一种基于高速光耦的隔离接口电路的制作方法

本实用新型涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于高速光耦的隔离接口电路。

背景技术：

目前，设备间的数据通信电路一般采用异步传输接口专用芯片将异步传输标准电平与逻辑门电路电平相互转换，实现设备间的通信。

现有技术中，在电平转换过程中，由于没有隔离措施，设备之间的地线相通，存在同地的问题；且在复杂的电磁环境下，很容易因为电平差异或其他因素造成通讯不畅，甚至于损坏通讯电路。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中，电平转换过程中，在复杂的电磁环境下，因为电平差异或其他因素造成通讯不畅，甚至于损坏通讯电路的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于高速光耦的隔离接口电路，所述电路的一端与逻辑门电路连接，所述电路的另一端与异步传输接口连接；其特征在于，包括电源隔离子电路、光耦输出子电路和光耦输入子电路；

所述电源隔离子电路的输入端与所述逻辑门电路连接，所述电源隔离子电路的输出端与所述异步传输接口连接；

所述光耦输出子电路的阴极与所述逻辑门电路连接，所述光耦输出子电路的输出端与所述异步传输接口连接；

所述光耦输入子电路的阴极与所述异步传输接口连接，所述光耦输入子电路的输出端与所述异步传输接口连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采用电源隔离子电路对逻辑门电路传输的电流进行隔离转换，提供隔离电流给异步传输接口；通过光耦输出子电路和光耦输入子电路实现电路正负电平输出，从而解决现有技术中在复杂的电磁环境下，因为电平差异或其他因素造成通讯不畅甚至损坏通讯电路的问题，是的通讯双方实现电气隔离，从而避免了通讯双方相互之间的干扰，提高了系统的稳定性和可靠性；本实用新型电路简单，元件少，印制板占用空间少，成本低且传输速率高。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述电源隔离子电路包括直流斩波器。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述直流斩波器从逻辑门电路获取电压，通过隔离转换，为异步传输接口提供隔离电源。

进一步，所述光耦输出子电路包括高速光耦和第一电阻，所述第一电阻的输出端与所述高速光耦的阴极连接，所述光耦输出子电路包括的高速光耦为第一高速光耦。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述第一电阻为限流电阻，所述光耦输出子电路接收到所述逻辑门电路发送的低电平时，电流通过第一电阻，第一电阻进行限流，电流通过第一电阻到达所述第一高速光耦，所述第一高速光耦输出高电平。

进一步，所述光耦输入子电路包括高速光耦，所述光耦输入子电路包括的高速光耦为第二高速光耦。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述光耦输入子电路接收所述异步传输接口传输的高电平时，所述第二高速光耦输出低电平。

进一步，还包括偏置子电路，所述偏置子电路的一端与所述所述光耦输入子电路连接，所述偏置电路的另一端与所述异步传输接口连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：所述偏置子电路为所述异步传输接口提供偏置。

进一步，所述偏置子电路包括第三电阻和发光二极管。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：所述第三电阻和所述发光二极管分压，为所述异步传输接口提供偏置。

进一步，还包括场效应管子电路，所述场效应管子电路的一端与所述光耦输入子电路连接，所述场效应管子电路的另一端与所述异步传输接口连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：所述场效应管子电路通过控制所述光耦输入子电路的电场效应来控制所述光耦输入子电路输出的回路电流。

进一步，所述场效应管子电路包括场效应管、第二电阻、第四电阻和稳压二极管，所述第二电阻与所述场效应管的源极连接，所述第四电阻和所述稳压二极管与所述场效应管的漏极连接，所述场效应管的栅极与所述异步传输接口连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：当所述异步传输接口输入高电平时，所述场效应管导通，所述第二高速光耦短路，输出低电平；所述稳压二极管对所述异步传输接口的输入电平进行限幅；所述第二电阻和所述第四电阻用于保护所述场效应管子电路。

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为本实用新型实施例一种基于高速光耦的隔离接口电路提供的子电路间连接关系图；

图2为本实用新型实施例一种基于高速光耦的隔离接口电路提供的异步传输接口示意图；

图3为本实用新型实施例一种基于高速光耦的隔离接口电路提供的电源隔离子电路示意图；

图4为本实用新型实施例一种基于高速光耦的隔离接口电路提供的光耦输出子电路示意图；

图5为本实用新型实施例一种基于高速光耦的隔离接口电路提供的光耦输入子电路示意图；

图6为本实用新型实施例一种基于高速光耦的隔离接口电路提供的逻辑门连接方式示意图；

图7为本实用新型实施例一种基于高速光耦的隔离接口电路提供的完整电路图；

附图中，各标号所代表的电路如下：

1、异步传输接口，2、电源隔离子电路，3、光耦输出子电路，4、光耦输入子电路，5、逻辑门电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，本实用新型提供的技术方案如下：一种基于高速光耦的隔离接口电路，电路的一端与逻辑门电路连接，电路的另一端与异步传输接口连接；其特征在于，包括电源隔离子电路、光耦输出子电路和光耦输入子电路；

