收发控制（精选9篇）
收发控制 篇1
1 引言
中国电信接手CDMA网络后, CDMA用户量快速增长, 基于CDMA的增值应用开发逐步受广大程序开发人员的关注, 但相对于GSM短信息开发工作来讲, 关于CDMA MODEM实现短信息收发方面的技术资料相对缺乏, 特别是CDMA MO-DEM的短信息数据协议格式很难在互联网或市场上的图书资料中找到它的标准, 因此, 笔者决定把自己基于CDMA MO-DEM上的短信息编程经验整理成文, 以供大家参考和交流, 同时提出以CDMA MODEM自主搭建短信平台的解决方案。
2 CDMA MODEM
CDMA MODEM主要由CDMA模块和测试板两部分组成, CDMA模块 (图1) 由各大厂家生产制造, 模块集成了CDMA无线传输及通信控制等功能, CDMA终端厂家只需对模块增加显示屏、键盘、喇叭、麦克风等扩展设备便可以组装成市场上销售的CDMA终端手机。测试板 (图2) 主要完成模块的供电并实现模块与PC串口间的通信, 模块安装到测试板后, 便可以通过PC的串口向模块发送AT指令, 以控制CDMA模块完成各种通信功能, 例如呼叫、接听、短信息接收入和发送等。
在了解什么是CDMA MODEM后, 可以知道:通过PC上运行的串口程序完全可以控制CDMA MODEM模拟普通终端手机的应用, 当然也包括SMS短信息的接入与发送。
如果熟识模块的AT指令集, 并知道模块的SMS短信息的数据协议格式, 便可以控制CDMA MODEM进行短信息的接收与发送, 在此基础上增加短信息交互方面的业务逻辑便可以自行搭建满足个性化需求的短信息平台。
3 搭建测试环境
在理解CDMA MODEM的构成以及CDMA模块的功能后, 可以开始搭着手搭建测试环境。硬件测试环境包括一台有串口的PC、一台CDMA MODEM (或者测试板+CDMA模块) , 以及PC与CDMA MODEM互联的串口线一条。按图3所示用串口线把PC与CDMA MODEM连接好, 就完成硬件环境的搭建。
为通过Java程序实现PC对CDMA MODEM的控制, 还需要在上述硬件环境基础上, 安装Java开发包 (JDK) 、用于Java程序开发的集成开发软件 (eclipse) 和Java串口包 (javax.comm) 。
JDK可以从Sun公司的网站http://java.sun.com/javase/downloads/index.jsp上下载, 当前最新版本为JDK 6 Update 18;eclipse是目前较为流行的Java集成开发环境, 当前最新版本为3.5 SR2, 可以从http://www.eclipse.org/downloads/网站下载。Eclipse不仅仅是Java集成开发环境, 还可以用于C/C++、PHP等开发, 如果只做Java开发, 建议下载“Eclipse IDE for Java Developers”。JDK并没有集成串口通信包, 如果用Java开发串口通信方面的软件, 必须额外安装相应的串口通信包, 目前使用较多的Java串口通信包有javax.comm和RXTX, 其中javax.comm可从sun的网站http://java.sun.com/products/javacomm/找到目关文档和下载连接, 在此也是使用javax.comm包完成串口通信。
4 SMS协议的数据格式
在开始编写程序前, 必须先了解DTE (数据终端设备, 一般指PC) 与MODEM间基于AT指令的SMS协议, 只有完全掌握该协议才能正确解释从串口接收到的短消息, 以及向串口发送短消息。
不同设备厂家所生产的CDMA模块所支持的SMS协议可能有所不同, 本文以AnyData模块所支持的SMS协议为研究对象。AnyData支持简单SMS协议和扩展SMS协议两种短消息协议。简单SMS协议的接收数据格式如下:
Typedef struct{
扩展SMS协议不再像简单协议那样, 采用固定字段和固定长度, 而是使用更为灵活的动态字段和长度。文中及相关程序实现主要针对扩展SMS协议, 其格式如表1所示:
Start为起始字节, 占一个字节, 其值固定为0x97, 与简单SMS协议的company_id相同。Arg_no指示参数块的数量, 占一个字节, 其值视参数块的数量N而定。特别注意Arg_no与第一个参数块以及各参数块间还有一‘, ’号, 占一个字节。每个参数块由3个部分组成, Arg_ID标识该参数块的名称, 占2个字节。Arg_Len标识其后Arg_Data块的长度 (字节) , 不包括自己及Arg_ID的长度, 占一个字节。Arg_Data为参数内容, 所占字节视实际内容可变。
AnyData目前所支持的参数名称有目的号码、回叫号码、电信服务号、SMS内容、编码类型、时间戳共6种, 其说明及ID值如表2所示。
如表2所示, 目的电话号码和回叫电话号码是最大长度为32位的ASCII码。AnyData所支持的电信服务号 (T1) 有寻呼信息、SMS信息、语音信息3种, 其值的长度固定为2字节, 值内容及描述如表3所示。
短消息内容即需要发送和接收的SMS信息的内容, 最大长度为255个字节, 实际可使用长度一般达不到255字节, 可用值视网络运营商而定。编码类型指示短消息内容的所使用的编码格式, 其值的长度固定为2字节, AnyData所支持的编码格式如表4所示。
时间戳指示短消息接收或发送的时间, 其值长度固定为12字节, 格式为YYYYMMDDHHMM, 即4字节年份、2字节月份、2字节日期、时和分各两字节。
5 AT指令及收发流程
在清楚SMS协议格式后, 还需要掌握CDMA MODEM关于SMS方面的AT指令, 方可以通过AT指令操控MODEM完成各项SMS功能。下面将结合短消息的发送与接收两个指令流程一并分析相关AT指令及收发流程。
AnyData模块发送短消息的流程如图4所示。
“AT+CAD?”指令用于检测模块当前状态, 返回值为“1”时批示模块处于就绪状态。“AT+SMSG=1”指令设置串口为SMS发送模式, 若设置成功则返回“OK”。“AT+SMSS?”指令用于查询模块发送短消息的状态, 返回“3”表示模块正等待DTE发送数据, 此时, 可以按SMS协议的数据格式向模块传送短消息数据。短消息数据发送完成后, 再次使用“AT+SMSS?”指令查询发送状态, 返回“5”表示模块正在向网络发送中, 返回“1”表示上次SMS成功发送, 返回“2”表示上次SMS发送失败。
6 Java程序的编写
在了解SMS相关AT指令和协议数据格式后, 下面可以正式进入Java程序的编写, 要实现Java控制CDMA MODEM实现SMS收发, 首先要实现Java串口通信。有了前面介绍的javax.comm扩展包, 仅需要很简单的几条语句便可以实现串口通信。
CommPortIdentifier是javax.comm中一个重要类, 该类的静态方法getPortIdentifier根据输入的串口名参数获得一个CommPortIdentifier实例, 调用类实例方式open可以获得一个串口实例SerialPort, 由SerialPort类所提供的方法, 可以完成串口速率、停止位、奇偶校验等参数的设置, 也可以获取串口的写入、读取数据流。
有了读写IO后, 就可以向串口写入AT指令, 并获取MODEM的返回信息, 但我们应该在写入AT指令后多长时间才开始写返回信息呢?为了解决这个问题, javax.comm使用了监听器机制, 向SerialPort实例注册监听器后, 只要SerialPort有数据到达 (或其它被监听事件发生) , 监听函数就会被调用。
虽然监听机制有效解决了数据到达时的通知问题, 但数据是一个字节跟着一个字节往串口送出的, 程序又应该如何界定一个完整的返回信息呢?这就需要引入个一个环形数据缓冲区, 只要数据一到达就存入缓冲区, 再由单独的线程逐行读出缓冲区的数据, 然后通过比对该行内容, 就可以判断出返回值的意义。
也可以在比对缓冲区内容后, 生成通知事件, 把串口送出数据有效封装为具体应用中的特定事件, 再提供事件监听机制让更上层的应用程序去调用, 从而实现MODEM编程上更高层次面向对象的抽象化, 为更复杂的应用开发提供可重用的、高效又灵活底层类库。
参考文献
[1]Qualcomm.TIA/EIA/IS-637-A, Short Message Services for Spread Spectrum System.
