DE102006054128A1 - Datenübertragungseinrichtung - Google Patents

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Stephan Lindorfer
Ulrich Bertl
Nils Krumme
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/10Arrangements for initial synchronisation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]

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Abstract

Ein Drehübertrager zur Übertragung von Daten aus einer Datenquelle zu einer Datensenke zwischen einem rotierenden Teil und einem stationären Teil umfasst eine Sendeleiteranordnung, welche von einer Sendeeinrichtung gespeist wird, sowie eine Empfangseinrichtung, die mit Hilfe einer Empfangskoppleranordnung Signale von der Sendeleiteranordnung abgreift. Eine Steuereinheit steuert die Datenquelle beziehungsweise die Sendeeinrichtung im Falle einer Empfangsstörung oder eines Ausrastens der PLL der Empfangseinrichtung derart, dass ein spezielles Resynchronisationssignal ausgesendet wird.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Datenübertragungssystem zur Übertragung von Daten zwischen einem rotierenden Teil und einem stationären Teil, insbesondere zwischen dem rotierenden Teil und dem stationären Teil eines Computertomographen sowie einen Computertomographen mit einem entsprechenden Übertragungssystem.
  • Stand der Technik
  • Bei drehbaren Einheiten wie Radaranlagen oder auch Computertomographen und auch bei linear beweglichen Einheiten wie Kran- und Förderanlagen ist es notwendig, zwischen gegeneinander beweglichen Einheiten elektrische Signale bzw. Energie zu übertragen. Hierzu sind meist eine Leiterstruktur in der ersten Einheit und ein entsprechender Abgriff in der zweiten Einheit vorgesehen. In den folgenden Ausführungen bezieht sich der Begriff Leiterstrukturen auf alle denkbaren Formen von Leiterstrukturen, welche geeignet sind, elektrische Signale zu führen. Dies bezieht sich auch auf die bekannten kontaktierenden Schleifbahnen bzw. Schleifringe. Wesentlich bei der Übertragung mittels Drehübertragern bzw. linearer "Schleifleitungen", welche auch kontaktlos ausgeführt sein können, ist die geringe Distanz der Übertragung zwischen den gegeneinander beweglichen Einheiten. So kann das Signal wahlweise galvanisch oder berührungslos im Nahfeld der Leiterstrukturen ausgekoppelt werden.
  • Aus der US 6,433,631 B1 ist eine Vorrichtung zur Datenübertragung in Computertomographen bekannt. Eine Streifenleitung im rotierenden Teil wird mit dem Sendesignal beaufschlagt. Am stationären Teil ist ein Abgriff vorgesehen, welcher in einem geringen Abstand in einer Größenordnung von ca. 1 mm von der Streifenleitung geführt wird. Der Koppelfaktor des Signals zwischen den beiden Einheiten hängt im Wesentlichen von dem Abstand der beiden Einheiten zueinander ab. Gerade bei räumlich ausgedehnten Übertragungssystemen und insbesondere bei hohen Bewegungsgeschwindigkeiten lassen sich auf Grund mechanischer Toleranzen die Abstände zwischen den beweglichen Einheiten nicht beliebig exakt festlegen. Diese können in der Praxis in einem Bereich von einer direkten Berührung bis einige Zentimeter Abstand, vorzugsweise zwischen, 0.01 mm und 10 mm variieren. Daher variiert der Koppelfaktor häufig mit der Position der beiden Einheiten zueinander, der Geschwindigkeit (z. B. durch Verursachung von Vibrationen) und anderen Einflussgrößen. Gleichzeitig ändert sich die Signalamplitude am Eingang des Empfängers. Ebenso ergeben sich hierbei Änderungen der Störfestigkeit. So kann es bei besonders geringen Signalpegeln am Empfängereingang und/oder bei Störungen zur Unterbrechung der Übertragung kommen. Besonders kritisch ist hier beispielsweise der Übergang zwischen verschiedenen Leitersegmenten der Leiterstruktur.
  • Ähnliche Probleme können bei optischen Übertragungssystemen auftreten. Ein beispielhaftes optisches Drehübertragungssystem, welches vorzugsweise in Computertomographen eingesetzt werden kann, ist in der EP 1476969 A offenbart.
