专利名称：二总线远供不分极性通信接口的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种二总线通信接口。
在石油、化工、电力、冶金、医疗、消防、娱乐等行业中常伴有各种物理量和化学量的状态变化，通过探测和监测这些状态的变化，获得越限、防护、烟感、定温、防盗、呼救、故障等开关量或者是数字量的参数值，以反映现场的情况。通常需要把这些参数值准确无误地传送到千米以外的计算机中去，计算机则从数百只探测传感器中选择其中之一进行分析处理，并为现场所有的探测传感器提供足够容量的供电电源。参数值和供电电源的传递是以接口的形式，把计算机与现场紧密的联系起来。目前工程上一般采用有线传输方式，其电路成熟可靠、便于维护、抗干扰能力强。在形式上有多线制总线、三总线、二总线以及RS232／RS422串行总线等接口，常见的二总线接口系统抗干扰能力较强、通信距离较远，但目前市场上的二总线接口系统，在总线上不能提供远供电源，安装有极性要求。
本实用新型的任务是提供一种二总线时分多址不分极性、编码脉冲信号与远供电源同线传输的通信接口。
本实用新型是这样实现的，一种由控制电路、二总线RZX、译码器、探测器组成的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于控制电路CZQ与二总线RZX之间还联接有检测电路JC、远供调制电路YG／TZ，二总线RZX与译码器SF之间有极性变换电路JX、信号分离电路SF、证实电路ZS。控制电路CZQ经时分多址编码脉冲信号BM线与远供调制电路YG／TZ中的电阻R6连接、检测电路JC中集成电路N1(LM317)的第2脚与远供调制电路中集成电路N2(LM317)的第1脚连接，其第1脚、第2脚与控制电路CZQ连接，集成电路N2的第3脚、电阻R5的接地端分别与二总线RZX连接，极性变换电路JX中二极管D2与D1的公共端、D3与D4的公共端分别接入二总线RZX，二极管D2与D3的公共端经电阻R9接入证实电路ZS，二极管D1与D4的公共端接证实电路ZS中三极管BG3的发射极，信号分离电路SF中R7与三极管BG2集电极的公共端和证实电路中电阻R9连接，信号分离电路SF中三极管的发射极和电阻R8与二极管D5的正极公共端与译码器YMQ和探测器TCQ连接。控制电路CZQ可用现有的硬件电路或是计算机电路来作控制器，能满足控制要求的任何电路形式都可以。译码器可为MC14530编解码器电路或是8031单电机系统，探测器为检测传感器。
远供调制电路YG／TZ由集成块N2(LM317)、晶体三极管BG1、电阻R3、R4、R5、R6构成，提供远供电源电压，远供电源电压范围在0～V2之间，并将控制电路送来的时分多址编码脉冲信号BM调制在远供电源电压上，编码脉冲信号的电压范围在V2～V3之间，实现编码脉冲信号与远供电源的同线传输。工作过程是，当BM为高电平时，晶体三极管BG1导通，电阻R5被短路，这时集成块N2的输出电压由电阻R3与R4的分压比决定，即为V2；BM为低电平时，晶体三极管BG1截止，这时集成块N2的输出电压为电阻R3与R4＋R5的分压比决定，即为V3。
检测电路JC由电阻R1、R2、集成块N1(LM317)构成，用来检测二总线RZX上某一时刻的电流增量，当二总线电流增加时，电阻R1上压降增加，使集成块N1的“一”端电压下降，且低于检测基准电压VREF，则集成块N1输出证实检测信号120翻转为高电平，反映被呼叫探测器现场状态发生变化；若二总线电流不增加时，则集成块N1输出证实检测信号120保持低电平，反映被呼叫探测器现场状态未发生变化。
远供调制电路YG／TZ中的集成块N2(LM317)作为二总线RZX驱动器，因其输出阻抗低，可提高二总线远供通信接口的带负载和抗干扰能力。
极性变换电路JX由二极管D1、D2、D3、D4组成，完成对二总线RZX上电源／信号极性的变换，使二总线RZX上的负载不分极性的与其并联接入。
