[发明专利]一种利用数字信号传输模拟信号波形时的时钟同步方法

说明书

本发明公开了一种利用数字信号传输模拟信号波形时的时钟同步方法，过程如下：主传感器定时器启动，主传感器开始发射数据，其余的各个传感器称为从传感器；各个从传感器接收主传感器发送的数据，从传感器在完成接收主传感器数据之后启动从传感器自身的定时器，然后利用从传感器自身的定时器确定各个从传感器发射数据的时隙；传感器信号接收端接收各个传感器数据放入缓存器，在与传感器对应的数模转换时钟的控制之下，数据从缓冲器相应的缓冲区读出，然后通过数模转换电路把接收到的数据还原为模拟波形。该发明利用无线数字通讯方式实现模拟波形的传输以及波形传输过程中各个传感器的同步及模数转换和数模转换时钟的同步。

技术领域

本发明涉及通信传输同步技术领域，具体涉及一种利用数字信号传输模拟信号波形时的时钟同步方法。

背景技术

在传统的远程自动控制系统及远程测量系统中(如图1所示)，传感器采集到的信号都是通过电缆或无线电波以模拟信号的方式发送给中心控制单元。由于自然界当中的电磁干扰及电缆传输特性的影响，传感器信号在传输过程中或多或少会出现失真，在控制系统中，系统的控制精度、甚至系统的稳定性都无法得到保障，而在测量系统中，由于干扰及失真的影响，测量精度会受到传输过程中产生的误差的影响。

为了降低干扰对传感器测量信号的影响，远程测量用传感器通常采用电流信号。虽然电流信号的抗干扰能力比电压信号要高，但信号仍然受热噪声及各种干扰的影响，而且还存在必须给传感器供电的麻烦，尤其像石油钻井和煤碳开采这样的使用场景，由于安全生产的要求，对供电的要求非常严格。

比较理想的做法是在传感器端，把测量信号转换为数字信号，以数字量的形式把测量结果发送给中心控制单元。在实际使用的系统中，还存在大量的需要输入信号为模拟信号的中心控制单元，这就要求在接收端将数字信号通过数模转换电路把数字量先转换为模拟量，然后把模拟信号输入到中心控制单元。

为了解决传感器测量数据在传输过程中的干扰问题，目前亟待提出利用无线数字通讯方式实现模拟波形的传输以及波形传输过程中各个传感器的同步及模数转换和数模转换时钟的同步方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种利用数字信号传输模拟信号波形时的时钟同步方法。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种利用数字信号传输模拟信号波形时的时钟同步方法，应用于远程自动控制系统或远程测量系统，该远程自动控制系统或远程测量系统包括多个远程测量用传感器和传感器信号接收端，该时钟同步方法把信号传输时间划分为M个时隙，所有M个时隙构成一帧，其中第一个时隙为主时隙，主时隙内发射数据的传感器为主传感器，主传感器包括一个用于控制各个传感器同步的定时器，称之为主传感器定时器，各个传感器采集信号，待采集到的信号数量等于或超过一帧之后，在分配给该传感器的时间段内发射到传感器信号接收端，所述时钟同步方法包括以下步骤：

S1、主传感器定时器启动，主传感器开始发射数据，其余的各个传感器称为从传感器；

S2、各个从传感器接收主传感器发送的数据，从传感器在完成接收主传感器数据之后启动从传感器自身的定时器，然后利用从传感器自身的定时器确定各个从传感器发射数据的时隙；

S3、传感器信号接收端接收各个传感器数据放入缓存器，在与传感器对应的数模转换时钟的控制之下，数据从缓冲器相应的缓冲区读出，然后通过数模转换电路把接收到的数据还原为模拟波形，其中，传感器信号接收端包括一个时长等于帧长的定时器，该传感器信号接收端定时器与主传感器定时器工作方式相同，在定时器结束后，自动开始下一帧的定时，在每一帧结束时，传感器信号接收端通过一帧内接收数据个数与已进行数模转换的数据个数的差值，调整数模转换读取缓存器中数据的位置，实现模数转换时钟与数模转换时钟的同步。