本实用新型专利技术公开了一种高速隔离通信器，包括输入端、输出端和通信转换单元，输入端和输出端与通信转换单元连接，还包括磁耦隔离模块，所述输入端与通信转换单元之间通过磁耦隔离模块连接。所述第一滤波电路包括四个RC滤波单元，所述第二滤波电路包括四个RC滤波单元，该电路具有强隔离，高速率，抗干扰等优点，这种通信器在测试时使得被测板完全可以保持AGND，DGND，AFE相互独立，降低了回路的面积，外部噪声对被测板的影响较小，同时PC端50Hz的工频干扰也不能传递到被测板，保证了测试信号的准确性，并缩短了测试时间。
High isolation communicator
The utility model discloses a high isolation communicator, including input and output terminal and the communication conversion unit, input and output, and communication conversion unit is connected, also includes magnetic coupling isolation module, the input module is connected with the magnetic coupling isolation between the terminal and the communication conversion unit. The first filter circuit includes four RC filter unit, the second filter circuit includes four RC filter unit, the circuit has the advantages of high speed, strong isolation, anti-jamming and so on, the communicator makes measured board can maintain AGND in the test of DGND, AFE are independent of each other, reduce the circuit area. External noise has little effect on the measured plate, and the disturbance of PC end 50Hz cannot transfer to the measured board, to ensure the accuracy of the test signal, and shorten the test time.
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种通信隔离电路，特别涉及一种高速隔离通信器。
技术介绍
根据掌握的电子市场信息，RS-232协议应用非常广泛。目前PC上所搭载的RS-232模块通信速率最高可以达到921.6kbps，但市场上还没有出现针对这种速率的TTL转RS-232的通讯模块。目前在电子医疗产品中，由于需要采集的人体信号数据量巨大，通讯的波特率一般在500kbps以上，并且生物信号极其微弱，容易受到噪声干扰。所以需要一种通信速率快，隔离效果好，并且性能稳定的通讯模块。市场上现有的TTL转RS-232的通讯模块波特率最高为115.2kbps。高于此通信速度的只有TTL转USB设备。虽然通信速度可以满足，但是无隔离功能，且抗干扰能力较差。对于复杂的系统来说，会造成数据的丢失和影响系统的稳定性。传统的TTL转USB电路，因为没有隔离部分，使得被测板上的三个独立模块(AGND，DGND，AFE)在测试过程中不同类型的地被短接，且与PC的大地连通，形成多个闭合回路，容易受到外围电路的干扰，大大降低了系统稳定性。同时会引入PC端的干扰，使得测量数据失真。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高速隔离通信器，本申请结合本公司在医疗器械开发中遇到的实际问题，提出了一种高速隔离通信器的设计方案，解决了传统测试电路的被测板上的AGND，DGND，AFE在PC端被短路，使得在开发产品时的分地设计被重新短接，产品在测试时无法达到设计时的式样要求的问题。同时也解决了从PC端引入50Hz的工频干扰、测试数据的准确性低，测试的时间长的问题。为实现上述目的，本技术的第一个专利技术目的在于在通信器上设计一种无需外部驱动器或分立器件且结构简单、性能稳定的磁耦隔离电路，以消除传统光耦合器的不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移的问题。高速隔离通信器，包括输入端、输出端和通信转换单元，输入端和输出端与通信转换单元连接，其特征在于，还包括磁耦隔离模块，所述输入端与通信转换单元之间通过磁耦隔尚申旲块连接。进一步地，所述磁耦隔离模块包括至少一个磁耦。进一步地，所述磁耦合隔离模块包括磁耦Ul、磁耦U2和磁耦U3，所述磁耦(Ul)、磁耦(U2)和磁耦(U3)分别对应被测板DGND模块RS-232串口的电源端口、数据发送端口、数据接收端口、请求发送端口和清除请求端口，即POWER、TXD、RXD、RTS和CTS端口。