[2]Qualcomm.TSB-58-C, Administration of Parameter Value Assignments for CDMA2000Spread Spectrum Standards, Release A.
[3]AnyData.DTE与MODEM之间基于AT的SMS协议.
收发控制 篇2
摘要：简要的介绍了MVB总线及多功能车辆总线控制器芯片(MVBC)的功能和结构,以及帧收发器在MVBC中的重要作用;详细论述了帧收发器中曼彻斯特编码、译码器的设计，CRC校验电路的电路设计，以及负责帧发送、接收的Encoder模块、Decoder模块的设计实现;最后介绍了该模块的验证方案。
关键词：MVB;WTB;MVBC;CRC;曼彻斯特码
1 前言
随着嵌入式微机控制技术和现场总线技术的发展，现代列车的过程控制已从集中型的直接数字控制系统发展成为基于网络的分布式控制系统。基于分布式控制的MVB(多功能车辆总线)是IEC61375-1TCN(列车通信网络国际标准)的推荐方案，它与WTB(绞线式列车总线)构成的列车通讯总线具有实时性强、可靠性高的特点。列车车辆的现代化的发展趋势与可靠性、安全性、通讯实时性的要求使MVB逐渐成为下一代车辆的通讯总线标准。
MVB 是主要用于有互操作性和互换性要求的互联设备之间的串行数据通讯总线，除用于车辆通讯，也可用作其它现场总线。
MVB与MVBC密不可分，MVBC(多功能车辆总线控制器)是MVB总线上的新一代核心处理器，它独立于物理层和功能设备，为在总线上的各个设备提供通讯接口和通讯服务。MVBC与上一代MVB通信控制器BAP15-2/3在性能上有了很大的提高，是目前MVB总线上最先进的通信控制器。
MVB总线通过总线适配器与MVBC相连，根据IEC-61375，MVB总线上采用曼彻斯特码，并每64位帧数据后加以8位CRC校验码。MVB的帧分为主帧和从帧，分别由帧头、数据、校验码以及帧尾构成，不同帧的类型通过帧头来判别。
MVB与MVBC之间数据通信在MVBC中由帧收发器来完成，包括帧的发送接收控制、曼彻斯特编解码以及CRC校验码的产生与数据校验。帧收发器在MVBC中起着数据链路层的底层数据处理的作用，是MVBC芯片的设计难点之一，该模块的设计实现对于整个MVBC的开发有着重要的作用。
本文主要介绍位于MVBC总线物理层接口的帧收发器模块的算法和实现方法。
2 MVBC简介
MVBC可通过配置应用在IEC.TCN标准的Class1,2,3，4设备当中。总线连接可编程车载电子设备，也连接一些简单的传感器及执行机构，最多可寻址4096个设备。
MVBC把来自于MVB总线的串行化信号转换为并行的数据字节，也把需发送的字节交由串行化电路发送到传输介质上。MVBC可根据配置实现总线主与总线从的功能，实现数据链路层以及一部分传输层的数据处理，并通过通讯存储器来与上层软件交互。总线控制器内部包含编码/译码电路和控制通信存储器所需的逻辑电路，用来控制帧的发送和接收(如冲突检测、帧的前导比特处理、CRC校验位的处理等);对输入帧译码并检验其有效性;把数据存放到相应的通信存储器中。
图2-1：MVBC结构框图
3 帧收发器的设计
MVBC中的帧收发器主要负责帧的发送、接收，包括曼彻斯特码的编码、解码，CRC(循环冗余检测码)的产生与校验，不同类型帧的构建与识别，以及码错的识别和冲突的检测等。其中曼彻斯特编解码以及CRC校验为主要的算法。
3.1 曼彻斯特编码、解码器的设计
MVB总线上的串行数据采用曼彻斯特码，曼彻斯特编码中的每个数据位应用以下规范编码：
a)一个“1”的编码在位元的前半部分位“高”，后半部分为“低”;
b)一个“0”的编码在位元的`前半部分位“低”，后半部分为“高”;
如图2-4所示：
图2-4：曼彻斯特编码规范示意图
如果曼彻斯特码中出现整个位元的高电平(NH)或整个位元的低电平(NL)，则被认为非数据符，用于特殊场合，如：帧头，帧尾标识。
(1)曼彻斯特编码器
根据曼彻斯特码的编码要求，曼彻斯特编码器其电路实现如图2-5所示：
(本网网收集整理)
串行数据在1.5M时钟的上升沿处从上一级的移位寄存器输出，在高、低电平时与1.5M时钟相异或，结果得到与上面编码规则相符的曼彻斯特码。
(2)曼彻斯特译码器
曼彻斯
特译码过程主要是将串行曼彻斯特码转变成串行的电平信号，并把串行电平信号组合成并行信号输出，以便进一步处理。如果输入的码字不符合曼彻斯特码编码规则(由冲突或其它原因引起)，译码器将报告错误信息。
曼彻斯特译码器设计电路如图3-3：
曼彻斯特码输入后经过三级寄存器同步，消除亚稳态。如果总线在空闲状态之后出现下降沿，则被认为帧的开始位，总线上再出现高电平时使能16位计数器计数。如果把曼彻斯特码每个bit周期分为16个部分，如图3-4：
则在数据采样1处得到的采样值即为曼彻斯特编码前的原数据，数据采样2是用来帧头帧尾检测;总线冲突检测的原则为：总线上曼彻斯特码的半个bit周期之内的电平应一致，前后半个周期电平应相异，否则被认为码错。
3.2 CRC校验
CRC的全称为Cyclic Redundancy Check，中文名称为循环冗余校验。它是一类重要的线性分组码，编码和解码方法简单，检错和纠错能力强，在通信领域广泛地用于实现差错控制。在各种通信系统中，CRC有bit型算法、字节型算法以及基于查找表的算法。前者适合串行数据通信的校验，后两者常用于高速并行通讯领域。
MVBC可以独立的完成CRC校验码的产生与数据的校验而无需软件参与。其中：
G(x) = x7+x6+x5+x2+1
电路实现方法上我们选择bit型算法，CRC发生电路采用LFSR，主体由一组移位寄存器和模2加法器(异或单元)组成即在数据串行发出的同时，数据经过带有异或单元的移位寄存器产生CRC校验码，实际电路图如图3-5：
串行数据的CRC校验电路也与CRC发生电路一样，不同的是前者CRC电路在移位寄存器之前，而后者在后。
3.3 总线接口模块的设计实现
总线接口模块包括上述的Encoder、Decoder。
3.3.1 Encoder
Encoder模块主要有以下功能：
(1)构建帧头帧尾;
(2)按照传输层指示进行CRC校验;
(3)对数据进行曼彻斯特编码;
(4)实现主、从帧的发送;
在Class 1 mode以及其它Class mode下，Encoder分别由Class1模块和MCU控制。
如果当前配置允许发送，且控制模块告诉Encoder有帧要发送，以及帧类型、帧长度，则Encoder先将配置好的帧头发送，然后将帧数据、产生的CRC校验码移位后经曼彻斯特编码输出，最后发送帧尾，这样完成主、从帧的发送。电路实现如图3-6所示：
图3-6：Encoder模块结构图
3.3.2 Decoder
MVB总线采用冗余介质，因此MVBC需要冗余的接收模块来完成帧的接收。
(1)两个Decoder根据选择各自完成信号检测(信任线)或冗余检测(冗余线)功能，完成各自帧数据的起始位判定、数据采样、数据解码和数据移位功能;
(2)Decoder从信任线上接收数据，并监视冗余线;
(3)判断帧类型，从帧中提取数据和校验序列(非CRC校验，可选)并存入RXBuffer中;
(4)实现CRC校验，并报告接收状态。
