一种缝纫机及其模拟信号传输系统的制作方法

1.本发明涉及信号传输技术领域，特别是涉及一种缝纫机及其模拟信号传输系统。


背景技术：

2.目前，在缝纫机的电子设备中使用的信号主要有两种类型：模拟信号和数字信号。模拟信号相对数字信号而言，可以传递更多的信息，因此可以利用模拟信号中所含的信息，使电子设备的功能更加丰富，性能更加优越。
3.并且，在目前的工业缝纫机行业中，为了降低电控系统的整体成本，会采用热地方案，即电控系统中的控制电路会和电机驱动电路共地，但是和输入输出电路之间需要进行电气隔离，即，如果有模拟信号输入到电控系统中，则需要先进行电气隔离后才能传输到电控系统。
4.目前的工业缝纫机行业中，常用的模拟信号隔离传输方案主要是三种，一种是采用运放和线性光耦隔离传输，一种是采用模拟数字转换器芯片，即采用adc芯片和数字隔离芯片传输，一种是采用物理隔离方式传输，例如目前量产的普通机型的调速器。这样的模拟信号隔离传输方精度一般，温漂较大。此外，采用adc芯片时价格也较为昂贵，采用物理隔离方式时表皮容易破损进而带来安全问题。
5.综上所述，如何在缝纫机的信号传输系统中，有效地实现模拟信号的隔离和传输，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种缝纫机及其模拟信号传输系统，以在缝纫机的信号传输系统中，有效地实现模拟信号的隔离和传输。
7.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
8.一种缝纫机的模拟信号传输系统，包括：
9.模拟信号产生电路，用于生成模拟信号；
10.与所述模拟信号产生电路连接的模数转换电路，用于将所述模拟信号转换为数字脉冲信号，且所述模数转换电路为apc电路或者为vf电路；其中，所述apc电路用于将所述模拟信号转换为频率固定且占空比与所述模拟信号幅值相关的数字脉冲信号，所述vf电路用于将所述模拟信号转换为频率与所述模拟信号幅值相关的数字脉冲信号；
11.与所述模数转换电路连接的隔离电路，用于将所述数字脉冲信号隔离传输；
12.与所述隔离电路连接的复原电路，用于根据接收的所述数字脉冲信号进行模拟信号的还原。
13.优选的，还包括：
14.分别与所述模拟信号产生电路和所述模数转换电路连接，用于进行调压和滤波的调压滤波电路。
15.优选的，所述模拟信号产生电路设置在缝纫机外设中，所述模数转换电路，所述隔
离电路，所述复原电路以及所述调压滤波电路均设置在所述缝纫机的电控系统内部。
16.优选的，所述缝纫机外设为模拟信号输出式外设。
17.优选的，所述模拟信号产生电路，所述调压滤波电路以及所述模数转换电路均设置在缝纫机外设中，所述隔离电路和所述复原电路设置在所述缝纫机的电控系统内部。
18.优选的，所述缝纫机外设为数字信号输出式外设。
19.优选的，所述缝纫机外设包括传感装置。
20.优选的，所述隔离电路为光耦隔离电路。
21.优选的，所述隔离电路为容耦隔离电路或者为磁耦隔离电路。
22.一种缝纫机，包括如上述任一项所述的缝纫机的模拟信号传输系统。
23.应用本发明实施例所提供的技术方案，模拟信号产生电路可以生成模拟信号，通过设置在模数转换电路与复原电路之间的隔离电路，可以实现数字脉冲信号的隔离传输，而模数转换电路则可以将模拟信号转换为数字脉冲信号，复原电路可以根据接收的数字脉冲信号进行模拟信号的还原，因此，本技术的方案实现了模拟信号的隔离传输。进一步的，本技术的方案的模数转换电路采用的是apc电路或者为vf电路；其中，apc电路用于将模拟信号转换为频率固定且占空比与模拟信号幅值相关的数字脉冲信号，vf电路用于将模拟信号转换为频率与模拟信号幅值相关的数字脉冲信号。采用apc电路或者vf电路时，可以支持较大的模拟电压输入范围，误差较低，数据通信的实时性较好，因此本技术的方案在实现了模拟信号的隔离传输的同时，有利于有效地保障模拟信号隔离传输的精度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本发明中缝纫机的模拟信号传输系统的一种结构示意图；
26.图2为本发明中缝纫机的模拟信号传输系统的另一种结构示意图。
具体实施方式
27.本发明的核心是提供一种缝纫机的模拟信号传输系统，在实现了模拟信号的隔离传输的同时，有利于有效地保障模拟信号隔离传输的精度。
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.请参考图1，图1为本发明中一种缝纫机的模拟信号传输系统的结构示意图，该缝纫机的模拟信号传输系统可以包括：
30.模拟信号产生电路10，用于生成模拟信号；
31.与模拟信号产生电路10连接的模数转换电路20，用于将模拟信号转换为数字脉冲信号，且模数转换电路20为apc电路或者为vf电路；其中，apc电路用于将模拟信号转换为频
率固定且占空比与模拟信号幅值相关的数字脉冲信号，vf电路用于将模拟信号转换为频率与模拟信号幅值相关的数字脉冲信号；
32.与模数转换电路20连接的隔离电路30，用于将数字脉冲信号隔离传输；
33.与隔离电路30连接的复原电路40，用于根据接收的数字脉冲信号进行模拟信号的还原。
34.具体的，模拟信号产生电路10可以生成模拟信号，模拟信号产生电路10的具体类型可以有多种，通常为外接设备，即缝纫机外设。
