基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路，包括AC/DC供電電源、M-Bus主站發(fā)送電路、過(guò)流保護(hù)電路和M-bus接口，其特征在于：所述的AC/DC供電電源同時(shí)連接基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路，基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路也同時(shí)與M-bus接口連接，過(guò)流保護(hù)電路接入基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路，M-Bus主站發(fā)送電路接入基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路。該M-Bus主站電路，由于在接收電路上設(shè)有運(yùn)算電路，當(dāng)主站負(fù)載變化時(shí)，能夠很快穩(wěn)定參考門(mén)限，通過(guò)抬高門(mén)限的方式，將干擾信號(hào)避除，從而解決了現(xiàn)場(chǎng)由于負(fù)載不一，布線較長(zhǎng)情況下數(shù)據(jù)采集不穩(wěn)定的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種Mbus主站電路的改進(jìn)，屬通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路。

【背景技術(shù)】
[0002]M-Bus是一種專門(mén)為消耗測(cè)量?jī)x器和計(jì)數(shù)器傳送信息的數(shù)據(jù)總線，具有長(zhǎng)距離傳送的特點(diǎn)，能夠適應(yīng)電網(wǎng)電壓起伏不定的波動(dòng)，目前已在供熱計(jì)量及其數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隨著國(guó)家供熱計(jì)量改革的推廣，供熱計(jì)量及其數(shù)據(jù)采集的可靠性和及時(shí)性越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。供熱計(jì)量、控制儀表一般是采用Mbus接口，而M-Bus主站電路的可靠性及穩(wěn)定性便尤為重要。目前M-Bus通信接收均采用電壓比較的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其M-Bus主站電路，包括AC/DC供電電源、M-Bus主站發(fā)送電路、M-Bus主站接收電路、過(guò)流保護(hù)電路和M-Bus接口，M-Bus主站發(fā)送電路、M-Bus主站接收電路和過(guò)流保護(hù)電路均與AC/DC供電電源連接，同時(shí)與M-Bus接口連接；所述的M-Bus主站接收電路，M-Bus +輸入比較器反相輸入端提供一個(gè)參考電壓，采樣的信號(hào)波形輸入比較器的正端，與參考電壓波形對(duì)比，從而得出解析錯(cuò)誤和丟脈沖；所述的AC/DC供電電源通過(guò)電源模塊將輸入電源分別調(diào)理出+24V電壓和+42V電源，作為M-Bus發(fā)送的正、負(fù)邏輯；通過(guò)自比較或電容隔直放大的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收。這種M-Bus主站電路的不足在于:由于M-Bus主站接收電路在負(fù)載產(chǎn)生變化時(shí)，不能夠自動(dòng)調(diào)整自身參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)所適應(yīng)的門(mén)限電壓，所以，當(dāng)遇到負(fù)載產(chǎn)生變化時(shí)，通訊的穩(wěn)定性差，總線干擾信號(hào)不能夠?yàn)V除；由于不同負(fù)載、布線間的耦合電容作用，直接影響了隔直電容不同波特率及負(fù)載的適應(yīng)性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠根據(jù)在不同負(fù)載時(shí)，M-Bus主站能夠自動(dòng)調(diào)整自身參數(shù)，從而提高通訊的穩(wěn)定性，同時(shí)又能夠?yàn)V除總線干擾信號(hào)的基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路。
