Radijo dažnio slydimo žiedas neša RF signalus, didelės spartos{0}}duomenis arba jautrius ryšio ryšius per ribą tarp stacionarios struktūros ir nuolat besisukančios dalies. Jis išlaiko nepažeistą signalo kelią, kol įranga sukasi, todėl kabeliai nesisuka, nesivynioja ir nepavargsta. Jį rasite besisukančiose antenose, gimbaluose, radarų platformose, robotų jungtyse, bandymo įrenginiuose ir įvairiose pramoninėse mašinose.
Skirtumas nuo paprastostandartinis elektrinis slydimo žiedasyra darbas, kurį ji turi atlikti. Maitinimo-ir-valdymo slydimo žiedui tereikia perkelti energiją ir žemo dažnio RF slydimo žiedas turi apsaugoti signalo kokybę. Tai perkelia dizaino klausimus nuo "kiek laidų?" link dažnių diapazono, varžos, įterpimo praradimo, ekranavimo, įžeminimo, duomenų perdavimo spartos, kanalų skaičiaus, sukimosi greičio ir veikimo aplinkos. Šiame vadove paaiškinama, kas yra įrenginys, kaip jis veikia, specifikacijos, kurios iš tikrųjų lemia pasirinkimą, ir kaip parašyti reikalavimą, pagal kurį tiekėjas gali pateikti citatą.
Kas yra radijo dažnio slydimo žiedas?
Radijo dažnio slydimo žiedas yra besisukantis signalo perdavimo įtaisas, leidžiantis RF arba didelės spartos{0}}signalus perduoti per besisukančią sąsają, o sistema sukasi be pertrūkių. Fiksuota pusė lieka prijungta prie valdymo sistemos, imtuvo, siųstuvo ar tinklo; besisukanti pusė jungiasi prie to, kas sumontuota ant judančios konstrukcijos.
Terminas rinkoje vartojamas laisvai, tai verta žinoti prieš įsigyjant. Kai kuriose sistemose „RF slydimo žiedas“ reiškia bendraašį RF sukamąjį jungtį, sukurtą kontroliuojamam varžos perdavimui. Kitais atvejais tai reiškia bekontaktį modulį, kuris naudoja siųstuvus-imtuvus arba talpinę arba indukcinę jungtį, kad būtų perkeliami duomenys per tarpą be šepečio kontakto. Tai yra skirtingos technologijos su skirtingais apribojimais, todėl citatoje visada turėtų būti nurodytas tikrasis perdavimo būdas, o ne bendra etiketė. Tinkamas pasirinkimas priklauso nuo signalo tipo, dažnio, pralaidumo, duomenų protokolo, mechaninio išdėstymo ir aplinkos.
Kodėl RF signalams reikia specialaus rotacinio perdavimo sprendimo
Esant aukštesniems dažniams, signalo kelias nustoja veikti kaip paprastas laidas ir pradeda elgtis kaip perdavimo linija. Maži geometrijos, impedanso, ekranavimo, jungties kokybės ar įžeminimo pakeitimai gali sukelti atspindžius, praradimus, triukšmą arba nestabilumą. Besisukanti sąsaja prideda sunkiausią kintamąjį iš visų: šios savybės turi išlikti stabilios, kol jungtis sukasi, dažnai tūkstančius kartų per dieną.
Štai kodėl pasirinkimo logika skiriasi nuo bendrosios paskirties{0}}slydimo žiedo. Svarbiausi klausimai yra ne laidų skaičius ir srovės įvertinimas, o:
- Koks dažnių diapazonas arba koks duomenų protokolas ir duomenų perdavimo sparta turi būti palaikomi?
- Ar sistema 50 omų ar 75 omų?
- Koks įterpimo praradimas yra priimtinas visoje juostoje?
- Kokio VSWR arba grąžinimo praradimo tikslo reikia?
- Ar fazė turi išlikti stabili, kai jungtis sukasi?
- Ar reikalingas ekranas arba kanalo izoliacija, kad būtų galima valdyti perėjimą?
- Ar maitinimo, eterneto, CAN arba jutiklių linijos turės tą patį besisukantį apvalkalą?
