CN101873108A - 气体探测器中的终端电阻自动匹配电路 - Google Patents

气体探测器中的终端电阻自动匹配电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气体探测器中的终端电阻自动匹配电路，其特征在于，其包括十二个电阻和十二个单刀单掷开关，每一个电阻与对应的一单刀单掷开关并联连接，第一电阻至第六电阻串联连接，第七电阻至第十二电阻串联连接，第一电阻至第六电阻与第七电阻至第十二电阻并联连接。本发明在CAN总线的两端加有两个数字可调的电阻，这两个电阻对于总线阻抗的匹配起着相当重要的作用，它们会使数据通信的抗干扰性及可靠性大大提高，同时能耗降低，提高电源使用时间。

Description

气体探测器中的终端电阻自动匹配电路
技术领域
本发明涉及一种气体探测器技术，特别是涉及一种气体探测器中的终端电阻自动匹配电路。
背景技术
CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)是多主传输，当反射电压波(总线差分电压)在每个CAN站抑制低于0.9V显性差分电平，或增加0.5V隐性差分电平，都将导致CAN接收数据错误；同时为了消除短路现象，其CANH(高)和CANL(低)电平的性质是不一样的，如CANH的两种逻辑状态为高电平和高阻状态，CANL的两种逻辑状态为低电平和高阻，高阻状态其实电平是不确的，因此在差分传输的CAN总线中，为了降低CANH与CANL回路中阻抗，使CANH和CANL具有确定的电平，在CAN通讯时，需要在CANH与CANL之间加一个终端电阻。
终端电阻主要用于增强EMC(电磁兼容)性能，为防止波形反射，终端电阻应加在CAN的的两端。一般在两端加入120欧姆的电阻即可。在设备少距离短的情况下不加终端负载电阻整个网络能很好的工作，但随着距离的增加性能将降低。
因此CAN组网过程中需要注意终端负载电阻匹配问题。终端匹配问题解决方法一般有两种：
1)并联终端匹配和串联连接终端匹配及其优缺点
最典型简单的匹配方式有两种：简单并联终端匹配和串联连接终端匹配。在高速数字设计中，电阻常被用来对传输线进行阻抗匹配，以消除传输线上的反射。简单并联终端匹配电阻与具有极高输入阻抗的接收端并联，并且接地或者电源，以消除接收端的反射，优点是能够比较精确的选择匹配电阻的阻值，缺点是将消耗直流功率功耗。并联终端匹配方式更多的使用在模拟电路设计中，以牺牲功耗来满足其高精度的要求。
使用串联连接源端匹配方法(series-source termination)是另一种替代办法。在这个方法中，不需要配置远端的终端匹配电阻，此时期望线路远端会产生反射。把终端匹配电阻串连到电源附近的线路上，选择恰当的匹配电阻值，使得电源阻抗与线路网络阻抗正好匹配，这样做就可以避免二次反射(由电源近端不匹配所产生的)。因为二次反射被终止了，驻波也就不会产生，因而就有可能降低EMI辐射。串联连接源端匹配电阻与小输出阻抗的驱动器串联连接，以吸收接收端反射回来的信号，此方式的优点是不消耗功率，缺点是由于许多驱动器都是非线性的，如TTL器件，其输出阻抗随着器件逻辑状态的变化而变化，从而导致匹配电阻的阻值难以确定。
2)二极管做终端匹配
采用二极管做终端匹配阻抗虽然看起来可以产生非常好的电压波形，但是必须付出电流波形很差的代价。这是因为二极管两端的管压降变化很小(能维持基本不变)，但电流会有很大的变化。这将产生电流辐射而不是电压辐射，所以采用二极管做终端匹配对电磁兼容性的改进很不利，会降低系统通讯质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种气体探测器中的终端电阻自动匹配电路，其能够得到系统需要的电阻值。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种气体探测器中的终端电阻自动匹配电路，其特征在于，其包括十二个电阻和十二个单刀单掷开关，每一个电阻与对应的一单刀单掷开关并联连接，第一电阻至第六电阻串联连接，第七电阻至第十二电阻串联连接，第一电阻至第六电阻与第七电阻至第十二电阻并联连接。
优选地，所述第一电阻至第十二电阻形成十二个网络节点，一模拟电子开关也具有十二个网络节点，模拟电子开关通过对应相同的节点与终端电阻自动匹配电路连接。
本发明的积极进步效果在于：本发明在CAN总线的两端加有两个数字可调的电阻，这两个电阻对于总线阻抗的匹配起着相当重要的作用，它们会使数据通信的抗干扰性及可靠性大大提高，同时能耗降低，提高电源使用时间。
附图说明
图1为本发明终端电阻自动匹配电路一实施例的示意图。
图2为本发明中一模拟电子开关的电路示意图。
图3为本发明终端电阻自动匹配电路的电阻调节控制流程图。
图4为本发明终端电阻自动匹配电路另一实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1和图2所示，本发明气体探测器中的终端电阻自动匹配电路包括十二个电阻(R1至R12)和十二个单刀单掷开关SW-SPST(S1至S12)，每一个电阻与对应的一单刀单掷开关并联连接，第一电阻R1至第六电阻R6串联连接，第七电阻R7至第十二电阻R12串联连接，第一电阻R1至第六电阻R6与第七电阻R7至第十二电阻R12并联连接，第一电阻R1至第十二电阻R12的每一端形成一个网络节点，分别是网络节点a、b、c、d、e、f、g、h、i、J、K、L。终端电阻自动匹配电路采用模拟电子开关M51326P来进行开关选择，模拟电子开关M51326P也有十二个网络节点a、b、c、d、e、f、g、h、i、J、K、L，通过对应相同的节点与终端电阻自动匹配电路连接，对第4、6、13脚的电平即可进行开关选择，因此分别控制C1-C12脚的电平即可控制总电阻的阻值，这十二个开关信号由单片机发出。
总线初始化时，阻值初始值为120欧姆，随着网络状况的不同，即随着网络节点数的增加，电阻随之增加。整个调节过程由51单片机完成。图3为电阻调节控制流程图，先检测网络状态，判断是否为电阻原因，如果是电阻原因，则调节电阻值，如果不是电阻原因，则返回检测网络状态。
实施例2
本实施例与实施例1与基本相同，其不同之处在于：如图4所示，采用多路选择开关CD4051代替单刀单掷开关SW-SPST对并入电路网络中的电阻值进行调节。其余控制流程与实施例1相同。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (2)

1.一种气体探测器中的终端电阻自动匹配电路，其特征在于，其包括十二个电阻和十二个单刀单掷开关，每一个电阻与对应的一单刀单掷开关并联连接，第一电阻至第六电阻串联连接，第七电阻至第十二电阻串联连接，第一电阻至第六电阻与第七电阻至第十二电阻并联连接。
2.如权利要求1所述的气体探测器中的终端电阻自动匹配电路，其特征在于，所述第一电阻至第十二电阻形成十二个网络节点，一模拟电子开关也具有十二个网络节点，模拟电子开关通过对应相同的节点与终端电阻自动匹配电路连接。
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