本发明属于通信,具体涉及一种基于光耦隔离的通用通信接口模块。
背景技术:
1、rs-485/422作为弹上产品间常用的通讯接口,由于各个产品之间无法保证参考平面一致,且各产品的使用环境、抗噪性设计、抗干扰设计等不一致,导致各个产品的rs-485/422接口直接通讯势必造成设备之间互相干扰,甚至会击穿接口芯片影响后级信号处理电路。因此各个产品接口之间采用隔离传输就显得至关重要,隔离传输不仅可以有效阻断各设备间干扰信号相互传播,保护后级信号处理电路。此外各产品的rs-485/422通信接口电路设计多种多样,致使产品通讯时经常会因为接口匹配问题出现各类通讯异常问题。且使用过多分立器件设计需占用较大的pcb布板面积,不利于小型化设计而且不利于提高产品的可靠性设计。
2、在闻有禄、万文章和郭操发表的《光耦隔离差分总线收发器芯片的设计》([j].飞机设计,文章编号:1673-4599(2017)01-0035-04)中公开了一种光耦隔离差分总线收发器芯片的实现方法,如图21所示,差分总线收发器系统主要由两大部分组成,分别为发送模块与接收模块,其中发送模块由电平转换电路、温控电路、光耦、输出电路和控制电路5部分组成;接收模块由比较电路、带隙基准、光耦和控制输出电路构成。该方法的内部电路实现时过于复杂,采用了大量的半导体分立器件去搭建电路,涉及到的分离元器件模块较多,不利于小型化设计。在实际应用中存在较大困难。现在产品趋于小型化,集成化,此方案内部设计电路较为复杂,不适用于模块化生产。且该电路无法实现两路rs422通讯功能,只能实现一路rs485的收发模式。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中的技术问题,本发明提出一种基于光耦隔离的通用通信接口模块,包括6路光耦与2片rs485/422通信芯片,每2路数据传输光耦、1路使能控制光耦和1片rs485/422通信芯片为一组,分别组成两个通道,所述两个通道分别用于数据信号和时钟信号的隔离传输,两个通道中各有1路数据传输光耦处理发送信号、1路使能控制光耦处理使能发送信号,分别隔离传输给rs485/422通信芯片,经rs485/422通信芯片与总线端收发通信;两个通道中的各另外1路数据传输光耦处理接收信号,分别隔离传输给处理器,与处理器收发通信。
2、进一步地,所述使能控制光耦的输出端与电源之间设置上拉电阻,保证进入rs485/422通信芯片的使能信号为高电平;接收信号的数据传输光耦的输入端的发光二极管正极与电源之间设置限流电阻;rs485/422通信芯片的接收使能端与地之间设置下拉电阻。
3、进一步地,所述数据传输光耦采用gh117型光耦的发光芯片与接收芯片组合,结构为对射式光传输,两路数据传输光耦由处理器端传输到总线端,另外两路数据传输光耦由总线端传输处理器端。
4、进一步地,所述使能控制光耦采用gh5231型光耦的发光芯片与接收芯片组合,结构为对射式光传输。
5、进一步地,所述通用通信rs485/422接口模块的封装形式为金属陶瓷cqfp封装,底面四边通过折翼引线引出。
6、进一步地,所述通用通信rs485/422接口模块的管壳分为管座、内盖板、外盖板三个部分,管座通过18层陶瓷经过层压而成,且陶瓷层间布线使其内部金属化与外引脚相连接;管壳内部设置6个光耦腔体,用于粘贴光耦芯片、阻容元件,设置一层平台用于放置通信芯片,管壳内部金属化采用先镀镍再镀金的形式,内部光耦区域需要放置内盖板,用于承载光耦的发光芯片,在内部组装时装配到光耦腔体正上方,实现发光芯片与光敏芯片的空间对射,外盖板在管座正上方,器件的外引线材质为可伐,先镀镍再镀金,外盖板的材料为可伐,先镀镍再镀金。
7、进一步地,将接口芯片裸芯封装进入光耦模块内部,并且在结构上采用粘接胶与键合丝压焊工艺完成芯片固定与电极引出,内部布局上将发光芯片放置在独立的内盖板,叠放在整体管壳的上方,与接收芯片形成空间对射。
8、本发明通过将接口芯片裸芯封装进入光耦内部以实现隔离rs-485/422通讯,达到小型化、模块化、高性能的目的。
1.一种基于光耦隔离的通用通信接口模块,其特征在于,包括6路光耦与2片rs485/422通信芯片,每2路数据传输光耦、1路使能控制光耦和1片rs485/422通信芯片为一组,分别组成两个通道,所述两个通道分别用于数据信号和时钟信号的隔离传输,两个通道中各有1路数据传输光耦处理发送信号、1路使能控制光耦处理使能发送信号,分别隔离传输给rs485/422通信芯片,经rs485/422通信芯片与总线端收发通信;两个通道中的各另外1路数据传输光耦处理接收信号,分别隔离传输给处理器,与处理器收发通信。
2.根据权利要求1所述的一种基于光耦隔离的通用通信接口模块,其特征在于,所述使能控制光耦的输出端与电源之间设置上拉电阻,保证进入rs485/422通信芯片的使能信号为高电平;接收信号的数据传输光耦的输入端的发光二极管正极与电源之间设置限流电阻;rs485/422通信芯片的接收使能端与地之间设置下拉电阻。
3.根据权利要求1所述的一种基于光耦隔离的通用通信接口模块,其特征在于,所述数据传输光耦采用gh117型光耦的发光芯片与接收芯片组合,结构为对射式光传输,两路数据传输光耦由处理器端传输到总线端,另外两路数据传输光耦由总线端传输处理器端。
4.根据权利要求1所述的一种基于光耦隔离的通用通信接口模块,其特征在于,所述使能控制光耦采用gh5231型光耦的发光芯片与接收芯片组合,结构为对射式光传输。
5.根据权利要求1所述的一种基于光耦隔离的通用通信接口模块,其特征在于,所述通用通信rs485/422接口模块的封装形式为金属陶瓷cqfp封装,底面四边通过折翼引线引出。
6.根据权利要求5所述的一种基于光耦隔离的通用通信接口模块,其特征在于,所述通用通信rs485/422接口模块的管壳分为管座、内盖板、外盖板三个部分,管座通过18层陶瓷经过层压而成,且陶瓷层间布线使其内部金属化与外引脚相连接;管壳内部设置6个光耦腔体,用于粘贴光耦芯片、阻容元件,设置一层平台用于放置通信芯片,管壳内部金属化采用先镀镍再镀金的形式,内部光耦区域需要放置内盖板,用于承载光耦的发光芯片,在内部组装时装配到光耦腔体正上方,实现发光芯片与光敏芯片的空间对射,外盖板在管座正上方,器件的外引线材质为可伐,先镀镍再镀金,外盖板的材料为可伐,先镀镍再镀金。
7.根据权利要求6所述的一种基于光耦隔离的通用通信接口模块,其特征在于,将接口芯片裸芯封装进入光耦模块内部,并且在结构上采用粘接胶与键合丝压焊工艺完成芯片固定与电极引出,内部布局上将发光芯片放置在独立的内盖板,叠放在整体管壳的上方,与接收芯片形成空间对射。