信号分离电路SF由电容C2、电阻R8、二极管D5、晶体三极管BG2、电容C1、电阻R7构成，它将同线传输过来的时分多址编码脉冲信号与远供直流电源电压分离开来。其中，电容C2、电阻R8、二极管D5为脉冲信号提取电路，电容C1、电阻R7、晶体三极管BG2为参数稳压器。脉冲信号提取电路把电压范围在V2～V3的脉冲信号提取出来，即编码输出信号SIG送译码器YMQ。这里二极管D5的参数选取使该电路不对参数稳压器输出电压产生影响是很重要的，通常二极管D5的稳压电压值选择在远供电源电压V2的附近。参数稳压器把远供电源电压分离出来，分离出来的直流输出电源电压VCC作为译码器YMQ及探测器TCQ的工作电源。
证实电路ZS由电阻R9、R10、晶体三极管BG3构成，它将译码器YMQ比较结果AFF转换成电流信号，通过二总线RZX送入检测电路JS分析处理。工作过程是，当被呼叫的探测器TCQ的被探测状态发生变化时，经译码器YMQ比较，使AFF为高电平，令晶体三极管BG3导通，这时电阻R9作为二总线一纯负载接入，二总线上电流增加。反之，被探测状态未发生变化，AFF为低电平，二总线上电流不增加。
本实用新型与现有技术比较，具有抗干扰能力强、可靠性高、通信距离远、不分极性安装、电源实现远供、负载能力强、性能价格比高等优点。
附图
为本实用新型电原理图附图中控制电路CZQ，时分多址编码脉冲信号BM，直流输入电源电压VIN，证实检测信号I20，检测基准电压VREF，检测电路JC，远供调制电路YG／TZ，二总线RZX，极性变换电路JX，信号分离电路SF，证实电路ZS，译码器YMQ，探测器TCQ，编码输出信号SIG，直流输出电源电压VCC，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10，电容C1、C2，晶体三极管BG1、BG2、BG3，二极管D1、D2、D3、D4、集成块N1、N2(LM317)。
以火灾报警系统为例，结合附图进一步说明本实用新型。控制电路CZQ按时间顺序发送不同的编码脉冲信号BM到远供调制电路YG／TZ，通过晶体三极管BG1、电阻R6、R5、R4、R3去调制线性稳压电路集成块N1(LM317)，实现编码脉冲信号电压与远供电源电压的叠加，这时，二总线RZX上传输的远供电源电压范围在0～V2之间、编码脉冲信号电压范围在V2～V3之间。由于使用了线性稳压电路集成块N1(LM317)作总线驱动器，因其输出阻抗很低，则可大大提高二总线RZX的抗干扰能力和带负载的能力。二总线RZX上传输的远供／编码电源电压信号，经二极管D1、D2、D3、D4构成的极性变换电路，使得二总线上的负载可以不分极性的与其并联接入，变换了极性后的远供／编码电源电压信号，经信号分离电路中由电容C2、二极管D5、电阻R8构成的信号提取电路和由电阻R7、电容C1、晶体三极管BG2构成的参数稳压器，把编码信号电压和远供电源电压分离开来，对二极管D5的参数选择要求是不对参数稳压器的输出电压产生任何影响，分离出来的直流输出电源电压VCC作为译码器和探测器的工作电源，分离出来的编码输出信号SIG送译码器，译码器也同时获得了探测器把待检测量转换成的编码信号电压，译码器将两种编码信号电压加以译码比较，判断两种编码信号电压的编码是否符合，若符合，则译码器输出一个高电平，该电平经电阻R10驱动由电阻R10、R9、晶体三极管BG3构成的证实电路ZS，在符合脉冲高电平期间，晶体三极管BG3饱和导通，则电阻R9作为二总线上的一个纯电阻负载，使这期间二总线上的电流增加，这时由电阻R1、R2、集成块N1构成的检测电路的集成块N1的“－”端电压便会小于“＋”端检测基准电压VREF，证实检测信号I20呈高电平到控制电路，于是本实用新型就准确无误地判断和获取待检测量的某些状态及有关信息。若不符合，则证实检测信号I20呈低电平到控制电路。
