專利名稱：一種高效兩線制電源調(diào)制總線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電子、電路領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用一套電源線，同時(shí)傳輸電能和數(shù)字通訊信號(hào)，是非常高效的 電路設(shè)置方式。但目前，這種技術(shù)的應(yīng)用還不是很廣泛，究其主要原 因，在于目前的技術(shù)有不少缺陷，主要在于抗干擾能力差、誤碼率高、 傳輸速率低。
參圖l所示，這兒展示了目前已有的總線載波解調(diào)電路的結(jié)構(gòu)示 意圖。它包括有兩個(gè)總線采樣電阻，而比較器的正端接總線的釆樣電 壓，負(fù)端接經(jīng)低通濾波器處理后的采樣電壓。
其中的低通濾波器的截止頻率很低，大量的信號(hào)，包括通信信號(hào) 和干擾信號(hào)等，都被過濾掉了 ，這使得負(fù)端的輸出的電壓值較為平穩(wěn)， 不利于表達(dá)數(shù)據(jù)信息的本來(lái)狀態(tài)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種高效兩線制電源調(diào)制總線，用以實(shí) 現(xiàn)強(qiáng)抗干擾能力、低誤碼率、高傳輸速率的電源與通信信號(hào)的同步傳 輸電路。
一種高效兩線制電源調(diào)制總線，它是這么實(shí)現(xiàn)的，該調(diào)制總線包 括用以提供電源及調(diào)制信號(hào)的兩條總線，其特征在于該調(diào)制總線還包
括
采樣電路，由設(shè)置在兩條總線之間的分壓電阻組成，下述的滯回 反饋電路和低通濾波電路的電壓采樣點(diǎn)均設(shè)置在所述的分壓電阻之 間；
滯回反饋電路，它由滯回量調(diào)整電阻和滯回^Jt電阻共同組成， 它的電壓采樣點(diǎn)設(shè)置在所述采樣電路的分壓電阻之間，輸出端與下述 的信號(hào)比較器的正端相連接，輸出端的電壓等于采樣電壓和滯回量電 壓之和；低通濾波電路，它由低通濾波電阻和^f氐通濾波電容共同組成，它 的電壓采樣點(diǎn)設(shè)置在所述釆樣電路的分壓電阻之間，其輸出端構(gòu)成下
述信號(hào)比較器的負(fù)端輸入電壓；
信號(hào)比較器，它是用以接收滯回反饋電路輸入的電壓信號(hào)和低通 濾波電路輸入的電壓信號(hào)，進(jìn)行電壓比較以實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出的器件。
進(jìn)一步，前面所述的滯回反饋電阻遠(yuǎn)大于兩個(gè)采樣電阻，以至于 反饋回的電流對(duì)滯回電路采樣點(diǎn)的電壓影響很小。 所述的滯回反饋電阻，其推薦值為4. 7MQ。 所述的高效兩線制電源調(diào)制總線中各器件的構(gòu)成關(guān)系是
K3 —卩2-R2/ (Rl+R2) *△ (t)+ i 4/ (仏+i 5) * (K)w。-ri。 —R2/
(,)"(t))-嚴(yán)呵A(、。 其中，
V2是信號(hào)比較器負(fù)端輸入電壓，對(duì)應(yīng)著低通濾波電路的電壓輸
入，
V3是信號(hào)比較器正端輸入電壓，對(duì)應(yīng)著滯回反饋電路的電壓輸
入，
Ri是設(shè)置在所述采樣電路中的一個(gè)采樣電壓， R2是設(shè)置在所述釆樣電路中的另一個(gè)采樣電壓， R3是設(shè)置在所述低通濾波電路中的低通濾波電阻， R4是設(shè)置在所述滯回反饋電路中的滯回量調(diào)整電阻， Rs是設(shè)置在所述滯回反饋電路中的滯回反饋電阻， 。是設(shè)置在所述低通濾波電路中的低通濾波電容， V10是所述采樣電路中的初始電壓采樣值， V。ut。是所述的信號(hào)比較器中初始的信號(hào)輸出電平， △ (t)是所述總線的電壓變化，
前述公式中，當(dāng)A(t)對(duì)應(yīng)著干擾信號(hào)時(shí)，若t有解則干擾成功， 若t無(wú)解則干擾失敗，
當(dāng)A (t)對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，若t有解且t<l/Baud rate,則傳 輸成功，若t無(wú)解則數(shù)據(jù)傳輸失敗。
5所述的高效兩線制電源調(diào)制總線，可與數(shù)據(jù)釆集模塊、監(jiān)控功能 模塊、通信功能模塊相連接，作為相應(yīng)模塊的數(shù)據(jù)通訊及電源供給結(jié) 構(gòu)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于本實(shí)用新型利用輸入到信號(hào)比較器上的 滯回反饋電路，通過增加滯回反饋電壓，可實(shí)現(xiàn)滯回反饋電路的跟隨 效應(yīng)，使得該電源總線在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸時(shí)，抗干擾能力更強(qiáng)、錯(cuò) 碼率更低、信號(hào)傳輸速率更高。