  • Entsprechend ihrer Dauer haben die hier beschriebenen Übertragungsstörungen unterschiedliche Auswirkungen. Werden durch kurzfristige Störsignale nur einzelne Bits oder Datenworte gestört, so können diese meist durch die integrierte Fehlerkorrektur der Datenstrecke wieder hergestellt werden. Längerfristige Störungen oder auch Aussetzer, bei denen eine Vielzahl von Datenworten gestört wird, können zu einem Ausrasten der PLL des Empfängers führen. Unmittelbar nachdem die Störung wieder abgeklungen ist, ist in einem solchen Fall keine Datenübertragung möglich, bis die PLL wieder eingerastet und der Empfänger auf den Datenstrom synchronisiert hat. Die Dauer der Resynchronisation hängt von der Dimensionierung der PLL ab und beträgt typischerweise mehrere Millisekunden. Bei Datenraten von mehreren Gigabit pro Sekunde können bis zur Resynchronisation mehrere Megabyte an Daten verloren gehen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Datenübertragungssystem vorzustellen, bei dem regelmäßige Übertragungsstörungen leichter toleriert werden können und zu niedrigeren Datenverlusten führen.
  • Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung von Daten (Drehübertrager) ist hier am Beispiel eines Computertomographen veranschaulicht. Es werden zwischen dem rotierenden Teil 1 und dem stationären Teil 2 eines Computertomographen Daten übertragen. Es ist wenigstens eine Datenquelle 4 am rotierenden Teil und wenigstens eine Datensenke 5 am stationären Teil vorgesehen. Eine Datenquelle kann beispielsweise ein Röntgendetektor 103 bzw. dessen DAS (Data Acquisition System), oder auch eine beliebige andere Steuereinrichtung oder ein Rechner sein. Es können auch die Daten mehrerer Datenquellen zur Übertragung miteinander kombiniert werden. Eine Datensenke kann ein Rechner 106 zur Auswertung und Aufbereitung der Daten, aber auch eine andere Steuereinheit sein.
  • Der Drehübertrager weist als wichtigste Bestandteile im rotierenden Teil wenigstens eine erste Sendeeinrichtung 8 sowie eine von dieser gespeiste Sendeleiteranordnung 6 auf. Eine solche erste Sendeeinrichtung empfängt Daten von der Datenquelle und setzt diese zur Übertragung durch die Sendeleiteranordnung um. Die Sendeleiteranordnung umfasst wenigstens einen Leiter zur Führung elektromagnetischer Wellen, der vorzugsweise entlang wenigstens eines Kreissegments oder einer Kreisbahn am rotierenden Teil angebracht ist. Die Sendeleiteranordnung kann beispielsweise mechanische Schleifringe, kontaktlose elektrische Koppelelemente, wie induktive oder kapazitive Koppelelemente, oder aber auch Lichtwellenleiter umfassen. Ebenso kann die Sendeleiteranordnung eine Kombination aus mehreren unterschiedlichen Koppelelementen umfassen.
  • Weiterhin umfasst der Drehübertrager im stationären Teil wenigstens eine erste Empfangseinrichtung 9, sowie eine diese speisende Empfangskoppleranordnung 7.
  • Die Koppler sind passend zur Sendeleiteranordnung ausgebildet. So können beispielsweise kapazitive Koppelflächen in Verbindung mit einer Streifenleitungsstruktur als Sendeleiteranordnung eingesetzt werden. Ebenso können auch optische Prismenkoppler in Verbindung mit einem Lichtwellenleiter, beispielsweise wie einem Spiegelgraben als Sendeleiteranordnung kombiniert werden.
  • Die Empfangseinrichtung setzt die von der Empfangskoppleranordnung 7 aus der Sendeleiteranordnung 6 empfangenen Signale zur Weiterleitung an die Datensenke um.
