[实用新型]一种利用调频信号进行数据传递的装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种利用调频信号进行数据传递的装置。

背景技术

一般的数据传递方法都依赖一定的电气标准和协议标准。比如RS422/RS232总线、CAN总线都依据总线上的电平高低代表“显性”和“隐性”，即1和0.经过对1、0序列的组合辅助以不同形式的起始停止，帧等传递数据。比如标准的调制信号利用频率分量的不同代表了“显性”和“隐性”量，即1和0.经过1、0序列的组合形成数据。再比如1553B总线依据曼彻斯特编码标准识别“显性”和“隐性”，即1和0.经过帧的组合收发数据。

这些总线标准都是基于“显性”和“隐性”位的识别，形成1、0。再以1、0的数据序列组合形成数据。在某些特定场合、我们需要一种传递方式，这种传递方式不依赖某种编码格式、不依赖某种标准电气标准、而且能直接传递带小数信息的数据。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种利用调频信号进行数据传递的装置。这里的调频信号指按一定的对应关系将数据转化成的脉冲序列。脉冲序列经一定的手段进行传递，在接收端以相对应的手段接收脉冲序列，并将脉冲序列利用对应关系进行解码、还原数据，以达到数据传递的目的；同时脉冲信号是抗干扰性最强的。

本实用新型的技术方案是：

一种利用调频信号进行数据传递的装置，其特殊之处在于，该装置包括：

1）数据转化和脉冲发生装置

所述数据转化和脉冲发生装置包括依次连接的输入接口、单片机、数据转化和脉冲发生FPGA以及调频输出接口；

1.1）所述输入接口采用标准的RS422接口，波特率采用115200bps；

1.2）所述单片机将输入的数据依照统一的计算方法，对比信息的最大最小值、将所输入的信息转化为[-1,1]内的一个标量值，传递给FPGA；

1.3）所述数据转化和脉冲发生FPGA包括依次连接的编码单元、控制单元以及定时计数器；

依据单片机输入的[-1,1]内的标量值，所述FPGA内编码单元计算两种固定频率在一个调频波序列周期内的所占的时间长度；控制单元依据编码单元的输出控制输出调频波序列的周期以及两种固定频率在调频波输出周期内的输出时间；利用DCM倍频出的时钟设计定时计数器、实现调频波输出时间以及调频波精度的精确控制；

1.4）调频输出接口将3.3V的脉冲序列转化为脉冲输出要求的信号；输出接口采用光耦隔离后，经推完放大电路增加驱动能力的电路；

2）脉冲采集和信息还原装置

所述脉冲采集和信息还原装置包括依次连接的脉冲采集接口、信号调理单元、脉冲采集和信息还原FPGA以及数据输出接口；

2.1）所述信号调理单元将从脉冲采集接口接收的信号经光耦隔离处理后、转化成标准TTL电平的脉冲序列；

2.2）所述脉冲采集和信息还原FPGA包括依次连接的定时计数器及数据还原单元；

以定时计数器计数定时的方式获取脉冲序列的信息，并以解码算法将脉冲序列还原为[-1,1]内标量值；最后依照统一的计算方法将[-1,1]内标量值的还原为数据；在脉冲采集和信息还原FPGA中实现UART核，实现和标准串口的通信；

2.3）所述数据输出接口采用RS422接口输出。

上述数据转化和脉冲发生装置与脉冲采集和信息还原装置都有为系统内部各单元提供符合要求的独立电源。

上述单片机选取新华龙公司的C8051F系列单片机中的C8051F120；所述FPGA采用型号为XC3S50AN的XILINX公司的FPGA。

本实用新型优点在于：提供了一种不依赖某种编码格式、不依赖某种标准电气标准、而且能直接传递带小数信息的数据的全新数据传递的装置。

附图说明

图1为调频信号示意图；

图2为数据转换和脉冲发生部分原理框图；

图3为脉冲采集和信息还原部分原理框图。

具体实施方式

数据与调频信号对应关系

调频信号的周期T为固定值，在周期T内有两种频率f₁、f₂的方波（f₁、f₂的占空比都为50%）。T_f1为调频信号T周期内f₁所持续的时间，T_f2为调频信号T周期内f₂所持续的时间。在此我们建立数据X（-1≦X≦1）与T_f1、T_f2、T之间的映射关系，即这样我们就能以两种方波持续的时间来表示[-1,1]之间的数据了。