一种非接触式低误码率高速信号传输系统的制作方法

文档序号:15125710发布日期:2018-08-08 00:31阅读:205来源:国知局

本实用新型属于高速互联系统技术领域,具体地,涉及一种非接触式低误码率高速信号传输系统。



背景技术:

在高速互联技术领域的特殊应用场景中,为了保证给旋转部分的供电和通信,需要使用滑动来连接固定部分和旋转部分,此在一个滑动系统中存在有数据传输和动力传输两种系统,这两者分别位于在滑环的转动部分和固定部分,转子是在固定机架的支撑下旋转运动。

实现非接触数据传输的关键是在发射端将待传输的电信号转换为另一种形式的信号,通过其特有的信道进行传递,在接收端感应到变化的信号后,由后级电路恢复为原始的电信号,这就避免了发射端与接收端之间的电气连接,实现了数据的非接触传输。在传输系统中,利用光纤通信技术的高速率、低误码率特性实施此种传输方案,从光纤发射端到光纤接收端,整个链路器件分别为光电转换器件,信号驱动部分,传输天线部分,数据恢复部分,电光转换部分。



技术实现要素:

实用新型目的:本实用新型的目+的是提供一种非接触式低误码率高速信号传输系统,解决成本高、效率低、不环保、误码率高、反应速度慢等的技术问题。

技术方案:本实用新型提供了一种非接触式低误码率高速信号传输系统,包括第一光电转换器、驱动器、发射匹配电路、无线传输天线、接收匹配电路、接收器和第二电光转换器,所述第一光电转换器的输出端与驱动器输入端连接,所述驱动器的输出端与发射匹配电路输入端连接,所述发射匹配电路和接收匹配电路通过传输天线可进行信号传递,所述接收匹配电路的输出端与接收器的输入端连接,所述接收器的输出端与第二电光转换器的输入端连接。本实用新型可以在不同直径的滑动系统中应用,驱动端与接收端之间进行一定结构改变,将差分信号进行预先处理,非接触式部分采用天线的原理进行设计,接收端天线与接收电路连接时进行匹配处理,接收端信号进行恢复,然后电光转换器与光纤输出口连接。

进一步的,上述的非接触式低误码率高速信号传输系统,所述第一光电转换器上设有光线输入口。光纤传输速率为2.5Gbps的PRBS码型,光纤输入口与光电转换器连接,输出电平格式为800mV的CML,光信号经过光电转换器变成电压信号后,直流耦合后经数据恢复时钟进行信号的放大和整形,保证其速率和码型不变。采用无线传输方式进行数据传输,输出电平格式为PECL,传输速率不变,输出端进行抗干扰处理。

进一步的,上述的非接触式低误码率高速信号传输系统,所述第二光电转换器上设有光线输出口。高速数据信号进入电光转换器与光纤输出口连接,使输出2.5Gbps的光信号,在光纤传输系统中正常传输。

进一步的,上述的非接触式低误码率高速信号传输系统,所述发射匹配电路和接收匹配电路由电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4构成。驱动端与接收端之间进行一定处理,因为在非接触传输中依据方波变脉冲的设计思想,传输天线部分未能一次性根据电路中传输的速率码型,转换成理想型号,所以进行信号匹配处理。保证接收端码间干扰在允许的范围之内,码间干扰的要求为小于10%。通过传输天线后进行第二次码型信号变换,成为可以在一个输出端的进行恢复的信号。在接收到的信号在进行一次预先处理,恢复其中一部分,然后在恢复电路中再进行第二次的恢复,这样就减少恢复电路中的压力,满足恢复电路中的输入信号要求,可通过匹配电路进行一次调整,同样调整电路中电阻,电容元器件。

进一步的,上述的非接触式低误码率高速信号传输系统,所述第一光电转换器和驱动器之间设有数据恢复电路。光纤输入口与第一光电转换器连接,输出电平格式为800mV的CML,光信号经过第一光电转换器变成电压信号后,直流耦合后经数据恢复电路进行信号的放大和整形,保证其速率和码型不变,然后把差分驱动信号进行一分N路发射出去。

进一步的,上述的非接触式低误码率高速信号传输系统,所述接收器和第二电光转换器之间设有数据恢复电路。接收端天线与接收电路连接时进行均衡处理,把接收的信号进行一定处理,通过数据恢复电路更好的恢复发射端的信号,输出电平典型值为800mV的CML信号,使其满足电光转换所需条件的要求。

