導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇抗干擾技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

2干擾信號的分類

將干擾信號依據(jù)作用下可以分成差模與共模干擾兩種。差模干擾也就是說在信號兩端的作用下的干擾電壓，引起的因素主要是由于電路的不平衡所至，以及在電磁場所發(fā)生的耦合感應(yīng)而造成的電壓所至，它相加于有效輸入信號，直接影響了控制系統(tǒng)的精確測量以及精準度。共模干擾即是在系統(tǒng)的輸入方與參考方同用的干擾電壓。共模干擾是信號與地之間的電位差值，一般是通過電網(wǎng)的串入以及地電的差距和電磁輻射到信號線上所引起的電壓相加在一起形成的。信號處理的部分別受到兩種對地的電壓，即是共模電壓。

3干擾源

電廠熱工控制系統(tǒng)運行的過程中，干擾信號主要是源于以下幾方面：第一，絕緣所造成的漏電現(xiàn)象。長時間運行過程中，材料老化，絕緣效果降低，引起信號干擾；第二，共用阻抗。兩個及以上線路合用一個阻抗或者一個電源時，就會引起回路的干擾；第三，靜電耦合干擾，采用平行方法布置線路，這樣系統(tǒng)容易受到外部的干擾；第四，電磁耦合的引起，在交變的信號源附近引起感應(yīng)電勢，進而引起一些沒有用的信號干擾電路，這些感應(yīng)電勢即是電磁耦合；第五，計算機所引起的干擾，在整個系統(tǒng)中計算機是主要控制中心，計算機每個動作的實現(xiàn)都會引起電流以及電壓的不穩(wěn)，造成干擾；第六，現(xiàn)代通信設(shè)備所引起的干擾，手機信號通常都會引起一個電磁波，由于其來源與熱工系統(tǒng)的不同，所以也會引起干擾信號的產(chǎn)生；第七，電感耦合和電容耦合，設(shè)備旁邊的直流電以及直流與交流之間所產(chǎn)生的電容交變電流之間的電磁交聯(lián)等都會引起電路中的電流發(fā)生變化，引起干擾信號；第八，電磁輻射，它存在于系統(tǒng)的每個空間中，不僅引起了信號的干擾還會影響測量干擾信號的準確性，比如說，進行測量時，測量一端接地，如果經(jīng)過的電流過大就會引起系統(tǒng)的超負荷運行，進而引起電壓，達成共模干擾，但是如果形成了電位差就會引起差模干擾；第九，受到自然因素的干擾，由于雷擊或者其它因素所引起的電磁干擾，混入到控制系統(tǒng)中，影響系統(tǒng)的運行，破壞系統(tǒng)，引起信號的干擾。通過上文中的分析，得知每個干擾信號都一定會有一個干擾來源，一個傳輸通道，一個較為敏感的電路，三者并存。

4電廠熱工控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的運用

4.1屏蔽系統(tǒng)干擾技術(shù)屏蔽系統(tǒng)的干擾技術(shù)是對系統(tǒng)干擾信號利用屏蔽的方式進行處理，這樣可以使電廠的熱工控制系統(tǒng)避免由于干擾信號所產(chǎn)生的影響。它主要是把電廠的熱工控制系統(tǒng)中的主要配件使用金屬全部包起來，尤其是熱工控制系統(tǒng)中的主要電路、各種接收信號的信號線、一些重要作用的元器件等其它的部位利用金屬全部包圍起來，將系統(tǒng)內(nèi)形成一道完整的屏蔽體系，杜絕由于外部原因所引起熱工控制系統(tǒng)的干擾影響。

4.2平衡抑制技術(shù)平衡抑制技術(shù)是抗干擾技術(shù)中最主要的一個部分，也是各類抗干擾技術(shù)中最為使用方便和靈活的抗干擾方法，它主要是將電路進行平衡，采用兩條一樣的傳輸信號代替干擾信號，以求達到抗干擾信號的目的。可以利用此種方法，平衡電路利用雙絞線，一起對抗系統(tǒng)外部的電磁干擾，起到一定的抑制作用，從而達到維持熱工控制系統(tǒng)功能穩(wěn)定的目的。

4.3物理隔離技術(shù)在熱工抗干擾技術(shù)中物理隔離技術(shù)是最為基礎(chǔ)的一項技術(shù)，主要是隔離物理方向，阻止干擾信號，減少對熱工控制系統(tǒng)的影響，提升穩(wěn)定性；此外此種方法還可以提升電阻的絕緣效果。在實際系統(tǒng)的運行過程中，可以利用絕緣效果好的絕緣材料進行電阻絕緣，提升絕緣效果，在進行絕緣處理過程中，采用的絕緣方式很重要，一定要注意相關(guān)的技術(shù)要求，對于一些強電系統(tǒng)以及弱點信號應(yīng)當避免利用相同的接地線，進而達到減少接地時的干擾。

4.4處理好熱工控制系統(tǒng)的干擾故障杜絕由于接地原因所引起的熱工控制系統(tǒng)的故障，主要是預(yù)防在接地時由于不均勻?qū)㈦娢环植己茫鸬碾娢徊疃纬傻难h(huán)電流的產(chǎn)生，引起熱工控制系統(tǒng)不能正常的工作運行。進行檢測的工作人員可以采用檢測儀器接地點出現(xiàn)浮空的現(xiàn)象，保障熱工控制系統(tǒng)接地點的質(zhì)量，將故障去除，使系統(tǒng)得以正常運行。當系統(tǒng)中的發(fā)電組出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，尤其是循環(huán)水泵發(fā)生故障時就會影響熱工機組跳閘，因此在實際的工作當中對于循環(huán)水泵以及控制中心的接地系統(tǒng)都要加強檢查，保證干擾信號的消除干凈，使循環(huán)水泵得以正常、平穩(wěn)運行。

篇2

1.引言

碼分多址（code division multiple acce-ss，CDMA）系統(tǒng)作為一個自干擾系統(tǒng)，它存在的多址干擾（Multiple Access Inter-ference，MAI）是限制CDMA系統(tǒng)容量和性能的主要因素。在抗MAI方面，近年的研究主要提出了多用戶檢測、擴頻碼設(shè)計和智能天線技術(shù)[1]。其中多用戶檢測和智能天線技術(shù)在對抗MAI方面效果較突出[2]。然而現(xiàn)有的多用戶檢測只在消除小區(qū)內(nèi)干擾方面取得了較好的效果，而小區(qū)間的干擾問題沒有解決，智能天線技術(shù)很好的解決了這一問題。因此，本文主要探討基于智能天線與多用戶檢測技術(shù)的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。

2.聯(lián)合抗干擾模型

智能天線分為圓陣和線陣兩大類。圓陣與線陣相比，能提供俯仰角的估計，不僅能在水平面內(nèi)全向掃描，也能產(chǎn)生最大值指向陣面法線方向的單波束方向圖進行全向波束賦形，直接對準用戶的接收端，還能通過自動調(diào)整各個陣元的加權(quán)因子，來控制其方向圖。故論文以圓陣天線作為接收端的接收天線，以消除小區(qū)間干擾。