  • Die Empfangseinrichtung 9 und/oder die Datensenke 5 weist eine PLL 10 auf, welche den internen Empfangstakt auf den empfangenen Datenstrom synchronisiert. Weiterhin ist eine Steuereinheit 11 vorgesehen, welche die zumindest eine Datenquelle 4 und/oder die wenigstens eine Sendeeinrichtung 8 ansteuert. Die Steuereinheit kann an jedem der gegeneinander drehbaren Teile, oder auch auf beide Teile aufgeteilt sein. Es wird durch die Steuereinheit eine Empfangsstörung der Empfangseinrich tung und/oder ein Ausrasten der PLL signalisiert und die Aussendung eines speziellen Resynchronisationssignals ausgelöst. Das Resynchronisationssignal kann hierbei wahlweise von der Datenquelle erzeugt werden, die zur Resynchronisation besonders geeignete Daten aussendet. Ebenso kann aber auch die Sendeeinrichtung das Resynchronisationssignal unabhängig von den von der Datenquelle gelieferten Daten erzeugen. Selbst wenn anstelle der von der Datenquelle gelieferten Nutzdaten ein Synchronisationssignal erzeugt wird, führt dies ist zu keinem zusätzlichen Datenverlust, da bei nicht synchronisierter PLL ohnehin keine Daten übertragen werden können.
  • Die hier beschriebene besonders günstige Ausführungsform eines Computertomographen ist sinngemäß auch bei anderen Anwendungen zur Übertragung von Signalen einer Datenquelle zu einer gegenüber dieser drehbar bzw. linear beweglichen Datensenke anwendbar. Einsatzbeispiele sind allgemeine Drehübertrager, wie sie in Radaranlagen, Rundtaktanlagen oder Kränen eingesetzt werden.
  • Die Aussendung eines erfindungsgemäßen Resynchronisationssignals, welches die Resynchronisationszeit der PLL minimiert, zumindest jedoch gegenüber den normalen Daten verkürzt, kann die Erholungszeit nach Störungen beziehungsweise Unterbrechungen der Übertragungsstrecke wesentlich verbessert und die Datenverluste minimiert werden. Entsprechend dem Stand der Technik werden auch im Falle von schweren Störungen beziehungsweise Unterbrechungen die Nutzsignale (Daten) kontinuierlich weiter übertragen. Sobald die Störung weggefallen und ein ungestörter Empfang wieder möglich ist, wird die PLL in der Empfangseinrichtung versuchen, auf den empfangenen Datenstrom zu synchronisieren. Werden nun gerade Nutzdaten übertragen, welche beispielsweise lange Sequenzen aus 0 oder 1 aufweisen, so ist eine Resynchronisation nur schwer möglich und dauert relativ lange. Weisen die Daten im Gegensatz hierzu viele 0–1 oder 1-0 Übergänge auf, so ist die Grund-Taktfrequenz für die PLL schnell erkennbar und eine Resynchronisation ist in kurzer Zeit möglich. Somit hängt die Resynchronisationszeit im Stand der Technik stark von den aktuell übertragenen Nutzdaten ab. Erfindungsgemäß wird diese durch ein spezielles Resynchronisationssignal verkürzt. Die Erfindung bezieht sich hierbei nicht auf eine reine Resynchronisation, wie beispielsweise nach Betriebsunterbrechungen, sondern auch auf eine Synchronisation, wie sie beispielsweise beim Hochfahren der Anlage notwendig ist. Der Begriff Resynchronisation wurde hier aber zur Abgrenzung gegenüber eine Synchronisation im laufenden Betrieb während der Übertragung gültiger Daten gewählt.
  • Erfindungsgemäß werden nun Signale übertragen, die eine Resynchronisation der PLL in kürzerer beziehungsweise kürzest möglicher Zeit erlauben. Sollten gerade Nutzdaten übertragen werden, so werden diese durch spezielle Signale zur Resynchronisation ersetzt. Dieser Ersatz führt zu keinen weiteren Datenverlusten, da während der Resynchronisation ohnehin keine Nutzdaten übertragen werden können. Da durch die Erfindung die Resynchronisation nun erheblich verkürzt werden kann, gehen gegen über dem Stand der Technik wesentlich weniger Daten verloren.
