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抗干擾設計論文范文1
【關鍵詞】CDMA系統;多用戶檢測;圓陣天線
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
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抗干擾設計論文范文2
單片機的特點主要有：高集成度，體積小，高可靠性；控制功能強；低電壓，低功耗，便于生產便攜式產品；易擴展；優異的性能價格比。目前，單片機的應用領域主要包括：辦公自動化設備；單片機在機電一體化中的應用；在實時過程控制中的應用；單片機在日常生活及家用電器領域的應用；在各類儀器儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結構，提高其性能價格比；在計算機網絡和通信領域中的應用；商業營銷設備；單片機在醫用設備領域中的應用；汽車電子產品；航空航天系統和國防軍事、尖端武器等領域，單片機的應用更是不言而喻。
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：
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抗干擾設計論文范文3
論文摘要：伴隨時展，進入21世紀嶄新工業控制領域，plc仍然能夠引導自動化行業的發展，主要是由于在最初其采用計算機的設計思想和適應各種現場應用，隨著電子事業的飛速發展，plc已經可以在各個領域去適應不同的客戶要求。這就是plc的生命力，具有一個非常靈活的大腦和可以隨時變化和更新的身體部件。
現代化工生產中，傳統的手動操作已遠遠不能獲得好的控制品質。目前，在電氣控制領域，國內外普遍采用plc。特別是在高溫高壓、易燃易爆高危生產領域，plc以其在工業惡劣環境下仍能高可靠性工作，及抗干擾能力強的特點而獲得更為廣泛的使用。plc將電氣、儀表、控制這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規模和要求的控制系統，以適應各種工業控制的需要。由于plc是專為工業控制而設計的，其結構緊密、堅固、體積小巧，是實現機電一體化的理想控制設備。隨著微電子技術的快速發展，plc的制造成本不斷下降，而其功能卻大大增強。在先進工業國家中plc已成為工業控制的標準設備，應用幾乎覆蓋了所有工業企業，日益躍居現代工業自動化三大支柱(plc,robot,cad/cam)的主導地位。
一、plc具有以下顯著特點
1.極高的可靠性
由于工業生產的環境條件遠比通用計算機所處的環境差，因此要求plc具有很強的抗干擾能力，并且應能在比較惡劣的運行環境中(如高溫、過電壓、強電磁干擾和高濕度等)長期可靠地運行。
2.使用方便
（1）操作方便：對plc的操作包括程序輸入的操作和程序更改的操作。大多數plc采用編程器進行程序輸入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根據所需的地址編號繼電器編號或接點號進行搜索或順序尋找，然后進行更改。
（2）編程方便：plc有梯形圖、布爾助記符、功能表圖多種程序控制設計語言可供使用。
（3）維修方便：當系統發生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可根據有關故障信號燈的指示和故障代碼的顯示，或通過編程器和crt屏幕的顯示，很快地找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復節省了時間。
3.靈活性高
plc的靈活性表現在下列三方面。
（1）編程的靈活性：plc采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖等，只要掌握其中一種語言就可進行編程。
