[发明专利]带方向检测的非接触式485总线在线监听装置

权利要求书

1.一种带方向检测的非接触式485总线在线监听装置，包括探头和信号处理电路，探头的输出端与信号处理电路连接，其特征在于：

探头采用非接触式电磁探头（102），信号处理电路包括电场信号处理电路（1）、磁场信号处理电路（2）和数据传输方向提取电路（3）；

所述的非接触式电磁探头（102），置于被测485总线（101）两根差分数据线之间，同时感应出电场信号和磁场信号，分别输出给电场信号处理电路（1）和磁场信号处理电路（2）；

所述电场信号处理电路（1）对电场信号依次进行变换、放大、整形和提取，输出485总线的数据信号（4）；

所述磁场信号处理电路（2）对磁场信号依次进行变换、放大、整形和提取，输出表征485总线间磁场方向变化的脉冲信号（5）；

所述数据信号（4）和脉冲信号（5）同时输入给数据传输方向提取电路（3）通过异或、滤波、边沿处理得到数据传输方向信号。

2.根据权利要求1所述的在线监听装置，其特征在于非接触式电磁探头（102），包括两块电场耦合板（201、207）、绝缘层（202）、带缝隙的电场屏蔽层（203）、铁氧体磁芯（204）和磁场耦合线圈（205）；铁氧体磁芯（204）位于非接触式电磁探头（102）的中心位置，磁场耦合线圈（205）紧密绕于铁氧体磁芯（204）上，电场屏蔽层（203）包裹在绕有磁场耦合线圈（205）的铁氧体磁芯（204）外，并在包裹的接缝处留出缝隙，绝缘层（202）包裹于电场屏蔽层（203）外，两块电场耦合板（201、207）紧贴于绝缘层（202）表面，呈对称分布。

3.根据权利要求1所述的在线监听装置，其特征在于磁场信号处理电路（2），包括互阻放大器（106）、反相放大器（107）、第二正向比较器（108）、第二负向比较器（109）和第二RS触发器（111）；

所述的互阻放大器（106），其输入端与非接触式电磁探头（102）中的磁场耦合线圈（205）的一个输出端连接，其输出端与反相放大器（107）的输入端相连，用于把电流信号转换为电压信号；

所述的反相放大器（107），其输出端同时与第二正向比较器（108）的同相端和第二负向比较器（109）的反相端连接，用于电压信号的放大；

所述的第二正向比较器（108），其反相端与正门限电压连接，其输出端与第二RS触发器（111）的S端连接，用于对电压信号整形；

所述的第二反向比较器（109），其同相端与负门限电压连接，其输出端与第二RS触发器（111）的R端连接，用于对电压信号整形；

所述的第二RS触发器（111），用于对电压信号中信息的提取，其输出信号即为表征485总线间磁场方向变化的脉冲信号（5）。

4.根据权利要求1所述的在线监听装置，其特征在于电场信号处理电路（1），包括差分电荷放大器（103）、第一正向比较器（104）、第一负向比较器（105）和第一RS触发器（110）；差分电荷放大器（103）的两输入端分别与非接触式电磁探头（102）中的两块电场耦合板（201、207）连接，第一RS触发器（110）的输出信号即为恢复出的485总线的数据信号（4）。

5.根据权利要求1所述的在线监听装置，其特征在于数据传输方向提取电路（3），包括异或门（112）、低通滤波器（113）和施密特触发器（114）；异或门（112）的两输入端连接数据信号（4）和脉冲信号（5），异或门（112）的输出端通过低通滤波器（113）后与施密特触发器（114）连接，进行滤波和边沿处理，施密特触发器（114）的输出信号即为数据传输方向信号。

6.根据权利要求2所述的在线监听装置，其特征在于非接触式电磁探头（102）中的铁氧体磁芯（204），采用圆柱形结构。

7.根据权利要求2所述的在线监听装置，其特征在于非接触式电磁探头（102）中的磁场耦合线圈（205），其一端与电场屏蔽层（203）连接，另一端与互阻放大器（106）的输入端连接。

8.根据权利要求2所述的在线监听装置，其特征在于非接触式电磁探头（102）中的电场屏蔽层（203），采用铜箔，其与电路的公共点连接。

9.根据权利要求2所述的在线监听装置，其特征在于非接触式电磁探头（102）中的两块电场耦合板（201、207），采用弧形铜箔，并分别与差分电荷放大器（103）的两输入端连接。