專利名稱：一種延長1553b總線信號傳輸距離的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種延長1553B總線信號傳輸距離的裝置。
背景技術：
1553B總線又稱MIL-STD-1553B總線，現被廣泛用于飛機綜合航電系統(tǒng)、外掛物管理與集成系統(tǒng)，并逐步擴展到飛行控制等系統(tǒng)及坦克、艦船、航天等領域。由于協(xié)議本身的限制，1553B總線系統(tǒng)的傳輸距離最高可達200m，短截線傳輸距離6m左右，無法滿足某些場合如遠距離控制系統(tǒng)的特殊需求。本實用新型裝置以光信號作為中間傳輸載體，起到延長1553B總線信號傳輸距離的功能，使其傳輸距離可達到5Km以上，同時還可避免電磁干擾所帶來的影響。
實用新型內容本實用新型的技術解決問題是克服現有技術的不足，提供一種延長1553B總線信號傳輸距離的裝置，以光纖介質為載體，通過信號轉換裝置，將1553B總線電信號轉換成1553B總線光信號，降低信號傳輸過程中的損耗和干擾，延長總線信號傳輸距離，解決1553B總線信號傳輸距離較短的問題。本實用新型的技術解決方案是一種延長1553B總線信號傳輸距離的裝置，其特征在于包括信號傳輸介質和兩套信號轉換裝置，信號轉換裝置包括電源模塊、功能模塊、總線電信號接口、總線光信號接口和封裝外殼，電源模塊提供信號轉換的電源，功能模塊實現1553B電信號和光信號之間的轉換，總線電信號接口和總線光信號接口作為1553B總線信號輸入輸出端口，電源模塊和功能模塊裝在封裝外殼中；所述的功能模塊包括電平轉換單元、1553B編/解碼器、控制單元、單端信號轉換單元和光收發(fā)模塊，其中，電平轉換單元接收總線電信號接口傳輸過來的總線電信號，并將1553B總線信號轉換成易于處理的差分信號，再輸出差分信號到單端信號轉換單元；接收1553B編/解碼器發(fā)送過來的編碼信息和控制單元發(fā)送過來的控制信號，信號有效時將編碼信息電平轉換為總線信號電平，經總線電信號接口傳輸出去；單端信號轉換單元接收電平轉換單元輸出的差分信號，并將差分信號轉換成單端信號并輸入到光收發(fā)模塊中，驅動光收發(fā)模塊；光收發(fā)模塊信號發(fā)射時，接收單端信號轉換單元輸出的單端電信號，將其轉換成1553B光信號，并通過信號傳輸介質輸出到另外一個信號轉換裝置的光收發(fā)模塊；信號接收時，接收信號傳輸介質傳輸過來的1553B光信號，并將其轉換成電信號，再將電信號輸入到1553B編/解碼器中；1553B編/解碼器接收光收發(fā)模塊的電信號進行解碼，將信息提供給控制單元；同時將解碼的信息進行重新編碼，再將編碼信息發(fā)送到電平轉換單元；控制單元實時監(jiān)控1553B編/解碼器，采集1553B解碼數據，當解碼信號為有效的消息時，控制單元發(fā)送輸出控制信號打開電平轉換單元的輸入通道，發(fā)送編碼信息，當解碼信號為無效的消息時，控制單元發(fā)送輸出控制信號關閉電平轉換單元的輸入通道，無編碼信息發(fā)出，總線為空閑狀態(tài)。本實用新型與現有技術相比的優(yōu)點在于(I)本裝置提供了一種延長1553B總線信號傳輸距離的裝置，使1553B總線信號傳輸距離達到5Km以上，而無需更改原有的控制系統(tǒng)結構，無需研制專用的三態(tài)光模塊，節(jié)約了成本；(2)產品空間體積小，便于安裝。
圖Ia為本實用新型裝置的外形左視圖；圖Ib為本實用新型裝置的外形主視圖；圖Ic為本實用新型裝置的外形右視圖；圖2為本實用新型裝置的內部結構圖；圖3為本實用新型裝置工作連接圖。I-電源接口 ；2_總線電信號接口 ；3_電源模塊；4_功能模塊；5_封裝外殼；6_總線光信號接口 ；7-電平轉換單元；8_單端信號轉換單元；9_光收發(fā)模塊；10-1553B編/解碼器；11-控制單元；12-信號收發(fā)終端；13-信號轉換裝置；14、15_總線光信號傳輸介質；16-信號轉換裝置；17_信號收發(fā)終端。
具體實施方式