初始化时ICA，ICB分别置为信任线和冗余线(LAA=1)，如果信任线超时、寂静，或用户强制，则信任线与监视线互相交换。接收帧的同时，ICA、ICB两个线路上的Decoder将是否接到帧、何种帧类型、接收是否完成、结果对错等信息告诉线路控制模块，该模块将这些信息与哪一个BUFFER有效上报至上层模块进行报文分析。Decoder线路控制图如图3-8：
4 总线接口模块的验证
验证的思想是通过不同的控制信号，来模拟不同的工作环境下，帧的收发正确性：曼彻斯特编码、帧头、帧尾以及帧数据、帧类型、CRC码的正确性。验证实现结构如图4-1所示：
控制模块将一帧数据写入Txbuffer，并控制Encoder开始发送，此时Encoder发送的帧被Decoder接收;控制模块同时监控Encoder、Decoder的状态，当接收完成后，控制模块将解收到的数据从Rxbuffer读出，从Decoder的接收状态来验证帧的属性：帧是否有效、帧类型、帧长度，并从读出的数据来验证数据的正确性。
5 结束语
收发控制 篇3
1.1 光连续收发平台
一个完整的光纤通信系统由光发送设备, 光纤传输线路, 光接收设备和各种耦合器件等构成。目前已经有的收发一体的光模块能同时实现发送和接收光信号, 因此作为光发送和接收设备。光纤作为信号传输的载体, 送到后级电路时完成数据的时钟数据恢复及相关业务处理。
1.2 光突发发送设计
利用连续光传输平台, 通过光开关的闭合来阻隔连续光模块发出的连续信号, 从而实现突发包以及包间隙的产生。本设计中所有配置均是静态配置。从逻辑输出控制信号Burst_en来控制光开关动作。Burst_en输出后先经过分压电路, 再通过射极跟随器, 经MOS管后输出。这两组电路一同构成光开关驱动电路。初始时刻光开关关闭, 当Wait_t信号为1时, Burst_en变为1, 使能光开关驱动电路, 产生相应的驱动电压、驱动电流, 光开关延时后开启, 并保持在相应的计数周期i内保持开启状态不变。当Burst_en变为0时, 光开关驱动电路没有相应的驱动电流输出, 光开关延时关断, 并保持在相应的计数周期ii内保持关闭状态不变。这样就实现了突发数据产生。
1.3 光突发接收设计
通过光纤接入的信号在接收侧并不立即进行时钟数据恢复, 因为从接收侧通过连续光模块光/电转化直接得来的数据存在包间隙, 如果直接通入后级的时钟数据恢复电路, 此时钟频偏过大, 在突发包间隙部分没有办法提取时钟信息。然而在包间隙用无效数据替换却能弥补这样的缺陷。通过填充使能OR_en控制使用一个或门可以实现无效替换数据和突发包的有效间插, 达到突发数据转变为连续数据的效果。OR_en的“0”, “1”值分别代表选通两个通道其一的数据。当OR_en为1时, 选中或门输入端D1通道的数据输出;当OR_en为0时, 选中或门输入端D0通道的数据输出。此次的设计中D1代表从连续光模块输出的电信号, D0代表用作替换的无效时钟数据。由于突发包和包间隙的产生是由光开关控制的, 故或门的控制使能与Burst_en基本一致, 但考虑到光开关动作的延时, 故当Burst_en变为1时, OR_en延时1个时钟周期后再变为1, 选择D 1通道数据输出;当Burst_en变为0时, OR_en同样延时10个时钟周期后再变为0, 选择D0通道数据输出, 这样可以完整地接收数据, 防止数据头或尾丢失。其控制流程与控制使能Burst_en产生一致。
1.4 同频无效数据产生
传输数据的速率决定所需替换时钟频率的选取。本文直接选取恒温晶振所产生的时钟作添加。但对于比较特殊的频率可通过频率合成器iii来实现所需频率的转换。
2 试验场景与测试结果
按照图1所示, 搭建了本次试验的场景。按照上图所示的功能图进行扩展后, 左起采用了两个2.5 G b p s连续收发一体SFP光模块:A1, A2, 工作波长分别是:λ1为1549.32n+m, λ2为1550.12nm。通过这两个光模块提供连续的光信号, 同时两个波长的光模块一起使用构造了多波长传输的场景。
经过光模块A1, A2出来的光信号分别经过光开关突发阻隔后再进行传输。光开关1和2是基于半导体光放大器 (Semiconduc tor Optical Amplifier, SOA) 的高速光开关, 驱动电压为4V, 驱动电流为200mA左右, 最快开启速度可以达到几百纳秒。试验中我们通过逻辑控制输出光开关驱动信号。按照设计需求, 当配置业务产生时, 逻辑输出控制信号1, 驱动电路在驱动信号输入后产生所需的光开关驱动电流。这个电流约为200mA。在没有驱动信号的时候, 逻辑就输出指示信号0, 此时驱动电路没有驱动电流生成, 光开关保持关断, 从光模块出来的连续数据便无法通过。在这个过程中我们测试了光开关完全闭合的时间, 在输入驱动信号基本没有上下冲, 温控电路输出PWM波波形正常时, 光开关可在500ns内完成整个开启和关闭动作。
突发光产生后通过光纤连接到后级的合波器。为配合发送侧两个光模块的波长, 选择一个, 中心频点偏移在1Mhz以内, 波长范围在1450nm到1610nm的合波器来完成合波。此合波器保证各个波长的信号在合波时没有波长损失。经过合波器的光信号通过一段单模光纤传输接入至接收端。
接收端先使用一个分波器将两个波长的信号分开来。与合波器选择类似, 同样按照相关指标选择一个的, 中心频点偏移在1Mhz以内的, 波长范围在1450nm到1610nm的分波器来实现分波。经过分波器后, 之前已经合路的数据分为合波前的和, 分别使用光模块B1和B2对光信号进行接收。在B1和B2处完成数据的光/电转换。
通过光/电转化出来的数据存在间隙, 这时将输出的信号接到或门的一端。选取的逻辑或门支持最高传输数据的进行简单的逻辑门运算, 支持多达多种高速信号电平类型。其传输延迟以ps计, 对2.5Gbps信号传输带来的操作延迟可忽略不计。此或门D1输入端接入接收的突发信号, D0输入端接入选取的恒温晶振送出的替换时钟信号。这时通过逻辑送出的OR_en信号来选择送到后级电路的输出。由于逻辑送出的OR_en信号是单端信号, 而NB7L86M的使能端要求差分输入, 故需要对逻辑输出的OR_en信号作电平转换。
经过示波器抓取或门输出数据显示, 通过替换实现了突发数据转连续数据的效果。此数据经过后级时钟数据恢复电路后被逻辑接收, 抓取逻辑接收的数据观测, 和发送端一致, 说明接收无误。
3 结语
本文的方法实现了光突发网络的突发收发, 利用光开关阻隔实现了突发数据的产生, 规避了突发光模块中激光器冲放电的延时, 但同时引入了光开关状态转化时延。试验结果表明:使用光开关可以产生与突发光模块类似的突发效果, 但操作延时偏大。这一参数对后续进行光开关选型以及确定突发包前导的长度需求都有很大的参考价值。本文通过在突发数据接收的过程中引入无效数据替代包间隙的方法, 实现突发数据到连续数据的转换, 保证了连续数据的时钟恢复电路仍然可以使用。与空间过采样的突发数据恢复相比, 本文的方法可以节约大量的逻辑资源。
摘要：本文试验结果表明:使用光开关能够实现与突发光模块类似的突发光产生效果。另外通过使用无效数据替换包间隙变成连续数据后, 再使用连续时钟数据恢复, 仍能够正确接收数据。
关键词：光突发交换,光模块,光开关,控制使能,时钟数据恢复
参考文献
[1]Demonstration of2.5Gbps Optical Burst Switched WDM Rings Network OFC2006PDP43.
