一种解调电路及控制系统的制作方法

本实用新型涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种解调电路及控制系统。

背景技术：

直流数字载波信号是一种采用直流电源线作为数字信号传输媒介的通信方式，直流数字载波信号具有传输距离远、节省电线以及布线成本等优点。因此，广泛应用于消防应急疏散指示系统、LED照明控制系统、防火监控系统、可燃系统监测系统、水电气暖四表抄控系统和传感器网络等领域。在上述领域中，通常需要采用解调电路将通过直流数字载波传输的二进制码元解析成微控制器可识别的二进制码元，但是现有的解调电路存在成电路复杂且本较高的问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种解调电路及控制系统。

本实用新型实施例提供一种解调电路，包括第一输入电路、第二输入电路、阻容充放电电路以及比较电路；

所述第一输入电路的一端与信号接收器连接、另一端与所述比较电路的第一输入端连接，所述第二输入电路的一端与所述信号接收器连接、另一端通过所述阻容充放电电路与所述比较电路的第二输入端连接，所述第一输入电路对所述信号接收器发送的待处理信号进行降压处理后得到第一信号并传输至所述比较电路的第一输入端，所述第二输入电路和阻容充放电电路对所述信号接收器发送的待处理信号进行降压以及充电或放电处理后得到第二信号并传输至所述比较电路的第二输入端，所述比较电路对所述第一信号和第二信号进行比较得到解调后的信号并通过该比较电路的输出端输出。

可选的，在上述解调电路中，所述比较电路包括比较器，所述比较器的同相输入端与所述第一输入电路连接、反相输入端与所述阻容充放电电路连接。

可选的，在上述解调电路中，所述比较电路还包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述比较器的输出端连接、另一端与电源连接。

可选的，在上述解调电路中，所述比较器的型号为LM393。

可选的，在上述解调电路中，所述第一输入电路包括第二电阻，所述第二电阻连接于所述信号接收器与所述比较电路的第一输入端之间。

可选的，在上述解调电路中，所述第二输入电路包括二极管，所述二极管的阳极与所述信号接收器连接、阴极与所述比较电路的第二输入端连接。

可选的，在上述解调电路中，所述第二输入电路还包括第三电阻，所述二极管的阴极通过所述第三电阻与所述比较电路的第二输入端连接。

可选的，在上述解调电路中，所述阻容充放电电路包括第四电阻和电容器，所述第四电阻的一端连接于所述第三电阻与所述比较电路的第二输入端之间、另一端接地，所述电容器的一端连接于所述第三电阻与所述比较电路的第二输入端之间、另一端接地。

可选的，在上述解调电路中，所述二极管的型号为IN4148，所述电容器的电容值为33pF。

本实用新型实施例还提供一种控制系统，包括控制器以及上述的解调电路，所述控制器与所述解调电路中的比较电路的输出端电连接。

本实用新型提供的一种解调电路及控制系统，通过第一输入电路、第二输入电路、阻容充放电电路以及比较电路的配合设置，以在采用解调控制电路进行信号解调时，所述第一输入电路对信号接收器发送的待处理信号进行降压处理后得到第一信号并传输至所述比较电路的第一输入端，所述第二输入电路和阻容充放电电路对所述信号接收器发送的待处理信号进行降压以及充电或放电处理后得到第二信号并传输至所述比较电路的第二输入端，所述比较电路对所述第一信号和第二信号进行比较得到解调后的信号并通过该比较电路的输出端输出，有效缓解了现有技术中存在的电路复杂以及成本过高的问题。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例提供的一种解调电路的应用框图。

图2示出了本实用新型实施例提供的一种解调电路的电路原理图。

图3示出了本实用新型实施例提供的一种解调电路的另一电路原理图。

图4示出了本实用新型实施例提供的一种解调电路处理过程中的信号波形图。

图标：100-解调电路；110-第一输入电路；120-第二输入电路；130-阻容充放电电路；140-比较电路；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；A-比较器；D-二极管；C-电容器；200-控制器；300-信号接收器。

