要实现仅用两根线同时供电和双向通信，并利用光耦进行隔离，可以采用以下分步方案：
1. 系统架构设计
两根线功能：同时作为电源传输和双向通信的载体。
调制方式：直流电源叠加高频交流信号（如载波通信）。
双向通信：主从设备分时复用或频分复用（如主设备用高频，从设备用低频）。
2. 电路实现步骤
a. 电源与信号叠加
主设备端：
提供直流电源（如12V DC），通过电感或磁耦合器将高频信号（如100kHz）叠加到电源线上。
使用 光耦1 隔离发送信号，驱动调制电路（如MOSFET）改变电源线上的电流波动。
从设备端：
电源滤波：使用LC滤波器分离直流电源（供从设备使用）和高频信号。
通信接收：通过高通滤波器提取高频信号，经 光耦3 隔离后解调数据。
b. 双向通信实现
主→从通信：
主设备通过光耦1控制调制器，将数据编码为高频信号。
从设备通过光耦3接收并解调信号。
从→主通信：
从设备通过改变负载阻抗（如MOSFET并联电阻）调制电源线电流。
主设备检测电流变化（如采样电阻+差分放大器），经低通滤波后通过 光耦2 隔离解调数据。
c. 冲突避免
分时复用（TDM）：主从设备按时间片交替发送，避免信号重叠。
频分复用（FDM）：主设备用高频（如100kHz），从设备用低频（如10kHz），通过带通滤波器分离信号。
3. 光耦的应用
光耦1（主发）：隔离主设备的发送电路，防止电源干扰。
光耦2（主收）：隔离主设备的接收电路，检测从设备负载调制。
光耦3（从收）：隔离从设备的接收电路，提取主设备的高频信号。
4. 关键电路模块
调制解调电路：
主设备侧：使用OOK（On-Off Keying）或PWM调制高频载波。
从设备侧：通过包络检波或锁相环解调。
电源隔离：
若需要完全隔离，可在从设备使用DC-DC隔离模块，配合光耦实现全隔离通信。
5. 示例电路图
text
Copy Code
主设备端：
+12V ----[电感]----+----[光耦1-LED]---- GND
|
[调制MOSFET]←数据发送
|
电流检测→[差分放大]→[低通滤波]→光耦2→接收数据
从设备端：
电源线+ ----[LC滤波]---- +5V (供从设备)
|
[高通滤波]→光耦3→接收数据
|
负载调制←[MOSFET开关]←发送数据
6. 注意事项
带宽匹配：光耦的响应速度需高于通信频率（如选择高速光耦6N137）。
电源稳定性：需确保负载调制不影响从设备供电（如稳压器+储能电容）。
抗干扰设计：添加TVS管和滤波电容抑制浪涌和噪声。
此方案通过叠加高频信号与直流电源，结合光耦隔离和调制解调技术，实现了两根线的供电与双向通信。实际应用中需根据具体参数（电压、通信速率）调整元件选型。 |
楼主
标题置顶
标题高亮
