意图:解调输出抬升电压源,通过抬升电压源滤波电容接地;电源电路输出的电源信号通过串接的解调输出第一分压电阻、解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器接地;解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器的连接端直接连接解调输出抬升电压源;解调输出第一分压电阻和解调输出第二分压电阻的连接端输出比较阈值电压,并连接比较电路;解调输出稳压器为稳压电阻或稳压二极管。
69.具体实施时,图16(a)为解调输出稳压器为稳压二极管;此时,解调输出抬升电压源,通过抬升电压源滤波电容c11接地;电源电路输出的电源信号vcc通过串接的解调输出第一分压电阻r14、解调输出第二分压电阻r15和解调输出稳压器(稳压二极管d1)接地;解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器的连接端直接连接解调输出抬升电压源vref_cmpp;解调输出第一分压电阻和解调输出第二分压电阻的连接端输出比较阈值电压cref_cmpn,并连接比较电路;
70.图16(b)为解调输出稳压器为稳压电阻;此时,解调输出抬升电压源,通过抬升电压源滤波电容c12接地;电源电路输出的电源信号vcc通过串接的解调输出第一分压电阻r13、解调输出第二分压电阻r16和解调输出稳压器(稳压电阻r17)接地;解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器的连接端直接连接解调输出抬升电压源vref_cmpp;解调输出第一分压电阻和解调输出第二分压电阻的连接端输出比较阈值电压cref_cmpn,并连接比较电路。
71.解调输出电路的第五实施例电路~第六实施例电路中,均满足同一条件,即比较阈值电压vref_cmpn大于解调输出抬升电压源vref_cmpp。
72.图17为本实用新型的解调输出电路的第七实施例电路原理示意图:解调输出电路为差分解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容c2、第二解调输出耦合电容c3、解调输出抬升电压源vref、解调输出第一匹配电阻r3、解调输出第二匹配电阻r6和解调输出第三匹配电阻r7;两线制通信总线的任意一路通信总线(图中为bus_p),通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的解调输出第一信号cmp_p,并连接比较电路;解调输出第一信号通过依次串接的解调输出第一匹配电阻、解调输出第二匹配电阻和解调输出第三匹配电阻接地;解调输出第一匹配电阻和解调输出第二匹配电阻的连接端连接解调输出抬升电压源vref;两线制通信总线的另一路通信总线(图中标示为bus_n),通过串接的第二解调输出耦合电容输出最终的解调输出第二信号cmp_n,并连接比较电路;解调输出第二匹配电阻和解调输出第三匹配电阻的连接端直接连接解调输出第二信号;解调输出抬升电压源、解调输出第一匹配电阻、解调输出第二匹配电阻和解调输出第三匹配电阻用于将解调输出第一信号和解调输出第二信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;第一解调输出耦合电容和第二解调输出耦合电容用于将两线制通信总线上的载波信号耦合到解调输出电路中。
73.在本实施例中,解调输出抬升电压源,由电源电路输出的电源信号通过分压电路得到,或者由电源电路输出的电源信号通过稳压二极管稳压得到,或者由电源电路输出的电源信号通过ldo线性稳压电路得到。解调输出抬升电压源vref的相关电路图与图13相同,比较阈值电压cmp_n小于解调输出抬升电压源vref。
74.图18为本实用新型的解调输出电路的第八实施例电路原理示意图:解调输出电路为差分解调输出电路;解调输出电路包括第一解调输出耦合电容c2、第二解调输出耦合电容c3、解调输出抬升电压源vref_cmpp和解调输出第一匹配电阻r3;两线制通信总线的任意一路通信总线(图中标示bus_p),通过串接的第一解调输出耦合电容输出最终的解调输出第一信号cmp_p,并连接比较电路;解调输出第一信号还通过串接的解调输出第一匹配电阻连接解调输出抬升电压源;两线制通信总线的另一路通信总线(图中标示bus_n),通过串接的第二解调输出耦合电容输出最终的解调输出第二信号cmp_n,并连接比较电路;解调输出
