CN202475383U - 一种M-Bus主站电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种M-Bus主站电路，涉及M-Bus通信领域。所述M-Bus主站电路包括：边沿检测子电路、下跳沿整形子电路、上跳沿整形子电路和方波整合子电路；边沿检测子电路的输入端连接正总线，输出端连接上跳沿整形子电路的输入端和下跳沿整形子电路的输入端；方波整合子电路包括RS触发器；下跳沿整形子电路的输出端连接RS触发器的RD端子；上跳沿整形子电路的输出端连接RS触发器的SD端子。所述M-Bus主站电路，有效克服了现有M-Bus主站电路在电源不稳定或者存在干扰时，而出现的接收不稳定或接收错误的问题，提高了M-Bus主站带从站的能力，提高了通信的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及M-Bus通信技术领域，特别涉及一种M-Bus主站电路。
背景技术
M-Bus(Meter-Bus，计数器总线)是一种专门为消耗测量仪器和计数器传送信息的数据总线。M-Bus在建筑物和工业能源消耗数据采集有多方面的应用。它的信息传送量是专门为满足其应用而限定好的，其具有使用价格低廉的电缆而能够长距离传送的特点。M-Bus对每个询问的反应时间为0.1至0.5秒，这对于它要完成的任务来说是完全足够的了。M-Bus的突出特点还在于，其能够适应电网电压起伏不定的波动。
现有的M-Bus通信接收均采用电压比较的方式来实现，由于M-Bus接收信号较弱，尤其是M-Bus从站数量过多时会造成M-Bus主站电源电压的波动，只采用电压比较方式容易因为电源不稳定或干扰而导致接收不稳定或接收错误。
图1是现有M-Bus主站电路图，如图1所示，D1、R2、R3、C2给比较器U6反相输入端提供一个参考电压。图2a是现有M-Bus主站电路采样的信号波形与参考电压波形对比示意图，如图2a所示，虚线表示参考电压波形，此参考电压跟随Bus+信号，并且会滞后于Bus+电压的波动。图2b是现有M-Bus主站电路输出波形与实际波形对比示意图，虚线波形表示实际波形，可以看到，在Bus+电压波动的时候，会出现解析错误或掉脉冲的现象。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是：如何提供一种M-Bus主站电路，以克服现有M-Bus主站电路在电源不稳定或者存在干扰时，而出现的接收不稳定或接收错误的问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种M-Bus主站电路，其包括：边沿检测子电路、下跳沿整形子电路、上跳沿整形子电路和方波整合子电路；
所述边沿检测子电路的输入端连接正总线，输出端连接所述上跳沿整形子电路的输入端和所述下跳沿整形子电路的输入端；
所述方波整合子电路包括RS触发器；
所述下跳沿整形子电路的输出端连接所述RS触发器的RD端子；
所述上跳沿整形子电路的输出端连接所述RS触发器的SD端子。
优选地，所述边沿检测子电路包括：第二电容C2、第一电阻R1、第一电容C1、第三电阻R3、第二电阻R2、第三电容C3、第一运算放大器U1、第四电阻R4和第五电阻R5；
所述第二电容C2的第一端连接所述正总线，第二端连接所述第一电阻R1的第一端、所述第二电阻R2的第一端和所述第三电阻R3的第一端；
所述第一电阻R1的第二端连接电源；
所述第一电容C1的第一端连接所述电源，第二端接地；
所述第三电阻R3的第二端接地；
所述第二电阻R2第二端连接所述第三电容C3的第一端和所述第一运算放大器U1的同相输入端；
所述第三电容C3的第二端接地；
所述第一运算放大器U1的反相输入端连接所述第四电阻R4的第一端和所述第五电阻R5的第一端，输出端连接所述第四电阻R4的第二端、所述上跳沿整形子电路的输入端和所述下跳沿整形子电路的输入端；
所述第五电阻R5的第二端接地。
优选地，所述下跳沿整形子电路包括：第二运算放大器U2、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第八电容C8、第五十三电阻R53；
所述第二运算放大器U2的同相输入端连接所述边沿检测子电路的输出端，反相输入端连接所述第五十一电阻R51的第一端、所述第五十二电阻R52的第一端和所述第八电容C8的第一端，输出端连接所述第五十三电阻R53的第一端和所述RS触发器的RD端子；
所述第五十一电阻R51的第二端连接所述电源；
所述第五十二电阻R52的第二端接地；
所述第八电容C8的第二端接地；
所述第五十三电阻R53的第二端连接所述电源。
优选地，所述上跳沿整形子电路包括：第三运算放大器U3、第五十五电阻R55、第五十六电阻R56、第九电容C9和第五十四电阻R54；
所述第三运算放大器U3的同相输入端连接所述五十五电阻R55的第一端、第五十六电阻R56的第一端和第九电容C9的第一端，反相输入端连接所述边沿检测子电路的输出端，输出端连接所述第五十四电阻R54的第一端和所述RS触发器的SD端子；