进一步的,上述的非接触式低误码率高速信号传输系统,所述发射匹配电路与传输天线之间、传输天线与接收匹配电路之间均设有传输线。设置的传输线能够保证数据传输的稳定性和准确性。

上述技术方案可以看出,本实用新型具有如下有益效果:本实用新型所述的非接触式低误码率高速信号传输系统,将接收到的信号实时、高效、低误码,可靠的数据传输,具有本地化生产,成本低,响应速度快,传输速率高等优点。

附图说明

图1为本实用新型所述非接触式低误码率高速信号传输系统的结构框图;

图2为本实用新型所述发射匹配电路图;

图3为本实用新型所述接收匹配电路图。

图中:1第一光电转换器、2驱动器、3发射匹配电路、4传输天线、5接收匹配电路、6接收器、7第二电光转换器、8时钟恢复电路、9传输线。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确的限定。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1所示的非接触式低误码率高速信号传输系统,包括第一光电转换器1、驱动器2、发射匹配电路3、传输天线4、接收匹配电路5、接收器6和第二电光转换器7,所述第一光电转换器1的输出端与驱动器2输入端连接,所述驱动器2的输出端与发射匹配电路3输入端连接,所述发射匹配电路3和接收匹配电路5通过传输天线4可进行信号传递,所述接收匹配电路5的输出端与接收器6的输入端连接,所述接收器6的输出端与第二电光转换器7的输入端连接。其中,第一光电转换器1上设有光线输入口,并且第二光电转换器7上设有光线输出口。同时,第一光电转换器1和驱动器2、接收器6和第二电光转换器7之间分别设有数据恢复电路8。为了保证数据传输的稳定性,发射匹配电路3与传输天线4之间、传输天线4与接收匹配电路5之间均设有传输线9。其信号传输的过程为,驱动端发射出来的信号经过发射匹配电路3,进行一次预先调整,保证输出端信号的幅度大于接收端限幅放大器要求的幅度,码间干扰不影响下一个码型。通过如图2所示的电路中C1、C2、R1、R2来调整响应时间。通过传输天线4后进行第二次码型信号变换,成为一个双极性脉冲信号输出连接至接收端。在接收到的信号在进行脉冲变方波信号的时候通过接收匹配电路5进行一次预先均衡处理,脉冲信号恢复一部分,在数据恢复电路8中再进行第二次恢复,这样就减少恢复电路中的压力,满足恢复电路中的输入信号要求。

其中,如图2、3所示发射匹配电路3和接收匹配电路5由电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4构成。发射匹配电路3中驱动器2发出的信号,分别为发射匹配电路3的输入TX+和输入TX-,输入TX+进过电容C1,然后经过电容C2和R2并联的部分,转变为输出TX+,在输入TX+前端设有支路接有R1,电阻R1的另一端与GND连接;输入TX-进过电容C3,然后经过电容C4和R4并联的部分,转变为输出TX-,在输入TX-前端设有支路接有R3,电阻R3的另一端与GND连接。接收匹配电路5接收端有两路信号输入RX+和输入RX-,输入RX+经过电阻R2,在经过C2,转变为输出RX+,电阻R2的前端设有支路连接有R1,R1的另一端与GND连接,R2和C2之间设有支路连接有C1,C1另一端与GND连接;输入RX-经过电阻R4,在经过C4,转变为输出RX-,电阻R4的前端设有支路连接有R3,R3的另一端与GND连接,R4和C4之间设有支路连接有C3,C3另一端与GND连接。

基于上述结构的基础上,其工作原理为:光电转换过来的电流信号,通过跨阻放大器转换成电压信号,再经过驱动器2转换成串行数据输出,传输速率千兆以上,在数据传输中,驱动端和接收端之间采用传输线耦合的传输方式。在此过程中,根据传输线耦合基本的构造原理,把传输线分解为上下两个极板分别端接在接收和发射两端,中间非接触,介质为空气,耦合过来的串行传输数据进入接收端。

发射端传输的数字码型信号经过传输耦合后变成特定码型信号,因为传输速率及耦合结构的条件限制,在发射末端采用发射匹配电路3对发射信号进行处理,在天线接收端通过接收匹配电路5对接收信号进行匹配处理。

接收器6恢复其中的数据信号,然后进行电光转换处理,转换成光信号,进而通过光纤输出。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

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