CN206594560U - 一种三路rs‑485信号隔离器 - Google Patents

一种三路rs‑485信号隔离器 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种三路RS‑485信号隔离器，其特征在于：包括RS‑485通信接口、数据隔离收发器ADM2481(U1)，(U2)，(U3)，(U4)、反相器74LVC1G04(U5)，(U6)，(U7)，(U8)，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6，带有4组相互隔离的5V电源；所述的ADM2481(U1)的RXD与ADM2481(U4)的TXD连接，ADM2481(U1)的TXD与ADM2481(U4)的RXD连接，ADM2481(U2)的RXD与ADM2481(U3)的TXD连接，ADM2481(U2)的TXD与ADM2481(U3)的RXD连接，组成一个三路RS‑485信号隔离器。5V电源电路与第1路RS‑485、第2路RS‑485、第3路RS‑485之间相互隔离，不共地线和电源。本实用新型结构是以4个ADM2481所构成的3路RS‑485信号隔离器，在控制系统中更灵活地布线，增强系统抗干扰设计和节点数。

Description

一种三路RS-485信号隔离器
技术领域
本实用新型涉及一种RS-485信号隔离器，尤其是一种三路RS-485信号隔离器。
背景技术
RS-485是一种成熟的通信协议，在智能仪表中有着广泛的应用。
RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点。因为节点越多，可能受到的干扰也越多，通常会在RS-485回路中使用RS-485信号隔离器。
目前市场上的RS-485信号隔离器通常只有2路，没有2路以上的RS-485信号隔离器。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种三路RS-485信号隔离器，在控制系统中更灵活地布线，增强系统抗干扰设计和节点数。
为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种三路RS-485信号隔离器，其特征在于：包括RS-485通信接口、第一数据隔离收发器ADM2481(U1)，第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)，第三数据隔离收发器ADM2481 (U3)，第四数据隔离收发器ADM2481 (U4)、第一反相器74LVC1G04(U5)，第二反相器74LVC1G04 (U6)，第三反相器74LVC1G04 (U7)，第四反相器74LVC1G04 (U8)，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6，带有4组相互隔离的5V电源电路；所述的第一数据隔离收发器ADM2481(U1)的RXD与第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的TXD连接，第一数据隔离收发器 ADM2481(U1)的TXD与第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的RXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的RXD与第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的TXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的TXD与第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的RXD连接，组成一个三路RS-485信号隔离器；5V电源电路与第1路RS-485、第2路RS-485、第3路RS-485之间相互隔离，不共地线和电源。
优选的是，所述的第一数据隔离收发器ADM2481(U1)的RE与DE脚短接与第一反相器74LVC1G04(U5)的第3脚连接，第一反相器74LVC1G04(U5)的第1、2脚短接与第一数据隔离收发器ADM2481（U1）的TXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的RE与DE脚短接与第二反相器74LVC1G04(U6)的第3脚连接，第二反相器74LVC1G04(U6)的第1、2脚短接与第二数据隔离收发器ADM2481（U2）的TXD连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1) 的A信号端口与第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的A信号端口连接，与第一电阻R1串联，第一电阻R1另一端与相互隔离5V电源电路的5V1+连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1) 的B信号端口与第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的B信号端口连接，与第二电阻R2串联，第二电阻R2另一端与相互隔离5V电源电路的5V1-连接；第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第1路RS-485信号隔离电路。
优选的是，所述的第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的RE与DE脚短接与第三反相器74LVC1G04(U7)的第3脚连接，第三反相器74LVC1G04(U7)的第1、2脚短接与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的TXD连接，第三电阻R3与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的A信号端口串联，第三电阻R3另一端与相互隔离5V电源电路的5V2+连接，第四电阻R4与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）B信号端口串联，第四电阻R4另一端与相互隔离5V电源电路的5V2-连接，第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第2路RS-485信号隔离电路。
