数字通道设计
单片机数字输入输出接口扩展设计方法
单片机数字输入输出接口扩展设计方法单片机作为一种常见的微控制器，其数字输入输出接口的扩展设计方法是我们在电子工程领域中经常遇到的任务之一。
在本文中，我们将讨论单片机数字输入输出接口的扩展设计方法，并探讨其中的原理和应用。
在单片机系统中，数字输入输出（I/O）接口在连接外围设备时起着至关重要的作用。
通过扩展数字 I/O 接口可以为单片机系统提供更多的输入输出通道，从而提高系统的功能和性能。
下面将介绍几种常见的单片机数字 I/O 接口扩展设计方法。
1. 并行输入输出接口扩展并行输入输出接口扩展是最常见和直接的扩展方法之一。
通常，单片机的内部I/O口数量有限，无法满足一些复杂的应用需求。
通过使用外部并行输入输出扩展芯片，可以将单片机的I/O口扩展到更多的通道，同时保持高速数据传输。
这种方法可以使用注册器和开关阵列来实现数据的输入和输出。
2. 串行输入输出接口扩展串行输入输出接口扩展是一种节省外部引脚数量的方法。
使用串行输入输出扩展器，可以通过仅使用几个引脚实现多个输入输出通道。
这种方法适用于具有较多外设设备且外围设备数量有限的应用场景。
通过串行接口（如SPI或I2C）与扩展器通信，可以实现高效的数据传输和控制。
3. 矩阵键盘扩展矩阵键盘扩展是一种常见的数字输入接口扩展方法。
很多应用中，需要通过键盘输入数据或控制系统。
通过矩阵键盘的使用，可以大大减少所需的引脚数量。
通过编程方法可以实现键盘按键的扫描和解码，从而获取用户输入的数据或控制信号。
4. 脉冲编码调制（PCM）接口扩展脉冲编码调制是一种常见的数字输出接口扩展方法。
它通过对数字信号进行脉冲编码，将数字信号转换为脉冲信号输出。
这种方法适用于需要输出多个连续的数字信号的应用，如驱动器或步进电机控制。
通过适当的电路设计和编程，可以实现高效的数字信号输出。
5. PWM（脉冲宽度调制）接口扩展PWM接口扩展是一种常用的数字输出接口扩展方法。
PWM技术通过改变信号的脉冲宽度来实现模拟信号输出。
一种多接口多通道的数字信道模拟器设计
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２ 系统 设 计 原理
本数字基带信道模拟器以 Ｆ Ｇ Ｐ Ａ和 Ａ Ｍ Ｒ ７为核心器件 ， 通过在数字基带信号上加载高斯随机误码 、 突发
收稿 日期 ．０ ７—１ ０ ２０ ２— ４
基金项 目： 总装备部 ８ ３ ６ 资助课题（ 编号 ：
） 。
作者简介 ： 张胡平（９０一 ， ， １ ８ ）女 硕士研究生 ， 专业方 向为实时信号处理 、 数字通信系统设计。Ｅ－ ａ ： ｐ３３ ｏｕｃｍ。 ｍ ｉ ｈ ｅ１＠ｓ ．ｏ ｌｏ ｈ
维普资讯
第 ２期
张胡平 ， ： 等 一种多接 口多通道 的数字信道模拟器设计
多通道数字接收机的设计与实现
Ｖｏ ．９ １ １
Ｎｏ３ ．
电 子 设 计 工 程
Ｅ ｅ ｔ ｎｃ Ｄｅ ｉ ｎ Ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｌｃ ｒ ｉ ｓｇ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ
２ １ 年 ２月 ０１
Ｆ ｂ ２ １ ｅ ． ０１
多通道数字接收机 的设计 与实现
张春 杰 ，李冬 温 ，胡 建波
ｐ ａ ｅ ｅ ｔ ｃｉ ｎ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉｓ ｏ ｏ ｏ ｔ ｉｈ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｓ ｌ ｈ ｓ ｘｒ ｔ ．Ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔｔ ｅ ｓ ｓｅ ｈ ｓ ｔｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｆ ｌｗ ｃ ｓ ，ｈ ｇ ｒ ｃ ｓ ， ｉ ｅ ａ ｏ ｉ ｓ ｉ ｃ ｏ ｍｐ
（ 尔滨 工 程 大 学 信 息 与 通信 工程 学 院 ，黑 龙 江 哈 尔 滨 １ ０ ０ ） 哈 ５ ０ １ 摘 要 ：为 了解 决传 统 模 拟 中频 接 收 机 相 位 分 辨 率低 等 缺 点 ， 出一 种 基 于 软 件 无线 电 的 中频 数 字 接 收 机 技 术 。针 对 提
中图 分 类 号 ： Ｎ １． Ｔ ９ １ ７
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１７ — ２ ６ ２ １ ）３Ｏ ３ － ４ ６ ４ ６ ３ （０ １０ － ０ ４ ０
Ｄｅ ｉ ｎ ｎ ｍ ｐ ｅｅ ｓｇ ａ ｄ ｉ ｌ ｍ ｎｔ ｔｏ ｆｍ ｌｉｃ ｎ ｌｄｉ ｉａ ｅ ｅ ｖ ｒ
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计算机控制系统数字量输入输出接口与过程通道
2.4模拟量输入接口与过程通道
2.4.1 模拟量输入通道的组成
2.4.2 信号调理和I/V变换
