长控制电缆感应电对信号影响消除方法
长控制电缆感应电对信号影响消除方法
论文摘要：随着科技的发展，无人所的实现指日可待，无人所开关位置信号的正确也越来越值得关注，下面就消除感应电对开关位置信号干扰的消除，提出自己的见解，希望能起到抛砖引玉的效果，对兄弟单位的运行提供一定的帮助。
京沪线卞庄分区所、沙河集分区所在运行中偶尔会发出3001、3002分相隔开分合信息，但是询问电调电调未对开关进行操作。现场调查分相开关信号电缆过长（约1.6公里），且在经过跨河桥时与电务及其他电缆在保护线槽内共同铺设。
1控制信号回路通断的辅助开关断开时，误发分合信号产生原因分析
1控制电缆直流回路负母线存在两点接地或负母线间绝缘不良，使信号回路正负电源不经辅助开关导通，发出分合信号。
2控制电缆中存在感应电，致使信号回路负母线带电，感应电势随时间变化至负半波，满足二极管的工作条件时二极管对三极管发出脉冲信号，使连接在三极管发射极上的信号灯亮发出分合信息。
3控制电缆中信号回路负母线在辅助开关后串入交流电，其电势随时间变化至负半波，满足二极管的工作条件时二极管对三极管发出脉冲信号，使连接在三极管发射极上的信号灯亮发出分合信息。
2误发分合信号原因查找
2.1针对湖南科明绝缘不良报警值低的现象，将报警值调高后仍未报绝缘不良，由此基本可以排除信号电缆绝缘不良引起。
2.2交流电串入原因排除，甩开分区所端控制、信号电缆，甩开贯通线供分相开关机构箱交流电源，将电缆对地放电后，测量信号电缆中仍有28V交流电，由此可以排除机构箱内交流电串入可能。
2.3将电缆对地充分放电后，测量电缆绝缘芯线对地及线间绝缘电阻均大于2MΩ,由此可以排除绝缘不良，及其他交流电源串入，引起误发分合信号。
2.4通过将以上三种原因排除后，可以断定信号电缆中串入的交流电为感应电。
3感应电势计算公式
B为磁感应强度；Φ为感应磁通；N为感应线圈的匝数（因为是平直导线取1）；A为导线靠磁场侧半球面积
R为控制电缆距导线的距离（近的取7.85m远的取11.1m，因为受路基条件限制，波动范围在0.3m左右，因为开关都在正线所以侧面限界值取3.1m）
为空气的磁导率，因为空气中磁感应强度和磁场强度基本相等，所以空气的磁导率取1 接触网末端并联机车运行时，上下行间电流关系
根据上图可以得出机车在供电臂上运行时，上下行间电流关系式
根据上式将机车在区间运行时，上下行供电臂中通过的电流带入感应电计算公式，就可以得出机车通过时电缆中产生的感应电势。(当机车运行至分相处时，电缆中的感应电最大；距分相较远时，电流I1产生的磁场会抵消掉一部分，电缆中的感应电势相对较小)。
其他高压线路对控制电缆的感应电干扰同样按照上述内容，对复杂线路要综合进行考虑
和计算。
3常用消除控制电缆中感应电对信号影响的办法
3.1在信号电缆负电回路串接电阻，通过电阻分压减弱施加在稳压二极管上的感应电压，消除感应电压对开关位置信号的干扰。
3.2在信号回路的正负电源间接一个电容，利用电容隔直通交的特性，使信号回路正负电源间感应电势相同，从而使加在稳压二极管两端的交流电势相同，使稳压二极管不会再因正负电源回路的感应电势不同，误发分合信号。
4两种方法比较
4.1方法一较简单，原理上只要找一个足够大的电阻（一般取经验值10KΩ）来分担回路中感应电势即可，但是因为反应开关变位时采用的设备不同而存在差异。目前采用的反应开关的位置信号的设备有光控开关、位置继电器等，无论是采用哪种设备都要考虑串接电阻与回路电阻的匹配即开关正常分合时，不能因串接电阻分压造成开关位置变位无法正常显示。当采用光控继电器时还要考虑到光控继电器内部连接在发光二极管回路的电阻，如果二极管对于工作电压要求较高时，串接电阻消除信号回路感应的方法就不可取了。
4.2方法二相对于方法一来说更为可靠也更便于实施。电容量计算及其允许通过电流的相关公式
通过上式可以看出选择的电容容量和C及U有关，通过电容的电流和U及XC有关。通过以上逻辑关系可以得出如下结论：光控继电器正负信号线间并联的电容容量可以随意选则，只要其耐压大于感应电压即可使用。为防止信号回路正母线与机构箱内的交流电源由于某种原因短接致使电容击穿，正负母线短路产生故障，要求并接电容器的耐压略高于机构使用的交流电压或者直接根据电缆的耐压选择相同耐压等级的电容进行并接，从节约费用方面考虑一般选择容量为1uf的电容器。
5结束语
通过以上分析和处理方法的对比，建议今后处理类似问题无论从成本还是改造方面考虑，采用第二种方法，使所内和远动终端均能准确反应开关位置信号。
消除信号反射的匹配方式介绍