以下結(jié)合附圖
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說明。 圖l是當(dāng)前已有的兩線制電源調(diào)制總線的電路圖。 圖2是本實(shí)用新型所述的高效兩線制電源調(diào)制總線的電路圖。 圖3是本實(shí)用新型所述的高效兩線制電源調(diào)制總線的實(shí)現(xiàn)方法 的流程圖。
具體實(shí)施方式圖中的數(shù)字標(biāo)號(hào)說明
IOO-高效兩線制電源調(diào)制總線；200-總線A， 210-總線B; 300-采樣電路，310-釆樣分壓電阻，320-電壓采樣點(diǎn)；400-滯回反饋電路， 410-滯回量調(diào)整電阻，420-滯回反饋電阻；500-低通濾波電路，510-低通濾波電阻，520-低通濾波電容；600-信號(hào)比較器。
參圖2所示，本實(shí)用新型所描述的一種高效兩線制電源調(diào)制總線 100，具有輸出傳輸速度快、誤碼率低等優(yōu)點(diǎn)。它是這么實(shí)現(xiàn)的，該 調(diào)制總線包括用以提供電源及調(diào)制信號(hào)的兩條總線，作為舉例，可以 分別是總線A200和總線B210，而其中的調(diào)制信號(hào)來(lái)自于與總線相連 通的信號(hào)發(fā)送器。在本實(shí)用新型中，作為重要特征，該調(diào)制總線還包 括
采樣電路300，由設(shè)置在兩條總線之間的采樣分壓電阻310組成， 下述的滯回反饋電路400和低通濾波電路500的電壓采樣點(diǎn)320均設(shè) 置在所述的采樣分壓電阻310之間。其中的采樣分壓電阻310,用以在總線A200和總線B210之間提供適合下述的信號(hào)比較器600進(jìn)行比 較的輸入電壓。作為典型的實(shí)施例，采樣分壓電阻310可設(shè)置兩個(gè)， 在附圖中，分別是分壓電阻！^和分壓電阻R2。電壓采樣點(diǎn)320設(shè)置 在分壓電阻^和分壓電阻R2之間。
滯回反饋電路400，它由滯回量調(diào)整電阻410和滯回反饋電阻420 共同組成，它的電壓采樣點(diǎn)320設(shè)置在所述釆樣電路300的采樣分壓 電阻310之間，輸出端與下述的信號(hào)比較器600正端相連接，其輸出 端的電壓等于采樣電壓和滯回量電壓之和；
低通濾波電路500，它由低通濾波電阻510和低通濾波電容520 共同組成，它的電壓采樣點(diǎn)320與同樣設(shè)置在所述采樣電路300的釆 樣分壓電阻310之間，其輸出端構(gòu)成下述信號(hào)比較器600的負(fù)端輸入 電壓；
信號(hào)比較器600，它是用以接收滯回反饋電路400輸出端的電壓 信號(hào)和低通濾波電路500輸出端的電壓信號(hào)，進(jìn)行電壓比較以實(shí)現(xiàn)信 號(hào)輸出的器件。
前面所述的滯回反饋電阻420遠(yuǎn)大于兩個(gè)采樣電阻310,以至于 反饋回的電流對(duì)采樣點(diǎn)的電壓影響很小。這種情況下，滯回反饋電路 400所產(chǎn)生的跟隨電壓，能有效提高信號(hào)比較器600對(duì)干擾信號(hào)的抵 抗能力。
這兒所述的滯回反饋電阻420,作為典型實(shí)施例而非限定，推薦 值可取為4. 7MQ。
所述的總線電路之中，各器件之間的構(gòu)成關(guān)系是
K-h-W (Rl+R2) *△ (t)+ / 4/U4+/ 5)*(F '0-KlO-W
A R3C1
其中的1是信號(hào)比較器600負(fù)端輸入電壓，對(duì)應(yīng)著低通濾波電 路500的電壓輸入；
L是信號(hào)比較器600正端輸入電壓，對(duì)應(yīng)著滯回反饋電路400的 電壓輸入，
R!是設(shè)置在所述采樣電路300中的一個(gè)采樣電壓；R2是設(shè)置在所述采樣電路300中的另一個(gè)采樣電壓； R3是設(shè)置在所述低通濾波電路500中的低通濾波電阻510; R4是設(shè)置在所述滯回反饋電路400中的滯回量調(diào)整電阻410; R5是設(shè)置在所述滯回反饋電路400中的滯回反饋電阻420; d是設(shè)置在所述低通濾波電路500中的低通濾波電容520; Vn)是所述釆樣電路300中的初始電壓采樣值； V』是所述的信號(hào)比較器中初始的信號(hào)輸出電平； △ (t)是所述總線的電壓變化；
