TWI419607B - 訊號傳輸電路 - Google Patents

Description

訊號傳輸電路

本發明係關於一種訊號傳輸電路，尤其是，一種應用於雷射裝置控制系統中之訊號傳輸電路，以正確傳輸控制訊號。

隨著科技日益發展，雷射(LASER)已應用於醫療、光電及自動化設備中，以達成治療、切割、定位、蝕刻、檢驗等多種可藉由雷射達成之功能。然而，每一種雷射裝置需搭配特定的控制系統，方能有效且穩定地激發出所需之雷射光。

按，該雷射裝置及其控制系統係由製造該雷射裝置之原廠取得，若使用者於應用上需修改其控制方式，亦須經由原廠提供支援，其費用所費不貲且時效亦不符所需。因此，若使用者可自行以一等效控制系統代替該控制系統，將可解決上述問題。如第1圖所示，一雷射設備9以一等效控制系統91控制該雷射裝置92，且該等效控制系統91係包含例如：電源供應裝置911、脈波產生裝置912、控制裝置913、微控制器914及訊號傳輸電路915等數個元件之組合。然而，該等效控制系統91之控制訊號經由傳輸線916(Transmission Line)送至該雷射裝置92後，是否能使該雷射裝置92正常工作，端賴該訊號傳輸電路915能否提供好的傳輸功效，使傳輸之脈波訊號不失真。且該訊號傳輸電路之結構不宜複雜且其零件宜易於取得，方可降低成本。因此，需要一種傳輸功效佳、結構簡單且零件取得容易之訊號傳輸電路。

本發明之目的乃改良上述缺點，以提供一種訊號傳輸電路，該訊號傳輸電路之傳輸功效佳、結構簡單，且所需零件易於取得，可隨使用者需求搭配相同功能之裝置或電路，以代替相關雷射裝置之控制系統，或其他訊號傳輸之用。

本發明之訊號傳輸電路，主要係包含一隔離單元、一調整單元及一驅動單元。該隔離單元設有一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，該第一輸入端及第二輸入端接收一輸入訊號，並隔離其雜訊後送至該輸出端。該調整單元設有一電容、一電阻及一緩衝元件，該隔離單元之輸出端與該電容之陽極端係以該電阻串接，該緩衝元件設一輸入端及一輸出端，該緩衝元件之輸入端電性連接該隔離單元之輸出端。該驅動單元設有一輸入端、一第一輸出端及一第二輸出端，該輸入端電性連接該調整單元之緩衝元件之輸出端，該第一輸出端及第二輸出端送出一輸出訊號。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：本發明之訊號傳輸電路，係如第1圖中所示之訊號傳輸電路915之具體實現。請參照第2圖所示，其係本發明訊號傳輸電路之較佳實施例，該訊號傳輸電路係包含一隔離單元1、一調整單元2及一驅動單元3。該隔離單元1電性連接該調整單元2，該調整單元2電性連接該驅動單元3。該隔離單元1接收一前級傳輸線TL1傳送之輸入訊號並將雜訊隔離後，送至該調整單元2做準位及相位重整及增強驅動能力，再送至該驅動單元3調整成驅動一後級傳輸線TL2所需之輸出訊號，以確保該輸出訊號在該後級傳輸線TL2中傳輸而不失真。其中，該前級傳輸線TL1及後級傳輸線TL2係如一雙絞線(Twisted pair)或同軸電纜(Coaxial cable)等可供訊號傳輸之媒介；該輸入訊號係如一具有雜訊之脈波訊號；該輸出訊號係如一不失真之脈波訊號。

該隔離單元1較佳可由光電耦合器(optocoupler)、濾波器(filter)等可供隔離雜訊之元件或電路組成。在本實施例中，該隔離單元1為一光電耦合器元件。該隔離單元1係包含一電源端11、一接地端12、一第一輸入端13、一第二輸入端14及一輸出端15。該電源端11係電性連接一直流電源DC；該接地端12係供接地；該第一輸入端13及該第二輸入端14電性連接該前級傳輸線TL1，接收該輸入訊號以隔離雜訊；該輸出端15係電性連接該調整單元2。

該調整單元2係包含一電容21、一電阻22及一緩衝元件23。該電容21之二端分別為一陽極端211及一陰極端212，該陽極端211係電性連接該直流電源DC，該陰極端212係電性連接該隔離單元1之接地端12。該電阻22係串接於該電容21之陽極端211及該隔離單元1之輸出端15之間。該緩衝元件23設一輸入端231及一輸出端232，該輸入端231電性連接該隔離單元1之輸出端15，該輸出端232電性連接該驅動單元3。此外，在本實施例中，該緩衝元件23係可為一反相器(inverter)。

該驅動單元3較佳係由加大訊號準位傳送、電流迴路傳送、差動對傳送、預加重訊號或直流準位平衡編碼等方式之傳輸線驅動器元件或電路所構成。在本實施例中，該驅動單元3係一差動對傳送方式之傳輸線驅動電路。該驅動單元3係包含一電源端31、一接地端32、一輸入端33、一第一輸出端34及一第二輸出端35。該電源端31係電性連接該直流電源DC；該接地端32係供接地；該輸入端33係電性連接該調整單元2之輸出端232；該第一輸出端34及該第二輸出端35電性連接該後級傳輸線TL2，送出已隔離雜訊並增強訊號驅動能力之輸出訊號。

