[發明專利]運動部件間的非接觸模擬信號傳輸裝置

有效

• 申請號: 201210245520.X
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN102780481A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 劉彥明;李小平;謝楷;史軍剛;黎劍兵;石強
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及運動部件間的非接觸模擬信號傳輸的裝置，可在運動部件間進行非接觸模擬信號傳輸。

背景技術

部件間的數據傳輸主要包括能量傳輸、模擬量傳輸和數字量傳輸三類，如果能在部件之間實現這三類信號的非接觸傳輸，部件就可以實現完全非接觸工作，避免部件的摩擦損耗，使設備工作更加安全，同時增加設備的工作壽命。

關于非接觸能量傳輸問題，中國專利申請《諧振跟蹤式非接觸供電裝置及供電方法》（公開號：101834473A）提出了供電裝置及方法，解決了非接觸電能傳輸問題，使得無線電能傳輸成為可能，在大功率能量傳輸上取得了突破。

現有的用于非接觸數字量傳輸的方式主要以無線射頻傳輸和光傳輸兩種技術手段為主，已取得大量的成果并有商業產品問世。

現有的用于非接觸結構模擬信號傳輸的方法主要有兩種，一種是通過滑環結構，這種結構并沒有實現真正的非接觸傳輸；另一種是通過微處理器及AD完成對模擬信號的量化采樣，轉化為數字信號傳輸，后經過DA輸出模擬信號，這種裝置可以實現模擬信號的非接觸傳輸，但是依然存在以下缺陷：

1、使用了微處理器，面對復雜電磁環境時，容易造成死機的問題，致使傳輸錯誤或者中斷，可靠性差，而且成本高；

2、使用DA輸出模擬信號，輸出波形有階梯，不是平滑的模擬信號，造成模擬信號的失真。

發明內容

本發明的目的在于針對現有裝置的不足，提出一種結構簡單、性能穩定、易于實現的運動部件間的非接觸模擬信號傳輸裝置，提高模擬信號傳輸的精度。

為實現上述目的，本發明運動部件間的非接觸模擬信號傳輸裝置，其特征在于包括：Sigma-delta調制器、兩組非接觸耦合電容、兩組積分器、減法器、可控增益放大器、兩個比較器、解調器和RS觸發器；

所述Sigma-delta調制器，用于對輸入的模擬信號f₀進行調制，輸出兩路差分的數據流I₁、I₂，第一路數據流I₁經過第一組耦合電容，輸出耦合信號通過第一組積分器積分運算后輸入到減法器的正輸入端；第二路數據流I₂經過第二組耦合電容，輸出耦合信號通過第二組積分器積分運算后輸入到減法器的負輸入端；

所述減法器，用于完成對兩路差分信號的相減運算，輸出差值信號給可控增益放大器，可控增益放大器對該差值信號進行調整后，同時輸入到正向比較器和負向比較器；

所述正向比較器，用于將減法器輸出信號中的正向單脈沖信號與設定的正門限電壓U₁進行比較，在輸入信號由0到1的跳變時刻，輸出一個方波脈沖給RS觸發器，其中U₁取值不超過減法器輸出的差值信號的正向峰值的二分之一；

所述負向比較器，用于將減法器輸出信號中的負向單脈沖信號與設定的負門限電壓U₂進行比較，在輸入信號由1到0的跳變時刻，輸出一個方波脈沖給RS觸發器，其中U₂=-U₁；

所述RS觸發器，用于在上述兩個比較器輸出的方波脈沖信號的觸發下，產生與第一路數據流I₁一致的數據流I₈輸入到解調器；

所述解調器，用于將數據流I₈解調成與從Sigma-delta調制器輸入的模擬信號f₀一致的模擬信號f₁。

上述運動部件間的非接觸模擬信號傳輸裝置，其特征在于所述的Sigma-delta調制器包括：一個比較器、一個D觸發器、一個振蕩器、一個減法器和一個積分器；比較器的正輸入端輸入模擬信號f₀，輸出端輸出采樣信號I₀，該采樣信號通過D觸發器量化為兩路差分數據流I₁和I₂，分別輸出到兩組耦合電容，同時第一路數據流I₁輸入到減法器與基準電壓U₀=2.5V相減之后，輸出的差值信號通過積分器完成D/A轉化，輸出的模擬信號f₂再反饋到比較器的負輸入端，振蕩器輸出信號輸入到D觸發器的時鐘輸入端。