是高頻信號。 在有關「技術落後」與「人民需要」的長久紛爭之後,小靈通也由遍地開花向平穩發展階段過渡,此文正是從技術本身出發,探討小靈通技術的優勢與局限性,以及未來技術走向。 1998年浙江省餘杭市電信公司在國內首先開通無線市話業務,到2003年底,全國的小靈通用戶數已經超過3500萬。從出現到現在,小靈通技術一直是人們爭論的熱點之一。 小靈通源自何方? 小靈通是個人通信接入系統(Personal Handyphone System,PHS)的俗稱,它採用微蜂窩技術,將電話以數字無線方式接入固定電話網,作為固定電話的補充和延伸,充分利用固定電話網資源,因此也被稱為無線市話。通過小靈通手機或者固定單元,可以在移動中或者固定地點實現通話和其他數據業務功能。由於其手機機身小巧、資費便宜,因此被稱為「小靈通」。 我國的小靈通技術是將PHS技術和程式控制交換技術相結合而開發的技術,目前廣泛使用的小靈通系統有PAS(Personal Access System)系統或者PCS(Personal Communication System)系統以及PHS系統等幾種,而並非單純的PHS系統。 PHS核心技術由日本NTT研製。1994年,日本推出PHS系統實驗網,1995年7月,經日本郵電省批准,NTT和DDI率先推出基於PHS技術的行動電話服務,1995至1997是PHS技術在日本發展的主要時期,自1997年12月始,PHS用戶不斷減少並最終在日本走向衰落。 我國將小靈通定位於固定電話的補充和延伸,由無線連接代替固定電話最後幾百米的電纜連接,將原有的固定電話從住宅、辦公室內的通信延伸到室外、城市內或者城市之間的通信,並藉助於低資費特點,促使小靈通迅速膨脹式發展。 系統組成及其核心技術 小靈通系統的組成 以PAS系統為例,小靈通PAS系統在現有的固定網路上通過V5介面將本地交換機(LS)與個人手持電話系統—無線本地環路(PHS-WLL)相連接,再與空中話務控制器(ATC)結合在一起,從而實現用固定電話網來提供移動業務。 頻率分配和多址技術 根據信息產業部《關於PHS和DECT無線接入系統共用1.9GHz頻段頻率台站管理規定的通知》,規定1900MHz~1920MHz頻段用於無線接入系統。 PHS系統的基站和手機之間採用TDD(多載頻時分雙工模式),基於時分多址TDMA結構。 信道動態分配技術 小靈通系統採用微蜂窩技術,將整個服務區劃分為多個微小區。與移動通信系統不同的是,小靈通系統不是採用為每個小區站分配固定的使用頻率,而是隨著通話過程為小區站自行分配最佳的頻段和信道。小靈通系統把微蜂窩技術和信道動態分配技術結合在一起,有助於解決小靈通頻率資源短缺的問題,也提高了系統的容量。 小靈通的主要技術特點 小靈通技術本身既存在一定的優勢,同時也存在一些局限性,在我國小靈通的發展中,一直存在對小靈通技術方面的爭論。 優勢 小靈通應用以來,除了資費低以外,一直以其系統和手機發射功率小、終端機身小巧且待機時間長為技術上的宣傳賣點。 小靈通基站和終端的發送功率目前主要分為三類,即10mW、20mW的小功率基站,200mW、500mW的大功率基站,以及同樣屬於大功率基站的衛星定位系統(GPS)基站。 因此,小靈通的基站發送功率均小於500mW,遠小於移動通信系統基站的發送功率3000mW。同樣,小靈通手機的發射功率僅為10mW,也小於普通移動手機600mW至1000mW的發送功率。 小靈通手機不僅機身輕巧,而且一般都能夠達到6至8小時通話、500至800小時待機的長使用時間,遠高於普通移動手機。並且,由於採用數字技術和信道動態分配技術,使得小靈通頻率利用率非常之高,而相應的系統建設成本則因為設備簡單而遠低於GSM和CDMA移動通信網路。 