专利名称：一种激光打标机的d/a转换装置和方法
技术领域：
本发明涉及激光标记技术领域，更具体地说，涉及一种激光打标机的D/A转换装置和方法。
背景技术：
激光打标机是一种基于机、光、电一体化设备，其应用范围日益广泛。激光打标机主要用于在金属、非金属材料表面刻出字符和图形，在许多行业中都有广泛的应用。
目前激光打标机控制卡和振镜驱动板之间数据通讯的数/模转换卡(D/A转换卡) 大都是采用差分信号进行数据传输。在一些电磁干扰较恶劣情况下，差分信号传输电缆受到电磁辐射影响较大，致使激光打标机控制卡和振镜驱动板之间的通讯数据受到影响，严重影响激光打标机的打标效果。发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种激光打标机的D/A转换装置和方法，其能保证激光打标机控制卡与振镜驱动板之间数据通讯不受到电磁辐射影响，提高打标效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
构造一种激光打标机的D/A转换装置，其中，包括顺次连接的光纤收发模块、电平转换模块、高性能可编程逻辑器件和模拟量输出模块，还包括给所述光纤收发模块、所述电平转换模块、所述高性能可编程逻辑器件、所述模拟量输出模块供电的电源模块；其中，
所述光纤收发模块，用于与激光打标机控制卡通过光纤连接，接收所述激光打标机控制卡发送的光信号，并将所述光信号转换成电信号；
所述电平转换模块，用于接收所述电信号，并对所述电信号进行电平转换，将所述电信号转换成符合所述高性能可编程逻辑器件电平需要的电信号；
所述高性能可编程逻辑器件，用于对经过电平转换后的所述电信号进行解码，生成数字信号，并将所述数字信号发送给所述模拟量输出模块；
所述模拟量输出模块，用于将接收到的所述数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号。
本发明所述的D/A转换装置，其中，所述高性能可编程逻辑器件包括信号解码单元、信号处理单元和信号输出单元；其中，
所述信号解码单元，用于接收所述电平转换模块输出的串行电信号，并对所接收到的串行电信号进行解码，生成串行数字信号；
所述信号处理单元，用于接收所述串行数字信号，并从所述串行数字信号中提取出模拟量所需要的X通道和Y通道的数据；
所述信号输出单元，用于将所述X通道和Y通道的数据按照所述模拟量输出模块所需要的时序进行发送。
本发明所述的D/A转换装置，其中，所述模拟量输出模块包括DAC转换单元和模拟差分运算单元；其中，
所述DAC转换单元，用于将所述X通道和Y通道的数据转换成模拟信号；
所述模拟差分运算单元，用于对所述模拟信号进行调整，生成差分式模拟信号。
本发明所述的D/A转换装置，其中，所述模拟量输出模块还连接有用于选择输出给所述振镜驱动板的模拟信号范围的选择开关；
所述模拟差分运算单元还用于根据所述范围选择开关的输入信号生成不同范围的差分式模拟信号。
本发明所述的D/A转换装置，其中，所述高性能可编程逻辑器件连接有功能选择开关，用于在激光打标机控制卡同时连接有两个所述D/A转换装置时，选择使用主D/A转换装置或使用从D/A转换装置。
本发明还提供了一种激光打标机的D/A转换方法，其中，包括步骤
接收所述激光打标机控制卡发送的光信号，并将所述光信号转换成电信号；
接收所述电信号，并对所述电信号进行电平转换，将所述电信号转换成符合高性能可编程逻辑器件电平需要的电信号；
对经过电平转换后的所述电信号进行解码，生成数字信号，并发送；
将接收到的所述数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号。
本发明所述的D/A转换方法，其中，所述步骤对经过电平转换后的所述电信号进行解码，生成数字信号，并发送，具体包括
接收所述电平转换模块输出的串行电信号，并对所接收到的串行电信号进行解码，生成串行数字信号；
接收所述串行数字信号，并从所述串行数字信号中提取出模拟量所需要的X通道和Y通道的数据；
将所述X通道和Y通道的数据按照所述模拟量输出模块所需要的时序进行发送。
本发明所述的D/A转换方法，其中，所述将接收到的所述数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号具体包括
将所述X通道和Y通道的数据转换成模拟信号；
对所述模拟信号进行调整，生成差分式模拟信号。
本发明所述的D/A转换方法，其中，所述将接收到的所述数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号具体还包括
根据所述范围选择开关的输入信号生成不同范围的差分式模拟信号；
