专利名称：带有可控振幅发射电路的总线耦合器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有在由有效脉冲和补偿脉冲构成发射脉冲的情况下，用于产生基本上为矩形的有效脉冲的可控振幅发射电路的总线耦合器。总线系统引导交流电压信息和直流电压，以用于制备用户中继站的车用电源电压。以这种系统建造工程(Gebaeudesystemtechnik)总线系统工作的例如有欧洲设备总线协会EIBA。
具体而言，本发明涉及一种如权利要求l前序部分所述的总线耦合器。
这种系统建造工程总线耦合器通常以一体积能被不值一提地减少的变压器来工作，在总线耦合器中总线传输交流电压信息和叠加的直流电压，以便为用户中继站提供车用电源电压。
本发明的目的在于开发一种总线耦合器，使之能经济地不采用变压器并能安设在一减小的体积中。
本发明的目的通过权利要求l所述的总线耦合器来实现。发射电路通过一发射级工作，发射级在发射晶体管的发射极电路中具有一带有晶体管功能的发射整流管。发射电路的选择线路根据功能通过一相对于发射晶体管为逆转型的晶体管，在称为降压晶体管(Reduzierungstransistor)的集电极电路中对控制信号降压。电容器作为交流电压的分向滤波器一方面与总线导线接线连接。另一方面也与一和基准电压相连接的电压分压器连接。该电压分压器的一抽头与降压晶体管基极连接。这种总线耦合器由于其小体积可以安放在一通常的室内布线开关的较厚的开关插座盖内。
车用电源电压可以用来作为电压分压器的基准电压。
带有其它有利特性的适用总线耦合器通过权利要求3所述的总线耦合器来实现。在此，通过降压晶体管限制其振幅的驱动晶体管按照功能为发射晶体管工作，其中一个二极管按照功能串联到降压晶体管的发射极。在此，发射振幅与发射信号输入端的控制电压误差无关。作为可调放大器的发射电路在其调整阀时有利地接地。通过对电压分压器上的基准电压的输出振幅的比较获得调整判据来实现良好的限幅。
如果发射晶体管在其集电极电路中具有一短路限流电阻，则对于限制短路电流是有利的。
在作为交流电压分向滤波器的电容器与电压分压器之间的连接电路上可以有利地连接一接收电路。该接收电路比较有利的是具有一集电极电阻和在发射极电路中具有一pnp晶体管，具体内容可参阅权利要求6。pnp晶体管的发射极与车用电源电压连接，其集电极电阻接地，按照权利要求7，在作为交流电压分向滤波器的电容器与电压分压器的连接线路与接收电路之间可有利地连接抗来自总线干扰的一滤波器。这个滤波器可以根据简单有利的结构由一个电阻和一个电容构成。
下面借助附图简略示出的实施例来详细阐述本发明，附图中
图1为特别简单的基本结构的发射电路图；图2为总线耦合器发射电路的扩展实施例。在此实现其它的优点。
图1所示发射电路在发射级利用一发射整流管工作，该发射整流管具有处于共发射级电路中的晶体管，即所谓发射晶体管的功能。在发射电路的选择线路中按照功能通过一相对于发射晶体管为逆转型的晶体管在称为降压晶体管3的集电极电路中使控制信号降压。一作为交流电压的分向滤波器的电容器4一方面与总线导线5接线连接，另一方面与电压分压器6连接。电压分压器6也与基准电压连接。电压分压器抽头7与降压晶体管3基极连接。当起到可调放大器作用的降压晶体管3的调整阈接地8时，发射振幅与在输入端9上用于发射信号的控制电压无关，因为调整判据由发射信号的输出振幅与电压分压器6上的基准电压比较而产生。基准信号位于导线10。用于第二根总线导线的接线用ll来表示。
