本實用新型涉及電力或通信行業(yè)的授時領域，特別是涉及一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊。

背景技術：

名詞解釋：

RS-485接口：滿足一定電平要求（邏輯1: 2V~5V，邏輯0: -2V~-5V）的信號接口；

授時模塊：能夠輸出標準時間信號的模塊；

時間同步應用最廣泛的是在INTERNET上的計算機。計算機時鐘用于記錄事件的時間信息，如E-MAIL信息、文件創(chuàng)建和訪問時間、數(shù)據(jù)庫處理時間等。時鐘還被用于控制備份的操作、為設計自動構造編譯器檢查文件是否變動過以及其他應用。如果計算機時鐘不精確，那么這些應用中很多將無法正常工作。對時間敏感的計算機系統(tǒng)，如金融業(yè)界服務器、EDI、大型分布式商業(yè)數(shù)據(jù)庫、航天航空控制計算機等，更需要高精度的時間信息。交通運輸業(yè)的時間顯示系統(tǒng)，如地鐵時刻表顯示系統(tǒng)、機場時刻表顯示系統(tǒng)，如果偏差較大，可能會影響旅客的旅行。如今，越來越多的通信和電力設備都需要高精度的時間信息進行授時以維持正常工作，而目前大部分RS-485授時接口模塊僅輸出一路授時信號，當需要多路授時信號時，需要采用多個RS-485接口授時模塊，成本較高，而且各路授時信號之間可能存在延時，統(tǒng)一性差，導致授時結果不理想。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術問題，本實用新型的目的是提供一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊，包括驅(qū)動模塊、光耦模塊、RS-485模塊、靜電保護模塊、隔離電源模塊、用于接入原始時間信號的第一信號輸入端、用于接入直流工作電源的第二信號輸入端以及用于輸出多路RS-485時間信號的信號輸出端，所述第一信號輸入端連接驅(qū)動模塊的輸入端，所述驅(qū)動模塊的輸出端與光耦模塊的第一輸入端連接，所述光耦模塊的輸出端與RS-485模塊的第一輸入端連接，所述RS-485模塊的輸出端連接靜電保護模塊并與信號輸出端連接，所述第二信號輸入端連接隔離電源模塊的輸入端，所述隔離電源模塊的第一輸出端輸出第一隔離電源到光耦模塊的第二輸入端，所述隔離電源模塊的第二輸出端輸出第二隔離電源到RS-485模塊的第二輸入端。

進一步，所述驅(qū)動模塊采用四個總線收發(fā)器構成，該四個總線收發(fā)器的輸入引腳與第一信號輸入端連接，所述驅(qū)動模塊的輸出端包括20個輸出端口，且每個輸出端口為總線收發(fā)器的一輸出引腳。

進一步，所述光耦模塊包括20個光耦隔離回路，所述光耦隔離回路包括光耦合器、保護電阻、旁路電容和上拉電阻，所述保護電阻的一端接直流工作電源，另一端與光耦合器的第二引腳連接，所述光耦合器的第三引腳連接驅(qū)動模塊的一輸出端口，所述光耦合器的第八引腳與第一隔離電源連接，且第八引腳還通過旁路電容與第一隔離電源共地，所述光耦合器的第六引腳通過上拉電阻與第一隔離電源連接，且第六引腳作為所述光耦隔離回路的輸出端口與RS-485模塊的第一輸入端連接，所述光耦合器的第五引腳與第一隔離電源共地。

進一步，所述RS-485模塊包括20個RS-485回路，各所述RS-485回路均采用RS-485芯片構成。

進一步，所述靜電保護模塊采用靜電抑制器構成。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊，包括驅(qū)動模塊、光耦模塊、RS-485模塊、靜電保護模塊、隔離電源模塊、用于接入原始時間信號的第一信號輸入端、用于接入直流工作電源的第二信號輸入端以及用于輸出多路RS-485時間信號的信號輸出端，第一信號輸入端連接驅(qū)動模塊的輸入端，驅(qū)動模塊的輸出端與光耦模塊的第一輸入端連接，光耦模塊的輸出端與RS-485模塊的第一輸入端連接， RS-485模塊的輸出端連接靜電保護模塊并與信號輸出端連接，第二信號輸入端連接隔離電源模塊的輸入端，隔離電源模塊的第一輸出端輸出第一隔離電源到光耦模塊的第二輸入端，隔離電源模塊的第二輸出端輸出第二隔離電源到RS-485模塊的第二輸入端。本實用新型結構優(yōu)良，降低了生產(chǎn)應用成本，可以實現(xiàn)多路RS-485時間信號的同時授時，各路RS-485時間信號之間具有統(tǒng)一的時間同步性，準確度高。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

