一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法和隔離電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法，該方法包括：將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；根據(jù)高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號；將串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；向隔離器件發(fā)送低電壓差分信號，隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性，采用隔離器件的可對稱雙向傳輸特性和高頻特性，可以將電子內(nèi)窺鏡獲取的視頻信息通過隔離器件隔離出高電壓信號，也可以將電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)后端的控制信息通過隔離器件傳送至電子內(nèi)窺鏡，以及高頻特性實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。本發(fā)明還公開了一種隔離電路，包括隔離器件，通過該具有可對稱雙向傳輸特性和高頻特性的隔離器件可實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。
【專利說明】—種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法和隔離電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的說，是涉及一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法和隔離電路。
【背景技術(shù)】
[0002]電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)是一種使用內(nèi)鏡顯像技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷的醫(yī)療設(shè)備。配備微型圖像傳感器的內(nèi)鏡沿人體自然腔道進(jìn)入人體內(nèi)，采集視頻信息并將其回傳至系統(tǒng)后端進(jìn)行信號處理和顯像。系統(tǒng)后端還能夠向內(nèi)鏡發(fā)送多種控制信息。因此，信號在電子內(nèi)窺鏡后端與內(nèi)鏡之間是雙向傳輸?shù)摹?br> [0003]內(nèi)鏡中存在大量電學(xué)器件，因此，與人體接觸的內(nèi)鏡電路需要與外界的網(wǎng)電源或接地端進(jìn)行電氣隔離，以防止設(shè)備故障漏電危及人體安全。目前，內(nèi)鏡與系統(tǒng)后端之間設(shè)置了一個(gè)隔離帶，通常選用光耦器件作為隔離器件。光耦器件能夠進(jìn)行信號的光電轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)鏡電路與網(wǎng)電源或接地端之間的電氣隔離，還實(shí)現(xiàn)了信號在隔離帶中的傳輸。
[0004]但是，上述技術(shù)方案中，信號在一個(gè)光耦器件所在的路徑中只能單向傳輸，如果需要進(jìn)行逆向傳輸，只能增加 一條反向路徑，使得電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。而且光耦器件帶寬偏窄，約為10MHz，無法滿足寬頻帶信號的傳輸要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法和隔離電路，用于復(fù)用電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中的信號路徑，在一條信號路徑上實(shí)現(xiàn)兼容高頻帶信號的雙向傳輸，通過實(shí)施本技術(shù)方案，能夠在符合電氣安規(guī)隔離的前提下簡化電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)兼容高頻帶信號的傳輸。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法，包括:
[0008]將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；
[0009]根據(jù)所述高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號；
[0010]將所述串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；
[0011]向隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號，所述隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性。
[0012]其中，所述隔離器件為電容器或變壓器。
[0013]優(yōu)選的，
[0014]所述電容器的頻帶范圍為50MHz至IGHz ；
[0015]所述變壓器的頻帶范圍為50MHz至1GHz，所述變壓器的初次級匝數(shù)比為1:1。
[0016]其中，所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息或控制信息，
[0017]當(dāng)所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息時(shí)，所述方法還包括:
[0018]將關(guān)于所述視頻信息的模擬信號轉(zhuǎn)換為所述并行數(shù)字信號。[0019]優(yōu)選的，所述向隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號之后還包括:
[0020]將通過所述隔離器件的低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到所述并行數(shù)字信號和所述高速時(shí)鐘信號。
