專利名稱：電信號(hào)連接器的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種弱電信號(hào)的傳輸和轉(zhuǎn)換設(shè)備；更具體地說，涉及一種傳遞控制信號(hào)的設(shè)備。
二背景技術(shù)：
已有技術(shù)的一種電信號(hào)連接器，負(fù)責(zé)將一個(gè)控制器與其所控制的一個(gè)數(shù)控設(shè)備的四個(gè)驅(qū)動(dòng)軸之間的通信?？刂破鲗⒖刂菩盘?hào)發(fā)送到一個(gè)數(shù)據(jù)總線，該電信號(hào)連接器接收符合該總線標(biāo)準(zhǔn)的控制信號(hào)，將其發(fā)送到有關(guān)的數(shù)控設(shè)備的功率模塊接口。有關(guān)的數(shù)控設(shè)備所接收到的控制信號(hào)的格式應(yīng)該是與該數(shù)控設(shè)備相匹配的。另一方面，有關(guān)的數(shù)控設(shè)備又將其位置信號(hào)等信號(hào)反饋到電信號(hào)連接器，通過數(shù)據(jù)總線而傳送到控制器。
該電信號(hào)連接器由于需要與該數(shù)控設(shè)備的四個(gè)驅(qū)動(dòng)軸的功率模塊進(jìn)行通信，而采用了四個(gè)獨(dú)立的通信模塊。每個(gè)通信模塊都有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器。在極端的條件下，該四個(gè)晶振時(shí)鐘信號(hào)之間可能有同步性的問題。另一方面，需要為這四個(gè)通信模塊配備相應(yīng)的結(jié)構(gòu)件?？傮w來說，電信號(hào)連接器的成本也是較高的。
三、實(shí)用新型方案因此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種電信號(hào)連接器，解決多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器之間不匹配的問題。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是提供一種電信號(hào)連接器，其與受控設(shè)備進(jìn)行通信的部分能夠共享一些部件，以降低電信號(hào)連接器的成本。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種電信號(hào)連接器，用于控制器與受控設(shè)備之間的通信；包括多個(gè)通信模塊，所述的通信模塊與多個(gè)受控設(shè)備相連；所述的電信號(hào)連接器通過這些通信模塊與所述的受控設(shè)備進(jìn)行通信；所述的多個(gè)通信模塊共享一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)緩沖電路，該時(shí)鐘信號(hào)緩沖電路包括一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器，所述的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過該時(shí)鐘信號(hào)緩沖電路后輸出到所述的通信模塊，并用于管理所述的電信號(hào)連接器與受控設(shè)備之間的信號(hào)傳輸。
根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述的電信號(hào)連接器還帶有總線通信模塊，通過所述的總線通信模塊與一個(gè)控制總線相連，并通過該控制總線與負(fù)責(zé)管理受控設(shè)備的控制器相連。
本實(shí)用新型中所稱的“多個(gè)…”包括“兩個(gè)…”這種情況。
其中，通信模塊的數(shù)量可以與受控設(shè)備的信號(hào)通道的數(shù)量一致，此時(shí)每個(gè)通信模塊與一個(gè)信號(hào)通道相對(duì)應(yīng)；也可以不一致，此時(shí)至少一個(gè)通信模塊可以與多個(gè)信號(hào)通道相對(duì)應(yīng)，管理有關(guān)的信號(hào)傳輸。
根據(jù)本實(shí)用新型電信號(hào)連接器的一個(gè)更進(jìn)一步的方面，所述的時(shí)鐘信號(hào)緩沖電路還包括時(shí)鐘信號(hào)增強(qiáng)模塊，所述的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過緩沖濾波后到達(dá)該時(shí)鐘信號(hào)增強(qiáng)模塊，經(jīng)該時(shí)鐘信號(hào)增強(qiáng)模塊的放大處理以后，輸出到所述的通信模塊。
所述的濾波和放大單元可以采用本領(lǐng)域技術(shù)所熟知的濾波單元和放大單元。
從通信模塊輸出的時(shí)鐘信號(hào)被送往受控設(shè)備的多個(gè)并行的信號(hào)通道，控制受控設(shè)備的工作過程。這些信號(hào)通道可以是供一個(gè)受控設(shè)備的多個(gè)功率模塊所用，或者也可以是供多個(gè)受控設(shè)備的多個(gè)功率模塊所用。這種設(shè)置可以提高時(shí)鐘信號(hào)的品質(zhì)，有利于受控設(shè)備的穩(wěn)定工作。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的電信號(hào)連接器還可同時(shí)帶有總線控制模塊，這樣它既是一個(gè)信號(hào)連接器件，同時(shí)又是一個(gè)總線控制器。