消除信号反射的匹配方式介绍 2008-03-20 12:33 (作者：上海延清电子） 在高速PCB设计中，信号的反射将给PCB的设计质量带来很大的负面影响，而要减轻反射信号的负面影响，有三种方式： 1），降低系统频率从而加大信号的上升与下降时间，使信号在加到传输线上前，前一个信号的反射达到稳定； 2），缩短PCB走线长度使反射在最短时间内达到稳定； 3），采用阻抗匹配方案消除反射； 在高速系统设计中，第1种是不可能的，而第2种也是不实际的，通常要缩短PCB布线长度，可能需要增加布线层数、增加过孔数，从而得不偿失，那么第3种是最好的方法，常用的阻匹配方式有以下几种： 1.源端串联匹配 源端串联匹配就是在输出BUFFER上串接一个电阻，使BUFFER的输出阻抗与传输线阻抗一致；此电阻在PCB设计时应尽量靠近输出BUFFER放置，常用的值为：33殴姆。 对于TTL或CMOS驱动，信号在逻辑高及低状态时均具有不同的输出阻抗，而一些负载器件可能具有不同的输入输出阻抗，不能简单的得知，所以在使用串联端接匹配时，在具有输入输出阻抗不一致的条件下，可能不是最佳的选择；在布线终端上存在集总线型负载或单一元件时，串联匹配是最佳的选择； 串联电阻的大小由下式决定： R=ZO-R0 ZO--传输线阻抗R0--BUFFER输出阻抗 串联匹配的优点：提供较慢的上升时间，减少反系量，产生更小的EMI，从而降低过冲，增加信号的传输质量； 串联匹配的缺点：当TTL/CMOS出现在同一网络上时，在驱动分布负载时，通常不能使用串联匹配方式。
2.终端并联匹配 由在走线路径上的某一端连接单个电阻构成，这个电阻的阻值必须等于传输线所要求的电阻值，电阻的另一端接电源或地；简单的并联匹配很少用于CMOS与TTL设计中； 并联匹配的优点：可用于分布负载，并能够全部吸收传输波以消除反射； 并联匹配的缺点：需额外增加电路的功耗，会降低噪声容限。 3.戴维南匹配 Vref=R2/(R1+R2)·V Vref--输入负载所要求的电压 V--电压源R1---上拉电阻R2--下拉电阻 当R1=R2时，对高低逻辑的驱动要求均是相同的，对有些逻辑系列可能不能接受； 当R1>R2时，逻辑低对电流的要求比逻辑高大，这种情况对TTL与COMS器件是不能工作的；当R1 智能交通信号灯控制系 统设计 LG GROUP system office room 【LGA16H-LGYY-LGUA8Q8-LGA162】 智能交通信号灯控制系统设计 摘要：本文对交通灯控制系统进行了研究，通过分析交通规则和交通灯的工作原理，给出了交通灯控制系统的设计方案。本系统是以89C51单片机为核心器件，采用双机容错技术，硬件实现了红绿灯显示功能、时间倒计时显示功能、左、右转提示和紧急情况发生时手动控制等功能。 关键词：交通灯；单片机；双机容错 0 引言 近年来随着机动车辆发展迅速，给城市交通带来巨大压力，城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后，特别是街道各十字路口，更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全，防止交通阻塞，使城市交通井然有序，交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。而且随着计算机技术、自动控制技术和人工智能技术的不断发展，城市交通的智能控制也有了良好的技术基础，使各种交通方案实现的可能性大大提高。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。本文设计的交通灯管理系统在实现了现代交通灯系统的基本功能的基础上，增加了容错处理技术（双机容错）、左右转提示和紧急情况（重要车队通过、急救车通过等）发生时手动控制等功能，增强了系统的安全性和可控性。 1 系统硬件电路的设计 该智能交通灯控制系统采用模块化设计兼用双机容错技术，以单片机89C51为控制核心，采用双机容错机制，结合通行灯输出控制显示模块、时间显示模块、手动模块以及电源、复位等功能模块。现就主要的硬件模块电路进行说明。 主控制系统 在介绍主控制系统之前，先对交通规则进行分析。设计中暂不考虑人行道和主干道差别，对一个双向六车道的十字路口进行分析，共确定了9种交通灯状态，其中状态0为系统上电初始化后的所有交通灯初试状态，为全部亮红灯，进入正常工作阶段后有8个状态，大致分为南北直行，南北左右转，东西直行，与东西左右转四个主要状态，及黄灯过渡的辅助状态。主控制器采用89C51单片机。单片机的P0口和P2口分别用于控制南北和东西的通行灯。 本文的创新之处在于采用了双机容错技术，很大程度上增强了系统的可靠性。容错技术以冗余为实质，针对错误频次较高的功能模块进行备份或者决策机制处理。但当无法查知运行系统最易出错的功能，或者系统对整体运行的可靠性要求很高时，双机容错技术则是不二选择。 双机容错从本质上讲，可以认为备置了两台结构与功能相同的控制机，一台正常工作，一台备用待命。传统的双机容错的示意图如图1所示，中U1和U2单元的软硬件结构完全相同。如有必要，在设计各单元时，通过采用自诊断技术、软件陷阱或Watch dog等系统自行恢复措施可使单元可靠性达到最大限度的提高。其关键部位为检测转换（切换）电路。 图 1 传统双机容硬件错示意图 毕业论文 论文题目：城市交叉口感应式信号控制机工作原理研究 系部：电子信息工程系 专业名称：电子信息技术 班级: 08431 学号：52 姓名：郭世朋 指导老师：吕磊 完成时间：2011 年 5 月 13 日 【摘要】：目前，交通拥挤问题是世界各国的普遍性问题，它直接影响经济的发展和人们的生活。智能交通系统(ITS)是在不重修道路的情况下解决这一日益严重的问题的有效途径。在ITS中，交通数据采集设备占据重要位置，只有在掌握大量的交通数据的前提下，才可能实现智能交通。车辆检测器就担负着交通数据采集的任务，因而具有重要的研究意义。环形线圈车辆检测器具有性能稳定，性价比高，适应性强等优点，市场应用最为广泛。