劣勢 與明顯的優勢相同,小靈通的技術局限性也一直困擾著小靈通的發展,甚至因為其網路通話質量不佳而影響其市場發展進程。小靈通的主要技術局限性在於: 1. 基站覆蓋范圍小 在發展初期,大多採用發射功率20mW的小功率基站,基站的低發射功率直接影響了通話質量。雖然後期採用了500mW的大功率基站,擴大了基站的覆蓋范圍,改善了通話質量,但是仍然無法與GSM和CDMA較大的基站覆蓋范圍相比。 舉例來說,10mW基站的覆蓋范圍約為150米到300米,500mW基站的覆蓋范圍約為200米到500米,因此理論上必須每隔200到500米就設立一個小靈通基站,以消除網路盲區。因此,隨著小靈通建設鋪開,必然帶來基站增多問題,這對於人口較多的大城市網路優化而言,將花費更大的代價。 2. 頻繁切換影響質量 由於基站覆蓋范圍小,手機容易出現不同基站間頻繁切換現象,嚴重影響到通話質量。在越區切換時,更易出現切換時間較長和掉話現象。 3. 高頻率弱點 小靈通空中傳輸信號頻率高,電波繞射能力差,傳播主要靠直射、反射。折射和穿透能力差、損耗大,衍射和繞射能力差。同時,由於發射功率小,信號穿透性較差,會導致室內通話質量沒有室外通話質量好的現象。 4. 兼容性問題嚴重 目前,小靈通網路還沒有嚴格、統一的規范和標准,實際網路運行時各廠商兼容性差,這將嚴重影響到中國電信和中國網通下一步的統一聯網工作。 5. 頻段問題 小靈通目前所使用的1900MHz~1920MHz之間的頻段,是今後第三代移動通信的頻段,這段頻段以後將讓位於中國的TD-SCDMA,如何解決這一問題,是固定運營商所面臨的商業及政策困境。 小靈通去向何處? 隨著小靈通的用戶增加、應用更為廣泛,運營商和設備提供商、終端提供商正在不斷改善和發展相關技術,使其具有更多發展空間。 1. 核心網向下一代網路演進 目前,已經出現基於下一代網路技術的小靈通系統。通過採用開放網路結構,即獨立網路構建、採用標准協議介面、各構成部分可以獨立發展、擴容和升級;統一的網路可以提供多種業務接入;實現多種業務融合,支持話音、數據和視頻多媒體的綜合應用。這也是小靈通核心網的發展趨勢之一。除小靈通市場發展初期鋪設的小靈通網路之外,當前新建系統已基本採用此種小靈通核心網路技術。 2. 基站的發展 早期小靈通基站基本採用發射功率為10mW、20mW的小功率基站,後來發展為發射功率為200mW和500mW的大功率基站。 有關PHS基站設置的技術要求中規定,對於用於無線本地環路的PHS基站,發射平均功率不大於500mW,峰值功率不大於4W;用於微蜂窩組網的PHS基站,發射平均功率不大於20mW,峰值功率不大於160mW。此項規定,意在限制小靈通基站發射功率的繼續增大,以免影響到GSM及CDMA通信系統。 3. PHS/GSM和PHS/WCDMA雙模手機 終端設備廠商已經開始致力於開發PHS/GSM和PHS/WCDMA雙模手機,以改變小靈通在網路互通和漫遊方面的問題,並使小靈通向3G升級。目前已經有部分廠商公開表示,如有需要,可以直接向市場供貨。例如三洋小靈通PHS/GSM雙模手機G1000已在中國台灣省上市, UT斯達康在2003年向市場展示了其PHS/GSM雙模手機,廣州金鵬集團也正在進行PHS/GSM雙模手機的開發。雙模、多模手機是未來通信終端的發展趨勢之一,同時也面臨技術上的挑戰與機遇。但需要指出的是,在PHS/GSM的技術研發上,到目前仍存在有待完善的技術問題。 4. 增值業務平台開發 隨著小靈通市場擴大,除話音業務,小靈通系統中也正在開發增值業務平台,以在其上實現各種增值業務,主要包括小靈通簡訊業務、拇指信息業務、上網及定位等。 仍有重大阻力在前 雖然小靈通技術在不斷發展和改進,但是由於其技術本身的局限性,在用戶密集的大城市很難實現良好覆蓋,必然影響通話質量。