用于rs-485接口电路的自适应压摆率调节电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于压摆率调节电路领域，具体涉及一种用于RS-485接口电路的自适应压 摆率调节电路。。
【背景技术】
[0002] RS-485总线通信技术由于其布线方式简单，通信距离长，兼容有极性和无极性连 接等特点，目前在电表、水表、气表以及工业控制领域广泛使用。在组网通信时RS-485总线 上的从机通过检测总线上的差分电压来接收主机发送的信号。但由于应用环境复杂多变， 加之通信距离较长难以做到总线电阻的完美匹配，容易受到信号反射的影响。出于降低不 匹配的总线终端阻抗以及降低EMI，一般的解决办法是设置固定的输出端的信号压摆率，但 降低到多少合适往往是一个难以准确设置的问题，因为不同通信速率限制了压摆率的最低 值。压摆率太低，难以达到要求的通信速率，而压摆率太高又起不到降低EMI和降低反射的 效果;而且产品安装完毕后，在不同的时间可能有不同的通信速率，固定的压摆率难以满足 所有通信速率的要求。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明公开了一种用于RS-485接口电路的自适应压摆率调 节电路。
[0004] 本发明的技术方案如下：
[0005] -种用于RS-485接口电路的自适应压摆率调节电路，包括调节电阻、大尺寸P型 M0S管和大尺寸N型M0S管;大尺寸P型M0S管的栅极和大尺寸N型M0S管的栅极相连接;大尺寸 P型M0S管的源极连接电源电压;大尺寸N型M0S管的源极接地;大尺寸P型M0S管的漏极和大 尺寸N型M0S管的漏极相连接;所述调节电阻的第一端为信号输入端，第二端连接在大尺寸P 型M0S管的栅极和大尺寸N型M0S管的栅极的公共端；大尺寸P型M0S管的漏极和大尺寸N型 M0S管的漏极的公共端作为信号输出端;所述大尺寸P型M0S管和大尺寸N型M0S管的宽度为 1 OOOum ~1 cm，长度为 1 um ~1 Oum。
[0006]其进一步的技术方案为:所述大尺寸P型M0S管的宽长比为6000um/2um;所述大尺 寸N型M0S管的宽长比为3000um/2um。
[0007] 其进一步的技术方案为:还包括控制电路;控制电路包括依次串联的电流源、第一 开关和第二开关;还包括电容，所述电容的第一端连接第一开关和第二开关的公共端，第二 端接地;还包括基准电路，所述基准电路输出三个数值不同的基准电压；还包括三个比较 器，三个比较器的正向输入端都与电容的第一端相连接，负向输入端依次连接三个基准电 压基准电压。
[0008] 本发明的有益技术效果是：
[0009] 本发明能够检测当前通信速率，并且在信号传输开始的短时间内即可自动设置对 应的压摆率，做到在满足通信速率的前提下，尽量降低压摆率以减少EMI和信号反射。
【附图说明】
[0010] 图1是不带压摆率限制的数字信号和带压摆率限制的数字信号波形对比。
[0011] 图2是自适应压摆率调节电路示意图。
[0012] 图3是自适应压摆率调节电路的控制电路原理图。
[0013] 图4是本发明的控制原理示意图。
【具体实施方式】
[0014] 图1是不带压摆率限制的数字信号和带压摆率限制的数字信号波形对比。在RS-485通信时，数字信号按照8位一个字节传输，在一个字节中，最小的脉冲宽度为l/f，f为通 信速率。RS-485典型通信速率为1Kbps到10Mbps之间。因此最小脉冲宽度为100ns到lms之 间。为避免信号失真，由压摆率限制带来的上升\下降时间tf不能超过信号周期T的1/3,如 表1所示，表1为信号不失真时通信速率与信号上升/下降时间的关系。
[0015]不带压摆率限制的数字信号上升/下降时间理论值为0,但是这会带来严重的EMI 和信号反射，l〇〇ns~lus的信号上升/下降时间是可以优化的压摆率范围，信号上升/下降 时间超过3us则会造成开关损耗急剧上升。
[0016] 因此，在本发明中，压摆率调整针对100Kbps、lMbps、10Mbps三档进行调节，低于 100Kbps则采用100Kbps的压摆率限制条件，高于10Mbps则不能再使用压摆率限制。
[0017]表1信号不失真时通信速率与信号上升/下降时间的关系
[0019] 图2是自适应压摆率调节电路示意图。如图2所示，调节电路包括调节电阻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的栅极和大尺寸N型M0S 管NM0S1的栅极相连接。大尺寸P型M0S管PM0S1的源极连接电源电压VDD，大尺寸N型M0S管的 的源极接地。大尺寸P型M0S管PM0S1的漏极和大尺寸N型M0S管匪0S1的漏极相连接。调节电 阻Rs的第一端为信号输入端DI，第二端连接在大尺寸P型M0S管PM0S1的栅极和大尺寸N型 M0S管NM0S1的栅极的公共端。大尺寸P型M0S管PM0S1的漏极和大尺寸N型M0S管NM0S1的漏极 的公共端作为信号输出端Output。
[0020] 大尺寸P型M0S管和大尺寸N型M0S管为几何尺寸较大的M0S管，其宽度的几何尺寸 的数量级范围为l〇〇〇um~lcm，长度的几何尺寸的数量级范围为lum~10um。由于大尺寸P型 M0S管和大尺寸N型M0S管的几何尺寸很大，因此栅极寄生电容很大，记栅极电容为Cs，又有 调节电阻Rs的存在，此RC电路的时间常数为Cs*Rs，则栅极信号的上升\下降速率受到此时 间常数的限制，因此信号输出端Output处的输出信号的上升\下降速率也同样受到限制，并 且和时间常数成反比。由于驱动M0S管占用面积很大，且栅极电容数值固定，因此调整电阻 Rs就可以实现调节压摆率的作用。
[0021] 由于栅极电容Cs与M0S管的几何尺寸有关，在本发明中只需满足，大尺寸P型M0S管 和大尺寸N型M0S管其宽度为lOOOum~lcm，长度为lum~10um即可。在本实施例中，大尺寸P 型M0S管的宽长比为6000um/2um;大尺寸N型M0S管的宽长比为3000um/2um。
[0022] 本发明还包括控制电路。图3是自适应压摆率调节电路的控制电路原理图。控制电 路包括依次串联的电流源II、第一开关SW1和第二开关SW2,还包括电容C1，所述电容C1的第 一端连接第一开关SW1和第二开关SW2的公共端，电容C1的第二端接地。还包括基准电路 Ref，基准电路Ref输出三个基准电压VT1、VT2、VT3。还包括三个比较器COMP 1、C0MP2、C0MP3， 三个