RU2612619C2 - Способ и система преобразования данных - Google Patents

Способ и система преобразования данных Download PDF

Info

Publication number
RU2612619C2
RU2612619C2 RU2012131739A RU2012131739A RU2612619C2 RU 2612619 C2 RU2612619 C2 RU 2612619C2 RU 2012131739 A RU2012131739 A RU 2012131739A RU 2012131739 A RU2012131739 A RU 2012131739A RU 2612619 C2 RU2612619 C2 RU 2612619C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optocoupler
transmission
signal
digitized
attempt
Prior art date
Application number
RU2012131739A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012131739A (ru
Inventor
Стиг ЛИНДЕМАНН
Мадс Колдинг НИЛЬСЕН
Original Assignee
Майкро Моушн, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Майкро Моушн, Инк. filed Critical Майкро Моушн, Инк.
Publication of RU2012131739A publication Critical patent/RU2012131739A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2612619C2 publication Critical patent/RU2612619C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M7/00—Conversion of a code where information is represented by a given sequence or number of digits to a code where the same, similar or subset of information is represented by a different sequence or number of digits
    • H03M7/30—Compression; Expansion; Suppression of unnecessary data, e.g. redundancy reduction
    • H03M7/50—Conversion to or from non-linear codes, e.g. companding
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C23/00—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems
    • G08C23/06—Non-electrical signal transmission systems, e.g. optical systems through light guides, e.g. optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/06—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters
    • H03M1/08—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise
    • H03M1/0827—Continuously compensating for, or preventing, undesired influence of physical parameters of noise of electromagnetic or electrostatic field noise, e.g. preventing crosstalk by shielding or optical isolation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/34—Analogue value compared with reference values
    • H03M1/36—Analogue value compared with reference values simultaneously only, i.e. parallel type
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections
    • H04B10/802—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections for isolation, e.g. using optocouplers
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/1235—Non-linear conversion not otherwise provided for in subgroups of H03M1/12

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)
  • Communication Control (AREA)
  • Bus Control (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к оптронным системам передачи сигналов и может быть использована для управления передачей сигналов через оптронную среду передачи. Техническим результатом является предотвращение одновременного осуществления связи двух устройств через оптронную среду. Устройство содержит оптрон и контроллер, соединенный с оптроном и сконфигурированный с возможностью приема попытки передачи от первого устройства, определения, передает ли уже второе устройство через оптрон, определения, находится ли прием попытки передачи вне периода мертвой зоны после возникновения включения питания, и передачи от первого устройства через оптрон, если второе устройство не осуществляет передачу и если период мертвой зоны уже истек. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Description

