是高频信号。 在有关“技术落后”与“人民需要”的长久纷争之后,小灵通也由遍地开花向平稳发展阶段过渡,此文正是从技术本身出发,探讨小灵通技术的优势与局限性,以及未来技术走向。 1998年浙江省余杭市电信公司在国内首先开通无线市话业务,到2003年底,全国的小灵通用户数已经超过3500万。从出现到现在,小灵通技术一直是人们争论的热点之一。 小灵通源自何方? 小灵通是个人通信接入系统(Personal Handyphone System,PHS)的俗称,它采用微蜂窝技术,将电话以数字无线方式接入固定电话网,作为固定电话的补充和延伸,充分利用固定电话网资源,因此也被称为无线市话。通过小灵通手机或者固定单元,可以在移动中或者固定地点实现通话和其他数据业务功能。由于其手机机身小巧、资费便宜,因此被称为“小灵通”。 我国的小灵通技术是将PHS技术和程控交换技术相结合而开发的技术,目前广泛使用的小灵通系统有PAS(Personal Access System)系统或者PCS(Personal Communication System)系统以及PHS系统等几种,而并非单纯的PHS系统。 PHS核心技术由日本NTT研制。1994年,日本推出PHS系统实验网,1995年7月,经日本邮电省批准,NTT和DDI率先推出基于PHS技术的移动电话服务,1995至1997是PHS技术在日本发展的主要时期,自1997年12月始,PHS用户不断减少并最终在日本走向衰落。 我国将小灵通定位于固定电话的补充和延伸,由无线连接代替固定电话最后几百米的电缆连接,将原有的固定电话从住宅、办公室内的通信延伸到室外、城市内或者城市之间的通信,并借助于低资费特点,促使小灵通迅速膨胀式发展。 系统组成及其核心技术 小灵通系统的组成 以PAS系统为例,小灵通PAS系统在现有的固定网络上通过V5接口将本地交换机(LS)与个人手持电话系统—无线本地环路(PHS-WLL)相连接,再与空中话务控制器(ATC)结合在一起,从而实现用固定电话网来提供移动业务。 频率分配和多址技术 根据信息产业部《关于PHS和DECT无线接入系统共用1.9GHz频段频率台站管理规定的通知》,规定1900MHz~1920MHz频段用于无线接入系统。 PHS系统的基站和手机之间采用TDD(多载频时分双工模式),基于时分多址TDMA结构。 信道动态分配技术 小灵通系统采用微蜂窝技术,将整个服务区划分为多个微小区。与移动通信系统不同的是,小灵通系统不是采用为每个小区站分配固定的使用频率,而是随着通话过程为小区站自行分配最佳的频段和信道。小灵通系统把微蜂窝技术和信道动态分配技术结合在一起,有助于解决小灵通频率资源短缺的问题,也提高了系统的容量。 小灵通的主要技术特点 小灵通技术本身既存在一定的优势,同时也存在一些局限性,在我国小灵通的发展中,一直存在对小灵通技术方面的争论。 优势 小灵通应用以来,除了资费低以外,一直以其系统和手机发射功率小、终端机身小巧且待机时间长为技术上的宣传卖点。 小灵通基站和终端的发送功率目前主要分为三类,即10mW、20mW的小功率基站,200mW、500mW的大功率基站,以及同样属于大功率基站的卫星定位系统(GPS)基站。 因此,小灵通的基站发送功率均小于500mW,远小于移动通信系统基站的发送功率3000mW。同样,小灵通手机的发射功率仅为10mW,也小于普通移动手机600mW至1000mW的发送功率。 小灵通手机不仅机身轻巧,而且一般都能够达到6至8小时通话、500至800小时待机的长使用时间,远高于普通移动手机。并且,由于采用数字技术和信道动态分配技术,使得小灵通频率利用率非常之高,而相应的系统建设成本则因为设备简单而远低于GSM和CDMA移动通信网络。 劣势 与明显的优势相同,小灵通的技术局限性也一直困扰着小灵通的发展,甚至因为其网络通话质量不佳而影响其市场发展进程。小灵通的主要技术局限性在于: 1. 