本發(fā)明屬于工業(yè)流程控制范疇，特別是基于PROFIBUS/PA和FF現(xiàn)場總線協(xié)議的工業(yè)流程控制技術(shù)范疇。

背景技術(shù)：

MBP(Manchester Bus powered)為總線供電的曼徹斯特編碼。曼徹斯特編碼(Manchester Encoding)，也叫相位編碼(PE)，是一種數(shù)據(jù)同步傳輸模式，在曼徹斯特編碼中，每一位的中間有一跳變，位中間的跳變既作時鐘信號，又作數(shù)據(jù)信號?？偩€供電的曼徹斯特編碼，將采用曼徹斯特編碼的通信信號疊加在直流供電電壓上，實現(xiàn)在一對導(dǎo)線上即給設(shè)備供電，同時也傳輸通信信號。MBP傳輸技術(shù)主要用于流程工業(yè)現(xiàn)場總線，如PROFIBUS PA、FF等。

MBP傳輸技術(shù)通常通過專用通信收發(fā)器芯片實現(xiàn)，如西門子的SIM2。但采用專用通信收發(fā)器芯片，輸出信號的幅值等參數(shù)無法進行調(diào)節(jié)，對于通信靈敏度測試(要求將信號電壓調(diào)節(jié)到最低，如PROFIBUS PA要求將信號電壓為160mV)無法實現(xiàn)，而且專用通信收發(fā)器芯片的價格較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一種用于測試的幅值可調(diào)MBP信號發(fā)生電路，其包括：電源模塊(1)、信號隔離模塊(2)、信號發(fā)生模塊(3)、信號放大與調(diào)制模塊(4)，其中，所述電源模塊(1)的供電來自具備總線供電特性的現(xiàn)場總線，在所述信號隔離模塊(2)中，波形發(fā)生器(5)的信號輸出作為光耦模塊的輸入控制信號，并通過連接二極管使其具有防反接功能，在所述信號發(fā)生模塊(3)中，S1、S2表示為正方波信號源，當(dāng)波形發(fā)生器(5)輸出的符合曼徹斯特編碼的方波信號的正電平信號時，S2輸出方波信號，S1無輸出信號；當(dāng)波形發(fā)生器(5)輸出的符合曼徹斯特編碼的方波信號的負(fù)電平信號時，S2無輸出，S1輸出方波信號，在所述信號放大與調(diào)制模塊(4)中，信號端與電阻R7相連，R7另一端與電容C2和電阻R8相連，R8另一端與電容C3和運算放大器U1的同相輸入端相連，U1的輸出與電阻R9的一段相連，電阻R9的另一端與三極管Q4的基極相連，Q4的集電極與電阻R10和可調(diào)電阻RP2相連，Q4發(fā)射極與總線正端相連。

為實現(xiàn)對基于MBP傳輸?shù)默F(xiàn)場總線設(shè)備實現(xiàn)相關(guān)通信測試，以及實現(xiàn)非專用通信芯片的MBP數(shù)據(jù)傳輸，本發(fā)明的目的在于提供一種可靠性高、價格低廉、可對物理信號進行有效調(diào)整的MBP信號發(fā)生電路，能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：

(1)可產(chǎn)生符合相關(guān)現(xiàn)場總線技術(shù)要求的MBP信號；

(2)MBP信號發(fā)生電路的輸入為同頻率方波信號，通過調(diào)節(jié)方波信號的電壓幅值可實現(xiàn)對MBP信號發(fā)生電路的輸出MBP信號電壓幅值的調(diào)節(jié)；

(3)通過調(diào)整MBP信號發(fā)生電路的滑動變阻器，可對MBP信號發(fā)生電路的輸出MBP信號電壓幅值的調(diào)節(jié)；

(4)通過調(diào)整MBP信號發(fā)生電路的滑動變阻器，可對MBP信號發(fā)生電路的輸出MBP信號電壓的對稱性進行調(diào)節(jié)；

(5)MBP信號發(fā)生電路的輸入隔離。

本發(fā)明采用了一種用于測試的幅值可調(diào)MBP信號發(fā)生電路，其包括：電源模塊(1)、信號隔離模塊(2)、信號發(fā)生模塊(3)、信號放大與調(diào)制模塊(4)。

