本发明涉及仪表总线领域，具体的一种mbus主机接收电路。
背景技术：
mbus是一种主从结构的总线，可以远程供电，采用普通双绞线连接任意总线拓扑结构，传输距离远，传输速率高，通信协议可以自行开发，灵活性好，布线方便简单、系统管理容易，因此广泛应用于抄表行业。
图3是mbus总线连接图，通信系统分为从机和主机，从机1、从机2……从站n并接到总线上。
mbus总线是一种半双工通信总线，采用两线制。主机与mbus发送总线间包含主机发送电路、主机与mbus接收总线间包含主机接收电路、从机与mbus发送总线包含从机发送电路，从机与mbus接收总线间包含从机接收电路。
mubus主机接收电路接收从机发送给主机的数据，mbus从机到主机发送的数据码流是一种电流脉冲序列，逻辑1对应的最大电流可达到1.3～1.5ma的稳态电流，逻辑0对应的电流是在逻辑1对应的稳态电流的基础上增加11～20ma。
现有的mbus主机接收电路通常具有采集模块输出功率较大，从机容量少，通常只支持150个左右，从机数量变动需要重新调试整个总线的缺点，使得现场的维护工作复杂。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种：结构简单、负载从机数量高，成本低、从机数量变动的情况下可以自适应，无线现场调试，动态平衡的mbus主机接收电路。
本发明所采用的技术方案是：
一种mbus主机接收电路，用于主机接收mbus总线上从机发送的电流信号，其特征在于，包括信号采集模块、信号放大模块和信号判定模块；
所述信号采集模块的输入端采集所述mbus总线上所述从机发送的电流信号，所述信号采集模块的输出端连接所述信号放大模块的输入端，所述信号放大模块的输出端连接所述信号判定模块的输入端，所述信号判定模块的输出端作为所述mbus主机接收电路的输出端。
优选的，所述信号采集模块包括第一电阻、第一稳压管、第二稳压管、第五电阻和第六电阻；
所述第一电阻连接在所述主机和所述从机之间的mbus总线上，所述第一电阻的一端与所示第一稳压管的阴极连接，所述稳压管的阳极与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端接地，所述第一电阻的另一端与第二稳压管的阴极连接，所述第二稳压管的阳极与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端接地。
优选的，所述信号放大模块包括第二电阻、第四电阻、第七电阻和第一运算放大器，所述第二电阻的一端与所述第二稳压管和第六电阻的中间节点连接，所述第二电阻的另一端与所述第一运算放大器的同相输入端连接，所述第四电阻的一端与所述第一稳压管和第五电阻的中间节点连接，所述第四电阻的另一端与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第七电阻的一端与所述第四电阻和第一运算放大器反相输入端的中间节点连接，所述第七电阻的另一端与所述反相放大器的输出端连接，所述第一反相放大器的输出端作为所述信号放大模块的输出端。
优选的，所述信号放大模块还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述第四电阻和第七电阻的中间节点连接，所述第二电容的另一端与所述第一运算放大器的输出端连接。
优选的，其特征在于，所述信号判定模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一电容和第一比较器，所述第一比较器的正脚与所述信号放大模块的输出端连接，所述第一比较器的负脚接地。所述第一二极管的正极连接所述信号放大模块的输出端，所述第一二极管的负极连接所述第一比较器的负脚，所述第二二极管的负极连接所述信号放大模块的输出端，所述第二二极管的正极连接所述第一比较器的负脚，所述第三二极管的正极连接所述信号放大模块的输出端，所述第三二极管的负极连接所述第一比较器的负脚，所述第一电容的一端与所述第一二极管的负极连接，所述第一电容的另一端接地，所述第一比较器的输出端作为所述信号判定模块的输出端。
优选的，所述信号判定模块还包括第八电阻，所述第八电阻的一端与第一二极管的负极连接，所述第八电阻的另一端接地。
优选的，所述信号判定模块还包括第三电阻，所述第三电阻一端连接所述第一比较器的输出端，所述第三电阻的另一端连接5v的直流电源。
本发明的有益效果是：通过信号采集模块中一个低阻值的电阻采集从机电流信号，并通过信号放大模块放大信号，极大降低了mbus总线的信号采集模块的功率，在mbus总输出功率不变的条件下提高了总线负载从机的能力，通过信号判定模块的第三二极管和第一电容和第一比较器的结构可动态的适应从机数量变化而导致的总线电流变化，无需专门调试，本发明结构简单，成本低，可广泛应用于仪器仪表领域。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是本发明一具体实施例的结构原理框图；