优选的是，所述的第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的RE与DE脚短接与第四反相器74LVC1G04(U8)的第3脚连接，第四反相器74LVC1G04(U8)的第1、2脚短接与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的TXD连接，第五电阻R5与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的A信号端口串联，第五电阻R5另一端与相互隔离5V电源电路的5V3+连接，第六电阻R6与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）B信号端口串联，第六电阻R6另一端与相互隔离5V电源电路的5V3-连接，第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第3路RS-485信号隔离电路。
优选的是，所述的数据隔离收发器ADM2481（U1~ U4）的VDD1与相互隔离5V电源电路的5V4+连接，GND1与相互隔离5V电源电路的5V4-连接；第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V1+连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)的GND2与相互隔离5V电源电路的5V1-连接；第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V2+连接，第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的GND2与相互隔离5V电源电路的5V2-连接；第四数据隔离收发器ADM2481(U4) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V3+连接，第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的GND2与相互隔离5V电源电路的5V3-连接。
优选的是，所述的数据隔离收发器ADM2481的A，B为RS-485信号端口，DE，RE为半双工控制端口，TXD为发送端口，RXD为接收端口。
优选的是，所述的三路RS-485信号隔离器是由4个数据隔离收发器ADM2481所组成。
优选的是，所述的三路RS-485信号隔离器是由4个反相器74LVC1G04与数据隔离收发器ADM2481连接构成的单元电路所组成。
优选的是，所述的第1路RS-485、第2路RS-485、第3路RS-485之间相互隔离，是由4组相互隔离的5V电源电路提供，不共用地线和电源，所组成的3路RS-485信号隔离器。
有益效果
本实用新型通过采用由本实用新型通过采用由4个ADM2481所组成的三路RS-485信号隔离器；三路RS-485之间相互隔离不共地线和电源，只要任何一路RS-485有信号接入，会自动地将该路RS-485信号传输到另外两路。只允许有一路RS-485信号输入，不允许有两路或三路RS-485信号输入到本产品，3路RS-485信号隔离器，在控制系统中更灵活地布线，增强系统抗干扰设计和节点数。
附图说明
图1是本实用新型的电路结构示意图。
图2是本实用新型的单元电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合具体附图及实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
一种三路RS-485信号隔离器，其特征在于：包括RS-485通信接口、第一数据隔离收发器ADM2481(U1)，第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)，第三数据隔离收发器ADM2481(U3)，第四数据隔离收发器ADM2481 (U4)、第一反相器74LVC1G04(U5)，第二反相器74LVC1G04 (U6)，第三反相器74LVC1G04 (U7)，第四反相器74LVC1G04 (U8)，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6，带有4组相互隔离的5V电源电路；所述的第一数据隔离收发器ADM2481(U1)的RXD与第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的TXD连接，第一数据隔离收发器 ADM2481(U1)的TXD与第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的RXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的RXD与第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的TXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的TXD与第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的RXD连接，组成一个三路RS-485信号隔离器；5V电源电路与第1路RS-485、第2路RS-485、第3路RS-485之间相互隔离，不共地线和电源。
优选的是，所述的第一数据隔离收发器ADM2481(U1)的RE与DE脚短接与第一反相器74LVC1G04(U5)的第3脚连接，第一反相器74LVC1G04(U5)的第1、2脚短接与第一数据隔离收发器ADM2481（U1）的TXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的RE与DE脚短接与第二反相器74LVC1G04(U6)的第3脚连接，第二反相器74LVC1G04(U6)的第1、2脚短接与第二数据隔离收发器ADM2481（U2）的TXD连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1) 的A信号端口与第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的A信号端口连接，与第一电阻R1串联，第一电阻R1另一端与相互隔离5V电源电路的5V1+连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1) 的B信号端口与第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的B信号端口连接，与第二电阻R2串联，第二电阻R2另一端与相互隔离5V电源电路的5V1-连接；第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第1路RS-485信号隔离电路。
