CN106506873B - 两总线传输装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两总线传输装置，包括：第一总线、第二总线、总机和至少一个终端；其中，总机包括第一回码检测电路、第二回码检测电路、发码控制电路、第一开关电路、第二开关电路、直流电源、第一电容、总机变压器和总机音频处理电路；终端包括终端解码/回码电路、终端供电电路、终端变压器和终端音频处理电路。总机变压器将总机音频处理电路发出的第一单端音频信号转换为第一差分信号后传输，终端变压器将终端音频处理电路发出的第二单端音频信号转换为第二差分信号后传输，以实现总机到终端的音频信号传输，具有更好的抗干扰能力，优化音频传输效果。

Description

两总线传输装置

技术领域

本发明涉及信号传输领域，尤其涉及一种两总线传输装置。

背景技术

目前的电路需要同时使用直流电源信号、音频信号与脉冲调制信号时，大都采用分开走线的方式，这种方式接线繁多、复杂，且成本较高。在某些应用场合如两线制消防电话通信系统里有将三种信号共用两总线传输的方案，但这种方案中，线长较短，一般不超过1000米，无法适用于更远距离，并且音频叠加易受环境的影响，导致音频信号的传输效果不理想。

因此，亟需一种新的直流电源信号、音频信号与脉冲调制信号共用的两总线传输装置。

发明内容

本发明提供一种两总线传输装置，用以解决现有技术中的直流电源信号、音频信号与脉冲调制信号共用两总线时音频信号传输效果不理想的技术问题。

本发明提供一种两总线传输装置，包括：

第一总线、第二总线、总机和至少一个终端；

其中，总机包括第一回码检测电路、第二回码检测电路、发码控制电路、第一开关电路、第二开关电路、直流电源、第一电容、总机变压器和与总机变压器主线圈组连接的总机音频处理电路，总机变压器副线圈组与第一总线和第二总线连接；

终端包括终端解码/回码电路、终端供电电路、终端变压器和与终端变压器主线圈组连接的终端音频处理电路，终端变压器副线圈组与第一总线和第二总线连接；总机变压器副线圈组包括第一副线圈组和第二副线圈组；终端变压器副线圈组包括第三副线圈组和第四副线圈组；第一副线圈组一端与第一总线相连，另一端与发码控制电路正端相连，第二副线圈组一端与第二总线相连，另一端与发码控制电路负端相连，发码控制电路正端与直流电源正端相连，发码控制电路负端与直流电源负端相连；

第三副线圈组一端与第一总线相连，另一端与终端供电电路相连，第四副线圈组一端与第二总线相连，另一端与终端供电电路相连；

第一回码检测电路通过第二开关电路与第二总线连接；

第二回码检测电路设置在第一开关电路与终端之间且与第一总线连接；

第一电容与发码控制电路并联；

终端解码/回码电路与第一总线和第二总线相连。

进一步的，终端还包括第一整流桥和第二整流桥，其中，第三副线圈组一端与第一总线相连，另一端与第一整流桥的交流输入端相连，第四副线圈组一端与第二总线相连，另一端与第一整流桥的交流输入端相连，第一整流桥的输出正负端与终端供电电路相连；

第二整流桥的两个交流输入端分别与第一总线和第二总线相连，第二整流桥的输出正端与终端解码/回码电路相连。

进一步的，终端还包括特殊电路模块，其中，特殊电路模块包括多个串联的二极管组成的第一支路和与第一支路并联的第二电容，第一支路一端与第二整流桥的输出负端连接，另一端接终端解码/回码电路。

本发明提供的两总线传输装置，通过总机音频处理电路发出第一单端音频信号，该第一单端音频信号经总机变压器转换后输出的第一差分信号至总线，终端变压器从总线上获取第一差分信号，并将第一差分信号转换成第一单端音频信号，以实现总机到终端的音频信号传输。同理，也可实现终端到总机的音频信号传输，从而来实现总机与终端之间的音频交互，同时，由于第一单端音频信号和第二单端音频信号分别是以第一差分信号和第二差分信号的方式在总线上传输，具有更好的抗干扰能力，优化音频传输效果。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的两总线传输装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的两总线传输装置的结构示意图；

