專利名稱：Asi中繼模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工業(yè)自動化控制領域，具體是一種ASI信號中繼模塊。
背景技術：
在ASI總線中，電纜的最大長度為100m，這是受信號傳播的物理特性所限制，超過 100m，信號傳輸質(zhì)量顯著降低，線路上的某些設備可能接收不到信號。因此，同其它現(xiàn)場總 線系統(tǒng)一樣，可以使用中繼器進行網(wǎng)絡擴展。中繼器可以滿足ASI設備的要求對主機，中 繼器應該像從機一樣，而對從機，則應該像主機一樣。在這種方式下，中繼器對所有在線設 備都是透明的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型ASI總線系統(tǒng)的輔助設備單元，其能夠隔離傳輸不同支線的信號，具 體是一種ASI中繼模塊，具體技術方案如下一種ASI總線信號中繼模塊，包括供電電路和兩個ASI信號編/解碼電路，兩個編 /解碼電路分別連接ASI總線的主站側(cè)和從站側(cè)，所述供電電路連接兩個ASI信號編/解碼 電路，為它們供電；兩個編/解碼電路之間設有通信接口電路，兩個編/解碼電路通過該通 信接口電路通信。所述供電電路包括低通濾波電路、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路和穩(wěn)壓電路；所述低通濾 波電路的輸入端連接到ASI總線上，低通濾波電路的輸出端連接DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路的輸 入端，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接穩(wěn)壓電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端即為供電電 路的輸出端。所述兩個ASI信號編/解碼電路相同，ASI信號編/解碼電路包括主控轉(zhuǎn)發(fā)電路、 數(shù)據(jù)解碼單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元；所述數(shù)據(jù)解碼單元的輸入端連接ASI總線，數(shù)據(jù)解碼單元 的輸出端連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信號輸入端，主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信號輸出端連接數(shù)據(jù)發(fā)送單元 的輸入端，數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸出端連接ASI總線；主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的輸入/輸出端連接通信接 口電路。所述主控轉(zhuǎn)發(fā)電路是以中央控制器為主控IC的電路。所述數(shù)據(jù)解碼單元包括耦合電路、帶通濾波電路、信號放大電路和窗口比較器；所 述耦合電路的輸入端與ASI總線耦合，帶通濾波電路的輸入端連接耦合電路的輸出端，帶 通濾波電路的輸出端連接放大器的輸入端；放大器的輸出端連接窗口比較器的輸入端，窗 口比較器的輸出端連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的輸入端。所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元包括曼徹斯特碼一正弦平方編碼的譯碼電路、整形電路和波形 輸出電路；所述譯碼電路的輸入端連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信號輸出端，譯碼電路的輸出端連 接整形電路的輸入端，整形電路的輸出端連接波形輸出電路的控制端，波形輸出電路連接 ASI總線。所述主控轉(zhuǎn)發(fā)電路還連接有狀態(tài)指示電路。[0011]所述通信接口電路是兩個高速光耦，兩ASI信號編/解碼的主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的輸入 /輸出端通過兩個高速光耦接收和發(fā)送信號。所述波形輸出電路是放大器，放大器的輸入端連接整形電路的輸出端，放大器的 輸出端連接ASI總線。本模塊的工作原理是，本模塊在工作時一端連接主站側(cè)ASI電路，另一路由一獨 立的ASI電源供電，以驅(qū)動該支線的從站。供電電路從ASI電纜獲取能量，通過LC低通濾波電路，濾除疊加在電源中的167k 的通訊信號。然后進行開關轉(zhuǎn)換電路，得到穩(wěn)定的5V直流電壓，為本實用新型的數(shù)據(jù)解碼 和數(shù)據(jù)發(fā)送、狀態(tài)指示單元供電，另一路經(jīng)過線性穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換成3. 3V，為主控IC供電?？偩€上的正弦平方脈沖信號經(jīng)耦合電路(隔直電容)變成較小的交變信號加載到 后續(xù)處理電路上，經(jīng)帶通濾波電路濾波，消除一些低頻干擾和時間極短的脈沖信號。由于在 ASI總線上的使用的曼徹斯特II編碼規(guī)則，因此要將SIN2信號從調(diào)制波中取出，變成可為 IC識別的數(shù)字信號。通過一個窗口比較器，每一周期的BIT位轉(zhuǎn)換成2個二進制位。當總 線上沒有通訊信號時，比較器保持輸出低電平，一旦解碼電路偵測到總線上通信信號，高于 基準電壓的脈沖將觸發(fā)第一個比較器翻轉(zhuǎn)，使第一個比較器輸出高電平脈沖，低于另一個 基準電壓的脈沖觸發(fā)另一比較器輸出高電平脈沖，這樣就可以通過兩比較器輸出脈沖的先 后識別編碼的通信數(shù)據(jù)。同時，兩個不同的基準電壓可以有效濾除比有效信號小30%的干 擾信號。兩路分離的脈沖信號送入主控芯片，由其控制信號的流向。

