兩總線傳輸裝置的製作方法

2023-09-23 23:32:25 8

本實用新型涉及信號傳輸領域，尤其涉及一種兩總線傳輸裝置。

背景技術：

目前的電路需要同時使用直流電源信號、音頻信號與脈衝調製信號時，大都採用分開走線的方式，這種方式接線繁多、複雜，且成本較高。在某些應用場合如兩線制消防電話通信系統裡有將三種信號共用兩總線傳輸的方案，但這種方案中，線長較短，一般不超過1000米，無法適用於更遠距離，並且音頻疊加易受環境的影響，導致音頻信號的傳輸效果不理想。

因此，亟需一種新的直流電源信號、音頻信號與脈衝調製信號共用的兩總線傳輸裝置。

技術實現要素：

本實用新型提供一種兩總線傳輸裝置，用以解決現有技術中的直流電源信號、音頻信號與脈衝調製信號共用兩總線時音頻信號傳輸效果不理想的技術問題。

本實用新型提供一種兩總線傳輸裝置，包括：

第一總線、第二總線、總機和至少一個終端；

其中，總機包括第一回碼檢測電路、第二回碼檢測電路、發碼控制電路、第一開關電路、第二開關電路、直流電源、第一電容、短路保護檢測電路、總機變壓器和與總機變壓器主線圈組連接的總機音頻處理電路，總機變壓器副線圈組與第一總線和第二總線連接；

終端包括終端解碼/回碼電路、終端供電電路、終端變壓器和與終端變壓器主線圈組連接的終端音頻處理電路，終端變壓器副線圈組與第一總線和第二總線連接；總機變壓器副線圈組包括第一副線圈組和第二副線圈組；終端變壓器副線圈組包括第三副線圈組和第四副線圈組；第一副線圈組一端與第一總線相連，另一端與發碼控制電路正端相連，第二副線圈組一端與第二總線相連，另一端與發碼控制電路負端相連，發碼控制電路正端與直流電源正端相連，發碼控制電路負端與直流電源負端相連；

第三副線圈組一端與第一總線相連，另一端與終端供電電路相連，第四副線圈組一端與第二總線相連，另一端與終端供電電路相連；

第一回碼檢測電路通過第二開關電路與第二總線連接；

第二回碼檢測電路設置在第一開關電路與終端之間且與第一總線連接；

第一電容與發碼控制電路並聯；

終端解碼/回碼電路與第一總線和第二總線相連，短路保護檢測電路設置在第一總線上靠近終端一側。

進一步的，終端還包括第一整流橋和第二整流橋，其中，第三副線圈組一端與第一總線相連，另一端與第一整流橋的交流輸入端相連，第四副線圈組一端與第二總線相連，另一端與第一整流橋的交流輸入端相連，第一整流橋的輸出正負端與終端供電電路相連；

第二整流橋的兩個交流輸入端分別與第一總線和第二總線相連，第二整流橋的輸出正端與終端解碼/回碼電路相連。

進一步的，終端還包括特殊電路模塊，其中，特殊電路模塊包括多個串聯的二極體組成的第一支路和與第一支路並聯的第二電容，第一支路一端與第二整流橋的輸出負端連接，另一端接終端解碼/回碼電路。

本實用新型提供的兩總線傳輸裝置，通過總機音頻處理電路發出第一單端音頻信號，該第一單端音頻信號經總機變壓器轉換後輸出的第一差分信號至總線，終端變壓器從總線上獲取第一差分信號，並將第一差分信號轉換成第一單端音頻信號，以實現總機到終端的音頻信號傳輸。同理，也可實現終端到總機的音頻信號傳輸，從而來實現總機與終端之間的音頻交互，同時，由於第一單端音頻信號和第二單端音頻信號分別是以第一差分信號和第二差分信號的方式在總線上傳輸，具有更好的抗幹擾能力，優化音頻傳輸效果。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例提供的兩總線傳輸裝置的結構示意圖；

圖2為本實用新型另一實施例提供的兩總線傳輸裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型又一實施例提供的特殊電路模塊的電路圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。本實用新型可以以多種不同的形式來實現，並不限於本實施例所描述的實施方式。提供以下具體實施方式的目的是便於對本實用新型公開內容更清楚透徹的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字詞僅是針對所示結構在對應附圖中位置而言。