基站覆盖范围小 在发展初期,大多采用发射功率20mW的小功率基站,基站的低发射功率直接影响了通话质量。虽然后期采用了500mW的大功率基站,扩大了基站的覆盖范围,改善了通话质量,但是仍然无法与GSM和CDMA较大的基站覆盖范围相比。 举例来说,10mW基站的覆盖范围约为150米到300米,500mW基站的覆盖范围约为200米到500米,因此理论上必须每隔200到500米就设立一个小灵通基站,以消除网络盲区。因此,随着小灵通建设铺开,必然带来基站增多问题,这对于人口较多的大城市网络优化而言,将花费更大的代价。 2. 频繁切换影响质量 由于基站覆盖范围小,手机容易出现不同基站间频繁切换现象,严重影响到通话质量。在越区切换时,更易出现切换时间较长和掉话现象。 3. 高频率弱点 小灵通空中传输信号频率高,电波绕射能力差,传播主要靠直射、反射。折射和穿透能力差、损耗大,衍射和绕射能力差。同时,由于发射功率小,信号穿透性较差,会导致室内通话质量没有室外通话质量好的现象。 4. 兼容性问题严重 目前,小灵通网络还没有严格、统一的规范和标准,实际网络运行时各厂商兼容性差,这将严重影响到中国电信和中国网通下一步的统一联网工作。 5. 频段问题 小灵通目前所使用的1900MHz~1920MHz之间的频段,是今后第三代移动通信的频段,这段频段以后将让位于中国的TD-SCDMA,如何解决这一问题,是固定运营商所面临的商业及政策困境。 小灵通去向何处? 随着小灵通的用户增加、应用更为广泛,运营商和设备提供商、终端提供商正在不断改善和发展相关技术,使其具有更多发展空间。 1. 核心网向下一代网络演进 目前,已经出现基于下一代网络技术的小灵通系统。通过采用开放网络结构,即独立网络构建、采用标准协议接口、各构成部分可以独立发展、扩容和升级;统一的网络可以提供多种业务接入;实现多种业务融合,支持话音、数据和视频多媒体的综合应用。这也是小灵通核心网的发展趋势之一。除小灵通市场发展初期铺设的小灵通网络之外,当前新建系统已基本采用此种小灵通核心网络技术。 2. 基站的发展 早期小灵通基站基本采用发射功率为10mW、20mW的小功率基站,后来发展为发射功率为200mW和500mW的大功率基站。 有关PHS基站设置的技术要求中规定,对于用于无线本地环路的PHS基站,发射平均功率不大于500mW,峰值功率不大于4W;用于微蜂窝组网的PHS基站,发射平均功率不大于20mW,峰值功率不大于160mW。此项规定,意在限制小灵通基站发射功率的继续增大,以免影响到GSM及CDMA通信系统。 3. PHS/GSM和PHS/WCDMA双模手机 终端设备厂商已经开始致力于开发PHS/GSM和PHS/WCDMA双模手机,以改变小灵通在网络互通和漫游方面的问题,并使小灵通向3G升级。目前已经有部分厂商公开表示,如有需要,可以直接向市场供货。例如三洋小灵通PHS/GSM双模手机G1000已在中国台湾省上市, UT斯达康在2003年向市场展示了其PHS/GSM双模手机,广州金鹏集团也正在进行PHS/GSM双模手机的开发。双模、多模手机是未来通信终端的发展趋势之一,同时也面临技术上的挑战与机遇。但需要指出的是,在PHS/GSM的技术研发上,到目前仍存在有待完善的技术问题。 4. 增值业务平台开发 随着小灵通市场扩大,除话音业务,小灵通系统中也正在开发增值业务平台,以在其上实现各种增值业务,主要包括小灵通短信业务、拇指信息业务、上网及定位等。 仍有重大阻力在前 虽然小灵通技术在不断发展和改进,但是由于其技术本身的局限性,在用户密集的大城市很难实现良好覆盖,必然影响通话质量。尽管小灵通不断通过增大基站容量、扩充新业务、增加漫游功能来改进其网络的性能和功能,但是小灵通从技术上而言,是一种适于一定市场区域和移动时间段发展的过渡性技术,无法与蜂窝移动通信的先进技术相比,不具备长远技术生命力。 目前,一些厂商通过将小灵通的核心网络向下一代网络演进,以及PHS/GSM和PHS/WCDMA的双模手机,期望小灵通向3G升级。但即便小灵通升级到3G,由于成本高、受限于少数厂商,并且在现有运营商获得移动牌照后,会与运营商新开展的移动业务发生冲突,从而必然导致小灵通业务处于从属地位,而无法成为主力业务,因此,小灵通的发展规模仍将受到很大限制。