本文设计了一种基于DSP的环形线圈车辆检测器，并以此车检器采集的数据为基础，设计了基于车辆排队长度的单交叉口模糊控制器。具体来说，本论文主要开展了如下方面的研究：(1)对交通进行有效的控制必须以采集到正确、实时交通流量信息为基础，为了准确检测车流量，完成了基于DSP的环形线圈车辆检测器的软硬件设计。(2)在本设计中充分考虑到目前环形线圈车辆检测器的一些问题，如误检率较高、灵敏度变化范围较小、不能存储历史交通数据等，运用软硬件手段加以解决，得到了比较好的效果。(3)对该检测器进行了验证实验，证明了其正确性和有效性，并对实验结果进行分析；运用阈值滤波方法进行了车辆分类研究，将通过的车辆分成大型、中型和小型及非机动车辆，在对历史交通数据作分析时有一定的现实意义。 (4)运用采集到的交通流量数据，完成基于车辆排队长度的单交叉口模糊控制器的设计，进行了Matlab仿真，并跟定时控制的结果进行了对比。 关键字：城市交叉口感应式检测器信号控制机 【Abstract】:Currently, the traffic congestion problem is the universality of the world, which directly affects economic development and people's lives. Intelligent Transportation Systems (ITS) is not restored in the case of the road to address this growing problem and effective way. In the ITS, the traffic data collection equipment occupies an important position, only to master a large number of traffic data under the premise of intelligent transportation is possible. Vehicle detector to shoulder the task of traffic data collection, and thus has important research significance.Loop Vehicle Detector with stable performance, cost-effective, adaptable, etc., the most widely used market. This paper presents a DSP-based vehicle detector loop coil, and as vehicle inspection device based on data collected, the vehicle queue length is designed based on a single intersection of fuzzy controller. Specifically, this paper carried out the following aspects: (1) effective control of traffic must be properly collected, based on real-time traffic information, in order to accurately detect the traffic flow at the completion of Loop DSP-based vehicle detector hardware and software design. (2) In this design, full account of the current loop vehicle detector loop problems such as high false detection rate, sensitivity, small range, can not store historical traffic data, etc., the use of hardware and software tools to solve, has been compared good results. (3) to verify the detector test to prove its correctness and validity of the experimental results were analyzed; threshold filtering method using vehicle classification, the vehicles will be divided into large, medium and small and non-motorized vehicles, in the analysis of historical traffic data for a certain practical significance. (4) the use of traffic data collected to complete the queue 交通信号 控制系统（ATC）设计方案 x x x x有限责任公司 目录 1.