多節(jié)點(diǎn)電流環(huán)全雙工通信電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多節(jié)點(diǎn)四線制4?20mA電流環(huán)全雙工通信電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，常用的多節(jié)點(diǎn)通信方式通常采用電壓信號(hào)進(jìn)行傳輸，但進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，存在傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)易受到噪聲干擾，且傳輸線的分布電阻會(huì)使電壓信號(hào)產(chǎn)生壓降，甚至影響接收端對(duì)信號(hào)的正確判斷的技術(shù)缺陷。為克服上述技術(shù)問(wèn)題，多節(jié)點(diǎn)通信還可以采用電流信號(hào)進(jìn)行傳輸。與電壓信號(hào)傳輸方式不同，4?20mA電流環(huán)通信方式米用電流信號(hào)作為信號(hào)的表征，即20mA表τκ信號(hào)的滿刻度,4mA表τκ零信號(hào),而大于20mA或小于4mA的信號(hào)用于各種故障的報(bào)警。由于電流信號(hào)在傳輸時(shí)不存在電壓信號(hào)的傳輸線壓降問(wèn)題，因此具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)光電隔離的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]常用的4?20mA電流環(huán)通信方式分為四線制和二線制兩種方式。其中，四線制
4?20mA電流環(huán)通信方式的原理如附圖1所示，附圖1中的通信電纜為四根，其中兩根組成輸出電流回路，另兩根組成輸入電流回路。第一通信終端的輸出回路與第二通信終端的輸入回路相連，第一通信終端的輸入回路與第二通信終端的輸出回路相連，根據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為0或1，使回路中電流形成通和斷。二線制4?20mA電流環(huán)通信方式的原理如附圖2所示，當(dāng)?shù)谝煌ㄐ沤K端進(jìn)行發(fā)送時(shí)，第二通信終端?第N通信終端均需吸收電流信號(hào)，因此隨著通信終端的增加，對(duì)電流源的容量要求也相應(yīng)提高。此外，由于電流信號(hào)的單向流通，同一時(shí)刻只能一個(gè)通信終端進(jìn)行發(fā)送，即只能進(jìn)行半雙工通信。
[0004]雖然采用電流信號(hào)進(jìn)行傳輸可以有效規(guī)避上述技術(shù)問(wèn)題，但在目前常用的4?20mA電流環(huán)通信方式中，四線制僅能進(jìn)行兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)通信，而二線制雖可用于多節(jié)點(diǎn)間通信，但其存在通信速率低(僅能進(jìn)行半雙工通信)和消耗電流大(所有接收節(jié)點(diǎn)同時(shí)吸收電流)的技術(shù)缺陷。同時(shí)，由于兩個(gè)通信終端間的輸入回路和輸出回路需要交叉連接，因此現(xiàn)有的四線制4?20mA電流環(huán)通信方式無(wú)法在多個(gè)通信終端間進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多節(jié)點(diǎn)電流環(huán)全雙工通信電路，能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)通信終端間的四線制4?20mA電流環(huán)全雙工通信，解決現(xiàn)有電路易受外部干擾、信號(hào)受傳輸線壓降影響的技術(shù)問(wèn)題。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種多節(jié)點(diǎn)電流環(huán)全雙工通信電路的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種多節(jié)點(diǎn)電流環(huán)全雙工通信電路，包括:
第一通信終端、第二通信終端、第三通信終端和中間節(jié)點(diǎn)電路，所述第二通信終端、第三通信終端通過(guò)所述中間節(jié)點(diǎn)電路同時(shí)與所述第一通信終端進(jìn)行電流環(huán)通信。
[0007]優(yōu)選的，所述中間節(jié)點(diǎn)電路包括供電電路、發(fā)送電路和接收電路。所述供電電路接收由所述第二通信終端和第三通信終端提供的電源，并根據(jù)所述第三通信終端提供的電源控制信號(hào)為所述發(fā)送電路和接收電路提供工作電源。當(dāng)所述第一通信終端發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，所述接收電路接收來(lái)自于所述第一通信終端的電流信號(hào)，并將所述電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送至所述第二通信終端和第三通信終端。當(dāng)所述第一通信終端接收數(shù)據(jù)時(shí)，所述第二通信終端和第三通信終端發(fā)送的數(shù)據(jù)由所述發(fā)送電路轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，并發(fā)送至所述第一通信終端。
