抗干擾技術論文模板(10篇)

導言：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，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

跳頻抗干擾技術，是主要應用于超短波通信裝備的一種較成熟的抗干擾技術。該技術抗干擾能力很強，廣泛應用于民用無線通信系統。無線電發信頻率技術是跳頻抗干擾的核心技術，它是能按照特定規律、速度來回進行跳變的頻率。與傳統的無線電發信頻率技術相比，該技術可以使載波頻率不斷跳變而達到頻譜擴展的目的，就一般情況而言，無線通信載波頻率的跳速高低能夠直接反應出該系統的性能好壞。具體來講，載波頻率跳速越高，該通信系統的抗干擾性能也就越好；相反，載波頻率跳速越低，該通信系統的抗干擾性能則會越差。除此之外，增加跳頻的帶寬也能提高無線通信抗干擾性能，帶寬增大，抗干擾性能變好，帶寬減小，抗干擾性能則變差。

1.2擴頻抗干擾

擴頻抗干擾技術，它主要是通過有效調整信號功率，從而對合成噪聲進行一種編碼、解碼操作，正是把無線通信設備釋放、接收的信號像這樣隱藏在波狀形的噪聲中，就能有效地避免來自外界的電磁干擾。當前，最典型的擴頻抗干擾手段是直接序列擴頻法，它通過擴展無線信號的頻帶，降低其功率譜密度也就是說降低單位頻帶內的功率，這樣就能讓無線通訊信號在噪聲中淹沒隱藏。無線通信信號通過利用直接序列擴頻法來避免干擾，不僅有很好的隱蔽性，還能實現多徑抗干擾的目標。CDMA技術是我國3G（第三代移動通信系統）的關鍵技術之一，它也是主要使用直接序列擴頻法。但是，CDMA用戶所使用的擴頻碼一般不可以做到嚴格正交即無法準確同步，所以，CDMA技術隨機接入多個用戶時，它所使用的直接序列擴頻法會時常受到多址干擾的影響。因此，這一缺陷會導致CDMA技術的通信質量以及系統容量受到很大程度上的影響，即其抗干擾性能會有所不足。

1.3多入多出或智能傳輸抗干擾

當前，無線通信領域中，應用度比較高的抗干擾手段還有多入多出抗干擾技術。該技術經過多根發射天線發送信號，同時使用多根接收天線接收無線信號。采用這種信息傳輸技術時，待傳輸的信息根據數學表達模型分解成了若干信息通道中的分量形式，所以當其中的一個通道中的信號分量受到干擾因素的影響而有所損耗時，我么可以通過其他分量通道進行逆變換從而得到未損耗的信號，從這里我們可以看出這種技術的特性就是，相對于單一載波信號傳輸，分通道傳輸能夠有效抵抗信息傳輸過程的干擾，提高系統安全性。同時，還有經常使用的空時編碼技術也能夠通過相應技術處理提高信息傳輸的抗干擾性能，使信息傳輸更加安全可靠。此外，多入多出技術相對于一般的信息傳輸技術能夠顯著的提高總的通信系統容量，有效改善傳輸系統的通信性能。

2未來無線通信發展抗干擾技術的趨勢

2.1自適應抗干擾

現階段，隨著對無線電通信理論研究的不斷深入、調制技術和編碼技術在無線通信領域中的迅速發展、計算機技術和數字信號處理技術的大量實踐應用，調頻技術已經突破傳統的技術模式，向著自適應的方向快速發展。在學科定義上，調頻技術是指隨著通信系統中通信環境的不斷變化，信號傳輸能力隨之進行自動跳頻、主動逃避受干擾頻點等來適應環境變化，提高信息傳輸能力。自適應抗干擾的技術分類有很多，比如：頻率自適應、功率自適應、速率自適應等。但是無論技術方法怎么變化，我們的目的只有一個：通過不斷的進行信號選頻和信號換頻來保證無線電通信系統的信號通道在通信條件不斷變化的情況下仍然處于良好的性能狀態。

2.2超窄帶抗干擾

超窄帶技術是相對于超寬帶技術而言的，超寬帶技術的理論和方法已經非常的成熟，這種技術通過將待傳輸信號的能量在比較大的傳輸寬帶上進行分散操作，避免不利的通信條件對通信系統造成影響。相對而言，超窄帶技術就是將傳輸信號限制在帶寬比較窄的傳輸通道中進行信號能量的相對集中，對于頻帶之外的信號能量傳輸時將其忽略，同樣這種技術也可以提高通信系統的穩定性。

