专利名称：一种直流载波通讯电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通讯电路，具体是提供一种直流载波通讯电路。
背景技术：
现有技术下的直流通讯一般采用都是多线通讯，即供电线和信号线分开。这样的 通讯有以下几点不足1、布线复杂，成本高；2、电源线和信号线分开，每个设备需要额外供 H1^ ο
发明内容
本实用新型是针对以上问题，提供一种直流载波通讯电路，其能够在直流供电线 上进行信号的传输，这样就解决了布线复杂，需要额外电源等许多问题，只要有电的地方就 能进行数据传输，通讯速度在9600bps 115200bps，并且提供了总线掉电指示信号。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种直流载波通讯电路，包括电源处理部分A，镜像电流源和掉电处理部分B，数 据发送部分C、数据接收部分D和后级供电部分E，所述电源处理部分A —端连接直流电源， 其另一端通过镜像电流源和掉电处理部分B连接数据总线，所述镜像电流源和掉电处理部 分B还通过后级供电部分E连接数据发送部分C，所述数据接收部分D连接数据总线。电源处理后给数据总线上所有的设备供电，并且负责通讯，镜像电流源和掉电处 理部分B直接连接总线，主要负责产生一个预稳电压，给出总线掉电指示，数据发送部分C 接镜像电流源和掉电处理部分B，主要功能产生一个140mA的脉冲电流，数据接收部分D直 接连接总线，耦合整形后得到所需的信号，后级供电部分E接镜像电流源和掉电处理部分 B，主要负责给后级电路供电。电源处理部分A包括设置于直流电源和数据总线之间的电感Tl，所述电感Tl初级 线圈和次级线圈分别并联有电阻R3、R4 ；所述电阻R3 —侧还并联有串接的二极管D1、电容 Cl和电阻R6，所述二极管Dl和电容Cl之间连接三极管Ql的发射极，电容Cl和电阻R6之 间连接三极管Ql的集电极，三极管Ql的基极连接有电阻Rl ；所述电阻R4 —侧并联有串接 的电阻R5、电容C2和二极管D2，所述电阻R5和电容C2之间连接三极管Q2的集电极，电容 C2和二极管D2之间连接三极管Ql的发射极，三极管Q2的基极连接有电阻R2。总线供电是一个需连接电抗器输出的普通电源，电抗器由Tl以及与其并联的R3、 R4，按照电流流向的D1、Cl、QU R6和D2、C2、Q2、R5组成。它利用电感电流不能突变的特 性，这样在总线电流突变的情况下，会利用与电感并联的电阻在总线上产生一个压降，这个 压降经过解调后就是一个脉冲信号。镜像电流源和掉电处理部分B包括连接电源处理部分A的掉电指示电路，所述掉 电指示电路包括串联的电阻R14和三极管Q4，所述三极管Q4的基极连接电阻R14，其集电 极通过电阻R8连接电容C10，且三极管Q4的基极和集电极之间连接有镜像电流源电路，所 述镜像电流源电路包括基极相连接的三极管Q2和三极管Q3，所述三极管Q2的集电极连接数据总线，三极管Q3的基极通过串联的电阻R4、电阻R3、二极管D2连接数据总线。Q2在正常 工作情况下集电极为低电平，掉电时为R14上拉为高电平。D2为预稳压， R3、R4为电阻分压，正常工作处于高电平，和Q4、R14、R8、ClO组成掉电指示电路。后级供电部分E包括连接镜像电流源和掉电处理部分B的三极管Q8和电阻R10， 三极管Q8的发射极连接所述镜像电流源和掉电处理部分B，所述电阻RlO连接三极管Q8的 基极和三极管Q9的发射极，三极管Q9的基极连接三极管Q8的集电极和电阻R9，三极管Q9 的集电极连接电容C3。由于总线是利用电流的突变进行通讯，所以后级电流不能变化太大，这里通过 R10、Q8、Q9、R9限流31m A给后级供电，C3为蓄能，这个供电可以按照不同的需要降到所需 的电压。