图2是本发明一具体实施例的电路原理图；
图3是mbus总站连接图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1和图2所示，一种mbus主机接收电路，用于主机接收mbus总线上从机发送的电流信号，其特征在于，包括信号采集模块1、信号放大模块2和信号判定模块3；
所述信号采集模块1的输入端采集所述mbus总线上所述从机发送的电流信号，所述信号采集模块1的输出端连接所述信号放大模块2的输入端，所述信号放大模块2的输出端连接所述信号判定模块3的输入端，所述信号判定模块3的输出端作为所述mbus主机接收电路的输出端。
如图2所示，优选的，所述信号采集模块1包括第一电阻r1、第一稳压管z1、第二稳压管z2、第五电阻r5和第六电阻r6；
所述第一电阻r1连接在所述主机和所述从机之间的mbus总线上，所述第一电阻r1的一端与所示第一稳压管z1的阴极连接，所述稳压管z2的阳极与所述第五电阻r5的一端连接，所述第五电阻r5的另一端接地，所述第一电阻r1的另一端与第二稳压管z2的阴极连接，所述第二稳压管z2的阳极与所述第六电阻r6的一端连接，所述第六电阻r6的另一端接地。
优选的，所述信号放大模块2包括第二电阻r2、第四电阻r4、第七电阻r7和第一运算放大器u3a，所述第二电阻r2的一端与所述第二稳压管z2和第六电阻r6的中间节点连接，所述第二电阻r2的另一端与所述第一运算放大器u3a的同相输入端连接，所述第四电阻r4的一端与所述第一稳压管z1和第五电阻r5的中间节点连接，所述第四电阻r4的另一端与所述第一运算放大器u3a的反相输入端连接，所述第七电阻r7的一端与所述第四电阻r4和第一运算放大器u3a反相输入端的中间节点连接，所述第七电阻r7的另一端与所述反相放大器u3a的输出端连接，所述第一反相放大器u3a的输出端作为所述信号放大模块2的输出端。
优选的，所述信号放大模块2还包括第二电容c2，所述第二电容c2的一端与所述第四电阻r4和第七电阻r7的中间节点连接，所述第二电容c2的另一端与所述第一运算放大器u3a的输出端连接。
优选的，其特征在于，所述信号判定模块包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第一电容c1和第一比较器u4a，所述第一比较器u4a的正脚与所述信号放大模块2的输出端连接，所述第一比较器u4a的负脚接地。所述第一二极管d1的正极连接所述信号放大模块2的输出端，所述第一二极管d1的负极连接所述第一比较器u4a的负脚，所述二二极管d2的负极连接所述信号放大模块2的输出端，所述第二二极管d2的正极连接所述第一比较器u4a的负脚，所述第三二极管d3的正极连接所述信号放大模块2的输出端，所述第三二极管d3的负极连接所述第一比较器u4a的负脚，所述第一电容c1的一端与所述第一二极管d1的负极连接，所述第一电容c1的另一端接地，所述第一比较器u4a的输出端作为所述信号判定模块的输出端。
优选的，所述信号判定模块3还包括第八电阻r8，所述第八电阻r8的一端与第一二极管d1的负极连接，所述第八电阻r8的另一端接地。
优选的，所述信号判定模块3还包括第三电阻r3，所述第三电阻r3一端连接所述第一比较器u4a的输出端，所述第三电阻r3的另一端连接5v的直流电源。
具体的，在本发明的一个实施例中，如图2所示，t1为从机第一信号发送端，t2为第二信号发送端，ta为主机信号接收端，t1和t2在主机和从机之间，t1中的电流为从机1～n的总电流，总线电压为30v，mbus总线上共连接450个从机，根据mbus协议，mbus主线上同时只有一个从机发送信号，当从机发送逻辑1时从机发送电流为1.3ma，当从机发送逻辑0时，发送的电流增加20ma，第一稳压管z1和第二稳压管z2均为3.3v稳压管，第五电阻和第六电阻均为10kω，第二电阻和第四电阻均为1kω，第七电阻为30kω，第一电阻为1.2ω，本实施例由于采用低阻值采样电阻(第一电阻)，输出功率比现有的主机接收电路低得多，使得在mbus总线在输出功率不变的情况下，可以外接更多的从机。
第一运算放大器u3a、第二电阻r2、第四电阻r4和第七电阻r7构成差分运算放大电路；
电压放大倍数a＝第七电阻r7的阻值÷第四电阻r4的阻值＝30kω÷1kω＝30；
第一运算放大器u3a的输出电压＝第五电阻r5两端的电压-(第五电阻r5两端的电压-第六电阻r6两端的电压)×a---------式(1)；
其中，
第五电阻r5两端的电压＝总线电压-第一稳压管z1两端的电压＝30v-3.3v＝26.7v；
第六电阻r6两端的电压＝总线电压-第一电阻r1两端的电压-第二稳压管z2两端的电压；
其中，第一电阻r1两端的电压＝第一电阻r1的阻值×第一电阻r1两端的电流；
当mbus线路上传输为1时，第一电阻r1两端的电流＝450×1.3ma＝0.585a(从机电流之和，第二稳压管上的电流的影响可忽略)；
因此第六电阻两端的电压＝30v-0.585a×1.2ω-3.3v＝25.998v；
带入式(1)，第一运算放大器u3a的输出电压＝26.7v-(26.7v-25.998v)×30＝5.64v-----------式(2)；
当mbus线路上传输为0时,第一电阻r1两端的电流＝450×1.3ma+20ma＝0.605a，第六电阻r6两端的电压＝30v-0.605a×1.2ω-3.3v＝25.978v,带入式(1)
第一运算放大器u3a的输出电压＝26.7v-(26.7v-25.978v)×30＝5.06v----------式(3)；
第一二极管d1和第二二极管d2可以选择型号1n4148型二极管或者1n4007型二极管，两端正向压降为0.6v。
第三二极管可以选择bat41型二极管，两端正向压降为0.4v。
初始时，mbus线路上传输为1，由式(2)可知，第一运算放大器u3a的输出电压为5.64v，第一比较器u4a正脚的输入电压为5.64v，第一比较器u4a负脚的输入电压经过第三二极管分压(0.4v)后，为5.24v，第一电容c1被充电，第一电容两端的电压也5.24v，所以第一比较器u4a输出端为高电平，mbus接收电路输出为高电平。
当mbus线路上传输为0时，由式(3)可知，第一运算放大器u3a的输出电压为5.06v，第一比较器u4a正脚的输入电压为5.06v，第三二极管的正极的电压为5.06v，第三二极管d3的负极的电压为第一电容c1两端的电压为5.24v，因此，第三二极管d3截止，第一比较器负脚的电压为第一电容c1两端的电压为5.24v，第一比较器的正脚输入电压小于负脚输入电压，第一比较器输出端输出低电平，mbus接收电路输出为低电平。
当总线上的从机数量变化到从450个变化到300个时，开始时，mbus上传输为1，进行传输自适应，第一电阻两端的电流＝300×1.3ma＝0.39a(从机电流之和，第二稳压管上的电流的影响可忽略)；
第六电阻两端的电压＝30v-0.39a×1.2ω-3.3v＝26.232v；
带入式(1)，第一运算放大器u3a的输出电压＝26.7v-(26.7v-26.232v)×30＝12.66v；
此时，由于负载变化前第一电容c1两端电压为5.06v，第一运算放大器输出电压为12.66v，因此第三二极管导通，第一电容c1充电，充电完成后，第一电容c1电压为12.24v，第一比较器u4a正脚的输入电压为12.66v，第一比较器u4a负脚的输入电压为12.24v，因此第一比较器u4a输出端为高电平，mbus接收电路输出为高电平。
当mbus线路上传输为0时,第一电阻r1两端的电流＝300×1.3ma+20ma＝0.41a，第六电阻r6两端的电压＝30v-0.41a×1.2ω-3.3v＝26.208v,带入式(1)
第一运算放大器u3a的输出电压＝26.7v-(26.7v-26.208v)×30＝11.94v----------式(4)；
mbus线路上开始传输信号0时，由式(4)可知，第一运算放大器u3a的输出电压为11.94v，第一比较器u4a正脚的输入电压为11.94v，第三二极管的正极的电压为11.94v，第三二极管d3的负极的电压为第一电容c1两端的电压为12.24v(即总线上从机数量为300个时的，信号传输为1时的电压)，因此，第三二极管d3截止，第一比较器负脚的电压为第一电容c1两端的电压为12.24v，第一比较器的正脚输入电压为11.94v小于负脚输入电压，第一比较器输出端输出低电平，mbus接收电路输出为低电平。
因此，当mbus上总线的从机变化时，本发明mbus主机接收电路可自动适应从机数量变化产生的电流和电压的变化，无需现场调试。
本发明通过减少信号采集模块的阻值，降低信号采集模块的功率，从而在总线输出电压不变的情况下，增加总线的负载能力，提高了总线负载从机的数量。
通过信号判定模块中第三二极管的和第一电容的结构，使得总线上从机数量变化时，信号放大模块输出电压相应变化，经第三二极管分压，第一电容电压保持上一次的传输电压，总线上的信号在下一次传输时，即可实现动态平衡，无需现场调试。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。