本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種傳感裝置接口電路及包括該傳感裝置接口電路的醫(yī)療設(shè)備。

背景技術(shù)：

差分信號(hào)因?yàn)閭鬏斁嚯x遠(yuǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，常常被用于傳感裝置的信號(hào)傳輸，例如增量式編碼器和絕對(duì)式編碼器以及其他位置傳感器、速度傳感器等。通常，差分信號(hào)的傳輸方式可以為單向通信或雙向通信。例如，增量式編碼器一般采用單向信號(hào)傳輸，所有信號(hào)都從傳感裝置輸出，一般被稱作差分式TTL信號(hào)(Differential TTL Signal)傳輸。絕對(duì)式編碼器一般采用同步串行通信(synchronous serial communication，SSI)傳輸信號(hào)。

對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)來說，每一路電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一般根據(jù)需要被配置一到兩個(gè)不同的傳感裝置，有時(shí)選用差分式TTL接口傳感裝置，有時(shí)選用SSI接口傳感裝置。參見圖1，圖1為現(xiàn)有的一種傳感裝置接口電路示意圖。如圖1所示，針對(duì)TTL接口傳感裝置和SSI接口傳感裝置分別設(shè)置兩路電路，其中針對(duì)TTL接口傳感裝置設(shè)置連接器11和接口10，針對(duì)SSI接口傳感裝置設(shè)置連接器12和接口20，同時(shí)設(shè)置控制器30控制兩路信號(hào)。差分式TTL信號(hào)增量編碼器一般具有供電信號(hào)P1以及三路輸出信號(hào)，即A+/A-、B+/B-、Z+/Z-，有時(shí)僅采用A\B信號(hào)。其中，信號(hào)A+/A-、B+/B-、Z+/Z-經(jīng)過接口10后分別形成信號(hào)A、B、Z并且這三路信號(hào)被傳輸至控制器30。SSI信號(hào)編碼器具有供電信號(hào)P2以及兩路傳輸信號(hào)，即時(shí)鐘信號(hào)CLK+/CLK-和帶有絕對(duì)位置信息的數(shù)據(jù)信號(hào)D+/D-，其中SSI信號(hào)編碼器提供數(shù)據(jù)信號(hào)D+/D-至控制器30，并且該數(shù)據(jù)信號(hào)D+/D-經(jīng)過接口20后形成信號(hào)D，控制器30提供時(shí)鐘信號(hào)CLK至SSI信號(hào)編碼器，其中時(shí)鐘信號(hào)CLK經(jīng)過接口20形成信號(hào)CLK+/CLK-。

在現(xiàn)有接口電路中，針對(duì)每個(gè)接口都需要設(shè)置一個(gè)獨(dú)立的接口電路和接插件，對(duì)于通用的控制電路板來說，如果兼容多路差分式TTL和SSI接口，將會(huì)導(dǎo)致控制電路板接口電路和接插件增多、面積增大、成本增加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型一方面提供了一種傳感裝置接口電路，另一方面提供了一種包括該傳感裝置接口電路的醫(yī)療設(shè)備。

根據(jù)一種實(shí)施方式，本實(shí)用新型的傳感裝置接口電路包括：一連接單元，所述連接單元能夠與一傳感裝置連接；一組合接口單元，所述組合接口單元與所述連接單元可通信地連接并且包括一第一接口轉(zhuǎn)換器、一第二接口轉(zhuǎn)換器以及一雙向轉(zhuǎn)換電路；以及一控制單元，所述控制單元與所述組合接口單元可通信地連接并且通過所述組合接口單元與所述連接單元可通信地連接。

可選地，所述第一接口轉(zhuǎn)換器、所述第二接口轉(zhuǎn)換器以及所述雙向轉(zhuǎn)換電路以彼此之間的信號(hào)獨(dú)立傳輸?shù)姆绞讲⑿羞B接于所述控制單元和所述連接單元之間。

可選地，所述雙向轉(zhuǎn)換電路包括以信號(hào)傳輸方向相反的方式連接的一第一轉(zhuǎn)換器電路和一第二轉(zhuǎn)換器電路；其中所述控制單元提供一配置信號(hào)至所述第一轉(zhuǎn)換器電路和所述第二轉(zhuǎn)換器電路，以選通所述第一轉(zhuǎn)換器電路和所述第二轉(zhuǎn)換器電路中的一個(gè)。