数据发送部分C包括通过基极连接所述后级供电部分E的三极管Q6，所述三极管 Q6的发射极分别连接电阻R21和三极管Q5，所述三极管Q5的集电极连接有串联的电阻R15 和电容C8，所述三极管Q5的发射极连接有二极管D5，所述三极管Q5的集电极和发射极之 间还并接有电阻R20。数据发送部分C是瞬间从总线获取140m A的电流，它是由C8耦合，D5钳位，R15 限流，Q5、Q6、R21组成简易的恒流源产生。这个电流将利用电抗器的特性，在总线上产生一 个6. 65V的压降。数据接收部分D包括一端连接数据总线的电容C12，所述电容C12的另一端分别 连接电容C11、二极管D4、三极管QlO的基极和电阻R17的一端，所述电阻R17的另一端连 接三极管Q7的集电极，所述三极管Q7的基极和发射极之间设置有电阻R22，所述三极管Q7 的基极还通过电阻R16连接三极管QlO的集电极。数据接收部分D通过电容C12耦合，然后通过D4，Cl 1钳位至VCC+0. 7V，然后经过 Q10、R16、R22整形得到总线上的数据、R17和Q7是吸收输入的尖峰。本实用新型的一种直流载波通讯电路，其与现有技术相比，具有电路设计合理、结 构简单稳定的特点，能够在输送电能的同时进行数据的传输，从而降低使用成本，提高了通 讯效率。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是一种直流载波通讯电路的电源处理部分A的电路原理图；图2是一种直流载波通讯电路的镜像电流源和掉电处理部分B，数据发送部分C、 数据接收部分D和后级供电部分E的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型的一种直流载波通讯电路作进一步的 描述。如附图1和2所示，一种直流载波通讯电路，包括电源处理部分A，镜像电流源和 掉电处理部分B，数据发送部分C、数据接收部分D和后级供电部分E，所述电源处理部分A 一端连接直流电源，其另一端通过镜像电流源和掉电处理部分B连接数据总线，所述镜像电流源和掉电处理部分B还通过后级供电部分E连接数据发送部分C，所述数据接收部分D 连接数据总线。 电源处理部分A包括设置于直流电源和数据总线之间的电感Tl，所述电感Tl初级 线圈和次级线圈分别并联有电阻R3、R4 ；所述电阻R3 —侧还并联有串接的二极管D1、电容 Cl和电阻R6，所述二极管Dl和电容Cl之间连接三极管Ql的发射极，电容Cl和电阻R6之 间连接三极管Ql的集电极，三极管Ql的基极连接有电阻Rl ；所述电阻R4 —侧并联有串接 的电阻R5、电容C2和二极管D2，所述电阻R5和电容C2之间连接三极管Q2的集电极，电容 C2和二极管D2之间连接三极管Ql的发射极，三极管Q2的基极连接有电阻R2。镜像电流源和掉电处理部分B包括连接电源处理部分A的掉电指示电路，所述掉 电指示电路包括串联的电阻R14和三极管Q4，所述三极管Q4的基极连接电阻R14，其集电 极通过电阻R8连接电容C10，且三极管Q4的基极和集电极之间连接有镜像电流源电路，所 述镜像电流源电路包括基极相连接的三极管Q2和三极管Q3，所述三极管Q2的集电极连接 数据总线，三极管Q3的基极通过串联的电阻R4、电阻R3、二极管D2连接数据总线。后级供电部分E包括连接镜像电流源和掉电处理部分B的三极管Q8和电阻R10， 三极管Q8的发射极连接所述镜像电流源和掉电处理部分B，所述电阻RlO连接三极管Q8的 基极和三极管Q9的发射极，三极管Q9的基极连接三极管Q8的集电极和电阻R9，三极管Q9 的集电极连接电容C3。