专利名称：Asi中继模块的制作方法
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。[0011]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。
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
以下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。
4[0023]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(6PS)。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。
权利要求一种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。
专利摘要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。
文档编号H04L12/40GK201584967SQ20092023607
公开日2010年9月15日 申请日期2009年9月23日 优先权日2009年9月23日
发明者陈柏志 申请人:伊玛精密电子(苏州)有限公司