图3为本发明又一实施例提供的特殊电路模块的电路图；

图4为本发明再一实施例提供的两总线传输方法的流程示意图；

图5为本发明一实施例提供的两总线传输方法的流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本发明公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本发明所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

请参考图1，本实施例提供一种两总线传输装置，包括第一总线1、第二总线2、总机3和至少一个终端4，其中，总机3包括总机变压器T1和与总机变压器主线圈组L1连接的总机音频处理电路31，总机变压器副线圈组32与第一总线1和第二总线2连接，终端4包括终端变压器T2和与终端变压器主线圈组L1’连接的终端音频处理电路41，终端变压器副线圈组42与第一总线1和第二总线2连接。

具体的，总机音频处理电路31输出第一单端音频信号至总机变压器主线圈组L1，经总机变压器副线圈组32转换为第一差分音频信号后，将该第一差分音频信号叠加在总线(本文中的总线包括第一总线1和第二总线2)上，然后终端变压器T2副线圈组从总线上获取第一差分音频信号，经终端变压器T2主线圈组转换为第一单端音频信号后送入终端音频处理电路41，实现总机3到终端4的音频传输。

同样的，终端音频处理电路41输出第二单端音频信号至终端变压器T2主线圈组，经终端变压器T2副线圈组转换为第二差分音频信号后，将该第二差分音频信号叠加在总线上，然后总机变压器副线圈组32从总线上获取第二差分音频信号，经总机变压器主线圈组转换为第二单端音频信号后送入总机音频处理电路31，实现终端4到总机3的音频传输。

进一步的，总机变压器T1和终端变压器T2采用专用双线并绕型音频变压器。

上述实施例中的总线传输装置，通过终端变压器T2从总线上获取第一单端音频信号经总机变压器T1转换后输出的第一差分信号，通过总机变压器T1从总线上获取第二单端音频信号经终端变压器T2转换后输出的第二差分信号，来实现总机3与终端4之间的音频交互，同时，由于第一单端音频信号和第二单端音频信号分别是以第一差分信号和第二差分信号的方式在总线上传输，具有更好的抗干扰能力，优化音频传输效果。

请参考图2，总机还包括直流电源33，终端还包括第一整流桥D1和终端供电电路43，总机变压器副线圈组32包括第一副线圈组L2和第二副线圈组L3，第一副线圈组L2一端与第一总线1相连，另一端与发码控制电路34正端相连，第二副线圈组L3一端与第二总线2相连，另一端与发码控制电路34负端相连，发码控制电路34正端与直流电源33正端相连，发码控制电路34负端与直流电源33负端相连；

终端变压器副线圈组42包括第三副线圈组L2’和第四副线圈组L3’，第三副线圈组L2’一端与第一总线1相连，另一端与第一整流桥D1的交流输入端相连，第四副线圈组L3’一端与第二总线2相连，另一端与第一整流桥D1的交流输入端相连，第一整流桥D1的输出正负端与终端供电电路43相连。

总机控制直流电源33正端经总机变压器T1的第一副线圈组L2，加载到第一总线1，第二总线2经总机变压器T1的第二副线圈组L3，回到直流电源33负端；终端通过终端变压器T2的第三副线圈组L2’和第四副线圈组L3’获取总线上的电压，经第一整流桥D1后进入终端供电电路43，以实现直流电源33为终端供电，同时，通过第一整流桥D1可实现终端的无极性连接，即终端在接入总线时无需区别总线极性，可任意连接。

进一步的，总机还包括发码控制电路34、第一开关电路35和第二开关电路36，终端还包括第二整流桥D2和终端解码/回码电路44，其中，发码控制电路34一端通过第一开关电路35与第一总线1连接，另一端通过第二开关电路36与第二总线2连接；

