[发明专利]数字量信号长距离传输方法

说明书

本发明属于一种信号传输方法，具体涉及一种数字量信号长距离传输方法。

目前，数字量信号传输有并行传输和串行传输两种。并行传输只能可靠传输几米远，所需传输线的根数为并行数字量的位数，要用较多的传输线；串行传输距离可达十几米至几十米，所需传输线为一或多根不等，传输后需进行串/并转换，还需进行校验及纠错，更长距离传输时要用专门的设备进行调制和解调，其接口和操作都比较复杂。通常，并行数字量信号的长距离传输是转换成串行信号后进行传输的，首先，用并/串转换电路，在一个时钟信号的控制下，把每个并行数据转换成一串串行数据，同时加上起始位、奇偶校验位、停止位等信息，共同组成一个串行数据串，然后经过电平转换和驱动后进行传输的，传输后的信号再经过接收电路进行电平转换和用串/并转换电路还原成并行数据，同时对它进行奇/偶校验以判定传输是否正确，如正确则认为接收到的数据有效，如不正确则请求重新发送数据。

本发明的目的在于提供一种传输距离长，使用传输线少，传输接口和操作都较简单的数字量信号长距离传输方法。

本发明的技术方案是：一种数字量信号长距离传输方法，它包括由传感器输出并行数字量信号，用转换电路将其转换，并经驱动电路驱动后进行长距离传输，传输后的信号由接收电路接收。其特点是：用精密基准频率产生器产生精密基准频率f_s，由f_s使锁存信号产生器产生锁存信号f_c，f_c控制锁存器对由传感器输入的并行数字量信号D_i进行锁存，数字量信号D_i是与模拟量信号相对的物理量，在数值上是分散、不连续的；数字量信号D_i经过锁存器锁存后成为信号D，D与D_i之间的对应关系为：在某时刻t₁将t₁时刻的数字量信号D_i锁定，作为数字量信号D输出，一直到另一时刻t₂将t₂时刻的数字量信号D_i锁定，保存并作为信号D输出，即在[t₁～t₂)期间，信号D在数值上等于t₁时刻的数字量信号D_i；信号D控制D/F变换电路把f_s变换成与(D)对应的频率信号f_o，D/F变换符合f_o＝f_s·D/2ⁿ关系，n是数字量信号D以二进制表示的位数；D/F变换电路中所用器件的最高工作频率是f_max，n须满足2ⁿ＜f_max；频率信号f_o经驱动器驱动后进行长距离传输，传输后的信号f_o′由光电耦合器接收并进行电平转换为f_i，f_i由测量系统进行计数，然后还原成数字量D。

本发明中将传感器输出的电平数字量信号变换成频率信号进行长距离传输，它区别于V/F(电压—频率)变换和DAC(数字量—模数)变换，是一种独立的变换方法。它克服了并行传输距离短、传输线多，以及串行传输接口和操作都比较复杂的缺点。具有接口简单、多位并行数字量信号只用一根传输线就能可靠地进行长距离传输的优点。

本发明具体优点是：

(1)变换电路简单实用，实施例中IC1—IC5五片CMOS集成电路放在小于7×7cm²的印刷电路板上；

(2)可长距离传输并行电平数字信号；

(3)抗干扰能力强。实施例中D/F变换电路采用+15V电源工作，使输出信号幅度为+15V，另外在信号接收端采用光电耦合器，使信号成为电流环传输。由于传输信号幅度较高且用电流传输，因此具有很强的抗干扰能力；

(4)容错能力强，不需校验。实施例中所采用的电路在1秒钟内有小于等于64个干扰脉冲进入传输系统也不会造成误码，也不需校验；

(5)接口简单。实施例中的接口为一个光电耦合器4N25，然后用计数器就可以把频率信号还原成数字量；

(6)具有明显的经济效益。本发明把需多根传输线进行传输的并行数字量信号变换成只需一根传输线的频率信号，长距离传输时既能稳定可靠传输，又大大降低了成本；

(7)可适应野外工作环境。实施例中集成电路全部采用CMOS4000系列的芯片，其工作温度范围为-40℃～+80℃。

现结合附图和实施例对本发明作具体描述：

图1为本发明原理框图；