通过范围选择开关选择输出给所述振镜驱动板的模拟信号范围。
本发明所述的D/A转换方法，其中，所述方法还包括步骤
在激光打标机控制卡同时连接有两个D/A转换装置时，通过功能选择开关，选择使用主D/A转换装置或使用从D/A转换装置。
本发明的有益效果在于通过在激光打标机的D/A转换装置与激光打标机控制卡之间采用光纤通信，使得两者完全隔离电气信号，解决了 D/A数据使用电缆传输时易受到干扰的问题，从而提高打标效果，并且可以增长激光打标机控制卡与D/A转换装置之间的距离。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中
图I是本发明较佳实施例的激光打标机的D/A转换装置原理框图一；
图2是本发明较佳实施例的激光打标机的D/A转换装置原理框图二 ；
图3是本发明较佳实施例的激光打标机的D/A转换方法流程图。
具体实施方式
本发明较佳实施例的激光打标机的D/A转换装置原理如图I所示，包括顺次连接的光纤收发模块10、电平转换模块20、高性能可编程逻辑器件30和模拟量输出模块40，还包括给光纤收发模块10、电平转换模块20、高性能可编程逻辑器件30、模拟量输出模块40 供电的电源模块50。其中，光纤收发模块10用于与激光打标机控制卡通过光纤连接，接收激光打标机控制卡发送的光信号，并将光信号转换成电信号；电平转换模块20用于接收电信号，并对电信号进行电平转换，将电信号转换成符合高性能可编程逻辑器件30电平需要的电信号；高性能可编程逻辑器件30用于对经过电平转换后的电信号进行解码，生成数字信号，并将数字信号发送给模拟量输出模块40 ;模拟量输出模块40用于将接收到的数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号。本发明通过在激光打标机的D/A转换装置与激光打标机控制卡之间采用光纤通信，使得两者完全隔离电气信号，解决了 D/A数据使用电缆传输时易受到干扰的问题，从而提高打标效果，并且可以增长激光打标机控制卡与D/A转换装置之间的距离。
上述实施例中，与光纤收发模块10连接的激光打标机控制卡中应同时设置有光纤发射模块，以便于发送出光信号至光纤收发模块10，在光纤收发模块10中，将该光信号进行光电调制，转换成电信号。光纤收发模块10同时具备接收光信号和发送光信号的功能，因此可以在激光打标机控制卡上同时连接两个或多个D/A转换装置。在连接两个D/A 转换装置时，第一个D/A转换装置的光纤收发模块与第二个D/A转换装置的光纤收发模块 10相连接，这样可以将激光打标机控制卡发送的控制信号通过D/A转换装置发送至多个振镜驱动板，实现一机多头系统。
在进一步的实施例中，如图2所示，上述D/A转换装置中的高性能可编程逻辑器件 30包括信号解码单元31、信号处理单元32和信号输出单元33。其中，信号解码单元31用于接收电平转换模块20输出的串行电信号，并对所接收到的串行电信号进行解码，生成串行数字信号；信号处理单元32用于接收串行数字信号，并从串行数字信号中提取出模拟量所需要的X通道和Y通道的数据；信号输出单元33用于将X通道和Y通道的数据按照模拟量输出模块所需要的时序进行发送。高性能可编程逻辑器件30加密性好、低功耗、高性能， 且在高速时钟下可并行处理任务。其中信号解码单元31中所采用的解码算法、以及信号处理单元32中提取模拟量的方法可参照现有技术，在此不赘述；信号输出单元33所采用的信号发送时序可根据所选用的模拟量输出模块40的需要自行设定。
在进一步的实施例中，如图2所示，上述D/A转换装置中的模拟量输出模块40包括DAC转换单元42和模拟差分运算单元41。其中，DAC转换单元42用于将X通道和Y通道的数据转换成模拟信号；模拟差分运算单元41用于对模拟信号进行调整，生成差分式模拟信号。DAC转换单元42可采用高精度、低误差的串行DAC芯片，模拟差分运算单元41可采用高性能的放大器组成，以输出稳定的差分式模拟信号。
进一步地，如图2所示，上述模拟量输出模块40还连接有用于选择输出给振镜驱动板的模拟信号范围的范围选择开关70 ;模拟差分运算单元41还用于根据范围选择开关 70的输入信号生成不同范围的差分式模拟信号。上述范围选择开关70可选择输出给振镜驱动板信号的范围是正负3V还是正负5V，以便用来适用多种不同型号的振镜驱动板。
更进一步地，如图2所示，上述D/A转换装置中的高性能可编程逻辑器件30连接有功能选择开关82，用于在激光打标机控制卡同时连接有两个D/A转换装置时，选择使用主D/A转换装置或使用从D/A转换装置。即在上述连接有两个或多个D/A转换装置的一机多头系统中，可以通过该功能选择开关82对多个D/A转换装置进行选择，功能选择开关82 内部逻辑可以根据需要设定，例如可以包括选择其中一个D/A转换装置、同时选择其中两个D/A转换装置等档位，也可以设定主D/A转换装置和从D/A转换装置分别的档位。