[0008]優(yōu)選的，所述供電電路包括繼電器，由所述第二通信終端提供供電電源的第二電源端和第二接地端，由所述第三通信終端提供供電電源的第三電源端和第三接地端，為所述所述發(fā)送電路和接收電路提供供電電源的第一電源端和第一接地端，以及觸點(diǎn)控制信號(hào)正端和觸點(diǎn)控制信號(hào)負(fù)端。所述繼電器包括兩個(gè)常閉觸點(diǎn)、兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)，以及一個(gè)控制端。所述第二電源端和第二接地端分別連接至所述繼電器的兩個(gè)常閉觸點(diǎn)，與所述第二電源端相連的常閉觸點(diǎn)的另一端連接至所述第一電源端，與所述第二接地端相連的常閉觸點(diǎn)的另一端連接至所述第一接地端。所述第三電源端和第三接地端分別連接至所述繼電器的兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)，與所述第三電源端相連的常開(kāi)觸點(diǎn)的另一端連接至所述第一電源端，與所述第三接地端相連的常開(kāi)觸點(diǎn)的另一端連接至所述第一接地端。所述繼電器的控制端分別與觸點(diǎn)控制信號(hào)正端、觸點(diǎn)控制信號(hào)負(fù)端相連。兩個(gè)常閉觸點(diǎn)和兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)的動(dòng)作由所述控制端進(jìn)行控制，所述觸點(diǎn)控制信號(hào)正端、觸點(diǎn)控制信號(hào)負(fù)端連接至所述第三通信終端。
[0009]優(yōu)選的，在默認(rèn)情況下，所述第一電源端與所述第二電源端相連，所述第一接地端與所述第二接地端相連，由所述第二通信終端為所述供電電路提供電源。當(dāng)所述第三通信終端通過(guò)所述觸點(diǎn)控制信號(hào)正端、觸點(diǎn)控制信號(hào)負(fù)端的控制信號(hào)使所述繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，而所述常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)，所述第一電源端與所述第三電源端相連，所述第一接地端與所述第三接地端相連，由所述第三通信終端為所述供電電路提供電源。優(yōu)選的，所述發(fā)送電路包括第一隔離單元、第二隔離單元、邏輯單元、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第三通信隔離單元、第二電容、第三電容、第三穩(wěn)壓管和第九電阻。來(lái)自于所述第二通信終端的發(fā)送信號(hào)2_DLH_TXD經(jīng)第五電阻限流后輸入至所述第一隔離單元的輸入端，來(lái)自于所述第三通信終端的發(fā)送信號(hào)3_DLH_TXD經(jīng)第六電阻限流后輸入至所述第二隔離單元的輸入端，分別由所述第一隔離單元、第二隔離單元隔離成與所述供電電路共地的信號(hào)，再分別經(jīng)過(guò)所述第七電阻、第八電阻限流，并由所述邏輯單元進(jìn)行邏輯運(yùn)算后驅(qū)動(dòng)所述第三通信隔離單元。經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)后的信號(hào)由所述第二電容、第三電容進(jìn)行濾波，再由所述第三穩(wěn)壓管進(jìn)行穩(wěn)壓，并由所述第九電阻進(jìn)行限流后輸出電流信號(hào)DLH_TX+和電流信號(hào)DLH_TX-至所述第一通信終端。
[0010]優(yōu)選的，所述接收電路包括第四隔離單元、第五隔離單元、第六隔離單元、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一穩(wěn)壓管、第二穩(wěn)壓管和第一電容。來(lái)自于所述第一通信終端的電流信號(hào)DLH_RX+和電流信號(hào)DLH_RX-由所述第三電阻、第四電阻進(jìn)行分壓，由所述第一電容進(jìn)行濾波，并由所述第二穩(wěn)壓管進(jìn)行穩(wěn)壓后，再由所述第一穩(wěn)壓管進(jìn)行降壓，所述第二電阻進(jìn)行限流后，由所述第四隔離單元接收并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再經(jīng)過(guò)所述第五隔離單元隔離成所述第二通信終端所需的接收信號(hào)2_DLH_RXD，并同時(shí)經(jīng)過(guò)所述第六隔離單元隔離成所述第三通信終端所需的接收信號(hào)3_DLH_RXD。所述第四隔離單元的輸出端通過(guò)第一電阻進(jìn)行上拉處理，以保證在所述第一通信終端無(wú)輸出信號(hào)時(shí)，所述第四隔離單元的輸出為確定的高電平。
[0011]優(yōu)選的，所述電路應(yīng)用于全雙工的四線制4?20mA電流環(huán)通信。
[0012]通過(guò)實(shí)施上述本發(fā)明提供的多節(jié)點(diǎn)電流環(huán)全雙工通信電路，具有如下技術(shù)效果:
(1)本發(fā)明中的接收電路和發(fā)送電路可實(shí)現(xiàn)全雙工的四線制4?20mA電流環(huán)通信，通信速率高；
(2)本發(fā)明采用電流信號(hào)進(jìn)行傳輸，傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、易于實(shí)現(xiàn)光電隔離；
(3)本發(fā)明中的中間節(jié)點(diǎn)電路僅由繼電器、門(mén)電路、光耦器件、電阻、電容和穩(wěn)壓管組成，成本低、工作原理簡(jiǎn)單；
(4)本發(fā)明中間節(jié)點(diǎn)電路的供電電路由第二通信終端和第三通信終端共同控制，若第二通信終端和第三通信終端中任意一個(gè)出現(xiàn)故障，仍能保證中間節(jié)點(diǎn)電路的正常供電。
【附圖說(shuō)明】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的實(shí)施例。
[0014]圖1是現(xiàn)有技術(shù)四線制4?20mA電流環(huán)通信電路的結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)二線制4?20mA電流環(huán)通信電路的結(jié)構(gòu)示意框圖；
圖3是本發(fā)明多節(jié)點(diǎn)電流環(huán)全雙工通信電路一種【具體實(shí)施方式】的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明多節(jié)點(diǎn)電流環(huán)全雙工通信電路一種【具體實(shí)施方式】中間節(jié)點(diǎn)電路的供電電路的電路原理圖；
圖5是本發(fā)明多節(jié)點(diǎn)電流環(huán)全雙工通信電路一種【具體