用于调整非接触式数据链路的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于相对彼此可移动的单元之间的高频信号或数据的传输的非接触式数据链路，其中所述单元例如是像旋转接头的旋转单元。这些非接触式数据链路必须被调整或者调整必须被检查以满足EMC标准的要求，以及获得高数据速率、高可靠性和低传输损耗或低比特误码率。这些调整程序需要特定的工具并且必须适应于非接触式数据链路。
【背景技术】
[0002]非接触式数据链路在美国专利N0.6，301，324B1中被公开。该非接触式数据链路也被称为非接触式滑环。其在耦合到发射机的旋转部件处具有像带状线的圆形传输线。静止部件是紧密靠近传输线布置的小的接收器。数据速率限于约2Gb每秒，其可以从公开的具有500MHz和IGHz之间的频率范围的带宽滤波器进行估算。为了更高的数据速率，传输线可以如在EP1012899A中所公开的进行改进。这里代替带状线，而使用具有更窄和更宽的部分的模式。该模式具有抑制不需要的噪音的带通特性。
【发明内容】
[0003]本发明将要解决的问题是提供具有增加的数据速率同时提供更高的噪声免疫力和增强的EMS(电磁抑制)性能的非接触式数据链路。另一将要解决的问题是提供用于以增加的数据速率调整非接触式数据链路并且同时提供更高的噪声免疫力和增强的EMS性能的工具和方法。
[0004]问题的解决方案在独立权利要求中被描述。从属权利要求涉及本发明的进一步改进。
[0005]在已经建立非接触式数据链路或将非接触式数据链路集成到需要旋转部件和静止部件之间的数据传输的装置后，非接触式数据链路可以被调整以优化噪声免疫力和增加EMS性能。这种装置可以是CT (计算机断层扫描)扫描仪、工业机器、交通工具和其它设备。非接触式数据链路包括发射机和接收器。发射机可以在CT扫描仪的旋转部件处，而接收器可以在静止部件处。发射机优选地包括绝缘基座，绝缘基座可以进一步包括介电材料，比如聚四氟乙烯、陶瓷材料或可以是纤维增强环氧树脂的任何标准印刷电路板材料。在其上是至少一个传输线，所述传输线包括至少一个发射机导体，其可以是带状线式导体或从现有技术已知的任何结构。优选地，传输线是包括两个被差分信号驱动的发射机导体的差分结构。发射机还包括将信号馈给到至少一个传输线中的至少一个发射机放大器。优选地，发射机放大器具有阻抗匹配装置。进一步优选地，如果发射机在至少一个传输线的端部处进一步包括至少一个终止装置，所述至少一个终止装置优选地与发射机放大器相对。优选地，生成数据流的数据源被耦合到发射机放大器。
[0006]接收器被紧密靠近发射机安装，而不接触发射机。其具有至少一个接收器天线，所述至少一个接收器天线具有匹配并被安装紧密靠近至少一个发射机导体的至少一个天线部分或至少一个发射机导体。由于紧密靠近，信号在至少一个传输线和接收器天线之间耦合，其中信号进一步被至少一个接收器放大器放大并且耦合到数据接收装置。尽管接收器的最少部件是接收器天线，但是它优选包括进入接收器的至少一个接收器放大器以获取天线和放大器之间的最小信号路径长度。优选地，接收器具有包括第一天线部分和第二天线部分的接收器天线，该第一天线部分和第二天线部分是差分操作的并且将差分信号馈给到接收器放大器。
[0007]在CT扫描仪旋转接头的优选实施例中，发射机以及因此附接到发射机的导体是旋转的，然而接收器在静止部件处是静止的。在可选实施例中，发射机可以在静止部件处，其中接收器在旋转部件处。为了获得双向通信，两个实施例可以组合。通常，接收器必须与导体对准，使得获得最好的信号传输品质和最好的EMC性能。
