CN216308794U - 基于起爆器的数据收发电路及电子雷管起爆器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于起爆器的数据收发电路及电子雷管起爆器，其中电路包括：总线，包括：第一总线和第二总线；电流采样模块；第一切换模块，所述第一切换模块用于根据运行模式切换所述总线连接地线或电流采样模块；第二切换模块，所述第二切换模块与第一总线、第二总线相连，用于根据所述运行模式切换所述第一总线和所述第二总线电压的方向，以使所述第一总线和所述第二总线之间输出交替变化的差分电压信号。本申请的基于起爆器的数据收发电路，能够提高通信的稳定性。

Description

基于起爆器的数据收发电路及电子雷管起爆器

技术领域

本申请涉及电子应用技术，尤其涉及一种基于起爆器的数据收发电路及电子雷管起爆器。

背景技术

电子雷管起爆器用于对电子雷管进行检测、组网和起爆控制，起爆器需要向电子雷管提供工作能源和交互数据，起爆器有两条无极性传输线来同时供电和传输串行数据，而作为从机的电子雷管并联在两根总线上。

相关技术中，基于起爆器的数据收发电路，网路中分布的容性阻抗和感应阻抗，影响了通信的稳定性。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种基于起爆器的数据收发电路，能够提高通信的稳定性。

本申请还提出一种具有上述基于起爆器的数据收发电路的电子雷管起爆器。

根据本申请的第一方面实施例的基于起爆器的数据收发电路，应用于起爆器，所述起爆器以设定的运行模式运行，包括：

总线，包括：第一总线和第二总线；

电流采样模块；

第一切换模块，所述第一切换模块用于根据运行模式切换所述总线连接地线或电流采样模块；

第二切换模块，所述第二切换模块与第一总线、第二总线相连，用于根据所述运行模式切换所述第一总线和所述第二总线的电压的方向，以使所述第一总线和所述第二总线之间输出交替变化的差分电压信号。

根据本申请实施例的基于起爆器的数据收发电路，至少具有如下有益效果：通过第二切换模块在第一总线和第二总线之间产生交替变化的差分电压信号，降低了电路中容抗和感抗对数据收发的影响，提高了通信的稳定性。

根据本申请的一些实施例，所述运行模式包括：数据发送模式、总线采样模式和数据接收模式；

所述运行模式为所述数据发送模式时，所述第一切换模块切换所述总线与地线连接；

所述运行模式为所述总线采样模式或所述数据接收模式时，所述第一切换模块切换所述总线与所述电流采样模块连接。

根据本申请的一些实施例，所述电流采样模块的第一端与所述第二切换模块相连，所述电流采样模块的第二端与地线相连，所述电流采样模块用于根据所述运行模式为总线采样模式时，采集所述总线的电流，以得到总线电流。

根据本申请的一些实施例，所述电路还包括：信号处理模块；

所述电流采样模块还用于根据所述运行模式为数据接收模式时，采集电子雷管的电流；

信号处理模块，所述信号处理模块与所述电流采样模块相连，用于提取所述电子雷管的电流，以得到所述电子雷管回送的数据。

根据本申请的一些实施例，所述信号处理模块包括以下任意一种：

单边沿信号处理模块、双边沿信号处理模块。

根据本申请的一些实施例，所述信号处理模块包括：

滤波放大单元；

施密特比较器，所述施密特比较器包括：

通用比较器；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述通用比较器的反相端相连，所述第一电阻的第二端与所述滤波放大单元相连；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述通用比较器的同相端相连，所述第二电阻的第二端与地线相连；

第三电阻，所述第三电阻的第一端与电源正极相连；

第六开关，所述第六开关的第一端与所述第三电阻的第二端相连，所述第六开关的第二端与所述通用比较器的同相端相连，所述第六开关被配置为，当所述运行模式为数据接收模式时，所述第六开关打开，当所述运行模式为所述数据发送模式或所述总线采样模式时，所述第六开关闭合；

第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述电源正极相连，所述第四电阻的第二端与所述通用比较器的输出端相连；

第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述通用比较器的输出端相连，所述第五电阻的第二端与所述通用比较器的同相端相连。

根据本申请的一些实施例，所述电流采样模块包括：

稳压管，所述稳压管的第一端与所述信号处理模块相连，所述稳压管的第二端与地线相连；

第六电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二切换模块相连，所述第一电阻的第二端与所述稳压管的第一端相连；

