本實(shí)用新型屬于非接觸供電及通訊技術(shù)，具體涉及一種非接觸供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置。
背景技術(shù)：
非接觸供電，也成為無線供電技術(shù)，是指不需要任何的物理上的線路連接，就可以實(shí)現(xiàn)供電端和受電端的非直線距離負(fù)載輸送。目前常見的非接觸供電裝置使用的場景包括：非接觸射頻卡RFID供電，便攜式電能、移動(dòng)電話等個(gè)人數(shù)碼產(chǎn)品的無線充電等，通過這種無線充電技術(shù)，可以避免了因不同廠家之間設(shè)計(jì)的非標(biāo)充電接口而引起的不便。
在現(xiàn)有的技術(shù)中，多是描述的相對靜止?fàn)顟B(tài)的物體間電能傳輸，例如，手機(jī)的無線充電。在存在相對運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體，特別是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或平移運(yùn)動(dòng)的物體間，則多是通過物理線路連接的方式實(shí)現(xiàn)。
例如，在頻繁需要旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的滑臺(tái)上，采用了接觸的金屬觸點(diǎn)滑環(huán)裝置，就此而言，滑環(huán)裝置存在長期的接觸和相對運(yùn)動(dòng)，隨著使用時(shí)間的積累將對導(dǎo)致觸點(diǎn)部分出現(xiàn)磨損，進(jìn)而引起噪聲，甚至影響觸點(diǎn)的接觸阻抗，在信號的輸入阻抗不斷變化的情形下，將對系統(tǒng)帶來難于抑制的干擾。
簽于此，本專利公開了一種非接觸供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提出，其目的是提供一種非接觸供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種非接觸供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括數(shù)據(jù)調(diào)制器，所述數(shù)據(jù)調(diào)制器的輸入端與需要發(fā)送的數(shù)據(jù)源相連，其輸出端與電源一并輸入至載波合成器，振蕩器產(chǎn)生的激勵(lì)合并載波合成器的載波信號輸入至發(fā)射線圈，與發(fā)射線圈相距一定距離的接收線圈接收上述載波信號并輸送至濾波器，濾波器與電源轉(zhuǎn)換模塊相連，電源轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)解調(diào)器相連，電源轉(zhuǎn)換模塊輸出端輸出電源，數(shù)據(jù)解調(diào)器輸出數(shù)據(jù)。
所述振蕩器為有源振蕩器或無源振蕩器中的一種。
所述發(fā)射線圈的電感通量與載波信號的傳送功率和傳送距離相適應(yīng)。
所述發(fā)射線圈、接收線圈之間形成磁耦合共振。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)非接觸的電能負(fù)載傳輸，實(shí)現(xiàn)非接觸雙工通訊，既可以用于相對靜止的物體間、也可以用于相對運(yùn)動(dòng)的物體間，本實(shí)用新型對周圍環(huán)境有一定的抗干擾能力，本實(shí)用新型無故障運(yùn)行時(shí)間較滑環(huán)長。
附圖說明
圖1 是本實(shí)用新型的整體連接示意圖；
其中：
1 數(shù)據(jù)調(diào)制器 2 載波合成器
3 發(fā)射線圈 4 振蕩器
5 接收線圈 6 濾波器
7 電源轉(zhuǎn)換模塊 8 數(shù)據(jù)解調(diào)器。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明：
如圖1所示，一種非接觸供電及數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括數(shù)據(jù)調(diào)制器1，所述數(shù)據(jù)調(diào)制器1的輸入端與需要發(fā)送的數(shù)據(jù)源相連，其輸出端與電源一并輸入至載波合成器2，振蕩器4產(chǎn)生的激勵(lì)合并載波合成器2的載波信號輸入至發(fā)射線圈3，與發(fā)射線圈3相距一定距離的接收線圈5接收上述載波信號并輸送至濾波器6，濾波器6與電源轉(zhuǎn)換模塊7相連，電源轉(zhuǎn)換模塊7與數(shù)據(jù)解調(diào)器8相連，電源轉(zhuǎn)換模塊7輸出端輸出電源，數(shù)據(jù)解調(diào)器8輸出數(shù)據(jù)。
所述振蕩器4為有源振蕩器或無源振蕩器中的一種。
所述發(fā)射線圈3的電感通量與載波信號的傳送功率和傳送距離相適應(yīng)。
所述發(fā)射線圈3、接收線圈5之間形成磁耦合共振。
所述數(shù)據(jù)調(diào)制器1的型號為CC2530。
所述載波合成器2的型號為XKT-801、T3168等。
所述電源轉(zhuǎn)換模塊7的型號為XKT-412。
所述數(shù)據(jù)解調(diào)器8為型號為CC2530。
本實(shí)用新型中的發(fā)射線圈3、數(shù)據(jù)調(diào)制器1、載波合成器2、電源轉(zhuǎn)換模塊7、數(shù)據(jù)解調(diào)器8可以為上述公開型號，但上述公開僅為可實(shí)現(xiàn)性公開，并非對本技術(shù)方案進(jìn)行限定。