Предшествующий уровень техники изобретения
1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу и системе преобразования данных, более конкретно к системе преобразования данных и способу выполнения нелинейного преобразования данных.
2. Постановка задачи
Оптрон (или «оптосоединитель») является устройством, которое передает сигналы от первого устройства на второе устройство, используя свет. Поэтому оптрон можно использовать, чтобы обеспечить электрическую изоляцию, такую как между особыми компонентами или схемами. Электрическую изоляцию преимущественно можно использовать, чтобы предотвратить потребление чрезмерного электрического тока компонентом или схемой. Электрическую изоляцию можно дополнительно использовать, чтобы предотвратить влияние короткого замыкания или другой проблемы в устройстве на другие устройства. Следовательно, оптрон часто используется для изоляции электрических устройств и/или электрических схем.
Одно из применений изоляции используется, когда устройство располагается в пределах взрывчатой или опасной среды. Оптрон может использоваться, чтобы гарантировать, что устройство не потребляет и не может потреблять чрезмерный электрический ток и поэтому не может создать искру или вызвать воспламенение.
У оптрона есть недостатки. Оптрон имеет относительно медленную скорость переключения. В результате, оптрон имеет ограниченную ширину полосы передачи сигналов. Дополнительно, оптрон является пассивным устройством и не выполняет никакого регулирования или управления передачей сигналов.
Раскрытие изобретения
В одном аспекте изобретения, система преобразования данных для выполнения нелинейного преобразования данных над оцифрованным сигналом переменного тока (AC) содержит:
вход для приема оцифрованного сигнала AC;
выход для выведения нелинейно преобразованного сигнала; и
систему обработки, соединенную с входом и с выходом и сконфигурированную с возможностью приема оцифрованного сигнала AC, нелинейного преобразования оцифрованного сигнала AC с использованием предварительно определенной передаточной функции, чтобы создать нелинейно преобразованный сигнал, и передачи нелинейно преобразованного сигнала на выход.
Предпочтительно, предварительно определенная передаточная функция создает нелинейно преобразованный сигнал относительно предварительно определенной опорной точки.
Предпочтительно, предварительно определенная передаточная функция сконфигурирована с возможностью альтернативно осуществлять сжатие или усиление цифровых значений оцифрованного сигнала AC.
Предпочтительно, предварительно определенная передаточная функция сконфигурирована с возможностью альтернативно осуществлять сжатие или усиление цифровых значений оцифрованного сигнала AC по отношению к расстоянию от предварительно определенной опорной точки.
Предпочтительно, нелинейное преобразование данных существенно сохраняет фазовую информацию в нелинейно преобразованном сигнале.
Предпочтительно, нелинейное преобразование данных сохраняет информацию о пересечении нуля в нелинейно преобразованном сигнале.
Предпочтительно, нелинейное преобразование данных существенно уменьшает ширину полосы сигнала нелинейно преобразованного сигнала.
В одном аспекте изобретения, способ преобразования данных для оцифрованного сигнала AC содержит этапы, на которых:
принимают оцифрованный сигнал AC;
нелинейно преобразовывают оцифрованный сигнал AC с использованием предварительно определенной передаточной функции, чтобы создать нелинейно преобразованный сигнал, и
передают нелинейно преобразованный сигнал.
Предпочтительно, предварительно определенная передаточная функция создает нелинейно преобразованный сигнал относительно предварительно определенной опорной точки.
Предпочтительно, предварительно определенная передаточная функция сконфигурирована с возможностью альтернативно осуществлять сжатие или усиление цифровых значений оцифрованного сигнала AC.
Предпочтительно, предварительно определенная передаточная функция сконфигурирована с возможностью альтернативно осуществлять сжатие или усиление цифровых значений оцифрованного сигнала AC по отношению к расстоянию от предварительно определенной опорной точки.
Предпочтительно, нелинейное преобразование данных существенно сохраняет фазовую информацию в нелинейно преобразованном сигнале.
Предпочтительно, нелинейное преобразование данных сохраняет информацию о пересечении нуля в нелинейно преобразованном сигнале.
Предпочтительно, нелинейное преобразование данных существенно уменьшает ширину полосы сигнала нелинейно преобразованного сигнала.
В одном аспекте изобретения, оптронная система передачи для управления передачей сигналов через оптронную среду передачи содержит:
оптрон; и
контроллер, соединенный с оптроном и сконфигурированный с возможностью приема попытки передачи от первого устройства, определения, передает ли уже второе устройство через оптрон, определения, находится ли прием попытки передачи вне периода мертвой зоны после возникновения включения питания, и передачи от первого устройства через оптрон, если второе устройство не осуществляет передачу и если период мертвой зоны уже истек.
Предпочтительно, контроллер дополнительно сконфигурирован с возможностью задержки передачи первого устройства через оптрон, пока второе устройство не завершит передачу, если второе устройство уже осуществляет передачу.
Предпочтительно, контроллер дополнительно сконфигурирован с возможностью задержки передачи первого устройства через оптрон, пока не истечет период мертвой зоны, если попытка передачи находится в пределах периода мертвой зоны.
Предпочтительно, оптронная система передачи включает в себя по меньшей мере два устройства, осуществляющих связь через оптрон.
Предпочтительно, оптронная система передачи реализует схему связи главный-подчиненный.
В одном аспекте способ управления передачи для управления передачей сигналов через оптронную среду передачи содержит этапы, на которых:
принимают попытку передачи от первого устройства;
определяют, передает ли уже второе устройство через оптронную среду передачи;
определяют, находится ли прием попытки передачи вне периода мертвой зоны после возникновения включения питания, и
передают от первого устройства через оптронную среду передачи, если второе устройство не осуществляет передачу и если период мертвой зоны уже истек.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап, на котором задерживают передачу первым устройством через оптронную среду передачи, пока второе устройство не завершит передачу, если второе устройство уже осуществляет передачу.
Предпочтительно, способ дополнительно содержит этап, на котором задерживают передачу первым устройством через оптронную среду передачи, пока не истечет период мертвой зоны, если попытка передачи находится в пределах периода мертвой зоны.
Предпочтительно, оптронная среда передачи включает в себя по меньшей мере два устройства, осуществляющих связь через оптронную среду передачи.
Предпочтительно, способ реализует схему связи главный-подчиненный.
Краткое описание чертежей
Одна и та же ссылочная позиция представляет тот же самый элемент на всех чертежах. Нужно понимать, что чертежи необязательно приведены в реальном масштабе.
Фиг. 1 показывает систему контура шины согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 2 показывает более подробно особенности изоляции сигнального процессора согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 3 показывает систему преобразования для выполнения преобразования данных над оцифрованным сигналом AC согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 4 показывает передаточную функцию согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 5 показывает сигнал AC на входе системы преобразования.