可選地，所述第一接口轉(zhuǎn)換器和所述第二接口轉(zhuǎn)換器為相同的接口轉(zhuǎn)換器。

可選地，所述第一接口轉(zhuǎn)換器和所述第二接口轉(zhuǎn)換器同為單向差分TTL信號(hào)轉(zhuǎn)TTL信號(hào)的接口轉(zhuǎn)換器。

可選地，所述傳感裝置包括TTL接口傳感裝置和SSI接口傳感裝置。

可選地，所述連接單元包括至少一個(gè)電源接口，所述連接單元通過所述至少一個(gè)電源接口以可選的方式與至少一個(gè)電源連接。

根據(jù)一種實(shí)施方式，本實(shí)用新型的醫(yī)療設(shè)備包括如前所述的任一種傳感裝置接口電路。

本實(shí)用新型將兩種不同功能的傳感裝置接口整合在一起，可以提高電路板的通用性，方便連接不同功能的傳感裝置，節(jié)省電路板空間并減少接插件的數(shù)量，從而降低成本。同時(shí)，本實(shí)用新型支持兩種傳感裝置常用電源標(biāo)準(zhǔn)，并具有電源短路過載保護(hù)功能，提高電路的兼容性和可靠性。

附圖說明

下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本實(shí)用新型的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中：

圖1為現(xiàn)有的一種傳感裝置接口電路示意圖。

圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施方式的傳感裝置接口電路示意圖。

圖3為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施方式的傳感裝置接口電路示意圖。

圖4為根據(jù)圖3所示的傳感裝置接口電路用于SSI接口的示意圖。

圖5為根據(jù)圖3所示的傳感裝置接口電路用于TTL接口的示意圖。

其中，附圖標(biāo)記如下：

P、P1、P2、PW 供電信號(hào)

A、A+/A-、B、B+/B-、Z、Z+/Z- 信號(hào)

D、D+/D- 數(shù)據(jù)信號(hào)

CLK、CLK+/CLK- 時(shí)鐘信號(hào)

10、20 接口

11、12 連接器

30 控制器

TTL、SSI 傳感裝置

200、300 傳感裝置接口電路

S1、S2、S3、S11、S22、S33 信號(hào)

DS1、DS2、DS3、SG1、SG2、SG3 信號(hào)

CF1、CF2 配置信號(hào)

201、301 連接單元

202、302 組合接口單元

203、303 控制單元

211 第一接口轉(zhuǎn)換器

212 第二接口轉(zhuǎn)換器

213 雙向轉(zhuǎn)換電路

GND 接地信號(hào)

I 第一接口轉(zhuǎn)換器

II 第一轉(zhuǎn)換器電路

III 第二轉(zhuǎn)換器電路

IV 第二接口轉(zhuǎn)換器

311、312 保護(hù)電路

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖說明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式，在各圖中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部分。

在本文中，“示意性”表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”，不應(yīng)將在本文中被描述為“示意性”的任何圖示、實(shí)施方式解釋為一種更優(yōu)選的或更具優(yōu)點(diǎn)的技術(shù)方案。

為使圖面簡(jiǎn)潔，各圖中只示意性地表示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分，它們并不代表其作為產(chǎn)品的實(shí)際結(jié)構(gòu)。另外，以使圖面簡(jiǎn)潔便于理解，在有些圖中具有相同結(jié)構(gòu)或功能的部件，僅示意性地繪示了其中的一個(gè)，或僅標(biāo)出了其中的一個(gè)。

在本文中，“一”、“一個(gè)”不僅表示“僅此一個(gè)”，也可以表示“多于一個(gè)”的情形。在本文中，“第一”、“第二”等僅用于彼此的區(qū)分，而非表示它們的重要程度及順序、以及互為存在的前提等。

本文所稱的“傳感裝置”泛指能夠?qū)⒎请娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置，例如，包括但不限于，傳感器、編碼器等。并且，本文所稱的“控制器”、“控制單元”泛指能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能的裝置，例如，包括但不限于，MCU、FPGA、PLC、工控機(jī)等。

