[发明专利]携能现场总线模块及其系统

权利要求书

1.携能现场总线模块，其特征在于，由Po-CAN（Power Over CAN）总线收发器（1）和Po-CAN总线终端（2）组成；

所述Po-CAN总线收发器（1），用于对Po-CAN总线/电源线上的数据进行调制和解调，并完成数据调制和Po-CAN总线/电源线的供电电源的复用；

所述Po-CAN总线终端（2），用于实现数据信号和Po-CAN总线/电源线的供电电源的隔离，防止数据信号传入Po-CAN总线/电源线的供电电源内；并起到信号吸收作用，将传递到Po-CAN总线/电源线末端的信号吸收，避免其二次反射；

所述Po-CAN总线收发器（1），由第一电源滤波器（1-1）、电源变换模块（1-2）、逻辑接口（1-3）、UWB脉冲成型调制器（1-4）、UWB发射信号驱动器（1-5）、第一隔离耦合器（1-6）、第二隔离耦合器（1-7）、UWB接收信号放大器（1-8）、UWB脉冲检测解调器（1-9）组成；

所述第一电源滤波器（1-1），用于阻隔Po-CAN总线/电源线的供电电源上的UWB即超宽带信号，阻止UWB信号进入设备内部电源系统；

所述电源变换模块（1-2），用于提供Po-CAN总线收发器（1）内所有电路的稳压电源，并提供UWB脉冲所需的高电压；

所述逻辑接口（1-3），用于对TXD数据和RXD数据进行整型，使之成为标准晶体管-晶体管逻辑电平的数字信号；

所述UWB脉冲成型调制器（1-4），用于将逻辑接口（1-3）整型的TXD数据转换成超宽带脉冲信号，传输至UWB发射信号驱动器（1-5）；

所述UWB发射信号驱动器（1-5），用于将超宽带脉冲信号进行幅值放大，并传输至第一隔离耦合器（1-6）；

所述第一隔离耦合器（1-6），用于将放大的超宽带脉冲信号耦合至Po-CAN总线/电源线上；

所述第二隔离耦合器（1-7），用于感应Po-CAN总线/电源线上携带的调制信息，并将信号传输至UWB接收信号放大器（1-8）；

所述UWB接收信号放大器（1-8），用于放大第二隔离耦合器（1-7）接收的信号，并传输至UWB脉冲检测解调器（1-9）；

所述UWB脉冲检测解调器（1-9），用于对UWB接收信号放大器（1-8）输出的信号进行判决和解调，还原数据波形并传送给逻辑接口（1-3）；

所述Po-CAN总线终端（2）由第二电源滤波器（2-1）、第三隔离耦合器（2-2）和终端电阻（2-3）组成，

所述第二电源滤波器（2-1），用于对Po-CAN总线/电源线的供电电源中特定频率的频点进行有效滤除，得到一个特定频率的电源信号；

所述终端电阻（2-3），用于吸收UWB信号传至Po-CAN总线/电源线末端能量，避免产生二次反射；

所述第三隔离耦合器（2-2），用于将终端电阻（2-3）和直流电源隔离开，避免终端电阻（2-3）吸收Po-CAN总线/电源线的供电电源上的能量。

2.携能现场总线系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1所述的携能现场总线模块，其中，所述Po-CAN总线收发器（1）、设备内部电源系统、电源和CAN总线控制器构成一个Po-CAN节点，在携能现场总线系统的Po-CAN总线/电源线上有N个并联的Po-CAN节点，所述Po-CAN总线终端（2）的供电端连接携能现场总线系统的供电电源或者不连接携能现场总线系统的供电电源。

3.根据权利要求2所述的携能现场总线系统，其特征在于，所述电源为+5V电源，电源分别与设备内部电源系统和CAN总线控制器相连接，Po-CAN总线收发器（1）上的P/D+脚连接至携能现场总线系统外部Po-CAN总线/电源线正极；P/D-脚连接至携能现场总线系统外部Po-CAN总线/电源线负极；P+脚连接至设备内部电源系统电源线正极；P-脚连接至设备内部电源系统电源线负极；TXD脚即数据发送脚，连接至CAN总线控制器的数据发送端；RXD脚即数据接收脚，连接至CAN总线控制器的数据接收端；VCC脚即电源输入引脚，连接至+5V电源；GND脚即电源接地引脚，连接至携能现场总线系统的地；

所述Po-CAN总线终端（2）的P/D+脚连接至携能现场总线系统外部总线/电源线正极；P/D-脚连接至携能现场总线系统外部总线/电源线负极。