[2]陆敏贵, 吴龟灵, 李新碗, 等.OBS边缘节点突发收发卡的设计与实现.
[3]Burst-Mode Clock and Data Recoveryin Optical Multiaccess Networks Using Broad-Band PLLs.IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.18, NO.1, JANUARY1, 2006.
[4]US Patent7394996-Burst mode op tical receiver and system and method t herefore.http://www.faqs.org/pat ents/app/20090028581#ixzz0aEdFpRS H.
[5]胡庆, 王敏琦.光纤通信系统与网络[M].电子工业出版社.
企业文件收发规定 篇4
(二)文件签发后，送办公室统一安排打字，打印后送回起草部门校对，校对无误方能复印、盖章。
(三)文件和原稿，由办公室分类归档，保存备查。
(四)属于秘密的文件，核稿人应该注明“秘密”字样，并确定报送范围。秘密文件按保密规定，由专人印制、报送。
(五)文件统一由办公室负责发送。送件人应将文件内容、报送日期、部门、接件人等事项登记清楚，并向文件签发人报告报送结果。秘密文件和由专人按核定的范围报送。
(六)外来的文件由办公室专人负责签收，并分类登记。由办公室主任提出处理意见后，签收人应于接件当日即按文件的要求报送给有关部门，不得积压迟误，属急件的，应在接件后即时报送。
收发控制 篇5
光收发模块是光纤通信网络中完成电/光、光/电转换的关键部件[1]。光交换机或设备的板卡通过I2C总线接口与光收发模块通信,对其进行配置并获取监控信息[2],但不同厂家或不同型号的板卡对光收发模块的I2C接口的要求有所不同,此外工作时的不确定因素也会带来一定的影响。为了在更大程度上满足板卡I2C接口的要求,并在一定程度上克服不确定因素带来的影响,在CPLD(复杂可编程逻辑器件)上开发了I2C的极限测试控制器。
I2C的极限测试用于评估光收发模块I2C通信的鲁棒性,其鲁棒性高时,即使板卡不满足I2C协议的要求,但在不超过太多的情况下,板卡与光模块的I2C通信依然可以正常进行,这样就避免了不稳定因素导致的错误,甚至是需要人为调整的不便。光收发模块具有较高的鲁棒性对于光网络的稳定运行具有积极意义。
1I2C总线概述
I2C总线是一个 国际通行 的低速通 信接口标准,在消费类电子、通信和工业电子领域得到了广泛的应用。为了降低设计成本和设计复杂度,飞利浦公司提出了一种 双线双向 的总线架 构,称为InterIC或I2C总线。该总线制要求两条线路,一条SCL(串行时钟线)和一条SDA(串行数据线),每个连接到总线的器件都有唯一的地址,在数据传输过程中,总线上并接的每一个器件都可以为主机,也可以为从机,取决于其需要完成的功能[3]。
I2C总线有三种模式:标准模式(100kbit/s)、快速模式 (400kbit/s)和高速模 式 (3.4 Mbit/s)。主机发出的信号分为地址和数据两部分。接收端采用SCL信号同步采样读取数据,协议规定数据变化只发生在SCL信号为低电平期间,高电平期间要保持SDA信号的稳定。SCL为高电平时,SDA信号由高电平变为低电平,即为开始条件,反之由低电平变为高电平,则为停止条件[4]。
2系统设计
I2C总线极限测试主要包括频率测试和线路特性测试两大类。
频率测试中总线频率为500~1kHz,并且间隔不同,频率越低间隔越小,转换为周期则呈现非线性特征,所以拟合成4条直线段,对直线的斜率和截距取整并且调整到误差较小的状态。
线路特性测试分为总线频率100kHz(标准模式)和400kHz(快速模式)两种情况。根据I2C总线规范[3]中对线路特性参数的规定以及文献[5]综合得到光收发模块I2C线路特性要求,如表1所示。针对线路特性,每一项设计最小值的极限一般取最小值的50%~100%;设计最大值的极限一般取最大值的100%~120%。
在I2C总线的两大类测试中,总线帧格式相同,各模块复用。VerilogHDL(硬件描述语言)[6]模块总体结构如图1所示。
2.1控制模块
控制模块控制每次极限测试的开始,并给出各测试所需要的参数,测试完成后收集接收数据与出错信息,从而判断测试通过与否。
模块中的主要信号及处理过程如下:
(1)控制每次极限测试的脉冲时钟。在该时钟的脉冲位置时刻,模块产生数据信号和写操作信号,地址及开始模块接收到信号之后返回一个回馈信号,并产生测试开始信号;同时,控制模块计算下一次测试所需要的参数。
(2)总线频率的控制时钟。该时钟的频率是总线时钟频率的两倍,由频率参数控制。该时钟控制SCL翻转得到所需总线频率。
(3)用于计算测试所需参数的信号以及计算处理。频率测试从500到1kHz,依据4条直线段,累加计算得到对 应参数。线 路特性测 试分100和400kHz两种,需要给出频率参数,同时针对每种特性计算出对应的参数。
(4)脉冲位置时刻,模块产生偏移地址信号和写数据信号,之后等待测试完成信号,测试完成后收集接收数据与出错信息,进行相应判断,得到测试结果,在每一大项测试完成后,控制总线写操作,将测试结果保存到USEREEPROM(用户可读写内 存空间)的其他空间。
2.2地址及开始模块
地址及开始模块接收到控制模块发出的写操作信号之后,返回一个回馈信号,并产生偏移地址和测试开始信号,状态机模块接收到开始信号之后,启动状态机转换过程。
2.3状态机模块
状态机模块主要完成状态机的转换,以及设备地址、偏移地址和数据状态的数据位数计数。根据I2C总线规范中的总线帧格式,设计状态机转换图如图2所示。其中,ACK为收到确认标志,NACK为未收到标志。
2.4总线产生模块
总线产生模块控制SCL和SDA的电平状态,并接收总线数据以及ACK信息。
(1)控制SCL。在默认线路特性的时候,主要通过根据控制模块产生的总线频率控制时钟,翻转SCL来实现。在线路特性测试中,需要借助延时来控制SCL高低电平时间。(2)控制SDA。在默认线路特性的时候,主要通过根据状态机当前状态、数据位数计数值,以及地址或数据信息,来决定SDA的电平。在线路特性测试中,需要借助延时或者过渡方法来控制SDA电平变换的时刻。(3)接收总线读取从机的数据,并监测各ACK/NACK是否出错。
3功能验证
3.1软件仿真
使用133 MHz时钟仿真,500kHz总线波形和200kHz总线波形分别如图3和图4所示,相应时钟周期分别约为2和5μs。得到的仿真波形存在很小的误差,符合设计预期。