Фиг. 6 показывает оцифрованный сигнал AC после нелинейного преобразования данных согласно изобретению.
Фиг. 7 показывает блок-схему последовательности операций способа преобразования данных для оцифрованного сигнала AC согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 8 показывает оптронную систему связи предшествующего уровня техники, которая выполняет дуплексную связь через оптронную среду передачи между устройством A и устройством B.
Фиг. 9 показывает оптронную систему связи согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 10 показывает дополнительные подробности оптронной системы связи согласно варианту осуществления изобретения.
Фиг. 11 является блок-схемой последовательности операций способа управления передачей для управления передачей сигналов через оптронную среду передачи согласно варианту осуществления изобретения.
Осуществление изобретения
Фиг. 1-11 и следующее описание иллюстрируют конкретные примеры и аспекты изобретения, чтобы научить специалистов в данной области техники, как реализовать и использовать предпочтительный вариант изобретения. С целью пояснения принципов изобретения некоторые стандартные аспекты были упрощены или опущены. Специалисты в данной области техники примут во внимание возможность изменения этих примеров, которые попадают в пределы объема изобретения. Специалисты в данной области техники также примут во внимание, что признаки, описанные ниже, могут сочетаться друг с другом различными способами, чтобы сформировать множественные изменения в изобретении. В результате, изобретение не ограничивается конкретными примерами, описанными ниже, а только пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
Фиг. 1 показывает систему 100 контура шины согласно варианту осуществления изобретения. Контур 100 шины включает в себя главную систему 1, контур 4 шины, измерительный прибор 10 шины и сигнальный процессор 30, соединяющий измерительный прибор 10 шины с контуром 4 шины. Главная система 1 генерирует напряжение VL контура и ток IL контура через контур 4 шины. Главная система 1 может содержать центральный блок управления, CPU, или некоторую другую систему обработки, используемую для обработки сигналов, принятых через контур 4 шины. Согласно одному варианту осуществления изобретения контур 4 шины содержит двухпроводный контур 4 шины. Однако нужно понимать, что контур 4 шины не должен содержать двухпроводный контур шины.
Измерительный прибор 10 шины может включать в себя любую разновидность датчика или измерителя, такого как расходомер. В вариантах осуществления, где измерительный прибор 10 шины включает в себя расходомер, расходомер может содержать колебательный расходомер, такой как расходомер Кориолиса или денситометр. Как показано на Фиг. 1, измерительный прибор 10 шины включает в себя датчик 13 и электронику 20 измерительного прибора шины. Электроника 20 измерительного прибора шины может содержать любую разновидность CPU, системы обработки или микропроцессорной системы. Согласно варианту осуществления изобретения датчик 13 сконфигурирован с возможностью генерирования первых аналоговых сигналов и ввода первых аналоговых сигналов в электронику 20 измерительного прибора шины. Электроника 20 измерительного прибора шины может генерировать вторые аналоговые сигналы, которые находятся в виде переменного тока IL контура, протекающего в контуре 4 шины. Измерительный прибор 10 шины может быть сконфигурирован с возможностью потребления предварительно определенного или ограниченного количества питания при использовании с двухпроводной шиной 4. Из-за измерительного протокола связи и ограничений питания, встроенных в систему 100 контура шины, измерительный прибор 10 шины может быть изолирован от двухпроводного контура 4 шины с использованием сигнального процессора 30. В некоторых вариантах осуществления сигнальный процессор 30 может содержать искробезопасный (I.S.) барьер (пунктирная линия).
Изоляция ограничивает электроэнергию, которую измерительный прибор 10 шины может потреблять от двухпроводного контура 4 шины и главной системы 1. Изоляция предотвращает повреждение двухпроводного контура 4 шины и главной системы 1 после происхождения катастрофического повреждения измерительного прибора 10 шины. Кроме того, изоляция ограничивает перенос электроэнергии через барьер I.S., чтобы устранить опасность взрыва и предотвратить воспламенение любых взрывчатых или огнеопасных материалов в среде измерительного прибора 10 шины.
Фиг. 2 показывает более подробно особенность изоляции сигнального процессора 30 согласно варианту осуществления изобретения. Сигнальный процессор показан принимающим первый аналоговый сигнал от измерительного прибора 10 шины. Однако нужно понимать, что первый аналоговый сигнал не должен происходить от измерительного прибора 10 шины, скорее, сигнальный процессор 30 может быть использован в других средах, где требуется обработка аналоговых сигналов. Аналоговые сигналы, принимаемые от измерительного прибора 10 шины по проводникам 220, принимаются аналого-цифровым преобразователем 240, где сигналы оцифровываются. Согласно одному варианту осуществления изобретения аналого-цифровой преобразователь 240 содержит дельта-сигма преобразователь, который преобразует аналоговый сигнал в поток последовательных битов. Однако нужно понимать, что могут использоваться другие аналого-цифровые преобразователи, и конкретный используемый аналого-цифровой преобразователь не должен ограничивать объем изобретения.
Согласно варианту осуществления изобретения сигнальный процессор 30 включает в себя оптрон 115, который подсоединяется между двухпроводным контуром 4 шины и аналого-цифровым преобразователем 240. Оптрон 115 может также упоминаться как оптоизолятор, оптронная пара или оптопара, или просто оптический соединитель. Оптрон 115 электрически изолирует измерительный прибор 10 шины от главной системы 1. Следовательно, измерительный прибор 10 шины не может закоротить двухпроводный контур 4 шины. Кроме того, катастрофическое повреждение измерительного прибора 10 шины не может потреблять чрезмерный ток из главной системы 1. Оптрон 115 содержит источник 122 света передатчика и источник 123 света приемника. Источники 122, 123 света приемника и передатчика могут содержать любую разновидность светочувствительных электронных компонентов, включающих в себя лазерные источники света приемника и передатчика, LED источники света приемника и передатчика, LED лазерные источники света приемника и передатчика, и т.д.
Источник 122 света передатчика и источник 123 света приемника обычно сформированы рядом друг с другом, где свет, генерируемый источником 122 света передатчика, напрямую принимается источником 123 света приемника. В других вариантах осуществления источник 122 света передатчика и источник 123 света приемника разделены некоторым оптическим устройством, таким как волоконно-оптический кабель, например. В некоторых вариантах осуществления эти два компонента изготавливаются в одном корпусе, как показано на Фиг. 2. Однако нужно понимать, что в других вариантах осуществления источник 122 света передатчика и источник 123 света приемника могут содержать раздельные компоненты.
Источник 122 света передатчика генерирует закодированный светом сигнал, который содержит преобразование электрического тока в излучаемый свет. Источник 123 света приемника принимает закодированный светом сигнал и преобразует принятый свет обратно в электрический сигнал, который существенно идентичен исходному электрическому сигналу в источнике 122 света передатчика. Оптрон 115 поэтому хорошо подходит для передачи цифровых сигналов.
