本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙工通信方式的單鏈路信號(hào)無線傳輸裝置。

背景技術(shù)：

為了提高旋轉(zhuǎn)裝置的智能性和工作效率，旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)平臺(tái)一般會(huì)集成嵌入式系統(tǒng)，非接觸旋轉(zhuǎn)件信號(hào)傳輸裝置要求信號(hào)能夠進(jìn)行雙向傳輸——即電能傳輸與信號(hào)傳輸基于同一鏈路進(jìn)行異頻雙工通信。如何實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)測(cè)試件與嵌入式系統(tǒng)之間的通信，保證信號(hào)在兩側(cè)可靠高速的傳輸非常重要。因?yàn)樾D(zhuǎn)機(jī)械應(yīng)用的場(chǎng)合非常廣泛，例如在高速環(huán)境下，旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間的通信不能由電纜來實(shí)現(xiàn)。所以需要采用一種非接觸式的信號(hào)傳輸方式來確保旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)件工作的順利進(jìn)行。

非接觸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的工作條件往往比較惡劣，如高溫、高壓、高速等諸多復(fù)雜環(huán)境，所以外界環(huán)境帶來的干擾必須加以高度的重視。這樣一來就要求旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)有很高的抗干擾能力來抵消噪聲和干擾。總之旋轉(zhuǎn)裝置的信號(hào)傳輸關(guān)鍵是：非接觸式、雙工通信、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)等。

對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)惡劣環(huán)境下的能量供給技術(shù)、信號(hào)無線傳輸技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，迫切需要提出一種綜合材料力學(xué)、電磁感應(yīng)技術(shù)、無線數(shù)傳技術(shù)，適用于旋轉(zhuǎn)體的非接觸測(cè)試的小型化、數(shù)字化、嵌入式的動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)試方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種基于雙工通信方式的單鏈路信號(hào)無線傳輸裝置。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于雙工通信方式的單鏈路信號(hào)無線傳輸裝置，其分為能量信號(hào)發(fā)送部分和數(shù)據(jù)信號(hào)接收部分；能量信號(hào)發(fā)送部分包括：載波信號(hào)發(fā)生器1、功率放大器2、定子感應(yīng)線圈3、檢波器9、低通濾波器10、多級(jí)放大器11、方波信號(hào)發(fā)生器12；數(shù)據(jù)信號(hào)接收部分包括：轉(zhuǎn)子感應(yīng)線圈4、整流穩(wěn)壓器8、電阻應(yīng)變橋、運(yùn)算放大器7、壓頻轉(zhuǎn)換器6、調(diào)制器5；

在電能傳輸路徑上：

所述載波信號(hào)發(fā)生器1產(chǎn)生高頻載波信號(hào)，載波信號(hào)經(jīng)功率放大器2驅(qū)動(dòng)后，加載到定子感應(yīng)線圈3的兩端；

所述轉(zhuǎn)子感應(yīng)線圈4接收到高頻載波信號(hào)后，將此交流信號(hào)經(jīng)整流穩(wěn)壓器8整流、穩(wěn)壓后為轉(zhuǎn)子其他部分及應(yīng)變電橋提供電源；

在信號(hào)傳輸路徑上：

旋轉(zhuǎn)被測(cè)試件上，所述電阻應(yīng)變橋?qū)⑿D(zhuǎn)軸系所受扭矩轉(zhuǎn)化為微小的電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器7放大，再經(jīng)壓頻轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)化為低頻信號(hào)；

此低頻信號(hào)經(jīng)調(diào)制器5調(diào)制后，加載到轉(zhuǎn)子感應(yīng)線圈4的兩端；

所述定子感應(yīng)線圈3通過電磁感應(yīng)得到調(diào)制后的信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)檢波器9、低通濾波器10濾波后得到交流信號(hào)，此信號(hào)頻率與軸裝模塊壓頻轉(zhuǎn)換后的信號(hào)頻率一致；

信號(hào)經(jīng)多級(jí)放大器11放大后，經(jīng)方波信號(hào)發(fā)生器12整形為標(biāo)準(zhǔn)的方波信號(hào)。

(三)有益效果

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備如下有益效果：

(1)該方案通過一條鏈路實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能，節(jié)約空間，結(jié)構(gòu)簡單。

(2)該方案通過多級(jí)濾波及檢波手段實(shí)現(xiàn)高效的抗干擾能力。

(3)該方案同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙工通信方案，并具備低功耗特點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明技術(shù)方案原理圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于雙工通信方式的單鏈路信號(hào)無線傳輸裝置，如圖1所示，其分為能量信號(hào)發(fā)送部分和數(shù)據(jù)信號(hào)接收部分；能量信號(hào)發(fā)送部分包括：載波信號(hào)發(fā)生器1、功率放大器2、定子感應(yīng)線圈3、檢波器9、低通濾波器10、多級(jí)放大器11、方波信號(hào)發(fā)生器12；數(shù)據(jù)信號(hào)接收部分包括：轉(zhuǎn)子感應(yīng)線圈4、整流穩(wěn)壓器8、電阻應(yīng)變橋、運(yùn)算放大器7、壓頻轉(zhuǎn)換器6、調(diào)制器5；

其工作過程為：首先把輸入信號(hào)，即基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的頻帶信號(hào)，這其實(shí)是信號(hào)的調(diào)制過程，然后對(duì)調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行功率放大用來驅(qū)動(dòng)發(fā)送線圈，產(chǎn)生高頻交變磁場(chǎng)。數(shù)據(jù)信號(hào)接收部分的接收線圈在高頻交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電壓，此電壓經(jīng)過一定的放大并送入濾波器中，檢出一定頻率的頻帶信號(hào)后，最終經(jīng)過解調(diào)電路，恢復(fù)成基帶信號(hào)輸出。

在電能傳輸路徑上：

所述載波信號(hào)發(fā)生器1產(chǎn)生高頻載波信號(hào)，載波信號(hào)經(jīng)功率放大器2驅(qū)動(dòng)后，加載到定子感應(yīng)線圈3的兩端；

所述轉(zhuǎn)子感應(yīng)線圈4接收到高頻載波信號(hào)后，將此交流信號(hào)經(jīng)整流穩(wěn)壓器8整流、穩(wěn)壓后為轉(zhuǎn)子其他部分及應(yīng)變電橋提供電源；

在信號(hào)傳輸路徑上：

旋轉(zhuǎn)被測(cè)試件上，所述電阻應(yīng)變橋?qū)⑿D(zhuǎn)軸系所受扭矩轉(zhuǎn)化為微小的電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器7放大，再經(jīng)壓頻轉(zhuǎn)換器6轉(zhuǎn)化為低頻信號(hào)；

此低頻信號(hào)經(jīng)調(diào)制器5調(diào)制后，加載到轉(zhuǎn)子感應(yīng)線圈4的兩端；

所述定子感應(yīng)線圈3通過電磁感應(yīng)得到調(diào)制后的信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)檢波器9、低通濾波器10濾波后得到交流信號(hào)，此信號(hào)頻率與軸裝模塊壓頻轉(zhuǎn)換后的信號(hào)頻率一致；

信號(hào)經(jīng)多級(jí)放大器11放大后，經(jīng)方波信號(hào)發(fā)生器12整形為標(biāo)準(zhǔn)的方波信號(hào)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。