[发明专利]基于单根控制线NRZ电流编码电路

说明书

本发明提供一种基于单根控制线NRZ电流编码电路，包括：控制器，用于根据是否发送数据分别对应输出高电平、低电平的数字控制电压；充放电模块，其输入端连接数字控制电压，其输出端连接模拟开关的控制端，用于根据数字控制电压的电平高、低进行充、放电从而控制模拟开关控制端的电压；电压控制模块，连接模拟开关的第一输入端，用于输出NRZ静态电流控制电压；模拟开关，其第二输入端数字控制电压，其公共端连接压控恒流源，用于根据其控制端电平高、低对应输出数字控制电压、NRZ静态电流控制电压，控制压控恒流源在静态电流基础上实现NRZ电流编码。本发明实现主站与从站仪表通信，节约了控制器I/O线资源，提高了主站驱动从站仪表的数量。

技术领域

本发明涉及电流编码技术领域，特别是涉及一种基于单根控制线NRZ电流编码电路。

背景技术

NRZ指的是不归零码(NRZ,Non-Return to Zero)，数字信号可以直接采用基带传输,所谓基带就是指基本频带。基带传输就是在线路中直接传送数字信号的电脉冲，这是一种最简单的传输方式，近距离通信的局域网都采用基带传输。曼彻斯特编码是NRZ的一个特例，如图1所示，为曼彻斯特电流波形，其中静态电流为系统为无数据交换时候的电流，本系统的静态电流为10毫安；曼彻斯特电流控制信号是在静态电流的基础上按规定间隔增加和减少电流值作为数据，本系统中增加或减少的电流值为9毫安，曼彻斯特电流编码信号在工业领域应用广泛，如PROFIBUS PA及FF总线物理层就是采用这种信号传输方式。

然而，传统的曼彻斯特电流输出一般需要两个控制线，一个数据线，一个控制线；其中数据线用来传送编码信号，控制线用来切换静态电流；再加上一根接收线，为了能和从站仪表通信，控制器一般需要三根I/O线，由于控制器确定后它的I/O资源就限定了。假设控制器有90根I/O线，那么最多能驱动从站的数量为90/3＝30台；如果同样的I/O资源，驱动从站只用两个I/O线，驱动的从站数量可增加至90/2＝45台，因此亟需一种基于单根控制线NRZ电流编码电路以增加主站控制器能够驱动从站数量。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于单根控制线NRZ电流编码电路，用于解决现有技术中主站与每个从站仪表之间通信都需要三根I/O线的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于单根控制线NRZ电流编码电路，适用于主站控制器采用单根控制线发送数据与切换静态电流用以驱动从站仪表，包括：

控制器，用于根据是否发送数据分别对应输出高电平、低电平的数字控制电压；

充放电模块，其输入端连接所述数字控制电压的输出端，其输出端连接模拟开关的控制端，用于根据所述数字控制电压的电平高、低进行充、放电从而控制所述模拟开关控制端的电压；

电压控制模块，连接所述模拟开关的第一输入端，用于向所述模拟开关输出NRZ静态电流控制电压；

模拟开关，其第二输入端连接所述数字控制电压的输出端，其公共端连接压控恒流源，用于根据其控制端电平高、低对应输出数字控制电压、NRZ静态电流控制电压，控制压控恒流源在静态电流基础上实现NRZ电流编码。

于本发明的一优选实施例中，所述充放电模块包括第一电阻、二极管、第二电阻与第一电容，所述第一电阻一端连接数字控制电压的输出端，其另一端连接所述二极管的正极，所述二极管的负极分别连接第二电阻的一端、第一电容的一端与模拟开关的控制端，所述第二电阻的另一端与第一电容的另一端并联接地。

于本发明的一优选实施例中，所述第一电容的充电时间常数远小于放电时间常数。

于本发明的一优选实施例中，所述充电时间常数为R1*C1，所述放电时间常数为R2*C1。

于本发明的一优选实施例中，所述放电时间常数应确保所述充放电模块在两个数据帧间隔时间内将第一电容的电压放电至低电平，无数据时输出静态电流。