前述公式中，當(dāng)△ (t)對(duì)應(yīng)著干擾信號(hào)時(shí)，若t有解則干擾成功， 若t無(wú)解則干擾失?。?br> 當(dāng)△ (t)對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，若t有解且Kl/Baud rate，則傳 輸成功，若t無(wú)解則數(shù)據(jù)傳輸失敗。其中的Baud rate,指的是數(shù)據(jù) 傳輸?shù)谋忍厮俾省?br> 該總線高效兩線制電源調(diào)制總線100，應(yīng)用極其廣泛。在典型的 實(shí)施例中，分別可與數(shù)據(jù)采集模塊、監(jiān)控功能模塊、通信功能模塊中 的至少之一相連接，作為相應(yīng)模塊的數(shù)據(jù)及電源的導(dǎo)通結(jié)構(gòu)，來(lái)分別 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集功能、監(jiān)控功能、通信功能等。本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)就在 于數(shù)據(jù)傳輸和電源傳輸可同時(shí)利用總線實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型所述的高效兩線制電源調(diào)制總線100，它有著自己獨(dú) 立的一套實(shí)現(xiàn)方法，具體說來(lái)，它是這么實(shí)現(xiàn)的，該方法包括如下步 驟
步驟l，利用信號(hào)發(fā)送器，將通信信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，并加載到總線上。
所述的信號(hào)發(fā)送器，是與總線A200相連通的信號(hào)發(fā)生結(jié)構(gòu)，將 產(chǎn)生的信號(hào)以電壓信號(hào)的形式直接加載到總線上，與電源的電壓相疊 加。
步驟2，利用分壓電路從總線的采樣電路300之間獲得采樣電壓， 并將經(jīng)低通濾波電路500處理過的電壓信號(hào)作為信號(hào)比較器600負(fù)端 的輸入信號(hào)，利用滯回反饋電路420將比較器反饋量的電壓信號(hào)疊加 于采樣電壓，作為信號(hào)比較器600的正端輸入。參圖2所示的實(shí)施例，低通濾波電路500所采集的電壓信號(hào)，為 信號(hào)比較器600的負(fù)輸入端，滯回反饋電路400所采集到的電壓信號(hào)， 為正輸入端。
步驟3，信號(hào)比較器600根據(jù)滯回反饋電路400和低通濾波電路 500兩者所輸入電壓信號(hào)，確定信號(hào)比較器600輸出電平。
這種情況下，由信號(hào)比較器600就直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)輸出了 。 在本實(shí)用新型中，參圖2所示，信號(hào)比較器600輸出電平的翻轉(zhuǎn) 條件是
^3>廠2，若F30化20,
其中，Kio-W (Ri+R2) 表示K在0時(shí)刻的電平，
「30 = KlO + i 4 / (i 4 + i 5 ) * ( - FlO )，
K3-r2=R2/(Ri + R2)*A (t)+ W (i 4+i 5) * d。-F『W
1 R3Ci
進(jìn)一步，所述步驟2中的低通濾波電路500和滯回反饋電路400， 是經(jīng)由兩總線相連的采樣電阻之間來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓采樣操作的。在圖2 所示的實(shí)施例中，具體的采樣點(diǎn)就設(shè)置在采樣電阻Ri和釆樣電阻R2 之間。
所述步驟2中的滯回反饋電路400中的滯回反饋電阻420，遠(yuǎn)大 于所述的兩個(gè)總線之間的采樣電阻。這樣設(shè)置的目的在于，減小滯回 反饋電流對(duì)采樣電壓的影響。
所述的高效兩線制電源調(diào)制總線的實(shí)現(xiàn)方法，可在數(shù)據(jù)采集模 塊、監(jiān)控功能模塊、通信功能模塊中，以前述的電平翻轉(zhuǎn)條件在實(shí)現(xiàn) 電源傳輸?shù)幕A(chǔ)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。
當(dāng)然，這些應(yīng)用均為舉例而非限定，原則上，只要是需要數(shù)據(jù)傳 輸與直流電源同步傳輸?shù)目偩€結(jié)構(gòu)，都可以應(yīng)用本實(shí)用新型。
以上是對(duì)本實(shí)用新型的描述而非限制，基于本實(shí)用新型思想的其 它實(shí)施例，亦均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之中。
