CN217847115U - 一种信号转接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种信号转接装置，包括依次连接的USB电气接口(9)、USB转RS485总线模块(13)、信号转换模块(0)，信号输出接口(5)。USB电气接口(9)用于连接上位机的输出USB口、接收USB输出信号，所述USB转RS485总线模块(13)用于接收USB输出信号并将其转换成RS485总线信号，所述信号转换模块(0)用于将RS485总线信号转换成预设总线信号，并通过信号输出接口输出。本实用新型设置USB转转RS485总线模块将上位机输出的USB信号转换成RS485总线信号，再由信号转换模块(0)将转换的RS485总线信号再转换成1553B总线信号，并通过信号输出接口输出，实现了从上位机的USB信号转换成1553B信号的目的，完成了采用上位机对1553B总线设备性能的验证。

Description

一种信号转接装置

技术领域

本实用新型实施例涉及石油、煤矿及地质勘探中的钻井工程技术领域，尤其涉及一种将上位机输出的USB信号转换为规定编码格式的信号形式来进行通信的信号转接装置。

背景技术

目前，在石油钻井随钻测斜技术领域中，通过实时测量地层的伽马值就可以判断随钻仪器当前所处的地层。自然伽马测斜仪只能测量随钻仪器周围的地层伽马值，方位伽马测井装置可以识别随钻仪器某一方位的地层伽马值，通过实时上传到地面的方位伽马参数，可以迅速和准确的判断随钻仪器是否正在打出目的层，及时准确的掌握地层信息，使工程技术人员及时了解井眼轨迹和地层信息变化，对底层进行更好的评价，这在水平段钻井中具有重要意义。

近年来，随着定向井、水平井的不断增加，随钻测井技术发展迅速。随钻方位伽马测井是随钻测井的必测项目。为了确保随钻方位伽马测井装置在实际工况下工作时，其功能能够保持在正常状态下，需要在实际投入使用之前，对随钻方位伽马测井装置进行功能或性能的测试验证。

出于对工业总线各自优缺点的考虑，以及对造价等方面的考虑，整个钻井系统各主控设备之间以及与井上设备之间是通过1553B总线进行信号传输的。在做测试试验时，主控设备使用PC机来充当，而PC机使用的是USB总线结构，为了模拟主控设备之间1553B通信信号传输性能的测试验证过程，亟需一套能够将USB信号转换成1553B总线信号的装置，以完成测试验证。

实用新型内容

为了能够顺利完成上位机与主控设备之间信号传输性能的测试过程，本实用新型实施例提供的一种信号转接装置，该信号转接装置能够将上位机输出的USB信号转换成主控设备能接收、解析和识别的1553B 信号，确保测试实验的顺利完成。其具体技术方案如下：

本实用新型实施例提供的一种信号转接装置，其特征在于，包括：依次连接的USB电气接口(9)、USB转RS485总线模块(13)、信号转换模块(0)，信号输出接口(5)；所述USB电气接口(9)用于连接上位机的输出USB口、接收USB输出信号，所述USB转RS485总线模块(13)用于接收USB输出信号并将其转换成RS485总线信号，所述信号转换模块(0)用于将RS485总线信号转换成预设总线信号，并通过信号输出接口输出。

进一步的，所述预设总线信号为1553B总线信号；所述信号转换模块(0)包括：信号转接MCU模块、电源转换模块、RS485通讯模块、1553B 通讯模块、电流状态指示模块；所述电源转换模块、RS485通讯模块、1553B 通讯模块、电流状态指示模块分别与所述信号转接MCU模块连接；所述电源转换模块用于输出预设大小的电压信号，所述RS485通讯模块用于接收RS485信号并发送至信号转接MCU模块、或接收信号转接MCU模块发送的RS485信号，所述电流状态指示模块用于指示输出电流的状态，所述1553B通讯模块用于接收来自1553B总线设备的1553B信号并发送至信号转接MCU模块，或接收信号转接MCU模块发送的1553B信号并发送至1553B总线设备。