② 求个函数信号发生器设计电路图。要标有详细的原件参数,最近在做这个课程设计,我的图总也出不了仿真。谢
函数波形发生器设计 函数信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波(含方波)、正弦波的电路。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。通过对函数波形发生器的原理以及构成分析,可设计一个能变换出三角波、正弦波、方波的函数波形发生器。
本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法,先通过比较器产生方波,再通过积分器产生三角波,最后通过差分放大器形成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
经过仿真得出了方波、三角波、正弦波、方波——三角波转换及三角波——正弦波转换的波形图。
关键字:函数信号发生器、集成运算放大器、晶体管差分放
设计目的、意义
1 设计目的
(1)掌握方波—三角波——正弦波函数发生器的原理及设计方法。
(2)掌握迟滞型比较器的特性参数的计算。
(3)了解单片集成函数发生器8038的工作原理及应用。
(4)能够使用电路仿真软件进行电路调试。
2 设计意义
函数发生器作为一种常用的信号源,是现代测试领域内应用最为广泛的通用仪器之一。
在研制、生产、测试和维修各种电子元件、部件以及整机设备时,都学要有信号源,由它产生不同频率不同波形的电压、电流信号并加到被测器件或设备上,用其他仪器观察、测量被测仪器的输出响应,以分析确定它们的性能参数。信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。它可以产生多种波形信号,如正弦波,三角波,方波等,因而广泛用于通信、雷达、导航、宇航等领域。
设计内容
1 课程设计的内容与要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):
1.1课程设计的内容
(1)该发生器能自动产生正弦波、三角波、方波。
(2)函数发生器以集成运放和晶体管为核心进行设计
(3)指标:
输出波形:正弦波、三角波、方波
频率范围:1Hz~10Hz,10Hz~100Hz
输出电压:方波VP-P≤24V,三角波VP-P=8V,正弦波VP-P>1V;
(4)对单片集成函数发生器8038应用接线进行设计。
1.2课程设计的要求
(1)提出具体方案
(2)给出所设计电路的原理图。
(3)进行电路仿真,PCB设计。
2 函数波形发生器原理
2.2函数波形发生器的总方案
函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同,有产生三种或多种波形的函数发生器,使用的器件可以是分立器件 (如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管),也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术,本课题采用由集成运算放大器与晶体管差分放大器共同组成的方波—三角波—正弦波函数发生器的设计方法。
