[发明专利]一种低延时光耦隔离电路以及RS485隔离通信电路

说明书

技术领域

本发明涉及隔离电路技术领域，特别是涉及一种低延时光耦隔离电路以及RS485隔离通信电路。

背景技术

RS485是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口，其被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准,通过RS485收发芯片进行数据的接收与发送。

图1为现有技术中RS485收发芯片的结构示意图，如图1所示，该RS485收发芯片100包括收发芯片数据输出端RO、收发芯片数据接收端DI、接收使能端RE、发送使能端CE、输入输出同相端A、输入输出反相端B、高电平端VCC和接地端GND。其中，当输入输出同相端A的电压-输入输出反相端B的电压＞200mV时，收发芯片数据输出端RO输出高电平，当输入输出同相端A的电压-输入输出反相端B的电压＜200mV时，收发芯片数据输出端RO输出低电平；当收发芯片数据接收端DI接收低电平信号时，输入输出同相端A输出低电平信号，输入输出反相端B输出高电平信号；当收发芯片数据接收端DI接收高电平信号时，输入输出同相端A输出高电平信号，输入输出反相端B输出低电平信号；接收使能端RE低电平有效，收发芯片数据输出端RO输出高电平时，接收使能端RE处于高阻态；发送使能端CE高电平有效；高电平端VCC接+5V±10％电压，接地端GND接地电位，参考电压为0V，通过高电平端VCC和接地端GND提供RS485收发芯片100的工作电源。

在强干扰环境下，为了提高系统的抗干扰能力，通常采用隔离RS485收发芯片的方法来提高系统的抗干扰性能。图2为现有技术中RS485隔离通信电路示意图，如图2所示，收发芯片数据输出端RO与数据接收接口RS485_RXD之间串联数据输出端隔离电路200；收发芯片数据接收端DI与数据发送接口RS485_TXD之间串联数据输入端隔离电路400；接收使能端RE、发送使能端CE与使能控制接口RS485_R/D之间串联使能控制端隔离电路；输入输出同相端A和输入输出反相端B连接数据传输电路500进行数据传输。其中，由于数据输出端隔离电路200和数据输入端隔离电路400的结构相同，其区别仅在于输入输出方向的不同，因此，以下仅以数据输出端隔离电路200为例进行说明。

图3为现有技术中数据输出端隔离电路示意图，如图3所示，该电路中包括由发光二极管和受光三极管组成的光耦PC，其中，发光二级管的正极接+5V电压，负极串联第二电阻R2后接收发芯片数据输出端RO，在发光二极管的正极和负极之间还串接二级管 D1；受光三极管的发射极接地、集电极通过第一电阻R1接+5V电压，另外，受光三极管的集电极与数据接收接口RS485_RXD相连。通过数据输出端隔离电路200实现输出数据的电信号隔离，提高系统的抗干扰性能。

通常RS485收发芯片以一帧数据的电平宽度为单元，波特率越高，一帧数据的电平宽度越小。然而，现有的RS485隔离通信电路中光耦前后端时间延时有20us-30us，光耦隔离输出后电平会缩短十几个微秒，若在通信速度为9600bps的通信协议中，处理器已经认为这个长度缩短的电平不是有效电平，导致通信丢包，通信不正常。也就是说，现有的RS485隔离通信电路无法满足9600bps或更高的通信速率。

为了提高RS485隔离通信电路的通信速率，现有技术中常用的做法为采用高速光耦替代低速光耦，但是由于高速光耦的成本较高，导致RS485隔离通信电路的成本提高。因此，一种利用普通光耦实现较低延时的光耦隔离电路以及实现更高通信速率的RS485隔离通信电路亟待出现。

发明内容

本发明实施例中提供了一种低延时光耦隔离电路以及RS485隔离通信电路，以解决现有技术中由于隔离电路延时较高导致其无法满足RS485隔离通信电路中较高通信速率的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种低延时光耦隔离电路，包括由发光二极管和受光三极管组成的光耦、隔离电路数据输入端、隔离电路数据输出端、第一三极管和第二三极管；

其中，所述受光三极管的集电极与所述第二三极管的集电极之间串联第三电阻，所述受光三极管的发射极与所述第二三极管的基极之间串联第四电阻，所述受光三极管的集电极接高电位，所述受光三极管的发射极通过第五电阻接地电位，所述第二三极管的集电极接隔离电路数据输出端；

所述发光二级管的正极和负极分别对应连接第一三极管的集电极和发射极，所述第一三极管的集电极通过第七电阻接高电位，所述第一三极管的发射极接地电位，所述第一三极管的基极与隔离电路数据输入端之间串联第六电阻；