第二整流桥D2的两个交流输入端分别与第一总线1和第二总线2相连，第二整流桥D2的输出正端与终端解码/回码电路44相连。

具体的，第一开关电路35还与第一副线圈组L2并联，第二开关电路36还与第二副线圈组L3并联，总机3可控制第一开关电路35和第二开关电路36的通断，当总线上需要载有脉冲调制信号时，总机3控制第一开关电路35与第二开关电路36导通，旁路总机变压器T1的第一副线圈组L2和第二副线圈组L3对脉冲调制信号的影响，然后通过发码控制电路34每隔一定时间，如10毫秒，具体可根据实际情况进行设置，在总线上产生一组介于24V和18V之间的脉冲调制信号；终端通过第二整流桥D2获取进入终端变压器T2之前的脉冲调制信号，然后进入终端解码/回码电路44，终端根据解码所得数据，分析判断在数据对应的位置回码，从而实现与总机的信息交互。

进一步的，直流电源33与发码控制电路34串联，电流通过发码控制电路34后加载到总线上，当总机3需要断开直流电源33的供电时，可通过控制发码控制电路34切断直流电源33对总线的供电。

进一步的，终端4还包括特殊电路模块45，特殊电路模块45如图3所示，特殊电路模块45包括多个串联的二极管(图3中示出3个二极管Dm、Dm+1和Dm+2)组成的第一支路和与第一支路并联的第二电容C1，第一支路一端与第二整流桥D2的输出负端连接，另一端接终端解码/回码电路44。

终端4通过使用特殊电路模块45实现音频信号与脉冲调制信号更好的兼容。特殊电路模块45使用瓷片第二电容和多个串联后的二极管并联工作，通过多个二极管串联可保证通话时第二总线2的音频幅度不被第二整流桥D2负端限定在很小的幅度内，使其足够支持3台以内的终端4使用；通过瓷片第二电容保证非通话状态时脉冲调制信号的幅度不被第一支路的多个二极管削减，从而实现长距离传输。

进一步的，总机3还包括第一回码检测电路37，其中，第一回码检测电路37通过第二开关电路36与第二总线2连接。

第一回码检测电路37用于检测终端发送的回码信息，当总线由通话状态转为正常非通话状态时，总机3控制第一开关电路35和第二开关电路36导通，保证给终端供电和通信交互的同时，旁路总机变压器T1的第一副线圈组L2和第二副线圈组L3对脉冲调制信号的影响，此时使用第一回码检测电路37检测终端的回码信息。

进一步的，总机3还包括设置在第一总线1上靠近终端一侧的短路保护检测电路39。

总机的短路保护检测电路39，在一段很短时间(如2秒)内检测到总线电流过大(如600毫安)时，总机通过发码控制电路34切断总线供电，间隔一段时间后，总机通过发码控制电路34开启直流电源33对总线的供电，短路保护检测电路39会再次检测总线的电流情况，如此反复开关和检测总线供电直到总线恢复正常为止。

进一步的，总机3还包括设置在短路保护检测电路39与总机变压器之间且与第一总线1连接的第二回码检测电路38。

第二回码检测电路38用于检测总线上的大幅度脉冲，当总线处于通话状态，终端需要改变自身状态时，会通过终端解码/回码电路44在总线上产生短暂的大幅度脉冲，让总机的第二回码检测电路38检测到，以便总机进行相应的处理，比如暂时关闭总机音频处理电路31等等。

上述总线传输装置中，通过直流电源33给总机提供电源，总机控制电源加载到总线上，通过两条总线为总线上挂接的所有终端4供电，且终端4接入时无需区分总线极性；总线上通过脉冲调制信号(电压幅度变化介于DC24V和DC18V之间，不同幅度时的脉宽介于800us和1200us之间)实现信息传输，终端通过终端解码/回码电路44解析总线上的脉冲调制信号，并在对应命令的回码区相应位置进行回码，从而与总机3实现信息交互，且通信不影响各设备供电；总线传输装置各设备对音频信号具有很高的阻抗，通过音频变压器(即总线变压器T1和终端变压器T2)，使音频信号在两总线上以差分信号的方式传输，以增强抗干扰能力。

