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激光打標控制系統的光纖通訊裝置及編碼方法.pdf

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激光 控制系統 光纖 通訊 裝置 編碼 方法
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摘要
申請專利號:

CN201110430434.1

申請日:

2011.12.20

公開號:

CN102571209B

公開日:

2015.01.28

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04B 10/12申請日:20111220|||公開
IPC分類號: H04B10/25(2013.01)I 主分類號: H04B10/25
申請人: 深圳市大族激光科技股份有限公司
發明人: 楊賢卓; 孟方; 陰波波; 楊錦寧; 高云峰
地址: 518057 廣東省深圳市南山區高新技術產業園北區新西路9號
優先權:
專利代理機構: 深圳市君盈知識產權事務所(普通合伙) 44315 代理人: 陳琳
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110430434.1

授權公告號:

102571209B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.28|||2012.09.19|||2012.07.11

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種激光打標控制系統的光纖通訊裝置及編碼方法,每位數據的發送編碼過程包括:在發送周期開始時刻,使發送電平跳轉一次;在一設定時段內維持當前電平;如果當前發送位是第一電平,在該設定時段過后使發送電平再跳轉一次;維持當前電平,直至發送周期截止時刻。本發明能夠大大改善EMC性能,并可以實現較長距離傳輸。

權利要求書

1.一種激光打標控制系統的光纖通訊編碼方法,其特征在于,每位數據的
發送編碼過程依次包括:
在發送周期開始時刻,使發送電平跳轉一次;
在一設定時段內維持當前電平;
如果當前發送位為第一電平,在該設定時段過后使發送電平再跳轉一次;
維持當前電平,直至發送周期截止時刻。
2.如權利要求1所述的光纖通訊編碼方法,其特征在于,該第一電平指高
電平。
3.如權利要求1所述的光纖通訊編碼方法,其特征在于,該設定時段不超
過發送周期的一半。
4.如權利要求1所述的光纖通訊編碼方法,其特征在于,該設定時段不超
過發送周期的四分之一。
5.如權利要求1所述的光纖通訊編碼方法,其特征在于,每位數據的發送
頻率在10-50MHz。
6.如權利要求1所述的光纖通訊編碼方法,其特征在于,每組數據的接收
解碼過程依次包括:
取得與發送過程的同步;
捕獲延時該設定時長段之后的電平;
判斷該電平是否與一個接收周期之前的電平相同,是的話,解碼當前的發
送電平為第一電平,不是的話,解碼當前的發送電平為非第一電平。
7.如權利要求6所述的光纖通訊編碼方法,其特征在于,其中的捕獲延時
該設定時長段之后的電平所使用的采樣頻率不低于每位數據的發送頻率的四
倍。
8.如權利要求6所述的光纖通訊編碼方法,其特征在于,同步是通過在每
組數據的發送開始端設置一位的非第一電平,或者,同步是通過在每組數據的
發送開始端設置時寬超過一位的非第一電平。
9.如權利要求1所述的光纖通訊編碼方法,其特征在于,該激光打標控制
系統包括一激光打標卡和一數模轉換卡,該激光打標卡與數模轉換卡之間采用
單模光纖進行串行通訊。
10.一種激光打標控制系統的光纖通訊裝置,其特征在于,該激光打標控
制系統包括一激光打標卡和一數模轉換卡,該光纖通訊裝置包括設置在該激光
打標卡處的光纖發送模塊、設置在該數模轉換卡處的光纖接收模塊以及連接在
該光纖發送模塊與光纖接收模塊之間的單模光纖,該光纖通訊裝置采用串行通
訊,其中,每位數據的發送編碼過程包括:
在發送周期開始時刻,使發送電平跳轉一次;
在一設定時段內維持當前電平;
如果當前發送位為第一電平,在該設定時段過后使發送電平再跳轉一次;
維持當前電平,直至發送周期截止時刻。

說明書

激光打標控制系統的光纖通訊裝置及編碼方法

技術領域

本發明涉及激光打標設備,特別是涉及激光打標設備的控制系統。

背景技術

現有的激光打標設備的控制系統一般包括通訊連接的激光打標卡和DA卡,
這兩塊卡之間通過四組差分電纜來傳輸信號。現有的這種結構,存在兩方面的
不足:一、比較容易受到周圍環境電磁干擾和對周邊其他器件造成輻射干擾;
二、兩塊卡之間的距離受到比較大的限制。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于克服上述現有技術的不足,而提出一種激光
打標控制系統的光纖通訊裝置及編碼方法,能夠大大改善EMC性能,并可以實
現較長距離傳輸。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案包括,提出一種激光打標控制系
統的光纖通訊編碼方法,每位數據的發送編碼過程依次包括:

在發送周期開始時刻,使發送電平跳轉一次;

在一設定時段內維持當前電平;

如果當前發送位為第一電平,在該設定時段過后使發送電平再跳轉一次;

維持當前電平,直至發送周期截止時刻。

本發明的光纖通訊編碼方法,該第一電平指高電平。

本發明的光纖通訊編碼方法,該設定時段不超過發送周期的一半。優選地,
該設定時段不超過發送周期的四分之一。

本發明的光纖通訊編碼方法,每位數據的發送頻率在10-50MHz。

本發明的光纖通訊編碼方法,每組數據的接收解碼過程依次包括:

取得與發送過程的同步;

捕獲延時該設定時長段之后的電平;

判斷該電平是否與一個接收周期之前的電平相同,是的話,解碼當前的發
送電平為第一電平,不是的話,解碼當前的發送電平為非第一電平。

本發明的光纖通訊編碼方法,其中的捕獲延時該設定時長段之后的電平所
使用的采樣頻率不低于每位數據的發送頻率的四倍。

本發明的光纖通訊編碼方法,同步是通過在每組數據的發送開始端設置一
位的非第一電平,或者,同步是通過在每組數據的發送開始端設置時寬超過一
位的非第一電平。

本發明的光纖通訊編碼方法,該激光打標控制系統包括一激光打標卡和一
數模轉換卡,該激光打標卡與數模轉換卡之間采用單模光纖進行串行通訊。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案還包括,提出一種激光打標控制
系統中光纖通訊裝置,該激光打標控制系統包括一激光打標卡和一數模轉換卡,
該光纖通訊裝置包括設置在該激光打標卡處的光纖發送模塊、設置在該數模轉
換卡處的光纖接收模塊以及連接在該光纖發送模塊與光纖接收模塊之間的單模
光纖,該光纖通訊裝置采用串行通訊,其中每位數據的發送編碼過程包括:

在發送周期開始時刻,使發送電平跳轉一次;

在一設定時段內維持當前電平;

如果當前發送位為第一電平,在該設定時段過后使發送電平再跳轉一次;

維持當前電平,直至發送周期截止時刻。

與現有技術相比,本發明的激光打標控制系統的光纖通訊裝置及編碼方法,
能夠大大改善EMC性能,并可以實現較長距離傳輸。

附圖說明

圖1為本發明的激光打標控制系統的結構示意。

圖2為本發明的激光打標控制系統的光纖通訊裝置的框圖。

圖3為在本發明的激光打標控制系統中每位數據的發送編碼過程的流程示
意。

圖4為在本發明的激光打標控制系統中每位數據的接收解碼過程的流程示
意。

圖5為本發明的激光打標控制系統發送第一例數據的時間波形關系示意。

圖6為本發明的激光打標控制系統發送第二例數據的時間波形關系示意。

圖7為本發明的激光打標控制系統發送第三例數據的時間波形關系示意。

圖8為本發明的激光打標控制系統的發送編碼過程的時間波形關系示意。

圖9為本發明的激光打標控制系統中的DA卡的原理框圖。

圖10為本發明的激光打標控制系統中的DA卡的結構框圖。

具體實施方式

以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述。

參見圖1和圖2,本發明的激光打標控制系統包括:一激光打標卡和一數
模轉換卡。本發明的光纖通訊裝置包括:設置在該激光打標卡處的光纖發送模
塊和設置在該數模轉換卡處的光纖接收模塊,該光纖發送模塊與光纖接收模塊
之間采用單模光纖進行串行通訊。

考慮到需要替代現有的激光打標卡和DA卡(數模轉換卡)之間是由4組差
分電纜來傳輸信號的情形,本發明只需要設置一路單模光纖來完成數據傳輸。
再考慮到激光打標卡輸出的信號在10~50MHz的范圍,光纖發送模塊和光纖接收
模塊可以選用常用的150MHz的模塊。

參見圖9,本發明的激光打標控制系統中的DA卡大致包括:光纖接收模塊、
電平轉換模塊、信號解碼模塊、模擬輸出模塊以及為這些功能模塊供電的電源
模塊。參見圖10,具體而言,本發明的激光打標控制系統中的DA卡大致包括:
電源輸入10、光纖接收模塊11、信號轉換器12、電源模塊13、大容量電容組
14、能夠實現信號解碼單元151、信號處理單元152以及信號輸出單元153的
高性能可編程邏輯器件15、LED指示裝置16、功能選擇開關17、DAC轉換單元
18、模擬差分運算單元19、范圍選擇開關20、X軸和Y軸打標信號21以及多
功能輸出接口22。