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 2, измерительный прибор 10 шины генерирует первый аналоговый сигнал, который отправляется к аналого-цифровому преобразователю 240. Аналого-цифровой преобразователь 240 выводит цифровой сигнал. Цифровой сигнал принимается источником 122 света передатчика и отправляется источнику 123 света приемника. Источник 123 света приемника может затем передать принятый сигнал к формирователю 250 сигналов.
Формирователь 250 сигналов может обрабатывать цифровые сигналы, которые могут быть в форме потока последовательных битов, например и преобразовывать цифровой сигнал в масштабируемый сигнал широтно-импульсной модуляции (PWM). Сигнал PWM может затем быть преобразован во второй аналоговый сигнал и выведен к контуру 4 шины.
Фиг. 3 показывает систему 100 преобразования для выполнения нелинейного преобразования данных над оцифрованным сигналом AC согласно варианту осуществления изобретения. Система 100 преобразования включает в себя один или более входов 101 и один или более выходов 102. Система 100 преобразования принимает оцифрованный сигнал AC на входе 101 и выводит преобразованный сигнал на выходе 102. Преобразованный сигнал может быть преобразован в форму, которая более эффективна и применима для передачи по среде передачи, такой как передача через оптрон 115, например. Однако предусмотрены и другие среды передачи, которые попадают в объем описания и формулы изобретения.
Система 100 преобразования сконфигурирована с возможностью приема оцифрованного сигнала AC, нелинейного преобразования оцифрованного сигнала AC с использованием предварительно определенной передаточной функции, чтобы создать часть преобразованного сигнала, и передачи части преобразованного сигнала. Система 100 преобразования может преобразовать оцифрованный сигнал AC относительно предварительно определенной опорной точки. Система 100 преобразования может преобразовать оцифрованный сигнал AC относительно расстояния от предварительно определенной опорной точки, такой как вертикальное расстояние (то есть, напряжение) от опорной точки.
Система 100 преобразования может содержать любую разновидность системы, включая часть сигнального процессора 30 или другого барьерного устройства, аналого-цифровой (A/D) преобразователь, процессор или микропроцессор, препроцессор, и т.д. Альтернативно, в некоторых вариантах осуществления система 100 преобразования может содержать часть или подсистему измерительного прибора 10 шины.
Система 100 преобразования может включать в себя систему 104 обработки и запоминающее устройство (не показано). Система 104 обработки может включать в себя подпрограмму 110 преобразования, запоминающее устройство 111 оцифрованного сигнала AC (или запоминающее устройство для, по меньшей мере, части оцифрованного сигнала AC, такого как часть сигнала), и предварительно определенную передаточную функцию 112. Предварительно определенная передаточная функция 112 используется, чтобы обработать оцифрованный сигнал AC или часть этого сигнала и выполнить нелинейное преобразование части сигнала (см. обсуждение ниже).
Фиг. 4 показывает передаточную функцию согласно варианту осуществления изобретения. Передаточная функция является нелинейной, включающая в себя и сжатие и усиление. Это показано в условных обозначениях над графиком. Дополнительно, в некоторых вариантах осуществления сжатие и усиление могут также быть нелинейными.
Передаточная функция модифицирует оцифрованный сигнал AC, например, корректируя конкретные значения или области, но все же, не изменяя всей формы сигнала на входе. Передаточная функция может содержать математическую функцию, которая преобразовывает оцифрованный сигнал AC. Альтернативно, передаточная функция может содержать серию коэффициентов, которые умножаются на оцифрованный сигнал AC, по существу цифровой фильтр. Оцифрованный сигнал AC преобразовывается, чтобы улучшить перенос оцифрованного сигнала AC и чтобы улучшить эффективность передачи. Преобразование данных улучшает передачу, ограничивая ширину полосы. Преобразование данных сохраняет фазовую информацию и преимущественно сохраняет фазовую информацию при уменьшении ширины полосы. Преобразование данных достигает этого посредством как сжатия, так и усиления оцифрованного сигнала AC.
В некоторых вариантах осуществления оцифровка может содержать протокол цифровой связи, который налагается на изменяющийся во времени сигнал AC, например, на аналоговом измерительном сигнале. Например, протокол HART цифровой связи может быть наложен на сигнал аналогового напряжения или аналогового тока. Протокол HART в некоторых вариантах осуществления может использовать модуляцию Частотной Манипуляции с Постоянной Фазой (CP-FSK). Однако следует понимать, что предусмотрены и другие модуляции и протоколы связи, которые попадают в объем описания и формулы изобретения.
Передаточная функция выполняет усиление на входных значениях, которые находятся в пределах указанного расстояния опорной точки. Одна опорная точка может быть точкой пересечения нуля сигнала AC, даже если точка пересечения нуля смещена выше или ниже нулевого уровня напряжения. Однако предусмотрены и другие опорные точки, которые попадают в объем описания и формулы изобретения.
Усиление может достигнуть предварительно определенного коэффициента усиления. Усиление может быть существенно линейным или может быть нелинейным. В некоторых вариантах осуществления коэффициент усиления может меняться по отношению к расстоянию от опорной точки. Усиление вокруг опорной точки сохраняет информацию о пересечении нуля. Усиление вокруг опорной точки может облегчить распознавание пересечения нуля.
Наоборот, передаточная функция выполняет сжатие над частью сигнала, которая является больше предварительно определенного расстояния от опорной точки, такой как ранее обсужденная точка пересечения нуля. Сжатие может быть по существу линейным или может быть нелинейным. Сжатие может достигать предварительно определенного сжатия. В некоторых вариантах осуществления сжатие может меняться по отношению к расстоянию от опорной точки.
Фиг. 5 показывает сигнал AC на входе системы 100 преобразования. Сигнал AC содержит изменяющийся во времени сигнал, включающий в себя амплитуду и период. Сигнал AC может быть уже оцифрованным, или альтернативно в некоторых вариантах осуществления может быть оцифрован системой 100 преобразования перед преобразованием.
Фиг. 6 показывает оцифрованный сигнал AC после нелинейного преобразования данных согласно изобретению. Из фиг. 6 можно заметить, что полная амплитуда размаха сигнала AC оказалась значительно уменьшена и сжата без изменения формы сигнала. В этом примере исходный сигнал AC сжат от исходной амплитуды приблизительно в 250 вниз к амплитуде приблизительно в 30. Однако в тоже время амплитуда вокруг опорной точки, которая здесь является точкой пересечения нуля (даже хотя амплитуда и не является нулевой), усилена. В отличие от сжатых областей, где цифровые значения приблизительно на одну единицу разнесены по вертикали, в усиленной области вокруг опорной точки, цифровые значения разнесены приблизительно на три единицы. Это делается так, чтобы опорные точки в оцифрованном сигнале AC не стали ближе друг другу и более трудно различимыми, как если бы сигнальные области вокруг опорной точки были сжаты. Сжатые цифровые значения могут быть трудно определимыми, особенно в присутствии шума, наложенного на цифровые значения.
Конечный результат состоит в том, что цифровые значения далеко от опорной точки (такие как около пиков) относительно близки с точки зрения вертикального расстояния в результате сжатия. Наоборот, цифровые значения вокруг опорной точки разнесены по вертикали посредством усиления. Результат состоит в том, что опорные точки легче отличить, в то время как весь сигнал AC требует менее полной ширины полосы.
