大功率電子調制器的噪聲干擾控制系統(tǒng)設計

趙鋼

摘要：基于大功率電子調制器的噪聲干擾現(xiàn)狀，根據控制性理論，提出一種噪聲干擾控制系統(tǒng)。通過實驗分析證實了所提出理論的準確性，表明這種系統(tǒng)設計方法能夠很好的改善大功率電子調制器噪聲干擾問題。

【關鍵詞】大功率 電子調制器 噪聲干擾 系統(tǒng)設計

近年來我國經濟快速發(fā)展，大功率電子調制器已經得到了越來越廣泛的應用。但是隨著電子調制器越來越復雜，在使用過程中產生了大量的噪聲，這對調制器的準確性產生了很嚴重的干擾。就目前的實驗和數據統(tǒng)計來看，并沒有系統(tǒng)設計的方法。因此本文基于大量文獻設計出了一種可以有效解決大功率電子調制器噪聲干擾問題的系統(tǒng)。

1 大型電子調制器介紹

調制器指的是射頻調制器，又分為倆種，一種是鄰頻調制器，另一種是隔頻調制器，調制器主要應用于前端電視機房。

近年來，調制器在不斷發(fā)展優(yōu)化。現(xiàn)在我們所使用的調制器主要具有以下優(yōu)點：

（1）因為調制器所使用的設計方式都是四路一體設計，所以可以有效地節(jié)省機房和機柜的空間，安裝調試也更加方便。

（2）調制器在輸出時候擁有非常強的輸出信號，傳輸的距離也非常遠，同時也會對輸出圖像進行優(yōu)化處理，接受者所接受的畫面就會更加的清晰。

（3）頻率合成技術的使用保證了輸出電視頻道的頻率穩(wěn)定性。

（4）頻率可以調控，有效地解決了圖像過亮或過暗的問題。

（5）調制器的頻率范圍廣，只要是處于49-863MHZ反問的所有系統(tǒng)和電視頻道都適用。

基于以上優(yōu)點，調制器在當今社會中被廣泛的使用。這些使用領域包括各類有線電視系統(tǒng)、閉路電視、賓館酒店等地區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)、衛(wèi)星電視系統(tǒng)、學校部隊等教育機構視聽系統(tǒng)。

調制器也廣泛應用于醫(yī)學領域。我們以電子直線加速器脈沖調制器為例，它是醫(yī)用電子直線加速器的一個重要組成部分，脈沖調制器產生重復頻率和視頻脈沖，這些視頻脈沖具有一定功率。

由此可見，調制器已經成為現(xiàn)代社會必不可少的一部分。然而隨著電子調制器越來越復雜，在使用過程中產生了大量的噪聲，這對調制器的準確性也產生了很嚴重的干擾。

2 調制器的噪聲干擾

2.1 調制器噪聲干擾研究現(xiàn)狀

調制器自發(fā)明以來，己在化學、生物、信息科學等領域被廣泛應用。因此學術界陸續(xù)提出各種改良優(yōu)化調制器的方法。可是，這些方法僅僅局限于如何優(yōu)化調制，卻很少對調制器噪聲干擾問題系統(tǒng)地研究探討。一方面，我們會發(fā)現(xiàn)所有對調制器的研究文獻中都有涉及噪聲干擾；另一方面我們也可以明顯地發(fā)現(xiàn)這些學術都是一筆帶過地提出噪聲干擾問題，并沒有很好的解決方式。因此，設計出一種大功率電子調制器噪聲干擾問題的系統(tǒng)具有重要理論意義和應用價值。

2.2 大功率電子調制器的噪聲干擾控制系統(tǒng)設計

在高速電路中，若是源端與負載端無法配適，那么信號線上就會產生反射現(xiàn)象，負載電壓的一部分信息會回饋到源端，這樣一來就會造成干擾。而且任何傳輸線都會有它的固定電感和電容，當傳輸線上的信號來回反射，就會導致信號在判斷時產生誤差，甚至會破壞器件。在理想傳輸線模型中，理想傳輸線是被數字信號主導的，負載端阻抗與傳輸線阻抗一旦無法配適，負載端就會反射一部分回到源端；當電壓從負載端反射到達源端時，源端又會使電壓再次反射回負載端，這種現(xiàn)象我們稱之為二次反射波，當發(fā)生這種現(xiàn)象時反射電壓的幅值由源反射系統(tǒng)來消除反射。

通過以上原理分析，我們通常采用倆種方式對傳輸線進行端接。一是源端串行端接匹配、二是負載端并行端接匹配。這兩種端接策略都有自己的優(yōu)點和不足，但是第一種方法在進行端接時僅僅需要在信號源端串入一個電阻就可以完成，具有方便好操作，消耗功率小的優(yōu)點，所以相對于第二種來說被更加廣泛地采用。

除此之外，信號的傳輸線在布線過程中，我們通常采用全直線布線方式來保證信號的連續(xù)性和減少信號反射。當我們必須進行彎折布線時，一定不要有直角走線，在轉彎的地方要設計為45度或者圓弧形。

器件內部接地引腳和地平面會產生一種電感現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做寄生電感，又叫引線電感。理論上來看，信號在傳遞過程中會翻轉帶來電流變化，這些變化又會通過器件的引線電感而去影響地線。所以一旦許多電路驅動器信號在傳遞過程中同時翻轉，就會同時影響地線，噪聲就會變得非常大，這種情況又叫同步切換噪聲（SSN）。換言之，驅動電流的輸出越大，這些電流所產生的噪聲幅度也就越大。

串擾也是一種噪聲產生的方式。串擾的概念是每當信號在傳輸線上傳遞時，相同的一個PCB板上兩條信號線之間就會連合，這些信號線之間的連合會引起線上的噪聲。被干擾對象的串擾幅值是由以下幾個因素影響，

（1）干擾源信號頻率；

（2）信號的上升/下降時間；

（3）邊沿變化；

（4）傳輸線與地平面的距離；

（5）同一布線結構的電介質層厚度。其中邊沿變化對串擾的影響最大，邊沿變化越快，串擾越大。

2.3 大功率電子調制器的噪聲干擾控制仿真系統(tǒng)設計

大量事實表明，一旦PCB板已經成形，我們要解決高速數字電路干擾而導致信號不完整這一問題就會非常地麻煩，因此我們想到通過對仿真軟件的檢測來解決問題。我們在開發(fā)最初期間就對信號的完整性和串擾現(xiàn)象進行仿真，就可以提出具有針對性的改善方案。通過分析進行解決，仿真確定了沒有問題，我們再進行實際加工，這樣可以有效保障成形PCB板的優(yōu)良性。

目前被應用比較多的仿真工具主要有cadence、ICX、Hyperlynx等。

3 結束語

隨著經濟的快速發(fā)展，對大型電子調制器的發(fā)展也提出了更高要求，這就要求我們重視起噪聲干擾問題。本文通過對之前文獻的分析，提出了一種有效解決大功率電子調制器噪聲干擾問題的系統(tǒng)，希望對以后的學術研究起到積極的作用。

參考文獻

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