圖1是本實用新型的一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊的電子框圖；

圖2是本實用新型的一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊的驅(qū)動模塊的原理圖；

圖3是本實用新型的一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊的光耦模塊的原理圖；

圖4是本實用新型的一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊的RS-485模塊的原理圖；

圖5是本實用新型的一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊的靜電保護模塊的原理圖。

具體實施方式

參照圖1，本實用新型提供了一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊，包括驅(qū)動模塊、光耦模塊、RS-485模塊、靜電保護模塊、隔離電源模塊、用于接入原始時間信號的第一信號輸入端IN1、用于接入直流工作電源的第二信號輸入端IN2以及用于輸出多路RS-485時間信號的信號輸出端，所述第一信號輸入端IN1連接驅(qū)動模塊的輸入端，所述驅(qū)動模塊的輸出端與光耦模塊的第一輸入端連接，所述光耦模塊的輸出端與RS-485模塊的第一輸入端連接，所述RS-485模塊的輸出端連接靜電保護模塊并與信號輸出端連接，所述第二信號輸入端IN2連接隔離電源模塊的輸入端，所述隔離電源模塊的第一輸出端輸出第一隔離電源到光耦模塊的第二輸入端，所述隔離電源模塊的第二輸出端輸出第二隔離電源到RS-485模塊的第二輸入端。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述驅(qū)動模塊采用四個如圖2所示的總線收發(fā)器構成，該四個總線收發(fā)器的輸入引腳與第一信號輸入端IN1連接，所述驅(qū)動模塊的輸出端包括20個輸出端口，且每個輸出端口為總線收發(fā)器的一輸出引腳。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述光耦模塊包括20個光耦隔離回路，參照圖3所示，所述光耦隔離回路包括光耦合器、保護電阻、旁路電容和上拉電阻，所述保護電阻的一端接直流工作電源，另一端與光耦合器的第二引腳連接，所述光耦合器的第三引腳連接驅(qū)動模塊的一輸出端口，所述光耦合器的第八引腳與第一隔離電源連接，且第八引腳還通過旁路電容與第一隔離電源共地，所述光耦合器的第六引腳通過上拉電阻與第一隔離電源連接，且第六引腳作為所述光耦隔離回路的輸出端口與RS-485模塊的第一輸入端連接，所述光耦合器的第五引腳與第一隔離電源共地。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述RS-485模塊包括20個如圖4所示的RS-485回路，各所述RS-485回路均采用RS-485芯片構成。

進一步作為優(yōu)選的實施方式，所述靜電保護模塊采用如圖5所示的靜電抑制器構成。

以下結合詳細實施例對本實用新型作進一步說明。

參照圖1，一種高密度輸出的RS-485接口授時模塊，包括驅(qū)動模塊、光耦模塊、RS-485模塊、靜電保護模塊、隔離電源模塊、用于接入原始時間信號的第一信號輸入端IN1、用于接入直流工作電源的第二信號輸入端IN2以及用于輸出多路RS-485時間信號的信號輸出端，第一信號輸入端IN1連接驅(qū)動模塊的輸入端，驅(qū)動模塊的輸出端與光耦模塊的第一輸入端連接，光耦模塊的輸出端與RS-485模塊的第一輸入端連接，RS-485模塊的輸出端連接靜電保護模塊并與信號輸出端連接，第二信號輸入端IN2連接隔離電源模塊的輸入端，隔離電源模塊的第一輸出端輸出第一隔離電源到光耦模塊的第二輸入端，隔離電源模塊的第二輸出端輸出第二隔離電源到RS-485模塊的第二輸入端。圖1中，原始時間信號和直流工作電源由一個時間信號源提供。直流工作電源為5V的直流電壓。

驅(qū)動模塊采用如圖2所示的四個總線收發(fā)器構成，該四個總線收發(fā)器的輸入引腳與第一信號輸入端IN1連接，驅(qū)動模塊的輸出端包括20個輸出端口，且每個輸出端口為總線收發(fā)器的一輸出引腳。圖2中，OUT_TIME表示原始時間信號，總線收發(fā)器U1的其中5個輸出引腳作為輸出端口，輸出信號OUT_TIME1、OUT_TIME2、OUT_TIME3、OUT_TIME4和OUT_TIME5，相似的，四個總線收發(fā)器都選擇其中5個輸出引腳作為輸出端口，最后構成驅(qū)動模塊的具有20個輸出端口的輸出端。優(yōu)選的，驅(qū)動模塊采用型號為SN74ABT245的總線收發(fā)器構成，其可以提高輸入的原始時間信號的驅(qū)動能力，輸出的信號具有較強的帶負載能力。