圖1是本模塊的原理框圖；圖2是本模塊的電路框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與本實用新型作進一步說明。一種ASI總線信號中繼模塊，包括供電電路和兩個ASI信號編/解碼電路，兩個編 /解碼電路分別連接ASI總線的主站側(cè)和從站側(cè)，所述供電電路連接兩個ASI信號編/解碼 電路，為它們供電；兩個編/解碼電路之間設有通信接口電路，兩個編/解碼電路通過該通 信接口電路通信。所述供電電路包括低通濾波電路、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路和穩(wěn)壓電路；所述低通濾 波電路的輸入端連接到ASI總線上，低通濾波電路的輸出端連接DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路的輸 入端，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接穩(wěn)壓電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端即為供電電 路的輸出端。所述兩個ASI信號編/解碼電路相同，ASI信號編/解碼電路包括主控轉(zhuǎn)發(fā)電路、 數(shù)據(jù)解碼單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元；所述數(shù)據(jù)解碼單元的輸入端連接ASI總線，數(shù)據(jù)解碼單元 的輸出端連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信號輸入端，主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信號輸出端連接數(shù)據(jù)發(fā)送單元 的輸入端，數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸出端連接ASI總線；主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的輸入/輸出端連接通信接 口電路。所述主控轉(zhuǎn)發(fā)電路是以中央控制器為主控IC的電路。
4[0023]所述數(shù)據(jù)解碼單元包括耦合電路、帶通濾波電路、信號放大電路和窗口比較器；所 述耦合電路的輸入端與ASI總線耦合，帶通濾波電路的輸入端連接耦合電路的輸出端，帶 通濾波電路的輸出端連接放大器的輸入端；放大器的輸出端連接窗口比較器的輸入端，窗 口比較器的輸出端連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的輸入端。所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元包括曼徹斯特碼_正弦平方編碼的譯碼電路、整形電路和波形 輸出電路；所述譯碼電路的輸入端連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信號輸出端，譯碼電路的輸出端連 接整形電路的輸入端，整形電路的輸出端連接波形輸出電路的控制端，波形輸出電路連接 ASI總線。所述主控轉(zhuǎn)發(fā)電路還連接有狀態(tài)指示電路。所述通信接口電路是兩個高速光耦，兩ASI信號編/解碼的主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的輸入 /輸出端通過兩個高速光耦接收和發(fā)送信號。所述波形輸出電路是放大器，放大器的輸入端連接整形電路的輸出端，放大器的 輸出端連接ASI總線。主控轉(zhuǎn)發(fā)電路由兩個中央控制器(單片機)的通訊來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。通過 精準的編程設定，主控電路可以識別信號傳輸?shù)姆较蚝托盘柕钠鹗嘉?。信號的傳輸方向?以通過檢測光耦和解碼電路的輸入來確立。以主機側(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器為例，從光耦出來的信號意味 著從站的信號需要返回到主機，從而激活主機側(cè)的發(fā)送電路，將接受到的曼徹斯特碼轉(zhuǎn)換 從在總線上傳遞的SIN2信號，當主控IC識別出該信號的終止位后，即將當前發(fā)送器關閉， 這樣就可以無干擾的接收到來主機側(cè)的信號。主機的請求信號由濾波解碼，轉(zhuǎn)換成兩路輸 入的脈沖信號，還原成曼徹斯特II編碼，由IC識別并在極短的時間內(nèi)經(jīng)光耦隔離轉(zhuǎn)發(fā)給另 一 IC。該IC接收到信號后執(zhí)行相反的過程，將其解碼通過發(fā)送電路輸出到另一支線上去， 從而完成了信號的雙向傳輸。在接收到信號與進行轉(zhuǎn)換的時間間隔由中繼器充當?shù)牟煌瑐?cè) 面來決定。在從機一側(cè)，開關時間等于三個位間隔的最大值，即在同步從機開始回應主機的 請求之前的最小主機暫停時間。在“主機側(cè)”，從機暫停時間(在從機回應之后)規(guī)定為一 位的間隔時間。當系統(tǒng)在空閑狀態(tài)時，第一個下降沿(屬于開始位)進入空閑檢測器，，使 得在傳送方向上產(chǎn)生判定，也就是激活反方向的傳送器。判定所需要的時間導致了信息傳 送的延遲，必須保證整個信息傳送過程中的持續(xù)作用，以保證開始位不會被縮短。在傳送側(cè) 報告空閑狀態(tài)(在信息結(jié)尾后)前，將會維持信號的方向。當前的技術可以做到在半位間 隔時間內(nèi)識別空閑時間，這就產(chǎn)生了傳送方向上開關時間的相應的延遲。開始位的識別也 可以在半位間隔時間內(nèi)完成。因此，信號在每個方向上的延遲小于一位間隔時間(6PS)。發(fā)送部分采用壓控輸出，將數(shù)字編碼用電阻網(wǎng)絡實現(xiàn)其數(shù)字信號到模擬電壓信號 的轉(zhuǎn)換，電壓信號經(jīng)過波形處理，經(jīng)過一個壓控電壓源驅(qū)動功率負載，產(chǎn)生符合ASI標準的 交變正弦平方信號，該信號經(jīng)電源的數(shù)據(jù)解耦電路的電感后從電流脈沖轉(zhuǎn)換成電壓脈沖， 實現(xiàn)了信號的重生。信號的隔離采用高速光耦來實現(xiàn)。在ASI總線上其信號的頻率是167k，通過高帶 寬的光耦耦合，可以極好的實現(xiàn)信號的準確傳輸和電氣隔離效果。同時，兩條支線采用不同 電源供電，可以使支線的短路故障不會影響到主機回路，有效的保證了系統(tǒng)的安全工作。本模塊作為ASI總線系統(tǒng)的一個輔助組成單元，通過對ASI總線的信號進行轉(zhuǎn)發(fā)， 使得信號的強度得以提升，有效的延升了 ASI總線的作用范圍，并且在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的過程中，不產(chǎn)生對系統(tǒng)運行無關的信號，不改變從機的地址，具有良好的可擴展性，實現(xiàn)了在參數(shù)層 的無縫鏈接。
