一种Mbus解码电路制造技术

本申请公布了一种解码电路，包括：串联在Mbus总线正端的取样电阻、动态动态差分放大单元、移位倒相放大单元、单端解码单元，取样电阻上的电压变化经过两级放大电路，将Mbus总线上的电压变化放大，避免了Mbus总线负载电流较小时，解码单元的输入端的电压接近于工作电源电压而无法解码的现象，从而提高了解码灵敏度、降低了误码率；而且，通过增加放大电路对Mbus总线上的传输信号进行放大，能够大大减小取样电阻的阻值，从而加强Mbus总线的带载能力，同时也降低了取样电阻的功耗，提高了整机的可靠性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种Mbus解码电路
本申请涉及数据解码
，特别是涉及一种解码电路。
技术介绍
Mbus总线是一种专门为消耗测量仪器和计数器传送信息的数据总线设计的Mbus总线在上传数据时，采用电流变化方式来实现，《CJ / T188户用计量仪表数据传输技术条件》要求Mbus总线在上传数据时的电流值比无信号时增加IlmA?20mA。请参见图1和图2，图1为传统的解码电路的电路结构示意图，图2为传统的解码电路各关键点电流电压变化波形图。其中，当Vout端上传数据时，总线上的电流信号如图2中的1波形，此时电流1在取样电阻RO的两端产生电压降VrO，Vout端的电压变化具体参见图2中Vout。电容C2具有储能作用，由于电容C2的存在，因此，电压比较器Ul的反相输入端2脚的电压信号相对不变，具体参见图2中V2 ;而同相输入端3脚的电压信号与Mbus总线上的电压信号同步，具体的电压波形参见图2中的V3。只有Mbus总线上的电压变化超过二极管D2的电压降之后，电压比较器Ul的输出端I脚才会产生翻转变化，即当取样电阻RO上的电压降只有超过二极管D2上的电压降后才能进行有效的解码，解码出来的电压波形参见图2中的VI。由于Mbus总线上传数据时的电流信号比无信号时增加IImA?20mA，且二极管D2采用锗二极管，管压降通常为0.2?0.3V，为了能够有效解码上传的有效信号，取样电阻RO的阻值必须不小于RO=0.3V / llmA=27欧。根据《CJ / T188户用计量仪表数据传输技术条件》的要求，当Mbus总线上传数据时总线电压，应比无信号时总线电压高于10V，在Mbus总线空载上传数据时的总线电压为Vcc即15V，由于，取样电阻为27欧，因此，总线负载不能超过(15V-10V) / 27欧=185mA。Mbus总线的工作电源电压为Mbus总线工作电源，其电压值Vcc，当Mbus总线上传数据时，电流流过取样电阻R0，并在其上产生压降Vw，在Vout端得到的是Vcc-Vki，如果Mbus总线的静态负载电流较小，则Vw较小，因此，Vout端的电压接近于Vcc。传统的解码电路存在以下缺点:在Mbus总线静态负载电流1较小时，Vout端的电压接近于Vcc，大于电压比较器Ul的共模输入电压O?(Vcc-1.5) V，因此静态负载电流1较小时，会出现无法解码或误码现象，导致传统的解码电路的误码率高。由于取样电阻较大，严重影响了 Mbus总线负载能力。当总线负载电流达到300mA时，取样电阻上的功率损耗为2.43W，取样电阻发热量大，浪费能源，对整机的散热要求很高，导致整机的可靠性下降。专利内容为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种解码电路，解决了总线负载电流较小时，解码电路解码灵敏度差、误码率高的缺点，同时提高了总线的负载能力、降低了取样电阻的损耗，技术方案具体如下:一种Mbus解码电路，其特征在于，包括:串联在Mbus总线的取样电阻、动态差分放大单元、移位倒相放大单元及单端解码单元，其中:所述动态差分放大单元与Mbus总线相连，用于对Mbus总线上经过所述取样电阻取样后的电压信号变化，进行动态差分放大，提供给所述移位倒相放大单元，且其基准参考电压为Mbus总线工作电源电压分压取得；所述移位倒相放大单元与所述动态差分放大单元相连,用于将所述动态差分放大单元输出的电压信号移位倒相放大，并提供给所述解码单元；所述解码单元与所述移位倒相放大单元相连，用于将接收到的电压信号进行单端解码处理，得到Mbus总线上传输的有效信号。优选的,所述动态差分放大单元包括:通过第三分压电阻和第四分压电阻接地，与所述第四分压电阻相并联的第一电容；同相输入端连接于所述第三分压电阻与第四分压电阻的公共连接点处；输出端与反相输入端之间通过第六反馈电阻连接，正电源端接正电源，负电源端接地端的第一运算放大器；阳极与Mbus总线连接，阴极通过第五输入电阻与所述第一运算放大器的反相输入端相连的第二二极管。优选的，所述移位倒相放大单元包括:第二运算放大器，其同相输入端输入预设参考电压，反相输入端通过第七输入电阻与所述第一运算放大器的输出端相连，第二运算放大器的输出端通过第八反馈电阻与所述反相输入端相连。优选的，所述解码电路主要包括:第三电压比较器、第三二极管，以及第二电容。