具体实施方式

发明人经研究发现，直流数字载波信号解调电路的关键点在于如何从较高的直流总线上提取二进制码元并将其转换至与控制器供电电压Vcc一致的二进制码元，即，从高共模电压中将表示有效二进制码元的差模信号进行提取。在采用集成差分放大器共模电压抑制以将差模信号放大至合适的电平；或者在采用运算放大器构建差分放大电路以进行共模电压抑制将差模信号放大至合适的电平时，都存在电路结构复杂的问题，即上述电路都需要差分放大器或者多个运算放大器，因此存在成本过高的问题。此外，当采用运算放大器进行处理时，需要用到双电源进行供电，因此也会增加系统的复杂性，进而造成成本增加的问题。因此，提供一种能够有效避免上述存在的电路结构复杂且成本过高的解调电路是亟待解决的技术问题。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供一种解调电路100，解调电路100用于将待处理信号(直流数字载波传输码元)解析成控制器200可识别的二进制码元，且该解调电路100的电路结构简单，从而能够有效节约成本。

在本实施例中，所述解调电路100包括第一输入电路110、第二输入电路120、阻容充放电电路130以及比较电路140。

其中，所述第一输入电路110的一端与信号接收器300连接、另一端与所述比较电路140的第一输入端连接，所述第二输入电路120的一端与所述信号接收器300连接、另一端通过所述阻容充放电电路130与所述比较电路140的第二输入端连接。

在采用所述解调电路100对所述信号接收器300发送待处理信号进行处理时，所述第一输入电路110对所述信号接收器300发送的待处理信号进行处理后降压得到第一信号并传输至所述比较电路140的第一输入端，所述第二输入电路120和阻容充放电电路130对所述信号接收器300发送的待处理信号进行充电或放电处理后得到第二信号并传输至所述比较电路140的第二输入端，所述比较电路140对所述第一信号和第二信号进行比较得到解调后的信号并通过该比较电路140的输出端输出。

通过上述设置，有效避免了在对待处理信号(直流数字载波信号)进行解调过程中，需要采用差分放大器或多个运算放大器造成的电路结构复杂，且成本过高的问题。

所述信号接收器300可以是直流电源线，也可以是直流总线电源，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可。

通常情况下，所述信号接收器300输出的待处理信号(直流数字载波信号)的电压幅值较高，因此，在本实施例中，所述第一输入电路110和第二输入电路120可以包括电阻、二极管和/或三极管等，用于对所述直流数字载波信号进行降压处理，且电阻的数量可以是一个，也可以是多个，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可。可以理解，当该第一输入电路110和第二输入电路120中包括的电阻为多个时，各所述电阻的阻值大小可以是相同的，也可以是不同的，且各所述电阻可以串联，也可以并联，根据所述待处理信号的幅值及实际需求进行设置即可。

请结合图2，在本实施例中，所述第一输入电路110包括第二电阻R2，所述第二电阻R2连接于所述信号接收器300与所述比较电路140的第一输入端之间。

所述第二电阻R2的阻值大小可以是任意的，可以是，但不限于100欧姆、300欧姆、500欧姆或600欧姆。可选的，在本实施例中，所述第二电阻R2的大小为472欧姆。

在本实施例中，所述第二输入电路120包括二极管D，所述二极管D的阳极与所述信号接收器300连接、阴极与所述比较电路140的第二输入端连接。

其中，所述二极管D的数量可以是一个也可以是多个，在本实施例中，所述二极管D的数量为一个，通过设置所述二极管D，以用于产生约0.7V的压降。所述二极管D的型号可以是，但不限于SMBJ15CA-TP、1N4001-1N4007、IN4148或IN5817等。

可选的，在本实施例中，所述二极管D的型号为IN4148。

可以理解，所述第二输入电路120也可以采用其他的方式产生压降，例如，采用三极管、场效应管或电阻产生压降，在此不作具体限定。

在本实施例中，所述第二输入电路120还包括第三电阻R3，所述二极管D的阴极通过所述第三电阻R3与所述比较电路140的第二输入端连接。

其中，所述第三电阻R3的阻值可以是，但不限于100欧姆、300欧姆、500欧姆或600欧姆。所述第三电阻R3的阻值与所述第二电阻R2的阻值可以是相同的，也可以是不同的。在本实施例中，所述第三电阻R3的阻值与所述第二电阻R2的阻值相同，且为472欧姆。

在本实施例中，所述阻容充放电电路130可以包括第四电阻R4和电容器C，所述第四电阻R4的一端连接于所述第三电阻R3与所述比较电路140的第二输入端之间、另一端接地，所述电容器C的一端连接于所述第三电阻R3与所述比较电路140的第二输入端之间、另一端接地。