所述第五十五电阻R55的第二端连接所述电源；
所述第五十六电阻R56的第二端接地；
所述第九电容C9的第二端接地；
所述第五十四电阻R54的第二端连接所述电源。
优选地，所述方波整合子电路还包括：第六电容C6；
所述RS触发器的D端子和CP端子连接所述电源，VCC端子连接所述电源和所述第六电容C6的第一端，Q端子作为所述M-Bus主站电路的信号输出端，Q非端子悬空，GND端子接地；
所述第六电容C6的第二端接地。
(三)有益效果
本实用新型的M-Bus主站电路，通过设置所述边沿检测子电路、下跳沿整形子电路、上跳沿整形子电路和方波整合子电路，有效克服了现有M-Bus主站电路在电源不稳定或者存在干扰时，而出现的接收不稳定或接收错误的问题，提高了M-Bus主站带从站的能力，提高了通信的稳定性。
附图说明
图1是现有M-Bus主站电路图；
图2a是现有M-Bus主站电路采样的信号波形与参考电压波形对比示意图；
图2b是现有M-Bus主站电路输出波形与实际波形对比示意图；
图3是本实用新型实施例所述M-Bus主站电路图；
图4a～f是本实用新型实施例所述M-Bus主站电路对采样信号的处理过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
图3是本实用新型实施例所述M-Bus主站电路图；图4a～f是本实用新型实施例所述M-Bus主站电路对采样信号的处理过程示意图。如图3所示，本实施例所述M-Bus主站电路，包括：边沿检测子电路、下跳沿整形子电路、上跳沿整形子电路和方波整合子电路。
所述边沿检测子电路的输入端连接正总线(即图3中BUS+)，输出端连接所述上跳沿整形子电路的输入端和所述下跳沿整形子电路的输入端。
所述方波整合子电路包括RS触发器；
所述下跳沿整形子电路的输出端连接所述RS触发器的RD端子；
所述上跳沿整形子电路的输出端连接所述RS触发器的SD端子。
所述M-Bus主站电路的具体连接关系如下：
首先，所述边沿检测子电路包括：第二电容C2、第一电阻R1、第一电容C1、第三电阻R3、第二电阻R2、第三电容C3、第一运算放大器U1、第四电阻R4和第五电阻R5。
所述第二电容C2的第一端连接所述正总线，第二端连接所述第一电阻R1的第一端、所述第二电阻R2的第一端和所述第三电阻R3的第一端。所述第二电容C2的第一端构成所述边沿检测子电路的输入端，也是所述M-Bus主站电路的信号采样输入端，图4a所示波形是进入所述M-Bus主站电路的信号采样输入端的采样信号的波形。
所述第一电阻R1的第二端连接电源；
所述第一电容C1的第一端连接所述电源，第二端接地；
所述第三电阻R3的第二端接地；
所述第二电阻R2的第二端连接所述第三电容C3的第一端和所述第一运算放大器U1的同相输入端；
所述第三电容C3的第二端接地。
图4b所示波形是从所述第二电阻R2的第二端输出的波形，如图4b所示，经过初步处理后已经检测出了所述采样信号的上跳沿和下跳沿。
所述第一运算放大器U1的反相输入端连接所述第四电阻R4的第一端和所述第五电阻R5的第一端，输出端连接所述第四电阻R4的第二端、所述上跳沿整形子电路的输入端和所述下跳沿整形子电路的输入端；
所述第五电阻R5的第二端接地。
图4c所示波形是所述边沿检测子电路输出的波形，如图4c所示，经过所述第一运算放大器U1处理后，所述采样信号的上跳沿和下跳沿更加明显。
然后，所述下跳沿整形子电路包括：第二运算放大器U2、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第八电容C8、第五十三电阻R53。
所述第二运算放大器U2的同相输入端连接所述边沿检测子电路的输出端，反相输入端连接所述第五十一电阻R51的第一端、所述第五十二电阻R52的第一端和所述第八电容C8的第一端，输出端连接所述第五十三电阻R53的第一端和所述RS触发器的RD端子；
所述第五十一电阻R51的第二端连接所述电源；
所述第五十二电阻R52的第二端接地；
所述第八电容C8的第二端接地；
所述第五十三电阻R53的第二端连接所述电源。
图4d所示波形是经过所述下跳沿整形子电路整形后的输出波形。
其次，所述上跳沿整形子电路包括：第三运算放大器U3、第五十五电阻R55、第五十六电阻R56、第九电容C9和第五十四电阻R54。
所述第三运算放大器U3的同相输入端连接所述五十五电阻R55的第一端、第五十六电阻R56的第一端和第九电容C9的第一端，反相输入端连接所述边沿检测子电路的输出端，输出端连接所述第五十四电阻R54的第一端和所述RS触发器的SD端子；
所述第五十五电阻R55的第二端连接所述电源；
所述第五十六电阻R56的第二端接地；
所述第九电容C9的第二端接地；
所述第五十四电阻R54的第二端连接所述电源。
图4e所示波形是经过所述上跳沿整形子电路整形后的输出波形。