1.信号调理电路 信号调理电路主要通过非电量的转换、信号 的变换、放大、滤波、线性化、共模抑制及隔离 等方法，将非电量和非标准的电信号转换成标准 的电信号。信号调理电路是传感器和A/D之间以 及D/A和执行机构之间的桥梁，也是测控系统中 重要的组成部分。 （1）非电信号的检测-不平衡电桥 （2）信号放大电路 1)基于ILC7650的前臵放大电路
VOUT 2
D n 2
R3 R3 D ( VREF VOUT1 ) VREF ( n1 1) R1 R2 2
2.5.4 V/I变换
1.集成V/I转换器ZF2B20
2.集成V/I转换器AD694
2.5.5 模拟量输出通道模板举例
图2-47 PCL-726板卡组成框图
2. D/A 转换程序流程 D/A 转换程序流程如下（以通道1为例）： （1）选择通道地址n=1（n=1～6）。 （2）确定D/A高4位数据地址（基地址+00）。 （3）臵 D/A高4位数据(D3～DO 有效 )。 （4）确定D/A低8位数据地址（基地址+01）。 （5）臵 D/A低8位数据并启动转换。 3. 程序设计举例 PCL-726 的D/A 输出、数字量输入等操作均不需要状态查询，分辨率为12位， 000H～0FFFH分别对应输出0%～100%，若输出50%，则对应的输出数字量为7FFH， 设基地址为220H，D/A通道l输出50%的程序如下： C语言参考程序段如下： outportb ( 0x220 , 0x07 ) // D/A 通道l 输出50% outportb ( 0x221 , 0xff ) 汇编语言参考程序如下：（基地址为220H ）： MOV AL， 07H ；D/A 通道l 输出50% MOV DX， 0220H OUT DX， AL MOV DX， 0221H MOV AL， 0FFH
课程设计---多通道数据分时传送系统的设计
多通道数据分时传送系统的设计一、设计摘要：现在通信技术是社会上的热门专业，而数据传输中传送的并行数据想要用来处理需要进行分离和重组，将他们每一个并行数据抽离出来进行重新排序和处理，从而形成了可以单独处理的数据为后续的电路做准备，这也是所有的数据传输电路中必须的一部分，做好这一步将会为我们后续的工作能够顺利的完成做出一个很好的铺垫作用。
本论文中用到的方法很简单，也就是从前往后一步一步的进行推理，知道最后结果实现。
其中硬件的模拟是利用multisim软件，而软件的仿真是利用了QuartusII软件进行的。
二、设计具体要求：1）列出真值表；2）画出逻辑图；3）试用Verilog HDL进行仿真；三、多通道数据分时传送系统原理：多通道数据分时传送系统原理是，通过数据选择器将并行数据分时一一送出，再通过数据分配器(用译码器实现)将接收到的串行数据分配到其各个相应的输出端口，从而恢复原来的并行数据．数据分配器选用74×154，为4～16线译码器，数据选择器选用74×151，为8选1数据选择器。
四、关键字：多通道数据，分时传送系统，数字仿真，数字设计，74×154数据分配器、74×151数据选择器、Verilog HDL语言、multisim软件、QuartusII软件、真值表、数字逻辑图。
五、设计环节1、真值表EN ADD3 ADD2 ADD1 H BUS0 0 0 0 x¯00z0 0 0 1 x¯01z1 0 1 0 x¯02z20 1 1 x¯03z31 0 0 x¯04z4 1 0 1 x¯05z5 1 1 0 x¯06z6 1 1 1 x¯07z71 0 0 0 x¯08z80 0 1 x¯09z90 1 0 x¯10z100 1 1 x¯11z110 0 0 x¯12z121 0 1 x¯13z131 1 0 x¯14z141 1 1 x¯15z152、运用QuartusII 软件画出的电路图加输入输出后的逻辑图如下3、波形仿真图如下4、verilog源程序ModuleVrfenshi(EN,A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,B0,B1,B2,B3,B4,B5, B6,B7,ADD,Z);inputA0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,B0,B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,EN,A DD;input [0:2] ADD;output [0:15] Z;reg [0:15] Z;always @ (EN or A or B or ADD)beginif(A & B & ADD)case (EN)0:case (ADD)0: Z = A0;1: Z = A1;2: Z = A3;3: Z = A4;4: Z = A5;5: Z = A6;6: Z = A6;7: Z = A7;default : Z= Z;1:case (ADD)0: Z = B0;1: Z = B1;2: Z = B2;3: Z = B3;4: Z = B4;5: Z = B5;6: Z = B6;7: Z = B7;default : Z=Z;endcaseelsedefault;{A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,B0,B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7} = Z; endendmodule四、结论本设计通过数据选择器将并行数据分时一一送出，再通过数据分配器(用译码器实现)将接收到的串行数据分配到其各个相应的输出端口，从而恢复原来的并行数据．通过此种方法则实现了多通道分时传送的目的，即完成了多通道分时传送系统的数字设计。