[0021]本發(fā)明在上述公開的一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法的基礎(chǔ)上，還公開了一種隔離電路，包括隔離器件，還包括:
[0022]升頻模塊，用于將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；
[0023]并串轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號;
[0024]差分轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；
[0025]發(fā)送模塊，用于向所述隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號，所述隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性。
[0026]其中，所述隔離器件為電容器或變壓器。
[0027]優(yōu)選的，
[0028]所述電容器的頻帶范圍為50MHz至IGHz ；
[0029]所述變壓器的頻帶范圍為50MHz至1GHz，所述變壓器的初次級匝數(shù)比為1:1。
[0030]其中，所述 并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息或控制信息，
[0031]當(dāng)所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息時(shí)，所述電路還包括:
[0032]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將關(guān)于所述視頻信息的模擬信號轉(zhuǎn)換為所述并行數(shù)字信號。
[0033]優(yōu)選的，所述電路還包括:
[0034]解調(diào)模塊，用于將通過所述隔離器件的低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到所述并行數(shù)字信號和所述高速時(shí)鐘信號。
[0035]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法，該方法包括:將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；根據(jù)所述高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號；將所述串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；向隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號，所述隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性，采用隔離器件的可對稱雙向傳輸特性和高頻特性，可以將電子內(nèi)窺鏡獲取的視頻信息通過隔離器件隔離出高電壓信號，也可以將電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)后端的控制信息通過隔離器件傳送至電子內(nèi)窺鏡，以及高頻特性實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。本發(fā)明還公開了一種隔離電路，包括隔離器件，通過該具有可對稱雙向傳輸特性和高頻特性的隔離器件可實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法流程圖；
[0038]圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法流程圖；
[0039]圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法流程圖；[0040]圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種隔離電路示意圖；
[0041]圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種隔離電路示意圖；
[0042]圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種隔離電路示意圖；
[0043]圖7為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種隔離電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】[0044]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0045]在安規(guī)要求上(醫(yī)療或通用設(shè)備)，要求電路的接口信號能夠承受4000VRMS/1分鐘的高壓隔離，同時(shí)還要傳輸較寬頻帶的信號，如高清視頻信息等，本方案以靈活、合理、簡單電路構(gòu)成的方法達(dá)成安規(guī)隔離的要求。
[0046]本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法，該方法包括:將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；根據(jù)所述高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號；將所述串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；向隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號，所述隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性，采用隔離器件的可對稱雙向傳輸特性和高頻特性，可以將電子內(nèi)窺鏡獲取的視頻信息通過隔離器件隔離出高電壓信號，也可以將電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)后端的控制信息通過隔離器件傳送至電子內(nèi)窺鏡，以及高頻特性實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。本發(fā)明還公開了一種隔離電路，包括隔離器件，通過該具有可對稱雙向傳輸特性和高頻特性的隔離器件可實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。