优选地，如图2所示，上述D/A转换装置中的模拟量输出模块40输出端连接有用于连接振镜驱动板、以控制振镜电机转角的X轴和Y轴打标信号单元61。该X轴和Y轴打标信号单元61优选通过一多功能输出接口 62连接振镜驱动板，且多功能输出接口 62具有多个不同型号的连接接口，可以以不同连接方式连接不同振镜驱动板的接口。
更进一步地，如图2所示，上述D/A转换装置中的高性能可编程逻辑器件30还连接有用于指示D/A转换装置工作状况的LED指示灯81，通过该LED指示灯81，可以随时监测激光打标机控制卡与振镜驱动板之间的数据传输状况，从而避免激光打标过程中出现数据传输中断或其它故障发生。
上述实施例中，如图2所示，D/A转换装置中的电源模块50连接有大容量电容组 51，并通过电源输入单元52连接大容量电容组51。大容量电容组51由几个大容量的电容组成，可以给D/A转换装置的其他模块提供稳定的电源，同时也能给大负载的振镜驱动板供电，以满足振镜电机工作需要。
在本发明的另一实施例中，还提供了一种激光打标机的D/A转换方法S30，D/A转换方法S30流程如图3所示，该方法可采用硬件或软件来完成。上述D/A转换方法S30包括步骤S31、接收激光打标机控制卡发送的光信号，并将光信号转换成电信号；S32、接收电信号，并对电信号进行电平转换，将电信号转换成符合高性能可编程逻辑器件电平需要的电信号；S33、对经过电平转换后的电信号进行解码，生成数字信号，并发送；S34、将接收到的数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号。这样通过在激光打标机的D/A转换装置与激光打标机控制卡之间采用光纤通信，使得两者完全隔离电气信号，解决了 D/A数据使用电缆传输时易受到干扰的问题，从而提高打标效果，并且可以增长激光打标机控制卡与D/A转换装置之间的距离。
进一步地，上述D/A转换方法S30中对经过电平转换后的电信号进行解码，生成数字信号，并发送的步骤具体包括接收电平转换模块输出的串行电信号，并对所接收到的串行电信号进行解码，生成串行数字信号；接收串行数字信号，并从串行数字信号中提取出模拟量所需要的X通道和Y通道的数据；将X通道和Y通道的数据按照模拟量输出模块所需要的时序进行发送。其中所采用的解码算法、以及提取模拟量的方法可参照现有技术，在此不赘述；所采用的信号发送时序可根据所选用的模拟量输出模块的需要自行设定。
进一步地，上述D/A转换方法S30中将接收到的数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号的步骤具体包括将X通道和Y通道的数据转换成模拟信号；对模拟信号进行调整，生成差分式模拟信号。其中模拟信号的转换可采用高精度、低误差的串行DAC芯片来完成，模拟信号的调整可采用由高性能的放大器组成的单元来完成，以输出稳定的差分式模拟信号。
进一步地，上述D/A转换方法S30中将接收到的数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号的步骤具体还包括根据范围选择开关的输入信号生成不同范围的差分式模拟信号；通过范围选择开关选择输出给振镜驱动板的模拟信号范围。上述范围选择开关可选择输出给振镜驱动板信号的范围是正负3V还是正负5V，以便用来适用多种不同型号的振镜驱动板。
更进一步地，上述D/A转换方法S30还包括步骤在激光打标机控制卡同时连接有两个D/A转换装置时，通过功能选择开关，选择使用主D/A转换装置或使用从D/A转换装置。即在上述连接有两个或多个D/A转换装置的一机多头系统中，可以通过该功能选择开关来对多个D/A转换装置进行选择，功能选择开关内部逻辑可以根据需要设定，例如可以包括选择其中一个D/A转换装置、同时选择其中两个D/A转换装置等档位，也可以设定主 D/A转换装置和从D/A转换装置分别的档位。
本发明的有益效果在于通过在激光打标机的D/A转换装置与激光打标机控制卡之间采用光纤通信，使得两者完全隔离电气信号，解决了 D/A数据使用电缆传输时易受到干扰的问题，从而提高打标效果，并且可以增长激光打标机控制卡与D/A转换装置之间的距离。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种激光打标机的D/A转换装置，其特征在于，包括顺次连接的光纤收发模块、电平转换模块、高性能可编程逻辑器件和模拟量输出模块，还包括给所述光纤收发模块、所述电平转换模块、所述高性能可编程逻辑器件、所述模拟量输出模块供电的电源模块；其中，所述光纤收发模块，用于与激光打标机控制卡通过光纤连接，接收所述激光打标机控制卡发送的光信号，并将所述光信号转换成电信号；所述电平转换模块，用于接收所述电信号，并对所述电信号进行电平转换，将所述电信号转换成符合所述高性能可编程逻辑器件电平需要的电信号；所述高性能可编程逻辑器件，用于对经过电平转换后的所述电信号进行解码，生成数字信号，并将所述数字信号发送给所述模拟量输出模块；所述模拟量输出模块，用于将接收到的所述数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号。
