[發明專利]基于單根控制線NRZ電流編碼電路

有效

• 申請號: 201810867600.6
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108964717B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 田英明
• 申請（專利權）人: 重慶川儀自動化股份有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 尹麗云

本發明提供一種基于單根控制線NRZ電流編碼電路，包括：控制器，用于根據是否發送數據分別對應輸出高電平、低電平的數字控制電壓；充放電模塊，其輸入端連接數字控制電壓，其輸出端連接模擬開關的控制端，用于根據數字控制電壓的電平高、低進行充、放電從而控制模擬開關控制端的電壓；電壓控制模塊，連接模擬開關的第一輸入端，用于輸出NRZ靜態電流控制電壓；模擬開關，其第二輸入端數字控制電壓，其公共端連接壓控恒流源，用于根據其控制端電平高、低對應輸出數字控制電壓、NRZ靜態電流控制電壓，控制壓控恒流源在靜態電流基礎上實現NRZ電流編碼。本發明實現主站與從站儀表通信，節約了控制器I/O線資源，提高了主站驅動從站儀表的數量。

技術領域

本發明涉及電流編碼技術領域，特別是涉及一種基于單根控制線NRZ電流編碼電路。

背景技術

NRZ指的是不歸零碼(NRZ,Non-Return to Zero)，數字信號可以直接采用基帶傳輸,所謂基帶就是指基本頻帶?；鶐鬏斁褪窃诰€路中直接傳送數字信號的電脈沖，這是一種最簡單的傳輸方式，近距離通信的局域網都采用基帶傳輸。曼徹斯特編碼是NRZ的一個特例，如圖1所示，為曼徹斯特電流波形，其中靜態電流為系統為無數據交換時候的電流，本系統的靜態電流為10毫安；曼徹斯特電流控制信號是在靜態電流的基礎上按規定間隔增加和減少電流值作為數據，本系統中增加或減少的電流值為9毫安，曼徹斯特電流編碼信號在工業領域應用廣泛，如PROFIBUS PA及FF總線物理層就是采用這種信號傳輸方式。

然而，傳統的曼徹斯特電流輸出一般需要兩個控制線，一個數據線，一個控制線；其中數據線用來傳送編碼信號，控制線用來切換靜態電流；再加上一根接收線，為了能和從站儀表通信，控制器一般需要三根I/O線，由于控制器確定后它的I/O資源就限定了。假設控制器有90根I/O線，那么最多能驅動從站的數量為90/3＝30臺；如果同樣的I/O資源，驅動從站只用兩個I/O線，驅動的從站數量可增加至90/2＝45臺，因此亟需一種基于單根控制線NRZ電流編碼電路以增加主站控制器能夠驅動從站數量。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于單根控制線NRZ電流編碼電路，用于解決現有技術中主站與每個從站儀表之間通信都需要三根I/O線的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于單根控制線NRZ電流編碼電路，適用于主站控制器采用單根控制線發送數據與切換靜態電流用以驅動從站儀表，包括：

控制器，用于根據是否發送數據分別對應輸出高電平、低電平的數字控制電壓；

充放電模塊，其輸入端連接所述數字控制電壓的輸出端，其輸出端連接模擬開關的控制端，用于根據所述數字控制電壓的電平高、低進行充、放電從而控制所述模擬開關控制端的電壓；

電壓控制模塊，連接所述模擬開關的第一輸入端，用于向所述模擬開關輸出NRZ靜態電流控制電壓；

模擬開關，其第二輸入端連接所述數字控制電壓的輸出端，其公共端連接壓控恒流源，用于根據其控制端電平高、低對應輸出數字控制電壓、NRZ靜態電流控制電壓，控制壓控恒流源在靜態電流基礎上實現NRZ電流編碼。

于本發明的一優選實施例中，所述充放電模塊包括第一電阻、二極管、第二電阻與第一電容，所述第一電阻一端連接數字控制電壓的輸出端，其另一端連接所述二極管的正極，所述二極管的負極分別連接第二電阻的一端、第一電容的一端與模擬開關的控制端，所述第二電阻的另一端與第一電容的另一端并聯接地。

于本發明的一優選實施例中，所述第一電容的充電時間常數遠小于放電時間常數。

于本發明的一優選實施例中，所述充電時間常數為R1*C1，所述放電時間常數為R2*C1。

于本發明的一優選實施例中，所述放電時間常數應確保所述充放電模塊在兩個數據幀間隔時間內將第一電容的電壓放電至低電平，無數據時輸出靜態電流。