專利名稱：電信號連接器的制作方法
專利說明
一、技術領域本發明涉及一種弱電信號的傳輸和轉換設備；更具體地說，涉及一種傳遞控制信號的設備。
二背景技術：
已有技術的一種電信號連接器，負責將一個控制器與其所控制的一個數控設備的四個驅動軸之間的通信。控制器將控制信號發送到一個數據總線，該電信號連接器接收符合該總線標準的控制信號，將其發送到有關的數控設備的功率模塊接口。有關的數控設備所接收到的控制信號的格式應該是與該數控設備相匹配的。另一方面，有關的數控設備又將其位置信號等信號反饋到電信號連接器，通過數據總線而傳送到控制器。
該電信號連接器由于需要與該數控設備的四個驅動軸的功率模塊進行通信，而采用了四個獨立的通信模塊。每個通信模塊都有一個時鐘信號發生器。在極端的條件下，該四個晶振時鐘信號之間可能有同步性的問題。另一方面，需要為這四個通信模塊配備相應的結構件。總體來說，電信號連接器的成本也是較高的。
三、實用新型方案因此，本實用新型的一個目的是提供一種電信號連接器，解決多個時鐘信號發生器之間不匹配的問題。
本實用新型的另一個目的是提供一種電信號連接器，其與受控設備進行通信的部分能夠共享一些部件，以降低電信號連接器的成本。
根據本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種電信號連接器，用于控制器與受控設備之間的通信；包括多個通信模塊，所述的通信模塊與多個受控設備相連；所述的電信號連接器通過這些通信模塊與所述的受控設備進行通信；所述的多個通信模塊共享一個時鐘信號緩沖電路，該時鐘信號緩沖電路包括一個時鐘信號發生器，所述的時鐘信號發生器所產生的時鐘信號經過該時鐘信號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連接器與受控設備之間的信號傳輸。
根據本實用新型的一個進一步的方面，所述的電信號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控制總線相連，并通過該控制總線與負責管理受控設備的控制器相連。
本實用新型中所稱的“多個…”包括“兩個…”這種情況。
其中，通信模塊的數量可以與受控設備的信號通道的數量一致，此時每個通信模塊與一個信號通道相對應；也可以不一致，此時至少一個通信模塊可以與多個信號通道相對應，管理有關的信號傳輸。
根據本實用新型電信號連接器的一個更進一步的方面，所述的時鐘信號緩沖電路還包括時鐘信號增強模塊，所述的時鐘信號經過緩沖濾波后到達該時鐘信號增強模塊，經該時鐘信號增強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域技術所熟知的濾波單元和放大單元。
從通信模塊輸出的時鐘信號被送往受控設備的多個并行的信號通道，控制受控設備的工作過程。這些信號通道可以是供一個受控設備的多個功率模塊所用，或者也可以是供多個受控設備的多個功率模塊所用。這種設置可以提高時鐘信號的品質，有利于受控設備的穩定工作。
進一步地，本實用新型的電信號連接器還可同時帶有總線控制模塊，這樣它既是一個信號連接器件，同時又是一個總線控制器。
本實用新型的電信號連接器用簡單的方式解決了多軸受控設備的同步控制問題。同時，由于裝置中被集成在電路板上的一個時鐘信號單元同時服務于四個獨立的軸信號通道，使裝置整體上更緊湊，成本也比已有技術相應設備相應地得到降低。
四
圖1為本實用新型電信號連接器中帶有時鐘信號的處理和輸出功能的局部電路板的示意圖。
五具體實施方式
在本實用新型的一個具體的實施例中，電信號連接器用于控制一個具有一體化的四軸功率模塊的受控設備(例如一個四軸數控機床)，包括一個電路板，其上具有四個通信模塊，每個通信模塊負責與受控設備的一個軸功率模塊進行通信。其中，所述的四個軸為三個平移軸和一個旋轉軸。所述的電信號連接器上具有一個時鐘信號發生器，該時鐘信號發生器所生成的時鐘信號分別被送往四個相互獨立的信號通道，負責管理有關的四軸加工設備。
如果所采用的時鐘信號發生器所產生的時鐘信號強度較弱，饋送至多達四個信號通道時強度不夠，同時又無法完全抵御信號通道反饋信號的不利影響時，可以對該時鐘信號發生器的時鐘信號在輸出前進行緩沖和增強。
圖1為本實用新型電信號連接器中帶有時鐘信號處理和輸出功能的電路板局部的示意圖。在該電信號連接器的電路板中包括一個晶振時鐘信號發生器G3和四個主要由專用集成電路(ASIC)芯片的通信模塊。其中，所述的晶振時鐘信號發生器G3所產生的66M Hz的時鐘信號被送到一個時鐘緩沖和增強芯片的輸入端(INA端)，為四個提供一個66M Hz的始能信號。所述的ASIC芯片的主要功能即是實現與受控設備的通信。圖中左端的P3V3_GPS為一個直流電源信號，R1843為一個輸入電阻，阻值為10K歐姆。另外，圖中的1、2、3、7、9-14等數字表示電路中的端口號，具有相同的端口號的端口實際上是通過導線等方式相互連接的。在本實施例中，所述的時鐘緩沖和增強芯片為49FCT805型芯片，該芯片為一個市售芯片。R1845用于調整芯片66M Hz始能信號的上升沿特性。66M-1、66M-2、66M-3和66M-4分別為一個66MHz時鐘信號的輸出口。