2.3組合集成抗干擾

在對多種傳統的通信技術及其抗干擾技術的應用研究的基礎上，我們可以將這些技術進行合理的集成，從而揚長避短，發揮各項技術的優勢，例如：如跳頻/擴頻混合技術及時基于這樣的設計理念。但是理論上講，混合技術的集成過程比單一技術的研究使用要困難的多，這種困難不僅體現在理論上也體現在實現上，但是這種技術集成模式能夠有效的提高信號傳輸的穩定性和安全性。比如上面所講的跳頻/擴頻混合技術，這種方式在集成時不是簡單地將處理增益相疊加，而是采用混合技術得到相對于單一技術模式下更大的處理增益，它是通過將頻帶拓寬和增加跳頻效果實現的。智能天線在無線電通信中的定向接收方面和抗干擾方面都有著很好的技術指標，所以在智能天線系統中加入方向跟蹤技術、分通道接收技術等可以有效的阻止干擾信號在通信接收端的被動接收，從而將接收信號和接收的干擾信號的干擾比大幅度提高，除此之外還可以在信號的發射端使用多天線技術，也可以有效提高傳輸信號在無線空間中的穩定性能和抗干擾能力。

篇2

1.引言

碼分多址（code division multiple acce-ss，CDMA）系統作為一個自干擾系統，它存在的多址干擾（Multiple Access Inter-ference，MAI）是限制CDMA系統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、擴頻碼設計和智能天線技術[1]。其中多用戶檢測和智能天線技術在對抗MAI方面效果較突出[2]。然而現有的多用戶檢測只在消除小區內干擾方面取得了較好的效果，而小區間的干擾問題沒有解決，智能天線技術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的聯合抗干擾技術。

2.聯合抗干擾模型

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，不僅能在水平面內全向掃描，也能產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，還能通過自動調整各個陣元的加權因子，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為各天線單元加權值。

陣列天線實質上是一個空域濾波器，但對小區內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內干擾的多用戶檢測技術。

為了與圓陣天線合理匹配，減小系統復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送端傳輸比特bk之間的均方誤差最小，現定義第k個用戶的線性變換函數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。聯合抗干擾模型分為圓環陣列天線與MMSE檢測兩個部分。首先，在不考慮系統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置，設載波波長為，陣元間距d為載波波長的二分之一，即。圓環陣列天線的陣元數設為8，方位角為（-90o，90o），仰角為（0o，90o）。兩種設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。結果如圖1所示。

由圖1可知，只有MMSE檢測的CDMA系統，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，誤碼率性能已經大大下降，達到一個數量級以上。

圖1 聯合抗干擾引入前后CDMA系統誤碼率

和信噪比關系圖

4.結論

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

參考文獻

[1]Guerci J.R.，Driscoll T.，Hannigan R.，etc..Next Generation Affordable Smart Antennas[J].Microwave Journal，2014，57（1）：24-40.

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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計中的接地技術直接關系到了電器的使用壽命以及安全程度。在我國當前，各種各樣的電子產品相繼誕生，電子產品的應用也日益的廣泛，可以說電子產品已經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的可靠性，還能夠對人體的健康產生很大的負面作用。例如一些電子產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，還有一些醫用設備，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備的正常工作，嚴重的甚至使這些設備無法工作。為此，我們必須重視電子電路抗干擾能力的設計，可以說電子電路的抗干擾能力已經成了當前電子電路設計的一個非常重要的一方面，這是因為如此接地技術才顯得如此重要，可以說接地技術的高低已經直接影響到了電子電路的抗干能力了。

二．接地技術的種類和目的

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計中接地技術的科學合理性。我們知道安全保護接地是接地技術中比較常見的一種，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。再者一些電器設備在運行的過程中會產生積累靜電，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備是有很大的影響的，為了避免電器設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．接地技術中的接地方式

電子電路設計中接地方式是比較多的，其接地方式不同那么它產生的效果也會不同，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中的中性線，是電路環路的重要組成部分，在零線直接接地的一相四線制電網中，設計中一定要注意將電子電器設備征程運行時小帶電的金屬外殼于電剛的零線連接起來，這樣一旦當電器設備中的某一項發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都采用保護性的接地方式，采用這種方式則電器設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．電子電路設計中系統接地

