一种线型组网的三线制数据测量方法

　　（2）智能判别法，透传单元不直接转发电平值，而是把整个字节或脉冲接收完毕后，判明是什么数据或脉冲，用约定的波特率或脉宽向下个单元转发，这样可以保证没有累计的脉冲失真。

　　实际上，由于单元的一致性，累计误差并不大，在波特率1 200 时，使用1 kΩ上拉电阻可以轻松实现10 m单元间距上百个单元级联。

　　3.2 各个单元用电造成的供电降低和地线压降

　　供电电压的降低和地线压降的影响分为3 个方面讨论。

　　3.2.1 远端单元供电电压的降低

　　离开主机越远，单元供电越低。设第1个单元与主机距离L1 m,每个单元距离L2 m,总单元个数为M,待机单元电流I1,工作单元电流I2,主机供电电压为VCC,总线的每米电阻为r,则第N 个单元的电压VN = VCC - L1*r*[（N - 1）*I1 + I2] - L2*r*[（N - 1）*I2 + （N - 2）（N - 1） 2].

　　当L1 = 100 m,L2 = 10 m,M = 100个单元，I1 =10 μA,I2 = 10 mA,VCC = 5 V,每米电阻r = 0.01 Ω（截面1.5 mm2导线），则最尾端单元N =100得到的电压为4.8 V,没有超出5%波动，可以认定这个电压在正常范围。

　　以上是100个单元1 000 m 距离的情形，具有一定的代表意义。

　　3.2.2 单元之间产生的逻辑电平差

　　一般认为，在TTL 系统中，低电平高于0.5 V,高电平低于3.5 V会出现不定态。在有上拉时，主要考虑低电平问题，后级的低电平要叠加地线压降作为前级的低电平。显然，最大叠加电压出现在第1个单元与主机之间，在上述参数下，这个叠加电压约100 m 的线路加上活动电流再加上100 个单元的待机电流，约为10 μA×100+10 mA=11 mA,在100 m线路产生的压降为11 mA×0.01 m=11 mV,数值很低，可忽略不计。

　　3.2.3 附加模拟信号总线时产生的误差

　　到达主机的模拟电压会附加上各单元间地线的电压差。有2个办法可以解决这个问题，一是修正法，根据采样的单元个数，减去所经过的单元的地线电压差。

　　例如，采样第10个单元，叠加的电压为100 m×0.01 Ω×11 mA+10 m×10×0.01 Ω×11 mA=22 mV,主机采样电压时减去这个数值可近似认为是准确电压。二是采用双线差分信号传输，经过2个模拟开关选通，不但传送N 单元的模拟信号，还传送N 单元的地线到主机，经过主机的差分放大器，取出N 单元的实际模拟信号，如图2所示。

　　3.3 供电方式

　　上述示意图中，主机供电VCC 是直接连接到各个单元的，在远距离时会产生电压降。可以使用两种方案避免：一是每个单元增加一个可关断DC/DC稳压模块，被选中的单元接通模块，只给本单元供电，这样做的优点是待机单元不启动DC/DC模块，不增加任何功耗，缺点是成本稍高；二是采用较高电压供电，例如12 V,每个单元设立线性降压至5 V后给单片机和传感器使用，这样做的优点是简单、低成本，缺点是各个单元的降压电路在持续工作，会增加静态电流。

　　4 结语

　　本文提出的组网方法，非常适合于线状分布的测点，方便实用，简明易用，在低速场合可以获得很远的传送距离，还能扩展传送模拟信号，经过多个项目的运用，证明其稳定、简单、价廉，具有一定的实用价值