第七电阻，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端相连，所述第二电阻的第二端与所述地线相连。

根据本申请的一些实施例，所述第一切换模块包括以下任意一种：

第一开关、晶体管、场效应管。

根据本申请的一些实施例，所述第二切换模块包括：

第二开关，所述第二开关的第一端与输入端相连，所述第二开关的第二端与所述第一总线相连；

第三开关，所述第三开关的第一端与所述电流采样模块相连，所述第三开关的第二端与所述第一总线相连；

第四开关，所述第四开关的第一端与所述输入端相连，所述第四开关的第二端与所述第二总线相连；

第五开关，所述第五开关的第一端与所述电流采样模块相连，所述第五开关的第二端与所述第二总线相连。

根据本申请的一些实施例，所述第一切换模块包括以下任意一种：

第一开关、继电器、晶体管、场效应管。

根据本申请的第二方面实施例的电子雷管起爆器，包括如第一方面实施例中任意一项所述的基于起爆器的数据收发电路。

根据本申请实施例的电子雷管起爆器，至少具有如下有益效果：通过第二切换模块在第一总线和第二总线之间产生交替变化的差分电压信号，降低了电路中容抗和感抗对数据收发的影响，提高了通信的稳定性。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例提供的基于起爆器的数据收发电路的电路图；

图2为本申请实施例提供的基于起爆器的数据收发电路的电路图；

图3为本申请实施例提供的单边沿数据处理模块的处理流程框图；

图4为本申请实施例提供的双边沿数据处理模块的处理流程框图；

图5为本申请实施例提供的施密特比较器的电路图；

图6为本申请实施例提供的电流采样模块的电路图。

附图标记：100、总线；110、第一总线；120、第二总线；200、电流采样模块；300、第一切换模块；400、第二切换模块；500、信号处理模块；510、滤波放大单元；520、施密特比较器。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

第一方面，参照图1，在申请一些实施例提供了一种基于起爆器的数据收发电路，包括总线100、电流采样模块200、第一切换模块300和第二切换模块400，总线100包括第一总线110和第二总线120。第一切换模块300用于根据运行模式切换总线100连接地线或电流采样模块200；第二切换模块400与第一总线110、第二总线120相连，用于根据运行模式切换第一总线110和第二总线120的电压的方向，以使第一总线110和第二总线120之间输出交替变化的差分信号。

本申请实施例的基于起爆器的数据收发电路，通过第二切换模块400切换第一总线110和第二总线120电压的方向，以在第一总线110和第二总线120之间输出交替变化的差分电压信号，从而降低了电路中容抗和感抗对数据收发的影响，提高了通信的稳定性。

在本申请的一些实施例中第一切换模块300包括以下任意一种：第一开关K1、继电器、晶体管、场效应管。

通过这样设置，第一切换模块300不局限于第一开关K1，也可以采用继电器、晶体管或者场效应管充当开关的作用，增加了电路的可选择性。

在本申请的一些实施例中，运行模式包括：数据发送模式、总线采样模式和数据接收模式。当运行模式为数据发送模式时，第一切换模块300切换总线与地线连接，运行模式为总线采样模式或数据接收模式时，第一切换模块300切换总线与电流采样模块200连接。其中，在本实施例中第一切换模块300为第一开关K1，第一开关K1与电流采样模块200并联，当第一开关K1闭合时，运行模式为数据发送模式，第一开关K1断开时，运行模式为总线采样模式或数据接收模式。

参照图2，在本申请的一些实施例中，第二切换模块400包括第二开关K2、第三开关K3、第四开关K4和第五开关K5。其中，第二开关K2的第一端与输入端VIN相连，第二开关K2的第二端与第一总线110相连；第三开关K3的第一端与电流采样模块200相连，第三开关K3的第二端与第一总线110相连；第四开关K4的第一端与输入端VIN相连，第四开关K4的第二端与第二总线120相连；第五开关K5的第一端与电流采样模块200相连，第五开关K5的第二端与第二总线120相连。

当运行模式为数据发送模式时，控制第一开关K1闭合，使总线100接地，将电流采样模块200短路，消除电流采样对数据发送的影响。当发送数据0和1时，分别控制第二开关K2、第五开关K5和第三开关K3、第四开关K4依次导通，使输入电压依次加载到第一总线110和第二总线120之间。例如：发送数据为1时，第二开关K2和第五开关K5闭合，第三开关K3和第四开关K4断开，第一总线110上的电压减去第二总线120上的电压为输入电压Vin值，当发送数据为0时，第三开关K3和第四开关K4闭合，第二开关K2和第五开关K5断开，第二总线120上的电压减去第一总线110上的电压为输入电压Vin值，从而使第一总线110和第二总线120之间输出交替变化的差分电压信号。