通過接地技術的研究我們知道電子電路儀器中的電子儀器設備控制系統中遇到經常需要解決的就是系統接地問題，這也是設計中的一大難點。系統接地線是各種電路中的靜態，動態電流的通道，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節，所以電子電路設備中的切抗干擾技術，都和接地有很直接的關系。設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備的正常，穩定和可靠性工作。

五．電子電路設計中系統接地的原則

根據不同的干擾源要設計不同的接地技術和工藝，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達到消除多種干擾的綜臺目的。一般來說．電子電路設計如何和大地接觸，與系統的工作穩定性能有著極為密切的關系，設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。是將電路設備與公共地可能引起環流的公共導線隔離開來，從而抑制來自接地線的干擾。這種接地方式的缺點是設備不與大地直接相連．容易出現靜電積累現象，這樣積累起來的電荷達到·定程度后，在設備和大地之間會產生具有強人放電電流的靜電擊穿現象。

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路，一點接地的主要功能就是消除接地環路的形成。

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．結束語

當前我國的經濟快速發展帶動了我國電子行業的迅速發展，各種電子產品相繼誕生，并且應用日益廣泛。在當前，我們已經進入了信息時代，各種各樣的電子產品已經成為了人們生活的一部分，和人們的生活緊密相連，所以電子產品已經成為了當今不可或缺的一部分。但是我們知道，電子產品都存在電磁干擾，這不僅僅嚴重影響了電子系統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。所以，正是因為這個原因在進行電子電路設計時，我們要充分考慮其接地技術，這樣可以有效的抗干擾能力。提高電子設備的抗干擾能力不僅僅可以提高經濟利益還可以提高社會效益。可以說科學的接地技術已經成為了電子電路設計的一個重要的方面，是在電子電力設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：

[1]呂俊霞Lv Junxia 電子電路的抗干擾方法與技術[期刊論文] 《印制電路信息》 -2006年8期

[2]李曉海 電子電路的抗干擾技術探析 [期刊論文] 《城市建設理論研究（電子版）》 -2012年9期

[3]蔣偉麗Jiang Weili 淺談電子抗干擾技術 期淺談電子電路的抗干擾技術 [期刊論文] 《麗水學院學報》 -2007年2期

[4]郭寶山周勤榮 淺談電子電路的抗干擾設計 [期刊論文] 《山西電子技術》 -2011年5期

[5]淺析電子電路的抗干擾措施 [期刊論文] 《南北橋》 -2008年7期高玉榮管志剛

篇4

 

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

1.機電一體化系統的干擾源

從干擾竄入系統的渠道來看，系統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

大功率設備會造成電網的嚴重污染，使得電網電壓大幅度地漲落、浪涌，大功率開關的通斷，電動機的啟停等原因，電網上常常出現很高的尖峰脈沖干擾。論文參考網。據統計，電源的投入、瞬時短路、欠壓、過壓、電網竄入的噪聲引起CPU誤動作及數據丟失占各種干擾的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。當系統中有電氣設備漏電，接地系統不完善，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，產生的共模或差模電壓都會影響系統，使系統無法工作。

1.3場干擾

系統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、通訊發射臺的電磁波；周圍中頻設備發出的電磁輻射等。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，使其中的電平發生變化或產生脈沖干擾信號。

2.抗供電干擾的措施

2.1配電系統的抗干擾

可采用分立式供電方案，就是將組成系統各模塊分別用獨立的變壓、整流、濾波、穩壓電路構成的直流電源供電，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，交流電的引入線應采用粗導線，直流輸出線應采用雙絞線，扭絞的螺距要小，并盡可能縮短配線長度。

2.2利用電源監視電路

在配電系統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掉電，特別是后者屬于惡性干擾，可能產生嚴重的事故。

因此應采取進一步的保護性措施，即使用電源監視電路。電源監視電路需具有監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公共線時所產生的噪聲電壓互相竄擾，而且有效地解決了長線驅動和阻抗匹配問題。

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。由于雙絞線構成的各個環路，改變了線間電磁感應的方向，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，若收發兩端的阻抗不匹配，則會產生信號反射，使信號失真，其危害程度與傳輸的頻率及傳輸線長度有關。

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盡量避免平行走向。

4.軟件抗干擾技術

各種形式的干擾最終會反映在系統的微機模塊中，導致數據采集誤差、控制狀態失靈、存儲數據竄改以及程序運行失常等后果，雖然在系統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正常工作。因為軟件抗干擾是屬于微機系統的自身防御行為，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，或易損壞的單元設置有監測狀態可查詢。