圓陣天線的陣因子為：

（1）

其中，An為激勵電流的幅值，在此為一定值，所以討論陣因子時它不作考慮。

是第n個單元的角位置，an為激勵電流的相位，為了方便下面的討論，這里我們假設(shè)an=0。

則由式（1）得：

（2）

（3）

式中：

，

天線的陣因子為：，，wi為各天線單元加權(quán)值。

陣列天線實質(zhì)上是一個空域濾波器，但對小區(qū)內(nèi)存在的干擾并無明顯改善。因此，論文同時引入能有效消除小區(qū)內(nèi)干擾的多用戶檢測技術(shù)。

為了與圓陣天線合理匹配，減小系統(tǒng)復(fù)雜度并減小背景噪聲，我們選擇了多用戶檢測中的線性變換方式的最小均方誤差檢測（MMSE）。

其基本思想是使第k個用戶發(fā)送的信號與估計值的均誤方差值最小。為了使接收端信號的判決比特與發(fā)送端傳輸比特bk之間的均方誤差最小，現(xiàn)定義第k個用戶的線性變換函數(shù)wk，滿足：

（4）

令，K*K階的矩陣表示K個用戶之間的線性變換矩陣，則MMSE準則下的線性檢測問題轉(zhuǎn)換為：

（5）

要求矩陣W以滿足上式，則令：

可以解得最小均誤方差準則下的線性變換矩陣：

（6）

因此，MMSE線性檢測器后的判決輸出為：

（7）

3.仿真

利用Matlab進行仿真。聯(lián)合抗干擾模型分為圓環(huán)陣列天線與MMSE檢測兩個部分。首先，在不考慮系統(tǒng)中所有用戶的地理位置分布情況下，選擇采用圓陣天線作為接收天線和不采用兩種設(shè)置，設(shè)載波波長為，陣元間距d為載波波長的二分之一，即。圓環(huán)陣列天線的陣元數(shù)設(shè)為8，方位角為（-90o，90o），仰角為（0o，90o）。兩種設(shè)置在天線接收信號后都采用MMSE最小均方誤差法對輸出信號進行判決。結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，只有MMSE檢測的CDMA系統(tǒng)，信噪比從0dB達到8dB的這一過程中，誤碼率性能有所改善，但不明顯。而引合抗干擾的CDMA系統(tǒng)，誤碼率性能已經(jīng)大大下降，達到一個數(shù)量級以上。

圖1 聯(lián)合抗干擾引入前后CDMA系統(tǒng)誤碼率

和信噪比關(guān)系圖

4.結(jié)論

論文論述了基于圓陣天線與MMSE檢測的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。提出了使用八陣元圓環(huán)陣列天線作為接收天線，以MMSE檢測作為檢測算法的聯(lián)合抗干擾模型。實驗結(jié)果表明，引合抗干擾后，系統(tǒng)的誤碼率性能明顯改善，系統(tǒng)容量從而得到了提升。

參考文獻

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篇3

中圖分類號：V443 文獻標識碼：A文章編號：

一．引言

我們知道在電子電路設(shè)計中的接地技術(shù)直接關(guān)系到了電器的使用壽命以及安全程度。在我國當前，各種各樣的電子產(chǎn)品相繼誕生，電子產(chǎn)品的應(yīng)用也日益的廣泛，可以說電子產(chǎn)品已經(jīng)成為了人們生活工作的一個重要的組成部分。我們知道電子干擾是有很大的危害性的，它不僅僅嚴重的降低了電子系統(tǒng)的可靠性，還能夠?qū)θ梭w的健康產(chǎn)生很大的負面作用。例如一些電子產(chǎn)品以及儀器就對電子電路的干擾十分的敏感，最常見的有家用電器比如收音機，電視機等等，還有一些醫(yī)用設(shè)備，比如心臟起搏器等等。這些對電子電路的干擾電磁波都十分的敏感，干擾嚴重影響了這些設(shè)備的正常工作，嚴重的甚至使這些設(shè)備無法工作。為此，我們必須重視電子電路抗干擾能力的設(shè)計，可以說電子電路的抗干擾能力已經(jīng)成了當前電子電路設(shè)計的一個非常重要的一方面，這是因為如此接地技術(shù)才顯得如此重要，可以說接地技術(shù)的高低已經(jīng)直接影響到了電子電路的抗干能力了。

二．接地技術(shù)的種類和目的

我們知道電磁干擾對電器具有很大的影響，嚴重的降低了其穩(wěn)定性，也不利于工作人員的身體健康。為了保證用戶用電的安全可靠，必須注意電子電路設(shè)計中接地技術(shù)的科學(xué)合理性。我們知道安全保護接地是接地技術(shù)中比較常見的一種，采用這種接方式地主要是為了保護用戶的安全，在實際的生活中有的電器年記哦久了，則其絕緣性能下降，這樣就給用戶帶來了很大的安全隱患，采用這種保護性的接地就是為了消除這種安全隱患而采取的措施。再者一些電器設(shè)備在運行的過程中會產(chǎn)生積累靜電，這樣就及其容易引起接觸性的觸電，甚至引起電器的爆炸，其危害極大，為了防止類似情況的發(fā)生，一般采用的接地方法是屏蔽接地法，能夠有效的防止靜電積累造成的損失。最后我們知道電磁干擾對電器設(shè)備是有很大的影響的，為了避免電器設(shè)備受到太多的電磁干擾，采取接地的方法可以有效的配出干擾，保證電器正常運行。

三．接地技術(shù)中的接地方式

電子電路設(shè)計中接地方式是比較多的，其接地方式不同那么它產(chǎn)生的效果也會不同，所以對于比較常見的幾種接地方式我們要充分的了解，只有這樣才能在具體的電子電路設(shè)計時運用自如。以下介紹兩種最為普片使用的接地方式。

保護接零

一般用于三相四線制供電系統(tǒng)中的中性線，是電路環(huán)路的重要組成部分，在零線直接接地的一相四線制電網(wǎng)中，設(shè)計中一定要注意將電子電器設(shè)備征程運行時小帶電的金屬外殼于電剛的零線連接起來，這樣一旦當電器設(shè)備中的某一項發(fā)乍漏電或者是碰殼時，由于事先金屬外殼與零線相連，形成的單向短路，電流非常大，使電路保護裝置迅速動的切斷電源，從而保護了操作人員的人身安全和電網(wǎng)其他部分的正常運行，同時也可以避免一些重大安全事故的發(fā)生。

保護接地

接地保護的主要目的是為了防止用戶觸電，為了保護用戶的安全而采取的措施，保護接地可以說是電子電路設(shè)計中最為常見的接地方式，一般來說對于那些中性點不接地的電網(wǎng)都采用保護性的接地方式，采用這種方式則電器設(shè)備的支架以及外殼均要接地，這樣能夠取得比較好的效果，有效的保護的電器安全一用戶的安全。

