用于調(diào)整非接觸式數(shù)據(jù)鏈路的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于相對(duì)彼此可移動(dòng)的單元之間的高頻信號(hào)或數(shù)據(jù)的傳輸?shù)姆墙佑|式數(shù)據(jù)鏈路，其中所述單元例如是像旋轉(zhuǎn)接頭的旋轉(zhuǎn)單元。這些非接觸式數(shù)據(jù)鏈路必須被調(diào)整或者調(diào)整必須被檢查以滿足EMC標(biāo)準(zhǔn)的要求，以及獲得高數(shù)據(jù)速率、高可靠性和低傳輸損耗或低比特誤碼率。這些調(diào)整程序需要特定的工具并且必須適應(yīng)于非接觸式數(shù)據(jù)鏈路。
【背景技術(shù)】
[0002]非接觸式數(shù)據(jù)鏈路在美國(guó)專(zhuān)利N0.6，301，324B1中被公開(kāi)。該非接觸式數(shù)據(jù)鏈路也被稱(chēng)為非接觸式滑環(huán)。其在耦合到發(fā)射機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件處具有像帶狀線的圓形傳輸線。靜止部件是緊密靠近傳輸線布置的小的接收器。數(shù)據(jù)速率限于約2Gb每秒，其可以從公開(kāi)的具有500MHz和IGHz之間的頻率范圍的帶寬濾波器進(jìn)行估算。為了更高的數(shù)據(jù)速率，傳輸線可以如在EP1012899A中所公開(kāi)的進(jìn)行改進(jìn)。這里代替帶狀線，而使用具有更窄和更寬的部分的模式。該模式具有抑制不需要的噪音的帶通特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明將要解決的問(wèn)題是提供具有增加的數(shù)據(jù)速率同時(shí)提供更高的噪聲免疫力和增強(qiáng)的EMS(電磁抑制)性能的非接觸式數(shù)據(jù)鏈路。另一將要解決的問(wèn)題是提供用于以增加的數(shù)據(jù)速率調(diào)整非接觸式數(shù)據(jù)鏈路并且同時(shí)提供更高的噪聲免疫力和增強(qiáng)的EMS性能的工具和方法。
[0004]問(wèn)題的解決方案在獨(dú)立權(quán)利要求中被描述。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0005]在已經(jīng)建立非接觸式數(shù)據(jù)鏈路或?qū)⒎墙佑|式數(shù)據(jù)鏈路集成到需要旋轉(zhuǎn)部件和靜止部件之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置后，非接觸式數(shù)據(jù)鏈路可以被調(diào)整以?xún)?yōu)化噪聲免疫力和增加EMS性能。這種裝置可以是CT (計(jì)算機(jī)斷層掃描)掃描儀、工業(yè)機(jī)器、交通工具和其它設(shè)備。非接觸式數(shù)據(jù)鏈路包括發(fā)射機(jī)和接收器。發(fā)射機(jī)可以在CT掃描儀的旋轉(zhuǎn)部件處，而接收器可以在靜止部件處。發(fā)射機(jī)優(yōu)選地包括絕緣基座，絕緣基座可以進(jìn)一步包括介電材料，比如聚四氟乙烯、陶瓷材料或可以是纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂的任何標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板材料。在其上是至少一個(gè)傳輸線，所述傳輸線包括至少一個(gè)發(fā)射機(jī)導(dǎo)體，其可以是帶狀線式導(dǎo)體或從現(xiàn)有技術(shù)已知的任何結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，傳輸線是包括兩個(gè)被差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)的發(fā)射機(jī)導(dǎo)體的差分結(jié)構(gòu)。發(fā)射機(jī)還包括將信號(hào)饋給到至少一個(gè)傳輸線中的至少一個(gè)發(fā)射機(jī)放大器。優(yōu)選地，發(fā)射機(jī)放大器具有阻抗匹配裝置。進(jìn)一步優(yōu)選地，如果發(fā)射機(jī)在至少一個(gè)傳輸線的端部處進(jìn)一步包括至少一個(gè)終止裝置，所述至少一個(gè)終止裝置優(yōu)選地與發(fā)射機(jī)放大器相對(duì)。優(yōu)選地，生成數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)源被耦合到發(fā)射機(jī)放大器。