（2）擴展的靈活性：plc根據應用的規模的不斷擴展，它不僅可以通過增加輸入、輸出卡件增加點數，通過擴展單元來擴大容量和功能，也可通過多臺plc的通信來擴大容量和功能。
（3）操作的靈活性：操作的靈活性指設計的工作量大大減少，編程的工作量和安裝施工的工作量大大減少，操作十分靈活方便，監視和控制變得容易。
4.機電一體化
plc是專門為工業過程控制而設計的控制設備，它的體積大大減小，功能不斷完善，抗干擾性能增強，機械和電氣部件被有機地結合在一個設備內，把儀表電子和計算機的功能綜合在一起。
二、plc應用中需要注意的問題
plc是一種用于工業生產自動化控制的設備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業環境中使用。然而，盡管有如上所述的可靠性較高，抗干擾能力較強，但當生產環境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證plc的正常運行。要提高plc控制系統可靠性，一方面要求plc生產廠家提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求設計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統的抗干擾性能。因此在使用中應注意以下問題：
1.工作環境
（1）溫度
plc要求環境溫度在0~55oc，安裝時不能放在發熱量大的元件下面，四周通風散熱的空間應足夠大。
（2）濕度
為了保證plc的絕緣性能，空氣的相對濕度應小于85%（無凝露）。
（3）震動
應使plc遠離強烈的震動源，防止振動頻率為10~55hz的頻繁或連續振動。當使用環境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。
（4）空氣
避免有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環境，可將plc安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中。
（5）電源
plc對于電源線帶來的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴重的環境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設備與地之間的干擾。一般plc都有直流24v輸出提供給輸入端，當輸入端使用外接直流電源時，應選用直流穩壓電源。
2.控制系統中干擾及其來源
（1）干擾源及一般分類
影響plc控制系統的干擾源，大都產生在電流或電壓劇烈變化的部位，其原因是電流改變產生磁場，對設備產生電磁輻射；磁場改變產生電流，電磁高速產生電磁波。通常電磁干擾按干擾模式不同，分為共模干擾和差模干擾。共模干擾是信號對地的電位差，共模電壓通過不對稱電路可轉換成差模電壓，直接影響測控信號，造成元器件損壞，這種共模干擾可為直流，亦可為交流。差模干擾是指作用于信號兩極間的干擾電壓，主要由空間電磁場在信號間耦合感應及由不平衡電路轉換共模干擾所形成的電壓，這種干擾疊加在信號上，直接影響測量與控制精度。
（2）plc系統中干擾的主要來源及途徑
強電干擾
plc系統的正常供電電源均由電網供電。由于電網覆蓋范圍廣，它將受到所有空間電磁干擾而在線路上感應電壓。
柜內干擾
控制柜內的高壓電器，大的電感性負載，混亂的布線都容易對plc造成一定程度的干擾。
來自信號線引入的干擾
與plc控制系統連接的各類信號傳輸線，除了傳輸有效的各類信息之外，總會有外部干擾信號侵入。此干擾主要有兩種途徑：一是通過變送器供電電源或共用信號儀表的供電電源串入的電網干擾，這往往被忽視；二是信號線受空間電磁輻射感應的干擾，即信號線上的外部感應干擾，這是很嚴重的。由信號引入干擾會引起i/o信號工作異常和測量精度大大降低，嚴重時將引起元器件損傷。
來自接地系統混亂時的干擾
接地是提高電子設備電磁兼容性（emc）的有效手段之一。正確的接地，既能抑制電磁干擾的影響，又能抑制設備向外發出干擾；而錯誤的接地，反而會引入嚴重的干擾信號，使plc系統將無法正常工作。
