реклама на сайте
подробности

 
 
> Разработка узла бесконтактной передачи информации, Частотное детектирование + общая критика
Stepanich
сообщение Aug 21 2018, 18:54
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 232
Регистрация: 8-06-05
Из: Москва
Пользователь №: 5 847



Здравствуйте.

Разрабатывается узел бесконтактной передачи информации. Узел представляет собой две пластины, расположенные друг напротив друга на расстоянии около 0,5 мм. Одна пластина закреплена неподвижно, вторая - вращается относительно первой. Задача обеспечить двунаправленную передачу цифровых сигналов с одной стороны на другую. Параметры следующие.
- скорость передачи: не менее 500 кбит/с;
- количество каналов на стационарной стороне: 2 принимающих, 1 передающий;
- ёмкость каждого канала: не более 10 пФ;
- потребление: не более 0,5 Вт;
- устойчивость к синфазным помехам.

Были рассмотрены способы, применённые фирмами Texas Instruments и Silicon Labs.
Выбор был сделан на решении фирмы Silicon Labs: использование непрерывной модуляции должно обеспечивать большую помехозащищённость в сравнении с кодированием перехода уровня сигнала:
Прикрепленное изображение


Была разработана модель узла (прикладываю со всеми внешними файлами):
Прикрепленный файл  Isolator_21.08.2018.rar ( 5.44 килобайт ) Кол-во скачиваний: 11

Прикрепленное изображение


В качестве формирователя несущей предполагается использование осцилляторов с LVDS выходом (Abracon, Epson и т. п.); в качестве ключей - аналоговые SPST или SPDT ключи. Оба эти элемента в модели заменены на идеальные.
Ёмкость между пластинами в модели задана конденсаторами Cdiff. Модулирующий сигнал (собственно, который нужно передать) поступает на ключи, коммутирующие в/ч несущую (150...250 МГц) на усилитель и изоляционный барьер. С выхода изоляционного барьера сигнал поступает на преобразователь дифф. сигнала в униполярный, затем усредняется и поступает на компаратор, восстанавливающий исходный (модулирующий сигнал). Сейчас основная проблема в том, что длительность восстановленного сигнала искажается при изменении ёмкости изолирующего барьера (приведены диаграммы для ёмкости 10 пФ и 100 пФ):
Прикрепленное изображение


Это связано с изменением уровня входного сигнала на компараторе и несимметричности постоянной времени нарастания и спада сигнала, формируемого узлом усреднения (AVERAGING). Да и сам узел AVERAGING является неэффективным по входному току. Хочется выработать для данного узла решение, устраняющее эти недостатки (например, частный детектор).

Итак вопросы:
- как можно решить проблему искажения выходных сигналов при изменении ёмкости барьера?
- на что ещё обратить внимание в решении задачи создания цифрового изолятора (критика остальной части схемы)?

Спасибо.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
Stepanich
сообщение Aug 22 2018, 10:46
Сообщение #2


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 232
Регистрация: 8-06-05
Из: Москва
Пользователь №: 5 847



Всем доброго дня и спасибо за участие.

1. Ни светодиоды, ни радиоканал использовать нельзя.
2. Не знаю, что такое вывод изображения на колесо. В любом случае, это не относится к изображению. Это является частью системы бесконтактной передачи энергии (вращающийся трансформатор) и информации - замена колец-щёток.
3. На входе AD8009 не 200 кОм, а выходное сопротивление ПДУ. Если в модели 200 кОм заменить на 200 Ом, картина не меняется:
Прикрепленное изображение

4. От ёмкости зависит амплитуда выпрямленного сигнала, поэтому при фиксированном пороге компаратора длительность выходного сигнала не стабильна.
5. Униполярная передача сигнала не подходит: земли у неподвижной и вращающейся пластин не объединены, нужна именно дифф. передача.
6. Передавать сразу цифровые данные нельзя, т. к. это не 8b10, а дискретные сигналы, где уровень "1" может быть бесконечно долгим.
7. Шесть колец, образующие указанную ёмкость, успешно размещены на пластинах.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_4afc_
сообщение Aug 23 2018, 09:05
Сообщение #3


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 262
Регистрация: 13-10-05
Из: Санкт-Петербург
Пользователь №: 9 565



Цитата(Stepanich @ Aug 22 2018, 14:46) *
4. От ёмкости зависит амплитуда выпрямленного сигнала, поэтому при фиксированном пороге компаратора длительность выходного сигнала не стабильна.

Возьмите любой другой вид кодирования сигнала с постоянной амплитудой, а на приёмнике поставьте АРУ, а уже за ним пороги и декодеры.
ЧМ, ФМ, ШИМ...

Цитата(Stepanich @ Aug 22 2018, 14:46) *
5. Униполярная передача сигнала не подходит: земли у неподвижной и вращающейся пластин не объединены, нужна именно дифф. передача.

И что манчестер нельзя передать дифференциально на скорости 500кбит?

Цитата(Stepanich @ Aug 22 2018, 14:46) *
6. Передавать сразу цифровые данные нельзя, т. к. это не 8b10, а дискретные сигналы, где уровень "1" может быть бесконечно долгим.