红外线反射式通道计数器设计
数字电子技术课程设计报告一、课题名称：红外线反射式通道计数器二、内容摘要：设计、制作一个反射型计数器，对从检测头前方经过的人手进行检测，当人手正向通过时，计数器计数值自动加一，当人手反向向通过时，计数器计数值自动减一，并通过数码管显示出来，反射感应距离大于20CM，系统供电电压不大于5V。
三、设计指标(要求)：（1）能够对通道内进出的人数进行统计；（2）当有人进入时自动加一，反之自动减一；（3）有效作用距离〉20cm；（4）至少一位数码管显示。
四、方案选择与系统框图：方案一：放大整形部分采用CD4069三个与非门构成负反馈放大电路放大，采用反相器构成的施密特触发器方案二：放大整形部分采用LM324同相放大，采用LM324构成的比较器整形本次设计采用方案二，方案二的系统框图如下：五、各单元电路设计、参数计算和元器件选择：（1）红外检测电路：采用脉冲式主动红外线检测电路，由红外发射二极管VD1和红外接收二极管VD2等组成。
由于在结构上红外发射管LED与红外接收管PHOTO平行安装，指向相同，因此接收管PHOTO并不能直接接收到发射管LED发出的红外线脉冲。
只有当手阻挡时，将LED发出的红外线脉冲反射回去，PHOTO 才能接收到。
R1、R3分别是红外发射管LED的限流电阻，R2、R4分别是红外接收管PHOTO的负载电阻。
发射电路：相对于直流发射电路来说，交流发射电路复杂庞大，本着简单明了，节约器材的宗旨，选择直流电路。
用直流5V电源供电，在发射电路的限流电阻R为470欧姆。
接通发射电路，测量出发射管两端的电压为V，得到限流电阻两端的电压为5V-V=V，染得限流电阻R的阻值为V/A=470欧姆。
接收电路：用直流5V电源直接供电。
红外接收管PHOTO的负载电阻取220K。
把负载电阻R2、R4的对地电压接入LM324的比较器正向端，当手未挡时，R2、R4的对地电压为2.4V；当手阻挡时，将LED发出的红外线脉冲反射回去，PHOTO接收到红外线信号，PHOTO 的电阻减小，R2、R4的对地电压为4.23V.（2）LM324构成的比较整形电路：LM324采用5V单电源供电，输出信号送入CD4069反相器中反向，给输入反向端通过滑动变阻器提供约3.1V基准电压（此基准电压为接入LM324正向端的电压最大值4.23V与最小值2.4V的三分之二,约为2.4+0.7=3.1V），进行电压比较，当输入正向端电压大于3.1V时，输出低电平，反之，输出高电平。
单通道数字光纤通信系统结构与设计
G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤
光源的选择
主要考虑信号的色散、码速、传输距离和成本等参数 LD、LED
光检测器的选择
根据系统的码速及传输距离 PIN、APD
工作波长的选择
根据通信距离和容量 850nm、1300nm、1550nm
中继段距离确定
损耗受限；色散受限
模拟信号
6
抽样 4
2 0
量化
T 7
6 5
3
1
2
编码
011 110 111 101 001 010 （3） （6） （7） （5） （1） （2）
例如，电话、语音信号的最高 速率为4 kHz，取抽样频率为 f=8 kHz，抽样周期T=125μs
每个量化信号用8个比特二进 制代码替代。(一个PCM语音信 号的速率为8×8=64kbit/s)
线路确定后就要通过编译码电路来加以实现，即在发送端要把机器内 部码型变换为光纤线路码型，此过程由光端机中的输入接口电路完成， 接收端把收到的光纤线路码型反变换为机器内部码型，此过程由光端机 中的输出接口电路来完成。
线路码型
在PDH通信时代，线路码型可以说是种类繁多、 五花八门，但归根结底可以分为三大类，当然每一类 码型中又可分为许多种。这三大类就是：扰码二进制、 分组码和插入毕特码。 在SDH通信中，由于具有丰富的开销字节使一些 实用化问题得到解决，一般都采用扰码二进制来作为 光线路码，例如STM-4和STM-16 中，都采用七级 扰码将输入的二进制NRZ码进行扰码后作为光线路 码输出。
线路码型
SDH(STM-4)光同步传输设备技术指标
1、STM-4光接口 •比特率 622.080Mbit/s •码型 NRZ(+扰码) •工作波长 1310nm/1550nm 2、STM-1光接口 •比特率 155.520Mbit/s •码型 NRZ(+扰码) •工作波长 1310nm/1550nm
第四章数字量输入输出通道
（2）输出驱动电路——继电器驱动电路
图为经光耦隔离器的继电器输出驱动电路，当CPU数据线Di 输出数字“1”即高电平时，经7406反相驱动器变为低电平， 光耦隔离器的发光二极管导通且发光，使光敏三极管导通， 继电器线圈KA得电，动合触点闭合，从而驱动大型负荷设 备。 由于继电器线圈是电感性负载，当电路突然关断时，会出 现较高的电感性浪涌电压，为了保护驱动器件，应在继电 器线圈两端并联一个阻尼二极管，为电感线圈提供一个电 流泄放回路。
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