來自plc系統內部的干擾
主要由系統內部元器件及電路間的相互電磁輻射產生，如邏輯電路相互輻射及其對模擬電路的影響，模擬地與邏輯地的相互影響及元器件間的相互不匹配使用等。
三、結束語
plc控制系統中的干擾是一個十分復雜的問題，因此在抗干擾設計中應綜合考慮各方面的因素，合理有效地抑制抗干擾，才能夠使plc控制系統正常工作。隨著plc應用領域的不斷拓寬，如何高效可靠的使用plc也成為其發展的重要因素。21世紀，plc會有更大的發展，產品的品種會更豐富、規格更齊全，plc作為自動化控制網絡和國際通用網絡的重要組成部分，將在工業控制領域發揮越來越大的作用。
參考文獻：
宮淑貞、王冬青、徐世許 ，可編程控制器原理及應用，北京：人民郵電出版社，2002
抗干擾設計論文范文4
關鍵詞：電磁干擾；電氣隔離；看門狗
在信號的傳輸過程中，不可避免的會遇到各種干擾，如何有效的減少或消除干擾，使信號能夠穩定傳輸，是系統設計中的關鍵問題。本文以RS-485傳輸電路為例，從軟硬件兩方面分析信號在傳輸過程中會遇到的各種干擾，并給出具體的解決方案。
1 硬件抗干擾設計
在傳輸電路的設計過程中主要出現以下問題：電氣噪聲干擾傳輸線路；強電磁（雷電）沖擊；數字電路對模擬電路的干擾等。
針對上述問題的產生，本傳輸電路在硬件設計方面主要采取以下措施:
1) 對于芯片閑置的引腳，在不影響系統的邏輯功能的情況下接地或接電源。
2) 布線時，電源線和地線盡量粗。這樣不但有利于減少壓降，更重要是的是降低耦合噪聲。
3) 布線時盡量減少回路環的面積，以減少感應噪聲。避免90度折線，減少高頻噪聲發射。
4) 晶振布線時，晶振和單片機引腳盡量靠近，晶振下方盡量不要走線。
5) 采用光耦元件實現RS-485接口的電氣隔離。這種方案可以承受高電壓、持續時間較長的瞬態干擾，實現起來也比較容易。
6) 旁路保護方法。利用瞬態抑制元件TVS管，將具有危害性的瞬態能量旁路到大地。
7) 將電源地和模擬地相隔離，通過0歐的電阻相連。將電源地和RS-485地相隔離，通過磁珠相連。
8) 正確地處理“模擬地”與“數字地”。數字電路是非線形的，邏輯門的開關都會產生電流沖擊，所以在數字地上高頻擾動很強烈。因此，數字地與模擬地不能有共同路徑或者環路，只應單點連接。
RS-485信號傳輸的具體電路如圖1所示
圖1 RS-485信號傳輸電路
2 軟件抗干擾設計
系統的抗干擾措施，除了在硬件上消除干擾外，還必須從軟件設計上采取恰當的措施，以便提高系統的可靠性，我們主要采用看門狗(Watchdog)監視系統的運行狀態。
看門狗又稱程序運行監視器，能有效的防止系統在不可預測的干擾作用下產生的程序執行紊亂，即“程序跑飛”。目前很多MCU都自帶有內部看門狗，我們在整機運行是將看門狗打開，如果MCU不能在規定的時間內將Watchdog復位，Watchdog從內部觸發RESET中斷，將整個系統復位，從而使整個系統重新運行，避免了程序死鎖。
信號傳輸電路的主程序如下：
void main(void)
{
uint idata i,j； 定義i,j為無符號整型變量
WDT_feed()； 為看門狗控制寄存器賦初值
for(i=0;i
{
WDT_feed()； 喂看門狗
DelayMS(30)；
}
InitSystem()； 系統初始化
timer2_run； 定時器2開始工作
while(1) 進入循環
{
WDT_feed()； 喂看門狗
while(!SystemTimerFlag)；當SystemTimerFlag=1，跳出本層循環
TimerTick20ms()； 保證程序的循環周期為20ms
RS23220ms()； RS232函數
KEY20ms()； 鍵盤輸入函數
if(HardFailureFlag)；
{ ；如果RS485通訊失敗
RS485StateLedOff()； RS485狀態指示燈滅
PizzerOn()； 蜂鳴器鳴叫
}
}
3 結語
本文針對信號在傳輸過程中受干擾問題，通過實例從軟、硬件兩方面給出了具體解決措施,極大地提高了系統的穩定性。適用于各種遠距離的有線傳輸系統。
