[發明專利]信號傳輸裝置、信號傳輸方法及通信系統

在審

• 申請號: 202211268989.5
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115664437A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 周立身;于啟學;孫勤
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H04B1/04
• 分類號: H04B1/04;H03K7/08;H04B1/16;H04L69/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 鄧雪萌

本公開的實施例涉及信號傳輸裝置、信號傳輸方法及通信系統。信號傳輸裝置包括：數字模擬轉換器，被配置為將數字信號轉換為模擬信號；調制器，被配置為對模擬信號進行調制，以生成經調制的脈沖信號；以及發射器，被配置為基于經調制的脈沖信號向接收器發射輸出脈沖信號，其中發射器被配置為與接收器不共地。通過本公開實施例的技術方案，能夠在高速數據傳輸的情況下也保持高分辨率，從而克服了已知方案中數字信號傳輸的分辨率與傳輸頻率之間的沖突問題。

技術領域

本公開涉及通信領域，更具體地說，本公開涉及信號傳輸裝置、信號傳輸方法及通信系統。

背景技術

在一些數字控制或管理系統中，有時會需要在隔離的兩側(即不共地的兩側)之間進行數據傳輸。一種方案是通過藍牙、WIFI等通信協議進行數據傳輸，但該方案通常無法滿足高速數據傳輸的要求。另一種方案是直接通過高頻信號傳輸。

當前的數字信號處理(digital signal processing，DSP)芯片以及微控制單元(microcontroller unit，MCU)中通常具有脈沖寬度調制(pulse width modulation，PWM)模塊，因此數字系統中通常采用PWM模塊來進行PWM調制以實現數字信號傳輸。然而，數字系統中的PWM信號的周期通常由周期寄存器的數值大小決定。位數越高，理論的數值可以越大，但實際的數值與需要的周期有關。若采用較高的PWM頻率來傳輸數據，則需要周期寄存器的數值較小。然而周期寄存器的數值越小，分辨率(也可稱為精度)就越低。因此無法在以高速PWM頻率進行數字傳輸的情況下保持原始分辨率。因此，亟需一種改進的方案，以在高速數據傳輸的情況下，能夠保持較高的分辨率。

發明內容

本公開的實施例提供了一種信號傳輸裝置，以至少解決現有技術的上述以及其他潛在問題之一。

根據本公開的一個方面，提供了一種信號傳輸裝置，包括：數字模擬轉換器，被配置為將數字信號轉換為模擬信號；調制器，被配置為對模擬信號進行調制，以生成經調制的脈沖信號；以及發射器，被配置為基于經調制的脈沖信號向接收器發射輸出脈沖信號，其中發射器被配置為與接收器不共地。在上述實施例中，通過調制器對模擬信號進行調制，以模擬的方式生成調制的脈沖信號，由于模擬調制信號的頻率與數據傳輸的精度無關，所以能夠在高速數據傳輸的情況下也保持高分辨率。從而克服了已知方案中數字信號傳輸的分辨率與傳輸頻率之間的沖突問題。

在一些實施例中，調制器是脈寬調制器。脈寬調制器包括：周期信號發生器，被配置為產生周期信號；以及比較器，被配置為將模擬信號與周期信號進行比較，并且基于比較的結果生成經調制的脈沖信號。在上述實施例中，脈寬調制器包括周期信號發生器，周期信號發生器能夠以簡單可靠的方式實現對模擬信號的調制，由于是兩個模擬量(即DAC的輸出與鋸齒波或三角波)進行比較，所以該調制過程沒有分辨率損失。因此，傳輸精度僅與DAC的精度有關。而DAC的精度與其位數有關，不受傳輸頻率的影響。

在一些實施例中，其中周期信號發生器包括三角波或鋸齒波信號發生器，三角波或鋸齒波信號發生器被配置為生成三角波或鋸齒波信號；比較器被配置為將模擬信號與三角波或鋸齒波信號進行比較，并且基于比較的結果生成經調制的脈沖信號。在上述實施例中，通過利用三角波或鋸齒波發生器，能夠以簡單的結構可靠地實現對模擬信號的調制。

在一些實施例中，發射器包括光發射器，光發射器被配置為將經調制的脈沖信號轉換為光脈沖信號以向接收器發射光脈沖信號。在上述實施例中，由于利用光發射器進行發射，能夠較低成本方便地實現在信號傳輸裝置與信號接收裝置之間不共地的情況下可靠地傳輸數據。

在一些實施例中，發射器包括發射天線，發射天線被配置為以無線電波的方式發射脈沖信號。在上述實施例中，由于采用發射天線進行發射，能夠方便地實現在信號傳輸裝置與信號接收裝置之間不共地的情況下可靠地傳輸數據。