交流电源
交流SSR输出波形如下图所示。
波形
过零型导 通时间
控制信号
SSR两端的 电压在导通
时为0。
非过零型 导通时间 立即导通
非过零型SSR，加上控制信号便导通
过关零断型时导间 相通同时，间在
过零时
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
在实际使用中，要特别注意固态继电器的过电流与 过电压保护以及浪涌电流的承受等工程问题，在选 用固态继电器的额定工作电流与额定工作电压时， 一般要远大于实际负载的电流与电压，而且输出驱 动电路中仍要考虑增加阻容吸收组件。具体电路与 参数请参考生产厂家有关手册。
Vc
Di 7406
RL
交
流
电
+ _
～ SSR ～
源
图 4-13固 态 继 电 器 输 出 驱 动 电 路
（2）输出驱动电路——固态继电器驱动电路
交流型SSR按控制触发方式不同又可分为过零型和移相型两 种，其中应用最广泛的是过零型。
过零型交流SSR是指当输入端加入控制信号后，需等待负载 电源电压过零时，SSR才为导通状态；而断开控制信号后， 也要等待交流电压过零时，SSR才为断开状态。 移相型交流SSR的断开条件同过零型交流SSR，但其导通条件 简单，只要加入控制信号，不管负载电流相位如何，立即导 通。
一种多通道数字接收机的设计与测试方法
收稿日期：２０２２－０４－２１基金项目：国家自然科学基金（Ｕ２２４１２７７）引用格式：史磊，晏怀斌，于骏申．一种多通道数字接收机的设计与测试方法［Ｊ］．测控技术，２０２３，４２（７）：８０－８６．ＳＨＩＬ，ＹＡＮＨＢ，ＹＵＪＳ．ＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｏｆａＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＤｉｇｉｔａｌＲｅｃｅｉｖｅｒ［Ｊ］．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ＆ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２３，４２（７）：８０－８６．一种多通道数字接收机的设计与测试方法史 磊，晏怀斌，于骏申（上海船舶电子设备研究所，上海 ２０１１０８）摘要：设计了一种可用于测控系统的多通道数字接收机，结合性能指标测试，表明该接收机具有有效性和通用性。
重点阐述了该多通道数字接收机设计组成和下属各模块的设计原理，通过对幅度相位一致性、短路噪声、固定增益和采集预处理效果等接收机关键性能指标开展仿真测试和数据分析，给出某型测控设备中的实际测试结果，验证了设计的多通道数字接收机满足某型测控系统实际使用需求。
针对特定功能的测控系统，可通过尝试调整接收机相关模块的设计参数，为特定功能接收机设计提供参考。
关键词：多通道；数字接收机；信号调理；采集预处理中图分类号：ＴＰ２９ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－８８２９（２０２３）０７－００８０－０７ｄｏｉ：１０．１９７０８／ｊ．ｃｋｊｓ．２０２２．１０．３０９ＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｅｓｔＭｅｔｈｏｄｏｆａＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＤｉｇｉｔａｌＲｅｃｅｉｖｅｒＳＨＩＬｅｉ牞ＹＡＮＨｕａｉｂｉｎ牞ＹＵＪｕｎｓｈｅｎ牗ＳｈａｎｇｈａｉＭａｒｉｎｅＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｑｕｉｐｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ牞Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１１０８牞Ｃｈｉｎａ牘Ａｂｓｔｒａｃｔ牶Ａｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｄｉｇｉｔａｌｒｅｃｅｉｖｅｒｆｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｔｅｓｔ牞ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓａｎｄｕｎｉｖｅｒｓａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒａｒｅｓｈｏｗｎ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌｄｉｇｉｔａｌｒｅｃｅｉｖｅｒａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｉｔｓｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅｍｏｄｕｌｅｓａｒｅｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔａｎｄｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｋｅｙｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｎｄｅｘｅｓｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒ牞ｓｕｃｈａｓａｍｐｌｉｔｕｄｅａｎｄｐｈａｓｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ牞ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔｎｏｉｓｅ牞ｆｉｘｅｄｇａｉｎａｎｄａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｅｆｆｅｃｔ牞ｔｈｅａｃｔｕａｌｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｒｅｇｉｖｅｎ牞ｗｈｉｃｈｖｅｒｉｆｉｅｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｄｍｕｌｔｉ ｃｈａｎｎｅｌｄｉｇｉｔａｌｒｅｃｅｉｖｅｒｍｅｅｔｓｔｈｅａｃｔｕａｌｕｓｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆａｃｅｒｔａｉｎｔｙｐｅｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｏｔｈｅｒｓｐｅｃｉｆｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｒｅ ｃｅｉｖｅｒｗｉｔｈｓｐｅｃｉｆｉｃｆｕｎｃｔｉｏｎｓｂｙｔｒｙｉｎｇｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｄｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｒｅｃｅｉｖｅｒｒｅｌａｔｅｄｍｏｄｕｌｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ牶ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ牷ｄｉｇｉｔａｌｒｅｃｅｉｖｅｒ牷ｓｉｇｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ牷ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ 伴随着单片微波集成电路、微组装技术、Ａ／Ｄ采样电路、大规模可编程逻辑电路、多通道数字接收技术的快速发展，数字接收机几乎已经可以完全取代模拟接收机，成为当前接收机技术发展的主要方向。
有线数字电视接入网规划与设计
例如：输入光功率为X0 dBm，光分路器为1：6，光链路长度为10KM，分路器
附加损耗为R0，光纤损耗为，每对活动接头损耗计为。
X1=X0-8- 0.4*N- 0.5*2-R0-0.5
光接收机与光工作站：
是HFC光接入网的终止点，也是HFC同轴电缆接入网的起始点。 目前主流光接收机/光工作站均采用OEIC（光电集成电路）作为光电 转换和低噪声前置放大级，并配置功率倍增功放模块；部分光接收 机与光工作站具备双向传输功能。
最佳接收光功率与射频输出电平
• 同轴电缆
同轴电缆，包括有物理发泡电缆，竹节电缆等种类，杭州地区使用的 主要是SYWV-5/7/9/12型物理发泡电缆，部分地区使用铠装物理发泡 电缆。各类同轴电缆损耗参考值如下表。
四、主要设计计算方法
光网络主要技术参数的计算： 1、标准光功率计算法： 计算思路 链路结构如图
1:n
10KM
活动连接头
首先将输入光功率换算为mw表示： X1= 10^（X0/10） 接着将输入光功率进行N路均分： X2 = X1/n 然后将分路后的光功率重新换算为dBm表示： X3 = 10lgX2
（式1） （式2） （式3）
继续计算链路损耗，得到光接收机/光节点处接收光功率：
X4 = X3-（）
（式4）
欲使光接收机/光节点正常工作， X4 必须大于光接收机/光节点的正常
工作接收门限，最好能将其控制在设计规范中的建议值之上0.5dB 左右，不
宜过大。
注意
标准计算法的优缺点
2、光功率快速估算法： 计算思路：
基于IP的调度系统双通道数据通信设计
计算机与数字工程
Ｃｏ ｕ ｅ ＬＤｉｉ ｌ ｇｎ ｅ ｉｇ ｍｐ ｔｒ８ ｇｔ ａ Ｅｎ ｉｅｒｎ
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ２ １４ ． ５ ６
２１ ０ ２年第 ２ 期
基于 Ｉ Ｐ的调 度 系统 双 通 道 数 据 通 信 设 计
张 野 郭 黎 利
１０ ８ ）２ ９ ５ ０部队 ５０ ６ （． １ ５ 大连 １６ ２ ） １０ ３ （． １哈尔滨工程大学信 息与通信工程学院 摘 要 哈尔滨
（ ． ｃ ｏ ｆＩ ｆ ｒ ｔ ｎ ａ ｄＣｏ １ Ｓ ｈ ｏｌ ｎ ｏ ｍａｉ ｎ ｍｍ ｕ ｉａ ｉｎＥｎ ｎｅ ｒｎ ｏ ｏ ｎｃ ｔｏ ｇｉ ｅ ｉｇ，Ｈａ ｂｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｉｅ ｓｔ ｒ ｉ ｇｎ ｅｉｇ Ｕｎｖ ｒｉｙ，Ｈａ ｂｎ １ ０ ８ ） ｒ ｉ ５ ０ ６ （ ． ． ９ ５ ０ Ｔｒ ｏ ｓｏ ２ Ｎｏ １ ５ ｏ ｐ ｆＰＬＡ ，Ｄａｉｎ １ ６ ２ ｌ １ ０ ３） ａ