100kHz线路特性测试中,重复起始条件的建立时间tSU,STA为3μs的情况如图5所示,其中,默认情况下为5μs;SCL时钟的低电平周期tLOW为3.5μs的情况如 图6所示,其中,默认情况 下为5μs。得到的仿真波形也符合设计预期。
3.2硬件实现
硬件上采用LatticeCPLD实现,与光收发模块通过I2C总线连接,光收发模块由其评估板供电,测试完成后可通过评估板读取保存在光收发模块中的测试结果数据。测试过程中利用示波器捕获并保存截图,选取500和100kHz测试的波形进行分析。
500kHz频率测试波形分别如图7和图8所示。写数据时,发送设备地址0xA2(写)、偏移地址0x80、数据0xAA;读数据时,发送设备 地址0xA2(写)、偏移地址0x80,再发送设备地址0xA2(读),之后收到数据0xAA。
500kHz频率对应周期为2μs,波形放大截图如图9所示(两条垂直测量标线之间的时间间隔为Δ2.00μs)。
100kHz线路特性测试中,tLOW为3.5μs的测试波形分别如图10和图11所示,其中写和读的数据均为0x55。示波器 测量出低 电平时间 约为3.60μs,近似设计时间3.5μs,波形放大截图如图12所示 (两条垂直 测量标线 之间的时 间间隔为Δ3.60μs)。
对一些SFP+模块进行测试,分析结果发现大部分测试能够通过,而一些参数较严格的测试(例如参数为协议规定最小值的20%以下)没有通过,符合预期。
4结束语
在CPLD上通过VerilogHDL设计了I2C极限测试控制器,软件仿真和硬件实现验证了设计的正确性,该控制器可以用来测试光收发模块I2C总线的各参数的极限,从而评估其鲁棒性。该I2C极限测试控制器是针对光收发模块而设计的,测试结果保存在其USEREEPROM中,后期改进时可以设计UART(通用异步收发传输器)接口,将结果通过串口发送到PC端。同时,通过更改设备地址、偏移地址,可以实现对不同种类I2C从器件的测试。
参考文献
[1]张丽华.光通信网络时代的到来——光收发模块发展趋势研究[J].中国教育网络,2005,(05):62.
[2]夏星星.光接入网中的光收发模块性能测试系统研究[D].北京:北京邮电大学,2011.
[3]NXP Semiconductors UM10204-2012,I2C-bus specification and user manual,Rev.5[S].
[4]高博,巍蔚,龚敏,等.基于Verilog HDL的I~2C总线分析器[J].微计算机信息,2009,(08):14-16.
[5]SFF Committee SFF-8431-2009,Specifications for Enhanced Small Form Factor Pluggable Module SFP+,Revision 4.1[S].
收发控制 篇6
目前,在丘陵山区农田耕作中,机耕船是普遍使用的农业机械,但其耕作过程中操作者需下田操作且劳动强度很大。因而,常有学者称 “机耕船解放了牛,累死了人”。
机耕船亦称船式拖拉机,是我国独创的一种水田动力机械,通常由柴油机、船体、耕作机具3大部分组成,它适用于平原、湖区、丘陵、山区等各种不同类型的水田和沿海地区的滩涂田机耕作业,尤其是在拖拉机无法作业的深泥脚田可以很好地进行工作。
近年来,在丘陵山区,农机推广部门引进机耕船用于水田耕作,取得了一定的宣传效果;但在实际运用中,由于常用机耕船为乘坐式,质量大,转移难,不适应于丘陵梯田、小块田的耕作需要。
随着现代农业的不断发展,人们对农业机械自动化的需求越来越强,研制一种可以替代机耕船用于丘陵地区水田耕作的机械无疑是一个重要而又紧迫的课题。
在这种背景下,笔者参与设计了一种遥控机耕船。它采用6.3kW的柴油机:后置可拆卸(田间转移方便)旋耕刀组,可装拆扶手(扶手由于田间转移操作);整机质量控制在100kg,经测试可适应于丘陵山区梯田的耕作需要。
在小型遥控机耕船的设计中,灵敏可靠的无线通信是关键技术之一。为此,本文基于PC2132单片机和nRF905芯片,设计了一种无线传输系统,并进行了测试。
1 遥控机耕船的方案及工作原理
在遥控机耕船的设计中,LPC2132是整机控制MCU,nRF905是无线传输芯片。遥控机耕船控制系统如图1所示。
安置在机耕船体上的传感器采集机耕船的位置、速度、工作状态等信号传递给MCU,MCU通过通讯模块与人实现机器控制信号的交互。
2 无线通讯系统的硬件设计
2.1 芯片介绍
nRF905单片无线收发器工作于433/868/915MHz3个ISM(工业、科学和医学)频道,频道之间的转换时间小于650μs;工作电压为1.9～3.6V,32引脚QFN封装;自动产生前导码和CRC校验码,可以很容易通过SPI接口进行编程配置;外围器件连接简单,无需外部SAW滤波器[1]。无线通信系统,由两个终端组成:终端1和终端2。nRF905有两种工作模式和两种节能模式。两种工作模式分别是ShockBurstTM发送模式和ShockBurst RM接收模式,两种节能模式分别是掉电模式和STANDBY模式。nRF905的工作模式由TRX_CE,TX_EN,PWR_UP3个引脚的设置来决定,引脚功能如表1所示。
2.2 通讯子系统方案设计
为了实现通讯数据测试的可见行,本设计及实验中采用如图2所示的无线通讯系统。它由两个终端构成,终端内部之间的数据的传输通过串口来实现。发送端通过PC机(手持仪)串口给MCU(ARM7- LPC2132单片机)发送数据,然后MCU通过nRF905 把数据发送出去;接收终端通过nRF905接收数据,然后通过MCU把接收到的数据通过串口传给接收端PC机(手持仪)。
3 无线系统的软硬件设计
3.1 系统的硬件设计
此系统主要由接收终端及发送终端组成,各部分主要由主芯片、液晶显示系统和RS232串口等各功能模块组成。射频收发器为Nordic VLSI公司的nRF905,工作电压为1.9～3.6V。nRF905由频率合成器、接收解调器、功率放大器和晶体振荡器组成,不需外加声表滤波器;高抗GFSK调制,数据速率为50kps,独特的载波监测输出、地址匹配输出和数据就绪输出ShockBurstTM的工作模式;自动处理字头和CRC,使用SPI接口微控制器通信,配置非常方便。此外,其功耗非常低。nRF905提供CD检测端,CD端可以指示载波检测,当空间有同频载波时,通知主控单片机暂时停发数据,因而避免信号的空中冲突[2]。
nRF905的硬件连接图如图3所示。
3.2 系统的软件设计
软件设计主要是由ARM7-LPC2132单片机的I/O口设置以及程序的调试为主,调试使用的软件是Ads1.2 。