然而，本領域的技術人員可能會意識到其中的一個或多個的具體細節描述可以被省略，或者還可以採用其他的方法、組件或材料。在一些例子中，一些實施方式並沒有描述或沒有詳細的描述。

此外，本文中記載的技術特徵、技術方案還可以在一個或多個實施例中以任意合適的方式組合。對於本領域的技術人員來說，易於理解與本文提供的實施例有關的方法的步驟或操作順序還可以改變。因此，附圖和實施例中的任何順序僅僅用於說明用途，並不暗示要求按照一定的順序，除非明確說明要求按照某一順序。

本文中為部件所編序號本身，例如「第一」、「第二」等，僅用於區分所描述的對象，不具有任何順序或技術含義。而本實用新型所說「連接」、「聯接」，如無特別說明，均包括直接和間接連接(聯接)。

請參考圖1，本實施例提供一種兩總線傳輸裝置，包括第一總線1、第二總線2、總機3和至少一個終端4，其中，總機3包括總機變壓器T1和與總機變壓器主線圈組L1連接的總機音頻處理電路31，總機變壓器副線圈組32與第一總線1和第二總線2連接，終端4包括終端變壓器T2和與終端變壓器主線圈組L1』連接的終端音頻處理電路41，終端變壓器副線圈組42與第一總線1和第二總線2連接。

具體的，總機音頻處理電路31輸出第一單端音頻信號至總機變壓器主線圈組L1，經總機變壓器副線圈組32轉換為第一差分音頻信號後，將該第一差分音頻信號疊加在總線(本文中的總線包括第一總線1和第二總線2)上，然後終端變壓器T2副線圈組從總線上獲取第一差分音頻信號，經終端變壓器T2主線圈組轉換為第一單端音頻信號後送入終端音頻處理電路41，實現總機3到終端4的音頻傳輸。

同樣的，終端音頻處理電路41輸出第二單端音頻信號至終端變壓器T2主線圈組，經終端變壓器T2副線圈組轉換為第二差分音頻信號後，將該第二差分音頻信號疊加在總線上，然後總機變壓器副線圈組32從總線上獲取第二差分音頻信號，經總機變壓器主線圈組轉換為第二單端音頻信號後送入總機音頻處理電路31，實現終端4到總機3的音頻傳輸。

進一步的，總機變壓器T1和終端變壓器T2採用專用雙線並繞型音頻變壓器。

上述實施例中的總線傳輸裝置，通過終端變壓器T2從總線上獲取第一單端音頻信號經總機變壓器T1轉換後輸出的第一差分信號，通過總機變壓器T1從總線上獲取第二單端音頻信號經終端變壓器T2轉換後輸出的第二差分信號，來實現總機3與終端4之間的音頻交互，同時，由於第一單端音頻信號和第二單端音頻信號分別是以第一差分信號和第二差分信號的方式在總線上傳輸，具有更好的抗幹擾能力，優化音頻傳輸效果。

請參考圖2，總機還包括直流電源33，終端還包括第一整流橋D1和終端供電電路43，總機變壓器副線圈組32包括第一副線圈組L2和第二副線圈組L3，第一副線圈組L2一端與第一總線1相連，另一端與發碼控制電路34正端相連，第二副線圈組L3一端與第二總線2相連，另一端與發碼控制電路34負端相連，發碼控制電路34正端與直流電源33正端相連，發碼控制電路34負端與直流電源33負端相連。

終端變壓器副線圈組42包括第三副線圈組L2』和第四副線圈組L3』，第三副線圈組L2』一端與第一總線1相連，另一端與第一整流橋D1的交流輸入端相連，第四副線圈組L3』一端與第二總線2相連，另一端與第一整流橋D1的交流輸入端相連，第一整流橋D1的輸出正負端與終端供電電路43相連。

總機控制直流電源33正端經總機變壓器T1的第一副線圈組L2，加載到第一總線1，第二總線2經總機變壓器T1的第二副線圈組L3，回到直流電源33負端；終端通過終端變壓器T2的第三副線圈組L2』和第四副線圈組L3』獲取總線上的電壓，經第一整流橋D1後進入終端供電電路43，以實現直流電源33為終端供電，同時，通過第一整流橋D1可實現終端的無極性連接，即終端在接入總線時無需區別總線極性，可任意連接。