四．電子電路設(shè)計中系統(tǒng)接地

通過接地技術(shù)的研究我們知道電子電路儀器中的電子儀器設(shè)備控制系統(tǒng)中遇到經(jīng)常需要解決的就是系統(tǒng)接地問題，這也是設(shè)計中的一大難點。系統(tǒng)接地線是各種電路中的靜態(tài)，動態(tài)電流的通道，同時又是各級電路通過共同的接地電阻相互耦合的途徑，這樣就形成了電路之間相互干擾的薄弱環(huán)節(jié)，所以電子電路設(shè)備中的切抗干擾技術(shù)，都和接地有很直接的關(guān)系。設(shè)計合理的接地足抑制噪音和防止干擾的主要途徑，不儀能保證電子電器設(shè)備的正常，穩(wěn)定和可靠性工作。

五．電子電路設(shè)計中系統(tǒng)接地的原則

根據(jù)不同的干擾源要設(shè)計不同的接地技術(shù)和工藝，不能存在僥幸認為電路中只要有一點接地就能消除干擾，要尋求綜合性質(zhì)的接地方式，才是最為安拿有效的，接地點的選擇要恰當，避免設(shè)計不當引起的新的干擾。接地點的選擇除了安全性外、還要一并考慮屏蔽效果的兼容性，就是要通過接地屏屏蔽技術(shù)達到消除多種干擾的綜臺目的。一般來說．電子電路設(shè)計如何和大地接觸，與系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性能有著極為密切的關(guān)系，設(shè)計中常用以下三種方式。

1.浮地方式．不接觸大地的懸浮方式。是將電路設(shè)備與公共地可能引起環(huán)流的公共導(dǎo)線隔離開來，從而抑制來自接地線的干擾。這種接地方式的缺點是設(shè)備不與大地直接相連．容易出現(xiàn)靜電積累現(xiàn)象，這樣積累起來的電荷達到·定程度后，在設(shè)備和大地之間會產(chǎn)生具有強人放電電流的靜電擊穿現(xiàn)象。

2.單點接地方式，我們知道采取兩點接地扥方式很容易形成接地環(huán)路，一點接地的主要功能就是消除接地環(huán)路的形成。

3.多點接地方式，對于工作頻率較高的高頻電路，由于各元器件的引線和電路本身布局的電感都將增加接地線的阻抗，一點接地方式已不再適用

五．結(jié)束語

當前我國的經(jīng)濟快速發(fā)展帶動了我國電子行業(yè)的迅速發(fā)展，各種電子產(chǎn)品相繼誕生，并且應(yīng)用日益廣泛。在當前，我們已經(jīng)進入了信息時代，各種各樣的電子產(chǎn)品已經(jīng)成為了人們生活的一部分，和人們的生活緊密相連，所以電子產(chǎn)品已經(jīng)成為了當今不可或缺的一部分。但是我們知道，電子產(chǎn)品都存在電磁干擾，這不僅僅嚴重影響了電子系統(tǒng)的可靠性而且也嚴重危害到了工作人員以及用戶的健康狀態(tài)。所以，正是因為這個原因在進行電子電路設(shè)計時，我們要充分考慮其接地技術(shù)，這樣可以有效的抗干擾能力。提高電子設(shè)備的抗干擾能力不僅僅可以提高經(jīng)濟利益還可以提高社會效益。可以說科學(xué)的接地技術(shù)已經(jīng)成為了電子電路設(shè)計的一個重要的方面，是在電子電力設(shè)計工作中必須認真考慮的問題，其重要性不言而喻。所以本文就這個問題作了簡單的探討。

參考文獻：

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篇4

 

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

1.機電一體化系統(tǒng)的干擾源

從干擾竄入系統(tǒng)的渠道來看，系統(tǒng)所受到的干擾源分為供電干擾、過程通道干擾、場干擾等。

1.1供電干擾

大功率設(shè)備會造成電網(wǎng)的嚴重污染，使得電網(wǎng)電壓大幅度地漲落、浪涌，大功率開關(guān)的通斷，電動機的啟停等原因，電網(wǎng)上常常出現(xiàn)很高的尖峰脈沖干擾。論文參考網(wǎng)。據(jù)統(tǒng)計，電源的投入、瞬時短路、欠壓、過壓、電網(wǎng)竄入的噪聲引起CPU誤動作及數(shù)據(jù)丟失占各種干擾的90％以上。

1.2過程通道干擾

過程通道干擾主要來源于長線傳輸。當系統(tǒng)中有電氣設(shè)備漏電，接地系統(tǒng)不完善，或者傳感器測量部件絕緣不好等；及各通道的傳輸線如果處于同根電纜或捆扎在一起，尤其是將信號線與交流電源線處于同一根管道時，產(chǎn)生的共?；虿钅ｋ妷憾紩绊懴到y(tǒng)，使系統(tǒng)無法工作。

1.3場干擾

系統(tǒng)周圍的空間總存在著磁場、電磁場、靜電場，如太陽及天體輻射；廣播、電話、通訊發(fā)射臺的電磁波；周圍中頻設(shè)備發(fā)出的電磁輻射等。這些場干擾會通過電源或傳輸線影響各功能模塊的正常工作，使其中的電平發(fā)生變化或產(chǎn)生脈沖干擾信號。

2.抗供電干擾的措施

2.1配電系統(tǒng)的抗干擾

可采用分立式供電方案，就是將組成系統(tǒng)各模塊分別用獨立的變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路構(gòu)成的直流電源供電，這樣就減少了集中供電的危險性，而且也減少了公共阻抗以及公共電源的相互耦合，提高了供電的可靠性，也有利于電源散熱。另外，交流電的引入線應(yīng)采用粗導(dǎo)線，直流輸出線應(yīng)采用雙絞線，扭絞的螺距要小，并盡可能縮短配線長度。

2.2利用電源監(jiān)視電路

在配電系統(tǒng)中實施抗干擾措施是必不可少的，但這些仍難抵御微秒級的干擾脈沖及瞬態(tài)掉電，特別是后者屬于惡性干擾，可能產(chǎn)生嚴重的事故。

因此應(yīng)采取進一步的保護性措施，即使用電源監(jiān)視電路。電源監(jiān)視電路需具有監(jiān)視電源電壓瞬時短路、瞬間降壓和微秒級干擾及掉電的功能；及時輸出供CPU接受的復(fù)位信號及中斷信號等功能。

3.過程通道抗干擾措施

抑制過程通道上的干擾，主要措施有光電隔離、雙絞線傳輸、阻抗匹配、電流傳輸以及合理布線等。

3.1光電隔離

利用光電耦合器的電流傳輸特性，在長線傳輸時可以將模塊間兩個光電耦合器件用連線“浮置”起來，這種方法不僅有效地消除了各電氣功能模塊間的電流流經(jīng)公共線時所產(chǎn)生的噪聲電壓互相竄擾，而且有效地解決了長線驅(qū)動和阻抗匹配問題。

3.2雙絞線傳輸

在長線傳輸中，雙絞線是較常用的一種傳輸線，與同軸電纜相比，雖然頻帶較窄，但阻抗高，降低了共模干擾。論文參考網(wǎng)。由于雙絞線構(gòu)成的各個環(huán)路，改變了線間電磁感應(yīng)的方向，使其相互抵消，因而對電磁場的干擾有一定的抑制效果。