[0047]實(shí)施例一
[0048]請參閱附圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法流程圖。本實(shí)施例公開了一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法，該方法具體包括以下步驟；
[0049]步驟101:將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；
[0050]步驟102:根據(jù)高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號；
[0051]步驟103:將串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；
[0052]步驟104:向隔離器件發(fā)送低電壓差分信號，隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性。
[0053]所述具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性的隔離器件可以為任意具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性的隔離器件，其頻帶范圍可以為50MHz至1.5GHz,以隔離器件作為隔離區(qū)，其兩側(cè)形成電源區(qū)和隔離區(qū)，其中電源區(qū)內(nèi)電路連通交流電源，隔離區(qū)內(nèi)設(shè)置需要電氣隔離的電路，可以將視頻信息等無損耗的傳輸，也可以將電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)后端的控制信息通過隔離器件傳送至電子內(nèi)窺鏡。
[0054]優(yōu)選的，上述所述隔離器件為電容器或變壓器，所述電容器的頻帶范圍為50MHz至IGHz ;所述變壓器的頻帶范圍為50MHz至1GHz，所述變壓器的初次級匝數(shù)比為1:1。
[0055]所述電容器采用頻帶取值范圍為50MHz至IGHz的電容器，可以將傳輸帶寬擴(kuò)展到頻帶50MHz至IGHz ;所述變壓器采用頻帶取值范圍為50MHz至IGHz的變壓器，可以將傳輸帶寬擴(kuò)展到頻帶50MHz至IGHz。
[0056]本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法，該方法包括:將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；根據(jù)高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號；將串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；向隔離器件發(fā)送低電壓差分信號，隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性，采用隔離器件的可對稱雙向傳輸特性和高頻特性，可以將電子內(nèi)窺鏡獲取的視頻信息通過隔離器件隔離出高電壓信號，也可以將電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)后端的控制信息通過隔離器件傳送至電子內(nèi)窺鏡，以及高頻特性實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。
[0057]實(shí)施例二
[0058]請參閱附圖2，圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法流程圖。在上述實(shí)施例公開的基礎(chǔ)上，具體的，所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息或控制信息，當(dāng)所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息時(shí)，所述方法步驟還包括:
[0059]步驟100:將關(guān)于視頻信息的模擬信號轉(zhuǎn)換為并行數(shù)字信號。
[0060]本實(shí)施例在當(dāng)輸入信號為視頻信息時(shí)，由于視頻信息為模擬信號，需要先將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，才能進(jìn)行傳輸，有利于視頻信息的順利傳輸。
[0061]實(shí)施例三
[0062]請參閱附圖3，圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法流程圖。在上述實(shí)施例中圖1和圖2公開的基礎(chǔ)上，具體的，所述向隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號之后還包括以下步驟:
[0063]步驟105:將通過隔離器件的低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到并行數(shù)字信號和高速時(shí)鐘信號。
[0064]本實(shí)施例在所述向隔離器件發(fā)`送所述低電壓差分信號之后還包括:將通過所述隔離器件的低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到所述并行數(shù)字信號和所述高速時(shí)鐘信號。將低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到輸入端的并行數(shù)據(jù)信號和高速時(shí)鐘信號，使得原始數(shù)據(jù)無損耗的進(jìn)行隔離傳輸。
[0065]實(shí)施例四
[0066]具體的，請參閱附圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例公開的一種隔離電路示意圖。本發(fā)明實(shí)施例公開了一種隔離電路，包括隔離器件1，還包括:升頻模塊2，用于將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；并串轉(zhuǎn)換模塊3，用于根據(jù)高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號；差分轉(zhuǎn)換模塊4，用于將串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；發(fā)送模塊5，用于向隔離器件發(fā)送低電壓差分信號，隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性。
[0067]優(yōu)選的，上述所述隔離器件I可以為電容器或變壓器；所述電容器的頻帶范圍為50MHz至IGHz ;所述變壓器的頻帶范圍為50MHz至1GHz，所述變壓器的初次級匝數(shù)比為1:1。
[0068]本實(shí)施例公開的一種隔離電路，包括隔離器件，通過該具有可對稱雙向傳輸特性和高頻特性的隔離器件可實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。
[0069]實(shí)施例五
[0070]請參閱附圖5，圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種隔離電路示意圖。在上述實(shí)施例公開的一種隔離電路基礎(chǔ)上，所述并串轉(zhuǎn)換模塊3和所述差分轉(zhuǎn)換模塊4之間還包括:直流平衡模塊6，具有擾碼性質(zhì)，用于實(shí)現(xiàn)串行數(shù)字信號的隨機(jī)化，以縮減信號占用帶寬，提高隔離電路的性能指標(biāo)。
[0071]本實(shí)施例中在所述并串轉(zhuǎn)換模塊3和所述差分轉(zhuǎn)換模塊4之間還包括:直流平衡模塊6，該模塊具有擾碼性質(zhì)，用于實(shí)現(xiàn)串行數(shù)字信號的隨機(jī)化，以縮減信號占用帶寬，提高隔離電路的性能指標(biāo)。該模塊將所述并串轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成的串行數(shù)字信號進(jìn)行隨機(jī)化，實(shí)現(xiàn)直流平衡，使得所述差分轉(zhuǎn)換模塊的閾值設(shè)置簡單化，減少信號占用帶寬，提高隔離電路的性能指標(biāo)，更進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)高頻帶信號的傳輸。
[0072]實(shí)施例六
[0073]請參閱附圖6，圖6為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種隔離電路示意圖。在上述實(shí)施例公開的一種隔離電路基礎(chǔ)上，所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息或控制信息，當(dāng)所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息時(shí)，所述電路還包括:模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊7，用于將關(guān)于視頻信息的模擬信號轉(zhuǎn)換為并行數(shù)字信號。
[0074]本實(shí)施例 在當(dāng)輸入信號為視頻信息時(shí)，由于視頻信息為模擬信號，需要一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊現(xiàn)將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，才能進(jìn)行傳輸，有利于視頻信息的順利傳輸。
[0075]實(shí)施例七
[0076]請參閱附圖7，圖7為本發(fā)明另一實(shí)施例公開的一種隔離電路示意圖。在上述實(shí)施例中圖4和圖5公開的基礎(chǔ)上，具體的，所述電路還包括:
[0077]解調(diào)模塊8，用于將通過隔離器件的低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到并行數(shù)字信號和高速時(shí)鐘信號。
[0078]本實(shí)施例在發(fā)送模塊5之后還包括:解調(diào)模塊8，將通過所述隔離器件的低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到所述并行數(shù)字信號和所述高速時(shí)鐘信號。將低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到輸入端的并行數(shù)據(jù)信號和高速時(shí)鐘信號，使得原始數(shù)據(jù)無損耗的進(jìn)行隔離傳輸。
[0079]對于變壓器來說，作為共模信號的高電壓信號在變壓器初級線圈無法形成回路，因此無法順利通過變壓器耦合到次級，因此，共模信號只能通過變壓器的初次級寄生分布電容耦合到變壓器另一邊，利用變壓器電-磁-電的轉(zhuǎn)換特性，在磁路上用高強(qiáng)絕緣材料實(shí)現(xiàn)初次級之間的可靠絕緣，實(shí)現(xiàn)隔離作用。
[0080]對于電容器來說，低電壓差分信號的正負(fù)信號分別通過一個(gè)高耐壓小容量電容IpF-1OpF耦合到電源區(qū)，低電壓差分信號為頻率很高的高頻信號可以順利通過小容量的電容，而頻率為50Hz的低頻交流電壓信號很難通過小容量的電容，因此起到阻止低頻交流電壓信號通過隔離電路區(qū)，實(shí)現(xiàn)隔離作用。