盡管小靈通不斷通過增大基站容量、擴充新業務、增加漫遊功能來改進其網路的性能和功能,但是小靈通從技術上而言,是一種適於一定市場區域和移動時間段發展的過渡性技術,無法與蜂窩移動通信的先進技術相比,不具備長遠技術生命力。 目前,一些廠商通過將小靈通的核心網路向下一代網路演進,以及PHS/GSM和PHS/WCDMA的雙模手機,期望小靈通向3G升級。但即便小靈通升級到3G,由於成本高、受限於少數廠商,並且在現有運營商獲得移動牌照後,會與運營商新開展的移動業務發生沖突,從而必然導致小靈通業務處於從屬地位,而無法成為主力業務,因此,小靈通的發展規模仍將受到很大限制。
② 求個函數信號發生器設計電路圖。要標有詳細的原件參數,最近在做這個課程設計,我的圖總也出不了模擬。謝
函數波形發生器設計 函數信號發生器是一種能夠產生多種波形,如三角波、鋸齒波、矩形波(含方波)、正弦波的電路。函數信號發生器在電路實驗和設備檢測中具有十分廣泛的用途。通過對函數波形發生器的原理以及構成分析,可設計一個能變換出三角波、正弦波、方波的函數波形發生器。
本課題採用由集成運算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數發生器的設計方法,先通過比較器產生方波,再通過積分器產生三角波,最後通過差分放大器形成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。
經過模擬得出了方波、三角波、正弦波、方波——三角波轉換及三角波——正弦波轉換的波形圖。
關鍵字:函數信號發生器、集成運算放大器、晶體管差分放
設計目的、意義
1 設計目的
(1)掌握方波—三角波——正弦波函數發生器的原理及設計方法。
(2)掌握遲滯型比較器的特性參數的計算。
(3)了解單片集成函數發生器8038的工作原理及應用。
(4)能夠使用電路模擬軟體進行電路調試。
2 設計意義
函數發生器作為一種常用的信號源,是現代測試領域內應用最為廣泛的通用儀器之一。
在研製、生產、測試和維修各種電子元件、部件以及整機設備時,都學要有信號源,由它產生不同頻率不同波形的電壓、電流信號並加到被測器件或設備上,用其他儀器觀察、測量被測儀器的輸出響應,以分析確定它們的性能參數。信號發生器是電子測量領域中最基本、應用最廣泛的一類電子儀器。它可以產生多種波形信號,如正弦波,三角波,方波等,因而廣泛用於通信、雷達、導航、宇航等領域。
設計內容
1 課程設計的內容與要求(包括原始數據、技術參數、條件、設計要求等):
1.1課程設計的內容
(1)該發生器能自動產生正弦波、三角波、方波。
(2)函數發生器以集成運放和晶體管為核心進行設計
(3)指標:
輸出波形:正弦波、三角波、方波
頻率范圍:1Hz~10Hz,10Hz~100Hz
輸出電壓:方波VP-P≤24V,三角波VP-P=8V,正弦波VP-P>1V;
(4)對單片集成函數發生器8038應用接線進行設計。
1.2課程設計的要求
(1)提出具體方案
(2)給出所設計電路的原理圖。
(3)進行電路模擬,PCB設計。
2 函數波形發生器原理
2.2函數波形發生器的總方案
函數發生器一般是指能自動產生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據用途不同,有產生三種或多種波形的函數發生器,使用的器件可以是分立器件 (如低頻信號函數發生器S101全部採用晶體管),也可以採用集成電路(如單片函數發生器模塊8038)。為進一步掌握電路的基本理論及實驗調試技術,本課題採用由集成運算放大器與晶體管差分放大器共同組成的方波—三角波—正弦波函數發生器的設計方法。