3.3阻抗匹配

長線傳輸時，若收發(fā)兩端的阻抗不匹配，則會產(chǎn)生信號反射，使信號失真，其危害程度與傳輸?shù)念l率及傳輸線長度有關(guān)。

3.4電流傳輸

長線傳輸時，用電流傳輸代替電壓傳輸，可獲得較好的抗干擾能力。

3.5合理布線

強電饋線必須單獨走線，強信號線與弱信號線應(yīng)盡量避免平行走向。

4.軟件抗干擾技術(shù)

各種形式的干擾最終會反映在系統(tǒng)的微機模塊中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集誤差、控制狀態(tài)失靈、存儲數(shù)據(jù)竄改以及程序運行失常等后果，雖然在系統(tǒng)硬件上采取了上述多種抗干擾措施，但仍然不能保證微機系統(tǒng)正常工作。因為軟件抗干擾是屬于微機系統(tǒng)的自身防御行為，實施軟件抗干擾的必要條件是：

1）在干擾的作用下，微機硬件部分以及與其相連的各功能模塊不會受到任何損毀，或易損壞的單元設(shè)置有監(jiān)測狀態(tài)可查詢。

2）系統(tǒng)的程序及固化常數(shù)不會因干擾的侵入而變化。

3）RAM區(qū)中的重要數(shù)據(jù)在干擾侵入后可重新建立，并且系統(tǒng)重新運行時不會出現(xiàn)不允許的數(shù)據(jù)。論文參考網(wǎng)。

抑制數(shù)據(jù)采樣的干擾可采用：數(shù)字濾波，寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等辦法，也可采用重復(fù)檢查法，偏差判斷法來檢查判斷是否有干擾信號。而程序運行失常的軟件抗干擾措施一般有：

1）設(shè)置WATCHDOG功能，由硬件配合，監(jiān)視軟件的運行情況，遇到故障進行相應(yīng)的處理。

2）設(shè)置軟件陷阱，當程序指針失控而使程序進入非程序空間時，在該空間中設(shè)置攔截指令，使程序進入陷阱，然后強迫其轉(zhuǎn)入初始狀態(tài)。

參考文獻

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篇5

論文摘要：擴頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中新的通信方式，它具有較強的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。本文介紹了擴頻通信的工作原理、特點、及其發(fā)展應(yīng)用。

一、擴頻通信的工作原理

在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號，然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴頻碼序列去相關(guān)解擴，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出?？梢?，一般的擴頻通信系統(tǒng)都要進行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴頻調(diào)制和解擴部分。擴頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴頻函數(shù))對被傳信息的信元重新進行調(diào)制實現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴頻函數(shù)進行相關(guān)解調(diào)(解擴)，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴頻函數(shù)(也稱偽隨機碼)調(diào)制和對信號相關(guān)處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。

二、擴頻通信技術(shù)的特點

擴頻信號是不可預(yù)測的、偽隨機的寬帶信號，其帶寬遠大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統(tǒng)具有以下特點。

1．抗干擾性強

擴頻信號的不可預(yù)測性，使擴頻系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾，干擾起不了太大作用。擴頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進行通信，擴展的頻譜越寬，其抗干擾性越強。

2.低截獲性

擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機很難監(jiān)測到，因此擴頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統(tǒng)中增加了擴頻調(diào)制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或?qū)⒍鄰叫盘栔械南嗤a序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現(xiàn)象，使擴頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發(fā)射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內(nèi)，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進一步檢測出信號的特征參數(shù)就更難了．所以擴頻系統(tǒng)可實現(xiàn)隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統(tǒng)具有高保密性。

5.易于實現(xiàn)碼分多址

在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴頻調(diào)制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測技術(shù)進行解擴，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。

三、擴頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

在過去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實，擴頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個轉(zhuǎn)折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機+最佳接收機．幾十年來，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問題一直沒有很好解決，偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴頻+相關(guān)接收這種認識，人們就不難預(yù)測擴頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應(yīng)通信的年代．擴頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環(huán)路，發(fā)揮越來越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經(jīng)營者和用戶不需申請授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無線接人系統(tǒng)中，擴頻微波與常規(guī)微波相比有著3個顯著的優(yōu)點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術(shù)相對有線接入技術(shù)來說，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．

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引言

鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)以單片機為控制核心，應(yīng)用縱橫彎曲理論建立無縫線路軌道力學(xué)模型，根據(jù)鋼軌內(nèi)應(yīng)力計算公式，以電測應(yīng)力法進行比較分析[1]，測量時使被測段鋼軌懸空，在其中部施加一橫向撓動力，分別測試鋼軌的橫向力、橫向位移、軌溫和濕度等信號，將信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后計算，快速、準確得出被測線路的內(nèi)應(yīng)力，并可將測量數(shù)據(jù)進行存儲，操作人員可通過液晶顯示屏測試和查詢。

作為電子類產(chǎn)品，提高測試系統(tǒng)的抗電磁干擾能力及屏蔽性能是研發(fā)、生產(chǎn)、使用過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。

1.鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)的組成

本系統(tǒng)硬件部分由單片機控制器、A/D轉(zhuǎn)換模塊、傳感器和自加載施力機構(gòu)等組成。系統(tǒng)選用W77E532單片機為控制核心;壓力、位移、溫度和濕度為測量鋼軌內(nèi)應(yīng)力的必要參數(shù);自加載施力機構(gòu)通過電機給被測鋼軌施加定量的壓力;U盤存儲功能可將系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至U盤，可通過U盤將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至上位機管理軟件，也可直接通過數(shù)據(jù)線將測試儀主機的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至上位機。

2.鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)的抗電磁干擾方法

2.1 線路板抗電磁干擾設(shè)計

以W77E532為處理核心的控制系統(tǒng)具有靈敏度高、處理速度快等特點，正因如此，也更容易影響測試系統(tǒng)的抗電磁干擾能力，測試過程中使系統(tǒng)的性能指標偏離設(shè)計要求，導(dǎo)致測量結(jié)果誤差大[2]，因此抗干擾技術(shù)己成為設(shè)計單片機控制系統(tǒng)時必須考慮的環(huán)節(jié)。本系統(tǒng)控制電路的抗電磁干擾部分除了采用常規(guī)方法，如數(shù)字地和模擬地單點相連、縮短旁路電容地線長度、相互關(guān)聯(lián)的元器件盡量放得靠近外，還采取了以下措施：

（1）采用線性光耦PC817將所有模擬量信號與數(shù)字量信號輸入輸出端隔離，為了提高隔離效果，我們將PC817縱向排列整齊，沿PC817焊腳內(nèi)側(cè)在線路板上開槽。

PC817光電耦合器輸入部分和輸出部分采用獨立的5V電源供電，數(shù)字量5V由鋰電池經(jīng)2940穩(wěn)壓后提供，模擬量5V由DC-DC5V提供。

（2）低壓差穩(wěn)壓器LM2940及其濾波器件遠離單片機放置;