所述第三二极管与第十分压电阻及第十一分压电阻构成的串联支路，其中第三二极管的阳极作为该串联支路的一端与所述第二运算放大器的输出端相连，该串联支路的另一端接地；所述第三电压比较器的同相输入端，通过第九输入电阻与所述第二运算放大器的输出端相连，反相输入端与所述第十分压电阻及第十一分压电阻的公共点相连，输出端通过第三电容连接于反相输入端，且通过第四电容接地；所述第二电容并联于所述第十一分压电阻的两端。优选的，所述取样电阻的阻值不大于10欧。优选的，所述取样电阻的阻值为3.9欧。优选的，所述取样电阻的阻值为3欧。优选的，所述取样电阻的阻值为2欧。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，该Mbus解码电路，在传统的解码电路前增加了两级放大电路，即动态差分放大单元和移位倒相放大单元，对Mbus总线上的传输信号放大，并进行信号变化匹配，避免了 Mbus总线静态负载电流较小时，单端解码单元输入端的电压接近于工作电源电压而无法解码的现象，从而提高了解码灵敏度、稳定性、降低了误码率；同时，可以大大减小取样电阻的阻值，因为放大电路可以将取样电阻上的电压信号放大到满足解码单元的解码要求，从而加强了 Mbus总线的带载能力，同时也降低了取样电阻的功耗，提高了整机的可靠性。此外，由于放大电路的放大倍数可调，使得传输给解码单兀的反映Mbus总线上的传输信号变化的电压信号，可以在不大于电源电压Vcc范围内设定，提高了解码的灵敏度和可靠性，同时，使得该解码电路能够适应更宽的上传数据时的电流变化范围。【附图说明】为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为传统的解码电路结构示意图；图2为传统的解码电路各关键点的电信号波形图；图3为本申请实施例的一种解码电路示意图；图4为本申请实施例的一种解码电路的结构示意图；图5为本申请实施例的一种解码电路各关键点的电信号波形图。【具体实施方式】为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本申请作进一步详细的说明。请参见图3，图3为本申请实施例一种解码电路原理框图，该解码电路包括:Mbus总线上的取样电阻R0、动态差分放大单元1、移位倒相放大单元2，以及单端解码单元3，其中:动态差分放大单元I的两个输入端与Mbus总线的Vout端相连,用于对Mbus总线电压经过取样电阻RO采样后的电压信号进行差分放大，并提供给所述移位倒相放大单元2，其基准参考电压为Mbus总线的工作电压Vcc。当Mbus总线上有传输信号时，Mbus总线上会产生一个电流变化量，该电流信号变化量经取样电阻进行取样后得到Mbus总线上的电压变化量，动态差分放大单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Mbus解码电路，其特征在于，包括：串联在Mbus总线的取样电阻、动态差分放大单元、移位倒相放大单元及单端解码单元，其中：?所述动态差分放大单元与Mbus总线相连，用于对Mbus总线上经过所述取样电阻电压信号变化，进行动态差分放大，提供给所述移位倒相放大单元，且其基准参考电压为所述Mbus总线工作电源电压值；?所述移位倒相放大单元与所述动态差分放大单元相连，用于将所述动态差分放大单元输出的电压信号反相放大并移位，并提供给所述解码单元；?所述解码单元与所述移位倒相放大单元相连，用于将接收到的电压信号进行解码处理，得到Mbus总线上传输的有效信号。

【技术特征摘要】
1.一种Mbus解码电路，其特征在于，包括:串联在Mbus总线的取样电阻、动态差分放大单元、移位倒相放大单元及单端解码单元，其中: 所述动态差分放大单元与Mbus总线相连，用于对Mbus总线上经过所述取样电阻电压信号变化，进行动态差分放大，提供给所述移位倒相放大单元，且其基准参考电压为所述Mbus总线工作电源电压值； 所述移位倒相放大单元与所述动态差分放大单元相连,用于将所述动态差分放大单元输出的电压信号反相放大并移位，并提供给所述解码单元； 所述解码单元与所述移位倒相放大单元相连，用于将接收到的电压信号进行解码处理，得到Mbus总线上传输的有效信号。2.根据权利要求1所述的Mbus解码电路，其特征在于，所述动态差分放大单元包括: 与所述第三分压电阻和第四分压电阻接地； 与所述第四分压电阻相并联的第一电容；同相输入端连接于所述第三分压电阻与第四分压电阻的公共连接点处，输出端与反相输入端之间通过第六反馈电阻连接，正电源端接正电源，负电源端接地的第一运算放大器； 阳极与Mbus总线连接，阴极通过第五输入电阻与第一运算放大器的反相输入端相连的第二二极管。3.根据权利要求2所述的解码电路，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛君伟，蒋建樑，
申请(专利权)人：杭州宇控科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：