CN205070989U - 一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及通信设备领域，尤其涉及一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统。本实用新型提供的收发器通过双路极性检测模块，可以将任意极性的总线电平转换为从机收发器内部可识别的统一极性电平，从而实现从机可任意极性接入总线；从机收发器采用电流环驱动模式使得总线基本不会被外界耦合信号干扰，从而提高了总线抗扰性；采用整流桥作为总线接口，可以将不归零的差分的总线电平转换为单一极性电平给从机系统供电；微功耗系统可以由从机收发器直接在总线上取电供电，减少电源布线成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信设备领域，尤其涉及一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统。
背景技术
从机收发器是一种主从通信总线的从机端的收发器。从机收发器用来与从机连接，作为从机的重要通信端口，然而现有的从机收发器的结构组成较为复杂，硬件成本较高，且不利于安装，对于后期的维修同样带来不便。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种结构简单、成本低的从机收发器、收发系统以及从机收发系统。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的第一技术方案为：
一种从机收发器，包括电源模块、接收端、发送端和整流电桥；所述接收端包括极性检测模块和解码器；所述发送端包括编码器；
所述电源模块与整流电桥连接；所述整流电桥通过极性检测模块与解码器连接；
所述编码器通过整流电桥与双绞线连接。
本实用新型采用的第二技术方案为：
一种收发系统，包括上述的从机收发器、双绞线和主机收发器；
所述从机收发器通过双绞线与主机收发器连接。
本实用新型采用的第三技术方案为：
一种从机收发系统，包括多个上述的从机收发器、第一级分类器和第二级分类器；
两个接收端与一个第一级分类器连接；三个第一级分类器与一个第二级分类器连接，所述第二级分类器与从机连接。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供的收发器通过双路极性检测模块，可以将任意极性的总线电平转换为从机收发器内部可识别的统一极性电平，从而实现从机可任意极性接入总线；从机收发器采用电流环驱动模式使得总线基本不会被外界耦合信号干扰，从而提高了总线抗扰性；采用整流桥作为总线接口，可以将不归零的差分的总线电平转换为单一极性电平给从机系统供电；微功耗系统可以由从机收发器直接在总线上取电供电，减少电源布线成本；从机收发器的最大传输距离可达1000米以上，远距离传输是依靠多种方式提高总线抗干扰能力后得以实现，如差分方式、不归零码方式、电流环驱动方式。另总线速率可配置，降低总线速率亦可提高距离；从机接收器平时处于低功耗待机模式，消耗电流极低，可忽略不计，因此，双绞线的总线接口空闲电流几乎为零，极高的电源效率。
附图说明
图1为本实用新型的一种从机收发器的结构示意图；
图2为本实用新型的整流电桥的结构示意图；
图3为本实用新型的一种收发系统的结构示意图；
图4为本实用新型的一种从机收发系统的结构示意图；
标号说明：
10、电源模块；20、整流电桥；201、第一二极管；202、第二二极管；203、第三二极管；204、第四二极管；30、接收端；31、极性检测模块；32、解码器；40、发送端；41、编码器。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1，本实用新型提供的一种从机收发器，包括电源模块10、接收端30、发送端40和整流电桥20；所述接收端30包括极性检测模块31和解码器32；所述发送端40包括编码器41；
所述电源模块10与整流电桥20连接；所述整流电桥20通过极性检测模块31与解码器32连接；
所述编码器32通过整流电桥20与双绞线连接。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供的收发器通过双路极性检测模块，可以将任意极性的总线电平转换为从机收发器内部可识别的统一极性电平，从而实现从机可任意极性接入总线；从机收发器采用电流环驱动模式使得总线基本不会被外界耦合信号干扰，从而提高了总线抗扰性；采用整流桥作为总线接口，可以将不归零的差分的总线电平转换为单一极性电平给从机系统供电；微功耗系统可以由从机收发器直接在总线上取电供电，减少电源布线成本；从机收发器的最大传输距离可达1000米以上，远距离传输是依靠多种方式提高总线抗干扰能力后得以实现，如差分方式、不归零码方式、电流环驱动方式。另总线速率可配置，降低总线速率亦可提高距离；从机接收器平时处于低功耗待机模式，消耗电流极低，可忽略不计，因此，双绞线的总线接口空闲电流几乎为零，极高的电源效率。
进一步的，如图2所示，所述整流电桥包括第一二极管201、第二二极管202、第三二极管203和第四二极管204；所述第一二极管201的负极与第二二极管202的负极连接；所述第二二极管202的正极与第三二极管203的负极连接；所述第三二极管203的正极与第四二极管204的正极连接。
由上述描述可知，通过整流电桥将双绞线总线的双极性电压整流成单极性电压，供给从机内部电路工作。
进一步的，还包括负载电阻；所述第一二极管与第二二极管之间的通路上设有第一接触点；所述第二二极管与第三二极管之间的通路上设有第二接触点；所述第三二极管与第四二极管之间的通路上设有第三接触点；所述第四二极管与第一二极管之间的通路上设有第四接触点；所述第一接触点通过负载电阻与第三接触点连接；所述第二接触点与第四接触点分别与双绞线连接。
由上述描述可知，通过第一电压检测单元和第二电压检测单元可以得知电流在流经采样电阻前后的电压值，通过第一处理器可计算得知流经采样电阻前后的电压差，再除以采样电阻的阻值，即可得到此时通路中的电流值，实现对该通路的电流检测。
进一步的，所述极性检测模块包括第一极性检测单元、第二极性检测单元、第一电平转换器和第二电平转换器；所述第一极性检测单元与第二接触点连接；所述第一极性检测单元与第一电平转换器连接；所述第二极性检测单元与第四接触点连接；所述第二极性检测单元与第二电平转换器连接。
进一步的，所述解码器包括第一电平输入端、第二电平输入端和解码单元；所述第一电平输入端与第一电平转换器连接；所述第一电平输入端与解码单元连接；所述第二电平输入端与第二电平转换器连接；所述第二电平输入端与解码单元连接。
由上述描述可知，检测总线电压极性，将极性信号通过电平转换器转换成从机系统电平，供从机的MCU解码成数字逻辑信号。
进一步的，所述电源模块与整流电桥的通路上设有电流检测模块；
所述电流检测模块包括第一处理器、采样电阻、第一电压检测单元和第二电压检测单元；所述第一电压检测单元和第二电压检测单元分别与第一处理器连接；
所述第一电压检测单元用于检测电流流入采样电阻前的第一电压值；
所述第二电压检测单元用于检测电流流出采样电阻后的第二电压值。
由上述描述可知，通过第一电压检测单元和第二电压检测单元可以得知电流在流经采样电阻前后的电压值，通过第一处理器可计算得知流经采样电阻前后的电压差，再除以采样电阻的阻值，即可得到此时通路中的电流值，实现对该通路的电流检测。
请参阅图3，本实用新型提供的一种收发系统，包括上述的从机收发器、双绞线和主机收发器；
所述从机收发器通过双绞线与主机收发器连接。
所述主机收发器，包括第一电源模块、限流器、第一接收端、第一发送端和平衡电桥；所述第一接收端包括第一电流检测模块和第一解码器；所述第一发送端包括第一编码器；
所述第一电源模块通过限流器与第一电流检测模块连接；所述第一电源模块通过限流器与平衡电桥连接；其中，所述限流器为串联连接的稳压管和电阻。根据稳压管工作时的输出电压Vout与电阻的Adj电压固定特性，其中输出最大电流＝(Vout-Vadj)/电阻。所述第一电流检测模块包括第二处理器、第一采样电阻、第三电压检测单元和第四电压检测单元；所述第三电压检测单元和第四电压检测单元分别与第二处理器连接；所述第三电压检测单元用于检测电流流入第一采样电阻前的第三电压值；所述第四电压检测单元用于检测电流流出第一采样电阻后的第四电压值。通过第三电压检测单元和第四电压检测单元可以得知电流在流经第一采样电阻前后的电压值，通过第二处理器可计算得知流经第一采样电阻前后的电压差，再除以第一采样电阻的阻值，即可得到此时通路中的电流值，实现对该通路的电流检测。
所述第一电流检测模块与第一解码器连接；其中，所述第一解码器包括第一电压输入端、第二电压输入端、第三处理器和解码模块；所述第一电压输入端与第三电压检测单元连接；所述第二电压输入端与第四电压检测单元连接；所述第一电压输入端与第二电压输入端分别与第三处理器连接；所述第三处理器与解码模块连接。将总线的工作电流变化转换成数字信号，以及故障信号。通过第一电压输入端和第二电压输入端可得采样电阻两端电压差，通过第三处理器得到负载电流变化(即为从机收发器的发送端发送的有效信息)，再利用解码模块进行解码后将数据按需要的格式送出。
所述第一编码器通过平衡电桥与双绞线连接。其中，所述平衡电桥包括第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器；所述第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器分别与解码器连接。通过第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器分别与解码器连接，可控制四个继电器的通断，进而改变双绞线上电压极性。所述限流器通过串联连接的第一继电器与第二继电器接地；所述限流器通过串联连接的第三继电器与第四继电器接地；所述第一继电器与第二继电器的通路上设有第一接触点；所述第一接触点与双绞线连接；所述第三继电器与第四继电器的通路上设有第二接触点；所述第二接触点与双绞线连接。
请参阅图4，本实用新型提供的一种从机收发系统，包括多个上述的从机收发器、第一级分类器和第二级分类器；
两个接收端与一个第一级分类器连接；三个第一级分类器与一个第二级分类器连接，所述第二级分类器与从机连接。
进一步的，在第二级分类器与从机之间还包括第三级分类器；三个第二级分类器与一个第三级分类器连接；所述第三级分类器与从机连接。
在主机收发器与从机之间增加相互连接的第一级分类器和第二级分类器，通过第一级分类器和第二级分类器先对从机收发器接收端接收到的数据进行分类处理，可提高主机的数据处理效率。经过大量实验证明，当第一级分类器与第二级分类器的数量为3:1时，主机的数据处理效率最高，比现有技术的效率提升约5％。
请参照图1-3，本实用新型的实施例一为：
本实用新型提供的一种从机收发器，包括电源模块、接收端、发送端和整流电桥；所述接收端包括极性检测模块和解码器；所述发送端包括编码器；
所述电源模块与整流电桥连接；所述整流电桥通过极性检测模块与解码器连接；
所述整流电桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的负极与第二二极管的负极连接；所述第二二极管的正极与第三二极管的负极连接；所述第三二极管的正极与第四二极管的正极连接。所述从机收发器还包括负载电阻；所述第一二极管与第二二极管之间的通路上设有第一接触点；所述第二二极管与第三二极管之间的通路上设有第二接触点；所述第三二极管与第四二极管之间的通路上设有第三接触点；所述第四二极管与第一二极管之间的通路上设有第四接触点；所述第一接触点通过负载电阻与第三接触点连接；所述第二接触点与第四接触点分别与双绞线连接。
所述极性检测模块包括第一极性检测单元、第二极性检测单元、第一电平转换器和第二电平转换器；所述第一极性检测单元与第二接触点连接；所述第一极性检测单元与第一电平转换器连接；所述第二极性检测单元与第四接触点连接；所述第二极性检测单元与第二电平转换器连接。
所述解码器包括第一电平输入端、第二电平输入端和解码单元；所述第一电平输入端与第一电平转换器连接；所述第一电平输入端与解码单元连接；所述第二电平输入端与第二电平转换器连接；所述第二电平输入端与解码单元连接。
所述电源模块与整流电桥的通路上设有电流检测模块；所述电流检测模块包括第一处理器、采样电阻、第一电压检测单元和第二电压检测单元；所述第一电压检测单元和第二电压检测单元分别与第一处理器连接；所述第一电压检测单元用于检测电流流入采样电阻前的第一电压值；所述第二电压检测单元用于检测电流流出采样电阻后的第二电压值。
所述编码器通过整流电桥与双绞线连接。
请参阅图1-4，本实用新型的实施例二为：
本实施例二在上述实施例一的基础上增加第一级分类器和第二级分类器；上述的从机收发器、第一级分类器和第二级分类器组成从机收发系统，两个接收端与一个第一级分类器连接；三个第一级分类器与一个第二级分类器连接，所述第二级分类器与从机连接。在从机收发器与从机之间增加相互连接的第一级分类器和第二级分类器，通过第一级分类器和第二级分类器先对主机收发器接收端接收到的数据进行分类处理，可提高主机的数据处理效率。经过大量实验证明，当第一级分类器与第二级分类器的数量为3:1时，从机的数据处理效率最高，比现有技术的效率提升约5％。
更进一步的方案是，在第二级分类器与从机之间还包括第三级分类器；三个第二级分类器与一个第三级分类器连接；所述第三级分类器与从机连接。
从机可以从总线上取电，减少另外通过电源给从机供电的成本。从机可以不计极性接入总线，减少了施工成本。对比RS485总线收发器，485收发器优点为不区分主机从机收发器架构，缺点是总线有极性导致施工不方便且无法提供总线供电能力。对比RS232总线收发器，232收发器的优点是不区分主机从机收发器架构，缺点是总线不是差分模式抗干扰能力差，需要至少3线才能实现双向通信，只支持一台从机的接入且不支持总线供电。
综上所述，本实用新型提供的一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统。本实用新型提供的收发器通过双路极性检测模块，可以将任意极性的总线电平转换为从机收发器内部可识别的统一极性电平，从而实现从机可任意极性接入总线；从机收发器采用电流环驱动模式使得总线基本不会被外界耦合信号干扰，从而提高了总线抗扰性；采用整流桥作为总线接口，可以将不归零的差分的总线电平转换为单一极性电平给从机系统供电；微功耗系统可以由从机收发器直接在总线上取电供电，减少电源布线成本；从机收发器的最大传输距离可达1000米以上，远距离传输是依靠多种方式提高总线抗干扰能力后得以实现，如差分方式、不归零码方式、电流环驱动方式。另总线速率可配置，降低总线速率亦可提高距离；从机接收器平时处于低功耗待机模式，消耗电流极低，可忽略不计，因此，双绞线的总线接口空闲电流几乎为零，极高的电源效率。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种从机收发器，其特征在于，包括电源模块、接收端、发送端和整流电桥；所述接收端包括极性检测模块和解码器；所述发送端包括编码器；
所述电源模块与整流电桥连接；所述整流电桥通过极性检测模块与解码器连接；
所述编码器通过整流电桥与双绞线连接。
2.根据权利要求1所述的从机收发器，其特征在于，所述整流电桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一二极管的负极与第二二极管的负极连接；所述第二二极管的正极与第三二极管的负极连接；所述第三二极管的正极与第四二极管的正极连接。
3.根据权利要求2所述的从机收发器，其特征在于，还包括负载电阻；所述第一二极管与第二二极管之间的通路上设有第一接触点；所述第二二极管与第三二极管之间的通路上设有第二接触点；所述第三二极管与第四二极管之间的通路上设有第三接触点；所述第四二极管与第一二极管之间的通路上设有第四接触点；所述第一接触点通过负载电阻与第三接触点连接；所述第二接触点与第四接触点分别与双绞线连接。
4.根据权利要求3所述的从机收发器，其特征在于，所述极性检测模块包括第一极性检测单元、第二极性检测单元、第一电平转换器和第二电平转换器；所述第一极性检测单元与第二接触点连接；所述第一极性检测单元与第一电平转换器连接；所述第二极性检测单元与第四接触点连接；所述第二极性检测单元与第二电平转换器连接。
5.根据权利要求4所述的从机收发器，其特征在于，所述解码器包括第一电平输入端、第二电平输入端和解码单元；所述第一电平输入端与第一电平转换器连接；所述第一电平输入端与解码单元连接；所述第二电平输入端与第二电平转换器连接；所述第二电平输入端与解码单元连接。
6.根据权利要求1所述的从机收发器，其特征在于，所述电源模块与整流电桥的通路上设有电流检测模块；
所述电流检测模块包括第一处理器、采样电阻、第一电压检测单元和第二电压检测单元；所述第一电压检测单元和第二电压检测单元分别与第一处理器连接；
所述第一电压检测单元用于检测电流流入采样电阻前的第一电压值；
所述第二电压检测单元用于检测电流流出采样电阻后的第二电压值。
7.一种收发系统，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的从机收发器、双绞线和主机收发器；
所述从机收发器通过双绞线与主机收发器连接。
8.一种从机收发系统，其特征在于，包括多个权利要求1-6任意一项所述的从机收发器、第一级分类器和第二级分类器；
两个接收端与一个第一级分类器连接；三个第一级分类器与一个第二级分类器连接，所述第二级分类器与从机连接。
9.根据权利要求8所述的从机收发系统，其特征在于，在第二级分类器与从机之间还包括第三级分类器；三个第二级分类器与一个第三级分类器连接；所述第三级分类器与从机连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520867269.XU CN205070989U (zh) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201520867269.XU CN205070989U (zh) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统 |
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| CN205070989U true CN205070989U (zh) | 2016-03-02 |
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ID=55397489
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| CN201520867269.XU Active CN205070989U (zh) | 2015-11-03 | 2015-11-03 | 一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统 |
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| CN (1) | CN205070989U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105262501A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-20 | 福州东日信息技术有限公司 | 一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统 |
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2015
- 2015-11-03 CN CN201520867269.XU patent/CN205070989U/zh active Active
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| CN105262501A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-20 | 福州东日信息技术有限公司 | 一种从机收发器、收发系统以及从机收发系统 |
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