（3）數(shù)字量部分沿PC817開槽處雙面覆銅接地。采用金屬敷層屏蔽材料抑制電磁干擾也是目前常用的方法之一，通過非電解電鍍、陰極濺射、真空鍍金等方法在絕緣材料的表面形成導(dǎo)電金屬薄層[3]，可以提高電子設(shè)備的抗干擾能力。

2.2 供電部分的抗電磁干擾設(shè)計

鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)由8V鋰電池供電，經(jīng)兩個低壓差三端穩(wěn)壓器LM2940后，固定輸出5V，LM2940內(nèi)部含靜態(tài)電流降低電路、電流限制、過熱保護、電池反接和反插入保護電路，再經(jīng)容阻濾波，給數(shù)字量電路供電。

模擬量電路電源經(jīng)LM2940降壓后，由DC-DC5V提供。

2.3 傳感器部分抗電磁干擾設(shè)計

本系統(tǒng)共有1路數(shù)字量和4路模擬量輸入，有位移、壓力、溫度、濕度和電壓信號，其中，位移、壓力2路信號對測試結(jié)果具有決定性影響，我們主要對這2路傳感器信號做了抗電磁干擾處理：

（1）位移信號的采集使用千分表，其輸出為數(shù)字信號，是不隨時間連續(xù)變化的量，數(shù)字信號抗干擾能力強;

（2）壓力信號由JLBS-Ⅱ型拉力傳感器提供，其采用箔式應(yīng)變片貼在合金鋼彈性體上，可承受拉、壓力，具有測量精度高、穩(wěn)定性能好、溫度漂移小、輸出對稱性好等特點。由于壓力傳感器的變送器電路處理的是比較微弱的信號，而且還要進行信號轉(zhuǎn)換，外界干擾極易耦合到電路中從而影響有用信號。因此，本系統(tǒng)的壓力信號采用電流傳輸代替電壓傳輸，接收電路低的輸入阻抗和對地懸浮的電流源（電流源的實際輸出阻抗與接收電路的輸入阻抗形成并聯(lián)回路）使得電磁干擾對電流信號的傳輸不會產(chǎn)生大的影響，可獲得較好的抗干擾性能。

另外，本系統(tǒng)針對模擬量輸入通道的抗電磁干擾還采用了以下措施：壓力、溫度、濕度傳感器使用屏蔽線，屏蔽層與線路板GND相連，盡量縮短信號線長度。

2.4 外殼抗電磁干擾設(shè)計

為了使外殼在操作者和內(nèi)部電路間建立隔離、形成屏蔽層，起到抗電磁干擾作用，本系統(tǒng)主機箱采用金屬鋁殼，既可以防止因操作者對金屬外殼的直接接觸放電造成干擾，又可以防止環(huán)境干燥時操作者對周圍物體放電形成的電磁干擾耦合到測試系統(tǒng)內(nèi)部。即便如此，我們在做抗電磁干擾試驗時，發(fā)現(xiàn)還是存在干擾現(xiàn)象，液晶屏出現(xiàn)亂碼，經(jīng)過分析，我們認為此現(xiàn)象是由于主機箱上銑了液晶屏安裝槽、航空插座孔、充電口、電源開關(guān)孔、鍵盤孔等造成，于是又采取了以下抗干擾措施：

（1）盡量縮短主機箱內(nèi)部導(dǎo)線長度，并在每根導(dǎo)線上增加磁環(huán);

（2）將主機箱內(nèi)固定線路板的所有金屬小件都更換為絕緣材料，在液晶屏與主機箱外殼之間增加一層絕緣紙;

（3）主機箱內(nèi)部在充電孔、航空插座孔、電源開關(guān)孔及液晶屏開孔處噴涂三防漆，三防漆是一種特殊配方的涂料，用于保護線路板及其相關(guān)設(shè)備免受壞境的侵蝕。三防漆具有良好的耐高低溫性能，其固化后成一層透明保護膜，具有優(yōu)越的絕緣、防潮、防漏電、防震、防塵、防腐蝕、防老化、耐電暈等性能;

（4）主機箱底部裝設(shè)一只金屬螺帽作為電磁干擾泄放通道，在操作者對外殼的孔、洞、縫隙放電時將放電電流泄放，防止對內(nèi)部電路直接放電。

2.5 軟件抗電磁干擾設(shè)計

若單靠硬件措施消除干擾會增加系統(tǒng)的硬件成本，使系統(tǒng)復(fù)雜化，而且并非所有因干擾而產(chǎn)生的故障都可通過硬件抗干擾措施得到完全解決;軟件抗干擾技術(shù)不僅可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，成本降低，設(shè)計也很靈活方便[3]。

本系統(tǒng)的控制軟件由KeilC編制，軟件組成主要包括A/D轉(zhuǎn)換、鍵盤響應(yīng)、液晶顯示、數(shù)據(jù)存儲讀取及分析計算等部分。本系統(tǒng)采用數(shù)字濾波、設(shè)立軟件陷阱、看門狗（Watchdog）和軟件冗余等技術(shù)，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

3.結(jié)束語

影響鋼軌內(nèi)應(yīng)力測試系統(tǒng)抵抗電磁干擾能力的因素有很多，本文從系統(tǒng)硬件的線路板、供電電源、傳感器、外殼等部分入手，分析并提出了測試系統(tǒng)抗電磁干擾的方法，提高了測試系統(tǒng)的抗電磁干擾的能力，解決了系統(tǒng)受干擾時液晶顯示屏出現(xiàn)亂碼的情況，保證了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]王建文.無縫線路溫度力及鎖定軌溫測試技術(shù)研究.擴大鐵路對外開放、確保重點物資運輸――中國科協(xié)2005年學(xué)術(shù)年會鐵道分會場暨中國鐵道學(xué)會學(xué)術(shù)年會和粵海通道運營管理學(xué)術(shù)研討會論文集，2005.

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二、單片機開發(fā)中的幾個基本技巧

在單片機應(yīng)用開發(fā)中，代碼的使用效率問題、單片機抗干擾性和可靠性等問題仍困擾著。現(xiàn)歸納出單片機開發(fā)中應(yīng)掌握的幾個基本技巧。

1、如何減少程序中的bug。對于如何減少程序的bug，應(yīng)該先考慮系統(tǒng)運行中應(yīng)考慮的超范圍管理參數(shù)如下。物理參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)，它包括激勵參數(shù)、采集處理中的運行參數(shù)和處理結(jié)束的結(jié)果參數(shù)。資源參數(shù)：這些參數(shù)主要是系統(tǒng)中的電路、器件、功能單元的資源，如記憶體容量、存儲單元長度、堆疊深度。應(yīng)用參數(shù)：這些應(yīng)用參數(shù)常表現(xiàn)為一些單片機、功能單元的應(yīng)用條件。過程參數(shù)：指系統(tǒng)運行中的有序變化的參數(shù)。