所述磁耦(Ul)、磁耦(U2)和磁耦(U3)的GNDl脚均连接至GNDF端。本申请可以使被测板的DGND、AGND、AFE端口相互之间独立，不会被PC端GND干扰，使检测电路形成的回路面积很小，不易受到噪声的干扰。进一步地，所述磁耦Ul为型号F0305XT-1WR2的直流磁耦隔离器。进一步地，所述磁耦U2和磁耦U3为型号ADuM1201AR的双通道数字隔离器。所述磁耦隔离模块为3kV的磁耦隔离，相比于常用的光电隔离消除了不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移问题。同时功耗降低了90%，IC的两端为独立供电，不会对采集端的信号造成二次干扰。进一步地，所述通信转换单元为型号为MAX3225的U4信号转换芯片，所述U4信号转换芯片的T11N引脚和T21N引脚分别与磁耦U2的VOB引脚、磁耦U3的VOB引脚相连接。该芯片具有高速率，低功耗，低电流驱动等优点。进一步地，所述磁耦隔离模块与输入端之间设置有第一滤波电路。根据信号采集信号的特性第一滤波电路选用了低通滤波器。进一步地，所述第一滤波电路包括四个RC滤波单元，RC滤波单元分别设置在输入端与磁耦U2相连接的引线以及输入端与磁耦U3相连接的引线上。且四个RC滤波单元之间相互独立。为了更好地适用本公司产品，RC滤波单元的截止频率为700kHz，后期可以根据需要对截止频率调整，最高可达到IMHz。进一步地，还包括去耦电容(09、(:10、(:11、(:12)，去耦电容(09、(:10、(:11、(:12)分别安装在磁親U2和磁親U3的信号输入端和信号输出端。进一步地，还包括防止磁耦U2和磁耦U3击穿的下拉电阻R5，所述下拉电阻R5电阻值3.3K。所述每个RC滤波单元包括一个电阻(Rl、R2、R3、R4)和一个电容(C5、C6、C7、C8)。所述与磁耦U2和磁耦U3的VOA引脚连接的RC滤波单元的电阻(R1、R3)为100R、电容(C5、C7)为2.2nF。所述与磁耦U2和磁耦U3的VIB引脚连接的RC滤波单元的电阻(R2、R4)为11R、电容(C6、C8)为470pF。进一步地，所述通信转换单元与输出端之间设置有第二滤波电路。进一步地，所述第二滤波电路包括四个RC滤波单元，RC滤波单元设置在输出端与通信转换单元相连接的引线上。且四个RC滤波单元之间相互独立。进一步地，所述RC滤波单元还包括抗干扰用的磁珠(FB3、FB4、FB5、FB6)，所述磁珠(FB3、FB4、FB5、FB6)与RC滤波单元串联。进一步地，所述输入端为6引脚，包括电源供给引脚(5，6)、TX引脚、RX引脚、RTS引脚、CTS引脚，本输入端可以提供双通道的信号输入回路，每个通道可以独立工作，不相互影响。电源取自被测板的电压信号，然后通过磁耦合隔离模块把3.3V转换为5V，供给隔离后端的IC使用。进一步地，还包括防止第二滤波电路击穿的下拉电阻R6，所述下拉电阻R5电阻值3.3Κο进一步地，还包括通过U4信号转换芯片给磁耦U2和磁耦U3供电的电解电容(C16、C17)和瓷片电容C15。本技术的优点是:a)本技术采用了磁耦合隔离取代了目前光电隔离，磁耦隔离消除了与光耦合器相关的不确定的电流传送比率、非线性传送特性以及随时间漂移和随温度漂移的问题，功耗降低了 90%;并且无需外部驱动器或分立器件，结构非常简单，性能稳定。b)本技术采用的高速TTL转RS-232转换芯片，理论最高速率可以达到IMkbs，但是为了和本公司产品匹配，本技术在输入端和输出端均加入了低通滤波电路，截止频率为700kHz，防止被测信号受到高频噪声干扰。本技术采用的芯片具有±15kV的ESD保护，电荷栗只需要四个0.UiF电容从一个3.3V的电源供给操作，可同时满足两通道的高速通信要求。c)本技术可以直接从被测对象中取电，通过DC-DC隔离转换模块把被测板上的3.3转换为3.3V或5V，供给转换IC使用，每个IC的最低驱动电流仅为ΙμΑ，对被测试电路板的影响可以忽略不计。d)输入和输出部分均采用RC滤波电路，对信号的输入和输出起到良好的保护，防止PC端的噪声向被测板专递，保持转换前后的信号相互独立，不会相互干扰。本方案从实际出发，针对目前RS-232通信模块的现状，重新设计了通信转换电路，该电路具有强隔离，高速率，抗干扰等优点，这种通信器在测试时使得被测板完全可以保持AGND，DGND，AFE相互独立，降低了回路的面积，外部噪声对被测板的影响较小，同时PC端50Hz的工频干扰也不能传递到被测板，保证了测试信号的准确性，并缩短了测试时间。【附图说明】为能更清楚理解本技术的目的、特点和优点，以下将结合附图对本技术的较佳实施例进行详细描述，其中:图1为本技术的系统框图；图2为本实用本文档来自技高网...
【技术保护点】
高速隔离通信器，包括输入端、输出端和通信转换单元，输入端和输出端与通信转换单元连接，其特征在于，还包括磁耦隔离模块，所述输入端与通信转换单元之间通过磁耦隔离模块连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭亚群，张晓东，须藤朗啓，
申请(专利权)人：上海光电医用电子仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
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