專利名稱：一種高效兩線制電源調制總線的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電子、電路領域。
背景技術：
利用一套電源線，同時傳輸電能和數字通訊信號，是非常高效的 電路設置方式。但目前，這種技術的應用還不是很廣泛，究其主要原 因，在于目前的技術有不少缺陷，主要在于抗干擾能力差、誤碼率高、 傳輸速率低。
參圖l所示，這兒展示了目前已有的總線載波解調電路的結構示 意圖。它包括有兩個總線采樣電阻，而比較器的正端接總線的釆樣電 壓，負端接經低通濾波器處理后的采樣電壓。
其中的低通濾波器的截止頻率很低，大量的信號，包括通信信號 和干擾信號等，都被過濾掉了 ，這使得負端的輸出的電壓值較為平穩， 不利于表達數據信息的本來狀態。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種高效兩線制電源調制總線，用以實 現強抗干擾能力、低誤碼率、高傳輸速率的電源與通信信號的同步傳 輸電路。
一種高效兩線制電源調制總線，它是這么實現的，該調制總線包 括用以提供電源及調制信號的兩條總線，其特征在于該調制總線還包
括
采樣電路，由設置在兩條總線之間的分壓電阻組成，下述的滯回 反饋電路和低通濾波電路的電壓采樣點均設置在所述的分壓電阻之 間；
滯回反饋電路，它由滯回量調整電阻和滯回^Jt電阻共同組成， 它的電壓采樣點設置在所述采樣電路的分壓電阻之間，輸出端與下述 的信號比較器的正端相連接，輸出端的電壓等于采樣電壓和滯回量電 壓之和；低通濾波電路，它由低通濾波電阻和^f氐通濾波電容共同組成，它 的電壓采樣點設置在所述釆樣電路的分壓電阻之間，其輸出端構成下
述信號比較器的負端輸入電壓；
信號比較器，它是用以接收滯回反饋電路輸入的電壓信號和低通 濾波電路輸入的電壓信號，進行電壓比較以實現信號輸出的器件。
進一步，前面所述的滯回反饋電阻遠大于兩個采樣電阻，以至于 反饋回的電流對滯回電路采樣點的電壓影響很小。 所述的滯回反饋電阻，其推薦值為4. 7MQ。 所述的高效兩線制電源調制總線中各器件的構成關系是
K3 —卩2-R2/ (Rl+R2) *△ (t)+ i 4/ (仏+i 5) * (K)w。-ri。 —R2/
(,)"(t))-嚴呵A(、。 其中，
V2是信號比較器負端輸入電壓，對應著低通濾波電路的電壓輸
入，
V3是信號比較器正端輸入電壓，對應著滯回反饋電路的電壓輸
入，
Ri是設置在所述采樣電路中的一個采樣電壓， R2是設置在所述釆樣電路中的另一個采樣電壓， R3是設置在所述低通濾波電路中的低通濾波電阻， R4是設置在所述滯回反饋電路中的滯回量調整電阻， Rs是設置在所述滯回反饋電路中的滯回反饋電阻， 。是設置在所述低通濾波電路中的低通濾波電容， V10是所述采樣電路中的初始電壓采樣值， V。ut。是所述的信號比較器中初始的信號輸出電平， △ (t)是所述總線的電壓變化，
前述公式中，當A(t)對應著干擾信號時，若t有解則干擾成功， 若t無解則干擾失敗，
當A (t)對應著數據信號時，若t有解且t<l/Baud rate,則傳 輸成功，若t無解則數據傳輸失敗。
5所述的高效兩線制電源調制總線，可與數據釆集模塊、監控功能 模塊、通信功能模塊相連接，作為相應模塊的數據通訊及電源供給結 構。
本實用新型的優點在于本實用新型利用輸入到信號比較器上的 滯回反饋電路，通過增加滯回反饋電壓，可實現滯回反饋電路的跟隨 效應，使得該電源總線在實現數據信號傳輸時，抗干擾能力更強、錯 碼率更低、信號傳輸速率更高。
以下結合附圖
對本實用新型進行更詳細的說明。 圖l是當前已有的兩線制電源調制總線的電路圖。 圖2是本實用新型所述的高效兩線制電源調制總線的電路圖。 圖3是本實用新型所述的高效兩線制電源調制總線的實現方法 的流程圖。
具體實施方式圖中的數字標號說明
IOO-高效兩線制電源調制總線；200-總線A， 210-總線B; 300-采樣電路，310-釆樣分壓電阻，320-電壓采樣點；400-滯回反饋電路， 410-滯回量調整電阻，420-滯回反饋電阻；500-低通濾波電路，510-低通濾波電阻，520-低通濾波電容；600-信號比較器。
參圖2所示，本實用新型所描述的一種高效兩線制電源調制總線 100，具有輸出傳輸速度快、誤碼率低等優點。它是這么實現的，該 調制總線包括用以提供電源及調制信號的兩條總線，作為舉例，可以 分別是總線A200和總線B210，而其中的調制信號來自于與總線相連 通的信號發送器。在本實用新型中，作為重要特征，該調制總線還包 括
