CN201584967U - Asi中继模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型采用双路信号转发器实现信号的双向传输，在总线上每一时刻只有单向的信号在传递，通过中央控制器的快速辨别，确立信号的传输方向，然后及时的转发到下一转发器，在该转发器的控制器的调节下实现信号的重生。信号的接收由一个滤波器和窗口比较器来执行，串行的编码数据的信号高低转化从两路时序分离的脉冲，并由主控器来识别。两路信号由光耦相互隔离。再生信号是通过压控源产生一个电流变化，使总线上产生符合标准ASI信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业自动化控制领域，具体是一种ASI信号中继模块。
背景技术
在ASI总线中，电缆的最大长度为100m，这是受信号传播的物理特性所限制，超过100m，信号传输质量显著降低，线路上的某些设备可能接收不到信号。因此，同其它现场总线系统一样，可以使用中继器进行网络扩展。中继器可以满足ASI设备的要求：对主机，中继器应该像从机一样，而对从机，则应该像主机一样。在这种方式下，中继器对所有在线设备都是透明的。
发明内容
本实用新型ASI总线系统的辅助设备单元，其能够隔离传输不同支线的信号，具体是一种ASI中继模块，具体技术方案如下：
一种ASI总线信号中继模块，包括供电电路和两个ASI信号编/解码电路，两个编/解码电路分别连接ASI总线的主站侧和从站侧，所述供电电路连接两个ASI信号编/解码电路，为它们供电；两个编/解码电路之间设有通信接口电路，两个编/解码电路通过该通信接口电路通信。
所述供电电路包括低通滤波电路、DC/DC电压转换电路和稳压电路；所述低通滤波电路的输入端连接到ASI总线上，低通滤波电路的输出端连接DC/DC电压转换电路的输入端，DC/DC电压转换电路的输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路的输出端即为供电电路的输出端。
所述两个ASI信号编/解码电路相同，ASI信号编/解码电路包括主控转发电路、数据解码单元和数据发送单元；所述数据解码单元的输入端连接ASI总线，数据解码单元的输出端连接主控转发电路的信号输入端，主控转发电路的信号输出端连接数据发送单元的输入端，数据发送单元的输出端连接ASI总线；主控转发电路的输入/输出端连接通信接口电路。
所述主控转发电路是以中央控制器为主控IC的电路。
所述数据解码单元包括耦合电路、带通滤波电路、信号放大电路和窗口比较器；所述耦合电路的输入端与ASI总线耦合，带通滤波电路的输入端连接耦合电路的输出端，带通滤波电路的输出端连接放大器的输入端；放大器的输出端连接窗口比较器的输入端，窗口比较器的输出端连接主控转发电路的输入端。
所述数据发送单元包括曼彻斯特码一正弦平方编码的译码电路、整形电路和波形输出电路；所述译码电路的输入端连接主控转发电路的信号输出端，译码电路的输出端连接整形电路的输入端，整形电路的输出端连接波形输出电路的控制端，波形输出电路连接ASI总线。
所述主控转发电路还连接有状态指示电路。
所述通信接口电路是两个高速光耦，两ASI信号编/解码的主控转发电路的输入/输出端通过两个高速光耦接收和发送信号。
所述波形输出电路是放大器，放大器的输入端连接整形电路的输出端，放大器的输出端连接ASI总线。
本模块的工作原理是，本模块在工作时一端连接主站侧ASI电路，另一路由一独立的ASI电源供电，以驱动该支线的从站。
供电电路从ASI电缆获取能量，通过LC低通滤波电路，滤除叠加在电源中的167k的通讯信号。然后进行开关转换电路，得到稳定的5V直流电压，为本实用新型的数据解码和数据发送、状态指示单元供电，另一路经过线性稳压转换成3.3V，为主控IC供电。