  • Die Aussendung des Resynchronisationssignals kann über eine vorgegebene Zeitdauer, oder aber auch über eine bestimmte Anzahl von Bits erfolgen. Vorteilhaft ist es, wenn die Dauer des Resynchronisationssignals derart gewählt wird, dass diese geringfügig unter der typischen Synchronisationszeit der PLL liegt. So können bei minimalem Datenverlust sofort wieder Daten übertragen werden, sobald die PLL eingerastet ist. Die Begriffe „einrasten" bzw. „synchronisieren" werden hier in Bezug auf eine PLL synonym verwendet.
  • Eine erfindungsgemäße Steuereinheit kann auch so ausgestaltet sein, dass sie die Aussendung von Resynchronisationssignalen auch beim ersten Start nach dem Einschalten der Anordnung auslöst.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Signalisierungseinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Empfangseinrichtung den Ausfall der Synchronisation an die Sendeeinrichtung beziehungsweise die Steuereinheit übermittelt. Die Übermittlung kann beispielsweise über eine weitere kontaktierende oder kontaktlose Übertragungsstrecke in entgegengesetzter Richtung zur erfindungsgemäßen Datenstrecke erfolgen.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Sendeeinrichtung beziehungsweise die Steuereinheit zur Erkennung von Fehlern der Synchronisation ausgelegt sind. Eine solche Erkennung kann beispielsweise durch eine fehlende Rückmeldung beziehungsweise ein fehlendes Quittierungssignal vom Empfänger aus realisiert werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Empfänger zur Erkennung der Synchronisationssignale ausgebildet. Eine solche Erkennung kann beispielsweise durch Auswertung der Header beziehungsweise der Frames erfolgen. Erkannte Synchronisationssignale werden als nicht gültiger Datensatz erkannt oder speziell ausgewertet.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Resynchronisationssignal Datenworte mit möglichst vielen 1-0 und/oder 0-1-Übergängen auf. Damit kann in kurzer Zeit eine Resynchronisation erreicht werden. Es wird also der zur Nutzdatenübertragung zur Verfügung stehende Bereich mit einer Sequenz 0-1-0-1 ... oder 1-0-1-0 ... vollständig aufgefüllt, wobei immer eine 1 auf eine 0 und eine 0 auf eine 1 folgt.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht das Resynchronisationssignal aus einem kontinuierlichen Datenstrom mit Datenrahmen mit möglichst vielen 1/0 und/oder 0/1-Übergängen. Hierbei können auch soweit möglich die Rahmen- beziehungsweise Prüfsummeninformationen entsprechend gestaltet werden. Dadurch kann in noch kürzerer Zeit eine Resynchronisation erreicht werden. Aufgrund der ungültigen Daten können allerdings von der Empfangseinrichtung Fehler angezeigt werden. Diese Fehleranzeige entspricht dem tatsächlichen Zu stand, dass nämlich keine Daten übertragen werden können, da die PLL noch nicht synchronisiert ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung besteht das Resynchronisationssignal aus einem kontinuierlichen Datenstrom mit einer Folge aus abwechselnden 1 und 0. Dadurch kann in der kürzest möglichen Zeit eine Resynchronisation erreicht werden Da hier keine Datenrahmen mit übertragen werden, können ebenso von der Empfangseinrichtung Fehler angezeigt werden.
  • Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass spezielle Datenworte übertragen werden, die spezielle Steuerworte in dem Kommunikationsprotokoll darstellen. Diese können von den normalerweise übertragenen Daten eindeutig unterschieden werden und somit auch als Resynchronisationssignale erkannt werden. Auch hier sollten die speziellen Datenworte möglichst viele 1/0 bzw. 0/1-Übergänge aufweisen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden als Resynchronisationssignal Datenworte übertragen, die Kommunikationsfehler wie Rahmenfehler oder auch Prüfsummenfehler in dem Kommunikationsprotokoll darstellen. Auch hiermit ist eine eindeutige Identifizierung der Resynchronisationssignale möglich.
  • Die Aussendung des Resynchronisationssignals kann wahlweise durch Zeit, Anzahl der übertragenen Bits oder ein Steuersignal von der Empfangseinrichtung beziehungsweise deren PLL, welches den eingerasteten Zustand signalisiert, erfolgen.
  • Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht wenigstens einen Pufferspeicher zur Zwischenspeicherung empfangener Daten vor, mithilfe dessen Datenverluste bei Übergängen beziehungsweise Umschaltvorgängen zwischen verschiedenen Empfängern verhindert werden können. Durch einen solchen Zwischenspeicher können fallweise einzelne Bits oder auch größere Datenpakete gespeichert werden.
  • Durch einen erfindungsgemäßen Drehübertrager können nun auch Daten mit einer geringeren nominalen Datenrate als der Soll-Datenrate betrieben werden. So ist nun ein Betrieb bei 1/2, 1/3, 1/4 oder auch anderen Bruchteilen der Soll-Datenrate möglich. Entsprechend dem Stand der Technik würde in solchen Fällen die Transitionsdichte zur Resynchronisation einer PLL im Empfänger nicht ausreichen. Durch ein erfindungsgemäßes Resynchronisationssignal kann nun zumindest eine bei der benutzten Datenrate maximal dichte Folge von Transitionen (0/1 bzw. 1/0-Übergängen) übertragen werden. Diese stellt für die PLL dann wesentlich bessere Resynchronisationsbedingungen zur Verfügung.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann in einem Betriebsfall mit einer geringeren als der Soll-Datenrate auch ein Resynchronisationssignal mit höherer Datenrate, entsprechend einem Vielfachen, vorzugsweise einem ganzzahligen Vielfachen der aktuellen Datenrate, idealerweise mit der Soll-Datenrate abgegeben werden. Hier müssen gerade in der Synchronisationsphase noch keine korrekten Daten vom Empfänger ausgewertet werden, was aufgrund der für den Empfänger erhöhten Datenrate auch nicht möglich wäre.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Übertragung von Daten über einen Drehübertrager oder eine lineare Schleifbahnen betrifft die Aussendung von speziellen Resynchronisationssignalen bei nicht synchronisierter PLL des Empfängers beziehungsweise nach Empfangsstörungen.
  • Ein erfindungsgemäßer Computertomograph umfasst wenigstens einen der hier angegebenen Drehübertrager.
  • Zur Vereinfachung der Darstellung wird in diesem Dokument auf eine Übertragung von dem rotierenden Teil auf das feststehende Teil eines Computertomographen Bezug genommen. Selbstverständlich ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch in umgekehrter Übertragungsrichtung einsetzbar. Ebenso kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung auch in anderen Anwendungen zur Drehübertragung und ebenso zur linearen Übertragung zweier gegeneinander beweglichen Einheiten herangezogen werden.
  • Die Übertragungsrichtung entsprechend dem Anspruch 1 wurde vom Rotor zum Stator gewählt, da dies dem häufigsten Einsatzfall entspricht. Allerdings ist ebenso eine Übertragung in entgegengesetzter Richtung oder aber auch bidirektional möglich.
  • Der Übersichtlichkeit halber wird in diesem Dokument nicht zwischen der Übertragung zwischen gegeneinander beweglichen Einheiten und einer feststehenden und dazu beweglichen Einheiten unterschieden, da dies nur eine Frage des Ortsbezugs ist und keinen Einfluss auf die Funktionsweise der Erfindung hat.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
  • 1 zeigt in allgemeiner Form schematisch einen Computertomographen.
  • 2 zeigt schematisch die Anordnung von Sende/Empfangseinrichtungen.
  • 3 zeigt schematisch den zeitlichen Verlauf verschiedener Bitfolgen.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel eines Computertomographen. Der Computertomograph (CT-Scanner) besteht aus zwei mechanischen Hauptbestandteilen. Ein stationäres Teil 2 dient als Basis und Träger des ganzen Gerätes, in denen sich das rotierende Teil 1 dreht. Der Patient 104 wird auf einer Liege 107 in der Öffnung des rotierenden Teils positioniert. Zur Abtastung des Patienten mittels Röntgenstrahlen 102 ist eine Röntgenröhre 101 sowie ein dieser gegenüberliegend angeordneter Detektor 103 vorgesehen. Röntgenröhre 101 und Detektor 103 sind auf dem rotierenden Teil 1 drehbar angeordnet. Ein Drehübertrager 3 dient zur elektrischen Verbindung zwischen dem rotierenden Teil 1 und dem stationären Teil 2. Hierbei werden einerseits die hohe elektrische Leistung zur Speisung der Röntgenröhre 101 in Richtung des rotierenden Teils 1 und gleichzeitig die Rohdaten des Bildes in der entgegengesetzten Richtung übertragen. Parallel hierzu ist eine Kommunikation von Steuerinformationen in beiden Richtungen vorgesehen. Eine Auswerte- und Steuereinheit 106 dient zur Bedienung des Computertomographen sowie zur Anzeige der erzeugten Bilder. Die Kommunikation mit dem Computertomographen erfolgt über eine bidirektionale Verbindung 105.