2、如何提高C語言編程代碼的效率。用C語言進行單片機程序設(shè)計是單片機開發(fā)與應(yīng)用的必然趨勢。如果使用C編程時，要達到最高的效率，最好熟悉所使用的C編譯器。先試驗一下每條C語言編譯以后對應(yīng)的匯編語言的語句行數(shù)，這樣就可以很明確的知道效率。在今后編程的時候，使用編譯效率最高的語句。各家的C編譯器都會有一定的差異，故編譯效率也會有所不同，優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)C編譯器代碼長度和執(zhí)行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復(fù)雜而開發(fā)時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統(tǒng)的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統(tǒng)所能支持的數(shù)據(jù)類型和算法。雖然C語言是最普遍的一種高級語言，但由于不同的MCU廠家其C語言編譯系統(tǒng)是有所差別的，特別是在一些特殊功能模塊的操作上。所以如果對這些特性不了解，那么調(diào)試起來問題就會很多，反而導(dǎo)致執(zhí)行效率低于匯編語言。

3、如何解決單片機的抗干擾性問題。防止干擾最有效的方法是去除干擾源、隔斷干擾路徑，但往往很難做到，所以只能看單片機抗干擾能力夠不夠強了。在提高硬件系統(tǒng)抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設(shè)計靈活、節(jié)省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機干擾最常見的現(xiàn)象就是復(fù)位；至于程序跑飛，其實也可以用軟件陷阱和看門狗將程序拉回到復(fù)位狀態(tài)；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復(fù)位狀態(tài)。一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復(fù)位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復(fù)位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復(fù)位原因；還可以根據(jù)不同的標志直接跳到相應(yīng)的程序。這樣可以使程序運行有連續(xù)性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復(fù)位過。

4、如何測試單片機系統(tǒng)的可靠性。當一個單片機系統(tǒng)設(shè)計完成，對于不同的單片機系統(tǒng)產(chǎn)品會有不同的測試項目和方法，但是有一些是必須測試的：測試單片機軟件功能的完善性；上電、掉電測試；老化測試；ESD和EFT等測試。有時候，我們還可以模擬人為使用中，可能發(fā)生的破壞情況。例如用人體或者衣服織物故意摩擦單片機系統(tǒng)的接觸端口，由此測試抗靜電的能力。用大功率電鉆靠近單片機系統(tǒng)工作，由此測試抗電磁干擾能力等。

綜上所述，單片機已成為計算機發(fā)展和應(yīng)用的一個重要方面，單片機應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)了。這種軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。此外在開發(fā)和應(yīng)用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發(fā)揮它更加廣闊的用途。

參考文獻：

[1]何立民.MCS-51系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)配置與接口技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用.北京：高等教育出版社，1992

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隨著自動化技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，論文工業(yè)過程的智能化、自動化監(jiān)測與控制系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛．單片機系統(tǒng)由于其抗干擾性能較好被大量應(yīng)用到工業(yè)過程控制的各個領(lǐng)域。因為工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境較惡劣，單片機系統(tǒng)在使用過程中通常會出現(xiàn)一些設(shè)計時想不到的新情況、新問題，這就需要進一步修改和完善．因此，有必要設(shè)計一套單片機綜合實驗系統(tǒng)，根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場反饋的各種問題，隨時對系統(tǒng)中的功能模塊進行實驗研究和分析，解決工程實際問題．本文設(shè)計的這套單片機綜合實驗系統(tǒng)具有自動采集多路模擬量、對采集的數(shù)據(jù)進行處理和顯示、根據(jù)設(shè)定的參數(shù)自動調(diào)節(jié)和控制輸出、與計算機進行遠距離數(shù)據(jù)通信等功能．

1系統(tǒng)組成及工作原理

綜合實驗系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：89C51單片機及其仿真系統(tǒng)，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉(zhuǎn)換模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時鐘模塊，看門狗電路模塊，F(xiàn)P—GA模塊，液晶顯示模塊，通信模塊及上位計算機，其組成框圖如圖1所示．系統(tǒng)采用89C51單片機作為主控芯片，A／D轉(zhuǎn)換模塊將多路模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；外部數(shù)據(jù)存儲模塊為該系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設(shè)置和調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)；日歷時鐘芯片不僅可以給系統(tǒng)提供準確的時間，而且為系統(tǒng)提供掉電保護功能；看門狗電路模塊為系統(tǒng)提供了精確復(fù)位和低電壓監(jiān)控功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障或程序跑飛，它就可以在超時周期之后使CPU復(fù)位，提高系統(tǒng)的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現(xiàn)場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數(shù)字邏輯器件使用；LCD液晶顯示模塊可以同時顯示多行字符及自造圖形，主要用來顯示采集到的數(shù)據(jù)、系統(tǒng)時間等；兼容RS485和RS232兩種協(xié)議的全雙工串行通信接口，可以與上位計算機進行遠(約1200m)近(約15m)距離的數(shù)據(jù)通信[1]；上位計算機將接收的數(shù)據(jù)進行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數(shù)據(jù)文件，按照用戶的具體要求作進一步的數(shù)據(jù)分析和處理，同時發(fā)送控制參數(shù)，對被測對象的溫度、壓力等進行控制和調(diào)節(jié)．

2系統(tǒng)硬件設(shè)計

2．1單片機仿真系統(tǒng)

單片機仿真系統(tǒng)可以模擬CPU在仿真機上運行用戶程序(程序和數(shù)據(jù)存儲器借用仿真機的)，也可以連接外部電路來實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)測與控制功能．仿真機一般都具有單片機的基本功能部件，如CPU、RAM、用戶程序存儲區(qū)、鍵盤等；具有單步、設(shè)置斷點(以便隨時觀察內(nèi)部各RAM、特殊功能寄存器的數(shù)據(jù)變化)、連續(xù)運行用戶程序的功能[2]．

監(jiān)控程序放置在仿真機內(nèi)，要仿真的CPU器件位于仿真機外仿真線的端頭，畢業(yè)論文更換不同的仿真頭和CPU，該機可以仿真8031、89C2051、89C51等類型的單片機，該機的調(diào)試軟件可以直接編輯匯編源程序．通過仿真機進行編程和調(diào)試減少了對芯片的頻繁寫人、擦除和修改操作，只有當程序調(diào)試順利通過才將程序?qū)懭胄酒?，編程方便且?jié)省時間．

2．2傳感器的選擇及信號變送電路的設(shè)計

傳感器作為系統(tǒng)的感知器件，直接影響著系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性．本實驗系統(tǒng)中，溫度傳感器選用精度高，線性度好，使用方便的LM335傳感器；壓力傳感器選用標準應(yīng)變式壓力傳感器，它具有精度高、響應(yīng)速度快、分辨率高等特點．傳感器接El電路的設(shè)計采用了模塊化設(shè)計方法，設(shè)計了溫度、壓力等專門接口電路，直接與上述各種傳感器相連．由于從傳感器輸出的模擬電信號非常微弱，需對這些模擬信號進行放大，同時為了確保信號不失真，選用了線性度好、抗干擾能力強的高精度運放OP07，其特點是輸入失調(diào)電壓較高、溫漂較小、開環(huán)電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經(jīng)10位A／D轉(zhuǎn)換器TLC1543轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，送人89C51進行處理．