Фиг. 7 является блок-схемой 700 последовательности операций способа преобразования данных для оцифрованного сигнала AC согласно варианту осуществления изобретения. На этапе 701 принимается оцифрованный сигнал AC.
На этапе 702 оцифрованный сигнал AC нелинейно преобразовывается. Используя передаточную функцию, сигнал далекий от опорной точки сжимается (то есть, сжимаются большие цифровые значения). Сжатие может быть любой требуемой величины и может использовать любое требуемое сжатие. Сжатие части сигнала в этой области напряжения работает, чтобы уменьшить ширину полосы оцифрованного сигнала AC, и делает передачу оцифрованного сигнала AC через оптрон более эффективной. Дополнительно, используя передаточную функцию, сигнал, близкий к опорной точке, усиливается посредством предварительно определенного коэффициента усиления (то есть, усиливаются малые цифровые значения). Усиление может осуществляться на любую требуемую величину коэффициента усиления. Усиление сохраняет фазовую информацию, включающую в себя фазовую информацию, предоставленную пересечениями нуля оцифрованного сигнала AC. Дополнительно, усиление может сделать точки пересечения нуля легче различимыми в оцифрованном сигнале AC после того, как оцифрованный сигнал AC проходит через оптрон.
На этапе 703, после того, как часть сигнала сжимается/усиливается, нелинейно преобразованный сигнал переносится к оптрону для передачи. После передачи фазовая информация может быть определена из нелинейно преобразованного сигнала, включая информацию о пересечении нуля. Дополнительно, при желании, сжатие и усиление могут, необязательно, быть инвертированы после передачи, например, посредством использования передаточной функции зеркального отображения (т.е. обратной передаточной функции). Затем способ может возвратиться к началу цикла вверх к этапу 701 и многократно принимать и обрабатывать части сигнала.
Фиг. 8 показывает оптронную систему связи предшествующего уровня техники, которая осуществляет дуплексную связь через оптронную среду передачи между устройством A и устройством B. Оптронная среда передачи включает в себя оптрон и связанные провода или другие проводники. Два отдельных тракта передачи присутствуют таким образом, чтобы можно было осуществить дуплексную связь (то есть, связь в обоих направлениях). В некоторых вариантах осуществления связь содержит полудуплексную связь, в которой только одно устройство может передать за один раз.
У оптронной системы связи предшествующего уровня техники есть недостатки. Как устройство A, так и устройство B могут попытаться осуществлять связь в одно и то же время. Одновременные попытки осуществления связи в системе полудуплексной связи будут приводить к отказу передачи. Дополнительно, если передача от устройства A создает эхо обратно к устройству A, то устройство A может ошибочно интерпретировать принятое эхо как законную передачу от устройства B.
Фиг. 9 показывает оптронную систему 900 связи согласно варианту осуществления изобретения. Оптронная система 900 связи включает в себя контроллер 920, который регулирует связь между устройством A 905 и устройством B 907 через среду передачи, включающую в себя оптрон 115. Оптрон 115 в некоторых вариантах осуществления осуществляет полудуплексную (или симплексную) связь между устройствами, в которой только одно устройство может передать за один раз.
Следует понимать, что контроллер 920 может быть расположен где угодно в оптронной системе 900 связи и показан справа от оптрона 115 просто для иллюстрации. В некоторых вариантах осуществления контроллер 920 может содержать компонент сигнального процессора 30. Дополнительно, контроллер 920 в некоторых вариантах осуществления может содержать компонент устройства A 905 или устройства B 907, в котором устройство работает в качестве главного устройства связи. В то же самое время, другое устройство(а) работает как подчиненное устройство(а) связи.
Оптронная система 900 связи сконфигурирована с возможностью предотвращения приема эха. Альтернативно или в дополнение, оптронная система 900 связи сконфигурирована с возможностью предотвращения передачи больше чем от одного устройства за один раз.
Оптронная система 900 связи в некоторых вариантах осуществления сконфигурирована с возможностью приема попытки передачи от первого устройства A 905, определения, передает ли уже второе устройство B 907 через оптрон 115, определения, если прием попытки передачи находится вне периода мертвой зоны после возникновения включения питания, и передачи от первого устройства 905 через оптрон 115, если второе устройство B 907 не осуществляет передачу и если период мертвой зоны уже истек.
Фиг. 10 показывает дополнительные подробности оптронной системы 900 связи согласно варианту осуществления изобретения. В этом варианте осуществления, контроллер 920 и оптрон 115 объединены в одно устройство. Объединенное устройство может включать в себя дополнительные возможности и дополнительную схему. Контроллер 920 может включать в себя переключатели 931 и 932, которые переключаются контроллером 920, чтобы регулировать передачу через оптрон 115. Переключатели могут содержать любую разновидность переключателей.
Фиг. 11 является блок-схемой 1100 последовательности операций способа управления передачей для управления передачей сигналов через оптронную среду передачи согласно варианту осуществления изобретения. На этапе 1101 попытка передачи принимается от устройства, такого как устройство A. Следует понимать, что попытка передачи может исходить от любого устройства, и устройство A используется на фиг. 11 и в примере для ясности.
На этапе 1102 определяется, передает ли уже устройство B. Если устройство B уже осуществляет передачу, то способ продолжается до этапа 1103. Если устройство B уже не передает, то способ ответвляется к этапу 1105.
На этапе 1103, где устройство B уже осуществляет передачу, задерживают передачу устройства A. Задержка осуществляется, пока устройство B не завершит передачу.
На этапе 1104 способ задерживает другие попытки передачи, пока не завершится передача от устройства B. Передача может содержать передачу от устройства B к устройству А в некоторых вариантах осуществления, хотя предусмотрены и другие устройства, которые попадают в объем описания и формулы изобретения.
На этапе 1105, где устройство B уже не осуществляло передачу, способ осуществляет проверку, чтобы установить, находится ли попытка вне мертвой зоны. Если попытка передачи не находится вне мертвой зоны, то способ возвращается к началу цикла вверх к этапу 1101 и все передачи задерживаются, пока не истечет период мертвой зоны. Если вместо этого попытка передачи находится вне мертвой зоны, то способ продолжается до этапа 1106.
Для некоторых измерительных приборов шины, в течение фазы включения питания измерительный прибор может генерировать и выдавать измерения или другие данные, которые не находятся в пределах спецификаций и не должны быть переданы. По этой причине способ может реализовать период мертвой зоны в течение предварительно определенного времени после включения питания. Сигналы, принятые в течение этого периода мертвой зоны, могут быть оценены как ненадежные и могут игнорироваться. Сигналы, прибывающие после того, как мертвая зона истекла, оцениваются как приемлемые.
На этапе 1106 задерживается передача устройства B. Это может включать в себя дополнительные устройства, если больше двух устройств могут передать через оптронную среду передачи.
На этапе 1107 разрешена передача устройства A.
На этапе 1108 способ осуществляет проверку, чтобы установить, осуществляет ли устройство A передачу. Если устройством A не осуществляется передача, то способ возвращается к началу цикла вверх к этапу 1106. Если устройством A осуществляется передача, то способ возвращается к началу цикла вверх к этапу 1101 и ожидает дополнительных попыток передачи.