參考文獻：
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抗干擾設計論文范文5
關鍵詞：單片機，I2C總線，紅外遙控
引 言
紅外遙控器的特點是使用方便、功耗低、抗干擾能力強，因此它的應用前景是不可估量。論文參考，I2C總線。市場上的各種家電的紅外遙控系統技術成熟、成本低廉，但是，為了避免不同品牌、不同型號的設備之間產生誤操作，人們在不同的設備中使用不同的傳輸規則或者識別碼，這就使得各個型號的遙控器都只適用于各自的遙控對象，容易造成實際使用中遙控器多而雜，經常搞混的結果。論文參考，I2C總線。本設計本著解決這一矛盾的目的，提出了一種學習型紅外遙控器的實現方案。
1 研究內容及目標
本設計首先分析了紅外線遙控編解碼原理，結合市場上出售的通用型遙控器進行比較，使用單片機對接收到的紅外信號進行處理，把經過解碼后產生的高低電平以二進制信號1和0的形式進行存儲，隨后經過調制產生38KHz載波，還原并發射紅外線信號，從而達到控制多種家用電器的功能。文中給出了紅外線接收發射，以及存儲的基本原理及設計思路。
2 學習型紅外遙控器硬件電路的設計
2.1系統整體設計
學習型紅外遙控器是由單片機（AT89S52）、一體化紅外接收頭、振蕩器（74F132）、紅外發射二極管、存儲器及行列式鍵盤組成的。論文參考，I2C總線。論文參考，I2C總線。學習型遙控器分為學習和控制兩種狀態。在學習狀態下，主要完成紅外信號的接收及存儲功能。首先一體化紅外接收頭可以完成對其它遙控器發出的紅外信號的接收并對其進行解調、整形、放大，然后把信號送入單片機AT89S52中，單片機定時采集一體化紅外接收頭發出的紅外線信號，根據高低電平形成一系列0，1二進制碼，并以8位為單位存放到存儲器AT24C16以及指定鍵盤的數據區，從而完成對一個鍵的學習。如果再學習其它鍵的功能，方法相同。在控制狀態下，單片機對存儲器AT24C16和鍵盤進行尋址，依次讀出這些數據，然后單片機以位為定時單位輸出給振蕩器74F132，調制頻率為38KHz，送入放大器，驅動紅外發射二極管進行發射，以實現對設備某一功能的控制。系統組成方框圖2.1所示。
圖2.1系統組成框圖
2.2各單元電路設計
2.2.1 紅外接收單元
紅外接收單元是由紅外線接收器件、前置放大電路、解調電路、指令信號檢出電路、記憶及驅動電路、執行電路組成。當紅外接收器件收到遙控器發射二極管的紅外光信號時，它將紅外光信號變為電信號并送入前置放大器進行放大，再經解調器后，由指令信號檢出電路將指令信號檢出，最后由記憶和驅動電路驅動執行電路，實現各種操作。
紅外接收電路一般要做成一個獨立的整體，稱為紅外接收頭，這主要是因為它對外界干擾十分敏感，為了保證可靠的接收，必須對其嚴格屏蔽，只留出一個接收紅外光的小孔，以防止干擾信號進入。
2.2.2紅外發射單元
本設計在發射電路中使用了一片高速CMOS型四重二輸入帶施密特觸發器的與非門74F132芯片。其中“與非”門U7A和U7B組成載波振蕩器，振蕩頻率在38kHz左右。
調制電路是由74F123的兩個單穩態觸發器U7A和U7B級聯構成的可控振蕩器。論文參考，I2C總線。當P1.4為高電平時，U7A、U7B 處于穩態，74F132的1腳、4腳為低電平，不驅動紅外發射管發射紅外載波信號。當P1.4跳變為低電平時，觸發U7A并使之進入暫穩態，1腳變為高電平；U7A暫穩態結束時，1腳跳變為低電平，觸發U7B進入暫穩態，4腳變為高電平；U7B 暫穩態結束時，4腳跳變為低電平， 變為高電平并觸發U7A的上升沿觸發端1B，使U7A再次進入暫穩態，從而形成自激振蕩，在6腳輸出一系列的脈沖信號，經Q1三極管大后送紅外發射管，發送紅外光信號。
紅外發送電路中采用的紅外發射器件是塑封的TSAL6200 紅外發射二極管，它將周期的電信號轉變成一定頻率的紅外光信號。它是一種高頻紅外脈沖信號，但脈沖串時間長度是恒定的，根據脈沖串之間的間隔大小，表示傳輸的是數據“0”還是“1”。紅外發射二極管TSAL6200 向空間發射載頻為38kHz 的指令碼。
