一种高速通信隔离电路的制作方法

本发明涉及智能电表技术领域，具体涉及一种高速通信隔离电路。

背景技术：

通信隔离电路作为智能电能表、集中器等产品的必备电路，用途广泛。为实现较高通信速率，通常需要选用高速隔离器件，如高速光耦、高速容隔等，这类器件一般价格较高，无形中增加了产品成本。用低成本器件搭建一种满足一定通信速率要求的高速隔离电路，对于控制产品成本来说，显得很有必要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高速通信隔离电路，根据三极管及普通光耦工作原理，设计一个低成本的高速通信隔离电路，既起到高速通信隔离作用，又不增加太多成本。

本发明由下述技术方案实现：

一种高速通信隔离电路，包括光耦低速隔离电路和信号整形处理电路；

输入信号输入至所述光耦低速隔离电路，在所述光耦低速隔离电路的光耦的输出端产生一个电气隔离的输出信号；

所述电气隔离的输出信号经过所述信号整形处理电路的整形处理，输出满足mcu芯片端口高速通信要求的输出信号。

进一步的，所述信号整形处理电路包括第一三极管q1、第二三极管q2、多个电阻。

进一步的，所述光耦工作在线性放大区。

进一步的，所述信号整形处理电路的第一电阻r1、第一三极管q1与第二电阻r2、第二三极管q2对称放置，第一电阻r1、第一三极管q1在信号整形处理电路的一侧，第二电阻r2、第二三极管q2在对称的信号整形处理电路另一侧，第一电阻r1与第一三极管q1的发射极相连接，第二电阻r2与第二三极管q2的发射极相连接，第一三极管q1的基极与第二三极管q2的基极相连接。

进一步的，第二三极管q2的发射极输入与集电极输出构成一个共基极放大电路。

本发明的技术方案能够实现如下有益的技术效果：

本发明根据三极管及普通光耦工作原理，设计一个低成本的高速通信隔离电路，既起到高速通信隔离作用，又不增加太多成本，本发明的电路通讯速率可达115200bps，用于需要电气隔离的高速通讯端口，同时可节约电路成本。

附图说明

图1是本发明的电路结构原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明的高速通信隔离电路如图1所示，所述高速通信隔离电路包括光耦低速隔离电路和信号整形处理电路。

如图1所示，矩形框内的电路为普通光耦低速隔离电路，输入信号signal_in通过第三电阻r3输入至光耦u1的输入端的2脚，在光耦u1的输出端的4脚产生一个电气隔离的输出信号signal_middle，该电气隔离的输出信号signal_middle受光耦u1传输特性影响，所述影响主要有传输延时、波形畸变等，最高只能勉强满足9600bps通信速率。

增加后级的信号整形处理电路，所述信号整形处理电路包括第一三极管q1、第二三极管q2、多个电阻，所述电气隔离的输出信号signal_middle经过所述信号整形处理电路的整形处理，输出满足mcu芯片端口高速通信要求的输出信号signal_out。其中，所述光耦u1工作在线性放大区，使信号传输延时和误差最小。

具体的，所述信号整形处理电路中，第一电阻r1、第一三极管q1与第二电阻r2、第二三极管q2对称放置，为第二三极管q2提供稳定的基极参考电平，当整个电路在空闲状态(无信号传输)时第二三极管q2工作在放大区临界饱和区的状态，第一电阻r1、第一三极管q1在信号整形处理电路的一侧，第二电阻r2、第二三极管q2在对称的信号整形处理电路另一侧，第一电阻r1与第一三极管q1的发射极相连接，第二电阻r2与第二三极管q2的发射极相连接，第一三极管q1的基极与第二三极管q2的基极相连接。

具体的，第二三极管q2的发射极输入与集电极输出构成了一个共基极放大电路，能够将光耦u1输出的微弱电平变化信号进行放大整形，使输出信号signal_out满足后级电路高低电平阈值及时序要求。

本电路通讯速率可达115200bps，用于需要电气隔离的高速通讯端口，同时可节约电路成本。

综上所述，本发明提供了一种高速通信隔离电路，包括光耦低速隔离电路和信号整形处理电路；输入信号输入至所述光耦低速隔离电路，在所述光耦低速隔离电路的光耦的输出端产生一个电气隔离的输出信号；所述电气隔离的输出信号经过所述信号整形处理电路的整形处理，输出满足mcu芯片端口高速通信要求的输出信号。本发明根据三极管及普通光耦工作原理，设计一个低成本的高速通信隔离电路，既起到高速通信隔离作用，又不增加太多成本，本发明的电路通讯速率可达115200bps，用于需要电气隔离的高速通讯端口，同时可节约电路成本。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

技术特征：

1.一种高速通信隔离电路，其特征在于，包括光耦低速隔离电路和信号整形处理电路；

输入信号输入至所述光耦低速隔离电路，在所述光耦低速隔离电路的光耦的输出端产生一个电气隔离的输出信号；

所述电气隔离的输出信号经过所述信号整形处理电路的整形处理，输出满足mcu芯片端口高速通信要求的输出信号。

2.根据权利要求1所述的高速通信隔离电路，其特征在于，所述信号整形处理电路包括第一三极管q1、第二三极管q2、多个电阻。

3.根据权利要求2所述的高速通信隔离电路，其特征在于，所述光耦工作在线性放大区。

4.根据权利要求3所述的高速通信隔离电路，其特征在于，所述信号整形处理电路的第一电阻r1、第一三极管q1与第二电阻r2、第二三极管q2对称放置，第一电阻r1、第一三极管q1在信号整形处理电路的一侧，第二电阻r2、第二三极管q2在对称的信号整形处理电路另一侧，第一电阻r1与第一三极管q1的发射极相连接，第二电阻r2与第二三极管q2的发射极相连接，第一三极管q1的基极与第二三极管q2的基极相连接。

5.根据权利要求4所述的高速通信隔离电路，其特征在于，第二三极管q2的发射极输入与集电极输出构成一个共基极放大电路。

技术总结
一种高速通信隔离电路，包括光耦低速隔离电路和信号整形处理电路；输入信号输入至所述光耦低速隔离电路，在所述光耦低速隔离电路的光耦的输出端产生一个电气隔离的输出信号；所述电气隔离的输出信号经过所述信号整形处理电路的整形处理，输出满足MCU芯片端口高速通信要求的输出信号。本发明根据三极管及普通光耦工作原理，设计一个低成本的高速通信隔离电路，既起到高速通信隔离作用，又不增加太多成本，本发明的电路通讯速率可达115200bps，用于需要电气隔离的高速通讯端口，同时可节约电路成本。

技术研发人员：郭权;周亚楠;邢新超;秦广素;马媛媛;李松涛;檀华江;刘晓辉
受保护的技术使用者：河南许继仪表有限公司;许继集团有限公司
技术研发日：2020.08.10
技术公布日：2020.11.06