2．3通信模塊的設(shè)計

計算機(PC)串行通信端口是RS232負邏輯電平，該實驗系統(tǒng)上既有RS232接El，又有RS485接口，可以通過RS232總線進行點對點通信，也可以通過RS485總線進行多機通信_3]，RS485總線上最多可掛接32個綜合實驗系統(tǒng)，總體布局如圖2所示．所以實現(xiàn)計算機和該實驗系統(tǒng)之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實現(xiàn)計算機和該實驗系統(tǒng)之間的遠距離通信，則必須將RS232電平轉(zhuǎn)換為RS485電平后，才可將實驗系統(tǒng)掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉(zhuǎn)換原理如圖3所示，通過MAX485的差動輸入(A、B)與RS485總線相連進行信號的收／發(fā)，由于RS485總線上只能進行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發(fā)送線外，還有一個信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發(fā)送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側(cè)，通過PC的請求發(fā)送(RTS)來控制．

2．4串行總線I*2C

I*2C總線是PHILIPS公司開發(fā)的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時鐘線SCL和串行數(shù)據(jù)線SDA)就能完成掛接在總線上的若干個IC器件與微處理器之問的數(shù)據(jù)交換．該實驗系統(tǒng)采用具有IC總線接口的看門狗芯片CATll61和可編程實時時鐘芯片PCF8563，由于單片機89C51自身沒有IC總線接口，所以采用軟件合成IC總線與它們相接．

IC串行總線與并行總線的最大區(qū)別在于：并行總線有地址總線，CPU通過地址總線訪問從器件；而IC總線利用數(shù)據(jù)傳送中的前幾個字節(jié)傳送地址信息，所以占用CPU的口線大大減少[5]．隨著智能化測控儀器日趨小型化和集成化，IC串行總線正在逐步取代傳統(tǒng)的并行總線．．5抗干擾設(shè)計

工業(yè)監(jiān)控現(xiàn)場工作環(huán)境一般較差，干擾較嚴重，為了保證系統(tǒng)可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業(yè)監(jiān)控現(xiàn)場可能產(chǎn)生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統(tǒng)進行抗干擾設(shè)計．硬件抗干擾設(shè)計主要包括：對電源噪聲進行濾波、大功率驅(qū)動電路接口進行光電隔離、集成電路芯片的VCC與地之間并連電容、優(yōu)化電路板的布線、看門狗監(jiān)控等；軟件抗干擾設(shè)計主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復(fù)、數(shù)字濾波、求平均值等．

對于數(shù)據(jù)輸入通道的干擾，采用軟硬件結(jié)合的方法進行濾波．當存在隨機干擾而使被測信號中混入了無用成分時，碩士論文首先經(jīng)過一個時間連續(xù)的RC濾波電路，再經(jīng)A／D變換成二進制數(shù)字量后，進行數(shù)字濾波．因為硬件濾波能很好地抑制高頻干擾，而對低頻干擾的濾波效果卻較差；而軟件數(shù)字濾波算法對低頻干擾具有較好的抑制能力．

在控制強電設(shè)備的開關(guān)量輸出通道中，為防止現(xiàn)場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監(jiān)控系統(tǒng)，采用了光電隔離技術(shù)．因為光信號的傳輸不受電場、磁場的干擾，可有效地防止干擾信號因耦合而進入系統(tǒng)，達到電氣隔離的效果．

3系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)軟件包括單片機軟件和PC機軟件．單片機軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，利用MCS一51匯編語言編寫．根據(jù)要實現(xiàn)的功能，該軟件由主程序以及數(shù)據(jù)采集、A／D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)通信、日歷時鐘編程、鍵盤中斷調(diào)控、液晶顯示、D／A轉(zhuǎn)換、數(shù)碼管顯示等程序模塊組成．下面以加熱爐的爐溫控制為例，給出系統(tǒng)程序流程圖如圖4所示．

PC機軟件的主要功能是對單片機系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進行存儲、處理、動態(tài)模擬顯示、報表繪制、打印輸出等．PC機軟件采用VisualBasic6．0編寫，醫(yī)學(xué)論文PC機與單片機之間的實時通信程序主要是通過計算機的串行通訊口進行數(shù)據(jù)的實時采集和雙向通信，此外，PC機程序還將單片機采集過來的數(shù)據(jù)按照用戶的具體要求進行動態(tài)顯示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、生成報表和數(shù)據(jù)文件等，并對不同情況下得到的數(shù)據(jù)進行對比分析，總結(jié)出變化規(guī)律．

4實驗結(jié)果與分析

為了測試該系統(tǒng)的實時性，將5臺綜合實驗系統(tǒng)與工業(yè)計算機組成分布式多機通信系統(tǒng)，單片機串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2400bps，一幀數(shù)據(jù)采用5個字節(jié)(其中數(shù)據(jù)占2個字節(jié)是因為A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果是10位)的格式，如表1所示．5臺實驗系統(tǒng)各采集一次數(shù)據(jù)給PC機傳送時，理論上連續(xù)發(fā)送速率為2400／(10*5*5)===9．6次／s．經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，計算機在120ms后收到了5臺綜合實驗系統(tǒng)發(fā)送的共250位數(shù)據(jù)，實際發(fā)送速率約為8次／s，這是因為有狀態(tài)轉(zhuǎn)換和等待時間；為了測試系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，將調(diào)試好的程序?qū)懭雴纹瑱C芯片，使系統(tǒng)連續(xù)運行，120h后觀察系統(tǒng)仍然在按設(shè)定的流程工作，沒有出現(xiàn)死機現(xiàn)象．該系統(tǒng)經(jīng)過多次改進和實驗驗證后，據(jù)此設(shè)計了工業(yè)加熱爐爐溫控制系統(tǒng)并在工業(yè)現(xiàn)場安裝使用，結(jié)果系統(tǒng)能連續(xù)正常工作(工業(yè)計算機故障除外)，測量隨機誤差為±0．01℃，控制結(jié)果滿

足了實際要求．

5結(jié)論

該綜合實驗系統(tǒng)不僅能為以單片機為核心的系統(tǒng)前期探索研究提供一種方便的實驗裝置，而且能在遠離工業(yè)現(xiàn)場的實驗室解決工業(yè)應(yīng)用中的實際問題．實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)可以將許多分散的實驗項目整合在一起進行研究和分析，節(jié)約資源，降低成本；實驗數(shù)據(jù)正確率高，通信實時性強，系統(tǒng)工作可靠；單片機串行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的分布式通訊系統(tǒng)靈活性強，易于擴充，其基本原理適用于工業(yè)現(xiàn)場的分布式數(shù)據(jù)采集、檢測及控制系統(tǒng)，具有很大的實用價值．

參考文獻：

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YANGWen—long．PrincipleandApplicationofSCM[M]．Xi’an：Xi’anUniversityofElectronicsTechnol-ogyPress，1993．(inChinese)