下面对上述装置的各功能的工作原理进行详细说明。

总机3通过总线给终端4供电的过程具体为：总机3通过发码控制电路34，控制直流电源33正端经总机变压器T1的第一副线圈组L2或者第一开关电路35，再经短路保护检测电路39后加载到第一总线1，第二总线2经总机变压器T1的第二副线圈组L3或者第二开关电路36，再回到发码控制电路34负端和直流电源33负端；

终端4通过终端变压器副线圈组42，将总线经第一整流桥D1后接入终端供电电路43，给终端4供电，并且通过第一整流桥D1可实现终端4的无极性连接，即在终端4接入总线时，不用区分总线极性，可随意连接。

正常非通话情况下，总线上载有脉冲调制信号，用于总机3和终端4之间的通信，具体为：总机3控制第一开关电路35、第二开关电路36导通，旁路总机变压器副线圈组32对脉冲调制信号的影响；通过发码控制电路34每隔一定时间，在总线上产生一组介于24V和18V之间的脉冲调制信号；

终端4通过第二整流桥D2取进入终端变压器T2之前的总线通信信号(即脉冲调制信号)，接入终端解码/回码电路44正端，终端4根据解码所得数据，分析判断在数据对应的位置回码，与总机3实现信息交互。

通话情况下，总线上没有脉冲调制信号，只传输音频信号，具体为：总机3控制第一开关电路35、第二开关电路36断开，通过总机音频处理电路31将总机的第一单端音频信号送入总机变压器主线圈组L1，经总机变压器副线圈组32转换为差分音频信号，同时叠加在两总线上；终端通过终端变压器副线圈组42取总线上的第一差分音频信号，经终端变压器主线圈组L1’转换为第一单端音频信号后送入终端音频处理电路41；

终端音频处理电路41将终端的第二单端音频信号送入终端变压器主线圈组L1’，经终端变压器副线圈组42转换为第二差分音频信号，同时叠加在两总线上；总机通过总机变压器副线圈组32将总线上的第二差分音频信号经总机主线圈组L1转换为第二单端音频信号送入总机音频处理电路31，从而实现总机3与终端4的音频交互。

总线由正常非通话状态转为通话状态时，须切换使用相关电路，具体为：转换为通话状态时，两总线上不再传输脉冲调制信号，只传输差分音频信号，总机控制第一开关电路35、第二开关电路36断开，通过总机变压器副线圈组32给总线上挂接的终端4供电，同时保证第一差分音频信号或第二差分音频信号叠加在总线上传输，使用第二回码检测电路38检测终端的状态。

总线处于通话状态，终端4需要改变自身状态时，具体为：先通过终端解码/回码电路44在总线上产生短暂的较大幅度脉冲，让总机3的第二回码检测电路38检测到，总机3检测到后暂时关闭总机音频处理电路31，控制第一开关电路35、第二开关电路36导通，然后开始发送脉冲调制信号并通过第一回码检测电路37检测终端的回码信息，确认完终端4的状态改变情况后如果总线仍处于通话状态，则总机3控制第一开关电路35、第二开关电路36断开，开启总机音频处理电路31。

总线由通话状态转为正常非通话状态时，须切换使用相关电路，具体为：总机3控制第一开关电路35、第二开关电路36导通，保证给终端4供电和通信交互的同时，旁路总机变压器副线圈组32对总线脉冲调制信号的影响，使用第一回码检测电路37检测终端的回码信息。

总机的短路保护检测电路39，在一段很短时间内检测到总线电流过大时，总机3通过发码控制电路34切断总线供电，间隔一段时间后，总机3通过发码控制电路34开启总线供电，短路保护检测电路39会再次检测总线情况，如此反复开关和检测总线供电直到总线恢复正常为止。