数据发送部分C包括通过基极连接所述后级供电部分E的三极管Q6，所述三极管 Q6的发射极分别连接电阻R21和三极管Q5，所述三极管Q5的集电极连接有串联的电阻R15 和电容C8，所述三极管Q5的发射极连接有二极管D5，所述三极管Q5的集电极和发射极之 间还并接有电阻R20。数据接收部分D包括一端连接数据总线的电容C12，所述电容C12的另一端分别 连接电容C11、二极管D4、三极管QlO的基极和电阻R17的一端，所述电阻R17的另一端连 接三极管Q7的集电极，所述三极管Q7的基极和发射极之间设置有电阻R22，所述三极管Q7 的基极还通过电阻R16连接三极管QlO的集电极。电源处理部分A (说明书附图1)为了使直流能载波，必须要对电源(这里指的是 普通的直流电源，电压在20V 30V之间)的输出转成总线的输出，转换的方式主要是在电 源的输出添加了附图1的电路部分(电抗器部分)。此转换方式主要是利用了电感的电流 不能突变的特性，在通讯的时候，只需要瞬间使某个设备的电流增大即可拉低总线电压，我 们这里设计的是总线上电流瞬间增大140mA，那么在R3、R4、R5、R6产生的压降是0. 14*47. 5 =6. 65V，从而将总线电压拉低6. 65V，达到了直流载波的目的。设备部分(说明书附图2)本部分主要是物理层收发部分，供电部分，同时提供了 总线掉电指示。Dl为了防止电源反接，采用的快速恢复二极管。Cl是滤除电源上的杂波。Rl的作 用是限制电流过大，当后级电流过大时，此电阻将被瞬间击穿，从而保证了不会影响电源及 总线上其他设备的正常工作。镜像电流源和掉电处理部分Q2和Q3组成了镜像电流源，这个镜像电流源有2个 功能1、提供掉电信号的输出，正常工作的情况下，Q2的电流以Q3的电流为镜像，此电流在 R2上产生的压降远大于总线上的电压，这样就保证了在Q2的集电极在正常工作的时候处于低电平，此 时Q4不导通，Q4的集电极连接的是总线D2、R3、R4分压得到，正常工作的时候 是处于高电平，此时输出的SAVE信号为高电平。当总线掉电时，镜像电流源失控，Q4的基 极被拉高，Q4导通，Q4的集电极被拉低，将输出地SAVE信号拉低，这个掉电信号可以提供给 后级一个掉电保存数据的参考；2、产生一个预稳压，这个预稳压输出电压的值为总线电压 减去8V,以提供给后级设备供电和数据的发送使用。发送数据部分通过一个33nF电容耦合，D5是钳位二极管，将其电压钳位 在-0. 7V，R15为限流电阻，R20为下拉电阻，正常情况下Q5、Q6不导通。Q5、Q6、R51组成了 一个简易的恒流源，将电流恒流到约140mA，当发送数据时，这个电流将会在总线上产生一 个约7V的脉冲。接收数据部分通过一个0. IuF的电容耦合，R19为上拉电阻，保证了常态下QlO 为截止状态。D4为钳位二极管，将其电压钳位到VCC+0. 7V，Cll是改善波形用的，R16、R22 为RXD的下拉，保证了常态下RXD输出为低电平。Q7、R17为改善输入的波形，使信号不至 于会出现较大的尖峰。后级供电部分由于本电路的发送数据的核心是瞬问在总线上产生一个140mA的 电流，所以，供电部分不能变化太大，Q8、Q9组成了一个简易的限流电路，将对后级的电流限 制在约30mA，在限流电路的后级用一个大电容C3蓄能，当后级电流较小时，将此电容可以 改小。此电源输出的电压约为总线减去9V，这个供电可以通过其他的方式降压到所需的电 压，以供后级电路使用。以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技 术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保 护范围内。
