[发明专利]用于二线制总线对讲系统供电的电子电感电路及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及对讲系统技术领域，更具体地，涉及用于二线制总线对讲系统供电的电子电感电路及其设备。

背景技术

为了实施二线制视频对讲系统，直流电源、视频载波信号、音频信号以及指令数据信号必须同时在公共二线制总线上传输。因此，系统供电的供电电路及其设备必须包括与公共总线串联连接的电感元件，电感元件允许直流电通过同时还抑制交流信号。然而，若电感线圈被用作电感元件则音频信号频率低至300Hz，这对于本领域技术人员来说属于常识。为了达到足够的阻抗以及供电能力，这种电感器的尺寸将变得非常大。通常，电子电感电路可以用来代替电感线圈以减小其尺寸。由于传统电感电路具有在主电流通路上串联的交流电反馈电阻器，直流电供电能力和交流阻抗受到限制，因此，二线制视频对讲系统的尺寸受到限制。

特别地，US6087823A公开了一种传统电子电感电路。图1和图2分别示出一种传统的电子电感电路。如图1所示，电子电感电路EL1包括P沟道FET Q1、电阻器R1、R2以及电容器C1，其中，端子AI作为输入端子并且端子AO作为输出端子。在端子AI和AO之间，沿P沟道FET Q1的漏端子D和源端子S以及串联连接的电阻器R1形成主电流通路。在端子AI和AO之间，电阻器R2和电容器C1串联连接，串联连接的电阻器R2和电容器C1并联连接到主通路。此外，电阻器R2和电容器C1之间的连接节点B1连接到FET Q1的栅极端子。

以图1为例，将AI连接到稳定的直流电供电并将AO连接到设备负载时，电容器C1两端的电压无法瞬变地发生变化，即U_C1=0，U_GS=0并且Q1仍然关断。通过设备负载U_AI-U_AO=U_AI=U_R2，AO的电压将降到参考GND，于是电阻器R2对C1充电。当C1两端的电压大于FET Q1的栅极阈值电压时，Q1开始导通。当电流I1达到设备负载所要求的电流值时，电容器C1的充电将停止并且U_GD=0，因此，电子电感电路EL1的电压降由如下等式（1）表示：

U_EL1=U_AI-U_AO=U_R1+U_SG=I₁*R₁+U_SG   (1)

接下来，关于电子电感电路EL1的交流阻抗，如果在端子AO处产生波动电压ΔU，则C1两端的波动电压是ΔU_C1=ΔU*Z_C1/(R2+Z_C1)。同时，ΔU_C1=ΔU_SG+ΔU_R1=ΔI1/gm+ΔI1*R1,于是ΔU*Z_C1/(R2+Z_C1)=ΔI1/gm+ΔI1*R1。因此，端子AI和AO之间的交流阻抗Z_EL1由如下等式（2）表示：

Z_EL1=(R1+Z_Q1)//(R2+Z_C1)={(1+R1*gm)/gm}*{(R2+Z_C1)/Z_C1}//(R2+Z_C1)   (2)

其中，Z_C1=1/(j*ω*C1)=1/(j*2*π*f),“gm”表示FET Q1的跨导。

当电子电感电路EL1允许直流电通过时，优选的是使由等式（1）表示的电压降U_EL1很小并且直流电快速响应，电压降U_EL1由等式（1）表示。另一方面，由等式（2）表示的交流阻抗Z_EL1应比对讲系统的电缆环线电阻足够大，而且，其不随直流电的变化而变化。

图2示出与图1相似的电子电感电路EL2。主要区别在于：使用电子电感电路EL1中的N沟道FET代替图1中的P沟道FET Q1。相应地，图2中的电路的每个部分与图1中的每个部分相反地布置。按照这种方式，上文描述的等式（1）和（2）还可以分别适合于表示电子电感电路的端子AI和AO之间的电压降和交流阻抗。