2.2.3鍵盤單元
本設計因為遙控按鍵較多的原因，采用行列式鍵盤。
鍵盤識別采用行掃描法（逐行掃描查詢法），這是一種最常用的按鍵識別方法，其按鍵識別過程如下：
將全部行線P0.2～P0.4置低電平，然后檢測列線的狀態。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵按下，而且閉合的鍵位于低電平線與3根行線相交叉的3個按鍵之中。若所有列線均為高電平，則無按鍵按下。在確認有鍵按下后，即可進入確定具體閉合鍵的過程。其方法是：依次將行線置為低電平后，然后逐行檢測各列線的電平狀態。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。
2.2.4存儲單元
為了保證系統意外斷電時數據不丟失，本系統采用EEPROM將各種編碼數據存放起來?；驹硎抢昧藛纹瑱C與存儲器AT24C16的I2C通信過程。存儲單元主要采用了AT24C16芯片，該芯片是帶有2K字節的加電可擦除，可編程的只讀存儲器，通過單片機的P0.0和P0.1與AT24C16的SDA和SCL相連，進行讀寫操作。主要用來存放8位的二進制紅外線碼。
3 結束語
由于系統中所使用的存儲器（AT24C16）的存儲空間有限，因而系統目前只能對8個遙控按鍵進行學習與轉發。論文參考，I2C總線。但只要更換一片存儲容量更大的存儲芯片，并且修改相關讀寫程序就可以實現對更多遙控按鍵的學習與轉發，除此之外，系統的軟、硬件都無須做太大的改動。
在遙控器中，遙控信號之所以要經過調制后再發射出去，主要是為了減小發射功耗并增大發射距離。因而改用更加準確的載波和增大發射驅動電路可以增大該系統的遙控距離。將單片機與計算機通過RS-485進行總線通信，則可通過互聯網實現紅外遙控對設備的遠程控制。
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抗干擾設計論文范文6
論文關鍵詞:微機保護故障抗干擾
論文摘要:文章結合筆者多年實際工程經驗,介紹了我國微機繼電保護技術的特點,針對目前我國微機保護的常見故障和抗干擾技術進行了分析,對微機繼保未來的發展提出了相關看法。
繼電保護技術主要是針對電力系統故障和危及安全運行的異常工況,以探討其對策的反事故自動化措施。當電力系統發生故障或異常工況時,在可能實現的最短時間和最小區域內,自動將故障設備從系統中切除,或發出信號由值班人員消除異常工況根源,以減輕或避免設備的損壞和對相鄰地區供電的影響,其重要性可見一斑。
微機繼電保護指的是以數字式計算機(包括微型機)為基礎而構成的繼電保護。微機保護裝置硬件包括微處理器(單片機)為核心,配以輸入、輸出通道,人機接口和通訊接口等。該系統廣泛應用于電力、石化、礦山冶煉、鐵路以及民用建筑等。
本文根據筆者多年實際工程經驗分析一下電力系統微機繼電保護技術的技術特點、現狀和發展趨勢。
1.主要技術特點
研究和實踐證明,與傳統的繼電保護相比較,微機保護有許多優點,其主要特點如下[1]:
(1)改善和提高繼電保護的動作特征和性能,動作正確率高。主要表現在能得到常規保護不易獲得的特性;其很強的記憶力能更好地實現故障分量保護。
(2)可以方便地擴充其他輔助功能。如故障錄波、波形分析等,可以方便地附加低頻減載、自動重合閘、故障錄波、故障測距等功能。
(3)由軟件實現的動作特性和保護邏輯功能不受溫度變化、電源波動、使用年限的影響。
(4)簡潔可靠地獲取信息,通過串行口同PC通信就地或遠方控制。
(5)采用標準的通信協議(開放的通信體系),使裝置能夠同上位機系統通信。
2.常見故障分析
(1)硬件故障
主要有:按鍵失靈、顯示屏顯示不正常、插件損壞等等。
可能的原因有:運行時間太久使得按鍵機械部分接觸不良導致按鍵失靈,或者是設備內部連接線損壞導致按鍵失靈;顯示屏液晶面板受潮或受到損壞,顯示芯片損壞;插件問題可能是插件電路電容長時間運行損壞,電源芯片損壞等原因造成。
(2)軟件故障[1]