概述 (1) 1.1系统简介 (1) 1.2设计原则 (2) 1.3系统设计依据及执行标准 (4) 2．总体设计方案 (6) 2.1控制系统总体功能 (6) 2.2通信系统总体结构 (6) 2.3通信系统主要优势 (8) 3.详细设计方案 (9) 3.1监测点设备 (9) 3.1.1设备功能描述 (9) 3.1.2监测点设备组成、结构及特点 (9) 3.2防雷保护及安全设计 (14) 3.3详细设备说明 (15) 3.3.1高清晰摄像机 (15) 3.3.2标清视频检测 (15) 3.3.3补光设备 (15) 3.3.4嵌入式存储 (15) 3.3.5 GOE210千兆工业以太网交换机 (15) 3.3.6 POE工业以太网光纤收发器 (17) 3.4系统典型配置清单 (18) 1.概述 城市发展交通智能信号灯，减少道路拥堵，最终达到智能化区域交通信号控制系统。智能交通信号灯迎合实现绿色经济的时代潮流，为了解决这个问题，提出智能交通信号灯及网络技术，会根据路口车辆多少，自动调节时间，可减少等候时间在75%以上，从而大大节省了人们的出行时间，减少了路口的无效等候，使出行更快捷。 在智能交通系统中，以往的常规摄像机是对所有通过该地点的机动车辆的车牌进行拍摄、记录与处理。由于受到图像采集设备分辨率的制约，图片仅能反映出车型、车身颜色、车牌号码等简单信息。公安执法部门对部分治安案件、交通肇事案件的取证要求上，希望能掌握更详细更清楚的资料，如驾驶员的面貌特征、车内驾驶室的情况、清晰的车辆信息、货车的装载情况。采用高清晰摄像机做前端采集，可以实现所抓拍的图像中用肉眼清楚地分辨：车辆的颜色、特征、车牌的号码、车牌颜色、司乘人员的面部特征。 如此一来智能化同时也带来了网络数据流量的剧增，对网络通信的可靠传输提出了更高的要求。工业以太网交换机在区域交通信号控制系统网络中稳定性、高可靠性、高安全性成为关键中的关键。 1.1系统简介 区域交通信号控制系统(ATC) 智能化区域交通信号控制系统采用百万像素的数字化网络摄像机（1600×1200 CCD传感器），一台摄像机覆盖两条车道，准确抓拍正常行驶、压线行驶、并行通过的车辆，并自动识别车牌号码，抓拍的车辆图片可清晰地显示车辆特征及前排司乘人员的面部特征。摄像机工作于外触发方式，通过视频分析、环形线圈或者窄波雷达检测通过车辆，在抓拍车辆的同时可获取车辆的行驶速度。两条车道共用一台高清数字摄像机的方式在保障系统性能的前提下，大大降低了系统成本。 汽车电子Buck变换器短路恢复输出过冲分析 刘松, 丁宇, 杨启峰 (万代半导体元件上海有限公司, 上海201203) 摘要：本文详细分析了MOSFET开通延时、电流取样信号延时和前沿消隐时间所决定的系统最小导通时间是峰值电流模式下脉宽限流不能起作用的原因；探讨了用于汽车电子系统降压型Buck变换器在输出短路保护后恢复时输出电压产生过冲的问题，响应慢CCM模式导致COMP脚电压不能迅速放电；讨论了短路时输出二极管和引线电压使电感逐渐饱和的过程。输出过冲前沿尖峰产生于电感和输出电容的谐振，功率管直通导致稳定后输出电压等于输入电压。最后给出了解决此问题的电路和测试结果。实验的结果表明：此电路有效的抑止了短跑恢复中的输出电压过冲。 关键词：变换器，输出过冲，短路恢复，最小导通时间 Analysis of Output Overshooting During Short Circuit Recovery of Buck Converter in Automobile Electronic System Liu Song, Ding Yu, Yang Qifeng (AOS Semiconductor Co., Ltd., Shanghai 201203) Abstract: The reason why cycle by cycle current limit can not function even at peak current mode PWM is analyzed in detail. Output overshooting during short circuit recovery of Buck converter in automobile electronic system is discussed in this paper. The process of the inductor going into saturation gradually owing to drop voltage of catch diode and trace during output short circuit is also discussed. Spike voltage of output at leading edge is caused by the inductor and output capacitance. Power Mosfet holding always on makes output voltage equal to input voltage. The solution to treat this issue and test results are given in the end. Key words: converter; output overshoot, short circuit recovery, minimum on duration 1 引言 目前在汽车电子系统中，输入使用12V/24V的电压[1]，然后采用Buck 降压变换器，得到5V、3.3V，2.5V，1.8V，1.2V等多种电压以提供给系统的各种逻辑数字芯片，模拟芯片，MCU或DSP的内核、I/O口等负载。