通过设置所述阻容充放电电路130，以在所述第一输入电路110通过所述阻容充放电电路130向所述比较电路140的第二输入端输入待处理信号时，当待处理信号由高电平信号切换至低电平信号时，由于所述电容器C的放电效果，使得经阻容充放电电路130输出的第二信号的波形呈现指数规律缓慢下降，当待处理信号由低电平切换至高电平时，波形呈现指数规律缓慢上升。

所述电容器C的电容值可以是，但不限于10pF、20pF或50pF，根据实际需求进行设置即可，在本实施例中，所述电容器C的电容值为33pF。

所述第四电阻R4的阻值可以是，但不限于50欧姆、100欧姆、200欧姆或者400欧姆，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可。

请结合图3，在本实施例中，所述比较电路140包括比较器A，所述比较器A的同相输入端与所述第一输入电路110连接、反相输入端与所述阻容充放电电路130连接。

在本实施例中，所述比较电路140还包括第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端与所述比较器A的输出端连接、另一端与电源连接。

其中，所述电源的电压可以是，但不限于5伏、10伏或12伏，在此不作具体限定，根据实际需求及控制器200的工作电压进行设置即可。

所述第一电阻R1的阻值可以是，但不限于10欧姆、50欧姆或100欧姆，在本实施例中，所述第一电阻R1的阻值为100欧姆。

请参阅图4，在本实施例中，以信号接收器300输出的待处理信号的波形为SignAl-In，且当待处理信号的波形数字为1时，载波信号的幅值为Vbus1，且Vbus1＝36V，当待处理信号的波形数字为0时，载波信号的幅值为Vbus0，且Vbus0＝18V，电源提供的电压为VCC为例进行说明。在稳态下，由于而二极管D的导通压降为VD，即图3中A点的电压为Vbus1-VD，载波信号由1切换至0时，信号幅值下降为Vbus0；此时，A点由于电容器C的放电效果，其波形呈现指数规律缓慢下降，载波信号由0切换至1时，信号幅值上升为Vbus1；此时，A点由于电容器C的充电效果，其波形呈现指数规律缓慢上升；A点的信号为输入至比较器A的反相输入端的第二信号，b点的信号为输入值比较器A的同相输入端的第一信号，比较器A的输出端输出的电平信号的电压值在电源的作用下被上拉至控制器200的进行信号处理时所需的电平Vcc，此时比较电路140的输出端输出0-Vcc电平，以完成直流数字载波信号(待处理信号)的解调并得到解调后的信号且解调后的信号的波形为Signal-Out。

通过上述电路原理图及其描述可知，本申请采用的解调电路100的电路结构简单，仅使用单个比较器A及少量的周边阻容，成本极低；在实现将直流数字载波信号(待处理信号)解调至控制器200所处理的电平信号时，只需要将比较器A输出上拉至控制器200所需的电平即可，此外，本申请用到的元器件较少，且可靠性高。

在上述基础上，本实用新型还提供一种控制系统，所述控制系统包括控制器200以及上述的解调电路100，所述控制器200与所述解调电路100中的比较电路140的输出端连接。

在本实施例中，所述控制系统可以是，但不限于防应急疏散指示系统、LED照明控制系统、防火监控系统、可燃系统监测系统或水电气暖四表抄控系统等。

由于所述控制系统包括所述解调电路100，因此所述控制系统具有所述解调电路100相同或相应的特征，在此不做一一赘述。

综上，本实用新型实施例提供的一种解调电路100及控制系统，解调电路100包括第一输入电路110、第二输入电路120、阻容充放电电路130以及比较电路140，第一输入电路110的一端与信号接收器300连接、另一端与比较电路140的第一输入端连接，第二输入电路120的一端与信号接收器300连接、另一端通过阻容充放电电路130与比较电路140的第二输入端连接。在采用上述的解调电路100对待处理信号进行处理时，第一输入电路110对待处理信号进行降压处理后得到第一信号，第二输入电路120和阻容充放电电路130对待处理信号进行降压以及充电或放电处理后得到第二信号，比较电路140对第一信号和第二信号进行比较得到解调后的信号并通过比较电路140的输出端输出。通过上述设置有效避免了在对直流数字载波信号进行解调过程中，需要采用差分放大器或多个运算放大器造成的电路结构复杂，且成本过高的问题。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型实施例的功能可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的现有程序代码或算法来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型的功能实现不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。