Ankstyvas atsakymas į šiuos klausimus yra pigiausias draudimas nuo signalo pablogėjimo, nutrūkimo ir vėlyvojo programos pertvarkymo. Jei tiekėjas patvirtina tik laidų skaičių ir srovės stiprumą, reikalavimas dar nebuvo pakankamai tiksliai nurodytas radijo dažnių našumui.
Kaip veikia RF slydimo žiedas
Prietaisas perduoda signalus tarp dviejų mechaniškai atskirtų pusių. Priklausomai nuo konstrukcijos, RF kelias eina per koaksialinę sukamąją struktūrą, bekontakčio sujungimo metodą arba hibridinį mazgą, kuriame RD perdavimas sujungiamas su elektros energija ir žemo dažnio grandinėmis viename korpuse.
Hibridinis išdėstymas yra įprastas, nes dauguma besisukančių sistemų perduoda daugiau nei vienos rūšies signalus. RF sekcija tvarko jautrų kelią, o įprastinė slydimo žiedo sekcija tiekia nuolatinę arba kintamąją maitinimą, valdymo laidus, kodavimo grįžtamąjį ryšį, CAN arbaEthernet. Juos sujungus išsprendžiami keli sukamieji perdavimo poreikiai vienoje kompaktiškoje pakuotėje ir pašalinami laidai, kurie kitu atveju susisuktų. Kompromisas- yra integravimo disciplina: signalo keliai turi būti atskirti ir ekranuoti, kad maitinimo ir skaitmeninės linijos nesujungtų triukšmo į RF kanalą.
RF slydimo žiedas prieš tradicinį slydimo žiedą ir RF sukamąjį jungtį
Netinkamos kategorijos pasirinkimas yra viena dažniausių ir brangiausių klaidų, nes pavadinimai sutampa, nors inžinerinė paskirtis ir ne.
Tradicinis elektrinis slydimo žiedas
Perduoda maitinimą, valdymo signalus ir žemo{0}}dažnio duomenis tarp fiksuotų ir besisukančių dalių. Jis tinka varikliams, šildytuvams, jutikliams, apšvietimui ir daugumai pramoninių valdymo laidų. Paprastai tai nėra tinkamas pasirinkimas jautriems RF, nebent jis buvo specialiai sukurtas ir išbandytas tam signalui.
RF slydimo žiedas
Naudojama, kai RF,{0}}didelės spartos skaitmeniniai arba jautrūs ryšio signalai turi kirsti besisukančią sąsają. Jis gali būti pagrįstas specializuota kontaktų struktūra, bendraašiu keliu arba bekontakčiu dizainu, ir jis pasirenkamas, kai sukimasis turi būti nenutrūkstamas, o signalas turi neviršyti nustatyto veikimo lango.
RF sukamoji jungtis
Paprastai bendraašis arba bangolaidinis įrenginys, skirtas RF ir mikrobangų perdavimui, įprastas radare, antenų stovuose, palydovinio ryšio ir mikrobangų bandymo sistemose. Jis parenkamas pagal dažnių diapazoną, jungties tipą, galios valdymą, įterpimo praradimą, VSWR ir mechaninę konfigūraciją. Daugelyje pastatų anRF sukamoji jungtisyra integruotas su standartiniu slydimo žiedu, todėl tas pats besisukantis mazgas kartu judina RF, nuolatinės srovės maitinimą ir valdymo signalus.
Šviesolaidinė sukamoji jungtis (FORJ)
Perduoda optinius signalus per sąsają, todėl ji yra stipri naudojant labai didelius duomenų perdavimo spartus, toli{0}}nuorodas arba aplinkoje, kurioje yra dideli elektromagnetiniai trukdžiai. Aoptinio pluošto sukamoji jungtisprasminga tik tada, kai sistema jau veikia šviesolaidžiu arba gali pateisinti reikalingus optinius siųstuvus, imtuvus ir skaidulą{0}}suderamą dizainą.