[0008]在优选实施例中，用于调整或检查与发射机相对的接收器的调整的也被称为测试设备的测试装置包括至少一个测试模式生成器。优选地，测试装置被用于检查和/或调整非接触式数据链路的传输线和接收器天线之间的空间关系。测试模式生成器可以是耦合到将测试信号馈给到导体的发射机放大器的独立单元。其也可以是发射机的一部分，或其可以是在发射机内生成测试模式的软件。优选地，测试模式是伪噪声信号。其可以是任何其它适合的模式。最优选地，测试模式具有与正常的应用数据类似的带宽和类似的谱特性。测试装置优选地包括在发射机的地和接收器的地之间耦合的共模信号生成器。生成器电压对差分驱动的传输线的两个导体是共同的。共模信号还可以耦合到旋转接头和/或CT扫描仪的转子和/或定子和/或转子和定子之间的轴承。共模信号优选地是窄带正弦信号，其可以被扫频以确定测量结果的任何频率依赖性。其也可以是其它信号，例如像伪噪声信号的宽带信号或模拟在像CT扫描仪的实际操作装置中的信号行为的信号。其可以是已知影响数据传输的任何其它信号。这种信号可以例如是由X射线生成器或非接触式电源变压器生成的噪声。
[0009]进一步优选地，共模扼流圈被提供在发射机和/或接收器的供电线路中。
[0010]进一步优选地，提供用于以相对于发射机定义的位置保持接收器并且精确调整接收器和发射机之间的相对位置的装置。
[0011]为了接收器的调整，在接收器处的信号质量被确定。这优选地通过测量比特误码率，优选通过比较所接收的信号与预定的模式来完成。可选地，信号质量可以通过测量所接收的信号的抖动值来获取。为了描述对准步骤，正交坐标系被使用，其参考接收器天线的中心，其中接收器天线是接收器的一部分。X轴平行于与传输线相切的方向，对应于旋转方向(或反方向)。y轴平行于旋转轴。Z轴径向于发射机。接收器的对准是如下调整的:
[0012]a)接收器被平行于ζ轴地调整其高度以大于发射机。
[0013]b)接收器被平行于y轴调整。
[0014]c)接收器围绕X轴倾斜。
[0015]d)接收器围绕ζ轴倾斜。
[0016]e)接收器围绕y轴倾斜。
[0017]优选地，步骤a)作为第一步骤被执行，由于高度主要由机械特性确定，使得在操作期间发射机从不接触接收器，发射机接触接收器可能会导致部件的损害。进一步的步骤b)到e)可以以任何顺序被执行。优选地，针对这些进一步的调整步骤的每一个，设置是被一小步一小步地调整的，并且得到的信号质量或比特误码率被测量。基于该结果，最好的设置可以被计算出来。重复步骤b)到e)是有益的，以获取最好的结果。可以进一步有益的是在重复中包括步骤a)。这可以避免接收器太近地接近发射机。省略不必要的步骤是可能的。步骤b)被优选地省略，因为这种对准可以容易地通过接收器的机械设计来完成。
[0018]因为调整好的数据链路具有非常低的比特误码率，其可以是10E-15量级，所以直到单比特误码出现的测量时间可能是若干小时。这对于制造中的有用方法而言历时太久。因此，如果获得了像10E-10的某一预定的比特误码率或者如果在预定数目的比特的传输之后没有比特误码发生，则测量优选地被中止。这可以产生一秒或几秒的测量时间。如果未对准足够大，比特误码率将增长至显著更大的值。为了确定最优点，这些曲线可以被外推以确定最小值点，或者以更简单的方法，仅使用在预定的比特误码率以上的导致预定的比特误码率的正偏差和在预定的比特误码率以上的导致预定的比特误码率的负偏差之间的中心。用该方法，相对快的测量可以被执行。
[0019]相同的方法可以应用到抖动测量。最优调整可以通过外推数据导出，或者通过创建通过/失败标准来导出，其中通过将测试结果(例如比特误码率或抖动)与预定的阈值相比较来创建通过/失败标准。
[0