总线仪表不发送曼彻斯特电流数据时，第一运算放大器U2的输出端VC的电压值决定了静态电流值；当发送曼彻斯特电流数据时，VC电平不断间隔0V至3.3V，实线电流编码数据的传输；
[0045]当不采用4?20mA电流时，总线电流公式:
[0046]1= (3.3*R6/R8+VC*R6/R3)/R15
[0047]当采用4?20mA电流时，总线电流公式:
[0048]1= (3.3*R6/R8+VD*R6/R9)/R15
[0049]其中，调整VD电压值即可实现电流调整，其中VD电压值由单控制器1控制数模转换器2的输出值实现。
[0050]综上所述，本实用新型控制器1通过选择不同的通信方式，使用4?20mA电流环通信时，可以提高电流通信的抗干扰性能，在无干扰的情况下，使用曼彻斯特电流通信，增加了总线数据通信的兼容性。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0051]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，包括:连接电流生成电路的总线电源正极、总线电源负极以及连接所述电流生成电路输入端的控制器，所述电流生成电路用于根据该控制器传输的电流信号产生响应，其中，所述控制器的一个输出端通过数模转换器连接所述电流生成电路输入端，用于控制4?20mA电流环电流信号的启停；所述控制器的另一个输出端连接所述电流生成电路输入端，用于控制曼彻斯特电流ig号的启停。2.根据权利要求1所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，还包括曼彻斯特电路，所述曼彻斯特电路的输入端连接所述控制器的输出端，所述曼彻斯特电路的输出端连接所述电流生成电路的输入端。3.根据权利要求2所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，所述曼彻斯特电路包括控制开关、第一运算放大器、第一电阻至第五电阻和第一电容； 所述控制开关的使能端连接所述控制器的输出端，所述控制开关的第一输出端通过所述第一电阻连接所述第一运算放大器的负向输入端，所述控制开关的第二输出端连接所述第一运算放大器的正向输入端，且所述第四电阻和所述第五电阻串联分压连接所述第一运算放大器的正向输入端； 所述第一电容和所述第二电阻并联在所述第一运算放大器的负向输入端和输出端之间，第一运算放大器的输出端通过第三电阻连接所述电流生成电路的输入端。4.根据权利要求1所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，还包括电流环电路，所述电流环电路的输入端连接所述控制器的输出端，所述电流环电路的输出端连接所述电流生成电路的输入端。5.根据权利要求4所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，所述电流环电路包括数模转换器、电压基准芯片、第二运算放大器、第九电阻、第十电阻、第三电容和第四电容； 所述数模转换器的输入控制端连接所述控制器的输出端，所述数模转换器的基准端分别通过第三电容、第四电容依次连接所述电压基准芯片的输入端和输出端，所述电压基准芯片的接地端接地； 所述数模转换器的输出端通过所述第十电阻连接所述第二运算放大器的正向输入端，所述第二运算放大器的负向输入端连接其输出端，所述第二运算放大器的输出端通过第九电阻连接所述电流环电路的输入端。6.根据权利要求1所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，所述电流生成电路包括稳压子电路、控制子电路和解码子电路，所述控制子电路的输入端分别连接曼彻斯特电路的输入端和电流环电路的输入端，所述稳压子电路为所述解码子电路提供稳定电压。7.根据权利要求6所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，所述控制子电路包括第三运算放大器、三极管、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第十一电阻和第二电容；所述第三运算放大器的正向输入端通过所述第八电阻连接其正向使能端，所述第三运算放大器的正向使能端连接3.3V电压，所述第六电阻一端连接所述第三运算放大器的正向输入端，所述第三运算放大器的正向输入端分别连接所述曼彻斯特电路和所述电流环电路的输入端；所述第二电容连接在所述第三运算放大器的负向输入端与其输出端之间，所述第三运算放大器的负向输入端通过第十一电阻接地；所述第三运算放大器的输出端通过第七电阻连接所述三极管的基极。8.根据权利要求7所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，所述三极管的集电极连接第一二极管的正极，所述第一二极管的负极连接总线电源负极。9.根据权利要求7所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，所述解码子电路包括第十五电阻、第二二极管、第三二极管、第五电容和电解电容，所述第十五电阻的一端和所述控制子电路中三极管的发射极均接地，所述第十五电阻的另一端连接第六电阻的另一端，所述六电阻的另一端并联所述第五电容和所述电解电容，且所述电解电容的负极接地，所述第二二极管的负极和第三二极管的负极均接地，所述第二二极管的正极和第三二极管的正极均连接所述第六电阻的另一端。10.根据权利要求9所述的基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，其特征在于，所述稳压子电路包括型号为TL451集成芯片，第十二电阻至第十四电阻、第四二极管和第五二极管，所述集成芯片的正向输入端与其输出端之间连接有第十二电阻和第十三电阻，且所述第十二电阻和所述第十三电阻的之间连接3.6V电压，所述集成芯片的负向输入端与其输出端之间连接有第十四电阻，且所述十四电阻远离所述集成芯片输出端的一端接地，所述第四二极管的负极、所述第五二极管的负极和所述电解电容的正极均连接3.6V电压，所述第四二极管的正极和所述第五二极管的正极均连接总线电源负极。
【专利摘要】本实用新型适用于仪表仪器技术领域，特别是涉及一种基于电流环和曼彻斯特电流通信的现场总线仪表，包括：连接电流生成电路的总线电源正极、总线电源负极以及连接所述电流生成电路输入端的控制器，所述电流生成电路用于根据该控制器传输的电流信号产生响应，其中，所述控制器的一个输出端通过数模转换器连接所述电流生成电路输入端，用于控制4~20mA电流环电流信号的启停；所述控制器的另一个输出端连接所述电流生成电路输入端，用于控制曼彻斯特电流信号的启停。本现场总线仪表同时兼容电流环通信和曼彻斯特通信，可以根据其使用环境和电磁干扰选择合适的数据通信方式，提高了其信号传输的可靠性和抗干扰能力。
【IPC分类】G05B19/418
【公开号】CN205103638
【申请号】CN201520729153
【发明人】赵俊奎, 饶晓红, 张银建, 张仪
【申请人】重庆川仪自动化股份有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年9月18日