Hochgeschwindigkeitssignal auf großem Kreisring

Es wird häufig kommuniziert, dass bei der Arbeit mit Signalen im GHz-Bereich das Routing für die Signalintegrität äußerst wichtig ist. So ziemlich jede Einbeziehung unnötiger Stubs kommt nicht in Frage, Leiterbahnen müssen in der Länge auf einen Bruchteil der Wellenlänge angepasst werden, Vias müssen rückgebohrt werden usw.

Abgesehen davon wurde ich mit einem unkonventionellen Ziel beauftragt, eine Hochgeschwindigkeits-Signalschnittstelle (1,5 GHz) entlang eines großen kreisförmigen Rings (z. B. eines Schleifrings) mit einem Umfang von maximal 3 Zoll zu schaffen. Das Signal wird an einem beliebigen Punkt in den Ring eingeführt und an einer festen Stelle an einer anderen Stelle im Ring abgenommen.

Insbesondere bin ich mir nicht ganz sicher, was die Auswirkungen sind / ob es angesichts des selbstinduzierten Jitters durch die Phasenverschiebung möglich ist, mit dieser Geschwindigkeit zu arbeiten. Unter der Annahme, gibt es da draußen Meinungen darüber, ob dies möglich ist oder nicht? Wenn ja, welche zusätzlichen Minderungsmaßnahmen können in diesem speziellen Szenario ergriffen werden?

  • Anpassung der Impedanz des ringförmigen Rings an den Abschluss
  • Gold-auf-Gold-Kontakt zur Einführung des Signals
  • EQ/DI/OS SC IC (ReDriver) unmittelbar danach auf Einfügedämpfung
  • Getakteter Retimer schließlich nach, um das Signal hoffentlich zu retten
Auf rotierenden Systemen werden verschiedene optische Datenübertragungssysteme verwendet, es könnte eine Option sein, wenn Sie alle Ihre Signale auf ein einziges Signal multiplexen können.
Danke für den Hinweis Kalle. Ich habe mir FORJs speziell für diese Anwendung angesehen, aber die Wirtschaftlichkeit stimmt nicht überein. Ich werde aber die Augen offen halten.

Antworten (2)

Ich habe ein ähnliches System erstellt, das Ihnen helfen kann, einige der Probleme zu verstehen. Die Nutzdatenrate betrug 53,46 Mbps und der "Ring" hatte einen Durchmesser von ca. 600 mm: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das Wichtige an dem Ring ist, dass er "ausgeglichen" und beendet wurde. Der Empfänger stellte keinen Kontakt her, sondern saß ein paar Millimeter vom Ring entfernt. Der Ring drehte sich mit mehreren tausend Umdrehungen pro Minute. Ein ausgewogener Ring bedeutet niedrige EMI für andere Systeme (ebenfalls wichtig).

Das wirklich Clevere an der Konstruktion ist, dass die Spulen des rotierenden Rings so gewickelt wurden, dass die statische Empfängerspule niemals eine Signalinvertierung oder einen Auslöschungspunkt sah.

Wenn Sie ernsthafte Ausrichtungsprobleme haben, funktioniert dies nicht, da es nur dazu bestimmt ist, Nahfeldübertragungen zu erzeugen, und der Magnetschleifenempfänger nicht mehr als +/- 2 mm axial und radial falsch ausgerichtet werden darf. Dies lag daran, dass die rotierenden Sendespulen 6 mm voneinander entfernt waren. Ein größerer Abstand ergibt mehr axiale Nachgiebigkeit, aber es beginnt dann, ein Emitter zu sein.

Bei einem Durchmesser von 3 Zoll möchten Sie versuchen, die Dinge mit steigender Frequenz zu verkleinern. Wie auch immer, nur ein paar Gedanken.

Es läuft also darauf hinaus, welche Grunddatenrate Sie verwenden und wie gut Sie mit Elektronik im GHz-Bereich umgehen können. Mein Design war auf 54 Mbit/s begrenzt, da wir herkömmliches schnelles CMOS und kein Modulationsschema verwendeten.

Je mehr ich mich mit diesem Problem beschäftigt habe, desto mehr weiß ich diese Antwort zu schätzen. Vielen Dank für den tollen Einblick.

Vielleicht würde eine Grafik helfen, die wirklich zeigt, was Sie meinen, aber was ich aus Ihrer Beschreibung erhalte, ist etwas, das nicht funktioniert und nicht einfach behoben werden kann, indem dem Ring eine Impedanzanpassung oder Vergoldung nachgeworfen wird.

Dies ist nicht nur eine Frage von Reflexionen oder einem schwächeren Signal, sondern 7-8 cm sind ein erheblicher Bruchteil einer Wellenlänge (bis zu sogar mehr als einer ganzen Wellenlänge, je nach den Materialeigenschaften, mit denen Sie es zu tun haben). Was Sie bekommen könnten, ist eine Art schlechter und unberechenbarer Rat-Ring-Koppler, bei dem ein Teil der Welle rechts herum läuft und ein Teil in die andere Richtung. Da sie unterschiedlich lang sein können, hat einer eine andere Phasenverschiebung als der andere, und als Ergebnis können Sie tatsächlich destruktive Interferenz bekommen. Ich kann mir nur vorstellen, dass dies funktioniert, wenn Sie Ihren Ring schneiden und die Verbindungspunkte zu Leistungsteilern / Kombinatoren machen und die Enden am Schnitt abschließen.

Das klingt wie ein solider Schuss auf einen Weg nach vorne. Das Hinzufügen einer Terminierung an den langen Stummeln beseitigt die Sorge, die ich bezüglich Resonanz und Reflexion hatte. Ich glaube, dass dies die Einfügungsdämpfung ziemlich erhöhen wird, aber der Redriver sollte dort helfen. Danke für die Kommentare.
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