附圖說明

圖1示出了用于測試的幅值可調(diào)的MBP信號發(fā)生電路的原理圖；

圖2示出了信號隔離模塊(2)的電路圖；

圖3示出了信號放大與調(diào)制模塊(4)的電路圖。

具體實施方式

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了一種用于測試的幅值可調(diào)MBP信號發(fā)生電

路，其包括：電源模塊(1)、信號隔離模塊(2)、信號發(fā)生模塊(3)、信號放大與調(diào)制模塊(4)。其中：

在電源模塊(1)中，電源模塊(1)的供電來自具備總線供電特性的現(xiàn)場總線(如：FF、PROFIBUS PA等)，總線的正負(fù)端連接三端穩(wěn)壓芯片的輸入，電源輸入除了提供直流電壓外還疊加有數(shù)字信號，經(jīng)三端穩(wěn)壓芯片及濾波電容為整個MBP信號發(fā)生電路輸出穩(wěn)定的直流電壓。

在信號隔離模塊(2)中，波形發(fā)生器(5)的信號輸出作為光耦模塊的輸入控制信號，并通過連接二極管使其具有防反接功能。光耦模塊應(yīng)具備一定可調(diào)范圍的放大區(qū)，使得波形發(fā)生器(5)的信號幅值大小經(jīng)放大后可對最終輸出信號的幅值產(chǎn)生影響。波形發(fā)生器(5)輸出的信號為符合曼徹斯特編碼的方波信號。光耦模塊支持2路輸出，通過波形發(fā)生器(5)的正半波和負(fù)半波信號，分別控制光耦模塊的2路輸出。

在信號發(fā)生模塊(3)中，S1、S2表示為正方波信號源，當(dāng)波形發(fā)生器(5)輸出的符合曼徹斯特編碼的方波信號的正電平信號時，S2輸出方波信號，S1無輸出信號；當(dāng)波形發(fā)生器(5)輸出的符合曼徹斯特編碼的方波信號的負(fù)電平信號時，S2無輸出，S1輸出方波信號。S2的輸出與三極管Q1的基極連接，S2輸出方波信號時三極管Q1導(dǎo)通，三極管Q2和Q3截止。三極管Q1的集電極與電阻R3一端相連。S1輸出方波信號時三極管Q2、Q3導(dǎo)通，三極管Q1截止。三極管Q2的集電極與電阻R1一端相連，電阻R1的另一端與三極管Q3的基極和電阻R2一端相連。三極管Q3集電極與電阻R4的一端相連。電阻R3和R4的一端都與可變電阻RP1相連。三極管Q1、Q2和Q3的周期性導(dǎo)通，造成流過RP1的電流方向發(fā)生變化，相應(yīng)地使得輸出端的電平發(fā)生變化。電源VCC與電阻R5和電容C1相連，VCC、R5、R6和C1構(gòu)成分壓電路?？尚纬莎B加在直流電壓之上的方波信號。通過調(diào)節(jié)可變電阻RP1，可對信號的幅值和對稱性進行微調(diào)。

在信號放大與調(diào)制模塊(4)中，信號端與電阻R7相連，R7另一端與電容C2和電阻R8相連。電阻R8另一端與電容C3和運算放大器U1的同相輸入端相連。運算放大器U1的輸出與電阻R9的一段相連，電阻R9的另一端與三極管Q4的基極相連，三極管Q4的集電極與電阻R10和可調(diào)電阻RP2相連，三極管Q4發(fā)射極與總線正端相連?？勺冸娮璧幕瑒佣伺c運算放大器U1的反相輸入端相連。運算放大器U1、三極管Q4和電阻R7、R8、R9、R10、RP2構(gòu)成了負(fù)反饋放大電路，對信號進行放大，并通過連接到總線的三極管Q4完成信號調(diào)制，最終形成MBP信號?？烧{(diào)電阻RP2可對MBP信號的幅值進行調(diào)整，并對信號對稱性進行微調(diào)。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點和積極效果：可通過信號發(fā)生模塊(3)對MBP信號的幅值和對稱性進行調(diào)整，解決了基于現(xiàn)有芯片無法有效調(diào)整幅值和對稱性的問題，可實現(xiàn)對總線設(shè)備進行靈敏度等通信性能測試。而且該電路經(jīng)簡單修改可成為采用MBP信號的現(xiàn)場總線的收發(fā)電路，鑒于采用分立元件搭建，相比專用的收發(fā)器芯片，價格優(yōu)勢明顯。