进一步的，所述信号转换模块(0)还包括电压电流状态检测模块，所述信号转换模块(0)与所述信号转接MCU模块连接，用于所述电压电流状态检测模块用于检测信号输出接口(5)输出的电压/电流的状态。

进一步的，所述装置还包括盒体(00)，所述USB转RS485总线模块(13)和所述信号转换模块(0)固定设置在所述盒体(00)的底面板，所述USB电气接口(9)固定设置在第一面板，信号输出接口(5)固定设置在第二面板。

进一步的，所述USB转RS485总线模块(13)包括一路USB和分离出的多路RS485总线；其中一路RS485总线用于与所述1553B总线连接，其余多路所述RS485总线用于外接RS485总线设备。

进一步的，还包括电源总开关(1)，所述电源总开关(1)分别与外部电源和所述电源转换模块连接；所述电源总开关(1)用于开通或关闭外部电源与所述电源转换模块之间的连接状态。

进一步的，还包括电源输出接口(2)和电源输出开关(3)；所述电源输出开关(3)分别与所述电源输出接口(2)、所述电源转换模块连接；所述电源输出接口(2)用于输出特定电压值的电压为外部设备供电，所述电源输出开关(3)用于控制所述电源输出接口(2)是否输出特定电压值的电压。

进一步的，所述第二面板上还包括信号指示灯，所述信号指示灯包括电源指示灯、通讯指示灯；所述电源指示灯与所述电源输出接口(2) 连接，所述通讯指示灯与所述USB转RS485总线模块(13)、信号输出接口(5)连接。

进一步的，所述电流状态指示模块包括：三极管Q5、场效应管Q4、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R44、电阻R46、外接端子P6；所述三极管Q5的基极和发射极之间依次串联电阻R36和电阻R38；所述三极管Q5的集电极和所述场效应管Q4的栅极之间依次串联电阻R35和电阻R46，所述电阻R34一端连接在所述电阻R35和电阻R46 之间，另一端与电源输出接口(2)连接；所述场效应管Q4的源极与所述电源输出接口(2)连接，所述场效应管Q4的漏极与所述外接端子P6 的引脚1连接，所述外接端子P6的引脚2与地之间并联连接电阻R37和电阻R44。

进一步的，所述电压电流状态检测模块包括：电流检测芯片U11，所述电流检测芯片U11的引脚1和引脚8两端并联连接电阻R33和电阻R35，引脚2、引脚3以及引脚7均接GND；电容C28的一端同时连接5V电源和引脚6，另一端接GND；电阻R45的一端连接引脚5、电阻R45的另一端连接电容C33的一端，电容C33的另一端接GND；引脚1和GND之间串联连接电阻R37和电阻R39，电阻R39并联连接电容C29。

本实用新型实施例提供一种信号转接装置，包括依次连接的USB电气接口(9)、USB转RS485总线模块(13)、信号转换模块(0)，信号输出接口(5)。USB电气接口(9)用于连接上位机的输出USB口、接收 USB输出信号，所述USB转RS485总线模块(13)用于接收USB输出信号并将其转换成RS485总线信号，所述信号转换模块(0)用于将RS485总线信号转换成预设总线信号，并通过信号输出接口输出。本实用新型设置USB转转RS485总线模块将上位机输出的USB信号转换成RS485总线信号，再由信号转换模块(0)将转换的RS485总线信号再转换成1553B 总线信号，并通过信号输出接口输出，实现了从上位机的USB信号转换成1553B信号的目的，解决了上位机和被测设备之间信号总线不匹配的问题，完成了采用上位机对1553B总线设备性能的验证。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的应用结构示意框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的结构示意框图；

图3是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的具体结构示意框图；

图4是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的带盒体的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的电压电流检测模块的电路原理图；

图6是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的电流状态指示模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