產生正弦波、方波、三角波的方案有多種,如首先產生正弦波,然後通過整形電路將正弦波變換成方波,再由積分電路將方波變成三角波;也可以首先產生三角波—方波,再將三角波變成正弦波或將方波變成正弦波等等。本課題採用先產生方波—三角波,再將三角波變換成正弦波的電路設計方法[3]。
由比較器和積分器組成方波—三角波產生電路,比較器輸出的方波經積分器得到三角波,三角波到正弦波的變換電路主要由差分放大器來完成。差分放大器具有工作點穩定,輸入阻抗高,抗干擾能力較強等優點。特別是作為直流放大器時,可以有效地抑制零點漂移,因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性。
2.3函數波形發生器各組成部分的工作原理
2.3.1方波發生電路的工作原理
此電路由反相輸入的滯回比較器和RC電路組成。RC迴路既作為延遲環節,又作為反饋網路,通過RC充、放電實現輸出狀態的自動轉換。設某一時刻輸出電壓Uo=+Uz,則同相輸入端電位Up=+Ut。Uo通過R3對電容C正向充電,如圖2.3中實線箭頭所示。反相輸入端電位n隨時間t的增長而逐漸增高,當t趨於無窮時,Un趨於+Uz;但是,一旦Un=+Ut,再稍增大,Uo從+Uz躍變為-Uz,與此同時Up從+Ut躍變為-Ut。隨後,Uo又通過R3對電容C反向充電,如圖中虛線箭頭所示。Un隨時間逐漸增長而減低,當t趨於無窮大時,Un趨於-Uz;但是,一旦Un=-Ut,再減小,Uo就從-Uz躍變為+Uz,Up從-Ut躍變為+Ut,電容又開始正相充電。上述過程周而復始,電路產生了自激振盪[4]。
2.3.2方波——三角波轉換電路的工作原理
圖2.2方波—三角波產生電路
工作原理如下:
若a點斷開,整個電路呈開環狀態。運算發大器A1與R1、R2及R3、RP1組成電壓比較器,C1為加速電容,可加速比較器的翻轉。運放的反相端接基準電壓,即U-=0,同相輸入端接輸入電壓Uia,R1稱為平衡電阻。比較器的輸出Uo1的高電平等於正電源電壓+Vcc,低電平等於負電源電壓-Vee(|+Vcc|=|-Vee|), 當比較器的U+=U-=0時,比較器翻轉,輸出Uo1從高電平跳到低電平-Vee,或者從低電平Vee跳到高電平Vcc。設Uo1=+ Vcc,則
(2.1)
將上式整理,得比較器翻轉的下門限單位Uia_為
(2.2)
若Uo1=-Vee,則比較器翻轉的上門限電位Uia+為
(2.3)
比較器的門限寬度:
(2.4)
由以上公式可得比較器的電壓傳輸特性,如圖2.3所示。
a點斷開後,運放A2與R4、RP2、C2及R5組成反相積分器,其輸入信號為方波Uo1,則積分器的輸出Uo2為可見積分器的輸入為方波時,輸出是一個上升速度與下降速度相等的三角波,其波形關系如圖2.4所示。
a點閉合,即比較器與積分器形成閉環電路,則自動產生方波-三角波。三角波的幅度為:
(2.8)
方波-三角波的頻率f為:
(2.9)
由以上兩式(2.8)及(2.9)可以得到以下結論:
(1) 電位器RP2在調整方波-三角波的輸出頻率時,不會影響輸出波形的幅度。若要求輸出頻率的范圍較寬,可用C2改變頻率的范圍,PR2實現頻率微調。
(2) 方波的輸出幅度應等於電源電壓+Vcc。三角波的輸出幅度應不超過電源電壓+Vcc。
電位器RP1可實現幅度微調,但會影響方波-三角波的頻率[3]。
圖2.3比較器的電壓傳輸特性
圖2.4方波與三角波波形關系
2.3.3三角波---正弦波轉換電路的工作原理
如圖2.5三角波——正弦波的變換電路主要由差分放大電路來完成。
差分放大器具有工作點穩定,輸入阻抗高,抗干擾能力較強等優點。特別是作為直流放大器,可以有效的抑制零點漂移,因此可將頻率很低的三角波變換成正弦波。波形變換的原理是利用差分放大器傳輸特性曲線的非線性[1]。
圖2.5 三角波——正弦波的變換電路
分析表明,傳輸特性曲線的表達式為:
(2.10)
(2.11)
式中
——差分放大器的恆定電流;
——溫度的電壓當量,當室溫為25oc時, ≈26mV。
如果Uid為三角波,設表達式為
(2.12)
式中 Um——三角波的幅度;
T——三角波的周期。
為使輸出波形更接近正弦波,由圖2.6可見:
(1)傳輸特性曲線越對稱,線性區越窄越好。
(2)三角波的幅度Um應正好使晶體管接近飽和區或截止區。
(3)圖2.7為實現三角波——正弦波變換的電路。其中RP1調節三角波的幅度,RP2調整電路的對稱性,其並聯電阻RE2用來減小差分放大器的線性區。電容C1,C2,C3為隔直電容,C4為濾波電容,以濾除諧波分量,改善輸出波形[2]。
圖2.6三角波—正弦波變換原理
圖2.7三角波—正弦波變換電路
2.4電路的參數選擇及計算
2.4.1方波-三角波中電容C1變化(關鍵性變化之一)
實物連線中,我們一開始很長時間出不來波形,後來將C2從10uf(理論時可出來波形)換成0.1uf時,順利得出波形。實際上,分析一下便知當C2=10uf時,頻率很低,不容易在實際電路中實現。
2.4.2三角波—正弦波部分的計算
比較器A1與積分器A2的元件計算如下:
由式(2.8)得
即
取 ,則 ,取 ,RP1為47KΩ的點位器。取平衡電阻
由式(2.9)
即
當 時,取 ,則 ,取 ,為100KΩ電位器。當 時 ,取 以實現頻率波段的轉換,R4及RP2的取值不變。取平衡電阻 。
三角波—正弦波變換電路的參數選擇原則是:隔直電容C3、C4、C5要取得較大,因為輸出頻率很低,取 ,濾波電容 視輸出的波形而定,若含高次斜波成分較多, 可取得較小, 一般為幾十皮法至0.1微法。RE2=100歐與RP4=100歐姆相並聯,以減小差分放大器的線性區。差分放大器的靜態工作點可通過觀測傳輸特性曲線,調整RP4及電阻R*確定。
2.5 總電路圖
先通過比較器產生方波,再通過積分器產生三角波,最後通過差分放大器形成正弦波。如圖2.5.1所示,
圖2.5.1三角波-方波-正弦波函數發生器實驗電路
2.6 8038單片集成函數發生器
2.6.1 8038的工作原理
8038由恆流源I1、I2,電壓比較器C1、C2和觸發器①等組成。其內部原理電路框圖和外部引腳排列1. 正弦波線性調節;2. 正弦波輸出;3. 三角波輸出;4. 恆流源調節;5. 恆流源調節;6. 正電源;7. 調頻偏置電壓;8. 調頻控制輸入端;9. 方波輸出(集電極開路輸出); 10. 外接電容;11. 負電源或接地;12.正弦波線性調節;13、14. 空腳
在圖2.8中,電壓比較器C1、C2的門限電壓分別為2VR/3和VR/3( 其中VR=VCC+VEE),電流源I1和I2的大小可通過外接電阻調節,且I2必須大於I1。當觸發器的Q端輸出為低電平時,它控制開關S使電流源I2斷開。而電流源I1則向外接電容C充電,使電容兩端電壓vC隨時間線性上升,當vC上升到vC=2VR/3 時,比較器C1輸出發生跳變,使觸發器輸出Q端由低電平變為高電平,控制開關S使電流源I2接通。由於I2I1 ,因此電容C放電,vC隨時間線性下降。當vC下降到vC≤VR/3 時,比較器C2輸出發生跳變,使觸發器輸出端Q又由高電平變為低電平,I2再次斷開,I1再次向C充電,vC又隨時間線性上升。如此周而復始,產生振盪。若I2=2I1 ,vC上升時間與下降時間相等,就產生三角波輸出到腳3。而觸發器輸出的方波,經緩沖器輸出到腳9。三角波經正弦波變換器變成正弦波後由腳2輸出。當I1I22I1 時,vC的上升時間與下降時間不相等,管腳3輸出鋸齒波。因此,8038能輸出方波、三角波、正弦波和鋸齒波等四種不同的波形。
圖2.8中的觸發器,當R端為高電平、S端為低電平時,Q端輸出低電平;反之,則Q端為高電平。