第二开关K2至第五开关K5可以采取普通的电子开关，也可以采用多路电子开关，如ADG 1613。

在本申请的一些实施例中，电流采样模块200的第一端与第二切换模块400相连，电流采样模块200的第二端与地线相连，电流采样模块200用于根据运行模式为总线采样模式时，采集总线100的电流，以得到总线电流。

当运行模式为总线采样模式时，第一开关K1断开，电流采样模块200与第二切换模块400串联，电流采样模块200进行低边采样，检测起爆器总线的输出电流，确保起爆器工作正常。

在本申请的一些实施例中，电路还包括：信号处理模块500；电流采样模块200还用于根据运行模式为数据接收模式时，采集电子雷管的电流；信号处理模块500与电流采样模块200相连，用于提取电子雷管的电流，以得到电子雷管回送的数据。

在一些实施例中，信号处理模块500包括以下任意一种：单边沿信号处理模块、双边沿信号处理模块。

在本实施例中，信号处理模块500采取双边沿信号处理模块，获取的采样数据，最终的处理结果更加精确。

参照图3、图4，具体地，单边沿信号处理模块包括：信号放大器、低通滤波器、可变增益信号放大器、带通滤波器、施密特比较器。双边沿信号处理模块包括：信号放大器、低通滤波器、可变增益信号放大器、带通滤波器、施密特比较器、反相器、下降沿施密特比较器。在本实施例中，信号处理模块500采取双边沿信号处理模块，电子雷管的电流经过信号放大器放大以后，一路进入带通滤波器再通过可变增益信号放大器进行增益，再通过反相器施密特比较器等，得到电子雷管回送的数据，另一路进入低通滤波器，再通过可变增益信号放大器进行增益得到电流信号。

一并参照图3至图5，在本申请的一些实施例中，信号处理模块500包括滤波放大单元510和施密特比较器520。其中，施密特比较器520包括：通用比较器U1、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，第六开关K6。第一电阻R1的第一端与通用比较器U1的反相端相连，第一电阻R2的第二端与滤波放大单元510相连；第二电阻R2的第一端与通用比较器U1的同相端相连，第二电阻R2的第二端与地线相连；第三电阻R3的第一端与电源正极相连；第六开关K6的第一端与第三电阻R3的第二端相连，第六开关K6的第二端与通用比较器U1的同相端相连，第六开关K6被配置为，当运行模式为数据接收模式时，第六开关K6打开，当运行模式为数据发送模式或总线采样模式时，第六开关K6闭合；第四电阻R4的第一端与电源正极相连，第四电阻R4的第二端与通用比较器U1的输出端相连；第五电阻R5的第一端与通用比较器U1的输出端相连，第五电阻R5的第二端与通用比较器U1的同相端相连。由于在静态电流下，带通滤波后输出接近为0，施密特比较器520的输入有可能处于两个翻转电平中间，施密特比较器520输出的状态不确定，加入电子开关后，第六开关K6在运行模式为数据发送模式或总线采样模式时闭合，把同相端的电压拉高，使施密特比较器520输出确定的高电平。当运行模式为数据接收模式时，打开第六开关K6。通过这样设置，使提取的结果更加准确。

需要说明的是，当信号处理模块500为双边沿信号处理模块时，施密特比较器设置有两个，其中，一个为下降沿施密特比较器，其电路连接图与图5中一致。

参照图1和图6，在本申请的一些实施例中，电流采样模块200包括稳压管D1、第六电阻R6和第七电阻R7，其中，稳压管D1的第一端与信号处理模块500相连，稳压管D1的第二端与地线相连，第六电阻R6的第一端与第二切换模块400相连，第六电阻R6的第二端与稳压管D1的第一端相连，第七电阻R7的第一端与第六电阻R6的第二段相连，第七电阻R7的第二端与地线相连。

通过设置稳压管D1，能够限制最大可输出电压，使在总线100短路的异常情况下，保护后续电路。

参照图1，在本申请的一些实施例中，第二切换模块400包括：单H桥电机驱动单元(图中未示出)。单H桥电机驱动单元与第一总线110、第二总线120相连，用于切换第一总线110和第二总线120电压的方向，以使第一总线110和第二总线120之间输出交替变化的差分电压信号。

