SISTEMA DE ANILLO DESLIZANTE PARA BANDA ANCHA DE ALTA FRECUENCIA.

Un sistema (1800) de anillos de contacto, que comprende: un material dieléctrico (1804) con un primer lado y un segundo lado;

una pluralidad de anillos conductores separados concéntricos situados en el primer lado del material dieléctrico, en el que los anillos conductores incluyen un anillo interior (1808) y un anillo exterior (1810); y un primer plano base (1802) situado en el segundo lado del material dialéctico, caracterizado porque el ancho del anillo interior (1808) es mayor que el ancho del anillo exterior (1810); y los anchos de los anillos interior y exterior son seleccionados para ecualizar sustancialmente las longitudes eléctricas de los anillos interior y exterior

Sistema de anillo deslizante para banda ancha de alta frecuencia.

Antecedente de la invención

La presente invención está dirigida generalmente a un sistema de anillo deslizante de tipo de contacto que es utilizado para transferir señales desde un marco de referencia estacionario a un marco de referencia en movimiento y, más específicamente, a un sistema de anillo deslizante de tipo de contacto que es adecuado para comunicaciones de datos de alta velocidad.

Los anillos deslizantes de tipo de contacto han sido ampliamente usados para transmitir señales entre dos marcos que se mueven en relación rotacional entre sí. Los anillos deslizantes de la técnica anterior de esta naturaleza han utilizado sondas conductoras de aleaciones de metales preciosos para hacer contacto con un sistema de junta rotatoria. Estas sondas han sido tradicionalmente construidas usando alambre circular, materiales compuestos, contactos de botón o escobillas de fibras conductoras de multifilamento. Los anillo de contacto concéntricos correspondientes de los anillos deslizantes tienen típicamente la forma para proporcionar una forma de sección transversal apropiada para el contacto deslizante. Las formas de anillo típicas han incluido ranuras en V, ranuras en U y anillos planos. Esquemas similares han sido usados con sistemas que presentan movimiento de traslación más que movimiento rotatorio.

Cuando se transmiten señales de alta frecuencia por medio de anillos deslizantes, un factor principal limitador de la velocidad de transmisión máxima es la distorsión de las formas de onda debidas a las reflexiones de discontinuidades de impedancia. Las discontinuidades de impedancia pueden aparecer a través del anillo deslizante siempre que diferentes formas de líneas de transmisión interconecten y tengan diferentes impedancias de sobrevoltaje. Pueden aparecer a menudo diferencias de impedancia significativas cuando las líneas de transmisión interconectan una junta de anillo con una interfaz externa, en las estructuras de contacto de las escobilla y cuando las líneas de transmisión conectan esas estructuras de contacto de escobilla con sus interfases externas. Las distorsiones severas de las señales de alta frecuencia pueden aparecer por cualquiera de las transiciones de impedancia que emparejan mal de las líneas de transmisión. Además, la distorsión severa puede ocurrir también debido a los errores de fase de las múltiples conexiones de escobillas paralelas.

La pérdida de energía a través de los anillos deslizantes aumenta con la frecuencia debido a una variedad de efectos, tal como múltiples reflexiones de impedancias que no emparejan, la resonancia de circuito, la inductancia y la capacitancia distribuida, las pérdidas dieléctricas y el efecto pelicular. Las comunicaciones analógicas de alta frecuencia y digitales a través de las interfases rotatorias también se han logrado o propuesto por otras técnicas, tales como interfases de fibra óptica, acoplamientos capacitivos, acoplamientos inductivos y la transmisión directa de la radiación electromagnética a través del espacio que interviene. Sin embargo, los sistemas que emplean estas técnicas tienden a ser relativamente caros.

El documento US 2004/161950 A1 describe un sistema de junta de contacto de acuerdo con la parte de precaracterización de la reivindicación 1 de las reivindicaciones que se acompañan.

Lo que se necesita es un sistema de anillo deslizante que se dirija a los problemas antes indicados, a la vez que proporcione un sistema de junta deslizante que se pueda producir fácilmente.

Resumen de la invención

De acuerdo con la presente invención, se crea un sistema de anillo que se contrae que comprende un material dieléctrico con un primer lado y un segundo lado; una pluralidad de anillos conductores separados concéntricamente situados en el primer lado del material dieléctrico, en el que los anillos conductores incluyen un anillo interior y un anillo exterior; y un primer plano base situado en el segundo lado del material dieléctrico; y los espesores de los anillos interior y exterior son seleccionados para igualar sustancialmente las longitudes eléctricas de los anillos interior y exterior.

En una realización preferente se ha formado una ranura en el material dieléctrico en como mínimo un lado del anillo exterior para provocar un aumento en la velocidad de la propagación de señal del anillo exterior. Se puede formar un segundo plano base en el material dieléctrico entre el anillo interior y el primer plano base, y el segundo plano base, cuando se ha implementado, provoca una disminución de la velocidad de propagación de la señal del anillo interior. Los espesores de los anillos interior y exterior pueden ser diferentes. Los acabados superficiales de los anillos interior y exterior pueden ser diferentes. Los anillos interior y exterior pueden proporcionar un par diferencial de una línea de transmisión. Los anillos interior y exterior pueden proporcionar una línea de transmisión no diferencial y la línea de transmisión no diferencial puede ser una guía de onda coplanaria.

Las realizaciones de la invención pueden comprender además una pluralidad de terminadores situados para reducir las reflexiones atribuibles a las discontinuidades de impedancia. Los terminadores pueden ser como mínimo uno de componentes de montaje en superficie, componentes pasivos embebidos o componentes creados usando técnicas de strip-line. Los terminadores pueden estar posicionados dentro de vías. Los componentes pasivos embebidos pueden se componentes de película fina.

Estas y otras características, ventajas y objetos de la presente invención serán mejor entendidos y apreciados para los especialistas en la técnica con referencia a la siguiente especificación, reivindicaciones y dibujos anexos.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos:

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de un plato de un circuito impreso (CI) de alta frecuencia (AF) incluyendo líneas de transmisión de circuito flexibles que proporcionan conexión exterior con las estructuras de anillo del plato de anillos deslizantes;

la Fig. 2 es una vista en perspectiva parcial de una pluralidad de contactos de escobilla planos bifurcados y un CI asociado;

la Fig. 3 es una vista parcial de un contacto de escobilla plano interdigitado de seis dedos del ejemplo;

la Fig. 4 es una vista en perspectiva de los extremos de una pluralidad de contactos de escobilla planos bifurcados que están en contacto con anillos conductores de un plato de anillos deslizantes de CI;

la Fig. 5 es una vista de una sección transversal parcial de un punto de alimentación de ojete central de los contactos de escobilla planos de la Fig. 2;

la Fig. 6 es una vista parcial desde arriba de un sistema de una junta giratoria que muestra el alineamiento de una pluralidad de contactos de escobilla planos bifurcados, a través de los puntos de alimentación del ojete central, con juntas conductoras de un plato de junta giratoria de CI;

la Fig. 7a muestra un diagrama eléctrico de un sistema de contacto de escobilla diferencial,

la Fig. 7B muestra una vista de una sección transversal de un CI que implementa el sistema de contacto de escobilla diferencial de la Fig. 7a;

la Fig. 8 es un diagrama eléctrico de un sistema de contacto de escobillas diferencial de alimentación paralela;

la Fig. 9 es un diagrama de una línea de transmisión diferencial paralela cónica;

la Fig. 10 es un diagrama eléctrico de un par de líneas de transmisión graduadas diferenciales;

la Fig. 11 es una vista en perspectiva de una parte de un contacto de microstrip;

la Fig. 12 es una vista en perspectiva del contacto de microstrip de la Fig. 11 en contacto con un par de anillos concéntricos de un plato de anillos deslizantes de CI;

la Fig. 13A es un diagrama eléctrico de un plato de anillos deslizantes de CI que implementa líneas de transmisión diferenciales;

la Fig. 13B es una vista de una sección transversal parcial de un CI de tres capas utilizado en la construcción del plato de anillos deslizantes de CI de la Fig. 13A;

la Fig. 14 es un diagrama eléctrico de un plato de anillos deslizantes de CI que implementa líneas de transmisión diferenciales;

la Fig. 15 es una vista de una sección transversal parcial de un CI de cuatro capas utilizado en la construcción del plato de anillos deslizantes de CI de la Fig. 14;

la...

1. Un sistema (1800) de anillos de contacto, que comprende:

un material dieléctrico (1804) con un primer lado y un segundo lado;

una pluralidad de anillos conductores separados concéntricos situados en el primer lado del material dieléctrico, en el que los anillos conductores incluyen un anillo interior (1808) y un anillo exterior (1810); y

un primer plano base (1802) situado en el segundo lado del material dialéctico,

caracterizado porque el ancho del anillo interior (1808) es mayor que el ancho del anillo exterior (1810); y

los anchos de los anillos interior y exterior son seleccionados para ecualizar sustancialmente las longitudes eléctricas de los anillos interior y exterior.

2. El sistema de la reivindicación 1,

en el que está formada una ranura (1812) en el material dieléctrico en como mínimo un lado del anillo exterior para causar un aumento en una velocidad de propagación del anillo exterior.

3. El sistema de la reivindicación 1, comprendiendo además:

un segundo plano (1806) formado en el material dieléctrico (1804) entre el anillo interior (1808) y el primer plano base (1802), y

en el que el segundo plano base (1806) causa una disminución en una velocidad de propagación de la señal del anillo interior.

4. El sistema de la reivindicación 1,

en el que los espesores de los anillos interior y exterior (1808, 1810) son diferentes.

5. El sistema de la reivindicación 1,

en el que los acabados superficiales de los anillos interior y exterior (1808, 1810) son diferentes.

6. El sistema de la reivindicación 1,

en el que los anillos interior y exterior (1808, 1810) proporcionan un par diferencial de una línea de transmisión.

7. El sistema de la reivindicación 1,

en el que los anillos interior y exterior (1906, 1910) proporcionan una línea (1900) de transmisión no diferencial (1900).

8. El sistema de la reivindicación 7,

en el que la línea de transmisión no diferencial es una guía de onda coplanaria.

9. El sistema de la reivindicación 1, comprendiendo además:

una pluralidad de terminadores situados para reducir las reflexiones atribuibles a las discontinuidades de impedancia.

10. El sistema de la reivindicación 9,

en el que los terminadores son como mínimo uno de componentes de montaje en superficie, componentes pasivos embebidos o componentes creados usando técnicas de strip-line.

11. El sistema de la reivindicación 9,

en el que los terminadores están situados dentro de las vías.

12. El sistema de la reivindicación 10,

en el que los componentes pasivos embebidos son componentes de película fina.

13. Un sistema de anillos de contacto (1800), tal como se ha reivindicado en la reivindicación 1

en el que se forma una ranura en el material dieléctrico (1804) en como mínimo un lado del anillo exterior (1810) para provocar un aumento en una velocidad de propagación de la señal del anillo exterior (1810).

14. El sistema de la reivindicación 13, comprendiendo además:

Una pluralidad de terminadores situados para reducir las reflexiones atribuibles a las discontinuidades de impedancia, y

en el que los terminadores son como mínimo uno de componentes de montaje en superficie, componentes pasivos embebidos o componentes creados usando técnicas de strip-line.