通過兩套信號轉換裝置和信號傳輸介質三部分，實現1553B總線信號的長距離傳輸。信號轉換裝置分信號發(fā)送轉換和信號接收轉換兩種，每種信號轉換裝置均包含電源模塊、功能模塊、總線電信號接口、總線光信號接口、封裝外殼四個部分。電源模塊可采用內置和外接兩種模式，為總線光信號之間的轉換提供電源；功能模塊實現1553B電信號和光信號之間的轉換；總線電信號接口和總線光信號接口作為1553B總線信號輸入輸出端口 ；封裝外殼起到保護內部元件及安裝功能。裝置的總線信號發(fā)送過程是利用電平轉換單元7、單端信號轉換單元8將總線模擬信號轉換成數字信號；再將數字信號加載到光收發(fā)模塊上，調制成光信號進行發(fā)送。裝置的總線信號傳輸過程是以設定的光纖為介質，使1553B總線光信號在5Km距離范圍內不發(fā)生影響信號完整性的衰減和干擾。裝置的總線信號接收過程是光收發(fā)模塊接收光纖接口發(fā)送過來的光信號，并轉換成數字信號；利用1553B編/解碼器將數字信號整形還原；通過控制單元對編/解碼過程進行監(jiān)控、判斷，當解碼的信號為有效的消息時，控制單元打開電壓轉換芯片的輸入通道，數字信號即可轉換為總線模擬信號。為了解決總線三態(tài)電信號(高電平、低電平、空閑信號)在光纖中傳輸后的還原問題，常用的方法是研制一種三態(tài)光模塊，即分別用三種不同的光信號來表示總線信號三種狀態(tài)。本裝置則是利用1553B編/解碼器通過識別1553B信號的同步頭來判斷總線信號的有無，即當判斷同步頭有效時，認為總線處于工作狀態(tài)，需要將接收到的數字信號轉換成模擬信號，否則總線處于空閑狀態(tài)，此時控制單元將關閉電平轉換單元輸入通道。由于避免開發(fā)特殊的光電轉換模塊，而直接使用通用的模塊，因此便于器件的選擇、保證產品質量以及降低成本。該裝置為雙通道結構，每個通道均具備發(fā)送和接收信號的功能。為實現信號轉換，功能模塊主要包括以下單元電平轉換單元7、1553B編/解碼器10、控制單元11、單端信號轉換單元8、光收發(fā)模塊9。電平轉換單元7 :接收總線電接口 2傳輸過來的總線電信號，并將1553B總線信號轉換成易于處理的差分信號，再輸出差分信號到單端信號轉換單元8，完成總線電信號接收過程；接收1553B編/解碼器10發(fā)送過來的編碼信息和控制單元11發(fā)送過來的控制信號，信號有效時將編碼信息電平轉換為總線信號電平，經總線電信號接口 2傳輸出去，完成電信號的發(fā)射過程。單端信號轉換單元8 :接收電平轉換單元7輸出的差分信號，并將差分信號轉換成 單端信號并輸入到光收發(fā)模塊中，驅動光收發(fā)模塊9。光收發(fā)模塊9 :接收單端信號轉換單元8輸出的單端電信號，并將其轉換成1553B光信號，并通過總線光信號傳輸介質輸出到另外一裝置的光收發(fā)模塊單元，完成光信號發(fā)射過程；或接收總線光信號傳輸介質傳輸過來的1553B光信號，并將其轉換成電信號，再將電信號輸入到1553B編/解碼器10中，完成光信號接收過程。1553B編/解碼器10 :經光收發(fā)模塊9轉換的電信號輸入到1553B編/解碼器10進行解碼，該單元可識別出信號的類型、傳輸數據等信息，并將信息提供給控制單元11進行判斷信號的有效性；同時將解碼的信息進行重新編碼，再將編碼信息發(fā)送到電平轉換單兀7,這樣矯正了傳輸過程中1553B信號產生的畸變,從而得到了標準信號?？刂茊卧?1 :實時監(jiān)控1553B編/解碼器10，采集1553B解碼數據，當解碼信號為有效的消息時，控制單元11發(fā)送輸出控制信號打開電平轉換單元7輸入通道，發(fā)送編碼信息，當解碼信號為無效的消息時，控制單元11發(fā)送輸出控制信號關閉電平轉換單元7輸入通道，無編碼信息發(fā)出，總線為空閑狀態(tài)。上述功能模塊4所包含的各器件均為通用，可以通過購買獲得，如電平轉換單元7可以采用美國HOLT公司的HI1567PSI，單端信號轉換單元8可以采用斯派克公司的SP-481，光收發(fā)模塊9可以采用武漢元創(chuàng)的0CB353，1553B編/解碼器10可以采用美國HOLT公司的HI1553PSI，控制單元可以采用美國芯科公司的C8051F350DK等。為了實現延長1553B信號傳輸距離的功能，需要利用光介質作為載體來傳送信號。在實際使用過程中，系統(tǒng)信號收發(fā)終端12通過總線電纜將1553B總線信號輸入信號轉換裝置13中，信號轉換裝置13把總線信號轉換為光信號，光信號通過光纖傳輸介質14/15到達信號轉換裝置16，信號轉換裝置16再將光信號還原為與系統(tǒng)信號收發(fā)終端12發(fā)送信號一樣的1553B信號，從而將正確的信號發(fā)送到系統(tǒng)信號收發(fā)終端17上；由于信號轉換裝置設計為雙通道結構，一條通道完成信號收發(fā)終端12到信號收發(fā)終端17的通信，另一條通道實現信號收發(fā)終端17到信號收發(fā)終端12的通信。該功能的實現可使總線的控制距離達到5Km以上。