9
權(quán)利要求1.一種高效兩線制電源調(diào)制總線，它是這么實(shí)現(xiàn)的，該調(diào)制總線包括用以提供電源及調(diào)制信號(hào)的兩條總線，其特征在于該調(diào)制總線還包括采樣電路，由設(shè)置在兩條總線之間的分壓電阻組成，下述的滯回反饋電路和低通濾波電路的電壓采樣點(diǎn)均設(shè)置在所述的分壓電阻之間；滯回反饋電路，它由滯回量調(diào)整電阻和滯回反饋電阻共同組成，它的電壓采樣點(diǎn)設(shè)置在所述采樣電路的分壓電阻之間，輸出端與下述的信號(hào)比較器的正端相連接，輸出端的電壓等于采樣電壓和滯回量電壓之和；低通濾波電路，它由低通濾波電阻和低通濾波電容共同組成，它的電壓采樣點(diǎn)設(shè)置在所述采樣電路的分壓電阻之間，其輸出端構(gòu)成下述信號(hào)比較器的負(fù)端輸入電壓；信號(hào)比較器，它是用以接收滯回反饋電路輸入的電壓信號(hào)和低通濾波電路輸入的電壓信號(hào)，進(jìn)行電壓比較以實(shí)現(xiàn)信號(hào)輸出的器件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效兩線制電源調(diào)制總線，其特征 在于所述的滯回反饋電阻遠(yuǎn)大于兩個(gè)采樣電阻，以至于反饋回的電 流與對(duì)電路采樣點(diǎn)的電壓影響很小。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效兩線制電源調(diào)制總線，其特征 在于所述的滯回反饋電阻，其推薦值為4. 7MQ。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效兩線制電源調(diào)制總線，其特征 在于所述的高效兩線制電源調(diào)制總線中各器件的構(gòu)成關(guān)系是<formula>formula see original document page 2</formula>其中，V2是信號(hào)比較器負(fù)端輸入電壓，對(duì)應(yīng)著低通濾波電路的電壓輸入，V3是信號(hào)比較器正端輸入電壓，對(duì)應(yīng)著滯回反饋電路的電壓輸入，Rt是設(shè)置在所述采樣電路中的一個(gè)采樣電壓，R2是設(shè)置在所述釆樣電路中的另 一個(gè)采樣電壓， R3是設(shè)置在所述低通濾波電路中的低通濾波電阻， R4是設(shè)置在所述滯回反饋電路中的滯回量調(diào)整電阻， R5是設(shè)置在所述滯回反饋電路中的滯回反饋電阻， d是設(shè)置在所述低通濾波電路中的低通濾波電容， V,。是所述采樣電路中的初始電壓采樣值， V。ut。是所述的信號(hào)比較器中初始的信號(hào)輸出電平， △ (t)是所述總線的電壓變化，前述公式中，當(dāng)A(t)對(duì)應(yīng)著干擾信號(hào)時(shí)，若t有解則干擾成功， 若t無(wú)解則干擾失敗，當(dāng)A (t)對(duì)應(yīng)著數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，若t有解且t<l/Baud rate,則傳 輸成功，若t無(wú)解則數(shù)據(jù)傳輸失敗。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效兩線制電源調(diào)制總線，其特征 在于所述的高效兩線制電源調(diào)制總線，可與數(shù)據(jù)采集模塊、監(jiān)控功 能模塊、通信功能模塊相連接，作為相應(yīng)模塊的數(shù)據(jù)通訊及電源供給 結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種高效兩線制電源調(diào)制總線，屬于電子、電路領(lǐng)域。該調(diào)制總線包括用以提供電源及調(diào)制信號(hào)的兩條總線，還包括有采樣電路，滯回反饋電路，低通濾波電路，信號(hào)比較器。本實(shí)用新型利用輸入到信號(hào)比較器上的滯回反饋電路，通過增加滯回反饋電壓，可實(shí)現(xiàn)滯回反饋電路的跟隨效應(yīng)，使得該電源總線在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸時(shí)，抗干擾能力更強(qiáng)、錯(cuò)碼率更低、信號(hào)傳輸速率更高。
文檔編號(hào)H04B3/54GK201312308SQ200820156860
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者劉榮鑫, 奕 宋, 郭兆斌 申請(qǐng)人:上海復(fù)展電子科技有限公司