图 １ 基于Ｉ Ｐ的双 通 道 调 度 系统 结 构 图
调度系统中 ， 调度终 端与交 换机 之间 的数据 通信包 括
用 来传 递 调 度 业 务控 制 信 息 的信 令数 据 和传 递 话 音 的
Ｐ Ｍ 语 音数 据＿ 。如果 采取基 于 Ｉ Ｃ ４ ］ Ｐ的双通 道传 输方 式 ， 就可实现在 Ｉ Ｐ通道和传统 Ｕ 口数字通 道 中信 令和话 音数
关键词
中图 分 类 号
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｃ ｅ ｕ ｉｇ Ｓ ｓｅ ｏ ａ ａ ｎ ｌ ｔ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ Ｂａ ｅ ｎ Ｉ ｓｇ ｆＳ ｈ ｄ ｌ ｙ ｔｍ Ｄｕ ｌ ｎ ｆ Ｃｈ ｎ ｅ ａ Ｃｏ Ｄａ ｎ ｃ ｔ ｓ ｏ Ｐ ｏ ｄ
ＺＨＡＮＧ １２ ＧＵＯ ｌ１ Ｙｅ ， Ｌｉ ｉ
自动化系统常用通道介绍
自动化系统常用通道介绍
目前，自动化系统使用较多的通道类型有4种：模拟通道、2M（一对多）数字通道、2M（一对一）数字通道、调度数据网通道。
模拟通道：四线全双工通道，采用移动频键控FSK方式，是最早的远动传输通道，主站与厂站设备通过一对调制解调器连接，该通道优点是占用通信资源少，缺点是带宽小、误码高，恶劣天气时误码更高，甚至时断时续，严重情况会导致实时信息不能上送，遥控失效。
2M（一对一）数字通道：数字专用通道，利用光纤传输，主站与厂站设备通过一对协议转换器连接，主站一台232/2M协议转换器对应厂站一台2M/232协议转换器，该通道优点是带宽2M、误码小、受天气影响小、数据传输较稳定，缺点是线缆及设备较多、出错环节多，一对一2M设备为天津瑞利通厂家生产。
2M（一对多）数字通道：数字专用通道，该通道同2M（一对一）数字通道原理相同，两者的区别是该类型通道为一台主站KE3004设备可接入63个厂站KE3004C设备，一台主站KE3004设备代替了一对一通道中1台155光端机、4台终端服务器、63个232/2M协议转换器，同时也省去了很多电缆及配线架，因此该通道除具备2M数字通道优点外，还具备设备少、出错环节少等优点，缺点是一台主站设备故障63个厂站将失去监控。
调度数据网通道：网络专用通道，主站与厂站之间通过路由器和交换机等网络设备实现的网络专用通道，该通道优点是网络路由灵活，可就近接入，可由主站登录进行远程设臵，缺点是对二次防护设备及管理要求严格。
数字通道操作使用说明
数字通道使用说明
打开设备-系统设置-通道管理打开-通道模式选择全数字通道（简称NVR），在方框的上面打勾，点确定，设备重启中...
操作步骤：
（1）登陆设备，点击鼠标右键，出现主菜单，点击数字通道，（每个通道可以连接一个IPC）
（2）数字通道界面通道一（DO1）点击启用，在点击添加，默认配置为
可以手动修改设备地址，端口，用户名，密码
（3）数字通道界面通道一，点击启用，添加，右下角点击搜索（只会搜索到局域网内开启的IPC）如图：
击确定：
（5）确定后，在网络配置列表中，配置好的IPC方框前打勾，点击确定就可以监视前段的IPC了（如果视频打不开，那看下前段IPC
的分辨率是多少，看NVR是否支持）：
（6）可以正常监视之后，可以对前段IPC简单的操作和查看信息。
第三讲：数字量输入输出通道
2019年5月21日
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要注意的是，用于驱动发光管的电
源与驱动光敏管的电源不应是共地的同一
个电源，必须分开单独供电，才能有效避
免输出端与输入端相互间的反馈和干扰；
另外，发光二极管的动态电阻很小，也可
以抑制系统内外的噪声干扰。因此，利用
光耦隔离器可用来传递信号而有效地隔离
电磁场的电干扰。
2019年5月21日
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+5V
+5V
74LS273
+5V 74LS273
数
D7~D0 据
+
缓
冲
器
-
c
数
D7~D0 据
+
缓
冲
器
e
-
选通脉冲
选通脉冲
(a 数字量同相传递 图 4-3 光电耦合隔离电路
(b 数字量反相传递
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链接动画
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+5V c e
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数字量反相传递如图4-3（b）所示，与（a） 不同的是光耦的集电极 c 端直接接另一个正 电源，而发射极 e 端通过电阻接地，则光耦输 出端从发射极 e 端引出。从而完成了数字信号 的反相传递。