权利要求1.一种由控制电路、二总线、译码器和探测器组成的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于控制电路CZQ与二总线RZX之间接有检测电路JC、远供调制电路YG/TZ，二总线RZX与译码器YMQ之间有极性变换电路JX，信号分离电路SF和证实电路ZS，控制电路CZQ经时分多址编码脉冲信号BM线与远供调制电路YG/TZ中的电阻R6连接、检测电路JC中集成电路N1的第2(LM317)脚与远供调制电路中集成电路N2(LM317)的第1脚连接，其第1脚、第2脚与控制电路CZQ连接，集成电路N2的第3脚、电阻R5的接地端分别与二总线RZX连接，极性变换电路JX中二极管D2与D1的公共端、D3与D4的公共端分别接入二总线RZX，二极管D2与D3的公共端经电阻R9接入证实电路ZS，二极管D1与D4的公共端接证实电路ZS中三极管BG3的发射极，信号分离电路SF中R7与三极管BG2的集电极的公共端和证实电路中电阻R9连接，信号分离电路SF中三极管的发射极和电阻R8与二极管D5的正极公共端与译码器YMQ和探测器TCQ连接。
2.根据权利要求1的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于由集成块N2(LM317)、晶体三极管BG1、电阻R3、R4、R5、R6构成远供调制电路提供远供电源电压，将时分多址编码脉冲信号BM调制在远供电源电压上，实现编码脉冲信号与远供电源的同线传输。
3.根据权利要求1的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于由电阻R1、R2、集成块N1(LM317)构成的检测电路JC，用来检测二总线RZX上某一时刻的电流增量。
4.根据权利要求1的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于极性变换电路JX由二极管D1、D2、D3、D4组成，完成对二总线RZX上电源／信号极性的变换，使二总线RZX的负载不分极性的与其并联接入。
5.根据权利要求1的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于信号分离电路SF由电容C1、C2、电阻R7、R8、二极管D5、晶体三极管BG2构成，它将同线传输过来的多址编码脉冲信号与远供直流电源电压分离开来，其中电容C2、电阻R8、二极管D5构成的信号提取电路把电压范围在V2～V3的编码输出信号SIG送译码器YMQ。
6.根据权利要求1或6的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于信号分离电路SF中二极管D5的稳压电压值选择在远供电源电压V2的附近，保证不对参数稳压器直流输出电源电压VCC产生影响。
7.根据权利要求1的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于信号分离电路SF中由电容C1、电阻R7、晶体三极管BG2构成的参数稳压器把远供电源电压分离出来，分离出来的直流输出电源电压VCC作为译码器YMQ和探测器TCQ的工作电源。
8.根据权利要求1的二总线远供不分极性通信接口，其特征在于证实电路ZS由电阻R9、R10、晶体三极管BG3构成，它将译码器YMQ的比较结果转换成电流信号。
专利摘要一种二总线远供不分极性通信接口，由控制电路CZQ、检测电路JC、远供调制电路YG/TZ、二总线RZX、极性变换电路JX、信号分离电路SF、证实电路ZS、译码器YMQ和探测器TCQ组成。其特征是在二总线上实现了分时多址编码脉冲信号与远供电源的同线传输，二总线上的负载不分极性的与之并联，可广泛应用于伴有各种物理量和化学量状态变化的场所，通过对这些现场的探测和监测，以获得越限、防护、烟感、定温、防盗、呼救、故障等开关量或者是数字量的参数值。
文档编号H04L29/10GK2188826SQ9323788
公开日1995年2月1日 申请日期1993年11月2日 优先权日1993年11月2日
发明者汪立森, 梁大志 申请人:汪立森, 梁大志