[0004]為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:該基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路，包括AC/DC供電電源、M-Bus主站發(fā)送電路、過(guò)流保護(hù)電路和M_bus接口，M-Bus主站發(fā)送電路和過(guò)流保護(hù)電路均與AC/DC供電電源連接，同時(shí)與M-bus接口連接，其特征在于:所述的AC/DC供電電源同時(shí)連接基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路，基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路也同時(shí)與M-bus接口連接，過(guò)流保護(hù)電路接入基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路，M-Bus主站發(fā)送電路接入基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路；所述的基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路包括采樣電阻R1、電壓跟隨器電路、門(mén)限電壓電路、加法器電路和比較器電路；所述的電壓跟隨器電路由電感L1、電容C1和第一運(yùn)算放大器U1組成，電感L1、電容C1的一端并聯(lián)后接入第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)輸入端，電容C1的另一端與采樣電阻R1的一端并聯(lián)后接地，電感L1的另一端與采樣電阻R1的另一端并聯(lián)后接于M-Bus主站發(fā)送電路的發(fā)送信號(hào)線，從而實(shí)現(xiàn)采樣電阻R1上的電壓穩(wěn)定后，輸入第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)輸入端；所述的門(mén)限電壓電路由電阻R2、電阻R3和第二運(yùn)算放大器U2組成，其中電阻R2和電阻R3的一端相連接后接入第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端，電阻R2的另一端與AC/DC供電電源連接，電阻R3的另一端接地；所述的加法器電路包括第三運(yùn)算放大器U3和電阻R6、電阻R7，第三運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端分別通過(guò)電阻R5和電阻R4與門(mén)限電壓電路中的第二運(yùn)算放大器U2的輸出端和電壓跟隨器電路中的第一運(yùn)算放大器U1的輸出端連接，通過(guò)加法器電路實(shí)現(xiàn)門(mén)限自動(dòng)調(diào)整，從而為通訊時(shí)的電平變化提供可靠、穩(wěn)定的參考電壓，進(jìn)而提高M(jìn)-Bus主站采集的穩(wěn)定性；所述的比較器電路由第四運(yùn)算放大器U4、電阻R8、電阻R9和三極管Q1組成，第四運(yùn)算放大器U4的正輸入端與加法器電路中的第三運(yùn)算放大器U3的輸出端連接，第四運(yùn)算放大器U4的負(fù)輸入端連接發(fā)送信號(hào)線，并同時(shí)通過(guò)電感L1連接電壓跟隨器電路中的第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)輸入端、通過(guò)電阻R1接地和接電容C1，第四運(yùn)算放大器U4的輸出端通過(guò)電阻R8接入三極管Q1基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1集電極通過(guò)電阻R9接AC/DC供電電源，通過(guò)三極管Q1實(shí)現(xiàn)M-Bus主站發(fā)送時(shí)的電平變化控制；通過(guò)電壓跟隨器電路和門(mén)限電壓電路與加法器電路、比較器電路串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)M-Bus主站接收電平控制。
[0005]本實(shí)用新型還通過(guò)如下措施實(shí)施:所述的電壓跟隨器電路中的第一運(yùn)算放大器U1的正輸入端通過(guò)導(dǎo)線與其輸出端連接；所述的門(mén)限電壓電路中的第二運(yùn)算放大器U2的正輸入端通過(guò)導(dǎo)線與其輸出端連接；所述的加法器電路中的第三運(yùn)算放大器U3的正輸入端通過(guò)電阻R6連接其輸出端，同時(shí)通過(guò)電阻R7接地。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果在于:該基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路，由于在接收電路上設(shè)有運(yùn)算電路，當(dāng)主站負(fù)載變化時(shí)，能夠很快穩(wěn)定參考門(mén)限，并通過(guò)抬高門(mén)限的方式，有效地將干擾信號(hào)避除，從而解決了現(xiàn)場(chǎng)由于負(fù)載不一，布線較長(zhǎng)情況下數(shù)據(jù)采集不穩(wěn)定的問(wèn)題。同時(shí)提高了負(fù)載能力，降低采集設(shè)備分配費(fèi)用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視示意圖。
[0008]圖2為本實(shí)用新型的基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路原理示意圖。