产生正弦波、方波、三角波的方案有多种,如首先产生正弦波,然后通过整形电路将正弦波变换成方波,再由积分电路将方波变成三角波;也可以首先产生三角波—方波,再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波等等。本课题采用先产生方波—三角波,再将三角波变换成正弦波的电路设计方法[3]。
由比较器和积分器组成方波—三角波产生电路,比较器输出的方波经积分器得到三角波,三角波到正弦波的变换电路主要由差分放大器来完成。差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器时,可以有效地抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性。
2.3函数波形发生器各组成部分的工作原理
2.3.1方波发生电路的工作原理
此电路由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节,又作为反馈网络,通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。设某一时刻输出电压Uo=+Uz,则同相输入端电位Up=+Ut。Uo通过R3对电容C正向充电,如图2.3中实线箭头所示。反相输入端电位n随时间t的增长而逐渐增高,当t趋于无穷时,Un趋于+Uz;但是,一旦Un=+Ut,再稍增大,Uo从+Uz跃变为-Uz,与此同时Up从+Ut跃变为-Ut。随后,Uo又通过R3对电容C反向充电,如图中虚线箭头所示。Un随时间逐渐增长而减低,当t趋于无穷大时,Un趋于-Uz;但是,一旦Un=-Ut,再减小,Uo就从-Uz跃变为+Uz,Up从-Ut跃变为+Ut,电容又开始正相充电。上述过程周而复始,电路产生了自激振荡[4]。
2.3.2方波——三角波转换电路的工作原理
图2.2方波—三角波产生电路
工作原理如下:
若a点断开,整个电路呈开环状态。运算发大器A1与R1、R2及R3、RP1组成电压比较器,C1为加速电容,可加速比较器的翻转。运放的反相端接基准电压,即U-=0,同相输入端接输入电压Uia,R1称为平衡电阻。比较器的输出Uo1的高电平等于正电源电压+Vcc,低电平等于负电源电压-Vee(|+Vcc|=|-Vee|), 当比较器的U+=U-=0时,比较器翻转,输出Uo1从高电平跳到低电平-Vee,或者从低电平Vee跳到高电平Vcc。设Uo1=+ Vcc,则
(2.1)
将上式整理,得比较器翻转的下门限单位Uia_为
(2.2)
若Uo1=-Vee,则比较器翻转的上门限电位Uia+为
(2.3)
比较器的门限宽度:
(2.4)
由以上公式可得比较器的电压传输特性,如图2.3所示。
a点断开后,运放A2与R4、RP2、C2及R5组成反相积分器,其输入信号为方波Uo1,则积分器的输出Uo2为可见积分器的输入为方波时,输出是一个上升速度与下降速度相等的三角波,其波形关系如图2.4所示。
a点闭合,即比较器与积分器形成闭环电路,则自动产生方波-三角波。三角波的幅度为:
(2.8)
方波-三角波的频率f为:
(2.9)
由以上两式(2.8)及(2.9)可以得到以下结论:
(1) 电位器RP2在调整方波-三角波的输出频率时,不会影响输出波形的幅度。若要求输出频率的范围较宽,可用C2改变频率的范围,PR2实现频率微调。
(2) 方波的输出幅度应等于电源电压+Vcc。三角波的输出幅度应不超过电源电压+Vcc。
电位器RP1可实现幅度微调,但会影响方波-三角波的频率[3]。
图2.3比较器的电压传输特性
图2.4方波与三角波波形关系
2.3.3三角波---正弦波转换电路的工作原理
如图2.5三角波——正弦波的变换电路主要由差分放大电路来完成。
差分放大器具有工作点稳定,输入阻抗高,抗干扰能力较强等优点。特别是作为直流放大器,可以有效的抑制零点漂移,因此可将频率很低的三角波变换成正弦波。波形变换的原理是利用差分放大器传输特性曲线的非线性[1]。
图2.5 三角波——正弦波的变换电路