LPC2132对nRF905的控制首先要对内部配置寄存器进行正确的设置。在此次程序设计中选择nRF905的工作频段为433MHz,输出功率为+10dBm,正常工作模式,不重发数据包,发送和接收地址为4个字节,发送和接收的有效数据位宽度为32个字节。nRF905的晶体振荡频率为16MHz,CRC的校验位为8位。nRF905提供SPI口的读写指令,当CSN为低时,SPI接口开始等待1条指令,任意条新指令均由CSN由高到底的转换开始[3]。下面主要介绍nRF905的发送流程和接收流程。
3.2.1 发送流程
1)当微控制器有数据要发送时,先检测CD端口,如果没有载波出现,则通过SPI接口,按时序把接收机的地址和要发送的数据送传给nRF905。如果检测到CD载波信号,转到接收流程。
2)微控制器置高TRX_CE和TX_EN,激发nRF905的ShockBurstTM发送模式。
3)nRF905的ShockBurstTM发送:射频寄存器自动开启数据打包,发送数据包。当数据发送完成,数据准备好引脚被置高。
4)当TRX_CE被置低,nRF905发送过程完成,自动进入空闲模式。发送流程如图4所示。
ShockBurstTM工作模式保证,一旦发送数据的过程开始,发送过程都会被处理完。只有在前一个数据包被发送完毕,nRF905才能接受下一个发送数据包。
3.2.2 接收流程
1)当TRX_CE为高、TX_EN为低时,nRF905进入ShockBurstTM接收模式。
2)650μs后,nRF905不断监测,等待接收数据。
3)当nRF905检测到某一频段的载波时,载波引角置高。
4)当接收到一个相匹配的地址,地址匹配引脚被置高。
5)当一个正确的数据包接收完毕,nRF905自动移去字头、地址和CRC校验位,然后把数据准备好引脚置高。
6)微控制器把TRX_CE置低,nRF905进入空闲模式。所有控制器等待数据进入,SPI准备发送。
7)微控制器通过SPI口,而后把数据转移到微控制器内。
8)当所有的数据接收完毕,nRF905把数据准备引脚和地址匹配引脚置低。
9)nRF905此时可以进入ShockBurstTM接收模式,发送模式或关机模式[4]。接收流程如图5所示。
LPC2132的串口通讯程序设计,主要是设定传输的速率为4800bps,数据传输为8位数,1个停止位,无奇偶校验。根据相应的发送端和接收端来设定发送模块和接收模块使能。在PC机软件设计中,串口通信模块负责PC机与下位机之间的数据通信。
4 实验测试分析
在发送和接收时利用示波器和万用表对nRF905的相关引脚进行测量结果如表2和表3所示。
5 结论
本设计实现了基于LPC2132和nRF905的无线通信。本系统主要用于无线机耕船的控制,采用PCB板自带天线时,无线通信的距离可达80m,通过发送端发送数据,在接收端能正确接收数据并显示在PC机上或手持仪上的液晶上。如果使用阻抗匹配良好的外置天线,视距传输距离可达300m以上。实验表明,该系统充分说明了nRF905的性能良好,实时性好,实用性强。在此基础上还可以实现无线遥控遥测,无线抄表,工业数据采集,机器人控制等[5]。
参考文献
[1]周波.nRF905无线通讯模块在无线数据采集系统中的应用[J].工业控制计算机,2005,18(7):7-8.
[2]黄智伟.无线发射与接收电路设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.
[3]啐启忠,朱客辉,耿田车.射频收发器nRF905及其应用[EB/OL].[2011-03-31].21IC中国电子,2004.
[4]荚庆,王代华,张志杰.基于nRF905的无线数据传输系统[J].国外电子元器件,2008(1):29-31.
基于VFP实现的作业收发 篇7
在磁盘文件中读写数据是最基本的程序功能,本文提到的FSO对象是VB中具有灵活而强大功能的对象模型,它是File System Object的英文缩写,解释为文件系统对象。这种对象模型在文件操作中得到广泛应用,它可以通过调用object.method方法,将一系列对文件和文件夹的操作通过设置对象本身的属性直接实现。FSO对象模型不仅可以象使用传统文件操作语句那样实现文件的创建、改变、移动和删除,而且还可以获取关于文件和文件夹的信息,而以前要获取这些信息必须通过调用Windows API函数集中的相应函数才能实现。其实我们也可以在VFP中使用FSO对象,从而提高VFP的文件处理能力。在上机实验中,教师需要把所布置作业对应的文件在教师服务器和学生客户机之间传送。本文特意介绍了一种在VFP中利用文件系统对象FSO,实现基于局域网的作业收发的方法。实践证明,这种方法简单有效,实用可行。
2. 相关设置
2.1 教师服务器
(1)操作系统Windows 2003
(2)作业文件存放位置server作业$(共享、只读)
上机实验开始前,教师把实验文件复制到服务器"作业$"对应的文件夹中。实验开始后,学生运行客户机上的接收作业程序把作业文件复制本机硬盘上。共享文件夹“作业$”在共享名后添加一个“$”,其作用是在局域网上把该共享文件夹隐藏,可以避免通过网络邻居直接访问该文件夹,起到了一定的保密作用。
(3)操作结果存放位置server结果$(共享、可写)
学生实验结束后,直接运行客户机上的提交作业程序把本机硬盘上的操作结果文件复制到服务器"结果$"的对应文件夹中。为了区分学生的操作结果,每个学生的目标文件夹由学生的学号、机号组合而成,如02130101.601。
2.2 学生客户机
(1)操作系统Windows XP
(2)开发工具Visual Foxpro 6.0
(3)C盘中存放接收作业和提交作业的应用程序,其中使用了文件系统对象实现作业文件及学生操作结果文件在教师服务器和学生客户机之间的传送。
(4)E盘作为专用盘,在实验过程中将用于存放学生的作业文件及操作结果。
3. 作业收发
3.1 接收作业
(程序界面如下图)
根据学生输入的学号、机号把服务器上对应作业的文件复制到E盘上,在复制前把E盘上所有文件删除,同时创建学号文件,记录学生输入的学号、机号,该学号文件以后将用于提交作业,为避免被学生修改或删除,需将其属性设为隐藏、只读。
get_from_folder="Server作业$"&&定义作业文件存放位置
put_to_folder="E:"&&定义复制作业目标文件夹
xh_dat=put_to_folder+"xh.dat"&&定义学号文件
fs=Create Object("Scripting.File System Object")&&创建文件系统对象
If fs.File Exists(xh_dat)
If Message Box("你的作业已经发送,再次发送将覆盖原有作业",1+48,"提示")=2
For Each fil In fld.Files&&删除目标文件夹下所有文件
If Upper(fil.Name)<>"WIN386.SWP"
fs.Delete File(fil.Path,.T.)