抬升电压源和解调输出第一匹配电阻用于将解调输出第一信号的电压水平抬升到比较电路的工作电压范围内;第一解调输出耦合电容和第二解调输出耦合电容用于将两线制通信总线上的载波信号耦合到解调输出电路中。
75.在本实施例中,所述的解调输出抬升电压源,通过抬升电压源滤波电容接地;电源电路输出的电源信号通过串接的解调输出第一分压电阻、解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器接地;解调输出第二分压电阻和解调输出稳压器的连接端直接连接解调输出抬升电压源;解调输出第一分压电阻和解调输出第二分压电阻的连接端输出解调输出第二信号,并连接比较电路;解调输出稳压器为稳压电阻或稳压二极管。解调输出抬升电压源的相关电路图与图16相同,比较阈值电压vref_cmpn大于解调输出抬升电压源vref_cmpp。
76.图19为本实用新型的比较电路和控制电路的第一实施例电路示意图:在本实施例中,比较器使用控制电路的控制芯片内部自带的比较器,因此控制芯片即为比较电路;此时,控制芯片为由型号为ny8a054e的控制芯片构成;芯片的6脚和7脚连接解调输出电路输出的解调想信号cmp_n和cmp_p;芯片的1脚直接连接电源信号vcc并取电;芯片的8脚直接接地;芯片的2脚和3脚连接外部设备:data_in为从外部获取的待调制的总线信号,data_out为已经解调并向外部设备输出的解调信号;芯片的4脚和5脚为输出到驱动电路的pwm信号。
77.图20为本实用新型的比较电路和控制电路的第二实施例电路示意图:在本实施例中,使用独立外部比较器,因此解调输出电路输出的解调想信号cmp_n和cmp_p还需要连接外部的比较器u3(型号可以为tl331);比较器输出的比较想信号in_int连接控制芯片u5(型号为ny8a054e)的7脚;控制芯片的4脚和5脚为输出到驱动电路的pwm信号;控制芯片的1脚直接连接电源信号vcc并取电;控制芯片的8脚直接接地;控制芯片的2脚和3脚连接外部设备:data_in为从外部获取的待调制的总线信号,data_out为已经解调并向外部设备输出的解调信号。
78.图19和图20的实施例中,控制电路自身并不产生输出比较阈值电压;而且,cmp_n和cmp_p与比较器(或控制芯片)的同相输入端与反向输入端能够对调。
79.图21为本实用新型的比较电路和控制电路的第三实施例电路示意图:在本实施例中,控制电路自身产生输出比较阈值电压,同时比较器也使用控制电路自身带的比较器;此时,控制芯片为由型号为ny8a054e的芯片构成;芯片的1脚了解电源信号vcc并取电,同时也通过滤波电容c19接地并滤波;芯片的8脚直接接地;芯片的2脚和3脚连接外部设备:data_in为从外部获取的待调制的总线信号,data_out为已经解调并向外部设备输出的解调信号;芯片的4脚和5脚为输出到驱动电路的pwm信号;芯片的7脚为自带的比较器的输入引脚,连接解调输出电路输出的信号cmp_p,同时控制电路自身产生输出比较阈值电压。
80.本实用新型所使用的控制芯片为通用单片机,除了满足基本的io口数量外,单片机外设只需要满足具备外部中断功能或者内置比较器功能,即可满足本实用新型控制器电路要求。
81.本实用新型图9、图10、图11、图12、图17电路所使用参考电压vref来自图13电路;图14、图15、图18电路所使用参考电压vref_cmpn、vref_cmpp来自图16电路;剩余图中的电路为通用电路。
82.比如一种二线制直流载波通信电路,电路由电源电路输入(图2、图3、图4任选其一),电源电路稳压(图5、图6任选其一),驱动电路图7包含u1和u2或图7不包含u1和u2输入
输出短接,调制耦合电路图8,解调输出电路(图9、图11任选其一)及对应控制电路图21或解调输出电路(图10、图11、图12任选其一)及对应控制电路(图19、图20任选其一)、解调输出电路的参考电压电路图13组成。
83.或者一种二线制直流载波通信电路,电路由电源电路输入(图2、图3、图4任选其一),电源电路稳压(图5、图6任选其一),驱动电路图7包含u1和u2或图7不包含u1和u2输入输出短接,调制耦合电路图8,解调输出电路图14及对应控制电路图21或解调输出电路(图15、图18任选其一)及对应控制电路(图19、图20任选其一)、解调输出电路的参考电压电路图16组成。
再多了解一些

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