采樣電路300，由設置在兩條總線之間的采樣分壓電阻310組成， 下述的滯回反饋電路400和低通濾波電路500的電壓采樣點320均設 置在所述的采樣分壓電阻310之間。其中的采樣分壓電阻310,用以在總線A200和總線B210之間提供適合下述的信號比較器600進行比 較的輸入電壓。作為典型的實施例，采樣分壓電阻310可設置兩個， 在附圖中，分別是分壓電阻！^和分壓電阻R2。電壓采樣點320設置 在分壓電阻^和分壓電阻R2之間。
滯回反饋電路400，它由滯回量調整電阻410和滯回反饋電阻420 共同組成，它的電壓采樣點320設置在所述釆樣電路300的采樣分壓 電阻310之間，輸出端與下述的信號比較器600正端相連接，其輸出 端的電壓等于采樣電壓和滯回量電壓之和；
低通濾波電路500，它由低通濾波電阻510和低通濾波電容520 共同組成，它的電壓采樣點320與同樣設置在所述采樣電路300的釆 樣分壓電阻310之間，其輸出端構成下述信號比較器600的負端輸入 電壓；
信號比較器600，它是用以接收滯回反饋電路400輸出端的電壓 信號和低通濾波電路500輸出端的電壓信號，進行電壓比較以實現信 號輸出的器件。
前面所述的滯回反饋電阻420遠大于兩個采樣電阻310,以至于 反饋回的電流對采樣點的電壓影響很小。這種情況下，滯回反饋電路 400所產生的跟隨電壓，能有效提高信號比較器600對干擾信號的抵 抗能力。
這兒所述的滯回反饋電阻420,作為典型實施例而非限定，推薦 值可取為4. 7MQ。
所述的總線電路之中，各器件之間的構成關系是
K-h-W (Rl+R2) *△ (t)+ / 4/U4+/ 5)*(F '0-KlO-W
A R3C1
其中的1是信號比較器600負端輸入電壓，對應著低通濾波電 路500的電壓輸入；
L是信號比較器600正端輸入電壓，對應著滯回反饋電路400的 電壓輸入，
R!是設置在所述采樣電路300中的一個采樣電壓；R2是設置在所述采樣電路300中的另一個采樣電壓； R3是設置在所述低通濾波電路500中的低通濾波電阻510; R4是設置在所述滯回反饋電路400中的滯回量調整電阻410; R5是設置在所述滯回反饋電路400中的滯回反饋電阻420; d是設置在所述低通濾波電路500中的低通濾波電容520; Vn)是所述釆樣電路300中的初始電壓采樣值； V』是所述的信號比較器中初始的信號輸出電平； △ (t)是所述總線的電壓變化；
前述公式中，當△ (t)對應著干擾信號時，若t有解則干擾成功， 若t無解則干擾失敗；
當△ (t)對應著數據信號時，若t有解且Kl/Baud rate，則傳 輸成功，若t無解則數據傳輸失敗。其中的Baud rate,指的是數據 傳輸的比特速率。
該總線高效兩線制電源調制總線100，應用極其廣泛。在典型的 實施例中，分別可與數據采集模塊、監控功能模塊、通信功能模塊中 的至少之一相連接，作為相應模塊的數據及電源的導通結構，來分別 實現數據采集功能、監控功能、通信功能等。本實用新型的優勢就在 于數據傳輸和電源傳輸可同時利用總線實現。
本實用新型所述的高效兩線制電源調制總線100，它有著自己獨 立的一套實現方法，具體說來，它是這么實現的，該方法包括如下步 驟
步驟l，利用信號發送器，將通信信號進行調制，并加載到總線上。
所述的信號發送器，是與總線A200相連通的信號發生結構，將 產生的信號以電壓信號的形式直接加載到總線上，與電源的電壓相疊 加。
步驟2，利用分壓電路從總線的采樣電路300之間獲得采樣電壓， 并將經低通濾波電路500處理過的電壓信號作為信號比較器600負端 的輸入信號，利用滯回反饋電路420將比較器反饋量的電壓信號疊加 于采樣電壓，作為信號比較器600的正端輸入。參圖2所示的實施例，低通濾波電路500所采集的電壓信號，為 信號比較器600的負輸入端，滯回反饋電路400所采集到的電壓信號， 為正輸入端。
步驟3，信號比較器600根據滯回反饋電路400和低通濾波電路 500兩者所輸入電壓信號，確定信號比較器600輸出電平。
這種情況下，由信號比較器600就直接實現數據信號輸出了 。 在本實用新型中，參圖2所示，信號比較器600輸出電平的翻轉 條件是
^3>廠2，若F30化20,
