用于旋转装置的电场耦合式数据传输技术研究

摘要

旋转装置广泛应用于工业、军事、航空等领域。在这些旋转装置的研究设计中,常常需要在转动部件和静止部件之间进行数据的非接触传输。考虑到设备所处环境中可能充斥着大量的粉尘杂质和电磁辐射,需要研究一种能够在该复杂环境下实现旋转装置非接触数据传输的方法。
　　本文提出了一种电场耦合式非接触数据传输方法,该方法利用两个相对旋转电极板之间的耦合电容进行信号的耦合和传递。由于电容耦合过程对磁场和杂质不敏感,该方法能够有效解决一定复杂环境下旋转装置的数据传输问题。文中重点对数据耦合结构的等效模型和分布参数进行分析,通过电场仿真对其进行验证和优化,结合数值分析方法给出相应的经验公式,为耦合结构设计提供有力依据。设计了相应的数据收发电路,建立了原型系统,通过实验方法验证了方案的有效性。
　　实验结果表明,系统能够在磁场环境中实现数据的可靠传输,其传输速率可达400 kbps。由于耦合结构的可扩展性,可并联实现多路信号的传输。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2旋转装置数据传输技术发展

1.3非接触数据传输技术研究现状

1.4本文主要工作

第二章 基础理论分析

2.1电容耦合原理

2.2数据传输机制

2.3数据传输结构

2.4总体方案设计

2.5本章小结

第三章 耦合环结构设计与实现

3.1有限长电容器电容计算

3.2等效模型分析

3.3几何参数影响分析

3.4耦合环串扰度分析

3.5耦合环参数测试

3.6本章小结

第四章 硬件电路设计与实现

4.1信号发射电路

4.2信号接收电路

4.3隔离电源电路

4.4硬件实现

4.5本章小结

第五章 系统测试与结果分析

5.1系统功能测试

5.2传输速率测试

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2进一步工作展望

致谢

参考文献

在读期间研究成果