随着定向井、水平井的不断增加，随钻测井技术发展迅速。随钻方位伽马测井是随钻测井的必测项目。为了确保随钻方位伽马测井装置在实际工况下工作时，其功能能够保持在正常状态下，需要在实际投入使用之前，对随钻方位伽马测井装置进行功能或性能的测试验证。而现实使用中，出于对工业总线各自优缺点的考虑，以及对造价等方面的考虑，整个钻井系统各主控设备之间以及与井上设备之间是通过1553B总线进行信号传输的。见图1所示，图1是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的应用结构示意框图，在实际应用场景中做测试试验时，主控设备使用PC机来充当，而PC机使用的是USB总线结构，为了模拟主控设备之间1553B通信信号传输性能的测试验证过程，亟需一套能够将 USB信号转换成1553B总线信号的装置，以完成测试验证。

为了能够实现上述需求，本实用新型实施例提供一种信号转接装置，见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的结构示意框图，该信号转接装置包括：依次连接的USB电气接口9、USB转RS485总线模块13、信号转换模块0，信号输出接口5；所述USB电气接口9用于连接上位机的输出USB总线、接收USB输出信号，所述USB转RS485总线模块13用于接收USB输出信号并将其转换成RS485总线信号，所述信号转换模块0用于将RS485总线信号转换成1553B总线信号，并通过信号输出接口输出。

上述PC安装有上位机程序，该上位机程序用于通过USB总线发送测试指令至1553B总线，完成测试过程。上位机的测试指令通过USB总线传输送达至USB电气接口9，USB电气接口9将接收的信号发送至USB转 RS485总线模块13，由USB转RS485总线模块13将USB信号转换成RS485 总线信号并发送至信号转换模块0，信号转换模块0将接收的RS485总线信号转换成1553B信号发送至信号输出接口5，由信号输出接口5将接收的1553B信号输出至1553B总线设备，1553B总线设备在接收到测试指令后返回正确的返回数据，则说明测试过程完成，1553B总线设备性能正常。

本实用新型实现了从上位机的USB信号转换成1553B信号的目的，解决了上位机和被测设备之间信号总线不匹配的问题，完成了采用上位机对1553B总线设备性能的验证。

见图3，图3是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的具体结构示意框图。具体的，本实用新型实施例上述信号转换模块0包括：信号转接MCU模块、电源转换模块、RS485通讯模块、1553B通讯模块、电流状态指示模块；所述电源转换模块、RS485通讯模块、1553B通讯模块、电流状态指示模块分别与所述信号转接MCU模块连接。电源转换模块用于输出预设大小的电压信号，所述RS485通讯模块用于接收RS485信号并发送至信号转接MCU模块、或接收信号转接MCU模块发送的RS485信号，所述电流状态指示模块用于指示输出电流的状态，所述1553B通讯模块用于接收来自1553B总线设备的1553B信号并发送至信号转接MCU 模块，或接收信号转接MCU模块发送的1553B信号并发送至1553B总线设备。

上述电源转换模块包括48V转10V、48V转3.3V和48V转5V电源，电源转换芯片的型号为LTC3637EMSE。

上述RS485通讯模块包括RS485收发器，上述1553B通讯模块包括 1553B变压器、1553B收发器；所述1553B变压器和所述1553B收发器连接，所述RS485收发器、所述1553B收发器分别与所述信号转接MCU模块连接；所述对外电源模块分别与所述1553B变压器、1553B收发器、信号转接MCU模块以及RS485收发器连接。信号转接模块通过1553B变压器以变压器耦合的方式连接到1553B总线，通过终端匹配的方式连接到 RS485总线。1553B收发器用于接收1553B总线上的信息并向1553B总线转发RS485总线上的信息；RS485收发器用于接收RS485总线上的信息并向RS485总线转发1553B总线上的信息。信号转接MCU模块作为信号转接装置的控制单元，实现1553B总线与RS485总线上信息交换和通信控制的逻辑。