总线上的正弦平方脉冲信号经耦合电路(隔直电容)变成较小的交变信号加载到后续处理电路上，经带通滤波电路滤波，消除一些低频干扰和时间极短的脉冲信号。由于在ASI总线上的使用的曼彻斯特II编码规则，因此要将SIN2信号从调制波中取出，变成可为IC识别的数字信号。通过一个窗口比较器，每一周期的BIT位转换成2个二进制位。当总线上没有通讯信号时，比较器保持输出低电平，一旦解码电路侦测到总线上通信信号，高于基准电压的脉冲将触发第一个比较器翻转，使第一个比较器输出高电平脉冲，低于另一个基准电压的脉冲触发另一比较器输出高电平脉冲，这样就可以通过两比较器输出脉冲的先后识别编码的通信数据。同时，两个不同的基准电压可以有效滤除比有效信号小30％的干扰信号。两路分离的脉冲信号送入主控芯片，由其控制信号的流向。
附图说明
图1是本模块的原理框图；
图2是本模块的电路框图。
具体实施方式
下面结合附图与本实用新型作进一步说明。
一种ASI总线信号中继模块，包括供电电路和两个ASI信号编/解码电路，两个编/解码电路分别连接ASI总线的主站侧和从站侧，所述供电电路连接两个ASI信号编/解码电路，为它们供电；两个编/解码电路之间设有通信接口电路，两个编/解码电路通过该通信接口电路通信。
所述供电电路包括低通滤波电路、DC/DC电压转换电路和稳压电路；所述低通滤波电路的输入端连接到ASI总线上，低通滤波电路的输出端连接DC/DC电压转换电路的输入端，DC/DC电压转换电路的输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路的输出端即为供电电路的输出端。
所述两个ASI信号编/解码电路相同，ASI信号编/解码电路包括主控转发电路、数据解码单元和数据发送单元；所述数据解码单元的输入端连接ASI总线，数据解码单元的输出端连接主控转发电路的信号输入端，主控转发电路的信号输出端连接数据发送单元的输入端，数据发送单元的输出端连接ASI总线；主控转发电路的输入/输出端连接通信接口电路。
所述主控转发电路是以中央控制器为主控IC的电路。
所述数据解码单元包括耦合电路、带通滤波电路、信号放大电路和窗口比较器；所述耦合电路的输入端与ASI总线耦合，带通滤波电路的输入端连接耦合电路的输出端，带通滤波电路的输出端连接放大器的输入端；放大器的输出端连接窗口比较器的输入端，窗口比较器的输出端连接主控转发电路的输入端。
所述数据发送单元包括曼彻斯特码-正弦平方编码的译码电路、整形电路和波形输出电路；所述译码电路的输入端连接主控转发电路的信号输出端，译码电路的输出端连接整形电路的输入端，整形电路的输出端连接波形输出电路的控制端，波形输出电路连接ASI总线。
所述主控转发电路还连接有状态指示电路。
所述通信接口电路是两个高速光耦，两ASI信号编/解码的主控转发电路的输入/输出端通过两个高速光耦接收和发送信号。
所述波形输出电路是放大器，放大器的输入端连接整形电路的输出端，放大器的输出端连接ASI总线。
主控转发电路由两个中央控制器(单片机)的通讯来实现数据的双向传输。通过精准的编程设定，主控电路可以识别信号传输的方向和信号的起始位。信号的传输方向可以通过检测光耦和解码电路的输入来确立。以主机侧转发器为例，从光耦出来的信号意味着从站的信号需要返回到主机，从而激活主机侧的发送电路，将接受到的曼彻斯特码转换从在总线上传递的SIN2信号，当主控IC识别出该信号的终止位后，即将当前发送器关闭，这样就可以无干扰的接收到来主机侧的信号。主机的请求信号由滤波解码，转换成两路输入的脉冲信号，还原成曼彻斯特II编码，由IC识别并在极短的时间内经光耦隔离转发给另一IC。该IC接收到信号后执行相反的过程，将其解码通过发送电路输出到另一支线上去，从而完成了信号的双向传输。在接收到信号与进行转换的时间间隔由中继器充当的不同侧面来决定。在从机一侧，开关时间等于三个位间隔的最大值，即在同步从机开始回应主机的请求之前的最小主机暂停时间。在“主机侧”，从机暂停时间(在从机回应之后)规定为一位的间隔时间。当系统在空闲状态时，第一个下降沿(属于开始位)进入空闲检测器，，使得在传送方向上产生判定，也就是激活反方向的传送器。判定所需要的时间导致了信息传送的延迟，必须保证整个信息传送过程中的持续作用，以保证开始位不会被缩短。在传送侧报告空闲状态(在信息结尾后)前，将会维持信号的方向。当前的技术可以做到在半位间隔时间内识别空闲时间，这就产生了传送方向上开关时间的相应的延迟。开始位的识别也可以在半位间隔时间内完成。因此，信号在每个方向上的延迟小于一位间隔时间(6μs)。