开关阀通过电压分压器6例如可以被调整到半基准电压，其中控制处理器的内阻不再有影响。为了利用常规调整技术得到一相同类型的结果，将至少需要一运算放大器，从而将明显地增大体积和提高经济费用。
在发射晶体管1的集电极电路中的电阻12有利地限制了短路电流。可以在导线10上加上一车用电源电压作为基准电压。电阻13和14同样构成一分压器，通过该分压器可以将发射晶体管1的开关阈调整到半基准电压。控制处理器的内阻将不再有影响。为了通过常规调整技术得到一相同形式的结果，将至少需要一运算放大器，从而将明显地增大体积和提高经济费用。
在图1所示电路中，当输入端9上的用于发射信号的发射电流足够大到用于控制发射晶体管l时，是有利的。
对于较弱的发射信号，当其不足以直接控制发射晶体管1时，按照图2的电路是有优点的。在此，一称作驱动晶体管2的晶体管按照功能为发射晶体管1工作，该驱动晶体管的振幅则通过降压晶体管3受到限制。二极管15串联在降压晶体管3的发射板上。在作为车用电源屹交流电压和直流电压的分向滤波器的电容器4和电压分压器6之间的连接电路上可以附加连接一接收电路，此电路在图2所示的总线耦合器中可以最少的元件来实现该接收电路在发射极电路中具有一作为接收晶体管16的pnp晶体管，在此集电极通过一集电极电阻17接地8。在作为分向滤波器的电容器4和电压分压器6的连接线路与带有接收晶体管16的接收电路之间连接有由电阻18和电容19构成的滤波器，通过该滤波器滤掉来自总线的干扰。接收电路具有输出端20。
电路功能如下发射晶体管1及其连接构成发射级，驱动晶体管2及其连接构成驱动级。降压晶体管3与发射极二极管15共同构成调整级。发射晶体管1和驱动晶体管2有可能合并在一个场效应晶体三极管中。然而现有技术中比较经济的作法是采用两个带有双极性晶体管的半导体区或者两个单独的双极性晶体管。为了节省元件也可以将晶体管合并在一个达林顿电路(Darlington—Schaltung)中。
电阻18和电容19构成一低通滤波器。这些元件与接收晶体管16和集电极电阻17一起共同构成基本接收电路。例如当接收晶体管16的基极电压下降了大约0.7V时，就接通该晶体管并由其集电极将一强信号(HIGH-Signa1)输往输出端20。
如果在发射过程中在输入端9上加上一强信号，驱动晶体管2就控制发射晶体管1。在此限流电阻12将电流限制在例如0.3安培以下。在接线5上对于总线导线存在的总线电压被引向接线11上的对于第二根总线导线存在的电压或者被引向大地8。由于在发射脉冲之前电容4以对应于接线5上的总线电压的电压减去导线10上的基准电压充电，在电容4和电压分压器6的下方电阻的连接点上出现超过导线10上的基准电压值的完整的发射振幅。例如基准电压可以被调整到5V。通过电压分压器6这一偏高电压减至降压晶体管3基极所期望的电压，例如5或7V。如果超过给定的最大振幅，就通过降压晶体管3来控制驱动晶体管2，以保持给定的发射振幅电压值。
在此二极管15承担着两个基本任务一方面通过驱动级或驱动晶体管2来控制发射级或者发射晶体管1，在此两基极一发射极电压是有效的，这两电压自身具有大的温度系数。然而这一温度系数被去除，因为通过二极管15，降压晶体管3的控制同样可以使两基极一发射极电压有效。第二个作用是去除调节误差。为了说明，可以假定已将调整值调至超过大地5V。当两基极一发射极电压位于大地电位之上时，调节作用点位于驱动晶体管2的基极，即两基极一发射极电压，亦即发射晶体管1的基极一发射极电压和驱动晶体管2的基极一发射极电压。通过二极管15串联于降压晶体管3的基极一发射极段使调节基点同样位于大地电位之上的两基极一发射极电压。由此使假想的两基极一发射极电压阀被补偿，使调节误差不再能起作用。