2）系統的程序及固化常數不會因干擾的侵入而變化。

3）RAM區中的重要數據在干擾侵入后可重新建立，并且系統重新運行時不會出現不允許的數據。論文參考網。

抑制數據采樣的干擾可采用：數字濾波，寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等辦法，也可采用重復檢查法，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）設置WATCHDOG功能，由硬件配合，監視軟件的運行情況，遇到故障進行相應的處理。

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

參考文獻

[6]孫永秀. 用納氏試劑測定氨氮影響因素及解決辦法[J]. 山西建筑, 2010, (03) :197-198

[7]宋臻. 從沮喪到快樂——白領如何擺脫心理抑郁[J]. 職業, 2010, (04) :16-17

[8]蔣珍琦. 淺談電廠PLC控制系統設計的要點[J]. 中國高新技術企業, 2010, (06) :107-108

[9]劉亞龍. 專科高職類理工科女生就業問題的分析及解決辦法[J]. 甘肅科技, 2010, (01) :190-191

篇5

論文摘要：擴頻通信是現代通信系統中新的通信方式，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、及其發展應用。

一、擴頻通信的工作原理

在發端輸人的信息先調制形成數字信號，然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調制到射頻發送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產生的與發端相同的擴頻碼序列去相關解擴，再經信息解調，恢復成原始信息輸出。可見，一般的擴頻通信系統都要進行3次調制和相應的解調。一次調制為信息調制，二次調制為擴頻調制，三次調制為射頻調制，以及相應的信息解調、解擴和射頻解調。與一般通信系統比較，多了擴頻調制和解擴部分。擴頻通信應具備如下特征：(1)數字傳輸方式；(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的函數(擴頻函數)對被傳信息的信元重新進行調制實現的；(4)接收端用相同的擴頻函數進行相關解調(解擴)，求解出被傳信息的數據。用擴頻函數(也稱偽隨機碼)調制和對信號相關處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。

二、擴頻通信技術的特點

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

1．抗干擾性強

擴頻信號的不可預測性，使擴頻系統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，偵察接收機很難監測到，因此擴頻通信系統截獲概率很低。

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。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加，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象，使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內，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就更難了．所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統具有高保密性。

5.易于實現碼分多址

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

三、擴頻技術的發展與應用

在過去由于技術的限制，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，偽碼技術已經出現，但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規模集成電路的發展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，擴頻通信獲得極其迅速的發展．通信的發展史又到了一個轉折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統的角度看擴頻通信．最佳通信系統一最佳發射機+最佳接收機．幾十年來，最佳接收理論已經很成熟，但最佳發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制制度，構成了最佳發射機．因此，有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識，人們就不難預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通信的年代．擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信，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路，發揮越來越大的作用．接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統，逐步發展、演變和升級而形成的．現代電信網絡分為3部分：傳輸網、交換網和接入網．由于接入網發展較晚，往往成為電信發展的“瓶頸”，各國都很重視接入網的發展，因此各類接人技術和系統應運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段．在無線接人系統中，擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說，有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢，在接入網中起著不可替代的作用．

篇6

引言

鋼軌內應力測試系統以單片機為控制核心，應用縱橫彎曲理論建立無縫線路軌道力學模型，根據鋼軌內應力計算公式，以電測應力法進行比較分析[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A/D轉換后計算，快速、準確得出被測線路的內應力，并可將測量數據進行存儲，操作人員可通過液晶顯示屏測試和查詢。

作為電子類產品，提高測試系統的抗電磁干擾能力及屏蔽性能是研發、生產、使用過程中不可缺少的環節。

1.鋼軌內應力測試系統的組成

本系統硬件部分由單片機控制器、A/D轉換模塊、傳感器和自加載施力機構等組成。系統選用W77E532單片機為控制核心;壓力、位移、溫度和濕度為測量鋼軌內應力的必要參數;自加載施力機構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內數據轉存至U盤，可通過U盤將數據轉存至上位機管理軟件，也可直接通過數據線將測試儀主機的數據轉存至上位機。