篇9

中圖分類號：TP212 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）05-0000-00

1 引言

壓力傳感器在電子產(chǎn)品中的應(yīng)用比較廣泛，其信號調(diào)理電路通過對信號的調(diào)節(jié)變換，使信號達到后續(xù)電路的接收要求。電路的誤差控制、抗干擾技術(shù)對電路的設(shè)計至關(guān)重要，電路的穩(wěn)定性直接關(guān)系到單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的準確性和產(chǎn)品的實用性。

本論文的信號調(diào)理電路主要用于電子稱等衡器的前端信號處理，量程0―5Kg，其最大允許誤差±1.5e（分度值e=2g）。本論文從誤差分析，力傳感器的選定和放大電路的設(shè)計三個方面闡述該電路設(shè)計思路。

2硬件設(shè)計中誤差解決方法

降低電路元器件產(chǎn)生的噪聲、設(shè)置穩(wěn)壓電流源作傳感器專用電源，可保證傳感器輸出信號精度高，紋波小，穩(wěn)定可靠，選擇合適的傳感器。

由于組成電路的元件內(nèi)部會產(chǎn)生一些噪聲，并且實驗中發(fā)現(xiàn)，噪聲的功率與輸入的電壓有直接的關(guān)系，而且會對實驗的參數(shù)產(chǎn)生較大的影響。在試驗中對電阻等噪聲較大的原件通過元件的噪聲參數(shù)建立模型來進行系統(tǒng)分析。綜合考慮成本及噪聲性能，選擇噪聲較小的NE5532放大器電路，其相對噪聲比優(yōu)于同等價格的其他運算放大器。

傳感器采用了N430-5kg應(yīng)變式壓力傳感器，量程0～5kg，靈敏度為1.0mV/N，體積小，易攜帶；額定輸出1.0±0.15mV/V，能夠滿足實驗精度要求；并能夠使產(chǎn)品具有便攜性，力傳感器后接電橋的以減少溫漂，即電橋壓力傳感器的電橋電阻設(shè)為R1=R2=R3=R4=100Ω，差動工作，應(yīng)變片使得電橋保持了平衡，使得電橋的輸出電壓與電阻變化有關(guān)，保持了一個即R1=R-R，R2=R+R，R3=R-R，R4=R+R，則電橋輸出為

3放大電路的分析與設(shè)計

整體電路設(shè)計如圖3-1所示，包含兩級放大電路，通過反饋設(shè)計提高了輸出的準確性。第一級放大電路采用雙運算放大器，此放大器小信號帶寬10MHZ，功率帶寬140KHZ，轉(zhuǎn)換速率9V/us，符合一般控制電路的設(shè)計要求。第二級放大電路采用二階低通濾波運算放大電路。

通過使用Multisim 12.0仿真軟件中的函數(shù)發(fā)生器模擬在f0=10Hz下的濾波波形，其通帶最大衰減為4.165518dB，阻帶最大衰減為14.403186dB，其中R9和R11=R10//R12，由R12來確定放大倍數(shù)，算得Q=0.5，滿足實驗設(shè)計要求。

由于在 Multisim12.0仿真軟件中，沒有直接的電荷源信號，考慮到電阻應(yīng)變式傳感器輸出為電壓信號，改變傳感器的應(yīng)變重量，在形式上是以電壓的形式輸出的。在電路分析時可以把傳感器看作一個電壓源，其輸出電壓在其電電路中將信號傳遞給放大電路。所以在模擬仿真中，采用了TL431ACD 保證模擬信號輸入端的穩(wěn)定性。

4 軟件設(shè)計中的誤差補償

采用延遲法進行誤差補償，在系統(tǒng)中， 存在控制開關(guān)的抖動干擾。抑制這種噪聲方法就是通過延時， 讓接通或斷開信號穩(wěn)定后系統(tǒng)再工作， 就可以避免抖動干擾。

5 結(jié)語

本設(shè)計的放大電路的帶寬在890mHZ～123HZ，測得輸入為2.756mv時，輸出為217.177mv，放大倍數(shù)約100倍。整體上對各種誤差來源給以充分的估計，并針對不同的情況采取不同的技術(shù)措施，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力，保證了系統(tǒng)的準確、可靠。

參考文獻

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[2]劉同娟，馬向國.《Multisim在電力電子電路仿真中的應(yīng)-用》.電力電子，2006.2.

篇10

論文摘要：擴頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中新的通信方式，它具有較強的抗干擾、抗衰落和抗多徑性能，頻譜利用率高。本文介紹了擴頻通信的工作原理、特點、及其發(fā)展應(yīng)用。

一、擴頻通信的工作原理

在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號，然后由擴頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴頻碼序列去相關(guān)解擴，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。可見，一般的擴頻通信系統(tǒng)都要進行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴頻調(diào)制和解擴部分。擴頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴頻函數(shù))對被傳信息的信元重新進行調(diào)制實現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴頻函數(shù)進行相關(guān)解調(diào)(解擴)，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴頻函數(shù)(也稱偽隨機碼)調(diào)制和對信號相關(guān)處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。

二、擴頻通信技術(shù)的特點

擴頻信號是不可預(yù)測的、偽隨機的寬帶信號，其帶寬遠大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時接收機中必須有與寬帶載波同步的副本。擴頻系統(tǒng)具有以下特點。

1．抗干擾性強

擴頻信號的不可預(yù)測性，使擴頻系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進行干擾，干擾起不了太大作用。擴頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進行通信，擴展的頻譜越寬，其抗干擾性越強。

2.低截獲性

擴頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機很難監(jiān)測到，因此擴頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。

3.抗多路徑干擾性能好

多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴重影響通信。擴頻通信系統(tǒng)中增加了擴頻調(diào)制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或?qū)⒍鄰叫盘栔械南嗤a序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現(xiàn)象，使擴頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發(fā)射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內(nèi)，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進一步檢測出信號的特征參數(shù)就更難了．所以擴頻系統(tǒng)可實現(xiàn)隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統(tǒng)具有高保密性。

5.易于實現(xiàn)碼分多址

在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴頻調(diào)制中使用的擴頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測技術(shù)進行解擴，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。

三、擴頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

在過去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實，擴頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個轉(zhuǎn)折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機+最佳接收機．幾十年來，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問題一直沒有很好解決，偽碼擴頻是一種最佳的信號形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴頻+相關(guān)接收這種認識，人們就不難預(yù)測擴頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴頻通信和自適應(yīng)通信的年代．擴頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環(huán)路，發(fā)揮越來越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經(jīng)營者和用戶不需申請授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無線接人系統(tǒng)中，擴頻微波與常規(guī)微波相比有著3個顯著的優(yōu)點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術(shù)相對有線接入技術(shù)來說，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．

擴頻微波主要應(yīng)用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。

四、結(jié)語

擴頻通信是通信的一個重要分支和發(fā)展方向，是擴頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴頻通信的特點、理論可行性及典型的工作方式。擴頻通信的強抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點，使它的應(yīng)用迅速從軍用擴展到民用通信中，它的易于實現(xiàn)碼分多址的特點，使它能與第三代移動通信系統(tǒng)完美結(jié)合，發(fā)展前景極為廣闊。

參考文獻：

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