见图6，图6是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的电流状态指示模块的电路原理图，上述电流状态指示模块包括：三极管Q5、场效应管Q4、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻 R44、电阻R46、外接端子P6；所述三极管Q5的基极和发射极之间依次串联电阻R36和电阻R38；所述三极管Q5的集电极和所述场效应管Q4的栅极之间依次串联电阻R35和电阻R46，所述电阻R34一端连接在所述电阻R35和电阻R46之间，另一端与电源输出接口2连接；所述场效应管 Q4的源极与所述电源输出接口2连接，所述场效应管Q4的漏极与所述外接端子P6的引脚1连接，所述外接端子P6的引脚2与地之间并联连接电阻R37和电阻R44。

见图4，图4是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的带盒体的结构示意图，装置包括保护盒体00，USB转RS485总线模块13和所述信号转换模块0固定设置在所述盒体00的底面板；USB电气接口9固定设置在第一面板，信号输出接口5固定设置在第二面板。该第一面板、第二面板在盒体00的朝向不做具体限定，根据实际使用便利情况来确定。

在本实用新型可选的实施方式中，所述装置还包括电压电流状态检测模块，所述信号转换模块0与所述信号转接MCU模块连接，用于所述电压电流状态检测模块用于检测信号输出接口5输出的电压/电流的状态。具体的，见图5，图5是本实用新型实施例提供的一种信号转接装置的电压电流检测模块的电路原理图，所述电压电流状态检测模块包括电流检测芯片U11，所述电流检测芯片U11的引脚1和引脚8两端并联连接电阻R33和电阻R35，引脚2、引脚3以及引脚7均接GND；电容C28的一端同时连接5V电源和引脚6，另一端接GND；电阻R45的一端连接引脚5、电阻R45的另一端连接电容C33的一端，电容C33的另一端接GND；引脚1和GND之间串联连接电阻R37和电阻R39，电阻R39并联连接电容 C29。

在本实用新型可选的实施方式中，所述USB转RS485总线模块(13) 包括一路USB和分离出的多路RS485总线；其中一路RS485总线用于与所述1553B总线连接，其余所述RS485总线用于外接RS485总线设备，每个RS485总线设置一个RS485输出接口4，RS485输出接口4与RS485 总线连接。由于随钻测井装置中，各主控设备外挂载多个RS485总线设备，为了提高对RS485总线设备测试的效率，本实用新型实施例在信号转接装置内集成多路RS485，以便同时挂载多个RS485进行测试，提高测试效率。

为了能更及时的了解总线信号是否及时传递，本实用新型实施例为每个RS485总线设置通讯指示灯6，用于指示RS485总线是否通讯正常，通讯指示灯6与RS485输出接口4连接；信号输出接口5也相应设置输出信号指示灯，用以指示信号输出接口5是否有信号输出。本申请还设置有电源指示灯，电源指示灯用于指示输出电源是否输出正常；所述电源指示灯与所述电源输出接口2连接，所述通讯指示灯与所述USB转 RS485总线模块13、信号输出接口5连接。

在本实用新型实施例的可选实施方式中，还包括显示屏，显示屏与信号转接MCU模块连接，接收信号转接MCU模块发送的由电压电流检测模块检测的电压电流值信息。

在本实用新型实施例的可选实施方式中，为了便于与外部供电设备连接，在第一面板或第二面板上还设置有第一电源输入接口(10)与第二电源输入接口(11)采用不同的对外接口端子(一个采用圆口端子、一个采用方口端子)。还设置有预留网口12。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种信号转接装置，其特征在于，包括：依次连接的USB电气接口(9)、USB转RS485总线模块(13)、信号转换模块(0)，信号输出接口(5)；所述USB电气接口(9)用于连接上位机的输出USB口、接收USB输出信号，所述USB转RS485总线模块(13)用于接收USB输出信号并将其转换成RS485总线信号，所述信号转换模块(0)用于将RS485总线信号转换成1553B总线信号，并通过信号输出接口输出。

