CN106292812B - 一种防爆通讯设备及其电平控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防爆通讯设备及其电平控制电路。该电平控制电路包括硬件控制电路和软件控制电路，硬件控制电路和软件控制电路分别根据检测电路输出的检测信号对受控电路进行电平控制，其中，硬件控制电路的优先级和响应时效大于软件控制电路。通过上述方式，本发明能够软硬件联合控制电平。

Description

一种防爆通讯设备及其电平控制电路

技术领域

本发明涉及通讯设备领域，尤其是涉及一种防爆通讯设备及其电平控制电路。

背景技术

电平控制电路是与IT和信息技术有关技术的重要电路之一，传统的电平控制方式为软件控制DAC或IO等接口完成，因为其方便快捷的易用方式广为接受。但是在某些特殊场合，特别是基于安全性考虑的电路或系统设计时，软件控制方案是不被认可和接受的，因为软件电平控制方案是有出错误的可能，即便很小概率的电平控制出错，也可能会导致安全事故的发生。譬如在防爆通讯设备的通用标准中规定，为了保证安全，其防爆控制电路和方案需由硬件电路完成，完全避免由软件错误而导致的控制方案失效。

基于防爆通讯设备等对于安全性要求很高的产品电路设计中，电平控制方案也必须由硬件电路控制完成，传统的软件控制不能作为防爆电路的有效防爆方案设计。

现有技术的硬件控制方案虽然能够满足响应及时、有效防爆的要求，但是硬件控制方案会造成受控部分电路的震荡。例如：当功率超标时，防爆控制方案会起控，此时降低功率，而功率降低后又满足了电路恢复原状的条件，这样防爆控制电路就周而复始的不停切换。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种防爆通讯设备及其电平控制电路，通过软硬件联合控制电平。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电平控制电路，其包括硬件控制电路和软件控制电路，硬件控制电路和软件控制电路分别根据检测电路输出的检测信号对受控电路进行电平控制，其中，硬件控制电路的优先级和响应时效大于软件控制电路。

其中，硬件控制电路包括比较器和锁存器，其中比较器的第一输入端接收检测信号，比较器的第二输入端接收参考信号，比较器的输出端连接锁存器的复位端，锁存器的输出端连接受控电路，比较器对检测信号和参考信号进行比较，并在满足预定条件下输出第一电平控制信号，在不满足预定条件下输出第二电平控制信号，锁存器响应第一电平控制信号输出第三电平控制信号，进而控制受控电路执行第一动作。

其中，硬件控制电路和软件控制电路分别根据检测电路输出的检测信号对受控电路进行电平控制包括：硬件控制电路根据检测信号产生一触发信号，软件控制电路响应触发信号启动根据检测信号对受控电路进行电平控制的动作。

其中，软件控制电路根据检测电路输出的检测信号对受控电路进行电平控制包括：软件控制电路响应第一电平控制信号和第三电平控制信号中的一者启动根据检测信号对受控电路进行电平控制的动作。

其中，软件控制电路包括第一输出端，软件控制电路的第一输出端连接受控电路，软件控制电路响应第一电平控制信号和第三电平控制信号中的一者和/或检测信号经软件控制电路的第一输出端输出第四电平控制信号，进而控制受控电路执行第二动作。

其中，软件控制电路还包括第二输出端，软件控制电路的第二输出端连接锁存器的输入端，软件控制电路在受控电路执行第二动作后经软件控制电路的第二输出端输出第五电平控制信号，锁存器响应第二电平控制信号和第五电平控制信号而输出第六电平控制信号，进而控制受控电路执行第三动作。

其中，软件控制电路的第一输出端进一步在受控电路执行第三动作后根据检测信号输出第七电平控制信号，进而控制受控电路执行第四动作。

其中，受控电路包括切换开关、第一通路和第二通路，其中第二通路上设置有可调电路，切换开关连接锁存器的输出端，可调电路连接软件控制电路的第一输出端，切换开关响应第一电平控制信号切换至第一通路，可调电路响应第四电平控制信号进行复位，切换开关响应第六电平控制信号切换至第二通路，可调电路响应第七电平控制信号进行步进调节。

