CN201256397Y - 串行信号通讯电路及通讯装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种串行信号通讯电路及通讯装置,其通讯电路包括发送信号处理模块、发送电路、传输线L及接收电路,发送电路包括脉冲变压器T1,接收电路包括脉冲变压器T2及比较电路;脉冲变压器T1的初级线圈的两端与发送信号处理模块的两个输出端连接,初级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,副级线圈的两端与两根传输线L连接,两根传输线L与脉冲变压器T2的初级线圈连接,脉冲变压器T2的副级线圈与比较电路连接。本实用新型用“零电平”传输“1”信号,用“正电平”或“负电平”传输“0”信号,由于采用脉冲变压器,传输效率高,抗干扰能力强。
Description
技术领域
本实用新型涉及信号传输领域,具体涉及一种串行信号通讯电路及通讯装置。
背景技术
串行通讯技术已是比较成熟的一种通讯技术,如串行通讯信号中的数据元为“0”时,传输线为低电平,当串行通讯信号中的数据元为“1”时,传输线为高电平,目前已有的串行通讯技术主要为低速或非隔离型串行通讯模式;而在具体场合,信号的传输环境极其复杂,如电梯串行通讯过程中,由于环境条件的复杂性,现有的产品已不能满足电梯环境的通讯要求;
同时,由于长途的传输线间存在干扰信号以及传输线间存在电容,高速的数字通讯会出现畸变,导致接收端信号出错,甚至会导致电压超出器件使用范围出现器件烧坏;
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种串行信号通讯电路及通讯装置,本实用新型串行通讯在长距离传输时,其通讯能力强,隔离性好。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的:
一种串行信号通讯电路,该通讯电路包括发送信号处理模块、发送电路、传输线L及接收电路,发送电路包括脉冲变压器T1,接收电路包括脉冲变压器T2及比较电路;脉冲变压器T1的初级线圈的两端与发送信号处理模块的两个输出端连接,初级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,副级线圈的两端与两根传输线L连接,两根传输线L与脉冲变压器T2的初级线圈连接,脉冲变压器T2的副级线圈与比较电路连接。
前述串行通讯电路的通讯方法包括如下步骤:
a、串行信号经发送处理模块处理后,输出至发送电路,再经传输线L传输至接收电路,传输时,采用如下传输协议:
①该串行信号中数据元为“1”时,两根传输线L之间为“零电平”;
②该串行信号中数据元为“0”时,两根传输线L之间为“正电平”或“负电平”;
③该串行信号中两个相邻的数据元均为“0”时,传输线L之间的电平按“正电平”、“负电平”交错传输;
b、接收电路接受传输线L所传输的信号后,按上述a步骤反向处理再将信号输出,即:
①两根传输线L之间的电平为“零电平”时,向外输出数据元为“1”;
②两根传输线L之间的电平为“正电平”或“负电平”时,向外输出数据元“0”。
当需传信号时,启动脉冲变压器T1、T2,发送信号处理模块的两个输出端分别产生Ta、Tb两个信号,分别输出至脉冲变压器T1的初级线圈,两组平衡的线圈通过相同的电流,令脉冲变压器T1的磁通为0,即传输线L上的电压为0,当传输第一个数据元“0”时,Tb释放,只有Ta驱动脉冲变压器T1,由于脉冲变压器具有磁通不可突变的特点,脉冲变压器T1副级线圈产生感应电压,随着脉冲变压器T1初级磁通的稳定,副级线圈产生的感应电压急剧变小,为了要发送多个相邻的数据元”0”,由发送信号处理模块控制由Ta释放,而由Tb驱动脉冲变压器,同理,由于脉冲变压器T1的磁通急剧变化,脉冲变压器T1副级线圈产生电磁感应,在传输线L上产生反向的感应电压;本实用新型由于采用脉冲变压器,频率过高、频率过低均不能通过,从而对抗干扰起到一定作用。
本实用新型所述电路的进一步结构是:
该通讯电路还包括第二个发送信号处理模块及第二个比较电路,第二个发送信号处理模块的输出端与所述脉冲变压器T2副级线圈的两端连接,所述脉冲变压器T2副级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,在第二个比较电路的两个输入端与所述脉冲变压器T1初级线圈的两端连接。即在脉冲变压器T2、脉冲变压器T1一端分别设有接收电路、发送电路,采用该结构后,串行通讯信号不但可从脉冲变压器T1向脉冲变压器T2方向传输,也可从脉冲变压器T2向脉冲变压器T1方向传输,即可以实现双向传输(但在同一时间只能实现单一方向的传输)。