另一個晶振時鐘信號發生器(圖中未示出)與前述的66M Hz的時鐘信號發生器類似，從時鐘緩沖芯片49FCT805芯片的另一個輸入端(INB端)提供一個50M Hz的時鐘信號，同時電阻R1846用于調整時鐘緩沖芯片49FCT805芯片的50M Hz的始能信號的上升沿特性。時鐘緩沖和增強芯片49FCT805將66M Hz時鐘信號分配給后面的、作為通信模塊的ASIC芯片中的一個微處理器(圖中未專門示出)，50M Hz的時鐘信號也是分配給該微處理器。這是因為，該ASIC芯片的微處理器由于要處理多個不同功能模塊的信號，需要兩個頻率不同的時鐘信號。該圖中，R1827至R1834表示各自標號右側的一個輸出電阻，在本實施例中，它們的阻值都為33歐姆。50M-1、50M-2、50M-3和50M-4分別為一個50M Hz時鐘信號的輸出端口。所述的ASIC芯片的功能是把控制器的高速通訊信號轉化為受控設備中有關的功率模塊可以接受的模式的信號。在本實施例的電信號連接器中，66M Hz的晶振信號為通訊用的時鐘信號，50M Hz的晶振信號為操作所用的時鐘信號。
在本實用新型中，所用的時鐘緩沖和增強芯片例如也可以是市售的P16C2510型芯片。所生成的時鐘信號可以輸出到一個帶有時鐘信號接口的設備(例如一個伺服電機)，也可以通過例如一個傳感器模塊被送到已有技術的、不帶轉換接口的受控設備。
根據本實用新型的另一個方面，本實用新型的電信號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控制總線相連，進而通過該控制總線與負責管理有關受控設備的控制器相連。所述的總線例如可以是PROFIBUS現場總線或CAN總線等。所述的電信號連接器可以帶有總線控制模塊而同時作為一個總線控制器；也可以不帶有總線控制模塊，而只是一個普通的總線設備。
本實用新型中所述的通信模塊的數量可以與信號通道的數量一致，此時每個通信模塊與一個信號通道相對應；也可以不一致，此時至少一個通信模塊可以與多個信號通道相對應，管理有關信號通道的信號傳輸。例如，在上述的四軸數控設備中，也可以只采用兩個通信模塊，一個通信模塊負責兩個平移軸(X軸和Y軸)的通信，另一個通信模塊負責旋轉軸和第三個平移軸(Z軸)的通信。
在本實用新型的實施例中，通過在電路板上將四個獨立的軸信號的時鐘信號源集成在一塊電路板上，降低了裝置的成本，提高了其工作的穩定性。
本實用新型的電信號連接器較好地解決了多軸設備的同步控制問題，同時由于采用單一的時鐘信號服務于多個信號通道，使整個裝置更緊湊，結構更合理，成本也更低。
權利要求1，一種電信號連接器，用于控制器與受控設備之間的通信；包括多個通信模塊以及用來控制所述多個通信模塊的至少一個時鐘信號發生器，所述的通信模塊與多個受控設備相連；其特征在于所述的電信號控制器還包括至少一個時鐘信號緩沖電路，所述的時鐘信號發生器與所述時鐘信號緩沖電路相連后分別與所述的多個通信模塊相連來對所述的受控設備進行控制。
2，如權利要求1所述的電信號連接器，其特征在于所述的電信號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控制總線相連，并通過該控制總線與負責管理受控設備的控制器相連。
3，如權利要求1或2所述的電信號連接器，其特征在于所述的時鐘信號緩沖電路包括時鐘信號增強模塊，所述的時鐘信號經過緩沖濾波后到達該時鐘信號增強模塊，經該時鐘信號增強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連接器，用于控制器與包括多個獨立信號通道的受控設備之間的通信，具有多個通信模塊。其中所有的通信模塊可以共享一個時鐘緩沖和增強電路，該時鐘緩沖和增強電路包括一個時鐘信號發生器，所產生的時鐘信號用于管理所述的電信號連接器與受控設備之間的多個獨立的信號通道中的信號傳輸。電信號連接器可以通過一個控制總線相連與控制器相連，并可帶有總線控制部件。本實用新型的電信號連接器以簡單的結構解決了多軸受控設備的同步控制問題，同時由于裝置中被集成在一塊電路板上的一個信號通道處理單元同時服務于四個獨立的軸信號通道，使裝置整體上更緊湊，成本也更低。
文檔編號H04B1/00GK2917094SQ20062011321
公開日2007年6月27日 申請日期2006年4月28日 優先權日2006年4月28日
發明者羅尼·赫普夫, 肖振 申請人:西門子(中國)有限公司