End If
End For
For Each fil In fld.Sub Folders&&删除目标文件夹下所有子文件夹
ts=fs.Open Text File(xh_dat,2,.T.)&&生成学号文件
ts.Write Line(Thisform.Text1.value+"."+Thisform.Text2.value)
&&在学号文件中写入学号、机号
fs.Copy File(fil.Path,put_to_folder,.T.)&&复制作业至目标文件夹
fil.Attributes=1+2&&设置学号文件属性为只读和隐藏
fs=Null
3.2 提交作业
根据学号文件中所记录考生输入的学号、机号,组合成服务器上具有特定名称的文件夹,并把学生的操作结果复制到该文件夹中。为了避免学生的操作结果遗留在机器的硬盘上,在提交作业的同时把E盘清空。
put_to_folder=put_to_folder+xh+"."+jh&&以学号、机号生成目标文件夹
If fs.Folder Exists(put_to_folder)
If Message Box("目标作业文件夹已存在,是否重新提交?",1+48,"提示")=2
fs.Copy File(fil.Path,put_to_folder)&&复制结果至目标文件夹
4. 结束语
利用文件系统对象FSO实现基于局域网的作业收发,由于整个操作过程学生直接在计算机的硬盘上进行操作,读写速度快。即使在操作过程中出现死机现象,不会对学生的操作结果产生影响,只需重新开机即可继续操作。整个作业收发的细节对学生而言都是透明的,效率较高,具有一定的实用价值。
参考文献
[1]戴仕明,王映龙.Visual FoxPro程序设计与应用开发[M].北京:清华大学出版社,2006.
收发控制 篇8
现在人们的工作、生活中, 每天都会要查收和回复很多各种的邮件, 有用Web浏览器登录邮件系统的, 有用邮件客户端如: Foxmail、Outlook等登录处理邮件的, 而这些用久了难免就会厌烦, 想尝试一种新的方式来处理邮件, 下面就用当前比较流行的一种Python语言实现一个简单、快捷的邮件收发软件。
2 Python 体系结构
Python是最近几年逐渐流行开来的一种面向对象、解释型计算机程序设计语言, 最早是由Guido van Rossum于1989年底发明, 被Google公司广泛应用和发展壮大。Python语法简洁而清晰, 具有丰富和强大的类库。使用它能够很轻松地把用其他语言制作的各种模块联结在一起组成一个整体。较为常见 的一种应用情形是, 使用Python快速生成程序的原型, 包括用户界面等, 然后对一些有特别需求的部分, 再用更合适的语言改写, 如在3D游戏设计中的图形渲染模块及其他各种动画处理, 可以选用如3DMaX、Maya等实现, 只要通过Python把各个部分连接起来就形成了一个功能完整的项目。
接下来这里通过一个邮件收发软件的实例, 讲解如何使用Python语言进行应用开发, 开发环境如图1所示。
3 应用的主要模块
3.1 smtplib 模块
Python中的smtplib模块提供了一种非常方便的途径来发送电子邮件。它对SMTP协议进行了简单的封装。
3.1.1 smtplib 模块的介绍和功能实现
stmplib模块中有几个主要类 : SMTP类、SMTP_SSL类和LMTP类。
应用最多的就是SMTP类: smtplib.SMTP ([host [, port [, local_hostname [, timeout]]]])。
SMTP类用于实现跟SMTP服务器之间的连接 , 通过这个连接来向SMTP服务器发送指令, 执行如: 登录、发送邮件等相关操作。
SMTP类的所有 参数都是 可选的 , 其中host参数表示SMTP服务器的主机名 , port表示SMTP服务的端口 , 默认是值25; 如果在创建SMTP对象时只提供了这两个参数, 在初始化时会自动调用connect方法进行服务器的连接。
smtplib.SMTP提供的方法:
(1) SMTP.set_debuglevel (level) : 用于设置是否为调试模式。默认为False, 即非调试模式, 表示不输出任何调试信息。
( 2) SMTP.connect ( [ host [ , port] ] ) : 用于连接 到指定的SMTP服务器。参数分别表示SMTP主机和端口。也可以在host参数中指定端口号如 : smtp.163.com:25, 这样就可以不用给出port参数了。
(3) SMTP.docmd (cmd [, argstring]): 用于向SMTP服务器发送指令。一个可选参数argstring表示指令的后缀参数。
3.1.2 邮件发送的实现
以下给出邮件发送模块的实现代码:
3.2 poplib 模块
在Python中通过poplib模块来实现邮件的接收。
3.2.1 poplib 模块的的实现
poplib模块中以一个封装的pop3类来实现接收邮件的各种具体操作
pop3类的方法及功能如下:
(1) poplib.POP3._init_ () :连接pop3服务器。
(2) poplib.POP3.user poplib.POP3.pass_ (): 发送用户名和密码进行验证。为了与Python的关键字区分, 所以要加下划线。
(3) poplib.POP3.stat (): 获取邮箱中信件信息。
( 4) poplib.POP3.retr ( ) : 收取邮件 。该方法 返回一个tuple, 其中包含了结果代码和邮件。但是邮件并不是字符串格式, 而是一个字符串的列表。每一个元素表示该邮件的一行。可以使用“n” .join (lines) 来把它们转换成标准的字符串。
(5) poplib.POP3.dele (): 删除邮件。指令只带一个邮件数字作为参数, 所以必须为每一个要删除的邮件调用一次该指令, 大多数POP服务器在调用了quit () 之后才真正删除那些邮件。
3.2.2 邮件接收功能的实现
通过以下代码可以实现邮件的接收, 及邮件列表的生成:
4 结语
通过以上步骤实现了邮件的接收和发送功能, 有兴趣的读者可以试着再丰富一下软件的功能, 让平常的邮件收发更具乐趣。通过这个实例, 能够发现Python语言的简洁、 高效 , Python以其更好的兼容性和跨平台性 , 被越来越多的人所喜爱, 其强大的标准库和大量的第三方模块为Python的发展奠定了坚实的基础。
摘要：通过一个邮件收发的实例,展示了Python语言简洁和高效等特点,在日常的工作和生活中发挥越来越多的作用。
高频收发讯机异常分析 篇9
关键词：收发讯机,收、发讯故障,通道异常,电源故障
目前, 浑江发电公司使用的高频保护装置专用收发讯机共8台, 其中YBX系列1台、SF-500系列2台, SF-600系列2台、GSF-6A、B系列3台。本文在简要分析高频保护装置专用收发讯机启讯、停讯的工作原理的基础上, 结合启、停讯中的常见问题及电源问题, 给出相应的处理办法, 供大家参考。