参考图4，本实施例提供一种两总线传输方法，包括：

步骤101，总机通过总机音频处理电路将总机的第一单端音频信号送入总机变压器主线圈组；

步骤102，第一单端音频信号经总机变压器副线圈组转换为第一差分音频信号，并将该第一差分音频信号叠加在第一总线和第二总线；

步骤103，终端通过终端变压器副线圈组从第一总线和第二总线获取第一差分音频信号；

步骤104，第一差分音频信号经终端变压器主线圈组转换为第一单端音频信号后送入终端音频处理电路。

本实施例通过终端变压器从总线上获取第一单端音频信号经总机变压器转换后输出的第一差分信号，来实现总机到终端的音频传输，并且由于第一单端音频信号是以第一差分信号的方式在总线上传输的，具有更好的抗干扰能力，优化了音频传输效果。

参考图5，本实施例提供一种两总线传输方法，包括：

步骤201，终端通过终端音频处理电路将终端的第二单端音频信号送入终端变压器主线圈组；

步骤202，第二单端音频信号经终端变压器副线圈组转换为第二差分音频信号后，并将该第二差分音频信号叠加在第一总线和第二总线；

步骤203，总机通过总机变压器副线圈组从第一总线和第二总线获取第二差分音频信号；

步骤204，第二差分音频信号经总机变压器主线圈组转换为第二单端音频信号后送入总机音频处理电路。

本实施例通过总机变压器从总线上获取第二单端音频信号经终端变压器转换后输出的第二差分信号，来实现终端到总机的音频传输，同时，由于第二单端音频信号是以第二差分信号的方式在总线上传输，这种传输方式具有更好的抗干扰能力，优化了音频传输效果。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (3)

1.一种两总线传输装置，包括：第一总线、第二总线、总机和至少一个终端，其中，总机包括直流电源、总机变压器和与总机变压器主线圈组连接的总机音频处理电路，总机变压器副线圈组与第一总线和第二总线连接，总机变压器副线圈组包括第一副线圈组和第二副线圈组，第一副线圈组一端与第一总线相连，第二副线圈组一端与第二总线相连，终端包括终端供电电路、终端变压器和与终端变压器主线圈组连接的终端音频处理电路，终端变压器副线圈组与第一总线和第二总线连接，终端变压器副线圈组包括第三副线圈组和第四副线圈组，第三副线圈组一端与第一总线相连，第四副线圈组一端与第二总线相连，其特征在于：

总机还包括第一回码检测电路、第二回码检测电路、发码控制电路、第一开关电路、第二开关电路及第一电容，所述第一副线圈组另一端与发码控制电路正端相连，所述第二副线圈组另一端与发码控制电路负端相连，发码控制电路正端与直流电源正端相连，发码控制电路负端与直流电源负端相连；所述第一开关电路与所述第一副线圈组并联，所述第二开关电路与所述第二副线圈组并联；第一回码检测电路通过第二开关电路与第二总线连接；第二回码检测电路设置在第一开关电路与终端之间且与第一总线连接；第一电容与发码控制电路并联；

终端还包括终端解码/回码电路，第三副线圈组另一端与终端供电电路相连，第四副线圈组另一端与终端供电电路相连；终端解码/回码电路与第一总线和第二总线相连。

2.根据权利要求1所述的两总线传输装置，其特征在于，终端还包括第一整流桥和第二整流桥，其中，第三副线圈组一端与第一总线相连，另一端与第一整流桥的交流输入端相连，第四副线圈组一端与第二总线相连，另一端与第一整流桥的交流输入端相连，第一整流桥的输出正负端与终端供电电路相连；

第二整流桥的两个交流输入端分别与第一总线和第二总线相连，第二整流桥的输出正端与终端解码/回码电路相连。

3.根据权利要求1或2所述的两总线传输装置，其特征在于，终端还包括特殊电路模块，其中，特殊电路模块包括多个串联的二极管组成的第一支路和与第一支路并联的第二电容，第一支路一端与第二整流桥的输出负端连接，另一端接终端解码/回码电路。