進一步的，總機還包括發碼控制電路34、第一開關電路35和第二開關電路36，終端還包括第二整流橋D2和終端解碼/回碼電路44，其中，發碼控制電路34一端通過第一開關電路35與第一總線1連接，另一端通過第二開關電路36與第二總線2連接；

第二整流橋D2的兩個交流輸入端分別與第一總線1和第二總線2相連，第二整流橋D2的輸出正端與終端解碼/回碼電路44相連。

具體的，第一開關電路35還與第一副線圈組L2並聯，第二開關電路36還與第二副線圈組L3並聯，總機3可控制第一開關電路35和第二開關電路36的通斷，當總線上需要載有脈衝調製信號時，總機3控制第一開關電路35與第二開關電路36導通，旁路總機變壓器T1的第一副線圈組L2和第二副線圈組L3對脈衝調製信號的影響，然後通過發碼控制電路34每隔一定時間，如10毫秒，具體可根據實際情況進行設置，在總線上產生一組介於24V和18V之間的脈衝調製信號；終端通過第二整流橋D2獲取進入終端變壓器T2之前的脈衝調製信號，然後進入終端解碼/回碼電路44，終端根據解碼所得數據，分析判斷在數據對應的位置回碼，從而實現與總機的信息交互。

進一步的，直流電源33與發碼控制電路34串聯，電流通過發碼控制電路34後加載到總線上，當總機3需要斷開直流電源33的供電時，可通過控制發碼控制電路34切斷直流電源33對總線的供電。

進一步的，終端4還包括特殊電路模塊45，特殊電路模塊45如圖3所示，特殊電路模塊45包括多個串聯的二極體(圖3中示出3個二極體Dm、Dm+1和Dm+2)組成的第一支路和與第一支路並聯的第二電容C1，第一支路一端與第二整流橋D2的輸出負端連接，另一端接終端解碼/回碼電路44。

終端4通過使用特殊電路模塊45實現音頻信號與脈衝調製信號更好的兼容。特殊電路模塊45使用瓷片第二電容和多個串聯後的二極體並聯工作，通過多個二極體串聯可保證通話時第二總線2的音頻幅度不被第二整流橋D2負端限定在很小的幅度內，使其足夠支持3臺以內的終端4使用；通過瓷片第二電容保證非通話狀態時脈衝調製信號的幅度不被第一支路的多個二極體削減，從而實現長距離傳輸。

進一步的，總機3還包括第一回碼檢測電路37，其中，第一回碼檢測電路37通過第二開關電路36與第二總線2連接。

第一回碼檢測電路37用於檢測終端發送的回碼信息，當總線由通話狀態轉為正常非通話狀態時，總機3控制第一開關電路35和第二開關電路36導通，保證給終端供電和通信交互的同時，旁路總機變壓器T1的第一副線圈組L2和第二副線圈組L3對脈衝調製信號的影響，此時使用第一回碼檢測電路37檢測終端的回碼信息。

進一步的，總機3還包括設置在第一總線1上靠近終端一側的短路保護檢測電路39。

總機的短路保護檢測電路39，在一段很短時間(如2秒)內檢測到總線電流過大(如600毫安)時，總機通過發碼控制電路34切斷總線供電，間隔一段時間後，總機通過發碼控制電路34開啟直流電源33對總線的供電，短路保護檢測電路39會再次檢測總線的電流情況，如此反覆開關和檢測總線供電直到總線恢復正常為止。

進一步的，總機3還包括設置在短路保護檢測電路39與總機變壓器之間且與第一總線1連接的第二回碼檢測電路38。

第二回碼檢測電路38用於檢測總線上的大幅度脈衝，當總線處於通話狀態，終端需要改變自身狀態時，會通過終端解碼/回碼電路44在總線上產生短暫的大幅度脈衝，讓總機的第二回碼檢測電路38檢測到，以便總機進行相應的處理，比如暫時關閉總機音頻處理電路31等等。

上述總線傳輸裝置中，通過直流電源33給總機提供電源，總機控制電源加載到總線上，通過兩條總線為總線上掛接的所有終端4供電，且終端4接入時無需區分總線極性；總線上通過脈衝調製信號(電壓幅度變化介於DC24V和DC18V之間，不同幅度時的脈寬介於800us和1200us之間)實現信息傳輸，終端通過終端解碼/回碼電路44解析總線上的脈衝調製信號，並在對應命令的回碼區相應位置進行回碼，從而與總機3實現信息交互，且通信不影響各設備供電；總線傳輸裝置各設備對音頻信號具有很高的阻抗，通過音頻變壓器(即總線變壓器T1和終端變壓器T2)，使音頻信號在兩總線上以差分信號的方式傳輸，以增強抗幹擾能力。