Claims (16)

1. Оптронная система (900) передачи для управления передачей сигналов через оптронную среду передачи, при этом оптронная система (900) передачи содержит:
оптрон (115); и
контроллер (920), соединенный с оптроном (115) и сконфигурированный с возможностью приема попытки передачи от первого устройства (905), определения, передает ли уже второе устройство (907) через оптрон (115), определения, находится ли прием попытки передачи вне периода мертвой зоны после возникновения включения питания, и передачи от первого устройства (905) через оптрон (115), если второе устройство (907) не осуществляет передачу и если период мертвой зоны уже истек.
2. Оптронная система (900) передачи по п.1, в которой контроллер (920) дополнительно сконфигурирован с возможностью задержки передачи первым устройством (905) через оптрон (115), пока второе устройство (907) не завершит передачу, если второе устройство (907) уже осуществляет передачу.
3. Оптронная система (900) передачи по п.1, в которой контроллер (920) дополнительно сконфигурирован с возможностью задержки передачи первым устройством (905) через оптрон (115), пока не истечет период мертвой зоны, если попытка передачи находится в пределах периода мертвой зоны.
4. Оптронная система (900) передачи по п.1, причем оптронная система (900) передачи включает в себя по меньшей мере два устройства (905, 907), осуществляющих связь через оптрон (115).
5. Оптронная система (900) передачи по п.1, причем оптронная система (900) передачи реализует схему связи главный-подчиненный.
6. Способ управления передачей для управления передачей сигналов через оптронную среду передачи, при этом способ содержит этапы, на которых:
принимают попытку передачи от первого устройства;
определяют, передает ли уже второе устройство через оптронную среду передачи;
определяют, находится ли прием попытки передачи вне периода мертвой зоны после возникновения включения питания, и
передают от первого устройства через оптронную среду передачи, если второе устройство не осуществляет передачу и если период мертвой зоны уже истек.
7. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором задерживают передачу первым устройством через оптронную среду передачи, пока второе устройство не завершит передачу, если второе устройство уже осуществляет передачу.
8. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором задерживают передачу первым устройством через оптронную среду передачи, пока не истечет период мертвой зоны, если попытка передачи находится в пределах периода мертвой зоны.
9. Способ по п.6, в котором оптронная среда передачи включает в себя по меньшей мере два устройства, осуществляющих связь через оптронную среду передачи.
10. Способ по п.6, причем способ реализует схему связи главный-подчиненный.
RU2012131739A 2008-07-30 2012-07-24 Способ и система преобразования данных RU2612619C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
USPCT/US2008/071650 2008-07-30
PCT/US2008/071650 WO2010014089A1 (en) 2008-07-30 2008-07-30 Data translation system and method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011107245/08A Division RU2480902C2 (ru) 2008-07-30 2008-07-30 Способ и система преобразования данных