分析表明,传输特性曲线的表达式为:
(2.10)
(2.11)
式中
——差分放大器的恒定电流;
——温度的电压当量,当室温为25oc时, ≈26mV。
如果Uid为三角波,设表达式为
(2.12)
式中 Um——三角波的幅度;
T——三角波的周期。
为使输出波形更接近正弦波,由图2.6可见:
(1)传输特性曲线越对称,线性区越窄越好。
(2)三角波的幅度Um应正好使晶体管接近饱和区或截止区。
(3)图2.7为实现三角波——正弦波变换的电路。其中RP1调节三角波的幅度,RP2调整电路的对称性,其并联电阻RE2用来减小差分放大器的线性区。电容C1,C2,C3为隔直电容,C4为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形[2]。
图2.6三角波—正弦波变换原理
图2.7三角波—正弦波变换电路
2.4电路的参数选择及计算
2.4.1方波-三角波中电容C1变化(关键性变化之一)
实物连线中,我们一开始很长时间出不来波形,后来将C2从10uf(理论时可出来波形)换成0.1uf时,顺利得出波形。实际上,分析一下便知当C2=10uf时,频率很低,不容易在实际电路中实现。
2.4.2三角波—正弦波部分的计算
比较器A1与积分器A2的元件计算如下:
由式(2.8)得
即
取 ,则 ,取 ,RP1为47KΩ的点位器。取平衡电阻
由式(2.9)
即
当 时,取 ,则 ,取 ,为100KΩ电位器。当 时 ,取 以实现频率波段的转换,R4及RP2的取值不变。取平衡电阻 。
三角波—正弦波变换电路的参数选择原则是:隔直电容C3、C4、C5要取得较大,因为输出频率很低,取 ,滤波电容 视输出的波形而定,若含高次斜波成分较多, 可取得较小, 一般为几十皮法至0.1微法。RE2=100欧与RP4=100欧姆相并联,以减小差分放大器的线性区。差分放大器的静态工作点可通过观测传输特性曲线,调整RP4及电阻R*确定。
2.5 总电路图
先通过比较器产生方波,再通过积分器产生三角波,最后通过差分放大器形成正弦波。如图2.5.1所示,
图2.5.1三角波-方波-正弦波函数发生器实验电路
2.6 8038单片集成函数发生器
2.6.1 8038的工作原理
8038由恒流源I1、I2,电压比较器C1、C2和触发器①等组成。其内部原理电路框图和外部引脚排列1. 正弦波线性调节;2. 正弦波输出;3. 三角波输出;4. 恒流源调节;5. 恒流源调节;6. 正电源;7. 调频偏置电压;8. 调频控制输入端;9. 方波输出(集电极开路输出); 10. 外接电容;11. 负电源或接地;12.正弦波线性调节;13、14. 空脚
在图2.8中,电压比较器C1、C2的门限电压分别为2VR/3和VR/3( 其中VR=VCC+VEE),电流源I1和I2的大小可通过外接电阻调节,且I2必须大于I1。当触发器的Q端输出为低电平时,它控制开关S使电流源I2断开。而电流源I1则向外接电容C充电,使电容两端电压vC随时间线性上升,当vC上升到vC=2VR/3 时,比较器C1输出发生跳变,使触发器输出Q端由低电平变为高电平,控制开关S使电流源I2接通。由于I2I1 ,因此电容C放电,vC随时间线性下降。当vC下降到vC≤VR/3 时,比较器C2输出发生跳变,使触发器输出端Q又由高电平变为低电平,I2再次断开,I1再次向C充电,vC又随时间线性上升。如此周而复始,产生振荡。若I2=2I1 ,vC上升时间与下降时间相等,就产生三角波输出到脚3。而触发器输出的方波,经缓冲器输出到脚9。三角波经正弦波变换器变成正弦波后由脚2输出。当I1I22I1 时,vC的上升时间与下降时间不相等,管脚3输出锯齿波。因此,8038能输出方波、三角波、正弦波和锯齿波等四种不同的波形。
图2.8中的触发器,当R端为高电平、S端为低电平时,Q端输出低电平;反之,则Q端为高电平。