[0006]接收器被緊密靠近發(fā)射機(jī)安裝，而不接觸發(fā)射機(jī)。其具有至少一個(gè)接收器天線，所述至少一個(gè)接收器天線具有匹配并被安裝緊密靠近至少一個(gè)發(fā)射機(jī)導(dǎo)體的至少一個(gè)天線部分或至少一個(gè)發(fā)射機(jī)導(dǎo)體。由于緊密靠近，信號(hào)在至少一個(gè)傳輸線和接收器天線之間耦合，其中信號(hào)進(jìn)一步被至少一個(gè)接收器放大器放大并且耦合到數(shù)據(jù)接收裝置。盡管接收器的最少部件是接收器天線，但是它優(yōu)選包括進(jìn)入接收器的至少一個(gè)接收器放大器以獲取天線和放大器之間的最小信號(hào)路徑長(zhǎng)度。優(yōu)選地，接收器具有包括第一天線部分和第二天線部分的接收器天線，該第一天線部分和第二天線部分是差分操作的并且將差分信號(hào)饋給到接收器放大器。
[0007]在CT掃描儀旋轉(zhuǎn)接頭的優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)以及因此附接到發(fā)射機(jī)的導(dǎo)體是旋轉(zhuǎn)的，然而接收器在靜止部件處是靜止的。在可選實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)可以在靜止部件處，其中接收器在旋轉(zhuǎn)部件處。為了獲得雙向通信，兩個(gè)實(shí)施例可以組合。通常，接收器必須與導(dǎo)體對(duì)準(zhǔn)，使得獲得最好的信號(hào)傳輸品質(zhì)和最好的EMC性能。
[0008]在優(yōu)選實(shí)施例中，用于調(diào)整或檢查與發(fā)射機(jī)相對(duì)的接收器的調(diào)整的也被稱(chēng)為測(cè)試設(shè)備的測(cè)試裝置包括至少一個(gè)測(cè)試模式生成器。優(yōu)選地，測(cè)試裝置被用于檢查和/或調(diào)整非接觸式數(shù)據(jù)鏈路的傳輸線和接收器天線之間的空間關(guān)系。測(cè)試模式生成器可以是耦合到將測(cè)試信號(hào)饋給到導(dǎo)體的發(fā)射機(jī)放大器的獨(dú)立單元。其也可以是發(fā)射機(jī)的一部分，或其可以是在發(fā)射機(jī)內(nèi)生成測(cè)試模式的軟件。優(yōu)選地，測(cè)試模式是偽噪聲信號(hào)。其可以是任何其它適合的模式。最優(yōu)選地，測(cè)試模式具有與正常的應(yīng)用數(shù)據(jù)類(lèi)似的帶寬和類(lèi)似的譜特性。測(cè)試裝置優(yōu)選地包括在發(fā)射機(jī)的地和接收器的地之間耦合的共模信號(hào)生成器。生成器電壓對(duì)差分驅(qū)動(dòng)的傳輸線的兩個(gè)導(dǎo)體是共同的。共模信號(hào)還可以耦合到旋轉(zhuǎn)接頭和/或CT掃描儀的轉(zhuǎn)子和/或定子和/或轉(zhuǎn)子和定子之間的軸承。共模信號(hào)優(yōu)選地是窄帶正弦信號(hào)，其可以被掃頻以確定測(cè)量結(jié)果的任何頻率依賴(lài)性。其也可以是其它信號(hào)，例如像偽噪聲信號(hào)的寬帶信號(hào)或模擬在像CT掃描儀的實(shí)際操作裝置中的信號(hào)行為的信號(hào)。其可以是已知影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜魏纹渌盘?hào)。這種信號(hào)可以例如是由X射線生成器或非接觸式電源變壓器生成的噪聲。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選地，共模扼流圈被提供在發(fā)射機(jī)和/或接收器的供電線路中。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，提供用于以相對(duì)于發(fā)射機(jī)定義的位置保持接收器并且精確調(diào)整接收器和發(fā)射機(jī)之間的相對(duì)位置的裝置。