下面對上述裝置的各功能的工作原理進行詳細說明。

總機3通過總線給終端4供電的過程具體為：總機3通過發碼控制電路34，控制直流電源33正端經總機變壓器T1的第一副線圈組L2或者第一開關電路35，再經短路保護檢測電路39後加載到第一總線1，第二總線2經總機變壓器T1的第二副線圈組L3或者第二開關電路36，再回到發碼控制電路34負端和直流電源33負端；

終端4通過終端變壓器副線圈組42，將總線經第一整流橋D1後接入終端供電電路43，給終端4供電，並且通過第一整流橋D1可實現終端4的無極性連接，即在終端4接入總線時，不用區分總線極性，可隨意連接。

正常非通話情況下，總線上載有脈衝調製信號，用於總機3和終端4之間的通信，具體為：總機3控制第一開關電路35、第二開關電路36導通，旁路總機變壓器副線圈組32對脈衝調製信號的影響；通過發碼控制電路34每隔一定時間，在總線上產生一組介於24V和18V之間的脈衝調製信號；

終端4通過第二整流橋D2取進入終端變壓器T2之前的總線通信信號(即脈衝調製信號)，接入終端解碼/回碼電路44正端，終端4根據解碼所得數據，分析判斷在數據對應的位置回碼，與總機3實現信息交互。

通話情況下，總線上沒有脈衝調製信號，只傳輸音頻信號，具體為：總機3控制第一開關電路35、第二開關電路36斷開，通過總機音頻處理電路31將總機的第一單端音頻信號送入總機變壓器主線圈組L1，經總機變壓器副線圈組32轉換為差分音頻信號，同時疊加在兩總線上；終端通過終端變壓器副線圈組42取總線上的第一差分音頻信號，經終端變壓器主線圈組L1』轉換為第一單端音頻信號後送入終端音頻處理電路41；

終端音頻處理電路41將終端的第二單端音頻信號送入終端變壓器主線圈組L1』，經終端變壓器副線圈組42轉換為第二差分音頻信號，同時疊加在兩總線上；總機通過總機變壓器副線圈組32將總線上的第二差分音頻信號經總機主線圈組L1轉換為第二單端音頻信號送入總機音頻處理電路31，從而實現總機3與終端4的音頻交互。

總線由正常非通話狀態轉為通話狀態時，須切換使用相關電路，具體為：轉換為通話狀態時，兩總線上不再傳輸脈衝調製信號，只傳輸差分音頻信號，總機控制第一開關電路35、第二開關電路36斷開，通過總機變壓器副線圈組32給總線上掛接的終端4供電，同時保證第一差分音頻信號或第二差分音頻信號疊加在總線上傳輸，使用第二回碼檢測電路38檢測終端的狀態。

總線處於通話狀態，終端4需要改變自身狀態時，具體為：先通過終端解碼/回碼電路44在總線上產生短暫的較大幅度脈衝，讓總機3的第二回碼檢測電路38檢測到，總機3檢測到後暫時關閉總機音頻處理電路31，控制第一開關電路35、第二開關電路36導通，然後開始發送脈衝調製信號並通過第一回碼檢測電路37檢測終端的回碼信息，確認完終端4的狀態改變情況後如果總線仍處於通話狀態，則總機3控制第一開關電路35、第二開關電路36斷開，開啟總機音頻處理電路31。

總線由通話狀態轉為正常非通話狀態時，須切換使用相關電路，具體為：總機3控制第一開關電路35、第二開關電路36導通，保證給終端4供電和通信交互的同時，旁路總機變壓器副線圈組32對總線脈衝調製信號的影響，使用第一回碼檢測電路37檢測終端的回碼信息。

總機的短路保護檢測電路39，在一段很短時間內檢測到總線電流過大時，總機3通過發碼控制電路34切斷總線供電，間隔一段時間後，總機3通過發碼控制電路34開啟總線供電，短路保護檢測電路39會再次檢測總線情況，如此反覆開關和檢測總線供電直到總線恢復正常為止。

以上內容是結合具體的實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。