用于rs-485接口電路的自適應壓擺率調節電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于壓擺率調節電路領域，具體涉及一種用于RS-485接口電路的自適應壓 擺率調節電路。。
【背景技術】
[0002] RS-485總線通信技術由于其布線方式簡單，通信距離長，兼容有極性和無極性連 接等特點，目前在電表、水表、氣表以及工業控制領域廣泛使用。在組網通信時RS-485總線 上的從機通過檢測總線上的差分電壓來接收主機發送的信號。但由于應用環境復雜多變， 加之通信距離較長難以做到總線電阻的完美匹配，容易受到信號反射的影響。出于降低不 匹配的總線終端阻抗以及降低EMI，一般的解決辦法是設置固定的輸出端的信號壓擺率，但 降低到多少合適往往是一個難以準確設置的問題，因為不同通信速率限制了壓擺率的最低 值。壓擺率太低，難以達到要求的通信速率，而壓擺率太高又起不到降低EMI和降低反射的 效果;而且產品安裝完畢后，在不同的時間可能有不同的通信速率，固定的壓擺率難以滿足 所有通信速率的要求。
【發明內容】
[0003] 針對現有技術的不足，本發明公開了一種用于RS-485接口電路的自適應壓擺率調 節電路。
[0004] 本發明的技術方案如下：
[0005] -種用于RS-485接口電路的自適應壓擺率調節電路，包括調節電阻、大尺寸P型 M0S管和大尺寸N型M0S管;大尺寸P型M0S管的柵極和大尺寸N型M0S管的柵極相連接;大尺寸 P型M0S管的源極連接電源電壓;大尺寸N型M0S管的源極接地;大尺寸P型M0S管的漏極和大 尺寸N型M0S管的漏極相連接;所述調節電阻的第一端為信號輸入端，第二端連接在大尺寸P 型M0S管的柵極和大尺寸N型M0S管的柵極的公共端；大尺寸P型M0S管的漏極和大尺寸N型 M0S管的漏極的公共端作為信號輸出端;所述大尺寸P型M0S管和大尺寸N型M0S管的寬度為 1 OOOum ~1 cm，長度為 1 um ~1 Oum。
[0006]其進一步的技術方案為:所述大尺寸P型M0S管的寬長比為6000um/2um;所述大尺 寸N型M0S管的寬長比為3000um/2um。
[0007] 其進一步的技術方案為:還包括控制電路;控制電路包括依次串聯的電流源、第一 開關和第二開關;還包括電容，所述電容的第一端連接第一開關和第二開關的公共端，第二 端接地;還包括基準電路，所述基準電路輸出三個數值不同的基準電壓；還包括三個比較 器，三個比較器的正向輸入端都與電容的第一端相連接，負向輸入端依次連接三個基準電 壓基準電壓。
[0008] 本發明的有益技術效果是：
[0009] 本發明能夠檢測當前通信速率，并且在信號傳輸開始的短時間內即可自動設置對 應的壓擺率，做到在滿足通信速率的前提下，盡量降低壓擺率以減少EMI和信號反射。
【附圖說明】
[0010] 圖1是不帶壓擺率限制的數字信號和帶壓擺率限制的數字信號波形對比。
[0011] 圖2是自適應壓擺率調節電路示意圖。
[0012] 圖3是自適應壓擺率調節電路的控制電路原理圖。
[0013] 圖4是本發明的控制原理示意圖。
【具體實施方式】
[0014] 圖1是不帶壓擺率限制的數字信號和帶壓擺率限制的數字信號波形對比。在RS-485通信時，數字信號按照8位一個字節傳輸，在一個字節中，最小的脈沖寬度為l/f，f為通 信速率。RS-485典型通信速率為1Kbps到10Mbps之間。因此最小脈沖寬度為100ns到lms之 間。為避免信號失真，由壓擺率限制帶來的上升\下降時間tf不能超過信號周期T的1/3,如 表1所示，表1為信號不失真時通信速率與信號上升/下降時間的關系。
[0015]不帶壓擺率限制的數字信號上升/下降時間理論值為0,但是這會帶來嚴重的EMI 和信號反射，l〇〇ns~lus的信號上升/下降時間是可以優化的壓擺率范圍，信號上升/下降 時間超過3us則會造成開關損耗急劇上升。
[0016] 因此，在本發明中，壓擺率調整針對100Kbps、lMbps、10Mbps三檔進行調節，低于 100Kbps則采用100Kbps的壓擺率限制條件，高于10Mbps則不能再使用壓擺率限制。
[0017]表1信號不失真時通信速率與信號上升/下降時間的關系
[0019] 圖2是自適應壓擺率調節電路示意圖。如圖2所示，調節電路包括調節電阻Rs、大尺 寸P型M0S管PM0S1和大尺寸N型M0S管NM0S1。大尺寸P型M0S管PM0S1的柵極和大尺寸N型M0S 管NM0S1的柵極相連接。大尺寸P型M0S管PM0S1的源極連接電源電壓VDD，大尺寸N型M0S管的 的源極接地。大尺寸P型M0S管PM0S1的漏極和大尺寸N型M0S管匪0S1的漏極相連接。調節電 阻Rs的第一端為信號輸入端DI，第二端連接在大尺寸P型M0S管PM0S1的柵極和大尺寸N型 M0S管NM0S1的柵極的公共端。大尺寸P型M0S管PM0S1的漏極和大尺寸N型M0S管NM0S1的漏極 的公共端作為信號輸出端Output。
[0020] 大尺寸P型M0S管和大尺寸N型M0S管為幾何尺寸較大的M0S管，其寬度的幾何尺寸 的數量級范圍為l〇〇〇um~lcm，長度的幾何尺寸的數量級范圍為lum~10um。由于大尺寸P型 M0S管和大尺寸N型M0S管的幾何尺寸很大，因此柵極寄生電容很大，記柵極電容為Cs，又有 調節電阻Rs的存在，此RC電路的時間常數為Cs*Rs，則柵極信號的上升\下降速率受到此時 間常數的限制，因此信號輸出端Output處的輸出信號的上升\下降速率也同樣受到限制，并 且和時間常數成反比。由于驅動M0S管占用面積很大，且柵極電容數值固定，因此調整電阻 Rs就可以實現調節壓擺率的作用。
[0021] 由于柵極電容Cs與M0S管的幾何尺寸有關，在本發明中只需滿足，大尺寸P型M0S管 和大尺寸N型M0S管其寬度為lOOOum~lcm，長度為lum~10um即可。在本實施例中，大尺寸P 型M0S管的寬長比為6000um/2um;大尺寸N型M0S管的寬長比為3000um/2um。
[0022] 本發明還包括控制電路。圖3是自適應壓擺率調節電路的控制電路原理圖。控制電 路包括依次串聯的電流源II、第一開關SW1和第二開關SW2,還包括電容C1，所述電容C1的第 一端連接第一開關SW1和第二開關SW2的公共端，電容C1的第二端接地。還包括基準電路 Ref，基準電路Ref輸出三個基準電壓VT1、VT2、VT3。還包括三個比較器COMP 1、C0MP2、C0MP3， 三個