系统要求电源芯片在输出短路时要有保护功能，暂态的输出短路状态消除后系统可以恢复。在一些Buck变换器应用中发现，在输出短路恢复的过程中，输出产生过冲，稳定后输出电压等于输入电压，由于汽车电子系统的输入电压高，这样就会损坏后面所带的芯片负载。本文将探讨这些问题及其产生的原因，并给出相应的电路以解决这些问题。 2 短路恢复过程输出过冲 通常在汽车电子系统中的Buck 降压变换器采用纹波电流小、传输功率大和EMI特性好的CCM峰值电流模式控制，同时具有过流和输出短路保护的功能，通过对电感峰值电流的逐周期自动控制，直接限定了电感峰值电流以及电感的平均电流。在输出短路时，保护电路就将其工作频率降到正常频率的1/8左右。因为工作频率较低，电感的平均电流也很低；当瞬态的输出短路状态撤除，变换器经过软启动电路重新启动。在实际的应用中发现，将输出短路再去除短路时，输出会出现较大过冲尖峰，超过输入电压，而且最后稳定到输入电压值。 过冲及振铃实验现象分析 1.测试电路及过冲、振铃现象 测试电路如下图所示，A点为电压输出口，B点为为了接入电阻而切开的口，C点为同轴电压监测点。 B A C 在B点出用导线连接时，在C点引同轴线到示波器（示波器内阻1M），观察到上升沿有过冲及振铃现象，如下图所示。 1.2 振铃产生的原因分析 1.2.1 振铃现象的产生 那么信号振铃是怎么产生的呢? 前面讲过，如果信号传输过程中感受到阻抗的变化，就会发生信号的反射。这个信号可能是驱动端发出的信号，也可能是远端反射回来的反射信号。根据反射系数的公式，当信号感受到阻抗变小，就会发生负反射，反射的负电压会使信号产生下冲。信号在驱动端和远端负载之间多次反射，其结果就是信号振铃。大多数芯片的输出阻抗都很低，如果输出阻抗小于PCB走线的特性阻抗，那么在没有源端端接的情况下，必然产生信号振铃。 信号振铃的过程可以用反弹图来直观的解释。假设驱动端的输出阻抗是10欧姆，PCB走线的特性阻抗为50欧姆(可以通过改变PCB走线宽度，PCB走线和内层参考平面间介质厚度来调整)，为了分析方便，假设远端开路，即远端阻抗无穷大。驱动端传输3.3V电压信号。我们跟着信号在这条传输线中跑一次，看看到底发生了什么?为分析方便，忽略传输线寄生电容和寄生电感的影响，只考虑阻性负载。下图为反射示意图。 第1次反射：信号从芯片内部发出，经过10欧姆输出阻抗和50欧姆PCB 特性阻抗的分压，实际加到PCB走线上的信号为A点电压3.3*50/(10+50)=2.75V。传输到远端B点，由于B点开路，阻抗无穷大，反射系数为1，即信号全部反射，反射信号也是2.75V。此时B点测量电压是2.75+2.75=5.5V。 第2次反射：2.75V反射电压回到A点，阻抗由50欧姆变为10欧姆，发生负反射，A点反射电压为-1.83V，该电压到达B点，再次发生反射，反射电压-1.83V。此时B点测量电压为5.5-1.83-1.83=1.84V。 第3次反射：从B点反射回的-1.83V电压到达A点，再次发生负反射，反射电压为1.22V。该电压到达B点再次发生正反射，反射电压1.22V。此时B 点测量电压为1.84+1.22+1.22=4.28V。 第4次反射：……第5次反射：…… 如此循环，反射电压在A点和B点之间来回反弹，而引起B点电压不稳定。观察B点电压：5.5V->1.84V->4.28V->……，可见B点电压会有上下波动，这就是信号振铃。下图为B点电压随反射次数的变化示意图。 交通信号控制机技术参数 信号机供应商应无条件向甲方提供可供开发的信号机与上位机见得通信协议及接口。 1、信号机符合GB25280-2010《道路交通信号机》中对协调控制式信号机的全部要求。应无缝接入交警支队现有的交通信号控制平台，支持全部中心控制功能。执行中心协调控制时相位差调整时长不得大于两个信号周期。 2、信号机具有自适应控制功能。信号机小门控制具有下列功能：手动步进、全红、关灯和黄闪。 3、配备专用无线遥控装置（外廓尺寸≤140×65×45mm，天线长度≤110mm）和接收装置，遥控距离不得低于100米；手持机和接收装置要一一对应，不能对临近路口的信号机产生干扰；接收装置安装在信号机机柜内，天线安装高度不得低于3米，馈线不得外露，接收装置通过串口通信接口和干接点方式与信号机相连。遥控装置的电池为可充电锂电池，电量保障连续通讯8000-10000次以上。要求可以实现步控、相控、步控当中的全红等待功能(如当前相位为绿灯灯态，手控模式下按步进键则当前相位执行至红灯灯态时停止，再次按步进键时切换至下一相位绿灯灯态)，同时可以实现特殊勤务的单方向绿灯功能及手动控制、黄闪、全红、跳相等功能。便携式手动遥控装置上手动、自动、特勤功能的转换使用旋转开关。 4、信号机主控单元、灯控单元采用上架式安装，机架为19寸标准机架式。 