[0081]另外，所述變壓器的耐壓范圍為2KV至4KV。
[0082]所述變壓器采用耐壓范圍為2KV至4KV的耐壓變壓器，可以在耐壓范圍內(nèi)進(jìn)行視頻信息等的傳輸。
[0083]優(yōu)選的，上述變壓器也可以用具有高強(qiáng)度隔離能力的以太網(wǎng)變壓器。
[0084]對于以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器可以在以太網(wǎng)設(shè)備中，在傳輸距離比較遠(yuǎn)的時(shí)候，可以增強(qiáng)傳輸信號，使其可以傳輸距離更遠(yuǎn)，另外，使以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器與外部隔離，抗干擾能力增強(qiáng)，其主要作用是更好的進(jìn)行高電壓信號隔離。
[0085]本發(fā)明利用頻帶取值范圍為50MHz至IGHz的變壓器，及頻帶取值范圍為50MHz至IGHz的電容，由于其高工作頻率特性及高工作頻率特性實(shí)現(xiàn)較寬帶寬的傳輸，其可達(dá)50MHz至IGHz的帶寬范圍；同時(shí)，利用變壓器電-磁_(tái)電的轉(zhuǎn)換特性，在磁路上用高強(qiáng)絕緣材料實(shí)現(xiàn)初次級之間的可靠絕緣，或者利用電容高頻低阻抗低頻高阻抗的特性，對低頻交流電壓的可靠絕緣而順利通過高頻信號，即可以順利傳輸高帶寬的視頻信息等的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了電子內(nèi)窺鏡與網(wǎng)電源或接地端之間的高強(qiáng)絕緣隔離。
[0086]具體的，在上述隔離器件為變壓器時(shí)，在隔離區(qū)將所有信號數(shù)字化之后，通過升頻模塊把系統(tǒng)時(shí)鐘通過同步升頻得到高速時(shí)鐘信號，在高速時(shí)鐘信號的驅(qū)動(dòng)下，把已經(jīng)轉(zhuǎn)換成低電壓差分信號進(jìn)行調(diào)制，然后將低電壓差分信號發(fā)送出去，低電壓差分信號具有高速率，高抗干擾能力。該低電壓差分信號可以順利通過高帶寬、高初次級耐壓隔離型差模變壓器，但是作為共模信號的高電壓信號在變壓器初級線圈無法形成回路，無法順利通過變壓器耦合到次級，因此，共模信號只能通過變壓器的初次級寄生分布電容耦合到變壓器另一邊，但是由于變壓器的分布電容很小，因此實(shí)際高壓漏電流很小，不會(huì)發(fā)生故障漏電對人體造成傷害。
[0087]以變壓器的初次級可對稱特性(匝數(shù)比1:1的變壓器初次級倒過來用特性一樣)解決了使用光耦只能單向傳輸?shù)膯栴}，以及變壓器的高工作頻率特性解決的光耦隔離電路窄帶寬的問題，如果需要進(jìn)行雙向信號的傳輸，需要使用兩個(gè)光耦，，而本發(fā)明僅需要一個(gè)變壓器就能完成雙向高頻隔離傳輸。
[0088]視頻信息等通過電磁方式通過變壓器之后，再通過解調(diào)模塊把低電壓差分信號還原成低電壓差分信號，時(shí)鐘也恢復(fù)為發(fā)送前的高速時(shí)鐘信號，從而完成了視頻信息等的隔離傳輸。[0089]具體的，在上述隔離器件為電容時(shí)，在隔離區(qū)把所有信號數(shù)字化之后，通過升頻模塊把系統(tǒng)時(shí)鐘通過鎖相環(huán)同步升頻得到高速時(shí)鐘信號，在高速時(shí)鐘信號的驅(qū)動(dòng)下，把已經(jīng)轉(zhuǎn)換成低電壓差分信號進(jìn)行調(diào)制，然后將低電壓差分信號發(fā)送出去，低電壓差分信號具有高速率，高抗干擾能力。該低電壓差分信號的正負(fù)信號分別通過一個(gè)高耐壓小容量電容IpF-1OpF耦合到電源區(qū)，低電壓差分信號為頻率很高的高頻信號可以順利通過小容量的電容，而頻率為50Hz的低頻交流電壓信號很難通過小容量的電容，因此起到阻止低頻交流電壓信號通過隔離區(qū)，可以順利將想要傳輸?shù)囊曨l信息等通過電容發(fā)送到電源區(qū)進(jìn)行處理，對傳輸?shù)诫娫磪^(qū)的低電壓差分信號進(jìn)入解調(diào)，還原出原來的低電壓差分信號和原頻率的高速時(shí)鐘信號。
[0090]以電容的兩極對稱特性(電容由兩個(gè)電極中間填充絕緣材料形成，因此高頻電流從哪邊進(jìn)哪邊出都一樣)解決了光耦只能單向傳輸?shù)膯栴}，以及電容高工作頻率特性(頻率越高阻抗越低)解決的光耦隔離電路窄帶寬的問題，如果需要進(jìn)行雙向信號的傳輸，需要使用兩個(gè)光I禹，而本發(fā)明僅需要一個(gè)電容就能完成雙向高頻隔離傳輸。
[0091]視頻信息等通過耦合方式通過電容之后，再通過解調(diào)模塊把低電壓差分信號還原成低電壓差分信號，時(shí)鐘也恢復(fù)為發(fā)送前的高速時(shí)鐘信號，從而完成了視頻信息等的隔離傳輸。
[0092]綜上所述:本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法，該方法包括:將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號；根據(jù)所述高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號；將所述串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號；向隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號，所述隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性，采用隔離器件的可對稱雙向傳輸特性和高頻特性，可以將電子內(nèi)窺鏡獲取的視頻信息通過隔離器件隔離出高電壓信號，也可以將電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)后端的控制信息通過隔離器件傳送至電子內(nèi)窺鏡，以及高頻特性實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。本發(fā)明還公開了一種隔離電路，包括隔離器件，通過該具有可對稱雙向傳輸特性和高頻特性的隔離器件可實(shí)現(xiàn)一路兼容高頻帶信號的雙向傳輸。