优选的是，所述的第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的RE与DE脚短接与第三反相器74LVC1G04(U7)的第3脚连接，第三反相器74LVC1G04(U7)的第1、2脚短接与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的TXD连接，第三电阻R3与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的A信号端口串联，第三电阻R3另一端与相互隔离5V电源电路的5V2+连接，第四电阻R4与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）B信号端口串联，第四电阻R4另一端与相互隔离5V电源电路的5V2-连接，第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第2路RS-485信号隔离电路。
优选的是，所述的第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的RE与DE脚短接与第四反相器74LVC1G04(U8)的第3脚连接，第四反相器74LVC1G04(U8)的第1、2脚短接与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的TXD连接，第五电阻R5与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的A信号端口串联，第五电阻R5另一端与相互隔离5V电源电路的5V3+连接，第六电阻R6与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）B信号端口串联，第六电阻R6另一端与相互隔离5V电源电路的5V3-连接，第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第3路RS-485信号隔离电路。
优选的是，所述的数据隔离收发器ADM2481（U1~ U4）的VDD1与相互隔离5V电源电路的5V4+连接，GND1与相互隔离5V电源电路的5V4-连接；第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V1+连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)的GND2与相互隔离5V电源电路的5V1-连接；第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V2+连接，第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的GND2与相互隔离5V电源电路的5V2-连接；第四数据隔离收发器ADM2481(U4) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V3+连接，第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的GND2与相互隔离5V电源电路的5V3-连接。
优选的是，所述的数据隔离收发器ADM2481的A，B为RS-485信号端口，DE，RE为半双工控制端口，TXD为发送端口，RXD为接收端口。
优选的是，所述的三路RS-485信号隔离器是由4个数据隔离收发器ADM2481所组成。
优选的是，所述的三路RS-485信号隔离器是由4个反相器74LVC1G04与数据隔离收发器ADM2481连接构成的单元电路所组成。
优选的是，所述的第1路RS-485、第2路RS-485、第3路RS-485之间相互隔离，是由4组相互隔离的5V电源电路提供，不共用地线和电源，所组成的3路RS-485信号隔离器。
所述的新型三路RS-485信号隔离器是由4个ADM2481所组成的3路RS-485隔离器；3路RS-485之间相互隔离不共地线和电源，只要任何一路RS-485有信号接入，会自动地将该路RS-485信号传输到另外两路。只允许有一路RS-485信号输入，不允许有两路或三路RS-485信号输入到本产品，3路RS-485信号隔离器，在控制系统中更灵活地布线，增强系统抗干扰设计和节点数。
单元电路的原理说明：
每个单元的工作原理都是相同的，下面以U1和U5单元为例子进行说明。（如下图1所示）U5是反相器，利用TXD的高低电平来控制U1的收发状态。当TXD悬空时，由于内部上拉电阻的作用，TXD一直为高电平，RE和DE为低电平，U1处于接收状态，当A>B时RXD为高电平，当A<B时RXD为低电平。当外部信号使TXD变为低电平时，RE和DE为高电平，U1处于发状态，A<B。当A与B端没有外部RS-485信号且TXD为高电平时，由于R1和R2的作用，始终满足A>B。5V1+、5V1-为一组电源，5V4+、5V4-为另一组电源，为U1，U4提供两组隔离的工作电源。
U1和U5为一个单元，U2和U6为一个单元，U3和U7为一个单元，U4和U8为一个单元。
整个电路的实施例：
前提条件：三路RS-485端口上只能有不超过一路RS-485信号，不允许有两路以上RS-485信号。
U1和U4为一组隔离电路，U2和U3为另一组隔离电路，两组隔离电路的工作原理是相同的，下面以U1和U4为例子进行说明。U1的RXD与U4的TXD相联接，U1的TXD与U4的RXD相联接，当U1接收到第一路RS-485信号时，U1的RXD的高低电平信号传递给U4的TXD端口，U4的A、B端口的电平信号与U1的A、B端口电平一致；同样原理，当U4的A、B端口有RS-485信号时，U4的RXD会把信号传递到U1的TXD，让U1的A、B端口的电平信号与U4的A、B端口电平一致。
U1和U4相互隔离传输RS-485信号，U2和U3相互隔离传输R-485信号，因为U1和U2的A、B端是并联的，是同一路RS-485信号，所以就能实现三路RS-485信号相互隔离传输。
电源电路提供4组相互隔离的5V电源，保证各芯片正常工作。
上述的实施例仅为本实用新型的优选实施例，不能以此来限定本实用新型的权利范围，因此，依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种三路RS-485信号隔离器，其特征在于：包括RS-485通信接口、第一数据隔离收发器ADM2481(U1)，第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)，第三数据隔离收发器ADM2481 (U3)，第四数据隔离收发器ADM2481 (U4)、第一反相器74LVC1G04(U5)，第二反相器74LVC1G04(U6)，第三反相器74LVC1G04 (U7)，第四反相器74LVC1G04 (U8)，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6，带有4组相互隔离的5V电源电路；所述的第一数据隔离收发器ADM2481(U1)的RXD与第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的TXD连接，第一数据隔离收发器 ADM2481(U1)的TXD与第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的RXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的RXD与第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的TXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的TXD与第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的RXD连接，组成一个三路RS-485信号隔离器；5V电源电路与第1路RS-485、第2路RS-485、第3路RS-485之间相互隔离，不共地线和电源。