[0009]圖中:1、AC/DC供電電源；2、M-Bus主站發(fā)送電路；3、過(guò)流保護(hù)電路；4、M-bus接口 ；5、基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路；51、電壓跟隨器電路；52、門(mén)限電壓電路；53、加法器電路；54、比較器電路。

【具體實(shí)施方式】
[0010]參照?qǐng)D1、圖2制作本實(shí)用新型。該基于門(mén)限自適應(yīng)的Μ-Bus主站電路，包括AC/DC供電電源1、M-Bus主站發(fā)送電路2、過(guò)流保護(hù)電路3和M_bus接口 4，M-Bus主站發(fā)送電路2和過(guò)流保護(hù)電路3均與AC/DC供電電源1連接，同時(shí)與M-bus接口 4連接，其特征在于:所述的AC/DC供電電源1同時(shí)連接基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路5，基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路5也同時(shí)與M-bus接口 4連接，過(guò)流保護(hù)電路3接入基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路5，M-Bus主站發(fā)送電路2接入基于門(mén)限自適應(yīng)的Μ-Bus主站接收電路5 ;所述的基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路5包括采樣電阻R1、電壓跟隨器電路51、門(mén)限電壓電路52、加法器電路53和比較器電路54;所述的電壓跟隨器電路51由電感L1、電容Cl和第一運(yùn)算放大器U1組成，電感L1、電容C1的一端并聯(lián)后接入第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)輸入端，電容C1的另一端與采樣電阻R1的一端并聯(lián)后接地，電感L1的另一端與采樣電阻R1的另一端并聯(lián)后接于M-Bus主站發(fā)送電路2的發(fā)送信號(hào)線，從而實(shí)現(xiàn)采樣電阻R1上的電壓穩(wěn)定后，輸入第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)輸入端；所述的門(mén)限電壓電路52由電阻R2、電阻R3和第二運(yùn)算放大器U2組成，其中電阻R2和電阻R3的一端相連接后接入第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端，電阻R2的另一端與AC/DC供電電源1連接，電阻R3的另一端接地；所述的加法器電路53包括第三運(yùn)算放大器U3和電阻R6、電阻R7，第三運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端分別通過(guò)電阻R5和電阻R4與門(mén)限電壓電路52中的第二運(yùn)算放大器U2的輸出端和電壓跟隨器電路51中的第一運(yùn)算放大器U1的輸出端連接，通過(guò)加法器電路53實(shí)現(xiàn)門(mén)限自動(dòng)調(diào)整，從而為通訊時(shí)的電平變化提供可靠、穩(wěn)定的參考電壓，進(jìn)而提高M(jìn)-Bus主站采集的穩(wěn)定性；所述的比較器電路54由第四運(yùn)算放大器U4、電阻R8、電阻R9和三極管Q1組成，第四運(yùn)算放大器U4的正輸入端與加法器電路53中的第三運(yùn)算放大器U3的輸出端連接，第四運(yùn)算放大器U4的負(fù)輸入端連接發(fā)送信號(hào)線，并同時(shí)通過(guò)電感L1連接電壓跟隨器電路51中的第一運(yùn)算放大器U1的負(fù)輸入端、通過(guò)電阻R1接地和接電容C1，第四運(yùn)算放大器U4的輸出端通過(guò)電阻R8接入三極管Q1基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1集電極通過(guò)電阻R9接AC/DC供電電源1，通過(guò)三極管Q1實(shí)現(xiàn)Μ-Bus主站發(fā)送時(shí)的電平變化控制；通過(guò)電壓跟隨器電路51和門(mén)限電壓電路52與加法器電路53、比較器電路54串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)Μ-Bus主站接收電平控制。
[0011]作為本實(shí)用新型的改進(jìn):所述的電壓跟隨器電路51中的第一運(yùn)算放大器U1的正輸入端通過(guò)導(dǎo)線與其輸出端連接；所述的門(mén)限電壓電路52中的第二運(yùn)算放大器U2的正輸入端通過(guò)導(dǎo)線與其輸出端連接；所述的加法器電路53中的第三運(yùn)算放大器U3的正輸入端通過(guò)電阻R6連接其輸出端，同時(shí)通過(guò)電阻R7接地。