所述脉冲变压器T2为至少两个,其初级线圈的两端均与所述传输线L连接,其副级线圈的两端均连接有所述发送信号处理模块、比较电路。由于本实用新型所采用的电路,其信号传输速率高,在一套通讯系统中可同时实现多台设备之间的信号传输。
所述比较电路包括门电路M、两个比较器Vout1、Vout2及朝向比较器Vout1、Vout2的两个单向元件D1、D2,所述脉冲变压器T2副级线圈的一端各通过一个单向元件D1与一个比较器Vout1的输入端连接,所述脉冲变压器T2副级线圈的另一端各通过另一个单向元件D2与另一个比较器Vout2的输入端连接,两个比较器Vout1、Vout2的另一个输入端与基准电压输入端Vref连接,两个比较器Vout1、Vout2的输出端分别与门电路M的两个输入端连接。或者,所述比较电路包括一个比较器Vout及朝向比较器Vout的两个单向元件D1、D2,所述脉冲变压器T2副级线圈的两端分别与两个单向元件D1、D2的前端连接,单向元件D1、D2的后端同时与比较器Vout的其中一个输入端连接,比较器Vout的另一个输入端与基准电压输入端Vref连接。比较器用于对脉冲变压器所输出的电压与基准电压进行比较,若其电压低于基准电压,即为低电平,若高于基准电压,即为高电平,若与基准电压基本持平,则为零电平,从理论上看,比较器输入端的基准电压与脉冲变压器线圈上的基准电压一致。
所述接收电路还包括有一个滤波处理电路,该滤波处理电路的输入端与所述比较电路的输出端连接。
一种串行信号通讯装置,该通讯电路包括发送信号处理模块、脉冲变压器T1、比较电路;脉冲变压器T1的初级线圈的两端与发送信号处理模块的两个输出端连接,初级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,副级线圈的两端为通讯信号输入端;脉冲变压器T1的初级线圈的两端同时与比较电路的两个输入端连接,比较电路的输出端为通讯信号输出端。即在生产时,将前述传输线两端的电路分别制作成一个整体,使用时,将两个(或更多)的通讯装置通过传输线对接,即可在两个通讯装置之间实现串行通讯。
附图说明
图1是实施例一中,串行通讯电路的结构图;
图2是实施例一中,串行通讯装置的结构图;
图3是实施例一中,电路电压与信号对应图;
图4是实施例二中,串行通讯电路的结构;
图5是实施例三中,串行通讯电路的结构;
具体实施方式
实施例一
如图1所示,一种串行信号通讯电路,该通讯电路包括发送信号处理模块、发送电路、传输线L及接收电路,发送电路包括脉冲变压器T1,接收电路包括脉冲变压器T2、比较电路及滤波处理电路;脉冲变压器T1的初级线圈的两端与发送信号处理模块的两个输出端连接,初级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,副级线圈的两端与两根传输线L连接,两根传输线L与脉冲变压器T2的初级线圈连接,脉冲变压器T2的副级线圈与比较电路连接。
其中,该通讯电路还包括第二个发送信号处理模块及第二个比较电路,第二个发送信号处理模块的输出端与脉冲变压器T2副级线圈的两端连接,脉冲变压器T2副级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,在第二个比较电路的两个输入端与脉冲变压器T1初级线圈的两端连接。
脉冲变压器T2为两个,其初级线圈的两端均与传输线L连接,其副级线圈的两端均连接有发送信号处理模块、比较电路。
比较电路包括门电路M、两个比较器Vout1、Vout2及朝向比较器Vout1、Vout2的两个单向元件D1、D2(即单向二极管),脉冲变压器T2副级线圈的一端各通过一个单向元件D1与一个比较器Vout1的输入端连接,脉冲变压器T2副级线圈的另一端各通过另一个单向元件D2与另一个比较器Vout2的输入端连接,两个比较器Vout1、Vout2的另一个输入端与基准电压输入端Vref连接,两个比较器Vout1、Vout2的输出端分别与门电路M的两个输入端连接,该滤波处理电路的输入端与比较电路的输出端(本实施例中即为门电路M)连接。
在具体加工制造时,传输线两端的电路分别作为一个整体式的通讯装置,单个的通讯装置如图2所示,使用时,将多个串行通讯装置通过传输线连接即可实现通讯。
本实施例的通讯方法包括如下步骤:
a、串行信号经发送处理模块处理后,输出至发送电路,再经传输线L传输至接收电路,传输时,采用如下传输协议:
①该串行信号中数据元为“1”时,两根传输线L之间为“零电平”;
②该串行信号中数据元为“0”时,两根传输线L之间为“正电平”或“负电平”;
③该串行信号中两个相邻的数据元均为“0”时,传输线L之间的电平按“正电平”、“负电平”交错传输;
b、接收电路接受传输线L所传输的信号后,按上述a步骤反向处理再将信号输出,即:
①两根传输线L之间的电平为“零电平”时,向外输出数据元为“1”;
②两根传输线L之间的电平为“正电平”或“负电平”时,向外输出数据元“0”。
在通讯过程中,电路波形及传输信号对应图如图3所示。
当需传信号时,启动脉冲变压器T1、T2,发送信号处理模块的两个输出端分别产生Ta、Tb两个信号,分别输出至脉冲变压器T1的初级线圈,两组平衡的线圈通过相同的电流,令脉冲变压器T1的磁通为0,即传输线L上的电压为0,当传输第一个数据元“0”时,Tb释放,只有Ta驱动脉冲变压器T1,由于脉冲变压器具有磁通不可突变的特点,脉冲变压器T1副级线圈产生感应电压,随着脉冲变压器T1初级磁通的稳定,副级线圈产生的感应电压急剧变小,为了要发送多个相邻的数据元”0”,由发送信号处理模块控制由Ta释放,而由Tb驱动脉冲变压器,同理,由于脉冲变压器T1的磁通急剧变化,脉冲变压器T1副级线圈产生电磁感应,在传输线L上产生反向的感应电压;本实用新型由于采用脉冲变压器,频率过高、频率过低均不能通过,从而对抗干扰起到一定作用。
实施例二
如图4所示,本实施例中,比较电路包括一个比较器Vout及朝向比较器Vout的两个单向元件D1、D2,脉冲变压器T2副级线圈的两端分别与两个单向元件D1、D2的前端连接,单向元件D1、D2的后端同时与比较器Vout的其中一个输入端连接,比较器Vout的另一个输入端与基准电压输入端Vref连接。
实施例三
如图5所示,本实施例与实施例一的不同之处在于,其中图2所示的通讯装置为多个,均通过传输线连接而实现其相互之间的串行通讯。
Claims (9)
1、一种串行信号通讯电路,其特征在于,该通讯电路包括发送信号处理模块、发送电路、传输线L及接收电路,发送电路包括脉冲变压器T1,接收电路包括脉冲变压器T2及比较电路;脉冲变压器T1的初级线圈的两端与发送信号处理模块的两个输出端连接,初级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,副级线圈的两端与两根传输线L连接,两根传输线L与脉冲变压器T2的初级线圈连接,脉冲变压器T2的副级线圈与比较电路连接。
2、如权利要求1所述串行信号通讯电路,其特征在于,该通讯电路还包括第二个发送信号处理模块及第二个比较电路,第二个发送信号处理模块的输出端与所述脉冲变压器T2副级线圈的两端连接,所述脉冲变压器T2副级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,在第二个比较电路的两个输入端与所述脉冲变压器T1初级线圈的两端连接。
3、如权利要求2所述串行信号通讯电路,其特征在于,所述脉冲变压器T2为至少两个,其初级线圈的两端均与所述传输线L连接,其副级线圈的两端均连接有所述发送信号处理模块、比较电路。
4、如权利要求1所述串行信号通讯电路,其特征在于,所述比较电路包括门电路M、两个比较器Vout1、Vout2及朝向比较器Vout1、Vout2的两个单向元件D1、D2,所述脉冲变压器T2副级线圈的一端各通过一个单向元件D1与一个比较器Vout1的输入端连接,所述脉冲变压器T2副级线圈的另一端各通过另一个单向元件D2与另一个比较器Vout2的输入端连接,两个比较器Vout1、Vout2的另一个输入端与基准电压输入端Vref连接,两个比较器Vout1、Vout2的输出端分别与门电路M的两个输入端连接。
5、如权利要求1所述串行信号通讯电路,其特征在于,所述比较电路包括一个比较器Vout及朝向比较器Vout的两个单向元件D1、D2,所述脉冲变压器T2副级线圈的两端分别与两个单向元件D1、D2的前端连接,单向元件D1、D2的后端同时与比较器Vout的其中一个输入端连接,比较器Vout的另一个输入端与基准电压输入端Vref连接。
6、如权利要求4或5所述串行信号通讯电路,其特征在于,所述单向元件D1、D2为单向二极管。
7、如权利要求1或2或3或4或5所述串行信号通讯电路,其特征在于,所述接收电路还包括有一个滤波处理电路,该滤波处理电路的输入端与所述比较电路的输出端连接。
8、一种串行信号通讯装置,该通讯电路包括发送信号处理模块、脉冲变压器T1、比较电路;脉冲变压器T1的初级线圈的两端与发送信号处理模块的两个输出端连接,初级线圈的中段与基准电压输入端VPS连接,副级线圈的两端为通讯信号输入端;脉冲变压器T1的初级线圈的两端同时与比较电路的两个输入端连接,比较电路的输出端为通讯信号输出端。
9、如权利要求8所述串行通讯装置,其特征在于,该通讯装置还包括有滤波处理电路,该滤波处理电路的输入端与所述比较电路的输出端连接。
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