2.根据权利要求I所述的D/A转换装置，其特征在于，所述高性能可编程逻辑器件包括信号解码单元、信号处理单元和信号输出单元；其中，所述信号解码单元，用于接收所述电平转换模块输出的串行电信号，并对所接收到的串行电信号进行解码，生成串行数字信号；所述信号处理单元，用于接收所述串行数字信号，并从所述串行数字信号中提取出模拟量所需要的X通道和Y通道的数据；所述信号输出单元，用于将所述X通道和Y通道的数据按照所述模拟量输出模块所需要的时序进行发送。
3.根据权利要求2所述的D/A转换装置，其特征在于，所述模拟量输出模块包括DAC转换单元和模拟差分运算单元；其中，所述DAC转换单元，用于将所述X通道和Y通道的数据转换成模拟信号；所述模拟差分运算单元，用于对所述模拟信号进行调整，生成差分式模拟信号。
4.根据权利要求3所述的D/A转换装置，其特征在于，所述模拟量输出模块还连接有用于选择输出给所述振镜驱动板的模拟信号范围的选择开关；所述模拟差分运算单元还用于根据所述范围选择开关的输入信号生成不同范围的差分式模拟信号。
5.根据权利要求I所述的D/A转换装置，其特征在于，所述高性能可编程逻辑器件连接有功能选择开关，用于在激光打标机控制卡同时连接有两个所述D/A转换装置时，选择使用主D/A转换装置或使用从D/A转换装置。
6.一种激光打标机的D/A转换方法，其特征在于，包括步骤接收所述激光打标机控制卡发送的光信号，并将所述光信号转换成电信号；接收所述电信号，并对所述电信号进行电平转换，将所述电信号转换成符合高性能可编程逻辑器件电平需要的电信号；对经过电平转换后的所述电信号进行解码，生成数字信号，并发送；将接收到的所述数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号。
7.根据权利要求6所述的D/A转换方法，其特征在于，所述步骤对经过电平转换后的所述电信号进行解码，生成数字信号，并发送，具体包括接收所述电平转换模块输出的串行电信号，并对所接收到的串行电信号进行解码，生成串行数字信号；接收所述串行数字信号，并从所述串行数字信号中提取出模拟量所需要的X通道和Y 通道的数据；将所述X通道和Y通道的数据按照所述模拟量输出模块所需要的时序进行发送。
8.根据权利要求7所述的D/A转换方法，其特征在于，所述将接收到的所述数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号具体包括将所述X通道和Y通道的数据转换成模拟信号；对所述模拟信号进行调整，生成差分式模拟信号。
9.根据权利要求8所述的D/A转换方法，其特征在于，所述将接收到的所述数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号具体还包括根据所述范围选择开关的输入信号生成不同范围的差分式模拟信号；通过范围选择开关选择输出给所述振镜驱动板的模拟信号范围。
10.根据权利要求6所述的D/A转换方法，其特征在于，所述方法还包括步骤在激光打标机控制卡同时连接有两个D/A转换装置时，通过功能选择开关，选择使用主D/A转换装置或使用从D/A转换装置。
全文摘要
本发明涉及一种激光打标机的D/A转换装置和方法，其中D/A转换装置包括顺次连接的光纤收发模块、电平转换模块、高性能可编程逻辑器件、模拟量输出模块和电源模块。其中，光纤收发模块用于与激光打标机控制卡通过光纤连接，接收激光打标机控制卡发送的光信号，并将光信号转换成电信号；电平转换模块用于接收电信号，并对电信号进行电平转换，将电信号转换成符合高性能可编程逻辑器件电平需要的电信号；高性能可编程逻辑器件用于对经过电平转换后的电信号进行解码，生成数字信号，并发送；模拟量输出模块用于将数字信号转换成振镜驱动板能接收的模拟信号。本发明解决了D/A数据使用电缆传输时易受到干扰的问题，从而提高打标效果。
文档编号H03M1/66GK102545904SQ201110419870
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者孟方, 杨贤卓, 杨锦宁, 阴波波, 高云峰 申请人:深圳市大族激光科技股份有限公司