当晶体管16的基极和大地8之间连接一高阻值电阻2l以调整工作点时，可以使接收器的输入开关阀减小。例如可以通过电阻2l与电压分压器6和滤波电阻18的连接调整出这样的电流，使得在接收晶体管16的基极上出现负0.4V的偏压，使得接收器的开关阀由0.7V减至0.3V。由此使接收器被灵敏地调整。
权利要求
1．一种带有在由有效脉冲和补偿脉冲构成发射脉冲的情况下，用于产生基本上为矩形的有效脉冲的可控振幅发射电路的总线耦合器，其可用于一传输交流电压信息和直流电压以便为用户中继站提供车用电源电压的总线系统，特别是欧洲设备总线协会EIBA的总线，其特征在于所述发射电路通过一发射级工作，该发射级在作为发射晶体管(1)的发射极电路中具有一带有晶体管功能的发射整流管，其选择线路根据功能通过一个相对于发射晶体管为逆转型的晶体管在作为降压晶体管(3)的集电极电路中对控制信号降压，其中一电容器(4)作为交流电压的分向滤波器一方面与总线导线(5)的一接线连接，另一方面也和一与基准电压相连接的电压分压器(6)连接，在此，电压分压器(6)的一抽头(7)与降压晶体管(3)的基极连接。
2．如权利要求1所述的总线耦合器，其特征在于所述车用电源电压用来作为基准电压。
3．如权利要求l或2所述的总线耦合器，其特征在于通过降压晶体管(3)限制其振幅的驱动晶体管(2)按照功能为发射晶体管(1)工作，在此一个二极管(15)按照功能串联到降压晶体管(3)的发射极上。
4．如权利要求1至3中任一项所述的总线耦合器，其特征在于所述发射晶体管(1)在其集电极电路中具有一用来限制短路电流的电阻(12)。
5．如权利要求1至4中任一项所述的总线耦合器，其特征在于在作为交流电压分向滤波器的电容器(4)与电压分压器(6)之间的连接电路上连接有一接收电路。
6．如权利要求5所述的总线耦合器，其特征在于所述接收电路按照功能具有一带有集电极电阻(17)作为接收晶体管(16)的p叩晶体管，在此该接收晶体管(16)的发射极与车用电源电压连接，其集电极电阻(17)接地(8)。
7．如权利要求5或6所述的总线耦合器，其特征在于在作为交流电压分向滤波器的电容器(4)与电压分压器(6)的连接线路和带有所述接收晶体管16的接收电路之间连接有一滤波器。
8．如权利要求7所述的总线耦合器，其特征在于所述滤波器由一电阻(18)和一电容(19)构成。
9．如权利要求5至8中任一项所述的总线耦合器，其特征在于在接收晶体管(16)的基极和大地(8)之间具有一用来调整工作点的高阻值电阻(21)。
全文摘要
本发明涉及一种带有在由有效脉冲和补偿脉冲构成发射脉冲的情况下,用于产生基本上为短形的有效脉冲的可控振幅发射电路的总线耦合器,该总线耦合器可用于一引导交流电压信息和直流电压以用于为用户中继站提供车用电源电压的总线系统,特别是欧洲设备总线协会EIBA的总线。按照本发明,所述发射电路通过一发射级工作,该发射级在作为发射晶体管(1)的发射极电路中具有一带有晶体管功能的发射整流管,其选择线路根据功能通过一相对于发射晶体管为逆转型的晶体管在作为降压晶体管(3)的集电极电路中对控制信号降压,其中,电容器(4)作为交流电压的分向滤波器一方面与总线导线(5)的一接线连接,另一方面也同一与基准电压相连接的电压分压器(6)连接。其中该电压分压器(6)的抽头(7)与降压晶体管(3)的基极连接。
文档编号H04L25/02GK1225213SQ97196395
公开日1999年8月4日 申请日期1997年6月20日 优先权日1996年7月4日
发明者赫尔曼·齐尔胡特 申请人:西门子公司