35.模数转换电路20与模拟信号产生电路10连接，可以将模拟信号转换为数字脉冲信号。
36.本技术的模数转换电路20可以为apc(analog pwm convert，模拟信号转脉冲宽度调制信号)电路，apc电路可以将模拟信号转换为频率固定且占空比与模拟信号幅值相关的数字脉冲信号，并且在实际应用中，占空比可以与模拟信号幅值大小呈线性相关。
37.当然，在实际应用中，apc电路的具体类型可以根据需要进行设定和调整，例如一种场合中，apc电路可以接收0v-10v的模拟电压输入，即输入信号兼容0-10v，并且线性转换成0％-100％占空比的pwm脉冲信号输出。pwm脉冲信号的占空比误差可以小于1％，线性度误差可以小于0.5％，pwm脉冲信号的频率可以在1hz到100khz范围内自由设定，数据通信的实时性也较好。
38.当采用vf(voltage frequency，电压频率转换)电路时，则可以将模拟信号转换为不同频率的数字脉冲信号，数字脉冲信号与模拟信号幅值大小呈线性关系。采用vf电路时，也有较大的模拟电压输入范围，对模拟信号的驱动能力没有太大要求，线性度较好，精度较高，抗干扰能力较强，且成本也相较低。
39.隔离电路30与模数转换电路20连接，可以将数字脉冲信号隔离传输，即对接收到的数字脉冲信号进行电气隔离和幅值变换，并输出给复原电路40，复原电路40便可以根据接收的数字脉冲信号进行模拟信号的还原，在还原时，可以根据相关协议还原出模拟信号的幅值大小，当然，在部分场合中，如果不能直接识别数字脉冲信号，则可以先进行信号的转换再进行模拟信号的还原，均不影响本发明的实施。
40.在本发明的一种具体实施方式中，隔离电路30可以为光耦隔离电路，可以有效地降低隔离电路30的成本。
41.当然，在部分场合中，也可以根据需要选用隔离电路30为容耦隔离电路或者为磁耦隔离电路，隔离性能更高。
42.在本发明的一种具体实施方式中，还可以包括：分别与模拟信号产生电路10和模数转换电路20连接，用于进行调压和滤波的调压滤波电路50。
43.可参阅图2，该种实施方式中，考虑到模数转换电路20具有一定的电压输入范围，因此，通过调压滤波电路50进行模拟信号的幅值调整以适应后级电路的电压输入范围，同时，对信号进行滤波有利于降低误差，提高稳定性。调压滤波电路50的具体电路构成也可以根据实际需要进行设定和调整。
44.在本发明的一种具体实施方式中，模拟信号产生电路10，调压滤波电路50以及模数转换电路20均设置在缝纫机外设中，隔离电路30和复原电路40设置在缝纫机的电控系统内部。
45.该种实施方式考虑到，部分缝纫机的电控系统要求连接输出数字信号的外设，特别是一些老旧的缝纫机的电控系统，对此，该种实施方式中，将模拟信号产生电路10，调压滤波电路50以及模数转换电路20均设置在缝纫机外设中，从而使得该种实施方式的方案能够方便地适配各种电控系统。数字信号相比模拟信号的传输能力强，传输距离长，抗干扰能力强。该种实施方式中，缝纫机外设可以为数字信号输出式外设。
46.在本发明的一种具体实施方式中，模拟信号产生电路10设置在缝纫机外设中，模数转换电路20，隔离电路30，复原电路40以及调压滤波电路50均设置在缝纫机的电控系统内部。
47.该种实施方式中，将模数转换电路20，隔离电路30，复原电路40以及调压滤波电路50均设置在缝纫机的电控系统内部，缝纫机外设中只需要设置模拟信号产生电路即可，使得该种实施方式允许缝纫机的电控系统直接连接各种输出模拟信号的外设，特别是对于具备数字接口和模拟接口的电控系统，可以直接与模拟信号输出式外设连接，该种实施方式能够适配各种模拟信号输出式外设
48.此外，在实际应用中，缝纫机外设通常可以为各种传感装置，当然，其他场合中还可以有其他类型的外设。
49.应用本发明实施例所提供的技术方案，模拟信号产生电路10可以生成模拟信号，通过设置在模数转换电路20与复原电路40之间的隔离电路30，可以实现数字脉冲信号的隔离传输，而模数转换电路20则可以将模拟信号转换为数字脉冲信号，复原电路40可以根据接收的数字脉冲信号进行模拟信号的还原，因此，本技术的方案实现了模拟信号的隔离传输。进一步的，本技术的方案的模数转换电路20采用的是apc电路或者为vf电路；其中，apc电路用于将模拟信号转换为频率固定且占空比与模拟信号幅值相关的数字脉冲信号，vf电路用于将模拟信号转换为频率与模拟信号幅值相关的数字脉冲信号。采用apc电路或者vf电路时，可以支持较大的模拟电压输入范围，误差较低，数据通信的实时性较好，因此本技术的方案在实现了模拟信号的隔离传输的同时，有利于有效地保障模拟信号隔离传输的精度。
50.相应于上面的缝纫机的模拟信号传输系统的实施例，本发明实施例还提供了一种缝纫机，可以包括如上述任一实施例中的缝纫机的模拟信号传输系统，可与上文可相互对应参照。
51.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业
技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
53.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。