其中，可调电路为可调衰减器。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种防爆通讯设备，其包括上述的电平控制电路。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的电平控制电路包括硬件控制电路和软件控制电路，硬件控制电路和软件控制电路分别根据检测电路输出的检测信号对受控电路进行电平控制，其中，硬件控制电路的优先级和响应时效大于软件控制电路，能够通过软硬件联合控制电平，硬件控制电路的响应时间快，以使受控电路满足防爆要求；软件控制电路能够使得受控电路维护正常业务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明第一实施例的电平控制电路的结构示意图；

图2是本发明第二实施例的电平控制电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1所示，图1是本发明第一实施例的电平控制电路的结构示意图。如图1所示，本实施例所揭示的电平控制电路包括：受控电路21、硬件控制电路22、软件控制电路23以及检测电路24，受控电路21分别与硬件控制电路22、软件控制电路23以及检测电路24连接，硬件控制电路22和软件控制电路23均与检测电路24连接。

检测电路24用于检测受控电路21的某一特性指标，例如检测电路24检测受控电路21的输入或输出功率、电流、增益或功放栅压等。检测电路24根据受控电路21的特性指标产生一检测信号，并将检测信号发送给硬件控制电路22和软件控制电路23。硬件控制电路22根据检测信号对受控电路21进行电平控制，软件控制电路23根据检测信号对受控电路21进行电平控制，其中硬件控制电路22的优先级和响应时效大于软件控制电路21。因此，能够实现软硬件联合控制电平，并且硬件控制电路22的优先级大于软件控制电路21。此外，硬件控制电路22的响应时间快，以使受控电路21满足防爆要求；软件控制电路23能够使得受控电路21维护正常业务。

请参见图2所示，图2是本发明第二实施例的电平控制电路的电路图。如图2所示，本实施例所揭示的电平控制电路10包括硬件控制电路11、软件控制电路12以及检测电路13，硬件控制电路11和软件控制电路12均与检测电路13连接。

在本实施例中，硬件控制电路11包括比较器111、锁存器112以及受控电路113。其中，比较器111的第一输入端与检测电路13连接，用于接收检测电路13的检测信号I1；比较器111的第二输入端与参考信号Iref连接，用于接收参考信号Iref；比较器111的输出端与锁存器112的复位端连接，锁存器112的输出端与受控电路113连接。软件控制电路12的第一输入端与比较器111的输出端或者锁存器112的输出端连接，软件控制电路12的第二输入端与检测电路13连接，软件控制电路12的第一输出端与受控电路113连接，软件控制电路12的第二输出端与锁存器112的输入端连接。检测电路13用于实时检测受控电路113的特性指标，例如检测电路13检测受控电路113的输出功率、输入功率或者电流等特性指标。

其中，硬件控制电路11和软件控制电路12分别根据检测电路13输出的检测信号对受控电路113进行电平控制，硬件控制电路11的优先级和响应时效大于软件控制电路12，即比较器111的输出端直接连接锁存器112的复位端，保证硬件控制电路11处于最高优先级。

硬件控制电路11根据检测信号产生一触发信号，软件控制电路12响应触发信号启动根据检测信号对受控电路113进行电平控制动作。其中，比较器111用于对检测信号I1和参考信号Iref进行比较，若检测信号I1大于参考信号Iref，即满足预定条件下，比较器111的输出端输出第一电平控制信号，锁存器112响应第一电平控制信号输出第三电平信号，进而控制受控电路113执行第一动作；若检测信号I1小于参考信号Iref，即不满足预定条件下，比较器111的输出端输出第二电平控制信号。在本实施例中，第一电平控制信号和第三电平控制信号为高电平控制信号，第二电平控制信号为低电平控制信号。在其他实施例中，本领域的技术人员完全可以根据需要设置第一电平控制信号、第二电平控制信号以及第三电平控制信号，例如第一电平控制信号和第三电平控制信号为低电平，第二电平控制信号为高电平。