LMH6552 поставить можно, а микроконтроллер с ком портом нет?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Stepanich
сообщение Aug 23 2018, 15:13
Сообщение #4


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 232
Регистрация: 8-06-05
Из: Москва
Пользователь №: 5 847



Цитата(_4afc_ @ Aug 23 2018, 12:05) *
Возьмите любой другой вид кодирования сигнала с постоянной амплитудой, а на приёмнике поставьте АРУ, а уже за ним пороги и декодеры.
ЧМ, ФМ, ШИМ...

Не могли бы вы порекомендовать источник, где можно почитать о подобной реализации? Или рассказать чуть подробнее о предлагаемых способах. Я не спец. в методах радиосвязи, а это, я так понимаю, оттуда (детектор огибающей, промежуточная частота и т. д.)

Цитата(_4afc_ @ Aug 23 2018, 12:05) *
LMH6552 поставить можно, а микроконтроллер с ком портом нет?

да, должна быть использована жёсткая логика, без ЭППЗУ.

Цитата(Plain @ Aug 22 2018, 22:35) *
Урежьте осетра до вышепредложенных 10 МГц и кодируйте передаваемые сигналы, например, ШИМ — тогда всё реализуется парой заурядных логических элементов.

Вы имеете в виду: на передающей стороне преобразователь напряжение - скважность, на приёмной - скважность - напряжение?

Цитата(_pv @ Aug 23 2018, 15:20) *
1) да не устанавливается там связь как таковая, если без autonegotiation сконфигурировать phy (подтяжками в момент включения) в определённый режим 100FullDuplex например, то вроде сразу должен начинать слать.
ему без разницы услышит его кто или нет.

В документации присутствует описание процесса линковки (короткий одиночный импульс). Я так понимаю, что даже если режимы работы заданы жёстко, сначала и при каждом обрыве связи запускается процесс линковки?
Цитата(_pv @ Aug 23 2018, 15:20) *
2) станет неактивным RXDV и CRS, а что на выходах будет - надо даташит смотреть, возможно в нуле останутся.

Понял, спасибо. Т. е. на всякий случай, можно использовать объединять RXDV и CRS с выходными сигналами по "И".

Решил добить исходное решение:
Прикрепленное изображение


Теперь дрожание фронта составляет 7 нс и то с одной стороны. Идея - отказ от выпрямителя и схемы усреднения и переход на ВПС с пороговым элементом. Далее - только цифра. RS триггер планирую заменить на счётчик MC74AC4040, для увеличения помехозащищённости за счёт работы со вторым-третьим разрядом.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме
- Stepanich   Разработка узла бесконтактной передачи информации   Aug 21 2018, 18:54
- - Plain   Цитата(Stepanich @ Aug 21 2018, 21:54) Од...   Aug 21 2018, 21:21
- - x893   Или поставить в центре по светодиоду и передавать ...   Aug 22 2018, 04:32
- - Aner   Думаю не очень светодиодом. Похоже на проект очере...   Aug 22 2018, 07:28
- - _4afc_   Цитата(Stepanich @ Aug 21 2018, 22:54) - ...   Aug 22 2018, 08:01
|- - Plain   Цитата(Stepanich @ Aug 21 2018, 21:54) не...   Aug 22 2018, 19:35
|- - _4afc_   Цитата(Stepanich @ Aug 23 2018, 18:13) Не...   Aug 25 2018, 11:39
|- - Plain   Цитата(Stepanich @ Aug 23 2018, 18:13) на...   Aug 25 2018, 21:22
- - _pv   Разделите ВЧ и НЧ как в изоляторах от TI. http://w...   Aug 22 2018, 12:08
- - Stepanich   _pv, решение, как у TI хорошо, когда оно реализова...   Aug 22 2018, 13:53
- - _pv   Цитата_pv, решение, как у TI хорошо, когда оно реа...   Aug 22 2018, 14:56
- - Stepanich   _pv, остановлюсь на предложенном вами варианте с E...   Aug 22 2018, 16:37
|- - _pv   Цитата(Stepanich @ Aug 22 2018, 23:37) - ...   Aug 23 2018, 12:20
- - Voblin   А почему Вы не рассматриваете индуктивную связь? С...   Aug 25 2018, 06:43
|- - Stepanich   Цитата(Voblin @ Aug 25 2018, 09:43) А поч...   Aug 28 2018, 19:50
|- - Lerk   Цитата(Stepanich @ Aug 28 2018, 22:50) Vo...   Aug 29 2018, 07:15
- - Plain   Так получше:   Aug 27 2018, 08:31
- - Plain   Вопрос был, какая она в ТЗ указана.   Aug 28 2018, 20:20
- - Stepanich   Цитата(Plain @ Aug 28 2018, 23:20) Вопрос...   Aug 29 2018, 11:40
- - Lerk   Цитата(Stepanich @ Aug 29 2018, 14:40) Т....   Aug 29 2018, 14:52


Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 19th August 2025 - 19:34
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01435 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016