自动侦测装置的制作方法

本申请涉及一种用于rs485介面的自动侦测装置，尤其涉及一种解决rs485因使用保守的电阻设计值而造成过多的耗电问题。

背景技术：

按，rs485是隶属于osi模型物理层的电气特性规定为2线、半双工、平衡传输线多点通讯的标准，是由电信行业协会(tia)及电子工业联盟(eia)联合发布的标准。在恶劣的工业和楼宇自动化网路中，rs485介面是实现串口通信最常见的物理层介面，利用串行标准通过两根线提供差分信号，实现工业应用所需的远距离、高速率传输，故rs485信号传输标准提供的介面可承受恶劣环境。举例来说，在工业环境中常常会有干扰产生或是需要较长的传输距离时，就容易会因为噪声的干扰而使得接收到的信号错误，造成接收端的解读错误；因此，rs485能够解决噪声干扰的问题，也就是同时使用两条线(正、负)做接收或传送，在传送过程中如果有噪声干扰，其干扰为共模信号对rs485的差分信号影响不大，而且rs485传输距离可达1200公尺和高达10mbps的速率，因此工业环境需要使用rs485来做为传输介面已相当普及。由于rs485介面可挂接多个设备连接到同一条总在线，同一时间只会有一个装置负责传输。在传输闲置状态下，整个传输线则是靠装置的下拉(pulldown)电阻维持在接地准位。根据rs485的规格，正端-负端大于200mv为逻辑“1”；正端-负端小于-200mv为逻辑“0”。所以在传输闲置状态下接收端是处于不确定的状态(正端-负端＝0)。解决的方式则是在正端加入上拉电阻，负端加入下拉电阻。这些偏压电阻的设计是以已知的装置数目及已知的装置规格计算而来，不仅在使用上受到局限，也有可能因为保守的设计值而造成过多的耗电。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种自动侦测装置，以解决目前在传输闲置下电压信号的不确定性，必须内部设计电阻，但是电阻阻值固定无法调整而因此产生过大或过小的不匹配问题，不仅在使用上受到局限，甚至在实际运作过程也会产生耗电的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

提供了一种自动侦测装置，包括一信号传输介面单元、一比较单元、一第一调整单元、一第二调整单元以及一控制单元；比较单元电性连接信号传输介面单元，信号传输介面单元具有一第一信号端及一第二信号端，第一调整单元电性连接第一信号端，第二调整单元电性连接第二信号端，控制单元电性连接信号传输介面单元。第一信号端接收一第一电压信号，第二信号端接收一第二电压信号；比较单元比较第一电压信号及第二电压信号，并输出一电压信号值；控制单元根据所接收电压信号值以选择性控制第一调整单元及第二调整单元的运作，第一调整单元用以调整第一电压信号的偏压阻抗值，第二调整单元用以调整第二电压信号的偏压阻抗值。

本申请的有益效果可以在于：可以自动侦测接收到的电压信号值而相应调整到所需要预设电压值，让设备应用更加弹性且更省电。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：.

图1是本申请电路方块图；

图2是本申请的电路图；

图3是本申请的调整电阻值的电路图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

请参阅图1，其为本申请的电路方块图。自动侦测装置1包括信号传输介面单元10、比较单元12、第一调整单元14、第二调整单元16以及控制单元18；比较单元12电性连接信号传输介面单元10，信号传输介面单元10具有第一信号端102及第二信号端104，第一调整单元14电性连接第一信号端102，第二调整单元16电性连接第二信号端104，控制单元18电性连接第一调整单元14及第二调整单元16。经由第一信号端102接收第一电压信号以及第二信号端104接收第二电压信号之后，比较单元12比较第一电压信号及第二电压信号两者间的电压差，并输出电压信号值至控制单元18；控制单元18根据所接收到的电压信号值以选择性控制第一调整单元14及第二调整单元16的运作；其中，第一调整单元14用以调整第一电压信号的偏压阻抗值，第二调整单元16用以调整第二电压信号的偏压阻抗值。其中，控制单元18电性连接一数字控制器(图中未示)，将分电压信号值输出至数字控制器执行数字信号运算处理，数字控制器是属于后端挂载的设备。