  • 2 zeigt in vereinfachte Form eine beispielhafte Anordnung eines erfindungsgemäßen Computertomographen mit zur Übertragung benötigten Komponenten. Die Daten einer Datenquelle 4 (Detektor 103 mit anschließender Signalverarbeitung bzw. DAS) an dem rotierenden Teil 1 werden mittels einer ersten Sendeeinrichtung 8 aufbereitet und an die Sendeleiteranordnung, welche hier beispielhaft aus drei Teilen 6a, 6b, 6c dargestellt ist, weitergeleitet. Diese Sendeleiteranordnung führt nun die hochfrequenten Signale. Diese werden von der Empfangskoppleranordnung 7 abgegriffen. Es ist beispielhaft eine Empfangskoppleranordnung, welche fest mit dem stationären Rahmen verbunden ist, dargestellt. Die von dieser Empfangskoppleranordnung 7 aufgefangenen Signale werden an eine erste Empfangseinrichtung 9 zur Aufbereitung weitergeleitet. Deren Ausgangsignale werden dann zu einer Datensenke 5 geführt.
  • In dieser Figur ist beispielhaft die PLL 10 in der Empfangseinrichtung 9 dargestellt. Ebenso könnte alternativ bzw. zusätzlich eine PLL in der Datensenke 5 vorhanden sein.
  • 3 zeigt den zeitlichen Verlauf verschiedener Bitfolgen. Die Bitsequenz 20 zeigt zwei Datenrahmen mit jeweils zwei aufeinander folgenden Bits 11 am Rahmenanfang, 8 Datenbits 00000000 für die Nutzdaten und 2 Bits 00 am Rahmenende, die beispielsweise die Prüfsumme darstellen könnten. Das daraus resultierende digitale Signal ist in der Kurve 21 dargestellt. Ein solches Signal kann während einer normalen Datenübertragung auftreten. Im Stand der Technik würde nach einem Übertragungsfehler auch das Signal weiter übertragen werden. Für die PLL in der Empfangseinrichtung ist es relativ schwierig, auf ein solches Signal zu synchronisieren und den Bittakt für einzelne Bits zu rekonstruieren. Die Bitsequenz 22 zeigt ein Resynchronisationssignal entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung. Hierbei bleiben die Bits am Rahmenanfang und am Rahmenende unverändert. In dem Rahmen selbst wird eine Bitsequenz mit möglichst vielen 1-0 Übergängen transportiert. Diese ist hier beispielsweise 10101010. Das daraus resultierende Signal ist in Kurve 23 dargestellt und zeigt wesentlich mehr Transienten als das Signal 21. Die Bitsequenz 24 zeigt eine weitere Verbesserung. So werden hier ausschließlich abwechselnd Bits 1 und 0 übertragen. Hierbei ist die maximale Anzahl der Transienten, das heißt Übergänge von 0 auf 1 beziehungsweise von 1 auf 0, im Signal 25 erreicht. Hierin ist allerdings die Rahmenstruktur nicht mehr erkennbar, was möglicherweise zur Signalisierung von Fehlern führt. Daher wird beim Einsatz eines solchen Signals Vorteilhafterweise kurz vor dem Erreichen der nominalen Synchronisationsdauer der PLL auf ein Signal mit Rahmen struktur, wie beispielsweise das aus Kurve 23 umgeschaltet.
  • Die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Merkmale sind wahlweise auf optische, elektrische oder andere Übertragungsmedien anwendbar und weiterhin unabhängig von der Anzahl der zu übertragenden Kanäle.
