[发明专利]用于通信回路的自适应动态调节方法

说明书

本发明涉及通信回路的自适应动态调节方法，技术方案是，通过高速示波器采集通信回路的实时电压Vh，比较器将实时电压Vh和参考电压Vref进行比较，输出一个差值信号到阈值比较器，阈值比较器将接收到的差值信号与预先设置的阈值进行比较，输出一个“0”或“1”的信号到计数器，计数器通过该信号产生一个二进制控制信号输出到电阻阵列单元，电阻阵列单元通过计数器发出的二进制控制信号控制接入通信回路的电阻阻值，接入通信回路的电阻阻值变化使实时电压Vh变化，从而形成负反馈闭环回路，实现通信回路的动态自适应调节。

技术领域

本发明涉及Profibus-DP通信回路，提出一种用于Profibus-DP通信回路的自适应动态调节方法。

背景技术

Profibus现场总线，是一种应用广泛的开放数字通信系统，尤其在工厂自动化和过程自动化领域。它既适用于快速、具有严格时间要求的应用，又适用于复杂的通信任务。传统的Profibus通信回路主要涉及到的硬件包括：Profibus接口，通讯介质，Profibus插头，中继器，光电转换器以及终端匹配电阻等。其中，Profibus-DP通信回路电路原理图如图1所示，主要包括通信网络电源S(称为通信主站)、双绞线通信电缆、通信网段上所带的N个设备(X₁-X_N，称为通信从站)以及终端匹配电阻R_终端，它们组合(并联)一起构成Profibus-DP通信回路，在现场调试过程中，发现传统的Profibus通信回路存在以下的不足：第一，Profibus-DP回路中终端匹配电阻参数往往固定，而实际回路会受到现场布线、外部干扰的影响，引起通信回路等效阻抗的变化，降低与终端匹配电阻的匹配性能，影响通信质量及传输可靠性。第二，Profibus-DP回路的通讯质量及通信电压缺乏有效的在线监测功能，尤其是针对通信回路受外部干扰而产生的波动，缺乏有效的动态调节手段，导致其整体回路的可靠性受影响。因此，如何提高Profibus-DP回路的通信质量及传输可靠性，成为了本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种用于Profibus-DP通信回路的自适应动态调节方法，可有效提高Profibus-DP通信回路的通信质量及传输可靠性。

本发明解决的技术方案是：

一种用于Profibus-DP通信回路的自适应动态调节方法，该方法包括自适应动态调节装置，所述自适应动态调节装置包括通信网络电源、多个设备以及电阻阵列单元，通信网络电源、多个设备以及电阻阵列单元依次并联，所述最靠近电阻阵列单元的设备与电阻阵列单元之间并联有高速示波器，高速示波器的输出端经第一高通滤波器与比较器的正极输入端相连，通信网络电源的输出端经第二高通滤波器与比较器的负极输入端相连，比较器的输出端与阈值比较器的输入端相连，阈值比较器的输出端与计数器的输入端相连，计数器的输出端与匹配电阻阵列单元的输入端相连，具体方法为：

通信回路工作时，通过高速示波器采集通信回路的实时电压Vh，实时电压Vh经第一高通滤波器高通滤波后送入比较器正极，从通信网络电源采集的基准输出的参考电压Vref并通过第二高通滤波器高通滤波后送入比较器的负极，比较器将高通滤波后的实时电压Vh和参考电压Vref进行比较，输出一个差值信号到阈值比较器，阈值比较器将接收到的差值信号与预先设置的阈值进行比较，并根据比较结果输出一个“0”或“1”的信号到计数器，计数器通过该信号输入时钟上升沿或下降沿触发脉冲，驱动计数器向上或向下计数，产生一个二进制控制信号输出到电阻阵列单元，电阻阵列单元通过计数器发出的二进制控制信号控制接入通信回路的电阻阻值，接入通信回路的电阻阻值变化使实时电压Vh变化，从而形成负反馈闭环回路，实现通信回路的动态自适应调节。

所述的电阻阵列单元包括并联在一起的一个固定电阻R₀和多个电阻调节控制单元，每个电阻调节控制单元均由一个场效应管和一个调节电阻串联在一起构成，场效应管的漏极与对应调节电阻的一端相连，场效应管的源极和调节电阻的另一端作为并联端，场效应管的栅极作为电阻阵列单元的信号输入端。