为进一步说明自动调整电压值的方式，请同时参阅图2，为本申请的电路图。信号传输介面单元10包含接收器20及传送器22，接收器20与传送器22均为差分信号，两端点电性连接到第一信号端102及第二信号端104；第一调整单元14为电阻(ra)电性连接电源及第一信号端102；第二调整单元16为电阻(rb)电性连接电源及第二信号端104。在本实施例中，信号传输介面单元10以应用rs485介面为例说明，以第一信号端102与第二信号端104是用来传输数据，第一信号端102接收第一电压信号，第二信号端104接收第二电压信号，在电路图中是以a、b作为信号线的极性来定义逻辑状态1和0，也就是a作为第一电压信号的极性(正)，b作为第二电压信号的极性(负)。比较单元12接收第一电压信号及第二电压信号后进行比较，值得注意的是，差分信号大于或等于200mv才能有效的被接收端判定为逻辑状态1和0，因此以200mv为比较值的预设电压值为例说明，当a的第一电压信号与b的第二电压信号两者间(a-b)的电压信号值是大于或等于200mv时，则逻辑状态为1；反之，a的第一电压信号与b的第二电压信号两者间(a-b)的电压信号值是小于200mv时，则逻辑状态为0，并计算后输出电压信号值至控制单元18；控制单元18根据所接收到的电压信号值以选择性控制第一调整单元14及第二调整单元16的运作。详细来说，电压信号值的逻辑状态为1，则满足预设电压值，控制单元18会控制第一调整单元14及第二调整单元16停止运作；反之，电压信号值的逻辑状态为0，则控制单元18会控制第一调整单元14改变电阻(ra)以调整第一电压信号的偏压阻抗值，由比较单元12再次比较第一电压信号及第二电压信号的电压信号值的逻辑状态是否为1，若否，则控制第二调整单元16改变电阻(rb)以调整第二电压信号的偏压阻抗值，最后由比较单元12再次比较第一电压信号及第二电压信号的电压信号值的逻辑状态为1时，即停止调整运作。

其中，自动侦测装置1更包括一终端电阻24，并联于第一信号端102及第二信号端104之间，由于rs485介面可用于长达4000英尺的距离和高达10mbps的速率，因此，在第一信号端102及第二信号端104之间并联终端电阻24能够在处理高数据传输速率及长联机距离时，令所使用的信号线的阻抗产生阻抗匹配作用。当阻抗并不匹配时，在信号线上面所传送的信号可能不被负载(例如所挂载的设备)所完全吸收，于是有一部份的信号就反射回信号在线，而终端电阻24的作用就是使这些反射现象消除。当然，可视实际应用上的需求增设终端电阻24或是移除终端电阻24，例如根据传输线的长度以及所使用数据传输速度来决定是否使用终端电阻24的电路设计，在此，本发明不加以局限。

承接上述，进一步说明控制单元18如何选择性控制第一调整单元14及第二调整单元16的运作，以自动调整到所需的预设电压值，请同时参阅图3，其为本申请的调整电阻值的电路图。第一调整单元14及第二调整单元16分别包含有复数个电阻，每一个电阻为不同的电阻值，控制单元18根据电压信号值选择性控制此些电阻选择性开或关的运作。详细而言，第一调整单元14包含有五个不同电阻值的电阻r11(47kω)、r12(10kω)、r13(2.2kω)、r14(1kω)、r15(500ω)，第二调整单元16包含有五个不同电阻值的电阻r21(47kω)、r22(10kω)、r23(2.2kω)、r24(1kω)、r25(500ω)。当电压信号值的逻辑状态为1时，表示满足预设电压值200mv范围，因此控制单元18是控制第一调整单元14及第二调整单元16停止运作状态。当电压信号值的逻辑状态为0时，表示电压信号值低于200mv范围，此时，控制单元18会先控制第一调整单元14开启最大的电阻值r11(47kω)进行调整，经由比较单元12比较第一信号端102上的第一电压信号以及第二信号端104上的第二电压信号后，若电压信号值的逻辑状态为1时，表示满足预设电压值200mv范围，此时自动侦测装置1就会结束侦测。相反的，若电压信号值的逻辑状态为0时，则控制单元18会再控制第二调整单元16改变为最大的电阻值r21(47kω)进行调整，此时状态是两个电阻值r11(47kω)及电阻值r21(47kω)同时运作，比较单元12再次比较第一信号端102上的第一电压信号以及第二信号端104上的第二电压信号，若电压信号值的逻辑状态为1时，自动侦测装置1就会结束侦测。相反的，若电压信号值的逻辑状态为0时，则控制单元18会再控制第一调整单元14改变为次大的电阻值r12(10kω)进行调整，以此类推的调整方式，目的就是要让第一信号端102及第二信号端104两者之间的电压信号值维持在大于或等于200mv范围。在本实施中，可以视需求设计所需要的电阻数量或偏压方式(如电流源)，在此不加以局限，只要使用上述的可改变偏压的调整方式皆属于本专利保护范畴。

除了第一调整单元14及第二调整单元16中的复数个电阻可以设计为不同电阻值之外，当然也每一个电阻也可以设计为相同的电阻值，控制单元18根据电压信号值以利用一频率信号控制此些电阻选择性开或关的运作。控制单元18控制第一调整单元14及第二调整单元16中的此些电阻开或关方式可以视实际应用调整电路设计方式，举例来说，当侦测到电压信号值的逻辑状态为0时，控制单元18可以同时开启第一调整单元14及第二调整单元16中的最大电阻值的电阻运作，接着同时改变为次大的电阻值的电阻运作，直到电压信号值的逻辑状态为1，自动侦测装置1就会结束侦测。因此，控制单元18控制电阻值改变方式可以由最大到最小，直到电压信号值的逻辑状态为1或电阻值已到最小值为止。

综上所述，本申请利用自动侦测接收到的电压信号值而相应调整电阻值，以达到所需要预设电压值，让设备应用更加弹性且更省电，可以解决现有设备因内部设计的电阻值固定无法调整可能会产生过大或过小的不匹配问题，不仅在使用上受到局限，甚至在实际运作过程也会产生耗电的问题。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。