某變電所主變壓器采用的是WBZ-1201D,保護運行時,所有報告均由人機對話模件收集顯示或打印機輸出。在運行過程中,出現過這種情況而無法解決:保護屏上顯示“有報告”,但人機對話模件上未顯示“報告”內容,且打印機亦未工作。
(3)安裝問題[2]
安裝保護設備時要注意防高壓。安裝時要找廠家協商,在保護裝置入口或適當的地方安裝防高壓裝置,防止高壓電竄入低壓回路,燒毀插件板。鶴礦熱電廠就曾燒壞過三個插件板。
在二次回路接線時要將電流互感器的二次接線和微機保護內的二次接線一并考慮,否則可能出現電流互感器二次開路現象。有時廠家來的高壓開關柜電流互感器的內部接線已經完成,但個別出現反極性的情況,進而出現保護誤動,所以在調試時開關柜內部接線也應檢查。
3.抗干擾
繼電保護的抗干擾是指繼電保護裝置在投入實際運行時,既不受周圍電磁環境的影響,又不影響周圍環境,并能按設計要求正常工作的能力。
按干擾的形態可分為共模干擾、差模干擾兩種。共模干擾發生于保護裝置電路中某點各導線對與接地或外殼之間的干擾;差模干擾是發生在電路各導線之間的干擾,是與信號傳遞途徑相同的一種干擾。保護裝置接收這種干擾的能力和接收信號的能力完全相同。
按干擾的危害性可分兩種,一是引起保護裝置不正確動作的干擾,低頻差模常屬于這一類。二是引起設備損壞的干擾。由于高壓網絡的操作或雷電引起的高頻振蕩,最容易造成保護裝置元件和二次回路的損壞。這種干擾常屬于共模干擾。
減少各種干擾對繼電保護或其它二次設備影響,可以考慮采取以下措施。(1)硬件抗干擾
屏蔽和隔離相結合。電磁屏蔽是通過切斷電磁能量從空間傳播的路徑來消除電磁干擾的。保護柜用鐵質材料做成,以實現對電場和磁場的屏蔽,在電場很強的場合,可以考慮在鐵殼內加裝銅網襯里或用鋁板做屏蔽體。隔離既可使測控裝置與現場保持信號聯系,又不直接發生電的聯系。
(2)軟件抗干擾
接入RC濾波器。對于微機保護,在印制板布線設計時應使強、弱信號電路之間有一定的距離,避免平行,在每芯片的電源與零序之間應加抗干擾電容,在交流和直流入口處應接入RC濾波器等。
對外部二次回路的設計采取必要的抗干擾措施。如降低干擾源和干擾對象之間的耦合電容和電感;降低屏蔽層的阻抗值;降低二次回路附近的電氣值等等。
此外,保護裝置的模擬輸入量之間存在著某些可以利用的規律。如果由于干擾導致輸入采樣值出錯,可以取消不能通過檢查的采樣值,等干擾脈沖過去,數據恢復正常后再恢復工作。
4.微機保護的發展
微機保護裝置在國內應用已有近二十年歷史了,微機保護產品的發展也經歷了幾代,可以說,無論是國際品牌或國內知名廠家,其保護產品從原理到生產技術都已經非常成熟了。但是這些微機繼保裝置還是或多或少的存在一些缺陷,時代的發展,技術的進步,對微機保護也提出了更高的要求。
(1)更趨自動化、智能化
隨著我國智能電網概念的提出和相關技術標準的制定,智能電網相應配套的關鍵技術和系統也需要加快研發速度。
對于繼電保護技術來講,一方面,可以深入挖掘智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規劃模糊邏輯等在微機保護方面的應用前景,將技術轉化為生產力,以解決常規技術難以解決的實際問題。
(2)提高微機保護的設備管理和事件記錄功能
現在的微機保護,除了應完成保護、測控、通信一體化功能外,還應能提供被保護設備的日常管理和事件記錄。這些設備管理包括斷路器的分閘、合閘次數,累計故障次數、斷路器動作時間監視、斷路器開斷電流水平,斷路器觸頭壽命、設備累計停電時間、設備累計運行時間、設備檢修記錄、分區段平均負荷電流、日最大負荷電流、日平均負荷電流、累計電度等。對變壓器保護測控裝置,如果有油溫、壓力等模擬量接入,還可進一步監視變壓器的其它運行工況。
5.結語
隨著我國智能化電網建設的一步步深入,變電站綜合自動化技術的提高,數字式微機測控保護裝置逐漸取代了傳統模式,同時由傳統的保護、測控單一實現方式向整合型轉化即在同一平臺上實現微機保護、測量監控及設備的管理和傳動。
可以預見,未來的微機保護系統將會使更加人性化、自動化、智能化,將會為確保我國電力系統的安全穩定運行,確保國民經濟的快速持續增長發揮更大的作用。
參考文獻: