Análisis y puntos clave de diseño de la interferencia de la línea de fibra óptica de alta velocidad en gafas de realidad aumentada

En los gafas AR, este dispositivo extremadamente compacto, la cámara, el módulo de visualización, los sensores, la placa principal de alta velocidad, todo se mete en un espacio del tamaño de una uña, y la resolución y el ancho de banda son cada vez más altos. Cuantos más cables de alta velocidad y mayor la frecuencia, más evidente es el problema de la intermodulación. He enfrentado problemas de pantalla descolorida y parpadeo al ajustar un prototipo AR, y finalmente confirmé que se debía a la intermodulación de cables de alta velocidad cercanos (NEXT). A continuación, basado en mi experiencia práctica, hago un resumen de los problemas comunes de intermodulación en los dispositivos AR y las soluciones.

¿Por qué la interferencia en los gafas de realidad aumentada (AR) es más fácil de producir?

El espacio interior del módulo AR es muy pequeño, los cables de alta velocidad prácticamente se extienden pegados, la distancia entre los cables es pequeña lo que aumenta la耦合 de capacitancia y inductancia; cuando la señal alcanza GHz, los bordes son rápidos y la energía es alta, lo que hace que sea más fácil que se耦合 al cable adyacente. Cuando la capa de blindaje, el cable de tierra o el conector tienen discontinuidades, la interferencia cruzada se intensifica aún más. He visto proyectos en los que durante las pruebas paralelas de tres micro coax, la interferencia cruzada en el extremo lejano (FEXT) aumenta más de 5 dB, la calidad de la señal disminuye visiblemente, lo que es suficiente para demostrar que en un diseño de alta densidad la interferencia cruzada es difícil de evitar.

Dos, ventajas y problemas ocultos del micro coaxial

Los productos AR suelen utilizar cables coaxiales micro, ya que tienen una impedancia estable, buena pantalla y alta flexibilidad, lo que los hace muy adecuados para la transmisión de alta velocidad en espacios pequeños. Sin embargo, cuando se atan en paralelo varias líneas, las capas de pantalla entre ellas se耦合; la pantalla o la continuidad del suelo en puntos de soldadura de interfaces, orificios pasantes y otros lugares, es más fácil de convertirse en puntos de entrada de interferencias. Si el flujo de tierra no es fluido, el ruido común modulado será más grave. En la ingeniería, se utiliza comúnmente "pequeña pala de tierra (paddle card)" para complementar la ruta de retorno en las interfaces, esta estructura puede reducir significativamente la interferencia común y la interferencia cruzada.

Tres, manifestaciones comunes de interferencias en escenarios AR y contramedidas ingenieriles

Comunes son las interferencias cruzadas, como la interferencia próxima (NEXT), la interferencia lejana (FEXT) y la耦合 común causada por la discontinuidad del retorno a tierra, lo que puede causar vibraciones en la imagen, activaciones erróneas, pantallas con artefactos, etc. Para reducir las interferencias cruzadas, generalmente se procede desde los siguientes aspectos:

Distancia y disposición razonables de los cables, insertar terra o línea libre según sea necesario; en placas de múltiples capas, permitir que las direcciones de las líneas adyacentes sean perpendiculares.
2. Asegurar el flujo continuo de la referencia completa y la ruta de retorno, reforzando el retorno de tierra en los orificios de uso de interconexiones, áreas de transición o puentes de screening.
Optimizar el diseño del conector y del interfaz, utilizando una estructura con carcasa metálica o pestañas de接地, mantener la continuidad de la pantalla.
4. Utilice señales diferenciales (como MIPI, LVDS) para mejorar la resistencia a las interferencias.
5. En caso necesario, se puede agregar material absorbente de ondas, bobinas de derivación común, o ajustar la pre-amplificación y equalización en el extremo de control.
A través de la simulación de SI y las mediciones reales, detectar problemas con anticipación.

Las gafas suelen estar sujetas a interferencias debido a que las señales de alta velocidad tienen una densidad alta y un espacio muy reducido, cualquier punto de retorno de tierra o discontinuidad de screen puede amplificar la interferencia. El micro coax es una excelente solución de interconexión de alta velocidad, pero detalles como el interfaz, la ruta de retorno y la estructura de screen suelen ser clave para la calidad de la señal. No hay un solo "elemento mágico" que pueda resolver la interferencia, más bien se requiere una optimización integral basada en una gran cantidad de detalles.

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