| Įrenginys | Pirminis naudojimas | Tipiški signalai | Raktų pasirinkimo specifikacijos |
|---|---|---|---|
| Tradicinis elektrinis slydimo žiedas | Galia ir valdymas sukimosi metu | DC/AC maitinimas, valdymas, žemo{0}}dažnio duomenys | Srovė, įtampa, grandinės skaičius, RPM |
| RF slydimo žiedas | RF arba didelio greičio{0}}signalas sukantis | RF,{0}}didelės spartos skaitmeninis, vaizdo įrašas, mišrus hibridas | Dažnis, varža, įterpimo praradimas, izoliacija |
| RF sukamoji jungtis | Bendraašis arba bangolaidinis RF/mikrobangų perdavimas | Vieno arba kelių{0}}kanalų RF, dažnai ir galia | Dažnis, VSWR, įterpimo praradimas, fazė, galios valdymas |
| Skaidulinė optinė sukamoji jungtis (FORJ) | Optinis perkėlimas per sukimąsi | Didelio{0}}sparumo optiniai duomenys, EMI-jautrios nuorodos | Bangos ilgis, kanalų skaičius, optinio įterpimo praradimas |
Rakto RF slydimo žiedo specifikacijos, kurias reikia patikrinti
Prieš prašydami kainos pasiūlymo, kiek galite tiksliau apibrėžkite elektros, RF, mechaninius ir aplinkosaugos reikalavimus. Aiškūs įvesties duomenys leidžia gamintojui rekomenduoti tinkamą dizainą, o ne perstatyti ar per mažai{1}}nurodinėti.
Dažnių diapazonas arba duomenų perdavimo sparta
RF atveju nurodykite veikimo dažnį. Sub-6 GHz ryšys ir mikrobangų arba milimetrinių Jei naudojate skaitmenines nuorodas, nurodykite protokolą ir reikiamą spartą, nesvarbu, ar tai Gigabit Ethernet, CAN, HD ar SDI vaizdo srautas, ar patentuotas signalas.
Varža
Daugeliui radijo dažnių sistemų reikalinga valdoma varža, paprastai 50 omų ryšiui ir radarui ir 75 omų vaizdo įrašams ir transliacijai. Jei varža nelaikoma besisukančioje sąsajoje, dalis signalo atsispindi link šaltinio ir našumas sumažėja.
Įdėjimo praradimas
Įterpimo praradimas yra signalo galia, prarandama, kai signalas praeina per jungtį. Žemiau yra geriau, o tai svarbiausia esant silpnam-signalui, ilgam-keliui, antenai ir matavimo programoms, kuriose yra mažai galimybių atiduoti. Jis turėtų būti nurodytas visoje juostoje, o ne viename taške.
VSWR ir grąžinimo praradimas
VSWR ir grąžinimo nuostoliai kiekybiškai įvertina atspindį, kurį sukelia varžos neatitikimas. Praktiškai jie matuojami visoje dažnių juostoje, paprastai su avektorinis tinklo analizatorius, kartu su įterpimo praradimu. Apytiksliai 15 dB ar geresnis grįžtamasis praradimas arba VSWR, artimas 1,5:1 ar mažesnis, dažnai traktuojami kaip gero kabelio ir antenos takų impedanso atitikimo ženklas. Jei jūsų sistema jautri atspindžiui, nurodykite reikiamą tikslą specifikacijoje, o ne palikite jį atvirą.
Fazės stabilumas
Fazių stabilumą lengva nepastebėti ir kai kuriose sistemose jis yra lemiamas. Faziniame{1}}masyve ir sekimo radare imtuvas lygina signalo fazę, kad nustatytų kampą ir sudarytų pluoštus. Jei sukamoji jungtis sukdamasi sukelia nenuspėjamą fazės poslinkį, informacija apie kampą pablogėja net tada, kai įterpimo praradimas atrodo puikiai. Štai kodėl radaro jungtims dažnai nurodomas fazių kitimas per sukimąsi.
Kanalų skaičius
Kai kurioms sistemoms reikalingas vienas RF kanalas; kitiems reikia kelių RF kanalų ir maitinimo, eterneto, CAN, kodavimo arba jutiklių linijų viename įrenginyje. Anksti apibrėžus skaičių nustatoma, ar atsakymas yra vienas RF slydimo žiedas, kelių kanalų sukamoji jungtis ar hibridinis mazgas.
Jungties tipas
Jungties pasirinkimas turi įtakos veikimui, diegimui ir aptarnavimui. Atsižvelkite į varžą, dažnio įvertinimą, dydį, fiksavimo metodą ir aplinkos sandarumą bei suderinkite jungtį su signalo taikiniu ir fiziniu išdėstymu.
Sukimosi greitis ir darbo ciklas
Dėl lėtos platformos ir didelio{0}}greičio surinkimo reikia kitokio guolių, sandarinimo, balansavimo ir naudojimo trukmės dizaino. Nurodykite didžiausią RPM, tipinį darbo greitį, darbo ciklą ir numatomą tarnavimo laiką.
Montavimo vieta ir anga
Mechaninis apvalkalas dažnai yra sunkiausias apribojimas. Pateikite galimą išorinį skersmenį, aukštį, veleno dydį, per-angą, kabelio išėjimo kryptį, montavimo modelį ir visas šalia esančias judančias dalis. Techniškai tvirtas RF dizainas yra nenaudingas, jei jis netinka.
Aplinkos apsauga
Naudojant lauke, jūroje, gynyboje, kasykloje ar plovimui, apsauga nėra neprivaloma. Aplinkos apsaugos sandarinimas klasifikuojamas pagal IP įvertinimo sistemą, apibrėžtąIEC 60529 standartas, kur pirmasis skaitmuo reiškia kietųjų medžiagų ir dulkių patekimą, o antrasis – vandenį. Nurodykite dulkių ir vandens poveikį, tikslinį IP reitingą, temperatūros diapazoną, vibraciją, smūgius, chemines medžiagas, druskos purškimą ir valymo metodą.
RF slydimo žiedo pasirinkimas pagal taikymą
Skirtingos sistemos labai skirtingai vertina tas pačias specifikacijas. Žemiau esančioje lentelėje parodyta, kur dažniausiai dėmesys skiriamas pirmiausia, o tai dažnai yra naudingiau nei bendras kontrolinis sąrašas, kai siaurinate dizainą.
| Taikymas | Pagrindinis signalo susirūpinimas | Specifikacijos, kurioms teikiama pirmenybė | Bendras dizaino pasirinkimas |
|---|---|---|---|
| Radaro / antenos stovas | Atspindys, praradimas, fazė | Dažnis, VSWR, įterpimo praradimas, fazių kitimas | RF sukamoji jungtis ir elektrinis slydimo žiedas |
| Gimbalo jutiklio bokštelis | Kompaktiškas mišrus perkėlimas | RF/video/Ethernet plius galia, dydis, izoliacija | Hibridinis RF slydimo žiedas |
| Bandymo stendas / matavimas | Pakartojamumas | Įdėjimo praradimo stabilumas, jungties tipas | Tikslioji RF sukamoji jungtis |
| Lauko/jūrinė sistema | Sandarinimas ir korozija | IP reitingas, medžiagos, temperatūra, vibracija | Sandarus pagal užsakymą surinkimas |
Įprastos RF slydimo žiedų programos
Radarai ir antenos sistemos
Besisukančių antenų nuskaitymo ar sekimo metu reikalingas nuolatinis RF perdavimas. RF slydimo žiedai ir sukamosios jungtys neleidžia kabeliui susisukti ir palaiko stabilų perdavimą tarp besisukančios antenos ir stacionarios elektronikos, todėlbesisukančios antenos sistemosdažniausiai laikomi dažniu, VSWR, įterpimo praradimu ir faze kaip pagrindiniais apribojimais.
Stebėjimo karteriai ir besisukantys jutikliai
Kamerų kardanai, termovizoriai, LiDAR galvutės ir jutiklių bokšteliai dažnai turi vienu metu perduoti maitinimą, valdymą, vaizdo įrašą, eternetą ir RF per mažą besisukantį jungtį. Erdvė čia yra įpareigojanti riba, todėl įprasta hibridinė konstrukcija, sujungianti kelis signalų tipus į vieną kompaktišką voką.
Robotika ir automatika
Robotinėms jungtims, sukamosioms indeksavimo lentelėms,{0}}galų-rankos įrankiams ir automatinėms tikrinimo sistemoms reikia nuolatinio sukimosi ir stabilaus signalo perdavimo. Hibridinis RF slydimo žiedas gali sujungti signalo, maitinimo ir valdymo grandines, kad jungtis netaptų laidų kliūtimi.
Jūrų, gynybos ir lauko įranga
Atšiauriomis sąlygomis sandarinimas, atsparumas korozijai, tvirtos korpuso medžiagos ir kabelių apsauga gali būti svarbūs tiek pat, kiek signalo kokybė. Druskos rūkas, plovimas ir temperatūros svyravimai greitai sutrumpina nepakankamai-apsaugoto įrenginio tarnavimo laiką.
Bandymo stendai ir besisukančios matavimo platformos
RF bandymo sistemos, besisukantys įrenginiai ir gamybos bandymų stendai priklauso nuo stabilaus veikimo, kai sukasi pakartotinai. Čia dažniausiai lemiami veiksniai yra pakartojamumas ir matavimo vientisumas, o ne neapdorotas dydis.
Kaip pasirinkti pasirinktinį RF slydimo žiedą
1 veiksmas: apibrėžkite signalą
Pradėkite nuo signalo. Nustatykite, ar reikia radijo dažnių, eterneto, CAN, vaizdo įrašų, jutiklių duomenų, žemo -dažnio valdymo ar mišinio. Jei tai yra RF, nustatykite dažnių diapazoną, varžą, galios lygį, priimtinus nuostolius ir jungties tipą.
2 veiksmas: apibrėžkite mechaninį voką
Patvirtinkite laisvą erdvę, skylės dydį, montavimo būdą, kabelių nukreipimą ir sukimosi greitį. Užrakinkite tai anksti, nes tai riboja viską, kas seka.
3 žingsnis: Apibrėžkite aplinką
Išvardykite darbo temperatūrą, drėgmę, dulkes, vibraciją, chemines medžiagas, plovimą ir lauko poveikį. Tai nustato korpuso medžiagą, sandarinimą, įtempių sumažinimą ir jungties pasirinkimą.
4 veiksmas: nuspręskite, ar jums reikia hibridinio mazgo
Jei sistemai taip pat reikia maitinimo, įžeminimo, eterneto, CAN, kodavimo ar jutiklių grandinių, paklauskite, ar hibridinis RF slydimo žiedas yra praktiškesnis nei atskiri komponentai. Dažnai tai yra tiek erdvėje, tiek kabelių valdymui.
5 veiksmas: peržiūrėkite testavimo reikalavimus
Testavimą suderinkite su programos rizikos lygiu. Priklausomai nuo taikymo, tai gali apimti tęstinumo ir izoliacijos bandymus, įterpimo praradimą, VSWR ir grąžinimo praradimą, duomenų perdavimo patikrinimą, temperatūros testavimą ir sukimosi bandymą esant apkrovai.
DUK
Klausimas: Ar standartinis slydimo žiedas gali perduoti RF signalus?
A: Jis gali perduoti kai kuriuos žemo -dažnio ar mažiau jautrius signalus, tačiau dažniausiai jis netinka RF, nebent buvo specialiai sukurtas ir išbandytas tam tikslui. RF programoms paprastai reikalinga kontroliuojama varža, ekranavimas, nedideli įterpimo nuostoliai ir stabilus veikimas sukimosi metu.
Kl .: Kokį dažnių diapazoną gali palaikyti RF slydimo žiedas?
A: Tai visiškai priklauso nuo dizaino. Yra sprendimų nuo kelių MHz iki GHz ir mikrobangų diapazono, tačiau vienai juostai optimizuotas įrenginys nebūtinai veiks kitoje. Visada nurodykite tikrąją jūsų sistemos naudojamą juostą, o ne manykite, kad vienas produktas apima viską.
Kl .: Kuo skiriasi RF slydimo žiedas ir RF sukamoji jungtis?
A: RF sukamoji jungtis paprastai yra specializuotas bendraašis arba bangolaidinis įtaisas, skirtas RF perdavimui. „RF slydimo žiedas“ yra platesnis terminas, kuris gali apimti bekontakčių duomenų perdavimą arba hibridinius galios{1}}ir{2}}signalų mazgus. Daugelyje sistemų geriausias atsakymas sujungia RF sukamąją jungtį su tradiciniu elektriniu slydimo žiedu.
Klausimas: Ar RF slydimo žiedas yra toks pat kaip bendraašis sukamasis jungtis?
A: Ne visai. Bendraašis sukamasis jungtis yra vienas konkretus būdas sukurti kontroliuojamą -impedanso RD perdavimą, ir dažnai tai yra tai, ką žmonės turi omenyje sakydami „RF slydimo žiedą“ bendraašiose sistemose. Tačiau RF slydimo žiedas taip pat gali būti naudojamas bekontakčiu jungikliu arba gali būti integruotas į hibridinį įrenginį, todėl terminai sutampa ir nėra identiški.
K: Ar RF slydimo žiedai gali palaikyti eterneto arba vaizdo signalus?
A: Taip. Daugelis hibridinių mazgų turi Ethernet, HD arba SDI vaizdo įrašus ir RF kartu su galia ir valdymu. Konstrukcija turi atskirti ir apsaugoti kiekvieną kelią, kad didelės spartos{2}}skaitmeninės ir elektros linijos nepablogintų RF kanalo.
Klausimas: Kaip įterpimo praradimas ir VSWR veikia RF slydimo žiedo pasirinkimą?
A: Įterpimo praradimas nustato, kiek signalo galios prarandate per jungtį, o tai svarbiausia ten, kur marža yra maža. VSWR ir grąžinimo praradimas apibūdina atspindį dėl varžos neatitikimo, kuris gali sugadinti signalą net tada, kai praradimas yra mažas. Kartu jie apibrėžia, ar jungtis išsaugo signalo vientisumą, todėl abi priklauso specifikacijoje su tikslinėmis reikšmėmis.
Kl .: Kada vietoj to turėčiau naudoti optinio pluošto sukamąjį jungtį?
A. Apsvarstykite galimybę naudoti FORJ, kai reikia labai didelio duomenų perdavimo spartos, ilgo{0}}atstumo optinių nuorodų arba stipraus atsparumo elektromagnetiniams trukdžiams. Svarbiausia, kad sistema turi palaikyti optinį perdavimą ir jai reikalingą optinio konvertavimo aparatinę įrangą.
Kl .: Kokios informacijos reikia norint pasiūlyti individualų RF slydimo žiedą?
A: Pateikite signalo tipą, dažnių diapazoną arba duomenų perdavimo spartą, varžą, priimtinus nuostolius, VSWR arba grąžinimo nuostolių tikslą, kanalų skaičių, jungties tipą, maitinimo grandines, sukimosi greitį, laisvą erdvę, skylės dydį, IP reitingą, temperatūros diapazoną ir darbo aplinką. Kuo išsamesnis lapas, tuo tikslesnė citata.
Išvada
Radijo dažnio slydimo žiedas nėra tik besisukanti jungtis. Tai signalo vientisumo{1}}komponentas, gyvenantis judančioje mechaninėje sistemoje, o dizainas turi atitikti tris dalykus vienu metu: radijo dažnio našumo tikslą, mechaninį apvalkalą ir veikimo aplinką.
Paprastoms maitinimo ir žemo dažnio{0}}dažnio grandinėms dažnai pakanka tradicinio elektrinio slydimo žiedo. Jautriose RF, mikrobangų, didelės spartos duomenų arba hibridinių galios{3}}ir Apibrėžkite signalo, erdvės, aplinkos ir testavimo poreikius prieš pateikdami, o specifikacijos atliks didžiąją dalį inžinierių komandų darbo, nukreipiančio į patikimą sprendimą, o vėlyvojo{6}}etapų pertvarkymas nebus svarstomas.