[0012]該基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路的工作原理是:M-Bus主站發(fā)送電路2發(fā)送的信號(hào)，經(jīng)過(guò)采樣電阻R1，再經(jīng)過(guò)電感L1、電容C1后，輸入到電壓跟隨器電路51中的第一運(yùn)算放大器U1中，從而等到了穩(wěn)定采樣參考信號(hào)；通過(guò)門(mén)限電壓電路52中的電阻R2、電阻R3及第二運(yùn)算放大器U2得到門(mén)限電壓的調(diào)整值，通過(guò)加法器電路53實(shí)現(xiàn)門(mén)限電壓的自動(dòng)調(diào)整；通過(guò)比較器電路54得出有效的TTL通信接收信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)不同負(fù)載下的參考電平的自動(dòng)調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路，包括AC/DC供電電源(I),M-Bus主站發(fā)送電路(2 )、過(guò)流保護(hù)電路(3 )和M-bus接口( 4 )，M-Bus主站發(fā)送電路(2 )和過(guò)流保護(hù)電路(3 )均與AC/DC供電電源(I)連接，同時(shí)與M-bus接口(4)連接，其特征在于:所述的AC/DC供電電源(I)同時(shí)連接基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路(5 )，基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路(5 )也同時(shí)與M-bus接口( 4)連接，過(guò)流保護(hù)電路(3 )接入基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路(5)，M-Bus主站發(fā)送電路(2)接入基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路(5);所述的基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站接收電路(5)包括采樣電阻R1、電壓跟隨器電路(51)、門(mén)限電壓電路(52)、加法器電路(53)和比較器電路(54);所述的電壓跟隨器電路(51)由電感L1、電容Cl和第一運(yùn)算放大器Ul組成，電感L1、電容Cl的一端并聯(lián)后接入第一運(yùn)算放大器Ul的負(fù)輸入端，電容Cl的另一端與采樣電阻Rl的一端并聯(lián)后接地，電感LI的另一端與采樣電阻Rl的另一端并聯(lián)后接于M-Bus主站發(fā)送電路(2)的發(fā)送信號(hào)線；所述的門(mén)限電壓電路(52)由電阻R2、電阻R3和第二運(yùn)算放大器U2組成，其中電阻R2和電阻R3的一端相連接后接入第二運(yùn)算放大器U2的負(fù)輸入端，電阻R2的另一端與AC/DC供電電源(I)連接，電阻R3的另一端接地；所述的加法器電路(53)包括第三運(yùn)算放大器U3和電阻R6、電阻R7，第三運(yùn)算放大器U3的負(fù)輸入端分別通過(guò)電阻R5和電阻R4與門(mén)限電壓電路(52)中的第二運(yùn)算放大器U2的輸出端和電壓跟隨器電路(51)中的第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接；所述的比較器電路(54)由第四運(yùn)算放大器U4、電阻R8、電阻R9和三極管Ql組成，第四運(yùn)算放大器U4的正輸入端與加法器電路(53)中的第三運(yùn)算放大器U3的輸出端連接，第四運(yùn)算放大器U4的負(fù)輸入端連接發(fā)送信號(hào)線，并同時(shí)通過(guò)電感LI連接電壓跟隨器電路(51)中的第一運(yùn)算放大器Ul的負(fù)輸入端、通過(guò)電阻Rl接地和接電容Cl，第四運(yùn)算放大器U4的輸出端通過(guò)電阻R8接入三極管Ql基極，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql集電極通過(guò)電阻R9接AC/DC供電電源(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于門(mén)限自適應(yīng)的M-Bus主站電路，其特征在于:所述的電壓跟隨器電路(51)中的第一運(yùn)算放大器Ul的正輸入端通過(guò)導(dǎo)線與其輸出端連接；所述的門(mén)限電壓電路(52)中的第二運(yùn)算放大器U2的正輸入端通過(guò)導(dǎo)線與其輸出端連接；所述的加法器電路(53)中的第三運(yùn)算放大器U3的正輸入端通過(guò)電阻R6連接其輸出端，同時(shí)通過(guò)電阻R7接地。
【文檔編號(hào)】H03K3/013GK204258749SQ201420793420
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】隋振法, 劉淑華, 師振偉 申請(qǐng)人:山東力創(chuàng)科技有限公司