2.鋼軌內應力測試系統的抗電磁干擾方法

2.1 線路板抗電磁干擾設計

以W77E532為處理核心的控制系統具有靈敏度高、處理速度快等特點，正因如此，也更容易影響測試系統的抗電磁干擾能力，測試過程中使系統的性能指標偏離設計要求，導致測量結果誤差大[2]，因此抗干擾技術己成為設計單片機控制系統時必須考慮的環節。本系統控制電路的抗電磁干擾部分除了采用常規方法，如數字地和模擬地單點相連、縮短旁路電容地線長度、相互關聯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焊腳內側在線路板上開槽。

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，數字量5V由鋰電池經2940穩壓后提供，模擬量5V由DC-DC5V提供。

（2）低壓差穩壓器LM2940及其濾波器件遠離單片機放置;

（3）數字量部分沿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電金屬薄層[3]，可以提高電子設備的抗干擾能力。

2.2 供電部分的抗電磁干擾設計

鋼軌內應力測試系統由8V鋰電池供電，經兩個低壓差三端穩壓器LM2940后，固定輸出5V，LM2940內部含靜態電流降低電路、電流限制、過熱保護、電池反接和反插入保護電路，再經容阻濾波，給數字量電路供電。

模擬量電路電源經LM2940降壓后，由DC-DC5V提供。

2.3 傳感器部分抗電磁干擾設計

本系統共有1路數字量和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，其輸出為數字信號，是不隨時間連續變化的量，數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回路）使得電磁干擾對電流信號的傳輸不會產生大的影響，可獲得較好的抗干擾性能。

另外，本系統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 外殼抗電磁干擾設計

為了使外殼在操作者和內部電路間建立隔離、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內部。即便如此，我們在做抗電磁干擾試驗時，發現還是存在干擾現象，液晶屏出現亂碼，經過分析，我們認為此現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）盡量縮短主機箱內部導線長度，并在每根導線上增加磁環;

（2）將主機箱內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）主機箱內部在充電孔、航空插座孔、電源開關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設備免受壞境的侵蝕。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，防止對內部電路直接放電。

2.5 軟件抗電磁干擾設計

若單靠硬件措施消除干擾會增加系統的硬件成本，使系統復雜化，而且并非所有因干擾而產生的故障都可通過硬件抗干擾措施得到完全解決;軟件抗干擾技術不僅可使系統結構簡化，成本降低，設計也很靈活方便[3]。

本系統的控制軟件由KeilC編制，軟件組成主要包括A/D轉換、鍵盤響應、液晶顯示、數據存儲讀取及分析計算等部分。本系統采用數字濾波、設立軟件陷阱、看門狗（Watchdog）和軟件冗余等技術，提高系統的抗干擾能力。

3.結束語

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

參考文獻

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

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二、單片機開發中的幾個基本技巧

在單片機應用開發中，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。現歸納出單片機開發中應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，應該先考慮系統運行中應考慮的超范圍管理參數如下。物理參數：這些參數主要是系統的輸入參數，它包括激勵參數、采集處理中的運行參數和處理結束的結果參數。資源參數：這些參數主要是系統中的電路、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。應用參數：這些應用參數常表現為一些單片機、功能單元的應用條件。過程參數：指系統運行中的有序變化的參數。

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計是單片機開發與應用的必然趨勢。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語言編譯以后對應的匯編語言的語句行數，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，優秀的嵌入式系統C編譯器代碼長度和執行時間僅比以匯編語言編寫的同樣功能程度長5-20％。對于復雜而開發時間緊的項目時，可以采用C語言，但前提是要求你對該MCU系統的C語言和C編譯器非常熟悉，特別要注意該C編譯系統所能支持的數據類型和算法。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，那么調試起來問題就會很多，反而導致執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。在提高硬件系統抗干擾能力的同時，軟件抗干擾以其設計靈活、節省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。單片機干擾最常見的現象就是復位；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位狀態；所以單片機軟件抗干擾最重要的是處理好復位狀態。一般單片機都會有一些標志寄存器，可以用來判斷復位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些標志。在每次程序復位時，通過判斷這些標志，可以判斷出不同的復位原因；還可以根據不同的標志直接跳到相應的程序。這樣可以使程序運行有連續性，用戶在使用時也不會察覺到程序被重新復位過。

4、如何測試單片機系統的可靠性。當一個單片機系統設計完成，對于不同的單片機系統產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展和應用的一個重要方面，單片機應用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統的控制系統設計思想和設計方法。從前必須由模擬電路或數字電路實現的大部分功能，現在已能用單片機通過軟件方法來實現了。這種軟件代替硬件的控制技術也稱為微控制技術，是傳統控制技術的一次革命。此外在開發和應用過程中我們更要掌握技巧，提高效率，以便于發揮它更加廣闊的用途。