最后，所述方波整合子电路还包括：第六电容C6；
所述RS触发器的D端子和CP端子连接所述电源，VCC端子连接所述电源和所述第六电容C6的第一端，Q端子作为所述M-Bus主站电路的信号输出端，Q非端子悬空，GND端子接地。图3中所述RS触发器包括两组相同的端子(即左侧的1～6号端子与右侧的8～13号端子对称设置)，本实施例中使用了左侧一组端子，本领域技术人员应该了解也可以使用右侧一组端子。
所述第六电容C6的第二端接地。
图4f所示波形是所述RS触发器的Q端子输出的波形，也是所述M-Bus主站电路的输出波形，从图4f中可以看到，本实用新型实施例所述M-Bus主站电路克服了接收不稳定或接收错误的问题。
本实用新型实施例所述M-Bus主站电路，通过设置所述边沿检测子电路、下跳沿整形子电路、上跳沿整形子电路和方波整合子电路，有效克服了现有M-Bus主站电路在电源不稳定或者存在干扰时，而出现的接收不稳定或接收错误的问题，提高了M-Bus主站带从站的能力，提高了通信的稳定性。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (5)
1.一种M-Bus主站电路，其特征在于，包括：边沿检测子电路、下跳沿整形子电路、上跳沿整形子电路和方波整合子电路；
所述边沿检测子电路的输入端连接正总线，输出端连接所述上跳沿整形子电路的输入端和所述下跳沿整形子电路的输入端；
所述方波整合子电路包括RS触发器；
所述下跳沿整形子电路的输出端连接所述RS触发器的RD端子；
所述上跳沿整形子电路的输出端连接所述RS触发器的SD端子。
2.如权利要求1所述的M-Bus主站电路，其特征在于，所述边沿检测子电路包括：第二电容C2、第一电阻R1、第一电容C1、第三电阻R3、第二电阻R2、第三电容C3、第一运算放大器U1、第四电阻R4和第五电阻R5；
所述第二电容C2的第一端连接所述正总线，第二端连接所述第一电阻R1的第一端、所述第二电阻R2的第一端和所述第三电阻R3的第一端；
所述第一电阻R1的第二端连接电源；
所述第一电容C1的第一端连接所述电源，第二端接地；
所述第三电阻R3的第二端接地；
所述第二电阻R2第二端连接所述第三电容C3的第一端和所述第一运算放大器U1的同相输入端；
所述第三电容C3的第二端接地；
所述第一运算放大器U1的反相输入端连接所述第四电阻R4的第一端和所述第五电阻R5的第一端，输出端连接所述第四电阻R4的第二端、所述上跳沿整形子电路的输入端和所述下跳沿整形子电路的输入端；
所述第五电阻R5的第二端接地。
3.如权利要求1所述的M-Bus主站电路，其特征在于，所述下跳沿整形子电路包括：第二运算放大器U2、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第八电容C8、第五十三电阻R53；
所述第二运算放大器U2的同相输入端连接所述边沿检测子电路的输出端，反相输入端连接所述第五十一电阻R51的第一端、所述第五十二电阻R52的第一端和所述第八电容C8的第一端，输出端连接所述第五十三电阻R53的第一端和所述RS触发器的RD端子；
所述第五十一电阻R51的第二端连接所述电源；
所述第五十二电阻R52的第二端接地；
所述第八电容C8的第二端接地；
所述第五十三电阻R53的第二端连接所述电源。
4.如权利要求1所述的M-Bus主站电路，其特征在于，所述上跳沿整形子电路包括：第三运算放大器U3、第五十五电阻R55、第五十六电阻R56、第九电容C9和第五十四电阻R54；
所述第三运算放大器U3的同相输入端连接所述五十五电阻R55的第一端、第五十六电阻R56的第一端和第九电容C9的第一端，反相输入端连接所述边沿检测子电路的输出端，输出端连接所述第五十四电阻R54的第一端和所述RS触发器的SD端子；
所述第五十五电阻R55的第二端连接所述电源；
所述第五十六电阻R56的第二端接地；
所述第九电容C9的第二端接地；
所述第五十四电阻R54的第二端连接所述电源。
5.如权利要求1所述的M-Bus主站电路，其特征在于，所述方波整合子电路还包括：第六电容C6；
所述RS触发器的D端子和CP端子连接所述电源，VCC端子连接所述电源和所述第六电容C6的第一端，Q端子作为所述M-Bus主站电路的信号输出端，Q非端子悬空，GND端子接地；
所述第六电容C6的第二端接地。
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|---|---|---|---|---|
| EP3107218A1 (de) * | 2015-06-19 | 2016-12-21 | GWF MessSysteme AG | Verfahren und vorrichtung zur datenübertragung sowie zählereinheit |
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