发送部分采用压控输出，将数字编码用电阻网络实现其数字信号到模拟电压信号的转换，电压信号经过波形处理，经过一个压控电压源驱动功率负载，产生符合ASI标准的交变正弦平方信号，该信号经电源的数据解耦电路的电感后从电流脉冲转换成电压脉冲，实现了信号的重生。
信号的隔离采用高速光耦来实现。在ASI总线上其信号的频率是167k，通过高带宽的光耦耦合，可以极好的实现信号的准确传输和电气隔离效果。同时，两条支线采用不同电源供电，可以使支线的短路故障不会影响到主机回路，有效的保证了系统的安全工作。
本模块作为ASI总线系统的一个辅助组成单元，通过对ASI总线的信号进行转发，使得信号的强度得以提升，有效的延升了ASI总线的作用范围，并且在数据转发的过程中，不产生对系统运行无关的信号，不改变从机的地址，具有良好的可扩展性，实现了在参数层的无缝链接。
Claims (9)
1.一种ASI总线信号中继模块，其特征是包括供电电路和两个ASI信号编/解码电路，两个编/解码电路分别连接ASI总线的主站侧和从站侧，所述供电电路连接两个ASI信号编/解码电路，为它们供电；两个编/解码电路之间设有通信接口电路，两个编/解码电路通过该通信接口电路通信。
2.根据权利要求1所述的ASI总线信号中继模块，其特征是所述供电电路包括低通滤波电路、DC/DC电压转换电路和稳压电路；所述低通滤波电路的输入端连接到ASI总线上，低通滤波电路的输出端连接DC/DC电压转换电路的输入端，DC/DC电压转换电路的输出端连接稳压电路的输入端，稳压电路的输出端即为供电电路的输出端。
3.根据权利要求1或2所述的ASI总线信号中继模块，其特征是所述两个ASI信号编/解码电路相同，ASI信号编/解码电路包括主控转发电路、数据解码单元和数据发送单元；所述数据解码单元的输入端连接ASI总线，数据解码单元的输出端连接主控转发电路的信号输入端，主控转发电路的信号输出端连接数据发送单元的输入端，数据发送单元的输出端连接ASI总线；主控转发电路的输入/输出端连接通信接口电路。
4.根据权利要求3所述的ASI总线信号中继模块，其特征是所述主控转发电路是以中央控制器为主控IC的电路。
5.根据权利要求3所述的ASI总线信号中继模块，其特征是所述数据解码单元包括耦合电路、带通滤波电路、信号放大电路和窗口比较器；所述耦合电路的输入端与ASI总线耦合，带通滤波电路的输入端连接耦合电路的输出端，带通滤波电路的输出端连接放大器的输入端；放大器的输出端连接窗口比较器的输入端，窗口比较器的输出端连接主控转发电路的输入端。
6.根据权利要求3所述的ASI总线信号中继模块，其特征是所述数据发送单元包括曼彻斯特码-正弦平方编码的译码电路、整形电路和波形输出电路；所述译码电路的输入端连接主控转发电路的信号输出端，译码电路的输出端连接整形电路的输入端，整形电路的输出端连接波形输出电路的控制端，波形输出电路连接ASI总线。
7.根据权利要求3所述的ASI总线信号中继模块，其特征是所述主控转发电路还连接有状态指示电路。
8.根据权利要3求所述的ASI总线信号中继模块，其特征是所述通信接口电路是两个高速光耦，两ASI信号编/解码的主控转发电路的输入/输出端通过两个高速光耦接收和发送信号。
9.根据权利要求6所述的ASI总线信号中继模块，其特征是所述波形输出电路是放大器，放大器的输入端连接整形电路的输出端，放大器的输出端连接ASI总线。
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| CN103105798A (zh) * | 2011-11-09 | 2013-05-15 | 伊玛精密电子（苏州）有限公司 | 一种AS-i高精度模拟量输出模块 |
| CN107748509A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-03-02 | 上海辛格林纳新时达电机有限公司 | 基于单片机收发控制的asi通信从机实施方法 |
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