Señal de alta velocidad en anillo circular grande

Con frecuencia se comunica que cuando se trabaja con señales en el rango de Ghz, el enrutamiento es extremadamente importante para la integridad de la señal. Prácticamente cualquier inclusión de stubs innecesarios está fuera de discusión, las trazas deben tener una longitud que coincida con alguna fracción de la longitud de onda, vías retroperforadas, etc.

Dicho esto, me han encargado el objetivo poco convencional de crear una interfaz de señal de alta velocidad (1,5 Ghz) a lo largo de un gran anillo circular (por ejemplo, un anillo colector) de un máximo de 3 pulgadas de circunferencia. La señal se introducirá en un punto aleatorio del anillo y se recogerá en una ubicación fija en otro lugar del anillo.

Específicamente, no estoy muy seguro de cuáles son las implicaciones / si es posible operar a ese nivel de velocidad dada la fluctuación autoinducida del cambio de fase. Suponiendo lo siguiente, ¿hay alguna opinión sobre si esto es posible o no? De ser así, ¿qué medidas de mitigación adicionales se pueden tomar en este escenario particular?

  • Impedancia de anillo anular que se adapta a la terminación
  • Contacto oro sobre oro para introducir señal
  • EQ/DI/OS SC IC (ReDriver) inmediatamente después de la pérdida de inserción
  • Temporizador cronometrado eventualmente después para salvar la señal.
Varios sistemas de transferencia de datos ópticos están en uso en sistemas giratorios, podría ser una opción si puede multiplexar todas sus señales en una sola señal.
Gracias por la llamada Kalle. He mirado FORJs en particular para esta aplicación pero la economía no se alinea. Aunque estaré atento.

Respuestas (2)

He hecho un sistema similar que puede ayudarlo a comprender algunos de los problemas. La velocidad de datos de la carga útil era de 53,46 Mbps y el "anillo" tenía unos 600 mm de diámetro: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Lo importante del anillo es que fue "balanceado" y terminado. El receptor no hizo contacto pero se sentó a un par de mm del anillo. El anillo giraba a varios miles de revoluciones por minuto. Tener un anillo balanceado significa baja EMI para otros sistemas (también importante).

Lo realmente inteligente del diseño es que las bobinas del anillo giratorio se enrollaron de tal manera que la bobina del receptor estático nunca vio una inversión de señal o un punto de cancelación.

Si tiene serios problemas de alineación, esto no funcionará porque está diseñado para generar solo transmisiones de campo cercano y el receptor de bucle magnético no podría desalinearse más de +/- 2 mm axial y radialmente. Esto se debió a que las bobinas de transmisión giratorias estaban separadas 6 mm. Un espaciamiento más grande da más clemencia axial pero luego comienza a ser un emisor.

Con un diámetro de 3 "querrías probar y reducir las cosas a medida que aumenta la frecuencia. De todos modos, solo algunas ideas.

Por lo tanto, se reduce a la velocidad de datos básica que está utilizando y qué tan bueno es con la electrónica en el rango de GHz. Mi diseño estaba limitado a 54 Mbps porque usamos CMOS rápido convencional y sin esquema de modulación.

Cuanto más he trabajado con este problema, más he llegado a apreciar esta respuesta. Gracias por la excelente percepción.

Tal vez un gráfico para mostrar realmente lo que quiere decir ayudaría, sin embargo, lo que obtengo de su descripción es algo que no funcionará y no se puede arreglar lanzando un poco de coincidencia de impedancia o chapado en oro después del anillo.

Esto no es solo una cuestión de reflejos o una señal más débil, sino que 7-8 cm es una fracción significativa de una longitud de onda (incluso más que una longitud de onda completa, dependiendo de las propiedades del material con el que esté tratando). Lo que podría obtener es una especie de acoplador de anillo de rata malo e impredecible, donde parte de la onda viaja en un sentido alrededor de la derecha y otra parte viaja en el otro sentido. Como pueden tener diferentes longitudes, uno tendrá un cambio de fase diferente al del otro y, como resultado, es posible que tenga una interferencia destructiva. La única forma en que puedo imaginar que esto funcione es si corta su anillo y hace que los puntos de conexión se dividan/combinadores, y termine los extremos en el corte.

Esto suena como un tiro sólido en un camino a seguir. La adición de terminación en los extremos largos elimina la preocupación que tenía sobre la resonancia y la reflexión. Creo que esto aumentará bastante la pérdida de inserción, pero el recontrolador debería ayudar allí. Gracias por los comentarios.
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