參考文獻：

[1]何立民.MCS-51系列單片機應用系統設計系統配置與接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，1990

[2]蔡美琴等.MCS-51單片機系統及其應用.北京：高等教育出版社，1992

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隨著自動化技術、計算機技術和網絡通信技術的飛速發展和廣泛應用，論文工業過程的智能化、自動化監測與控制系統的應用日益廣泛．單片機系統由于其抗干擾性能較好被大量應用到工業過程控制的各個領域。因為工業現場環境較惡劣，單片機系統在使用過程中通常會出現一些設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，有必要設計一套單片機綜合實驗系統，根據工業現場反饋的各種問題，隨時對系統中的功能模塊進行實驗研究和分析，解決工程實際問題．本文設計的這套單片機綜合實驗系統具有自動采集多路模擬量、對采集的數據進行處理和顯示、根據設定的參數自動調節和控制輸出、與計算機進行遠距離數據通信等功能．

1系統組成及工作原理

綜合實驗系統主要由以下幾部分組成：89C51單片機及其仿真系統，溫度、壓力等模擬量傳感器及其接口電路，A／D轉換模塊，數據存儲模塊，按鍵控制模塊，日歷時鐘模塊，看門狗電路模塊，FP—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．系統采用89C51單片機作為主控芯片，A／D轉換模塊將多路模擬信號轉換為數字信號；外部數據存儲模塊為該系統采集的數據提供存儲空間；按鍵控制模塊向CPU傳回鍵值，用來設置和調節系統參數；日歷時鐘芯片不僅可以給系統提供準確的時間，而且為系統提供掉電保護功能；看門狗電路模塊為系統提供了精確復位和低電壓監控功能，一旦系統出現故障或程序跑飛，它就可以在超時周期之后使CPU復位，提高系統的整體可靠性和抗干擾能力．FPGA模塊是現場可編程邏輯門陣列，通過編程可將它作為多種數字邏輯器件使用；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據、系統時間等；兼容RS485和RS232兩種協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)距離的數據通信[1]；上位計算機將接收的數據進行存儲、顯示、繪制模擬曲線、打印曲線和數據文件，按照用戶的具體要求作進一步的數據分析和處理，同時發送控制參數，對被測對象的溫度、壓力等進行控制和調節．

2系統硬件設計

2．1單片機仿真系統

單片機仿真系統可以模擬CPU在仿真機上運行用戶程序(程序和數據存儲器借用仿真機的)，也可以連接外部電路來實現動態監測與控制功能．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、鍵盤等；具有單步、設置斷點(以便隨時觀察內部各RAM、特殊功能寄存器的數據變化)、連續運行用戶程序的功能[2]．

監控程序放置在仿真機內，要仿真的CPU器件位于仿真機外仿真線的端頭，畢業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，只有當程序調試順利通過才將程序寫入芯片，編程方便且節省時間．

2．2傳感器的選擇及信號變送電路的設計

傳感器作為系統的感知器件，直接影響著系統的精度和穩定性．本實驗系統中，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變式壓力傳感器，它具有精度高、響應速度快、分辨率高等特點．傳感器接El電路的設計采用了模塊化設計方法，設計了溫度、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，其特點是輸入失調電壓較高、溫漂較小、開環電壓增益較高、共模抑制比較大，它輸出的模擬信號經10位A／D轉換器TLC1543轉換成數字信號后，送人89C51進行處理．

2．3通信模塊的設計

計算機(PC)串行通信端口是RS232負邏輯電平，該實驗系統上既有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，總體布局如圖2所示．所以實現計算機和該實驗系統之間的近距離通信，通過RS232接口即可；若要實現計算機和該實驗系統之間的遠距離通信，則必須將RS232電平轉換為RS485電平后，才可將實驗系統掛接在RS485總線上．RS232-RS485電平轉換原理如圖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，由于RS485總線上只能進行半雙工通信，所以MAX232和MAX485之間除了接收和發送線外，還有一個信號線來控制MAX485的接收使能(RE)和發送使能(DE)，在PC與RS232相連的這一側，通過PC的請求發送(RTS)來控制．

