主站MBUS接口电路.doc

"主站MBUS接口电路" 本文介绍了一款简单实用、稳定可靠、成本低廉的主站M-BUS接口电路，该电路是根据M-BUS的工作原理设计的，能够满足智能表的使用需求。该电路主要由发送电路和接收电路两部分组成。 发送电路的设计主要考虑的问题有：发送传、空号电压的变化量要大于等于12V（10V）；电路的驱动能力，几十上百个智能表不能影响发送电压低于12V。使用一个直流稳压器可以满足这些要求。发送电路框图见图1，电路原理图见图2。 在发送电路中，Q2设定为具有简单稳压能力的射随器，发射极的电压是随基极电压而变化。传号时，串口TX端为高电平，Q3不导通，R4、R5分压使Q2的基极电平在12.7V左右，BUS+端的电平即可保持在12V左右。由于BUS-端的电平为-18V，所以R1上获得电压为30V左右。空号时，串口TX端为低电平，Q3导通，Q2的基极电平为零，BUS+端的电平即可保持在-0.7V左右。由于BUS-端的电平始终为-18V，R1上获得电压为17.3V左右。空号比传号电压低了12.3V左右。当调整VSS电平为-12V时，R1上的传号电压为24V。若增加VSS电平为-24V时，R1上的传号电压可达36V。 接收电路的主要难点是不要误读。在一个稳压电路中要读取它的电流，就象是在测它的纹波一样，串一个取样电阻是需要的。稳压电路本身纹波很小，取样电阻大了影响稳压效果，小了有取不出可用值。更要命的是，负载大小引起的电流变化远比接收电流引起的电流变化来的大，直接影响直流电平偏移，造成接收波形失真。一个25欧姆的采样电阻，当接收电流变化20MA时，会产生0.5V的接收电压；当负载变化100MA时，会产生2.5V的接收电平偏移变化。负载变化往往是缓慢的，智能表安装完毕通常不会再变，而接收信号在300～9600Hz。采用电容耦合的方式，可以有效地避免负载变化对接收波形的影响。 接收电路的设计见图3。接收电流采样电阻R7被放置在Q2的集电极回路，不会对发送电压产生影响。同时R7一端是交流接地，也便于电容直接耦合。最终的设计见图4。Q5、Q6完成接收波形的放大整型。C2和R14组成截止频率很低（1Hz左右）的高通滤器，阻止负载变化对接收波形的影响，而让300～9600Hz的接收信号顺利通过。 该电路的设计有很多优点，例如：提高稳压电源VCC的电压和功率（有效电流）就可以很容易的增加M-BUS接口的驱动能力，而电路的其他器件无需做任何改动。实际测试结果证明，该电路完全满足使用要求，可以直接应用于智能表的使用中。