权利要求1.一种直流载波通讯电路，包括电源处理部分A，镜像电流源和掉电处理部分B，数据 发送部分C、数据接收部分D和后级供电部分E，其特征在于，所述电源处理部分A —端连接 直流电源，其另一端通过镜像电流源和掉电处理部分B连接数据总线，所述镜像电流源和 掉电处理部分B还通过后级供电部分E连接数据发送部分C，所述数据接收部分D连接数据 总线。
2.根据权利要求1所述的一种直流载波通讯电路，其特征在于，所述电源处理部分A包 括设置于直流电源和数据总线之间的电感Tl，所述电感Tl初级线圈和次级线圈分别并联 有电阻R3、R4 ；所述电阻R3 —侧还并联有串接的二极管D1、电容Cl和电阻R6，所述二极管 Dl和电容Cl之间连接三极管Ql的发射极，电容Cl和电阻R6之间连接三极管Ql的集电 极，三极管Ql的基极连接有电阻Rl ；所述电阻R4 —侧并联有串接的电阻R5、电容C2和二 极管D2，所述电阻R5和电容C2之间连接三极管Q2的集电极，电容C2和二极管D2之间连 接三极管Ql的发射极，三极管Q2的基极连接有电阻R2。
3.根据权利要求1所述的一种直流载波通讯电路，其特征在于，所述镜像电流源和掉 电处理部分B包括连接电源处理部分A的掉电指示电路，所述掉电指示电路包括串联的电 阻R14和三极管Q4，所述三极管Q4的基极连接电阻R14，其集电极通过电阻R8连接电容 C10，且三极管Q4的基极和集电极之间连接有镜像电流源电路，所述镜像电流源电路包括 基极相连接的三极管Q2和三极管Q3，所述三极管Q2的集电极连接数据总线，三极管Q3的 基极通过串联的电阻R4、电阻R3、二极管D2连接数据总线。
4.根据权利要求1所述的一种直流载波通讯电路，其特征在于，所述后级供电部分E包 括连接镜像电流源和掉电处理部分B的三极管Q8和电阻R10，三极管Q8的发射极连接所述 镜像电流源和掉电处理部分B，所述电阻RlO连接三极管Q8的基极和三极管Q9的发射极， 三极管Q9的基极连接三极管Q8的集电极和电阻R9，三极管Q9的集电极连接电容C3。
5.根据权利要求1所述的一种直流载波通讯电路，其特征在于，所述数据发送部分C包 括通过基极连接所述后级供电部分E的三极管Q6，所述三极管Q6的发射极分别连接电阻 R21和三极管Q5，所述三极管Q5的集电极连接有串联的电阻R15和电容C8，所述三极管Q5 的发射极连接有二极管D5，所述三极管Q5的集电极和发射极之间还并接有电阻R20。
6.根据权利要求1所述的一种直流载波通讯电路，其特征在于，所述数据接收部分D包 括一端连接数据总线的电容C12，所述电容C12的另一端分别连接电容C11、二极管D4、三极 管QlO的基极和电阻R17的一端，所述电阻R17的另一端连接三极管Q7的集电极，所述三 极管Q7的基极和发射极之间设置有电阻R22，所述三极管Q7的基极还通过电阻R16连接三 极管QlO的集电极。
专利摘要本实用新型涉及一种通讯电路，具体是提供一种直流载波通讯电路。其结构包括电源处理部分A，镜像电流源和掉电处理部分B，数据发送部分C、数据接收部分D和后级供电部分E，所述电源处理部分A一端连接直流电源，其另一端通过镜像电流源和掉电处理部分B连接数据总线，所述镜像电流源和掉电处理部分B还通过后级供电部分E连接数据发送部分C，所述数据接收部分D连接数据总线。与现有技术相比，其具有电路设计合理、结构简单稳定的特点，能够在输送电能的同时进行数据的传输，从而降低使用成本，提高了通讯效率。
文档编号H04B3/54GK201839283SQ201020539988
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月20日 优先权日2010年9月20日
发明者任继光, 朱湘军, 李伟杰 申请人:广州视声电子科技有限公司