在检测信号I1大于参考信号Iref时，软件控制电路12从比较器111的输出端或者锁存器112的输出端获取第一电平控制信号和第三电平信号中的一者，并响应第一电平控制信号和第三电平信号中的一者启动根据检测信号I1对受控电路113进行电平控制动作。即，软件控制电路12响应第一电平控制信号和第三电平控制信号中的一者和/或检测信号经软件控制电路12的第一输出端输出第四电平控制信号，进而控制受控电路113执行第二动作。

在受控电路113执行第二动作后，软件控制电路12经软件控制电路12的第二输出端输出第五电平控制信号，锁存器112响应第二电平控制信号和第五电平控制信号而输出第六电平控制信号，进而控制受控电路113执行第三动作。

在受控电路113执行第三动作后，软件控制电路12的第一输出端进一步根据检测信号输出第七电平控制信号，进而控制受控电路113执行第四动作。

其中，受控电路113包括切换开关114、第一通道115和第二通道116，第二通道116设置有可调电路117，切换开关114连接锁存器12的输出端，可调电路117连接软件控制电路12的第一输出端。若检测信号I1大于参考信号Iref，锁存器112控制受控电路113执行第一动作，即切换开关114响应第一电平控制信号切换至第一通道115，锁存器112通过第三电平控制信号控制切换开关114切换至第一通道115。软件控制电路12通过第四电平控制信号控制受控电路113执行第二动作，即可调电路117响应第四电平控制信号进行复位。在受控电路113执行第二动作后，锁存器112响应第二电平控制信号和第五电平控制信号而输出第六电平控制信号，进而控制受控电路113执行第三动作，即切换开关114响应第六电平控制信号切换至第二通路116。在受控电路113执行第三动作后，软件控制电路12通过第七电平控制信号控制受控电路113执行第四动作，即可调电路117响应第七电平控制信号进行步进调节。其中，可调电路117优选为可调衰减器。

以下详细描述电平控制电路10应用于防爆通讯设备，能够软硬件联合控制防爆通讯设备的电平。其中，防爆通讯设备优选为防爆对讲机。

检测电路13实时检测防爆通讯设备的输出功率，即检测电路13输出的检测信号I1为防爆通讯设备的输出功率，比较器111从检测电路13获取检测信号I1，并将检测信号I1与参考信号Iref进行比较。

当检测信号I1大于参考信号Iref，比较器111的输出端输出高电平控制信号，即第一电平控制信号；锁存器112响应高电平控制信号输出高电平控制信号，即第三电平控制信号；切换开关114响应第一电平控制信号切换至第一通道115，即第三电平控制信号控制切换开关114切换至第一通道115，受控电路113执行第一动作。在锁存器112输出高电平控制信号时，软件控制电路12检测第一电平控制信号和第三电平控制信号中的一者和/或检测信号为高电平控制信号，在延时20ms后，软件控制电路12经软件控制电路12的第一输出端输出第四电平控制信号，可调电路117响应第四电平控制信号进行复位为0dB，受控电路113执行第二动作。此时防爆通讯设备的输出功率降低3dB(数值的大小根据实际情况设定)，对防爆通讯设备起到保护作用。其中，锁存器112的复位端接收到高电平控制信号，锁存器112立即复位，输出高电平控制信号。

在防爆通讯设备的输出功率降低3dB后，检测信号I1小于参考信号Iref，比较器111的输出端输出低电平控制信号，即第二电平控制信号，锁存器112的复位端输入低电平控制信号；在受控电路113执行第二动作后，软件控制电路12经软件控制电路12的第二输出端输出低电平控制信号，即第五电平控制信号；锁存器112响应第二电平控制信号和第五电平控制信号而输出低电平控制信号，即第六电平控制信号，切换开关114响应第六电平控制信号切换至第二通路116，受控电路113执行第三动作。在受控电路113执行第三动作后，软件控制电路12的第一输出端进一步根据检测信号输出第七电平控制信号，受控电路113执行第四动作，即可调电路117响应第七电平控制信号进行步进调节，例如可调电路117按1dB的步进值进行步进调节，可调电路117的衰减值为i＝0，i+1，直至i大于3dB。软件控制电路12能够逐步回调防爆通讯设备的输出功率，并且避免防爆通讯设备出现输出功率和电流的快速振荡。