2.6.2 8038構成函數波形發生器
由圖2.9可見,管腳8為調頻電壓控制輸入端,管腳7輸出調頻偏置電壓,其值(指管腳6與7之間的電壓)是(VCC+VEE/5) ,它可作為管腳8的輸入電壓。此外,該器件的方波輸出端為集電極開路形式,一般需在正電源與9腳之間外接一電阻,其值常選用10k?左右,如圖2.10所示。當電位器Rp1動端在中間位置,並且圖中管腳8與7短接時,管腳9、3和2的輸出分別為方波、三角波和正弦波。電路的振盪頻率f約為0.3/[C(R1+RP1/2)] 。調節RP1、RP2可使正弦波的失真達到較理想的程度。
在圖2.10中,當RP1動端在中間位置,斷開管腳8與7之間的連線,若在+VCC與-VEE之間接一電位器,使其動端與8腳相連,改變正電源+VCC與管腳8之間的控制電壓(即調頻電壓),則振盪頻率隨之變化,因此該電路是一個頻率可調的函數發生器。如果控制電壓按一定規律變化,則可構成掃頻式函數發生器。
③ 【急】寬頻那個貓4個指示燈,怎麼閃動算正常
ADSL貓正常情況下POWER指示燈常亮,Link指示燈常亮,Lan指示燈常亮或閃爍,Data指示燈閃爍或常亮,Act指示燈常亮,Adsl指示燈常亮,不同品牌不同型號的貓指示燈數量有所不同。
ADSL貓指示燈是判斷ADSL故障的重要工具。不同品牌不同型號的貓指示燈數量有所不同。但都具有Link燈、LAN燈和Power燈。
1、Link燈狀態說明
Link燈為貓與局端DSLAM設備連接指示燈,通常Link燈有節律閃動,指示ADSL數據鏈路正在償試同步,此時鏈路尚未連通。正常情況下ADSL 貓上電後有一分鍾的同步過程,同步成功後Link燈常亮,部分品牌型號貓的Link燈兼有數據收發指示燈的作用,會隨數據傳輸閃動。
在上網後,如果出現Link燈有節律閃動,表明ADSL不同步了,這時網路處於中斷狀態,多數情況下是出現了線路故障。如果正常的情況下可以通過卡卡來測試下自己的寬頻上網的網速情況。
在上網後,如果出現Link燈有節律閃動,表明ADSL不同步了,這時網路處於中斷狀態,多數情況下是出現了線路故障。如果正常的情況下可以通過卡卡來測試下自己的寬頻上網的網速情況。
2、LAN燈狀態說明
LAN燈為貓與電腦或區域網設備的連接指示燈,在電腦或區域網設備已上電,並且連接正常情況下為常亮,部分品牌貓的LAN燈兼有貓網口數據收發指示燈的作用,會隨數據傳輸閃動。不同品牌型號的貓對LAN燈的標識方法可能不同。
華為貓貓標識為lan,天邑貓標識為LAN,UT-斯達康標識為PC,D-LINK標識為Ethernet,阿爾卡特標識為一進四齣的符號。電腦或網路設備上電後,此燈會點亮,如果不亮,說明網線沒有插好或網線有折斷。
3、數據傳輸燈狀態說明
TX燈為發送數據指示燈,RX為接收數據指示燈,正常通信時,兩個燈均會隨數據傳輸閃動。不同品牌型號的貓對數據傳輸指示燈的標識方法可能不同,有的會標識為Data,有的會同Link燈或LAN燈復用。阿爾卡特貓無此指示燈。
在上網瀏覽時,如果數據指示燈不閃動並且網路也不通,有可能是Adsl貓死機或故障,可以試試關閉電源開關,在十秒後重新打開。
(3)ut255自動切換網路信號擴展閱讀:
光貓組成:
光數據機由發送、接收、控制、介面及電源等部分組成。數據終端設備以二進制串列信號形式提供發送的數據,經介面轉換為內部邏輯電平送入發送部分,經調制電路調製成線路要求的信號向線路發送。
接收部分接收來自線路的信號,經濾波、反調制、電平轉換後還原成數字信號送入數字終端設備。類似於電通信中對高頻載波的調制與解調,光數據機可以對光信號進行調制與解調。
不管是模擬系統還是數字系統,輸入到光發射機帶有信息的電信號,都通過調制轉換為光信號。光載波經過光纖線路傳輸到接收端,再由接收機通過解調把光信號轉換為電信號。