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012131739A RU2012131739A (ru) 2014-01-27
RU2612619C2 true RU2612619C2 (ru) 2017-03-09

Family

ID=40433765

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011107245/08A RU2480902C2 (ru) 2008-07-30 2008-07-30 Способ и система преобразования данных
RU2012131739A RU2612619C2 (ru) 2008-07-30 2012-07-24 Способ и система преобразования данных

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011107245/08A RU2480902C2 (ru) 2008-07-30 2008-07-30 Способ и система преобразования данных

Country Status (13)

Country Link
US (2) US20110116580A1 (ru)
EP (2) EP2400677B1 (ru)
JP (1) JP2011529671A (ru)
KR (1) KR101231129B1 (ru)
CN (1) CN102113218B (ru)
AR (2) AR072613A1 (ru)
AU (2) AU2008360012B2 (ru)
BR (2) BR122019016199B1 (ru)
CA (1) CA2731426C (ru)
HK (1) HK1159341A1 (ru)
MX (1) MX2011000751A (ru)
RU (2) RU2480902C2 (ru)
WO (1) WO2010014089A1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2617142B1 (en) * 2010-09-13 2014-11-12 Micro Motion, Inc. Opto-isolation circuit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1455354A1 (ru) * 1987-05-19 1989-01-30 Смоленское Научно-Производственное Объединение "Техноприбор" Устройство дл передачи и приема информации
EP0821502A2 (en) * 1996-07-23 1998-01-28 Nokia Mobile Phones Ltd. Time division duplex with infrared link
US20030161637A1 (en) * 2002-02-26 2003-08-28 Hiroaki Yamamoto Bi-directional optical transmission system, and master and slave stations used therefor
US20050069326A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Stmicroelectronics S.A. Optical coupling device and method for bidirectional data communication over a common signal line