[0093]本實(shí)施例利用頻帶取值范圍為50MHz至IGHz的變壓器，及頻帶取值范圍為50MHz至IGHz的電容，由于其高工作頻率特性及高工作頻率特性實(shí)現(xiàn)較寬帶寬的傳輸，其可達(dá)50MHz至IGHz的帶寬范圍；同時(shí)，利用變壓器電-磁_(tái)電的轉(zhuǎn)換特性，在磁路上用高強(qiáng)絕緣材料實(shí)現(xiàn)初次級之間的可靠絕緣，或者利用電容高頻低阻抗低頻高阻抗的特性，對低頻交流電壓的可靠絕緣而順利通過高頻信號，即可以順利傳輸高帶寬的視頻信息等的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了電子內(nèi)窺鏡與網(wǎng)電源或接地端之間的高強(qiáng)絕緣隔離。
[0094]本發(fā)明以變壓器或電容作為防觸電高強(qiáng)度絕緣隔離器件，并通過對信號的調(diào)制使數(shù)字邏輯信號順利通過電磁(變壓器)或電場耦合(電容)方式將信號送到隔離的另一端，也可以將控制信息從另一端進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)現(xiàn)隔離雙向高頻傳輸。
[0095]本發(fā)明實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法和隔離電路，能夠應(yīng)用于電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，也可以應(yīng)用于其他需要隔離的電氣系統(tǒng)中。
[0096]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示 的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種應(yīng)用于隔離電路的信號傳輸方法，其特征在于，包括: 將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號； 根據(jù)所述高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號； 將所述串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號； 向隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號，所述隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述隔離器件為電容器或變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述電容器的頻帶范圍為50MHz至IGHz ； 所述變壓器的頻帶范圍為50MHz至1GHz，所述變壓器的初次級匝數(shù)比為1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息或控制信息， 當(dāng)所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息時(shí)，所述方法還包括: 將關(guān)于所述視頻信息的模擬信號轉(zhuǎn)換為所述并行數(shù)字信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述向隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號之后還包括: 將通過所述隔離器件的低電壓差`分信號進(jìn)行解調(diào)，得到所述并行數(shù)字信號和所述高速時(shí)鐘信號。
6.一種隔離電路，包括隔離器件，其特征在于，還包括: 升頻模塊，用于將系統(tǒng)時(shí)鐘信號同步升頻為高速時(shí)鐘信號； 并串轉(zhuǎn)換模塊，用于根據(jù)所述高速時(shí)鐘信號將并行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字信號； 差分轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述串行數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為低電壓差分信號； 發(fā)送模塊，用于向所述隔離器件發(fā)送所述低電壓差分信號，所述隔離器件具有對稱雙向傳輸特性和高頻特性。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電路，其特征在于，所述隔離器件為電容器或變壓器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路，其特征在于， 所述電容器的頻帶范圍為50MHz至IGHz ； 所述變壓器的頻帶范圍為50MHz至1GHz，所述變壓器的初次級匝數(shù)比為1:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息或控制信息， 當(dāng)所述并行數(shù)字信號的內(nèi)容為視頻信息時(shí)，所述電路還包括: 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將關(guān)于所述視頻信息的模擬信號轉(zhuǎn)換為所述并行數(shù)字信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項(xiàng)所述的電路，其特征在于，所述電路還包括: 解調(diào)模塊，用于將通過所述隔離器件的低電壓差分信號進(jìn)行解調(diào)，得到所述并行數(shù)字信號和所述高速時(shí)鐘信號。
【文檔編號】H03M1/12GK103705198SQ201310733487
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】黃尊維, 李敏, 吳拱安 申請人:深圳市開立科技有限公司