考慮激光打標機的信號傳輸,需要將多組DA數據串行地通過光纖傳送至
DA卡,但是由于光纖模塊的限制,傳送速率太小會影響傳送。另外,遇到要發
送的數據是全H,或者全L的情形,光纖接收模塊收到的數據容易出現紊亂,
特此提出本發明的光纖通訊編碼方法。

參見圖3,每位數據的發送編碼過程包括以下步驟:

S101:在發送周期開始時刻,使發送電平跳轉一次;

S102:在一設定時段內維持當前電平;

S103:判斷當前發送位是否為第一電平,是的話,進入步驟S104,否則轉
步驟S105;

S104:使發送電平又跳轉一次;

S105:維持當前電平,直至發送周期截止時刻。

參見圖4,每組數據的接收解碼過程包括以下步驟:

S201:取得與發送過程的同步;

S202:捕獲延時該設定時長段之后的電平;

S203:判斷該電平是否與一個接收周期之前的電平相同,是的話,進入步
驟S204;不是的話,轉步驟S205;

S204:解碼當前的發送電平為第一電平;

S205:解碼當前的發送電平為非第一電平。

以下,對本發明的編碼方法進一步通過三個例舉來進行更詳細的說明。

參見圖5,發送第一例位串[01010]時的時間波形關系有:

發送一位數據的時間位T;

發送數據第一位0時,T時間內位高電平;

發送數據第二位1時,T時間內有一次電平翻轉;

發送數據第三位0時,T時間內是低電平;

發送數據第四位1時,T時間內有一次電平翻轉;

發送數據第五位0時,T時間內是高電平。

參見圖6,發送第二例位串[0000]時的時間波形關系有:

發送一位數據的時間位T;

在發送的數據是全0時,形成周期是2T的方波。

參見圖7,發送第三例位串[1111]時的時間波形關系有:

發送一位數據的時間位T;

在發送的數據是全1時,形成周期是T的方波。

參見圖8,以位串[010]的發送為例,編碼過程的時間波形關系說明:

需要在T周期內傳送一位二進制數據,即0或者1,定義如果在T周期內
有電平變化則傳送的位為1,否則所傳送的位為0。

將T周期分割為t1和t2兩個時段(T=t1+t2),t1段只用于改變電平信號,
t2段主要用于接收端檢測信號時使用。

可見,本發明產生編碼和發送的過程可以大致歸納為三步:

第一步、在發送開始時刻,首先改變發送位的電平。即如原來是L需要置
為H(高電平),如原來是H需要復位L(低電平);

第二步、在經過t1時間后,如果正在發送的信號是1,則再次改變輸出位
電平;如果正在發送的信號是0,則輸出不變;

第三步、保持電平t2時間,此位發送完畢;

如此重復直到要發送的數據發送完畢。

對應于上述發送端的情形,接收端需要一個高于傳輸信號的頻率來采集輸
入端的信號。在本發明的接收解碼的一個實施例中,可以采用周期為T的頻率
的4倍,或者4倍以上的頻率來采集輸入端的信號。大致地,接收信號解碼過
程可以包括以下步驟:

第一步、同步采集到信號,通常接收一組數據時會有一個L位作為同步信
號,或者使用一個超過T時間的L電平,更利于檢測到數據的開始位。

第二步、采集T時間內的t2的電平信號。

第三步、解碼,如果從t2時間內采集的信號電平和前一個T時間內的信號
電平相同則接收的此位信號為1,否則說明接收到的信號位0.

需要說明的是,為了利于采集信號,發送位數據是1時,t1時刻的電平可
以盡量窄,t1是用做平衡光纖傳輸頻率限制,舉例而言,t1時刻應該不超過
T/2,優選地,t1時刻應該不超過T/4。t1時段窄了,t2時段的電平信號足夠
長可以方便信號采集。

在本發明的接收解碼的另一個實施例中,接收解碼過程也可以是判斷在T
時間內有無電平翻轉。

與現有技術相比,本發明的激光打標控制系統的光纖通訊裝置及編碼方法,
發送串行數據時,要發送數據位的數值不僅于本次發送的電平信號有關,還與
上次所發送電平信號有關;經過編碼后所傳輸的電平信號的頻率只有周期是T,
或者周期是2T的頻率,其中T為發送一位數據所用的時間;由于可以使串行通
訊時,傳輸數據波形的頻率只在1倍或1/2倍之間,從而有利于低頻光纖通訊,
進而通過光纖通訊相對現有電纜通訊的優勢,大大改善EMC性能,并可以實現
較長距離傳輸。

以上,僅為本發明之較佳實施例,意在進一步說明本發明,而非對其進行
限定。凡根據上述之文字和附圖所公開的內容進行的簡單的替換,都在本專利
的權利保護范圍之列。

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