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3694639A (en) * 1970-04-07 1972-09-26 Pierre A Deschenes Pulse code modulation digital compandor
JPS5138943B1 (ru) 1971-02-23 1976-10-25
JPS5138943A (ja) * 1974-09-30 1976-03-31 Tokyo Shibaura Electric Co Deijitarukansuhatsuseisochi
US3949299A (en) * 1974-11-05 1976-04-06 North Electric Company Signal coding for telephone communication system
US4037226A (en) * 1976-01-07 1977-07-19 Ncr Corporation Pulse code modulation compressor
JPS607420B2 (ja) * 1977-08-22 1985-02-25 日本電気株式会社 符号変換器
US4295223A (en) * 1979-04-25 1981-10-13 Westinghouse Electric Corp. Digital signal/noise ratio amplifier apparatus for a communication system
US4288873A (en) * 1979-11-23 1981-09-08 International Standard Electric Corporation Analogue to digital converters
JPS56156039A (en) * 1980-05-02 1981-12-02 Nec Corp Pcm communication system
US4420841A (en) * 1981-05-29 1983-12-13 Westinghouse Electric Corp. Optically coupled bidirectional transceiver
US4550425A (en) * 1982-09-20 1985-10-29 Sperry Corporation Speech sampling and companding device
JPH0193437A (ja) 1987-10-05 1989-04-12 Nippon Sheet Glass Co Ltd 低膨脹ガラス
JPH0372723A (ja) * 1990-07-27 1991-03-27 Hitachi Ltd 折線圧縮伸張回路
JPH07193619A (ja) * 1993-10-27 1995-07-28 Canon Inc デジタル電話機及びその動作方法
US5668923A (en) * 1995-02-28 1997-09-16 Motorola, Inc. Voice messaging system and method making efficient use of orthogonal modulation components
JPH08307281A (ja) * 1995-04-28 1996-11-22 Sony Corp 非線形量子化方法及び非線形逆量子化方法
JPH1093437A (ja) * 1996-09-19 1998-04-10 Asahi Kasei Micro Syst Kk 関数発生回路
US5760730A (en) * 1997-04-03 1998-06-02 Advanced Micro Devices, Inc. Method and system for analog-to-digital signal conversion with simultaneous analog signal compression
WO2000007178A1 (en) * 1998-07-31 2000-02-10 Conexant Systems, Inc. Method and apparatus for noise elimination through transformation of the output of the speech decoder
ATE373249T1 (de) 2001-07-12 2007-09-15 Ocg Technology Licensing Llc Optische faser
JP4230937B2 (ja) 2003-02-28 2009-02-25 パナソニック株式会社 ディジタル等化装置
US7154424B2 (en) 2003-02-28 2006-12-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Digital equalization apparatus
US7671778B2 (en) * 2003-06-18 2010-03-02 General Instrument Corporation Digital signal processing scheme for high performance HFC digital return path system with bandwidth conservation
US7142145B1 (en) * 2004-11-23 2006-11-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Analog-to-digital converter
CN100492913C (zh) * 2005-03-17 2009-05-27 北京思比科微电子技术有限公司 分段线性的模数转换器
WO2006102313A2 (en) * 2005-03-18 2006-09-28 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Systems and methods for companding adc-dsp-dac combinations
US7663442B2 (en) * 2005-03-28 2010-02-16 Intel Corporation Data receiver including a transconductance amplifier
US7715217B2 (en) 2005-03-31 2010-05-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Voltage conversion device and vehicle
US9012826B2 (en) * 2012-01-03 2015-04-21 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optocoupler with multiple photodetectors and improved feedback control of LED

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1455354A1 (ru) * 1987-05-19 1989-01-30 Смоленское Научно-Производственное Объединение "Техноприбор" Устройство дл передачи и приема информации
EP0821502A2 (en) * 1996-07-23 1998-01-28 Nokia Mobile Phones Ltd. Time division duplex with infrared link
US20030161637A1 (en) * 2002-02-26 2003-08-28 Hiroaki Yamamoto Bi-directional optical transmission system, and master and slave stations used therefor
US20050069326A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Stmicroelectronics S.A. Optical coupling device and method for bidirectional data communication over a common signal line

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011529671A (ja) 2011-12-08
WO2010014089A1 (en) 2010-02-04
KR101231129B1 (ko) 2013-02-07
RU2480902C2 (ru) 2013-04-27
CA2731426C (en) 2018-04-17
EP2400677A1 (en) 2011-12-28
AR072613A1 (es) 2010-09-08
EP2400677B1 (en) 2017-10-18
BRPI0822968B1 (pt) 2019-11-05
HK1159341A1 (en) 2012-07-27
AU2013205923B2 (en) 2015-12-10
BRPI0822968A8 (pt) 2019-01-02
AU2013205923A1 (en) 2013-06-06
AU2008360012B2 (en) 2013-10-31
US20190165805A1 (en) 2019-05-30
US20110116580A1 (en) 2011-05-19
US10855310B2 (en) 2020-12-01
EP2327163B1 (en) 2016-11-16
AR087109A2 (es) 2014-02-12
EP2327163A1 (en) 2011-06-01
MX2011000751A (es) 2011-03-15
BRPI0822968A2 (pt) 2015-06-23
RU2012131739A (ru) 2014-01-27
CN102113218B (zh) 2015-04-08
AU2008360012A1 (en) 2010-02-04
CA2731426A1 (en) 2010-02-04
KR20110051218A (ko) 2011-05-17
CN102113218A (zh) 2011-06-29
RU2011107245A (ru) 2012-09-10
BR122019016199B1 (pt) 2019-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100746457B1 (ko) 전력선 자기장 통신의 단말기 인터페이스 컨트롤러
RU2413308C2 (ru) Двунаправленный, гальванически развязанный канал передачи
RU2612619C2 (ru) Способ и система преобразования данных
US20150036395A1 (en) Internal inverter communications
KR101231131B1 (ko) 펄스 폭 변조 신호 처리를 위한 방법 및 장치
JP5452647B2 (ja) データ変換のシステムおよび方法
CA2897023C (en) Data translation system and method
KR100867055B1 (ko) 전력 전달 및 양방향 통신을 위하여 2 모드 제어된 절연회로를 구비하는 통신 장치
JP2014197896A (ja) データ変換のシステムおよび方法
JP2013118647A (ja) データ変換のシステムおよび方法
RU2467476C2 (ru) Способ и устройство для обработки сигналов широтно-импульсной модуляции
SG192522A1 (en) Data translation system and method
CN103354452B (zh) 光耦合器传送系统及信号传送控制方法
KR101165807B1 (ko) 대기전력 절감을 위한 전력선 통신장치
JP2010146045A (ja) 交流信号伝送装置