2.根据权利要求1所述的信号转接装置，其特征在于，所述信号转换模块(0)包括：信号转接MCU模块、电源转换模块、RS485通讯模块、1553B通讯模块、电流状态指示模块；所述电源转换模块、RS485通讯模块、1553B通讯模块、电流状态指示模块分别与所述信号转接MCU模块连接；所述电源转换模块用于输出预设大小的电压信号，所述RS485通讯模块用于接收RS485信号并发送至信号转接MCU模块、或接收信号转接MCU模块发送的RS485信号，所述电流状态指示模块用于指示输出电流的状态，所述1553B通讯模块用于接收来自1553B总线设备的1553B信号并发送至信号转接MCU模块，或接收信号转接MCU模块发送的1553B信号并发送至1553B总线设备。

3.根据权利要求1所述的信号转接装置，其特征在于，所述信号转换模块(0)还包括电压电流状态检测模块，所述信号转换模块(0)与所述信号转接MCU模块连接，所述电压电流状态检测模块用于检测信号输出接口(5)输出的电压/电流的状态。

4.根据权利要求2所述的信号转接装置，其特征在于，还包括盒体(00)，所述USB转RS485总线模块(13)和所述信号转换模块(0)固定设置在所述盒体(00)的底面板，所述USB电气接口(9)固定设置在第一面板，信号输出接口(5)固定设置在第二面板。

5.根据权利要求1所述的信号转接装置，其特征在于，所述USB转RS485总线模块(13)包括一路USB和分离出的多路RS485总线；其中一路RS485总线用于与所述1553B总线连接，其余所述RS485总线用于外接RS485总线设备。

6.根据权利要求2所述的信号转接装置，其特征在于，还包括电源总开关(1)，所述电源总开关(1)分别与外部电源和所述电源转换模块连接；所述电源总开关(1)用于开通或关闭外部电源与所述电源转换模块之间的连接状态。

7.根据权利要求4所述的信号转接装置，其特征在于，还包括电源输出接口(2)和电源输出开关(3)；所述电源输出开关(3)分别与所述电源输出接口(2)、所述电源转换模块连接；所述电源输出接口(2)用于输出特定电压值的电压为外部设备供电，所述电源输出开关(3)用于控制所述电源输出接口(2)是否输出特定电压值的电压。

8.根据权利要求7所述的信号转接装置，其特征在于，所述第二面板上还包括电源指示灯、通讯指示灯；所述电源指示灯与所述电源输出接口(2)连接，所述通讯指示灯与所述USB转RS485总线模块(13)、信号输出接口(5)连接。

9.根据权利要求2所述的信号转接装置，其特征在于，所述电流状态指示模块包括：三极管Q5、场效应管Q4、电阻R34、电阻R35、电阻R36、电阻R37、电阻R38、电阻R44、电阻R46、外接端子P6；所述三极管Q5的基极和发射极之间依次串联电阻R36和电阻R38；所述三极管Q5的集电极和所述场效应管Q4的栅极之间依次串联电阻R35和电阻R46，所述电阻R34一端连接在所述电阻R35和电阻R46之间，另一端与电源输出接口(2)连接；所述场效应管Q4的源极与所述电源输出接口(2)连接，所述场效应管Q4的漏极与所述外接端子P6的引脚1连接，所述外接端子P6的引脚2与地之间并联连接电阻R37和电阻R44。

10.根据权利要求3所述的信号转接装置，其特征在于，所述电压电流状态检测模块包括：电流检测芯片U11，所述电流检测芯片U11的引脚1和引脚8两端并联连接电阻R33和电阻R35，引脚2、引脚3以及引脚7均接GND；电容C28的一端同时连接5V电源和引脚6，另一端接GND；电阻R45的一端连接引脚5、电阻R45的另一端连接电容C33的一端，电容C33的另一端接GND；引脚1和GND之间串联连接电阻R37和电阻R39，电阻R39并联连接电容C29。

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