数字量同相传递如图4-3（a）所示，光耦的输入正 端接正电源，输入负端接到与数据总线相连的数据缓冲器 上，光耦的集电极 c 端通过电阻接另一个正电源， 发射极 e 端直接接地，光耦输出端即从集电极c 端引 出。当数据线为低电平“0”时，发光管导通且发光，使得 光敏管导通，输出 c 端接地而获得低电平“0”；当数 据线为高电平“1”时，发光管截止不发光，则光敏管也截 止使输出 c 端从电源处获得高电平“1”。如此，完成 了数字信号的同相传递。
第二章 过程通道设计方法
信息与电气工程学院
山东科技大学
计算机控制系统
♫ 输入调理电路和输出驱动电路属于I/O电气转换部 分，其主要功能是：
2019/1/5
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计算机控制系统
2.1 数字量过程通道的设计方法
2.2 模拟量输入通道设计方法
2.3 模拟量输出通道设计方法
2.4 小 结
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3
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计算机控制系统
2.1 数字量过程通道的设计方法
数字量(开关量)：用“0”和“1” 两个量进行描述，
选择不同稳压值的稳压管 来调节输出矩形波的占空比
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计算机控制系统
3. 系统设置开关(小功率输入调理电路)
采用积分电路消除开关抖动
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0
1
采用R-S触发器消除开关两次反跳
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1. 小功率开关输出电路
+VCC R1 R2 +V O
0
OC门 光耦
0
VI
1 1
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计算机控制系统
2. 中功率晶体管驱动电路
续流二极管
D 数字量输入 1 74LS06 R限流 b K Vcc +24V
继电器线圈
c e 50~100mA
第2章 计算机控制系统 过程通道设计方法
第二讲-第四讲
DAM中多通道数字收发的设计与实现
（ ． ８Ｒ ｓ ｒｈＩｓ ｔｔ ｏ Ｅ Ｎｏ ３ ｅｅ ｃ ｎ ｔ ｕ ｅ ｆ Ｃ ＴＣ，Ｈｅ ｅ ２ ０ ８ ， ｈ ｎ ） ａ ｉ ｆ ｉ ３ ０ ８ Ｃ ｉ ａ Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒ ｐ ｅ ｅ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔｏ ｌｉ ｈ ｎ ｅ ｉｉａ ｒ ｎ ｃ ｉ ｅ ．Ｔｈ ｒｎ ｉ ｓｒ ｃ ： ｉ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｓｔ ｅ ｄ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ｆｍｕ ｔ ｃ ａ ｎ ｌ ｇ ｔ ｌ ａ ｓ ｅ ｖ ｒ — ｄ ｔ ｅ ｐ ｉ ｃ—
实现 简单 、 用灵 活 ， 数 字 阵 列 雷达 中具 有 很 好 的通 用性 。 使 在
关 键 词 ：多通 道 数 字 收 发 ； 字 阵 列 雷达 ；直接 数 字合 成 ； 字 下 变频 数 数 中图 分 类 号 ： ９ ７ ５ ＴＮ ５ ． １ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ６ ２２ ３ （ ０ ２ ０ — ３ ００ １７ —３ ７ ２ １ ）３０ ２—４
第 ３期 ２１ Ｏ ２年 ６月
雷 达 科 学与 技 术
Ｒ ａｄａ ｒ Ｓｃ ｉ ｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔ ｅｃｈｎｏ Ｉ ｙ ｏｇ
Ｖ０ ． ０ Ｎｏ ３ 【１ ．
Ｊ ｎ ０ ２ ｕ ｅ２ １
ＤＡＭ 中 多通 道 数 字 收 发 的 设 计 与 实 现
张 奕 ， 剑 美 谭
（ 国 电 子科 技 集 团公 司第 三 十八 研 究 所 ， 徽 合 肥 ２ ０ ８ ） 中 安 ３ ０ ８
ｄ ｏｗ ｎ ｃ ｖ ｒ ｅ （ ｏｎ ｅ ｔ ｒ ＤＤ Ｃ）
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｌｍ ｅ ｔ ｔｏ ｆＭ ｕ ｔ— ａ ｎ ｌＤｉ ｉａ ａ ｓ ｅｖ ｒ ｓｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａ ｉｎ ｏ ｌｉ Ｃｈ ｎ ｅ ｇ ｔ ｌＴｒ ｎ ｃ ｉｅ
200MHz带宽采样通道的设计
作 用是 保证 在 接 入 示 波 器 做 测 试 的 过 程 中 ． 示 波 器 不 会 对 被 测 电路 产 生 影 响 ； 在 进 行 了几 级 变换 之后 ， 信 号要 满足 采 样 电 路 的 采样 范 围 ，要 经 过 一 级 增 益 调 整 电路 ； 由 于 大部 分 高 速 Ａ Ｄ Ｃ都 采 用全 差 分 的 输 入 ， 所 以 加还 得加 一级 差 分驱 动 电路 ： 为 了满 足 用 户对 低 频 缓 变 的 信 号 观 察 质 量 的要 求 ．在 差 分 驱 动 的前 一 级 添 加 了一 级 用 户 可 选 的 高频 抑 制 电路 ：前 端逻 辑 控 制 是 由数 字逻 辑 模 块 来 完成 的 、
