[实用新型]一种基于可供电二线制总线的信号传输系统

说明书

技术领域

本实用新型属于信号传输方法与系统，具体涉及一种基于可供电二线制总线的信号传输系统。

背景技术

在通讯与控制领域，同时传输电源和信号的二线制总线系统技术，一直是领域内广大工程技术人员共同关注的焦点。

在电源线上进行载波信号叠加是一种传统方法，但由于难以采用有效的隔离措施，载波信号将被供电电路和用电电路大幅衰减，从而导致信号传输距离短、通信速度低、节点容量小，对供电设备和用电设备性能要求高等问题的出现。有鉴于此，一份名为“电源、数据信号、音频模拟信号时分复用的单总线通讯系统”的专利（申请号:201010125972.5）提出了一种分时传输电源和信号的方法，在传输信号时断开供电与用电电路，从而有效解决了信号的衰落问题。但依然存在以下不足：1）电源传输时间只有三分之一，效率低且平稳性差，电磁干扰大；2）只有三分之一时间传送数据，通信速度低；3）为了传输音频模拟信号，根据奈氏定律，信号的切换频率不得低于20KHZ，致使技术实现的电路复杂，难以兼顾系统的经济性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于可供电二线制总线的信号传输统，以实现在一对供电导线上无损传输模拟信号或/和数字信号，同时解决信号在通信节点之间的对等传输问题。

本实用新型提供的基于可供电二线制总线的信号传输系统，包括二线制总线、连接在该总线上的若干节点和向该总线提供第一供电电流的电压源；所述电压源包括：直流电压源，用于向下述流控电压源供电；流控电压源，用于向二线制总线提供随第一供电电流的变化而变化的供电电压；所述节点包括：压控电流源，用于向二线制总线发送电流环信号；第一直流电流源，用于从二线制总线吸收恒定电流的；信号分离器，用于从二线制总线的供电电压中分离出待接收的电压信号；信号产生器，用于向压控电流源提供待发送的电压信号；电源电路，用于从第一直流电流源取电并向节点各电路提供工作电源；信号处理器，用于处理信号分离器收到的电压信号；极性转换电路，用于转换二线制总线极性并向节点各电路提供固定极性的信号通道。

所述流控电压源包括：电流取样电路，用于将第一供电电流信号转换成取样电压信号；交流耦合电路，用于从取样电压信号中分离出取样交流电压信号；控制电路，用于从取样交流电压信号中提取并向下述受控电压源输出控制电压信号；受控电压源，用于产生随控制电压信号变化的供电电压。

本实用新型系统可根据传输不同的信号采用不同的控制电路。

传输模拟信号时，所述控制电路包括：第一反相比例放大电路，用于放大取样交流电压信号并输出模拟电压控制信号；所述受控电压源包括：可调线性稳压电路，用于提供随模拟电压控制信号的变化而变化的供电电压；所述压控电流源包括：线性电流源电路，用于输出幅度与待发送的模拟电压信号幅度成正比的电流环信号；所述信号分离器包括：第二反相比例放大电路，用于反相放大供电电压中的交流电压信号并输出收到的模拟电压信号。

传输数字信号时，所述控制电路包括：第一电压比较电路，用于比较取样交流电压信号幅度并输出数字电压控制信号；所述受控电压源包括：可调稳压电路，用于提供随数字电压控制信号电平的高低变化而变化的供电电压；所述压控电流源包括：电流源电路，用于输出幅度随待发送的数字电压信号的逻辑电平的跳变而跳变的电流环信号；所述信号分离器包括：第二电压比较电路，用于比较供电电压变化幅度并输出收到的数字电压信号。

分时传输模拟信号和数字信号时，所述控制电路包括：第一反相比例放大电路，用于放大取样交流电压信号和下述三态输出窗口电压比较电路的输出信号，同时输出模拟电压控制信号和数字电压控制信号；第三反相比例放大电路，用于放大取样交流电压信号并向下述三态输出窗口电压比较电路提供比较输入电压信号；三态输出窗口电压比较电路，用于比较电压变化范围并根据结果向上述第一反相比例放大电路输出高电平、低电平和高阻三种信号；所述受控电压源包括：可调线性稳压电路，用于提供随模拟电压控制信号的变化而变化的供电电压；含驱动的H桥电路，用于根据数字电压控制信号电平的高低变化来改变供电电压的极性；所述压控电流源包括：线性电流源电路，用于输出幅度与待发送的模拟电压信号幅度成正比的电流环信号；电流源电路，用于输出幅度随待发送的数字电压信号的逻辑电平的跳变而跳变的电流环信号；所述信号分离器包括：第二反相比例放大电路，用于反相放大供电电压中的交流电压信号并输出收到的模拟电压信号；第二电压比较电路，用于比较供电电压变化幅度并输出收到的数字电压信号。