本申请实施例的基于起爆器的数据收发电路还可以采取单H桥电机驱动单元实现电压方向的改变，以使第一总线110和第二总线120之间输出交替变化的差分电压信号。例如AT1124/9100。

第二方面，本申请提出一种电子雷管起爆器，包括第一方面实施例中任意一项的基于起爆器的数据收发电路。

本申请实施例的电子雷管起爆器，通过第二切换模块切换第一总线和第二总线电压的方向，以在第一总线和第二总线之间输出交替变化的差分电压信号，从而降低了电路中容抗和感抗对数据收发的影响，提高了通信的稳定性。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.基于起爆器的数据收发电路，应用于起爆器，所述起爆器以设定的运行模式运行，其特征在于，包括：

总线，包括：第一总线和第二总线；

电流采样模块；

第一切换模块，所述第一切换模块用于根据运行模式切换所述总线连接地线或电流采样模块；

第二切换模块，所述第二切换模块与第一总线、第二总线相连，用于根据所述运行模式切换所述第一总线和所述第二总线的电压的方向，以使所述第一总线和所述第二总线之间输出交替变化的差分电压信号。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述运行模式包括：数据发送模式、总线采样模式和数据接收模式；

所述运行模式为所述数据发送模式时，所述第一切换模块切换所述总线与地线连接；

所述运行模式为所述总线采样模式或所述数据接收模式时，所述第一切换模块切换所述总线与所述电流采样模块连接。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电流采样模块的第一端与所述第二切换模块相连，所述电流采样模块的第二端与地线相连，所述电流采样模块用于根据所述运行模式为总线采样模式时，采集所述总线的电流，以得到总线电流。

4.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：信号处理模块；

所述电流采样模块还用于根据所述运行模式为所述数据接收模式时，采集电子雷管的电流；

信号处理模块，所述信号处理模块与所述电流采样模块相连，用于提取所述电子雷管的电流，以得到所述电子雷管回送的数据。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述信号处理模块包括以下任意一种：

单边沿信号处理模块、双边沿信号处理模块。

6.根据权利要求4或5所述的电路，其特征在于，所述信号处理模块包括：

滤波放大单元；

施密特比较器，所述施密特比较器包括：

通用比较器；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述通用比较器的反相端相连，所述第一电阻的第二端与所述滤波放大单元相连；

第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述通用比较器的同相端相连，所述第二电阻的第二端与地线相连；

第三电阻，所述第三电阻的第一端与电源正极相连；

第六开关，所述第六开关的第一端与所述第三电阻的第二端相连，所述第六开关的第二端与所述通用比较器的同相端相连，所述第六开关被配置为，当所述运行模式为数据接收模式时，所述第六开关打开，当所述运行模式为所述数据发送模式或所述总线采样模式时，所述第六开关闭合；

第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述电源正极相连，所述第四电阻的第二端与所述通用比较器的输出端相连；

第五电阻，所述第五电阻的第一端与所述通用比较器的输出端相连，所述第五电阻的第二端与所述通用比较器的同相端相连。

7.根据权利要求4或5中任意一项所述的电路，其特征在于，所述电流采样模块包括：

稳压管，所述稳压管的第一端与所述信号处理模块相连，所述稳压管的第二端与地线相连；

第六电阻，所述第六电阻的第一端与所述第二切换模块相连，所述第六电阻的第二端与所述稳压管的第一端相连；

第七电阻，所述第七电阻的第一端与所述第六电阻的第二端相连，所述第七电阻的第二端与所述地线相连。

8.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一切换模块包括以下任意一种：

第一开关、继电器、晶体管、场效应管。

9.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第二切换模块包括：

第二开关，所述第二开关的第一端与输入端相连，所述第二开关的第二端与所述第一总线相连；

第三开关，所述第三开关的第一端与所述电流采样模块相连，所述第三开关的第二端与所述第一总线相连；

第四开关，所述第四开关的第一端与所述输入端相连，所述第四开关的第二端与所述第二总线相连；

第五开关，所述第五开关的第一端与所述电流采样模块相连，所述第五开关的第二端与所述第二总线相连。

10.一种电子雷管起爆器，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的基于起爆器的数据收发电路。

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