[发明专利]携能现场总线模块及其系统

说明书

本发明公开了一种携能现场总线模块及其系统，携能现场总线模块，由Po‑CAN总线收发器和Po‑CAN总线终端组成，携能现场总线系统包括携能现场总线模块，其中，Po‑CAN总线收发器、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。本发明在保持与CAN总线系统兼容的条件下，在一对传输线上同时传输数据又能传递电源，且具备自我侦听功能，从而实现与标准CAN总线收发器在物理层的兼容，应用中无需改动协议层和应用层。

技术领域

本发明属于CAN总线通信技术领域，特别是涉及一种携能现场总线模块及其系统。

背景技术

CAN总线(Controller Area Network)是目前应用最广的现场总线之一，不仅被广泛用在工业控制和汽车电子系统，在航天运载、航空飞行器、武器系统也被广泛采纳。虽然总线系统省去了并行的电缆，但由于现场总线最少仍需要四线(电源双线，差分数据双线)，在载荷重量和空间极为有限的应用场景，例如航天器/飞行器中内，若希望进一步节省空间和体积，仍然会受到电缆数量的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种携能现场总线模块及其系统，解决了现有技术中现场总线最少仍需要四线，受到电缆数量的限制的问题。

本发明所采用的技术方案是，携能现场总线模块，由Po-CAN总线收发器和Po-CAN总线终端组成；

所述Po-CAN总线收发器，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，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。

进一步的，所述Po-CAN总线收发器，由第一电源滤波器、电源变换模块、逻辑接口、UWB脉冲成型调制器、UWB发射信号驱动器、第一隔离耦合器、第二隔离耦合器、UWB接收信号放大器、UWB脉冲检测解调器组成；

所述第一电源滤波器，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，用于提供Po-CAN总线收发器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，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，用于将逻辑接口整型的TXD数据转换成超宽带脉冲信号，传输至UWB发射信号驱动器；

所述UWB发射信号驱动器，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；

所述第一隔离耦合器，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，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；

所述UWB接收信号放大器，用于放大第二隔离耦合器接收的信号，并传输至UWB脉冲检测解调器；

所述UWB脉冲检测解调器，用于对UWB接收信号放大器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。

进一步的，所述Po-CAN总线终端由第二电源滤波器、第三隔离耦合器和终端电阻组成。