5、相位控制不少于16相位，信号灯组输出不少于24组。信号机须为拔插式功能模块及防插错设计。配备电压表和外部电源自动转换开关。单元模块电路板需采用湿模并进行防潮、防腐、防盐雾保护膜等处理。交流220V电源输入端首先通过电源滤波器进行滤波。信号输出入接口端装置光电耦合器隔离。 6、交流电源输入端和灯号输出控制端，装置防雷突波吸收器和过电流保护保险丝。内部电路和周围设备电路的直流电分开处理。避雷器接地线与机内保护接地端子分开处理。 7、电源瞬断时，电源模块供电时间至少能支撑微处理器模块运行3(含)秒以上。具备断电后仍可继续运行的时钟。具备看门狗监测中央微处理器(CPU)的运行，运行异常输出重置信号。 8、提供以下通讯接口：a. RS-232串口：用于通过有线或无线传输设备与 新型智能交通信号控制系统 报名号：BS2011-B241设计者：GARDING指导教师：匿名 摘要：本作品针对当前日益严重的交通拥堵问题，以EXP-89S51单片机为核心，设计出了一种新型智能交通信号控制系统，实现了对交通信号灯的实时智能控制。该新型控制系统在控制方案上采用了我们自主设计的新型两级模糊控制方案，该方案是一种同时具有自适应控制、分级模糊控制、相位繁忙优先和准确显时等优势的控制方案，更适用于实际的交通情况，且已获国家实用新型专利和相关论文已在科技核心期刊《现代电子技术》上发表。在软件设计上，采用了MATLAB和VB进行动态模拟，并与当前正在采用的几种控制方案进行了对比验证，验证了新方案的优越性。在硬件设计上，我们采用了EXP-89S51单片机、SP-MDCE25A 交通灯模组、E-TRY通用板和倒计时LED数码管模块等，并搭建了较好的逼真的外围平台来对其实现更具真实性的实时控制。该作品不论是在创新性、实用性、技术先进性，还是在可靠性、经济性上都具有很强的优势。 关键词：智能交通信号新型两级模糊控制 VB动态模拟 EXP-89S51单片机 1、系统总体方案介绍 1.1自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理 我们自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理如图1所示： 图1自主提出的新型智能交通信号控制的总控制系统原理图在该系统中，交叉口的交通参数经检测装置检测，将被测参数转换成统一的标准电信号，再经A/D转换器进行模数转换，转换后的数字量通过I/O接口电路送入新型两级模糊控制器再到控制台。 在新型两级模糊控制器和控制台内部，用软件对采集的数据进行处理和计算，然后经数字量输出通道输出。输出的数字量通过D/A转换器转换成模拟量，再经驱动模块对交通情况进行控制，从而实现对交叉口的实时智能交通控制。 1.2 基于EXP-89S51单片机的新型智能交通信号控制系统的总控制系统设计 本系统运用我们的新型两级模糊控制方案，采用了EXP-89S51来控制智能交通系统。系统的整体结构框图如图2所示： 编号: 毕业论文(设计) 题目智能交通信号灯控制系统设计 指导教师xxx 学生姓名杨红宇 学号201321501077 专业交通运输 教学单位德州学院汽车工程系（盖章） 二O一五年五月十日 德州学院毕业论文（设计）中期检查表 目 录 1 绪论............................................................................................................................ 1 1.1交通信号灯简介...................................................................................................... 1 1.1.1 交通信号灯概述.................................................................................................. 1 1.1. 2 交通信号灯的发展现状...................................................................................... 1 1.2 本课题研究的背景、目的和意义 ......................................................................... 1 1. 3 国内外的研究现状 ................................................................................................. 1 2 智能交通信号灯系统总设计.................................................................................... 2 2.1 单片机智能交通信号灯通行方案设计 ................................................................. 