參見圖2，圖2為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施方式的傳感裝置接口電路示意圖。如圖2所示，傳感裝置接口電路200包括一連接單元201、一組合接口單元202以及一控制單元203。連接單元201能夠與一傳感裝置(圖2未示出)連接，組合接口單元202與連接單元201可通信地連接，控制單元203與組合接口單元202可通信地連接并且通過組合接口單元202與連接單元201可通信地連接。其中，組合接口單元202包括一第一接口轉(zhuǎn)換器211、一第二接口轉(zhuǎn)換器212以及一雙向轉(zhuǎn)換電路213。

在圖2所示的實(shí)施方式中，傳感裝置接口電路200通過連接單元201與一傳感裝置連接，并且可選地該連接單元201可以設(shè)置如下四路信號(hào)引腳來傳輸供電信號(hào)P以及S1、S2和S3這三路信號(hào)。S1、S2和S3這三路信號(hào)經(jīng)過組合接口單元202分別形成信號(hào)S11、S22和S33并且被傳輸至控制單元203。進(jìn)一步地，供電信號(hào)P可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，例如可以選擇以5V或24V進(jìn)行供電，或者以其他適合的電源進(jìn)行供電。針對(duì)差分式TTL信號(hào)增量編碼器，信號(hào)S1、S2、S3可以分別用于傳輸差分信號(hào)A+/A-、B+/B-、Z+/Z-，此時(shí)信號(hào)S11、S22、S33分別對(duì)應(yīng)于信號(hào)A、B、Z，在某些應(yīng)用中S3和S33這路信號(hào)可以不使用。針對(duì)SSI信號(hào)編碼器，信號(hào)S2和S3可以分別用于傳輸帶有絕對(duì)位置信息的數(shù)據(jù)信號(hào)D+/D-和時(shí)鐘信號(hào)CLK+/CLK-，此時(shí)信號(hào)S22和S33分別對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)信號(hào)D和時(shí)鐘信號(hào)CLK。其中，信號(hào)S2和S22為雙向信號(hào)，可以通過控制單元203發(fā)出的配置信號(hào)CF1來控制其信號(hào)方向，從而傳感裝置接口電路200能夠連接不同接口傳感裝置。

參見圖3，圖3為根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施方式的傳感裝置接口電路示意圖。如圖3所示，傳感裝置接口電路300包括一連接單元301、一組合接口單元302以及一控制單元303，連接單元301可以設(shè)置如下四路信號(hào)引腳來傳輸供電信號(hào)PW以及DS1、DS2和DS3這三路信號(hào)。其中，傳感裝置接口電路300的各單元之間的連接關(guān)系與圖2所示的傳感裝置接口電路200類似，并且四路信號(hào)PW以及DS1、DS2和DS3分別與如圖2所示的P以及S1、S2和S3對(duì)應(yīng)，故不贅述。下面重點(diǎn)說明圖3所示實(shí)施方式與圖2所示內(nèi)容的不同之處。

連接單元301可以包括至少一個(gè)電源接口(圖3未示出)，連接單元301通過所述至少一個(gè)電源接口以可選的方式與至少一個(gè)電源連接。在如圖3所示的實(shí)施方式中，可以可選地設(shè)置供電信號(hào)PW為5V或24V，并且針對(duì)每路供電信號(hào)均設(shè)置有保護(hù)電路，即保護(hù)電路311和312，由此可以實(shí)現(xiàn)電源短路過載保護(hù)功能，提高電路的兼容性和可靠性。

繼續(xù)參見圖3，其中以I表示第一接口轉(zhuǎn)換器，以II和III的組合表示雙向轉(zhuǎn)換電路，并且以IV表示第二接口轉(zhuǎn)換器。其中，第一接口轉(zhuǎn)換器I、第二接口轉(zhuǎn)換器IV以及雙向轉(zhuǎn)換電路以彼此之間的信號(hào)獨(dú)立傳輸?shù)姆绞讲⑿羞B接于控制單元303和連接單元301之間。具體地，差分信號(hào)DS1經(jīng)由第一接口轉(zhuǎn)換器I后形成信號(hào)SG1，該信號(hào)SG1被輸入控制單元303。差分信號(hào)DS2經(jīng)由雙向轉(zhuǎn)換電路后形成SG2，該信號(hào)SG2被傳輸?shù)娇刂茊卧?03。與如圖2所示的實(shí)施方式類似地，該信號(hào)SG2為雙向信號(hào)，可以通過控制單元303發(fā)出的配置信號(hào)CF2來控制其信號(hào)方向，從而傳感裝置接口電路300能夠連接不同接口傳感裝置。差分信號(hào)DS3經(jīng)由第二接口轉(zhuǎn)換器D后形成信號(hào)SG3，該信號(hào)SG3被輸入到控制單元303。