本實(shí)用新型的電信號(hào)連接器用簡單的方式解決了多軸受控設(shè)備的同步控制問題。同時(shí)，由于裝置中被集成在電路板上的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)單元同時(shí)服務(wù)于四個(gè)獨(dú)立的軸信號(hào)通道，使裝置整體上更緊湊，成本也比已有技術(shù)相應(yīng)設(shè)備相應(yīng)地得到降低。
四

圖1為本實(shí)用新型電信號(hào)連接器中帶有時(shí)鐘信號(hào)的處理和輸出功能的局部電路板的示意圖。
五具體實(shí)施方式
在本實(shí)用新型的一個(gè)具體的實(shí)施例中，電信號(hào)連接器用于控制一個(gè)具有一體化的四軸功率模塊的受控設(shè)備(例如一個(gè)四軸數(shù)控機(jī)床)，包括一個(gè)電路板，其上具有四個(gè)通信模塊，每個(gè)通信模塊負(fù)責(zé)與受控設(shè)備的一個(gè)軸功率模塊進(jìn)行通信。其中，所述的四個(gè)軸為三個(gè)平移軸和一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。所述的電信號(hào)連接器上具有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器，該時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器所生成的時(shí)鐘信號(hào)分別被送往四個(gè)相互獨(dú)立的信號(hào)通道，負(fù)責(zé)管理有關(guān)的四軸加工設(shè)備。
如果所采用的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)強(qiáng)度較弱，饋送至多達(dá)四個(gè)信號(hào)通道時(shí)強(qiáng)度不夠，同時(shí)又無法完全抵御信號(hào)通道反饋信號(hào)的不利影響時(shí)，可以對(duì)該時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器的時(shí)鐘信號(hào)在輸出前進(jìn)行緩沖和增強(qiáng)。
圖1為本實(shí)用新型電信號(hào)連接器中帶有時(shí)鐘信號(hào)處理和輸出功能的電路板局部的示意圖。在該電信號(hào)連接器的電路板中包括一個(gè)晶振時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器G3和四個(gè)主要由專用集成電路(ASIC)芯片的通信模塊。其中，所述的晶振時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器G3所產(chǎn)生的66M Hz的時(shí)鐘信號(hào)被送到一個(gè)時(shí)鐘緩沖和增強(qiáng)芯片的輸入端(INA端)，為四個(gè)提供一個(gè)66M Hz的始能信號(hào)。所述的ASIC芯片的主要功能即是實(shí)現(xiàn)與受控設(shè)備的通信。圖中左端的P3V3_GPS為一個(gè)直流電源信號(hào)，R1843為一個(gè)輸入電阻，阻值為10K歐姆。另外，圖中的1、2、3、7、9-14等數(shù)字表示電路中的端口號(hào)，具有相同的端口號(hào)的端口實(shí)際上是通過導(dǎo)線等方式相互連接的。在本實(shí)施例中，所述的時(shí)鐘緩沖和增強(qiáng)芯片為49FCT805型芯片，該芯片為一個(gè)市售芯片。R1845用于調(diào)整芯片66M Hz始能信號(hào)的上升沿特性。66M-1、66M-2、66M-3和66M-4分別為一個(gè)66MHz時(shí)鐘信號(hào)的輸出口。
另一個(gè)晶振時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器(圖中未示出)與前述的66M Hz的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器類似，從時(shí)鐘緩沖芯片49FCT805芯片的另一個(gè)輸入端(INB端)提供一個(gè)50M Hz的時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)電阻R1846用于調(diào)整時(shí)鐘緩沖芯片49FCT805芯片的50M Hz的始能信號(hào)的上升沿特性。時(shí)鐘緩沖和增強(qiáng)芯片49FCT805將66M Hz時(shí)鐘信號(hào)分配給后面的、作為通信模塊的ASIC芯片中的一個(gè)微處理器(圖中未專門示出)，50M Hz的時(shí)鐘信號(hào)也是分配給該微處理器。這是因?yàn)?，該ASIC芯片的微處理器由于要處理多個(gè)不同功能模塊的信號(hào)，需要兩個(gè)頻率不同的時(shí)鐘信號(hào)。該圖中，R1827至R1834表示各自標(biāo)號(hào)右側(cè)的一個(gè)輸出電阻，在本實(shí)施例中，它們的阻值都為33歐姆。50M-1、50M-2、50M-3和50M-4分別為一個(gè)50M Hz時(shí)鐘信號(hào)的輸出端口。所述的ASIC芯片的功能是把控制器的高速通訊信號(hào)轉(zhuǎn)化為受控設(shè)備中有關(guān)的功率模塊可以接受的模式的信號(hào)。在本實(shí)施例的電信號(hào)連接器中，66M Hz的晶振信號(hào)為通訊用的時(shí)鐘信號(hào)，50M Hz的晶振信號(hào)為操作所用的時(shí)鐘信號(hào)。