电源隔离子电路的输入端与逻辑门电路连接，电源隔离子电路的输出端与异步传输接口连接；

光耦输出子电路的阴极与逻辑门电路连接，光耦输出子电路的输出端与异步传输接口连接；

光耦输入子电路的阴极与异步传输接口连接，光耦输入子电路的输出端与异步传输接口连接。

本实用新型中逻辑门电路采用ttl通讯电路，附图中采用j1表示，异步传输接口采用rs232，附图中采用j2表示。

如图2所示，rs232端j2包括9个接口。

优选的，电源隔离子电路包括直流斩波器。直流斩波器从逻辑门电路获取电压，通过隔离转换，为异步传输接口提供隔离电源。

如图3所示，dc1为直流斩波器，dc1从ttl通讯电路端j1取5v电压，通过隔离传换，为rs232端j2提供隔离电源。本电路中，dc1采用的是5v转9v的dc/dc模块。

优选的，光耦输出子电路包括高速光耦和第一电阻，第一电阻的输出端与高速光耦的阴极连接，光耦输出子电路包括的高速光耦为第一高速光耦。第一电阻为限流电阻，光耦输出子电路接收到逻辑门电路发送的低电平时，电流通过第一电阻，第一电阻进行限流，电流通过第一电阻到达第一高速光耦，第一高速光耦输出高电平。

如图4所示，r1为第一电阻，ni为第一高速光耦。n1的发光二极管阳极接5v,阴极接发送信号的ttl通讯电路端j1，n1的输出接rs232端j2。

优选的，光耦输入子电路包括高速光耦，光耦输入子电路包括的高速光耦为第二高速光耦。光耦输入子电路接收异步传输接口传输的高电平时，第二高速光耦输出低电平。

如图5所示，n2为第二高速光耦。n2为rs232端j2输入光耦。当rs232有输入高电平(数据)时，n2发光二极管被短路，输出为低电平，即信号输出。

优选的，n1和n2为松下公司的tlp2355高速光耦。

优选的，还包括偏置子电路，偏置子电路的一端与光耦输入子电路连接，偏置电路的另一端与异步传输接口连接。偏置子电路为异步传输接口提供偏置。

优选的，偏置子电路包括第三电阻和发光二极管。第三电阻和发光二极管分压，为异步传输接口提供偏置。

优选的，还包括场效应管子电路，场效应管子电路的一端与光耦输入子电路连接，场效应管子电路的另一端与异步传输接口连接。场效应管子电路通过控制光耦输入子电路的电场效应来控制光耦输入子电路输出的回路电流。

优选的，场效应管子电路包括场效应管、第二电阻、第四电阻和稳压二极管，第二电阻与场效应管的源极连接，第四电阻和稳压二极管与场效应管的漏极连接，场效应管的栅极与异步传输接口连接。当异步传输接口输入高电平时，场效应管导通，第二高速光耦短路，输出低电平；稳压二极管对异步传输接口的输入电平进行限幅；第二电阻和第四电阻用于保护场效应管子电路。

如图7所示，q1为场效应管，d1为稳压二极管，d2为发光二极管，r2为第二电阻，r3为第三电阻，r4为第四电阻。当rs232有输入高电平(数据)时，q1导通，n2发光二极管被短路，输出为低电平，即信号输出。d1为5.1v稳压二极管，用于rs232输入信号的限幅，起到保护q1的作用。d2为发光二极管，r3和d2分压为rs232提供偏置。由于rs232定义j2的pin5为地，故n1相对于这个电位在没有数据时将输出负电压，从而实现了rs232正负电平输出的功能。

优选的，场效应管为n沟道型的场效应管。

上述实施例中出现的元器件仅仅为便于本领域技术人员理解本技术方案，本技术方案所涉及的元器件并不限于实施例中出现的元器件。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过采用电源隔离子电路对逻辑门电路传输的电流进行隔离转换，提供隔离电流给异步传输接口；通过光耦输出子电路和光耦输入子电路实现电路正负电平输出，从而解决现有技术中在复杂的电磁环境下，因为电平差异或其他因素造成通讯不畅甚至损坏通讯电路的问题，是的通讯双方实现电气隔离，从而避免了通讯双方相互之间的干扰，提高了系统的稳定性和可靠性；由于本实用新型采用隔离dc/dc供电和具有内部驱动的高速光耦组合实现了高速的隔离rs232电路，具有电路简单，元件少，印制板占用空间少，成本低且传输速率高等优点，且经过在115200波特率实现通讯测试时，信号传输的保真依然很高，可靠性和稳定性都很好。

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。