下面以信號收發(fā)終端12到信號收發(fā)終端17的通信過程為例，結合圖3將實現過程作一個詳細的描述信號收發(fā)終端12發(fā)出的總線信號需經過總線電纜輸入到信號轉換裝置13中，功能模塊4上電平轉換單元7將總線信號轉換成易于處理的數字信號，再經單端電信號轉換單元8轉換為單端信號并輸入到光收發(fā)模塊9中，光收發(fā)模塊9再將單端電信號轉換為光信號，注入到總線光信號傳輸介質14/15中，進行遠距離通信。信號轉換裝置13發(fā)射出來的光信號經過遠距離的光纖傳輸到達信號轉換裝置16，光信號經光收發(fā)模塊9轉換為單端電信號。為了判斷該信號是否為有效的總線信號，先將單端電信號經1553B編/解碼器10進行解碼，解碼數據經過控制單元11的判斷比較并發(fā)出一個輸出控制信號到電平轉換單元7。若解碼的信息包含符合1553B協(xié)議的消息同步頭，則認為此時傳輸的信號為有效的總線信號，控制單元打開電平轉換單元7輸入通道，解碼的數據再經過1553B編/解碼器10進行編碼輸出信號并注入到電平轉換單元7，轉換為總線信號發(fā)射到信號收發(fā)終端17中。當傳輸的信號為無效信號時，控制單元關閉電平轉換單元輸入通道，此時禁止信號轉換裝置16輸出電信號，總線處于空閑狀態(tài)。信號收發(fā)終端17到信號收發(fā)終端12的通信過程同上面所述完全一致，這里不再進行詳細描述。本實用新型說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。
權利要求1.一種延長1553B總線信號傳輸距離的裝置,其特征在于包括信號傳輸介質(14、15)和兩套信號轉換裝置(13、16)，信號轉換裝置(13、16)包括電源模塊(3)、功能模塊(4)、總線電信號接口(2)、總線光信號接口(6)和封裝外殼(5)，電源模塊(3)提供信號轉換的電源，功能模塊(4)實現1553B電信號和光信號之間的轉換，總線電信號接口(2)和總線光信號接口(6)作為1553B總線信號輸入輸出端口，電源模塊(3)和功能模塊(4)裝在封裝外殼(5)中；所述的功能模塊(4)包括電平轉換單元(7)、1553B編/解碼器(10)、控制單元(11)、單端信號轉換單元(8)和光收發(fā)模塊(9)，其中， 電平轉換單元⑵接收總線電信號接口⑵傳輸過來的總線電信號，并將1553B總線信號轉換成易于處理的差分信號，再輸出差分信號到單端信號轉換單元(8);接收1553B編/解碼器(10)發(fā)送過來的編碼信息和控制單元(11)發(fā)送過來的控制信號，信號有效時將編碼信息電平轉換為總線信號電平，經總線電信號接口⑵傳輸出去； 單端信號轉換單元(8):接收電平轉換單元(7)輸出的差分信號，并將差分信號轉換成單端信號并輸入到光收發(fā)模塊(9)中，驅動光收發(fā)模塊(9)； 光收發(fā)模塊(9):信號發(fā)射時，接收單端信號轉換單元(8)輸出的單端電信號，將其轉換成1553B光信號，通過總線光信號接口(6)注入到信號傳輸介質輸出到另外一個信號轉換裝置的光收發(fā)模塊(9);信號接收時，接收信號傳輸介質傳輸過來的1553B光信號，并將其轉換成電信號，再將電信號輸入到1553B編/解碼器中(10)； 1553B編/解碼器(10):接收光收發(fā)模塊(9)的電信號進行解碼，將信息提供給控制單元(11);同時將解碼的信息進行重新編碼，再將編碼信息發(fā)送到電平轉換單元(7)； 控制單元(11):實時監(jiān)控1553B編/解碼器(10)，采集1553B解碼數據，當解碼信號為有效的消息時，控制單元(11)發(fā)送輸出控制信號打開電平轉換單元(7)的輸入通道，發(fā)送編碼信息，當解碼信號為無效的消息時，控制單元(11)發(fā)送輸出控制信號關閉電平轉換單元(7)的輸入通道，無編碼信息發(fā)出，總線為空閑狀態(tài)。
專利摘要一種延長1553B總線信號傳輸距離的裝置，包括信號傳輸介質和兩套信號轉換裝置，信號轉換裝置包括電源模塊、功能模塊、I/O接口、封裝外殼，電源模塊提供信號轉換的電源，功能模塊實現1553B電信號和光信號之間的轉換，I/O接口作為1553B總線信號輸入輸出端口，電源模塊和功能模塊裝在封裝外殼中，本實用新型降低信號傳輸過程中的損耗和干擾，延長總線信號傳輸距離，解決1553B總線信號傳輸距離較短的問題。
文檔編號H04B10/12GK202475429SQ20112057373
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者劉小旦, 呂超群, 周升俊, 曹啟友, 管思陽, 逄沖 申請人:杭州航天電子技術有限公司