基于单根铜缆的 100 MHz 全双工数字链路：面向实验室仪器的最小组件方案
仪器与探测器
2026-03-20 v1
摘要
本文提出一种最小组件的双向数字互连方案，实现了对单个同轴电缆的基带逻辑信号的同时传输与接收。电路包括提供匹配线终端和方向分离的被动电阻混合器、作为驱动器的单个 CMOS 逻辑门，以及用作差分比较器的商业 LVDS 接收器。无需主动消回声、校准或变压器耦合。对混合网络的解析分析用于确定最大化接收信号幅度的系统参数。SPICE 模拟预测因传输和接收信号分离不完全而导致的确定性时序误差。实验测量确认预测的确定性抖动，结果与仿真结果良好一致。对于典型实验室同轴电缆长度可达 6 米，测得的峰峰边沿时序误差仍小于 1 ns。双向传输实验采用随机数据以 250 MBaud 速率，显示出清晰的开放眼图，确认可靠的全双工工作。由于其简单性和与现有同轴基础设施的兼容性，该方案在线缆布线或 feedthrough 密度受限的实验室和探测器环境中可能具有应用价值。
引用
@article{arxiv.2603.18848,
title = {A Minimal-Component 100 MHz Full-Duplex Digital Link Over a Single Coaxial Cable for Laboratory Instrumentation},
author = {Michael Wiebusch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.18848},
year = {2026}
}
备注
7 pages, 10 figures. This preprint has been submitted to Review of Scientific Instruments published by the American Institute of Physics