權(quán)利要求一種ASI總線信號中繼模塊，其特征是包括供電電路和兩個ASI信號編/解碼電路，兩個編/解碼電路分別連接ASI總線的主站側(cè)和從站側(cè)，所述供電電路連接兩個ASI信號編/解碼電路，為它們供電；兩個編/解碼電路之間設有通信接口電路，兩個編/解碼電路通過該通信接口電路通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ASI總線信號中繼模塊，其特征是所述供電電路包括低通濾 波電路、DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路和穩(wěn)壓電路；所述低通濾波電路的輸入端連接到ASI總線上， 低通濾波電路的輸出端連接DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，DC/DC電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端 連接穩(wěn)壓電路的輸入端，穩(wěn)壓電路的輸出端即為供電電路的輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的ASI總線信號中繼模塊，其特征是所述兩個ASI信號編 /解碼電路相同，ASI信號編/解碼電路包括主控轉(zhuǎn)發(fā)電路、數(shù)據(jù)解碼單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元； 所述數(shù)據(jù)解碼單元的輸入端連接ASI總線，數(shù)據(jù)解碼單元的輸出端連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信 號輸入端，主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信號輸出端連接數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸入端，數(shù)據(jù)發(fā)送單元的輸出 端連接ASI總線；主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的輸入/輸出端連接通信接口電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ASI總線信號中繼模塊，其特征是所述主控轉(zhuǎn)發(fā)電路是以中 央控制器為主控IC的電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ASI總線信號中繼模塊，其特征是所述數(shù)據(jù)解碼單元包括耦 合電路、帶通濾波電路、信號放大電路和窗口比較器；所述耦合電路的輸入端與ASI總線耦 合，帶通濾波電路的輸入端連接耦合電路的輸出端，帶通濾波電路的輸出端連接放大器的 輸入端；放大器的輸出端連接窗口比較器的輸入端，窗口比較器的輸出端連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電 路的輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ASI總線信號中繼模塊，其特征是所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元包括曼 徹斯特碼-正弦平方編碼的譯碼電路、整形電路和波形輸出電路；所述譯碼電路的輸入端 連接主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的信號輸出端，譯碼電路的輸出端連接整形電路的輸入端，整形電路的 輸出端連接波形輸出電路的控制端，波形輸出電路連接ASI總線。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ASI總線信號中繼模塊，其特征是所述主控轉(zhuǎn)發(fā)電路還連接 有狀態(tài)指示電路。
8.根據(jù)權(quán)利要3求所述的ASI總線信號中繼模塊，其特征是所述通信接口電路是兩個 高速光耦，兩ASI信號編/解碼的主控轉(zhuǎn)發(fā)電路的輸入/輸出端通過兩個高速光耦接收和 發(fā)送信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ASI總線信號中繼模塊，其特征是所述波形輸出電路是放大 器，放大器的輸入端連接整形電路的輸出端，放大器的輸出端連接ASI總線。
專利摘要本實用新型采用雙路信號轉(zhuǎn)發(fā)器實現(xiàn)信號的雙向傳輸，在總線上每一時刻只有單向的信號在傳遞，通過中央控制器的快速辨別，確立信號的傳輸方向，然后及時的轉(zhuǎn)發(fā)到下一轉(zhuǎn)發(fā)器，在該轉(zhuǎn)發(fā)器的控制器的調(diào)節(jié)下實現(xiàn)信號的重生。信號的接收由一個濾波器和窗口比較器來執(zhí)行，串行的編碼數(shù)據(jù)的信號高低轉(zhuǎn)化從兩路時序分離的脈沖，并由主控器來識別。兩路信號由光耦相互隔離。再生信號是通過壓控源產(chǎn)生一個電流變化，使總線上產(chǎn)生符合標準ASI信號。
文檔編號H04L12/40GK201584967SQ20092023607
公開日2010年9月15日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者陳柏志 申請人:伊瑪精密電子(蘇州)有限公司