¿Alguien ha transmitido datos a través de un transformador mal acoplado y ha recuperado los datos correctamente?

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EDITADO el 9 de junio de 2013 para proporcionar más detalles (con suerte) Recientemente instalé un sistema de transmisión de datos en una máquina rotativa. Los datos se recopilaron y serializaron desde varios ADC conectados a medidores de tensión montados en las palas de la turbina de la máquina.

La potencia del sistema montado en el rotor se acopló magnéticamente a 600 kHz. Nos las arreglamos para obtener algunos vatios a través de la "brecha".

Volver a enviar los datos al rotor El sistema electrónico fue complicado porque no pudimos usar un acoplamiento óptico "en línea" o de extremo de eje, sino que transmitimos los datos a través de un transformador mal acoplado. Esperamos que este diagrama explique : -

La parte superior del diagrama muestra dos bucles cuadrados que llevan los datos. He mostrado los bucles como cuadrados por razones que me facilitan el dibujo, eran circulares alrededor de un eje en la máquina.

La parte inferior del diagrama muestra la parte del receptor estático. Un pequeño bucle corrió paralelo a los bucles giratorios y recibió una señal pequeña y diferenciada que representa los datos. El sistema funciona bien, pero también estoy consciente de que está al borde del trabajo y me deja un poco incómodo por su rendimiento a largo plazo.

Lo que hace que el sistema de datos sea tan débil es el magnetismo que transfiere energía. Este es un sistema de bobina resonante que funciona a 600 kHz y a unas pocas pulgadas de las bobinas de datos. Los datos están codificados y codificados de modo que si no hubiera datos presentes, habría una transición alta y baja cada 75 ns (13.3MHz). La tasa de datos superior es 80Mbpsec. Debido a los magnéticos de potencia, la señal de datos recibida está subiendo y bajando en una onda sinusoidal de 600 kHz, por lo que se desarrollaron filtros especiales para eliminar esto, pero redefine los datos de manera que sea más difícil de detectar.

  

Estoy buscando consejos sobre cómo hacer más la transmisión de datos   sólido.

Adiciones : hay pocas posibilidades de empaquetar datos con CRC y reintentos de bloque. La electrónica del rotor es muy básica / simple y no tiene instalaciones para un receptor.

También he desarrollado un sistema que utiliza la modulación de frecuencia para transportar los datos; este utiliza un solo bucle para la transmisión de energía y datos porque no había espacio para nada más. Debido a que está modulada, la frecuencia más baja es de aproximadamente 78MHz y esto proporciona una separación espectral decente entre la señal recibida y el aumento de potencia de 600kHz.

    
pregunta Andy aka

3 respuestas

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Esto es un medio de respuesta (poniéndolo como un wiki de la comunidad para que otros puedan mejorarlo).

Acerca de la transmisión en sí, @Kuba Ober señaló una buena alternativa al usar la luz en lugar de las ondas magnéticas, principalmente debido a todas las interferencias que tiene en el sistema.

Si se requiere una transmisión magnética, podría usar algoritmos de corrección de errores como Hamming o Reed-Solomon.

    
respondido por el RMAAlmeida
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Me parece que lanzar más circuitos en el extremo de recepción tiene retornos más pequeños. ¿Puede de alguna manera aumentar el acoplamiento solo para proporcionar un sistema más eficiente en términos de transferencia de información?

Un problema es que realmente no sabemos quién está configurado el sistema. En la sugerencia a continuación voy a asumir lo siguiente:

1) ha enrollado las bobinas móviles de transmisión alrededor del eje principal (asumo esto porque podría estar preocupado por el equilibrio). Estos se montan y giran con el eje.

2) también ha envuelto las bobinas receptoras y transmisoras de energía alrededor del eje en paralelo con las bobinas móviles, pero están estacionarias y separadas del eje.

Presumiblemente, el eje es de metal, por lo que probablemente tendrá algún tipo de aspecto magnético. - ¿Qué tan grande es el eje, qué tan largo es? - ¿Tiene acceso al extremo del eje?

Estoy pensando que posiblemente el campo magnético podría salir del extremo del eje. Entonces, si coloca una antena de varilla de ferrita en el extremo del eje en una terminación coaxial, podría ser posible capturar estos campos dispersos muy débiles. En lugar de tener una bobina de selección secundaria alrededor del eje (que aún se muestra en la imagen).

osiabrelasbobinasdeTXquegiran,enunespaciadorcircular,el\$\mu_r\$delejetirarádelcampocercadelejeylaresistenciadelespaciodeairealrededordelnúcleocentralpermitiráalgunafugadecampoquelaRxdeferritaatraiga.NecesitaríamodularestoconsusistemaFSKysintonizarloparalasfrecuenciasdeinterés.

    
respondido por el placeholder
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Ayudaría ver una captura de pantalla de la forma de onda con algunas anotaciones. ¿Significa "mal acoplado" que a veces no hay señal o solo la señal es débil pero ruidosa? ¿Qué muestra una FFT? Quizás su ruido sea sincrónico o periódico y se pueda eliminar de los datos.

Le sugiero que caracterice un poco el sistema para entender el acoplamiento. Envíe un preámbulo largo y bien equilibrado y observe las tasas de error de bits. Si las tasas de error de bits son razonables, entonces tienes una oportunidad. Siguiente prueba varios errores de velocidad de símbolo. Tal vez el acoplamiento sea una banda estrecha para que los símbolos más grandes se distorsionen. ¿Cómo se comparan estos símbolos con lo que son sus símbolos "aleatorios"?

Finalmente intente agregar un sistema de recuperación que no sea solo comparadores. Intente una recuperación de reloj y un sistema de integración y volcado que le brindaría un rango más dinámico y eliminaría cualquier ruido sincrónico.

No estoy seguro de qué quiere decir con "el sistema de transmisión de datos tenía que" luchar "contra el magnético de transferencia de potencia". ¿Están actuando como fuentes de ruido? Parece que sería mejor que se mudara a una solución de RF para enviar sus datos.

EDITAR: Ahora que veo sus datos recibidos, veo que el canal está diferenciando la entrada. Así que estás operando en la banda exterior del paso de banda del sistema. Sigo pensando que deberías hacer una tasa de error de bits en el patrón de tipo 101010 ... para ver qué tipo de rendimiento bruto puedes esperar. Si es deficiente, no hay nada que pueda hacer excepto una mayor potencia de transmisión o intente modular sus datos a otra frecuencia en la que la pérdida de transmisión sea menor. (o la señal es más fácil de separar del ruido de potencia).

Si la tasa de error de bits (BER) es aceptable, puede intentar codificar de forma diferencial sus datos binarios, luego verifique sus tasas de error de símbolos para asegurarse de que sus datos no presenten errores debidos a la desviación de CC.

Una recuperación de reloj I & D + podría brindarte otro 3db de mejora de rendimiento.

    
respondido por el user6972

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