如圖3所示，雙向轉(zhuǎn)換電路包括以信號(hào)傳輸方向相反的方式連接的一第一轉(zhuǎn)換器電路II和一第二轉(zhuǎn)換器電路III?？刂茊卧?03提供一配置信號(hào)CF2至第一轉(zhuǎn)換器電路II和第二轉(zhuǎn)換器電路III，當(dāng)配置信號(hào)CF2為高電平和低電平中的一個(gè)時(shí)，第一轉(zhuǎn)換器電路II和第二轉(zhuǎn)換器電路III中的一個(gè)導(dǎo)通而另一個(gè)不導(dǎo)通，即實(shí)現(xiàn)第一轉(zhuǎn)換器電路II和第二轉(zhuǎn)換器電路III的選通。

具體地，在實(shí)施方式中，當(dāng)配置信號(hào)CF2為低電平時(shí)，第一轉(zhuǎn)換器電路II導(dǎo)通而第二轉(zhuǎn)換器電路III不導(dǎo)通，即只有第一轉(zhuǎn)換器電路II工作，而第二轉(zhuǎn)換器電路III的輸出狀態(tài)為高阻。此時(shí)，差分信號(hào)DS2的傳輸方向?yàn)閺膫鞲醒b置(圖3中未示出)到傳感裝置接口電路300的控制單元303，從而傳感裝置接口電路300可以用于連接差分TTL接口增量編碼器。當(dāng)配置信號(hào)CF2為高電平時(shí)，第二轉(zhuǎn)換器電路III導(dǎo)通而第一轉(zhuǎn)換器電路II不導(dǎo)通，即只有第二轉(zhuǎn)換器電路III工作，而第一轉(zhuǎn)換器電路II的輸出狀態(tài)為高阻。此時(shí)，差分信號(hào)DS2的傳輸方向?yàn)閺膫鞲醒b置接口電路300的控制單元303到傳感裝置(圖3中未示出)，從而傳感裝置接口電路300可以用于連接SSI接口絕對(duì)編碼器。

在進(jìn)一步的實(shí)施方式中，第一接口轉(zhuǎn)換器I和第二接口轉(zhuǎn)換器IV可以為相同的接口轉(zhuǎn)換器，例如可以為單向差分TTL信號(hào)轉(zhuǎn)TTL信號(hào)的接口轉(zhuǎn)換器，當(dāng)然也可以為其他適合類型的接口轉(zhuǎn)換器。

下面參見圖4和圖5，圖4為根據(jù)圖3所示的傳感裝置接口電路用于SSI接口的示意圖，圖5為根據(jù)圖3所示的傳感裝置接口電路用于TTL接口的示意圖。

容易理解的是，雖然在上述各實(shí)施方式中以傳感裝置接口電路可以用于TTL接口傳感裝置和SSI接口傳感裝置來進(jìn)行舉例說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際需要，按照本文揭示的原理來設(shè)置可用于其他類型接口傳感裝置的傳感裝置接口電路，本實(shí)用新型在此方面不受限。

本實(shí)用新型還提供一種醫(yī)療設(shè)備，該醫(yī)療設(shè)備包括如前所述的任一種傳感裝置接口電路。

綜上所述，本實(shí)用新型提供一種傳感裝置接口電路及醫(yī)療設(shè)備。根據(jù)一種實(shí)施方式，傳感裝置接口電路包括：一連接單元，所述連接單元能夠與一傳感裝置連接；一組合接口單元，所述組合接口單元與所述連接單元可通信地連接并且包括一第一接口轉(zhuǎn)換器、一第二接口轉(zhuǎn)換器以及一雙向轉(zhuǎn)換電路；以及一控制單元，所述控制單元與所述組合接口單元可通信地連接并且通過所述組合接口單元與所述連接單元可通信地連接。本實(shí)用新型將兩種不同功能的傳感裝置接口合并在一起，可以提高電路板的通用性，方便連接不同功能的傳感裝置，節(jié)省電路板空間并減少接插件的數(shù)量，節(jié)約成本。同時(shí)，支持兩種傳感裝置常用電源標(biāo)準(zhǔn)，并具有電源短路過載保護(hù)功能，提高電路的兼容性和可靠性。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。