2.6.2 8038构成函数波形发生器
由图2.9可见,管脚8为调频电压控制输入端,管脚7输出调频偏置电压,其值(指管脚6与7之间的电压)是(VCC+VEE/5) ,它可作为管脚8的输入电压。此外,该器件的方波输出端为集电极开路形式,一般需在正电源与9脚之间外接一电阻,其值常选用10k?左右,如图2.10所示。当电位器Rp1动端在中间位置,并且图中管脚8与7短接时,管脚9、3和2的输出分别为方波、三角波和正弦波。电路的振荡频率f约为0.3/[C(R1+RP1/2)] 。调节RP1、RP2可使正弦波的失真达到较理想的程度。
在图2.10中,当RP1动端在中间位置,断开管脚8与7之间的连线,若在+VCC与-VEE之间接一电位器,使其动端与8脚相连,改变正电源+VCC与管脚8之间的控制电压(即调频电压),则振荡频率随之变化,因此该电路是一个频率可调的函数发生器。如果控制电压按一定规律变化,则可构成扫频式函数发生器。
③ 【急】宽带那个猫4个指示灯,怎么闪动算正常
ADSL猫正常情况下POWER指示灯常亮,Link指示灯常亮,Lan指示灯常亮或闪烁,Data指示灯闪烁或常亮,Act指示灯常亮,Adsl指示灯常亮,不同品牌不同型号的猫指示灯数量有所不同。
ADSL猫指示灯是判断ADSL故障的重要工具。不同品牌不同型号的猫指示灯数量有所不同。但都具有Link灯、LAN灯和Power灯。
1、Link灯状态说明
Link灯为猫与局端DSLAM设备连接指示灯,通常Link灯有节律闪动,指示ADSL数据链路正在偿试同步,此时链路尚未连通。正常情况下ADSL 猫上电后有一分钟的同步过程,同步成功后Link灯常亮,部分品牌型号猫的Link灯兼有数据收发指示灯的作用,会随数据传输闪动。
在上网后,如果出现Link灯有节律闪动,表明ADSL不同步了,这时网络处于中断状态,多数情况下是出现了线路故障。如果正常的情况下可以通过卡卡来测试下自己的宽带上网的网速情况。
在上网后,如果出现Link灯有节律闪动,表明ADSL不同步了,这时网络处于中断状态,多数情况下是出现了线路故障。如果正常的情况下可以通过卡卡来测试下自己的宽带上网的网速情况。
2、LAN灯状态说明
LAN灯为猫与电脑或局域网设备的连接指示灯,在电脑或局域网设备已上电,并且连接正常情况下为常亮,部分品牌猫的LAN灯兼有猫网口数据收发指示灯的作用,会随数据传输闪动。不同品牌型号的猫对LAN灯的标识方法可能不同。
华为猫猫标识为lan,天邑猫标识为LAN,UT-斯达康标识为PC,D-LINK标识为Ethernet,阿尔卡特标识为一进四出的符号。电脑或网络设备上电后,此灯会点亮,如果不亮,说明网线没有插好或网线有折断。
3、数据传输灯状态说明
TX灯为发送数据指示灯,RX为接收数据指示灯,正常通信时,两个灯均会随数据传输闪动。不同品牌型号的猫对数据传输指示灯的标识方法可能不同,有的会标识为Data,有的会同Link灯或LAN灯复用。阿尔卡特猫无此指示灯。
在上网浏览时,如果数据指示灯不闪动并且网络也不通,有可能是Adsl猫死机或故障,可以试试关闭电源开关,在十秒后重新打开。
(3)ut255自动切换网络信号扩展阅读:
光猫组成:
光调制解调器由发送、接收、控制、接口及电源等部分组成。数据终端设备以二进制串行信号形式提供发送的数据,经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分,经调制电路调制成线路要求的信号向线路发送。
接收部分接收来自线路的信号,经滤波、反调制、电平转换后还原成数字信号送入数字终端设备。类似于电通信中对高频载波的调制与解调,光调制解调器可以对光信号进行调制与解调。
不管是模拟系统还是数字系统,输入到光发射机带有信息的电信号,都通过调制转换为光信号。光载波经过光纤线路传输到接收端,再由接收机通过解调把光信号转换为电信号。