本实施例所揭示的电平控制电路10通过软硬件联合控制防爆通讯设备的电平，其中硬件控制电路11的响应时间为10-20nS，满足防爆通讯设备的要求，并且硬件控制电路11的优先级高于软件控制电路12；软件控制电路12能够实现回调控制功能，能够避免防爆通讯设备出现输出功率和电流的快速振荡；此外，电平控制电路10的电路简单，成本低。

本发明还提供一种防爆通讯设备，该通讯设备包括上述实施例所描述的电平控制电路10，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种电平控制电路，其特征在于，所述电平控制电路包括硬件控制电路和软件控制电路，所述硬件控制电路和软件控制电路分别根据检测电路输出的检测信号对受控电路进行电平控制，其中，所述硬件控制电路的优先级和响应时效大于所述软件控制电路；

所述硬件控制电路包括比较器和锁存器，其中所述比较器的第一输入端接收所述检测信号，所述比较器的第二输入端接收参考信号，所述比较器的输出端连接所述锁存器的复位端，所述锁存器的输出端连接所述受控电路，所述比较器对所述检测信号和所述参考信号进行比较，并在满足预定条件下输出第一电平控制信号，在不满足所述预定条件下输出第二电平控制信号，所述锁存器响应所述第一电平控制信号输出第三电平控制信号，进而控制所述受控电路执行第一动作；

所述软件控制电路响应所述第一电平控制信号和所述第三电平控制信号中的一者启动根据所述检测信号对所述受控电路进行电平控制的动作；

所述软件控制电路包括第一输出端，所述软件控制电路的第一输出端连接所述受控电路，所述软件控制电路响应所述第一电平控制信号和所述第三电平控制信号中的一者和/或所述检测信号经所述软件控制电路的第一输出端输出第四电平控制信号，进而控制所述受控电路执行第二动作；

所述软件控制电路还包括第二输出端，所述软件控制电路的第二输出端连接所述锁存器的输入端，所述软件控制电路在所述受控电路执行第二动作后经所述软件控制电路的第二输出端输出第五电平控制信号，所述锁存器响应所述第二电平控制信号和所述第五电平控制信号而输出第六电平控制信号，进而控制所述受控电路执行第三动作；

所述软件控制电路的第一输出端进一步在所述受控电路执行第三动作后根据所述检测信号输出第七电平控制信号，进而控制所述受控电路执行第四动作；

所述受控电路包括切换开关、第一通路和第二通路，其中所述第二通路上设置有可调电路，所述切换开关连接所述锁存器的输出端，所述可调电路连接所述软件控制电路的第一输出端，所述第四动作为所述可调电路响应所述第七电平控制信号进行步进调节。

2.根据权利要求1所述的电平控制电路，其特征在于，所述硬件控制电路和软件控制电路分别根据检测电路输出的检测信号对受控电路进行电平控制包括：

所述硬件控制电路根据所述检测信号产生一触发信号，所述软件控制电路响应所述触发信号启动根据所述检测信号对所述受控电路进行电平控制的动作。

3.根据权利要求1所述的电平控制电路，其特征在于，所述切换开关响应所述第一电平控制信号切换至所述第一通路，所述可调电路响应所述第四电平控制信号进行复位，所述切换开关响应所述第六电平控制信号切换至所述第二通路。

4.根据权利要求1所述的电平控制电路，其特征在于，所述可调电路为可调衰减器。

5.一种防爆通讯设备，其特征在于，所述防爆通讯设备包括权利要求1-4任意一项所述的电平控制电路。