本實施例中，光耦模塊包括20個光耦隔離回路，參照圖3所示，每個光耦隔離回路包括光耦合器U2、保護電阻R1、旁路電容C2和上拉電阻R2，保護電阻R1的一端接5V直流工作電源，另一端與光耦合器的第二引腳連接，光耦合器的第三引腳連接驅(qū)動模塊的一輸出端口，光耦合器的第八引腳與第一隔離電源連接，且第八引腳還通過旁路電容C2與第一隔離電源共地，光耦合器的第六引腳通過上拉電阻R2與第一隔離電源連接，且第六引腳作為光耦隔離回路的輸出端口與RS-485模塊的第一輸入端連接，光耦合器的第五引腳與第一隔離電源共地。圖3中，G_GND表示第一隔離電源的地，G_VCC表示第一隔離電源，用于提供電壓。圖3中，從驅(qū)動模塊的一輸出端口輸出的時間信號OUT_TIME1輸出到光耦合器U2后，被光耦合器U2進行電氣隔離，然后輸出電氣隔離后的時間信號TIME1到RS-485模塊。光耦合器U2優(yōu)選采用型號為6N137的高速光耦芯片，轉(zhuǎn)換速率高達10Mbps，延時小，確保本RS-485接口授時模塊具有較高的時間準確度。

本實施例中，RS-485模塊包括20個如圖4所示的RS-485回路，各RS-485回路均采用RS-485芯片構成。優(yōu)選的，本實施例采用型號為SP485的RS-485芯片。每個RS-485回路中，RS-485芯片的輸入引腳作為RS-485模塊的一輸入端口，連接光耦模塊的的一輸出端口，RS-485芯片的輸出引腳作為RS-485模塊的一輸出端口，RS-485模塊的第一輸入端有20個輸入端口，RS-485模塊的輸出端有20個輸出端口。對應的，信號輸出端也具有20個端口，每個端口與RS-485模塊的一輸出端口連接。例如圖4中，將輸入的時間信號TIME9進行電平轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換為RS-485時間信號，例如圖4中的485-B9和485-A9，485-B9和485-A9表示第9路RS-485時間信號的A、B兩端。RS-485時間信號由A、B兩端之間的電壓差來決定：RS485發(fā)送端：如果AB間的電壓+2~+6V表示高電平或邏輯1，AB間電壓為-2~（-6）V表示低電平或邏輯0。

本實施例中，靜電保護模塊采用如圖5所示的靜電抑制器構成，用于保護RS-485模塊輸出的RS-485時間信號不受靜電干擾和破壞。靜電抑制器U4的第三引腳和第八引腳和第一隔離電源共地。圖5的靜電抑制器U4可以保護4路RS-485時間信號，因此共需要5片靜電抑制器U4來保護本授時模塊的20路RS-485時間信號。優(yōu)選的，圖5的靜電抑制器U4采用型號為RCLAMP0524的芯片。

驅(qū)動模塊用于將1路的原始時間信號轉(zhuǎn)換為20路具有同種功能的時間信號，并提高每路信號的驅(qū)動能力后輸出到光耦模塊。光耦模塊用于對每一路的時間信號進行電氣隔離輸出，產(chǎn)生具有同種功能的時間信號到RS-485模塊，RS-485模塊對光耦模塊輸出的每一路時間信號進行電平轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為RS-485時間信號，同時提高信號的驅(qū)動能力后輸出到信號輸出端。靜電保護模塊用于保護RS-485模塊輸出的20路RS-485時間信號不受靜電干擾和破壞。

本授時模塊通過將原始時間信號經(jīng)驅(qū)動模塊轉(zhuǎn)換成20路具有同種功能的時間信號，然后將該20路時間信號通過光耦模塊產(chǎn)生具有相同功能、電氣隔離的時間信號，再將光耦模塊輸出的時間信號經(jīng)過RS-485模塊提升信號驅(qū)動能力后轉(zhuǎn)換得到20路RS-485時間信號，再經(jīng)由靜電保護模塊進行保護，經(jīng)靜電保護后的RS-485時間信號通過信號輸出端對外輸出20路RS-485時間信號進行授時。本授時模塊結構優(yōu)良，可以集成在W482.6mm X D291.0mm X H132.75mm的時間同步設備上，而且具有20路高密度輸出端口，各輸出端口輸出的20路RS-485時間信號之間具有統(tǒng)一的時間同步性，可以實現(xiàn)理想的多路信號的同時授時，降低了生產(chǎn)應用成本。在同等體積的時間同步設備上集成本授時模塊能實現(xiàn)一臺時間同步設備滿足更多被授時設備的需求，極大地提升時間同步設備的市場競爭力。

以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本實用新型精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。