数 据 采 样 通 道 频 带容 易受 电路 分 布 参 数 的影 响 ． 对 于 同
原 理 设 计 的模 拟 前 端 ． 不 同 的 工 程 师 所 设 计 出 来 的硬 件 电 路 频 带 可 能 会 出现 很 大的 差异 ， 所 以在 前 端 调 理 电路 的 时 候 。
一
图 ３幅频特性
到 后 级 电 路 可 处 理 的 输 入 范 围 内 ： 交 直 流 耦 合 方 式 是 为 了 满
图 ２ 无 源 衰 减 网 络
图 ２中 Ｃ 、 Ｒｌ 、 Ｒ２ 和 组 成 的 电路 即为 电路 的 补 偿 通 路 。
足 对信 号 的 观 测 方 式 不 同 而设 计 的耦 合 方 式 ： 阻 抗 变换 级 的
图 １ 信号通道结构图
信 号依 次通 过 各 级 电路 ， 最 终 到 达 采 样 电路 ． ． 其 中 阻抗 选 择 模 块 作 用 是 实 现 输 入 到 后 端 信 号 的 匹 配 阻 抗 ：衰 减 电 路 也 叫 无 源 衰 减 网络 ， 即对 输 入 信 号 的 幅 值 进 行 衰减 ． 将 信 号 衰减
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不同的继电器，允许驱动电流也不一样， 在电路设计时可适当加一限流电阻，如图 中所示的电阻R3 。该图中是用达林顿输出 的光隔离器直接驱动继电器，而在，某些 需要较大驱动电流的场合，则可在光隔离 器和继电器之间再接一级晶体管以增加驱 动电流。
去 现 场
地址译码器
图4 数字量输出通道结构
1.低电压开关量信号输出技术
＋5V
VC
R2
1
R1
R1
RL
R2
图5 低压开关量输出
图6 晶体管输出驱动
对于低压情况下开关量控制输出，可采用 晶体管，OC门或运放等方式输出，如驱动 低压电磁阀、指示灯、直流电动机等。如 图5所示。在使用OC门时，由于其为集电 极开路输出，在其输出为“高”电平时， 实质只是一种高阻状态，必须外接上拉电 阻，此时的输出驱动电流主要由VC提供， 只能直流驱动并且OC门的驱动电流一般不 大，在十几毫安量级，如果被驱动设备所 需驱动电流较大，则可采用晶体管输出方 式，如图6所示。
地址译码器
图1 数字量输入通道结构
数字量（开关量）输入通道接受的状态信 号可能是电压、电流、开关的触点。容易 引起瞬时电压、过电压、接触抖动现象。 为了将外部开关量信号输入到计算机，必 须将现场输入的状态信号经转换、保护、 滤波、隔离等措施转换成计算机能够接收 的逻辑电平信号，此过程称为信号调理。
2.大功率输入调理电路
在大功率系统中，需要从电磁离合等大功 率器件的接点接收信号。为了使接点工作 可靠，接点两端至少要加24V或24V以上 的直流电压。因为直流电平响应快，不易 产生干扰，电路又简单，所以被广泛采用。 由于这种电路电压高，来自于现场，有可 能带干扰信号，通常采用光耦合器进行隔 离，电路如图3所示。
2.继电器输出接口技术
继电器方式的开关量输出，是目前最常用 的一种输出方式，一般在驱动大型设备时， 往往利用继电器作为测控系统输出到输出 驱动级之间的第一级执行机构，通过第一 级继电器输出，可完成从低压直流到高压 交流的过渡。如图7经光耦后，直流部分 给继电器供电，而其输出部分则可直接与 220V市电相接。
＋5V
R3
S ＋24V
R1
R2
1
C
图3 大功率输入信号调理电路
数字量输出通道
数字量输入通道将计算机的数字输出转换 成现场各种开关设备所需要的信号。计算 机通过锁存器输出控制信息。数字量输出 通道主要由锁存器、输出驱动电路、输出 口地址译码等电路组成，如图4所示。
CPU
锁 存 器
输出 驱动 电路
VC
VD1
R2
K
负载
OP
R4
K1 1
R1
VT1
R3
C1
L
~ 220V
N
图7 继电器输出电路
图中，VT1可取9013晶体管，OP1光耦合 器可取达林顿输出的4N29或TIL113。加 VD1二极管的目的是消除继电器厂的线圈 产生的反电动势，R4、C1为灭弧电路。
继电器输出也可用于低压场合，与晶体管 等低压输出驱动器相比，继电器输出时输 入端与输出端有一定的隔离功能，但由于 采用电磁吸合方式，在开关瞬间，触点容 易产生火花，从而引起干扰；对于交流电 压等场合使用，触点也容易氧化；由于继 电器的驱动线圈有一定的电感，在关断瞬 间可能会产生较大的电压，因此在对继电 器的驱动电路上常常反接一个保护二极管 用于反向放电。
1.输入调理电路
1.
＋5V
小功率输入调理电路
R1
R1
R2
C
&
1
S＋5VS来自R2&
a)采用RC滤波电路 图2 小功率输入调理电路
b)采用RS触发器
图2所示为开关、继电器等接点输入信号 的电路。它将接点的接通和断开动作，转 换成TTL电平或CMOS电平与计算机相连。 为了消除接点的抖动，通常用RC滤波电路 或RS触发器电路。
数字通道设计
数字量输入通道
数字量输入通道将现场开关信号转换成计 算机需要的电平信号，以二进制数字量的 形式输入计算机，计算机通过三态缓冲器 读取状态信息。数字量输入通道主要由三 态缓冲器、输入调理电路、输入口地址译 码等电路组成，如图1所示。
CPU
三态 缓冲 电路
输入 调理 电路
来 自 现 场