用于信号传输和用于电流隔离的电路的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于第一和第二数字信号处理单元之间的信号传输和电流隔离的电路。而且，本发明涉及过程自动化技术的现场设备、以及用于第一和第二信号处理单元之间的信号传输和电流隔离的方法。
【背景技术】
[0002]现今，用于信号传输的例如是差分信号，诸如，例如所谓的LVDS信号。LVDS代表低压差分信令。该类型的差分数据传输经由正和负信号线发生，其中，经由正信号线发送的是正信号，并且经由负信号线发送的是负信号。在这样的情况下，负信号与正信号相等，但是具有相反极性。这种差分数据传输例如在Fairchild半导体公司的数据表单AN-5048中被记录。
[0003]从欧洲专利EP 0811217 BI已知用于差分信号的接口的电隔离的电路。电容器被集成在其正和负信号线中。
[0004]除了电流隔离之外，在爆炸危险区域中感兴趣的是履行用于避免爆炸或者用于使爆炸的后果尽可能小的保护措施。除了主要爆炸保护之外，在避免使用易燃材料的情况下，辅助爆炸保护涉及避免潜在着火源。而且，在例如使用抗爆炸构件的情况下，存在所谓的结构爆炸保护。例如已知点火保护类型本质安全(ignit1n protect1n type, intrinsicsafety)，其应用至电气或电子装置。在EN60079-11中限定还被已知为Ex I的这种点火保护类型。
[0005]而且，从美国专利申请US 20100054345 Al已知用于差分信号传输的电流隔离接
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[0006]另外，从过程自动化已知用于监测和/或控制工厂中的过程的现场设备。这些现场设备使用所谓的现场总线协议，例如，用于被测量值传输。这些现场总线协议之一是所谓的Pr ο f i bu s协议。例如所谓的Pr ο f i bu s DP现场总线的现场总线特别在爆炸危险环境中被使用。然后，必须设计与过程环境对应的现场设备的电子设备。在这样的情况下，通常是在关于能量供应的主要电路和辅助电路中的隔离、以及可用能量的限制。在这样的情况下，通常经由光学隔离器或者经由变压器发生电流隔离。然而，由于Profibus协议可以发送达到12MBaud的频率，要求相对昂贵的光学隔离器，或者这样的光学隔离器不满足点火保护类型之一的要求。
【发明内容】
[0007]从而，本发明的目标在于提供具有良好效率的成本有效信号传输、以及充分高的可实现数据速率。
[0008]该目标通过用于信号传输和电流隔离的电路，以及通过过程自动化技术的现场设备，以及通过用于信号传输和电流隔离的方法，根据本发明被实现。
[0009]关于电路，该目标通过用于在第一和第二数字数据处理单元之间的信号传输和电流隔离的电路被实现。
[0010]在这样的情况下，在第一和第二信号处理单元之间提供第一信号路径，其中，第一信号路径具有第一部分，该第一部分包括正和负信号线。在这样的情况下，具有其正和负信号线的第一信号路径用于在第一和第二信号处理单元之间传输差分信号。在这样的情况下，差分信号由经由正信号线发送的正信号和等于正信号线但是具有相反极性的负信号构成。
[0011]而且，在正信号线中提供至少一个电容器，并且在负信号线中提供至少一个电容器。在这样的情况下，在正信号线或负信号线中的电容器用于在第一和第二信号处理单元之间的电流隔离。这些电容器在每种情况下都根据点火保护类型本质安全的规范被实施。在这样的情况下，对应于点火保护类型本质安全来选择被利用电容器的空气中的爬电距离、或在保护层下的爬电距离。用于空气中的爬电距离、在保护层下的爬电距离的对应值分别在标准EN60079-11中被阐述为电压的函数。所要求的电容器构造的相对大形式使得可以保持爬电距离或电流分离的电流电路之间的空气路径，其中，该电流分离的电流电路包括例如第一和第二信号处理单元。