1 简要介绍一下收发信机整机工作原理
上述介绍的几种型号和收发信机, 工作原理基本上是一致的。均采用故障启动发信的工作方式, 正常时装置处于停信状态, 通道无高频信号传递;电力系统故障时, 受控于继电保护装置启信和停信。装置采用自发自收式, 收信和发信频率可以相同, 也可以相差0.25k HZ。
发信回路由“载供电路”为发信回路提供载波信号, 即工作频率信号。此信号经载供电路送入“前置放大”电路及“功率放大”部分。经过放大后的由保护信息调制的载频信号送入“线路滤波”及“发信输出”部分。由通道收到的载频信号, 通过“线路滤波”回路送到“收信输入”回路。
收信回路的工作原理为超外差接收方式, 传送到控制插件的高频信号经收信衰耗器与高频接收带通滤波器选择后, 送到混频器与载供电路送来的本振信号混频。另外装置控制电路还设有装置异常闭锁回路, 当该插件中逻辑关系发生异常时, 其闭锁电路自动发出启信信号, 闭锁两侧保护装置, 以防止误动。
2 收发讯机启、停讯电路分析
收发讯机共设有三种启动发讯方式:本侧试验启讯、远方启讯及保护启讯。
为了进行通道交换讯号试验, 设有远方启讯电路。任一侧均能单独地启动对侧发讯, 进行通道交换信号试验, 并能检测出本侧单独发讯、对侧单独发讯及两侧同时发讯的通道工作情况 (如图1所示) 。
在进行通道交换讯号试验时, 如果线路恰好在此时发生故障且需要传送保护信号时, 则试验回路立即被闭锁, 并延时开放, 使保护命令信号优先传送, 把接口 (保护) 来的控制讯号转换成相应的逻辑电位去控制“晶振合成”、“前置放大”等电路单元进行发讯或停讯。
3 启停讯回路常见故障及处理方法
3.1 接收判别延时过长。
当收到对侧讯号时, 通过10号端子反映出由“0”变“1”态, 这时T1应延时5ms去用于接收判别回路和启动G1回路。如果该回路延时过长, 将影响保护的正确动作。现场实测T1延时达数十毫秒。检查发现T1长延时的原因为C2漏电和JC1-2特性变坏。3.2本侧启动发讯延时200ms的问题。当本侧启动发讯后, 应经过T3延时200ms去解除启讯回路, 此延时是为了保证对侧在断路器断开的情况下仍可靠远方启动。在运行缺陷处理中, 发现保护通道交换讯号不正常, 测试T3延时仅几十毫秒, 检查C4漏电和集成块JC2-2虚焊。3.3远方启讯不能开环的问题。运行中发现高频保护装置在正常运行时, YBX系列收发讯机手动发讯交换信号, 远方启讯不能开环。由上述分析知:当本侧瞬时按下发讯机试验按钮时, 通过G2等回路启动本侧发讯机发讯, 且收讯部分收到信号, 通过G1-T3、G5等回路 (延时200 ms) 去停讯, 再通过G3、T4等回路延时5 s后再发讯10 s停讯, 使远方启讯的闭环回路打开, 发讯机停止发讯。在缺陷处理中, 用示波器监视发现在发讯机停讯的瞬间, 有一个幅值有10多伏干扰脉冲, 使G2输出瞬时由“1”态变“0”态, 从而开始第2次启讯循环, 出现3次循环才能解环。分析可能是由以下几个方面引起的:3.3.1收发讯机装置接地线接触不良。收发讯机接地引线直接接到端子排的带有光漆的槽铁上, 这种接地非常不好, 用万用表测根本与接地网不通。收发讯机在发讯、停讯时, 有关电路的电位跃变引起干扰脉冲使得发讯机停讯后又启讯。应将装置的接地线和高频电缆的接地线直接接到100mm2的铜排上, 防止接地不良引起干扰。3.3.2启讯回路的干扰。收发讯机与保护相关的启讯回路的干扰是造成远方启讯回路不能开环的因素之一。由于在保护屏上强电回路 (直流220V) 与弱电回路 (±15V、40V) 和从开关场引入的有关回路交叉在一起, 容易引起干扰。对于启讯回路的干扰, 采取将保护与收发讯机的有关连线换成屏蔽线的办法来处理。3.4如何解决频拍问题。当收信回路输入端同时存在两侧高频信号时, 倘若两侧高频信号幅值相近, 则在相位正好相反的那段时间, 两侧的高频信号将相互抵消而出现一个低谷, 当这一低谷的电平低于收信机的灵敏启动启动电平时, 收信输出信号就会出现一缺口, 这就是所谓的频拍现象。通常解决频拍的方法是将送入收信回路的本侧高频信号和来自对侧的高频信号两者之间保持一定的幅度差和频率差。常见方法有以下几种:a.附加衰耗法。b.收信门控衰耗法。c.不等臂差接网络。d.石英谐振器频差法。e.晶体振荡器频差法。f.分时接收法。
4 通道回路异常分析:
4.1 采用远方启动功能检侧通道是否工作正常。
例如:当区外故障时, 导致正方向侧收信机收不到高频闭锁信号, 从而使正方向侧高频保护误动作。为了消除上述缺陷, 就采用了远方启动发信的办法。高频通道包括:高频电缆、结合滤波器、耦合电容器、高压输电线路等室外设备, 受着自然界气候的变化和风、霜、寸、雪、雷电的考验, 以及高频通道上各加工设备和收发信机元件的老化和故障, 都会引起衰耗增加。高频收发信机上设有通道检验按钮。正常时由运行人员有启信按钮启动高频收发信机向对侧发送高频信号, 并通过远方启动功能可以检测到本侧及对侧收发信机及通道的不正常工作状态。通过检测相应的电流、电压和收发信机上相应的指示灯来检查高频通道, 以确保故障时保护装置的高频部分能可靠工作。4.2高频通道衰耗普遍过高原因分析:高频通道衰耗过高, 应重点检查:4.2.1检查终端和桥路上的各段高频电缆的绝缘是否正常, 或桥路电缆有否断线现象;当桥路电缆断线, 衰耗会增加20d B以上的衰耗值。4.2.2检查结合滤波器的放电器是否因多次放电而烧坏, 致使绝缘下降。4.2.3阻波器调谐元件是否损坏或失效, 运行中可用测量跨越衰的方法进行检查, 或线路停电, 阻波器不吊下耦合电容接地方法检查阻波器的特性。4.2.4通道中各部分连接的阻抗是否有严重失配而引起较大的反射损耗。4.2.5在桥路上是否因变电所母线的跨越衰耗降低而产生了相位补偿。
5 电源回路常见故障及处理方法
5.1 收讯机直流电源构成及波动问题。
收发信机的电源共分四组:-40伏稳压输出供装置功率放大器专用;24V为外部设备相连的接口电压;±15V为装置其余电器使用。-40伏直流稳压电源为集电极输出型, 由调整、放大、基准、取样、差动放大、起动电路、保持电路等组成。-40伏电源设有自动保护部分, 该稳压电路为集电极输出型, 本身就具有短路时自动截止的保护作用;但为了解决使用中偶然发生非直接短路状态下的过载问题, 所以增加了保护电路。24V、±15V稳压电源分别采用三端集成稳压器构成;为防止电压偏高偏低影响CMOS电路的正常工作;±15V电源中设有电压偏高偏低自动切断电源, 并提供报警接点。在缺陷处理过程中, 发现电源波动造成在通道交换讯号时, 出现过连续发讯10s不能开环的现象, 检查电源波形发现是电源输出不稳定所致。为了防止同类事件重复发生, 应在收发讯机直流电源回路加抗干扰盒以防此类情况的发生。5.2收讯机直流电源保护问题。收发讯机直流电源出厂调试的过电流保扩整定误差偏大 (YBX-1型40V 2.2A;SF-500型48V、3A) , 在发讯、停讯时电源波动较大。如果过电流保护整定不当, 电源保护频繁动作影响发讯功率和引发干扰, 使装置无法工作。可拆除收发讯机过流保护电路。