2.根据权利要求1所述的三路RS-485信号隔离器，其特征在于：所述的第一数据隔离收发器ADM2481(U1)的RE与DE脚短接与第一反相器74LVC1G04(U5)的第3脚连接，第一反相器74LVC1G04(U5)的第1、2脚短接与第一数据隔离收发器ADM2481（U1）的TXD连接，第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的RE与DE脚短接与第二反相器74LVC1G04(U6)的第3脚连接，第二反相器74LVC1G04(U6)的第1、2脚短接与第二数据隔离收发器ADM2481（U2）的TXD连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1) 的A信号端口与第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的A信号端口连接，与第一电阻R1串联，第一电阻R1另一端与相互隔离5V电源电路的5V1+连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1) 的B信号端口与第二数据隔离收发器ADM2481(U2)的B信号端口连接，与第二电阻R2串联，第二电阻R2另一端与相互隔离5V电源电路的5V1-连接；第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第1路RS-485信号隔离电路。
3.根据权利要求1所述的三路RS-485信号隔离器，其特征在于：所述的第三数据隔离收发器ADM2481(U3)的RE与DE脚短接与第三反相器74LVC1G04(U7)的第3脚连接，第三反相器74LVC1G04(U7)的第1、2脚短接与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的TXD连接，第三电阻R3与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的A信号端口串联，第三电阻R3另一端与相互隔离5V电源电路的5V2+连接，第四电阻R4与第三数据隔离收发器ADM2481（U3）B信号端口串联，第四电阻R4另一端与相互隔离5V电源电路的5V2-连接，第三数据隔离收发器ADM2481（U3）的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第2路RS-485信号隔离电路。
4.根据权利要求1所述的三路RS-485信号隔离器，其特征在于：所述的第四数据隔离收发器ADM2481(U4)的RE与DE脚短接与第四反相器74LVC1G04(U8)的第3脚连接，第四反相器74LVC1G04(U8)的第1、2脚短接与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的TXD连接，第五电阻R5与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的A信号端口串联，第五电阻R5另一端与相互隔离5V电源电路的5V3+连接，第六电阻R6与第四数据隔离收发器ADM2481（U4）B信号端口串联，第六电阻R6另一端与相互隔离5V电源电路的5V3-连接，第四数据隔离收发器ADM2481（U4）的A，B信号端口为RS-485通信接口，构成第3路RS-485信号隔离电路。
5.根据权利要求1所述的三路RS-485信号隔离器，其特征在于：所述的数据隔离收发器ADM2481（U1~ U4）的VDD1与相互隔离5V电源电路的5V4+连接，GND1与相互隔离5V电源电路的5V4-连接；第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V1+连接，第一数据隔离收发器ADM2481(U1)、第二数据隔离收发器ADM2481 (U2)的GND2与相互隔离5V电源电路的5V1-连接；第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V2+连接，第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的GND2与相互隔离5V电源电路的5V2-连接；第四数据隔离收发器ADM2481(U4) 的VDD2与相互隔离5V电源电路的5V3+连接，第三数据隔离收发器ADM2481(U3) 的GND2与相互隔离5V电源电路的5V3-连接。
6.根据权利要求1所述的三路RS-485信号隔离器，其特征在于：所述的数据隔离收发器ADM2481的A，B为RS-485信号端口，DE，RE为半双工控制端口，TXD为发送端口，RXD为接收端口。
7.根据权利要求1所述的三路RS-485信号隔离器，其特征在于：所述的三路RS-485信号隔离器是由4个数据隔离收发器ADM2481所组成。
8.根据权利要求2、3或4中任意一项所述的三路RS-485信号隔离器，其特征在于：所述的三路RS-485信号隔离器是由4个反相器74LVC1G04与数据隔离收发器ADM2481连接构成的单元电路所组成。
9.根据权利要求5所述的三路RS-485信号隔离器，其特征在于：所述的第1路RS-485、第2路RS-485、第3路RS-485之间相互隔离，是由4组相互隔离的5V电源电路提供，不共用地线和电源，所组成的3路RS-485信号隔离器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110176136A (zh) * 2019-06-25 2019-08-27 中国科学院新疆理化技术研究所 一种在核辐射环境下485通信传输的方法

Cited By (1)

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CN110176136A (zh) * 2019-06-25 2019-08-27 中国科学院新疆理化技术研究所 一种在核辐射环境下485通信传输的方法

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