藉由上述之電路架構，本發明之訊號傳輸電路的運作方式係如下所述：該隔離單元1係輸入該前級傳輸線TL1所傳送之輸入訊號，該輸入訊號係一具有雜訊之脈波訊號，經由光之形態傳遞以將該雜訊隔離後，再以電之形態輸出該脈波訊號至該調整單元2。在本實施例中，該隔離單元1之輸出脈波訊號係與輸入脈波訊號反相。

該調整單元2之電容21可儲存電荷，無論該隔離單元1之第一輸入端13為該脈波訊號之高準位或低準位，該隔離單元1之輸出端15之訊號經過該調整單元2後，該調整單元2之緩衝元件23之輸出端232所輸出之脈波訊號與該隔離單元1之第一輸入端13之脈波訊號係相位相同。詳言之，當該隔離單元1之輸出端15為低準位時，該電容21及該電阻22產生對應於該電阻22之電阻值的一定電流；反之，則無前述之定電流。因此。該調整單元2可經由該電容21及該電阻22產生之電流與該緩衝元件23之作用，使該輸出端232之脈波訊號之高準位及低準位更接近5伏特及0伏特、調整該輸出端232之脈波訊號相位，及增加該輸出端232之脈波訊號對後級電路之驅動能力。

該驅動單元3係以該輸入端33接收該調整單元2所送出之脈波訊號，並將該脈波訊號調整成可在後級傳輸線TL2中傳輸而不失真之格式，經該第一輸出端34及該第二輸出端35送出一輸出訊號。

為詳述本發明之訊號傳輸電路的運作，係於後說明其實際運作狀態。其中，該直流電源DC係供應5伏特(Volt)直流電壓源至該隔離單元1、該調整單元2及該驅動單元3。輸入該隔離單元1之脈波訊號係為電壓準位在5伏特及0伏特之間變動的方波訊號，且因此該高準位為5伏特，而該低準位則為0伏特。此外，另設置該電容21為0.1微法拉(uF)/35伏特，以及該電阻22為500歐姆(ohm)。當該隔離單元1之輸出端15為0伏特時，由於該電容21係為0.1微法拉(uF)/35伏特及該電阻22係為500歐姆(ohm)，產生一電流值約為10毫安培之電流，經該調整單元2之緩衝元件23，由該驅動單元3將高、低準位分別為5伏特及0伏特之脈波訊號，調整為正準位為18伏特，負準位為-18伏特之脈波訊號。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

[本發明]

1．．．隔離單元

11．．．電源端

12．．．接地端

13．．．第一輸入端

14．．．第二輸入端

15．．．輸出端

2．．．調整單元

21．．．電容

211．．．陽極端

212．．．陰極端

22．．．電阻

23．．．緩衝元件

231．．．輸入端

232．．．輸出端

3．．．驅動單元

31．．．電源端

32．．．接地端

33．．．輸入端

34．．．第一輸出端

35．．．第二輸出端

TL1．．．前級傳輸線

TL2．．．後級傳輸線

DC．．．直流電源

[習知]

9‧‧‧雷射設備

91‧‧‧等效控制系統

911‧‧‧電源供應裝置

912‧‧‧脈波產生裝置

913‧‧‧控制裝置

914‧‧‧微控制器

915‧‧‧訊號傳輸電路

916‧‧‧傳輸線

92‧‧‧雷射裝置

第1圖：習用雷射設備之示意圖。

第2圖：本發明之訊號傳輸電路較佳實施例之示意圖。

1．．．隔離單元

11．．．電源端

12．．．接地端

13．．．第一輸入端

14．．．第二輸入端

15．．．輸出端

2．．．調整單元

21．．．電容

211．．．陽極端

212．．．陰極端

22．．．電阻

23．．．緩衝元件

231．．．輸入端

232．．．輸出端

3．．．驅動單元

31．．．電源端

32．．．接地端

33．．．輸入端

34．．．第一輸出端

35．．．第二輸出端

TL1．．．前級傳輸線

TL2．．．後級傳輸線

DC．．．直流電源

Claims (5)

1. 一種訊號傳輸電路，係包含：一隔離單元，設一第一輸入端、一第二輸入端及一輸出端，該第一輸入端及第二輸入端接收一輸入訊號，該輸入訊號之雜訊經隔離後送至該輸出端；一調整單元，設一電容、一電阻及一緩衝元件，該隔離單元之輸出端與該電容之陽極端係以該電阻串接，該緩衝元件設一輸入端及一輸出端，該緩衝元件之輸入端電性連接該隔離單元之輸出端，該緩衝元件之輸出端送出一脈波訊號，該電容之電容值為0.1微法拉/35伏特；一驅動單元，設一輸入端、一第一輸出端及一第二輸出端，該輸入端電性連接該調整單元之緩衝元件之輸出端，該脈波訊號經調整以符合傳輸特性後，該第一輸出端及第二輸出端送出一輸出訊號。
2. 依申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸電路，其中該隔離單元為一光電耦合器元件。
3. 依申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸電路，其中該電阻之電阻值為500歐姆。
4. 依申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸電路，其中該緩衝元件為一反相器。
5. 依申請專利範圍第1項所述之訊號傳輸電路，其中該驅動單元為一傳輸線驅動器元件。