在本實(shí)用新型中，所用的時(shí)鐘緩沖和增強(qiáng)芯片例如也可以是市售的P16C2510型芯片。所生成的時(shí)鐘信號(hào)可以輸出到一個(gè)帶有時(shí)鐘信號(hào)接口的設(shè)備(例如一個(gè)伺服電機(jī))，也可以通過例如一個(gè)傳感器模塊被送到已有技術(shù)的、不帶轉(zhuǎn)換接口的受控設(shè)備。
根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型的電信號(hào)連接器還可帶有總線通信模塊，并通過所述的總線通信模塊與一個(gè)控制總線相連，進(jìn)而通過該控制總線與負(fù)責(zé)管理有關(guān)受控設(shè)備的控制器相連。所述的總線例如可以是PROFIBUS現(xiàn)場總線或CAN總線等。所述的電信號(hào)連接器可以帶有總線控制模塊而同時(shí)作為一個(gè)總線控制器；也可以不帶有總線控制模塊，而只是一個(gè)普通的總線設(shè)備。
本實(shí)用新型中所述的通信模塊的數(shù)量可以與信號(hào)通道的數(shù)量一致，此時(shí)每個(gè)通信模塊與一個(gè)信號(hào)通道相對(duì)應(yīng)；也可以不一致，此時(shí)至少一個(gè)通信模塊可以與多個(gè)信號(hào)通道相對(duì)應(yīng)，管理有關(guān)信號(hào)通道的信號(hào)傳輸。例如，在上述的四軸數(shù)控設(shè)備中，也可以只采用兩個(gè)通信模塊，一個(gè)通信模塊負(fù)責(zé)兩個(gè)平移軸(X軸和Y軸)的通信，另一個(gè)通信模塊負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)軸和第三個(gè)平移軸(Z軸)的通信。
在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過在電路板上將四個(gè)獨(dú)立的軸信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào)源集成在一塊電路板上，降低了裝置的成本，提高了其工作的穩(wěn)定性。
本實(shí)用新型的電信號(hào)連接器較好地解決了多軸設(shè)備的同步控制問題，同時(shí)由于采用單一的時(shí)鐘信號(hào)服務(wù)于多個(gè)信號(hào)通道，使整個(gè)裝置更緊湊，結(jié)構(gòu)更合理，成本也更低。
權(quán)利要求1，一種電信號(hào)連接器，用于控制器與受控設(shè)備之間的通信；包括多個(gè)通信模塊以及用來控制所述多個(gè)通信模塊的至少一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器，所述的通信模塊與多個(gè)受控設(shè)備相連；其特征在于所述的電信號(hào)控制器還包括至少一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)緩沖電路，所述的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器與所述時(shí)鐘信號(hào)緩沖電路相連后分別與所述的多個(gè)通信模塊相連來對(duì)所述的受控設(shè)備進(jìn)行控制。
2，如權(quán)利要求1所述的電信號(hào)連接器，其特征在于所述的電信號(hào)連接器還帶有總線通信模塊，通過所述的總線通信模塊與一個(gè)控制總線相連，并通過該控制總線與負(fù)責(zé)管理受控設(shè)備的控制器相連。
3，如權(quán)利要求1或2所述的電信號(hào)連接器，其特征在于所述的時(shí)鐘信號(hào)緩沖電路包括時(shí)鐘信號(hào)增強(qiáng)模塊，所述的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過緩沖濾波后到達(dá)該時(shí)鐘信號(hào)增強(qiáng)模塊，經(jīng)該時(shí)鐘信號(hào)增強(qiáng)模塊的放大處理以后，輸出到所述的通信模塊。
專利摘要一種電信號(hào)連接器，用于控制器與包括多個(gè)獨(dú)立信號(hào)通道的受控設(shè)備之間的通信，具有多個(gè)通信模塊。其中所有的通信模塊可以共享一個(gè)時(shí)鐘緩沖和增強(qiáng)電路，該時(shí)鐘緩沖和增強(qiáng)電路包括一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器，所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)用于管理所述的電信號(hào)連接器與受控設(shè)備之間的多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)通道中的信號(hào)傳輸。電信號(hào)連接器可以通過一個(gè)控制總線相連與控制器相連，并可帶有總線控制部件。本實(shí)用新型的電信號(hào)連接器以簡單的結(jié)構(gòu)解決了多軸受控設(shè)備的同步控制問題，同時(shí)由于裝置中被集成在一塊電路板上的一個(gè)信號(hào)通道處理單元同時(shí)服務(wù)于四個(gè)獨(dú)立的軸信號(hào)通道，使裝置整體上更緊湊，成本也更低。
文檔編號(hào)H04B1/00GK2917094SQ20062011321
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者羅尼·赫普夫, 肖振 申請(qǐng)人:西門子(中國)有限公司