2．4串行總線I*2C

I*2C總線是PHILIPS公司開發的一種簡單、雙向二線制串行總線[4]．它只需兩根線(串行時鐘線SCL和串行數據線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據交換．該實驗系統采用具有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總線利用數據傳送中的前幾個字節傳送地址信息，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的并行總線．．5抗干擾設計

工業監控現場工作環境一般較差，干擾較嚴重，為了保證系統可靠工作，必須解決抗干擾問題．針對工業監控現場可能產生的干擾、干擾來源、傳播途徑等，采用了軟硬件方法對系統進行抗干擾設計．硬件抗干擾設計主要包括：對電源噪聲進行濾波、大功率驅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、優化電路板的布線、看門狗監控等；軟件抗干擾設計主要包括：軟件陷阱、軟件自恢復、數字濾波、求平均值等．

對于數據輸入通道的干擾，采用軟硬件結合的方法進行濾波．當存在隨機干擾而使被測信號中混入了無用成分時，碩士論文首先經過一個時間連續的RC濾波電路，再經A／D變換成二進制數字量后，進行數字濾波．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．

在控制強電設備的開關量輸出通道中，為防止現場強電磁干擾或工頻電壓通過輸出通道反串到監控系統，采用了光電隔離技術．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，達到電氣隔離的效果．

3系統軟件設計

系統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構，利用MCS一51匯編語言編寫．根據要實現的功能，該軟件由主程序以及數據采集、A／D轉換、數據通信、日歷時鐘編程、鍵盤中斷調控、液晶顯示、D／A轉換、數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采集的數據進行存儲、處理、動態模擬顯示、報表繪制、打印輸出等．PC機軟件采用VisualBasic6．0編寫，醫學論文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據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據按照用戶的具體要求進行動態顯示、數據統計、生成報表和數據文件等，并對不同情況下得到的數據進行對比分析，總結出變化規律．

4實驗結果與分析

為了測試該系統的實時性，將5臺綜合實驗系統與工業計算機組成分布式多機通信系統，單片機串口工作方式1(傳送一幀信息10位)，波特率2400bps，一幀數據采用5個字節(其中數據占2個字節是因為A／D轉換結果是10位)的格式，如表1所示．5臺實驗系統各采集一次數據給PC機傳送時，理論上連續發送速率為2400／(10*5*5)===9．6次／s．經過測試發現，計算機在120ms后收到了5臺綜合實驗系統發送的共250位數據，實際發送速率約為8次／s，這是因為有狀態轉換和等待時間；為了測試系統的可靠性和穩定性，將調試好的程序寫入單片機芯片，使系統連續運行，120h后觀察系統仍然在按設定的流程工作，沒有出現死機現象．該系統經過多次改進和實驗驗證后，據此設計了工業加熱爐爐溫控制系統并在工業現場安裝使用，結果系統能連續正常工作(工業計算機故障除外)，測量隨機誤差為±0．01℃，控制結果滿

足了實際要求．

5結論

該綜合實驗系統不僅能為以單片機為核心的系統前期探索研究提供一種方便的實驗裝置，而且能在遠離工業現場的實驗室解決工業應用中的實際問題．實驗結果表明該系統可以將許多分散的實驗項目整合在一起進行研究和分析，節約資源，降低成本；實驗數據正確率高，通信實時性強，系統工作可靠；單片機串行網絡構成的分布式通訊系統靈活性強，易于擴充，其基本原理適用于工業現場的分布式數據采集、檢測及控制系統，具有很大的實用價值．

參考文獻：

[1]李朝青．PC機及單片機數據通信技術[M]．北京：北京航空航天大學出版，2001．

LIChao-qing．DataCommunicationTechnologyofPCandSCM[M]．Beijing：BeijingUniversityofAero—nauticsandSpaceflightPress，2001．(inChinese)

[2]楊文龍．單片機原理及應用[M]．西安：西安電子科技大學出版社，1993．

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

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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品中的應用比較廣泛，其信號調理電路通過對信號的調節變換，使信號達到后續電路的接收要求。電路的誤差控制、抗干擾技術對電路的設計至關重要，電路的穩定性直接關系到單片機數據采集系統的準確性和產品的實用性。

本論文的信號調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計三個方面闡述該電路設計思路。

2硬件設計中誤差解決方法

降低電路元器件產生的噪聲、設置穩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，穩定可靠，選擇合適的傳感器。