其中，Kio-W (Ri+R2) 表示K在0時刻的電平，
「30 = KlO + i 4 / (i 4 + i 5 ) * ( - FlO )，
K3-r2=R2/(Ri + R2)*A (t)+ W (i 4+i 5) * d。-F『W
1 R3Ci
進一步，所述步驟2中的低通濾波電路500和滯回反饋電路400， 是經由兩總線相連的采樣電阻之間來實現電壓采樣操作的。在圖2 所示的實施例中，具體的采樣點就設置在采樣電阻Ri和釆樣電阻R2 之間。
所述步驟2中的滯回反饋電路400中的滯回反饋電阻420，遠大 于所述的兩個總線之間的采樣電阻。這樣設置的目的在于，減小滯回 反饋電流對采樣電壓的影響。
所述的高效兩線制電源調制總線的實現方法，可在數據采集模 塊、監控功能模塊、通信功能模塊中，以前述的電平翻轉條件在實現 電源傳輸的基礎上實現數據信號的傳輸。
當然，這些應用均為舉例而非限定，原則上，只要是需要數據傳 輸與直流電源同步傳輸的總線結構，都可以應用本實用新型。
以上是對本實用新型的描述而非限制，基于本實用新型思想的其 它實施例，亦均在本實用新型的保護范圍之中。
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權利要求1.一種高效兩線制電源調制總線，它是這么實現的，該調制總線包括用以提供電源及調制信號的兩條總線，其特征在于該調制總線還包括采樣電路，由設置在兩條總線之間的分壓電阻組成，下述的滯回反饋電路和低通濾波電路的電壓采樣點均設置在所述的分壓電阻之間；滯回反饋電路，它由滯回量調整電阻和滯回反饋電阻共同組成，它的電壓采樣點設置在所述采樣電路的分壓電阻之間，輸出端與下述的信號比較器的正端相連接，輸出端的電壓等于采樣電壓和滯回量電壓之和；低通濾波電路，它由低通濾波電阻和低通濾波電容共同組成，它的電壓采樣點設置在所述采樣電路的分壓電阻之間，其輸出端構成下述信號比較器的負端輸入電壓；信號比較器，它是用以接收滯回反饋電路輸入的電壓信號和低通濾波電路輸入的電壓信號，進行電壓比較以實現信號輸出的器件。
2. 根據權利要求1所述的一種高效兩線制電源調制總線，其特征 在于所述的滯回反饋電阻遠大于兩個采樣電阻，以至于反饋回的電 流與對電路采樣點的電壓影響很小。
3. 根據權利要求1所述的一種高效兩線制電源調制總線，其特征 在于所述的滯回反饋電阻，其推薦值為4. 7MQ。
4. 根據權利要求1所述的一種高效兩線制電源調制總線，其特征 在于所述的高效兩線制電源調制總線中各器件的構成關系是<formula>formula see original document page 2</formula>其中，V2是信號比較器負端輸入電壓，對應著低通濾波電路的電壓輸入，V3是信號比較器正端輸入電壓，對應著滯回反饋電路的電壓輸入，Rt是設置在所述采樣電路中的一個采樣電壓，R2是設置在所述釆樣電路中的另 一個采樣電壓， R3是設置在所述低通濾波電路中的低通濾波電阻， R4是設置在所述滯回反饋電路中的滯回量調整電阻， R5是設置在所述滯回反饋電路中的滯回反饋電阻， d是設置在所述低通濾波電路中的低通濾波電容， V,。是所述采樣電路中的初始電壓采樣值， V。ut。是所述的信號比較器中初始的信號輸出電平， △ (t)是所述總線的電壓變化，前述公式中，當A(t)對應著干擾信號時，若t有解則干擾成功， 若t無解則干擾失敗，當A (t)對應著數據信號時，若t有解且t<l/Baud rate,則傳 輸成功，若t無解則數據傳輸失敗。
5.根據權利要求1所述的一種高效兩線制電源調制總線，其特征 在于所述的高效兩線制電源調制總線，可與數據采集模塊、監控功 能模塊、通信功能模塊相連接，作為相應模塊的數據通訊及電源供給 結構。
專利摘要本實用新型提供一種高效兩線制電源調制總線，屬于電子、電路領域。該調制總線包括用以提供電源及調制信號的兩條總線，還包括有采樣電路，滯回反饋電路，低通濾波電路，信號比較器。本實用新型利用輸入到信號比較器上的滯回反饋電路，通過增加滯回反饋電壓，可實現滯回反饋電路的跟隨效應，使得該電源總線在實現數據信號傳輸時，抗干擾能力更強、錯碼率更低、信號傳輸速率更高。
文檔編號H04B3/54GK201312308SQ200820156860
公開日2009年9月16日 申請日期2008年12月10日 優先權日2008年12月10日
發明者劉榮鑫, 奕 宋, 郭兆斌 申請人:上海復展電子科技有限公司