本實(shí)用新型的工作過程如下：
ⅰ.將需要無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)調(diào)制器1連接，數(shù)據(jù)調(diào)制器1內(nèi)部有數(shù)據(jù)處理芯片，可對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，該方法是但不限于是，快速傅里葉變換，小波變換等。通過數(shù)學(xué)變換可以將模擬信號或時(shí)域信號轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號。
ⅱ.將數(shù)據(jù)調(diào)制器1與載波合成器2連接，上述頻域內(nèi)的數(shù)字信號與載波合成器2連接，在這一過程中，載波可以但不限于是正弦信號，鋸齒波信號等。
ⅲ.將振蕩器4和經(jīng)過載波合成的信號與發(fā)射線圈3連接。通過電磁耦合共振原理，將負(fù)載和數(shù)據(jù)信息無線發(fā)射。
ⅳ.發(fā)射線圈3與接收線圈5之間可以有其他障礙物。
ⅴ.接收線圈5接收功率載波信號。
ⅵ.發(fā)射線圈3與接收線圈5形成了磁耦合共振，信號損失極小。
ⅶ.將接收線圈5與濾波器6連接。
首先接入的是高通濾波器，用于分離出，高頻的調(diào)制數(shù)據(jù)信息，然后接入的實(shí)低通濾波器，用于將負(fù)載分量分離，用于給系統(tǒng)提供能源支持，即為供電所需的部分。
高通濾波器分離的數(shù)據(jù)調(diào)制信號通過數(shù)據(jù)解調(diào)器8，數(shù)據(jù)解調(diào)器8中，安裝有數(shù)據(jù)處理芯片，其中的算法可以是，但不限于是快速傅里葉逆變換，小波反變換等方法。通過該裝置可以將數(shù)據(jù)還原。
低通濾波器分離的負(fù)載分量，與電源轉(zhuǎn)換模塊7連接，在這里經(jīng)過濾波和轉(zhuǎn)換。用于過濾掉共模和差模諧波，完成交直流變換，最終獲得低紋波的直流電源。
ⅷ.最終所獲得的實(shí)無線傳輸來的直流供電和經(jīng)過還原的數(shù)據(jù)。
實(shí)施例1
待傳輸?shù)臑镃AN總線數(shù)據(jù)，供電功率為10W，電壓5V。
具體的實(shí)施過程是：
ⅰ.將待傳輸?shù)臑镃AN總線數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)調(diào)制器1連接，數(shù)據(jù)調(diào)制器1內(nèi)部有數(shù)據(jù)處理芯片，可對數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，該方法是但不限于是，快速傅里葉變換，小波變換等。通過數(shù)學(xué)變換可以將模擬信號或時(shí)域信號轉(zhuǎn)換為頻域數(shù)字信號。
ⅱ.將數(shù)據(jù)調(diào)制器1與載波合成器2連接，上述頻域內(nèi)的數(shù)字信號與載波合成器2連接，在這一過程中，載波可以但不限于是正弦信號，鋸齒波信號等。在實(shí)施例中，選用了正弦信號作為載波信號，頻率為50MHZ。
ⅲ.將振蕩器4和經(jīng)過載波合成的信號與發(fā)射線圈3連接。通過電磁耦合共振原理，將負(fù)載和數(shù)據(jù)信息無線發(fā)射。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射線圈3的電感通量為500mH。
ⅳ.發(fā)射線圈3與接收線圈5之間可以有其他障礙物。在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)無線發(fā)射接收的距離為5cm。
ⅴ.接收線圈5接收功率載波信號，在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)無線接收的線圈電感通量為500mH。
ⅵ.發(fā)射線圈3與接收線圈5形成了磁耦合共振，信號損失極小。
ⅶ.將接收線圈5與濾波器6連接。
首先接入的是高通濾波器，用于分離出，高頻的調(diào)制數(shù)據(jù)信息，然后接入的實(shí)低通濾波器，用于將負(fù)載分量分離，用于給系統(tǒng)提供能源支持，即為供電所需的部分。
高通濾波器分離的數(shù)據(jù)調(diào)制信號通過數(shù)據(jù)解調(diào)器8，數(shù)據(jù)解調(diào)器8中，安裝有數(shù)據(jù)處理芯片，其中的算法可以是，但不限于是快速傅里葉逆變換，小波反變換等方法。通過該裝置可以將數(shù)據(jù)還原。
低通濾波器分離的負(fù)載分量，與電源轉(zhuǎn)換模塊7連接，在這里經(jīng)過濾波和轉(zhuǎn)換。用于過濾掉共模和差模諧波，完成交直流變換，最終獲得低紋波的直流電源。
ⅷ.最終所獲得的實(shí)無線傳輸來的直流供電和經(jīng)過還原的數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)非接觸的電能負(fù)載傳輸，實(shí)現(xiàn)非接觸雙工通訊，既可以用于相對靜止的物體間、也可以用于相對運(yùn)動(dòng)的物體間，本實(shí)用新型對周圍環(huán)境有一定的抗干擾能力，本實(shí)用新型無故障運(yùn)行時(shí)間較滑環(huán)長。