[0011]為了接收器的調(diào)整，在接收器處的信號(hào)質(zhì)量被確定。這優(yōu)選地通過(guò)測(cè)量比特誤碼率，優(yōu)選通過(guò)比較所接收的信號(hào)與預(yù)定的模式來(lái)完成。可選地，信號(hào)質(zhì)量可以通過(guò)測(cè)量所接收的信號(hào)的抖動(dòng)值來(lái)獲取。為了描述對(duì)準(zhǔn)步驟，正交坐標(biāo)系被使用，其參考接收器天線的中心，其中接收器天線是接收器的一部分。X軸平行于與傳輸線相切的方向，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)方向(或反方向)。y軸平行于旋轉(zhuǎn)軸。Z軸徑向于發(fā)射機(jī)。接收器的對(duì)準(zhǔn)是如下調(diào)整的:
[0012]a)接收器被平行于ζ軸地調(diào)整其高度以大于發(fā)射機(jī)。
[0013]b)接收器被平行于y軸調(diào)整。
[0014]c)接收器圍繞X軸傾斜。
[0015]d)接收器圍繞ζ軸傾斜。
[0016]e)接收器圍繞y軸傾斜。
[0017]優(yōu)選地，步驟a)作為第一步驟被執(zhí)行，由于高度主要由機(jī)械特性確定，使得在操作期間發(fā)射機(jī)從不接觸接收器，發(fā)射機(jī)接觸接收器可能會(huì)導(dǎo)致部件的損害。進(jìn)一步的步驟b)到e)可以以任何順序被執(zhí)行。優(yōu)選地，針對(duì)這些進(jìn)一步的調(diào)整步驟的每一個(gè)，設(shè)置是被一小步一小步地調(diào)整的，并且得到的信號(hào)質(zhì)量或比特誤碼率被測(cè)量?；谠摻Y(jié)果，最好的設(shè)置可以被計(jì)算出來(lái)。重復(fù)步驟b)到e)是有益的，以獲取最好的結(jié)果。可以進(jìn)一步有益的是在重復(fù)中包括步驟a)。這可以避免接收器太近地接近發(fā)射機(jī)。省略不必要的步驟是可能的。步驟b)被優(yōu)選地省略，因?yàn)檫@種對(duì)準(zhǔn)可以容易地通過(guò)接收器的機(jī)械設(shè)計(jì)來(lái)完成。
[0018]因?yàn)檎{(diào)整好的數(shù)據(jù)鏈路具有非常低的比特誤碼率，其可以是10E-15量級(jí)，所以直到單比特誤碼出現(xiàn)的測(cè)量時(shí)間可能是若干小時(shí)。這對(duì)于制造中的有用方法而言歷時(shí)太久。因此，如果獲得了像10E-10的某一預(yù)定的比特誤碼率或者如果在預(yù)定數(shù)目的比特的傳輸之后沒(méi)有比特誤碼發(fā)生，則測(cè)量?jī)?yōu)選地被中止。這可以產(chǎn)生一秒或幾秒的測(cè)量時(shí)間。如果未對(duì)準(zhǔn)足夠大，比特誤碼率將增長(zhǎng)至顯著更大的值。為了確定最優(yōu)點(diǎn)，這些曲線可以被外推以確定最小值點(diǎn)，或者以更簡(jiǎn)單的方法，僅使用在預(yù)定的比特誤碼率以上的導(dǎo)致預(yù)定的比特誤碼率的正偏差和在預(yù)定的比特誤碼率以上的導(dǎo)致預(yù)定的比特誤碼率的負(fù)偏差之間的中心。用該方法，相對(duì)快的測(cè)量可以被執(zhí)行。
[0019]相同的方法可以應(yīng)用到抖動(dòng)測(cè)量。最優(yōu)調(diào)整可以通過(guò)外推數(shù)據(jù)導(dǎo)出，或者通過(guò)創(chuàng)建通過(guò)/失敗標(biāo)準(zhǔn)來(lái)導(dǎo)出，其中通過(guò)將測(cè)試結(jié)果(例如比特誤碼率或抖動(dòng))與預(yù)定的閾值相比較來(lái)創(chuàng)建通過(guò)/失敗標(biāo)準(zhǔn)。
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