[0012]在所建议电路的实施例的形式中，在第一和第二信号处理单元之间的第一信号路径中提供第二部分和第三部分。在这样的情况下，在每种情况下，第二和第三部分用于在第一和第二信号处理单元之间发送非差分信号。在第二和第三部分之间布置第一部分。在这样的情况下，通过非差分信号和差分信号，分段地进行在第一和第二信号处理单元之间的数据传输。从而，数字数据，优选地二进制数据，经由第二部分以非差分信号的形式被发送。然后，该数据经由第一部分作为差分信号被传输，并且最后，经由第三部分作为非差分信号被再次发送。
[0013]在所建议的电路的实施例的形式中，第二部分用于将从第一信号处理单元输出的非差分信号发送到传输单元。传输单元用于将从第一信号处理单元发送的非差分信号转换为差分信号，并且用于经由第一部分传输该差分信号。从而，在第一信号路径的第二和第一部分之间布置该传输单元。
[0014]在所建议电路的实施例的附加形式中，提供接收单元，其用于接收由传输单元经由第一部分传输的差分信号，并且将其转换为非差分信号。然后，非差分信号经由第三部分被发送到第二信号处理单元。从而，在第一信号路径的第一部分和第三部分之间布置该接收单元。
[0015]在所建议电路的实施例的附加形式中，在第二和第一信号处理单元之间提供第二信号路径。第二信号路径具有第四部分，其用于在第二和第一信号处理单元之间传输差分信号。第二信号路径的第四部分包括用于传输差分信号的正和负信号线。在这样的情况下，在正信号线中提供至少一个电容器并且在负信号线中提供至少一个电容器，其中，电容器用于第二信号处理单元和第一信号处理单元之间的电流隔离。在每种情况下，根据点火保护类型本质安全的规范实施电容器。从而，第一信号路径用于将信号从第一信号处理单元传输到第二信号处理单元，同时第二信号路径用于将数据从第二信号处理单元传输到第一信号处理单元。
[0016]在所建议电路的实施例的附加形式中，在第二和第一信号处理单元之间的第二信号路径中提供第五和第六部分。在每种情况下，第五和第六部分用于在第二和第一信号处理单元之间发送非差分信号，其中，在第五和第六部分之间布置第四部分。
[0017]在所建议电路的实施例的附加形式中，第五部分用于将由第二信号处理单元输出的非差分信号发送到传输单元，同时在第二信号路径中存在的传输单元用于将由第二信号处理单元输出的非差分信号转换为差分信号，并且经由第四部分发送该差分信号。从而，在第四和第五部分之间布置第二信号路径中的传输单元。
[0018]在所建议电路的实施例的附加形式中，在第二信号路径中提供接收单元，该接收单元用于经由第四部分接收由传输单元传输的差分信号，并且将其转换为非差分信号。该非差分信号经由第六部分被发送到第一信号处理单元。从而，在第四部分和第六部分之间布置第二信号路径中的接收单元。
[0019]在所建议电路的实施例的附加形式中，第一信号处理单元是现场设备的操作电子设备，特别是微型处理器。
[0020]在所建议电路的实施例的附加形式中，第二信号处理单元是用于经由现场总线通信，即数据传输的通信单元。这样的电路使能在工厂中的爆炸危险区域中以高数据速率发送，特别是在9.6KBaud至12Baud的范围，即，达到并且超过20Mbit (Mbit表示百万位)。另夕卜，在经由现场总线的数据传输的情况下，为电流隔离的目的在现场设备中发生数据减少不是必须的。在用于从现有技术已知的数据传输的本质安全电路的实施例的形式的情况下，这是由于在这些爆炸危险区域中，所利用的光学构件通常不可能在数据传输中实现这样的高数据速率。
[0021]在所建议电路的实施例的附加形式中，差分信号是所谓的LVDS(低压差分信令)信号。
[0022]在所建议电路的实施例的附加形式中，第一信号路径用于从第一信号处理单元向第二信号处理单元发送信号。
[0023]在所建议电路的实施例的附加形式中，第二信号路径用于从第二信号处理单元向第一信号处理单元发送信号。从而，数据可以经由第一信号路径从第一信号处理单元发送到第二信号处理单元。而且，数据可以经由第二信号路径从第二信号处理单元发送到第一信号处理单元。从而，在第一和第二信号处理单元之间交换的数据存在于第一和第二信号路径的不同部分中，首先，为非差分形状，然后被转换为