  • 1
    Rotierendes Teil
    2
    Stationäres Teil
    3
    Drehübertrager
    4
    Datenquelle
    5
    Datensenke
    6
    Sendeleiteranordnung
    7
    Empfangskoppleranordnung
    8
    Sendeeinrichtung
    9
    Empfangseinrichtung
    10
    PLL
    11
    Steuereinheit
    20
    Bitsequenz eines typischen Datenrahmens
    21
    Signal zur Bitsequenz 20
    22
    Bitsequenz eines Resynchronisationssignals mit Rahmenstruktur
    23
    Signal zur Bitsequenz 22
    24
    Bitsequenz eines Resynchronisationssignals ohne Rahmenstruktur
    25
    Signal zur Bitsequenz 24
    101
    Röntgenröhre
    102
    Röntgenstrahlung
    103
    Detektor
    104
    Patient
    105
    bidirektionale Verbindung
    106
    Auswerte- und Steuereinheit
    107
    Patientenliege

Claims (9)

  1. Drehübertrager zur Übertragung von Daten zwischen einem rotierenden Teil (1) und einem stationären Teil (2), wobei eines der Teile (1), (2) – wenigstens eine Datenquelle (4), – wenigstens eine Sendeeinrichtung (8) zum Empfang von Daten von der Datenquelle (4) und Aussendung von elektrischen und/oder optischen Signalen, – eine von dieser Sendeeinrichtung gespeiste Sendeleiteranordnung (6) zur Führung der Signale entlang wenigstens eines vorgegebenen Bereiches des rotierenden Teiles, vorzugsweise in Form wenigstens eines Kreissegments oder einer Kreisbahn aufweist und das jeweils andere Teil (2), (1) – eine Empfangskoppleranordnung (7) zum Abgriff von Signalen der Sendeleiteranordnung (6), – wenigstens eine Empfangseinrichtung (9) zum Empfang von Signalen der Empfangskoppleranordnung, – sowie wenigstens eine Datensenke (5) zur Auswertung bzw. Weiterverarbeitung der von der Empfangseinrichtung gelieferten Daten umfasst, wobei die wenigstens eine Empfangseinrichtung (9) und/oder die wenigstens eine Datensenke (5) eine PLL (10) zur zeitlichen Synchronisation auf die empfangenen Signale aufweist, dadurch gekennzeichnet dass, eine Steuereinheit (11) vorgesehen ist, welche die zumindest eine Datenquelle (4) und/oder die wenigstens eine Sendeeinrichtung (8) im Falle einer Stö rung des Empfangs der wenigstens eine Empfangseinrichtung (9) und/oder eines Ausrastens der PLL (10) derart ansteuert, dass ein spezielles Resynchronisationssignal ausgesendet wird.
  2. Drehübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass, das Resynchronisationssignal Datenworte enthält, die anstelle von Nutzdaten Datensequenzen 0-1-0-1 ... oder 1-0-1-0 ... enthalten, wobei die Werte 0 und 1 immer abwechselnd enthalten sind.
  3. Drehübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass, auch Teile der Datenrahmen wie Prüfsummen in die Sequenz mit einbezogen sind.
  4. Drehübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass, das Resynchronisationssignal einen kontinuierlichen Datenstrom mit einer Folge aus abwechselnden 1 und 0 enthält.
  5. Drehübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass, das Resynchronisationssignal Datenworte enthält, die spezielle Steuerworte in dem Kommunikationsprotokoll darstellen.
  6. Drehübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass, das Resynchronisationssignal Datenworte enthält, die Kommunikationsfehler wie Rahmenfehler oder auch Prüfsummenfehler in dem Kommunikationsprotokoll darstellen.
  7. Drehübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet dass, das Resynchronisationssignal mit einer erhöhten Datenrate, vorzugsweise einem ganzzahligen Vielfachen der nominalen Datenrate ausgesendet wird.
  8. Verfahren zur Übertragung von Daten über einen Drehübertrager oder eine lineare Schleifbahn umfassend die Aussendung von speziellen Resynchronisationssignalen bei nicht synchronisierter PLL des Empfängers beziehungsweise nach Empfangsstörungen.
  9. Computertomograph umfassend einen Drehübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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