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

傳感器采用了N430-5kg應變式壓力傳感器，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為R1=R2=R3=R4=100Ω，差動工作，應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，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計

整體電路設計如圖3-1所示，包含兩級放大電路，通過反饋設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，轉換速率9V/us，符合一般控制電路的設計要求。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仿真軟件中的函數發生器模擬在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，算得Q=0.5，滿足實驗設計要求。

由于在 Multisim12.0仿真軟件中，沒有直接的電荷源信號，考慮到電阻應變式傳感器輸出為電壓信號，改變傳感器的應變重量，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定性。

4 軟件設計中的誤差補償

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

5 結語

本設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措施，以提高系統的抗干擾能力，保證了系統的準確、可靠。

參考文獻

[1]莊嚴.《電子秤與智能儀器的設計》.儀表技術，2002.2.

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

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論文摘要：擴頻通信是現代通信系統中新的通信方式，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、及其發展應用。

一、擴頻通信的工作原理

在發端輸人的信息先調制形成數字信號，然后由擴頻碼發生器產生的擴頻碼序列去調制數字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調制到射頻發送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產生的與發端相同的擴頻碼序列去相關解擴，再經信息解調，恢復成原始信息輸出。可見，一般的擴頻通信系統都要進行3次調制和相應的解調。一次調制為信息調制，二次調制為擴頻調制，三次調制為射頻調制，以及相應的信息解調、解擴和射頻解調。與一般通信系統比較，多了擴頻調制和解擴部分。擴頻通信應具備如下特征：(1)數字傳輸方式；(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的函數(擴頻函數)對被傳信息的信元重新進行調制實現的；(4)接收端用相同的擴頻函數進行相關解調(解擴)，求解出被傳信息的數據。用擴頻函數(也稱偽隨機碼)調制和對信號相關處理是擴頻通信有別于其他通信的兩大特點。

二、擴頻通信技術的特點

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

1．抗干擾性強

擴頻信號的不可預測性，使擴頻系統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，偵察接收機很難監測到，因此擴頻通信系統截獲概率很低。

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。擴頻通信系統中增加了擴頻調制和解擴過程，利用擴頻碼序列間的相關特性，在接收端解擴時，從多徑信號中分離出最強的有用信號，或將多徑信號中的相同碼序列信號疊加，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象，使擴頻通信系統具有良好的抗多徑衰落特性。

4.保密性好

在一定的發射功率下，擴頻信號分布在很寬的頻帶內，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就更難了．所以擴頻系統可實現隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴頻系統具有高保密性。

5.易于實現碼分多址

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

三、擴頻技術的發展與應用

在過去由于技術的限制，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，偽碼技術已經出現，但作為相關器的“碼環”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規模集成電路的發展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發生器及其相關部件都已成為現實，擴頻通信獲得極其迅速的發展．通信的發展史又到了一個轉折點，由用信噪比換帶寬的年代進入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統的角度看擴頻通信．最佳通信系統一最佳發射機+最佳接收機．幾十年來，最佳接收理論已經很成熟，但最佳發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制制度，構成了最佳發射機．因此，有了最佳通信系統一偽碼擴頻+相關接收這種認識，人們就不難預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通信的年代．擴頻通信的熱浪已經波及短波、超微波、微波通信和衛星通信，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路，發揮越來越大的作用．接入網是由傳統的用戶線、用戶環路和用戶接入系統，逐步發展、演變和升級而形成的．現代電信網絡分為3部分：傳輸網、交換網和接入網．由于接入網發展較晚，往往成為電信發展的“瓶頸”，各國都很重視接入網的發展，因此各類接人技術和系統應運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經營者和用戶不需申請授權就可以自由地使用這些頻段，而無線擴頻技術所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協議架構的無線局域網也大部分選用此頻段．在無線接人系統中，擴頻微波與常規微波相比有著3個顯著的優點：抗干擾性強、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴頻微波接入技術相對有線接入技術來說，有成本低、使用靈活、建設快捷的優勢，在接入網中起著不可替代的作用．

擴頻微波主要應用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數據接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(Internet)接入。

四、結語

擴頻通信是通信的一個重要分支和發展方向，是擴頻技術與通信相結合的產物。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，使它的應用迅速從軍用擴展到民用通信中，它的易于實現碼分多址的特點，使它能與第三代移動通信系統完美結合，發展前景極為廣闊。

參考文獻：

[1]曾興雯等.擴展頻譜通信及其多址技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2004.