2 2.2 功能要求 ............................................................................... 错误！未定义书签。 3 系统硬件组成............................................................................................................ 4 4 系统软件程序设计.................................................................................................... 5 5 结论和展望................................................................................................................ 6 参考文献...................................................................................... 错误！未定义书签。 杨红宇 要： 但是传统的交通信号灯不已经不能满足于现代日益增长的交通压力，这些缺点体现在：红绿 以及车流量检测装置来实现交通信号灯的自控制，随着车流量来改变红绿灯1 绪论 1.1 1.1.1 为现代生活中必不可少的一部分。 交通信号灯控系统技术文件（集中控制型） 1．交通信号管理系统方案 1.1概述 交通是城市的主要功能之一。城市交通是城市经济和社会发展的动脉，而城市交通设施是城市基础设施的重要组成部分。一个城市的交通的服务水平反映了一个城市的现代化水平。 随着我国经济的高速发展，城市化速度加快，人口和车辆数量剧增，由此引起交通拥挤阻塞、交通事故频发、交通环境恶化，交通问题成为令人困扰的严重问题。如何改善城市交通状况？直接办法就是修路扩路。但任何一个城市，可供修建道路的空间都有限，且需巨额资金。因此，在现有硬件设施的条件下，提高交通控制和管理水平，合理使用交通设施，充分发挥其能力，并采用软设施来改善城市的交通状况。 欧美、日本及澳大利亚等，对交通控制系统的研究给予高度重视，投入了大量人力物力。从1994年起，智能交通(ITS)这一术语得到全世界的广泛承认，它研究的一个重要方面就是智能交通控制与管理。其中英国的SCOOTS系统和澳大利亚的SCATS 系统都是较成功的区域交通控制系统，在世界几十个大城市中运用。由于我国为混合交通，自行车较多，行人交通安全意识淡薄，交通控制设备落后，一些实例已经证明：简单引进SCOOTS和SCATS 系统并不适合我国国情。 京安城市交通信号管理系统是基于城市中的主干道的线控而开发出来的，它把整个城市路口作为一个有机的整体来看待，车流通过路口时可以全部是遇上绿灯，根本不用停车，车速可以大大加快；在一定程度上使机动车不会冲红灯：因为当红灯时，司机可以看到下面相邻的路口也是红灯，过了本路口，还是红灯；当绿灯时，主干道的车多，车速快，车流连续，另方向的车难以穿过其中，所以也取消了冲红灯的念头。人通过交叉路口的安全性也有很大提高：主干道是红灯时，减少了从上游路口过来的车辆，人流通过路口时再也不用与机动车抢道了；主干道是绿灯时，人流慑于机动车的连续快速行驶，不会强行通过路口。这样，使繁忙拥挤的城市交通变得有规律，人车各行其道，既保障了交通安全又规范了道路的管理，为城市的发展奠定了坚实的基础。 1.2交通信号控制系统结构 系统采用两级分布式控制结构，由控制中心计算机、交通信号控制机、通信设备、路口交通设备等组成，如下图所示： 信号过冲及消除方法 在组合逻辑电路中，信号要经过一系列的门电路和信号变换。由于延迟的作用使得当输入信号发生变化时，其输出信号不能同步地跟随输入信号变化，而是经过一段过渡时间后才能达到原先所期望的状态。这时会产生小的寄生毛刺信号，使电路产生瞬间的错误输出，造成逻辑功能的瞬时紊乱。在FPGA内部没有分布电感和电容，无法预见的毛刺信号可通过设计电路传播，从而使电路出现错误的逻辑输出。 任何组合电路、反馈电路和计数器都可能是潜在的毛刺信号发生器。毛刺并不是对所有输入都有危害，如触发器的D输入端，只要毛刺不出现在时钟的上升沿并满足数据的建立保持时间，就不会对系统造成危害。而当毛刺信号成为系统的启动信号、控制信号、握手信号，触发器的清零信号(CLEAR)、预置信号(PRESET)、时钟输入信号(CLK)或锁存器的输入信号就会产生逻辑错误。任何一点毛刺都可能使系统出错，因此消除毛刺信号是FPGA设计中的一个重要问题。毛刺问题在电路连线上是找不出原因的，只能从逻辑设计上采取措施加以解决。消除毛刺的一般方法有以下几种： (1)利用冗余项消除毛刺 函数式和真值表所描述的是静态逻辑，而竞争则是从一种稳态到另一种稳态的过程。因此竞争是动态过程，它发生在输入变量变化时。此时，修改卡诺图，增加多余项，在卡诺图的两圆相切处增加一个圆，可以消除逻辑冒险。但该法对于计数器型产生的毛刺是无法消除的。 (2)取样法 由于冒险出现在变量发生变化的时刻，如果待信号稳定之后加入取样脉冲，那么就只有在取样脉冲作用期间输出的信号才能有效。这样可以避免产生的毛刺影响输出波形。 (3)吸收法 增加输出滤波，在输出端接上小电容C可以滤除毛刺。但输出波形的前后沿将变坏，在对波形要求较严格时，应再加整形电路，该方法不宜在中间级使用。 (4)延迟办法 因为毛刺最终是由于延迟造成的，所以可以找出产生延迟的支路。对于相对延迟小的支路，加上毛刺宽度的延迟可以消除毛刺。但有时随着负载增加，毛刺会继续出现，因而这种方法也是有局限性的。而且采用延迟线的方法产生延迟更会由于环境温度的变化而使系统变不可靠。 (5)锁存办法 当计数器的输出进行相"与"或相"或"时会产生毛刺。随着计数器位数的增加，毛刺的数量和毛刺的种类也会越来越复杂。毛刺在计数器电路输出中的仿真结果如图4所示，从图中可发现有毛刺出现。此时，可通过在输出端加D触发器加以消除。。 数据中的毛刺被明显消除。当FPGA输出有系统内其它部分的边沿或电平敏感信号时，应在输出端寄存那些对险象敏感的组合输出。对于异步输入，可通过增加输入寄存器确保满足状态机所要求的建立和保持时间。对于一般情况下产生的毛刺，可以尝试用D触发器来消除。但用D触发器消除时，有时会影响到时序，需要考虑很多问题。所以要仔细地分析毛刺产生的来源和毛刺的性质，采用修改电路或其它办法来彻底消除。 信号控制发展历史 控制技术的发展： “红”“绿”灯的起源------红绿装的启发 1868年第一个信号灯——煤气交通信号灯，手牵皮带转动灯箱 1914年——电气信号灯 1918年——第一盏名副其实的三色灯 1926年——自动化控制器应用与信号灯 1928年——首台感应式交通信号机 1952年——配时方案选择式的信号灯控制。 1963年——计算机控制的道路交通信号协调控制系统 19世纪初，在英国中部的约克城，红、绿装分别代表女性的不同身份。其中，着红装的女人表示我已结婚，而着绿装的女人则是未婚者。后来，英国伦敦议会大厦前经常发生马车轧人事故，于是人们受到红绿装启发，1868年12月10日，信号灯家族的第一个成员就在伦敦议会大厦的广场上诞生了。由当时英国机械师德·哈特设计、制造的灯柱高7米，身上挂着一盏红、绿两色的提灯——煤气交通信号灯，这是城市街道的第一盏信号灯。在灯的脚下，一名手持长杆的警察随心所欲地牵动皮带转换提灯的颜色。后来在信号灯的中心装上煤气灯罩，它的前面有两块红、绿玻璃交替遮挡。不幸的是只面世23天的煤气灯突然爆炸自灭，使一位正在值勤的警察也因此断送了性命。 从此，城市的交通信号灯被取缔了。直到1914年，在美国的克利夫兰市才率先恢复了红绿灯，不过，这时已是“电气信号灯”。 第一盏名副其实的三色灯(红、黄、绿三种标志)于1918年诞生。它是三色圆形四面投影器，被安装在纽约市五号街的一座高塔上。 1927——黄色信号灯的发明者是我国的胡汝鼎，他怀着“科学救国”的抱负到美国深造，在大发明家爱迪生为董事长的美国通用电器公司任职员。一天，他站在繁华的十字路口等待绿灯信号，当他看到红灯而正要过去时，一辆转弯的汽车呼的一声擦身而过，吓了他一身冷汗。回到宿舍，他反复琢磨，终于想到在红、绿灯中间再加上一个黄色信号灯，提醒人们注意危险。他的建议立即得到有关方面的肯定。于是红、黄、绿三色信号灯即以一个完整的指挥信号家族，遍及全世界陆、海、空交通领域了。 但这种说法站不住脚，世界上第一盏红黄绿三色、四方向的交通信号灯在1920年10月就已经投入使用，这盏由警察威廉?波茨发明的信号灯，被安装在了底特律伍德沃德大街和福特街的交会处，其三色灯光的含义与今天基本一致。而用黄色代表“慎行”的想法也不新鲜，铁路系统很早就开始运用，1899年，纽约、纽黑文和哈德福德的铁路系统就使用了三色灯，红色是“停止”，绿色代表“全部清除”，黄色代表“谨慎”。 1868 年，英国在伦敦威斯敏斯特街口安装了世界上第一组交通信号灯。这揭开了城市道路交通信号灯控制的序幕，从此人类结束了道路交通无序的历史。 1926 年，英国在沃尔佛汉普顿首次安装和使用自动化控制器来控制道路交通信号。它起初采用固定周期控制的方式，随后出现了多时段的定周期控制方式。这标志着城市道路交通自动控制的开始。 1928 年，美国研制出了世界上首台感应式交通信号机，首次实现了道路交通控制信号 信号分析与处理 第一章绪论：测试信号分析与处理的主要内容、应用；信号的分类，信号分析与信号处理、测试信号的描述，信号与系统。 测试技术的目的是信息获取、处理和利用。 测试过程是针对被测对象的特点，利用相应传感器，将被测物理量转变为电信号，然后，按一定的目的对信号进行分析和处理，从而探明被测对象内在规律的过程。 信号分析与处理是测试技术的重要研究内容。 信号分析与处理技术可以分成模拟信号分析与处理和数字信号分析与处理技术。 一切物体运动和状态的变化，都是一种信号，传递不同的信息。 信号常常表示为时间的函数，函数表示和图形表示信号。 信号是信息的载体，但信号不是信息，只有对信号进行分析和处理后，才能从信号中提取信息。 信号可以分为确定信号与随机信号；周期信号与非周期信号；连续时间信号与离散时间信号；能量信号与功率信号；奇异信号； 周期信号无穷的含义，连续信号、模拟信号、量化信号，抽样信号、数字信号 在频域里进行信号的频谱分析是信号分析中一种最基本的方法：将频率作为信号的自变量，在频域里进行信号的频谱分析； 信号分析是研究信号本身的特征，信号处理是对信号进行某种运算。 信号处理包括时域处理和频域处理。时域处理中最典型的是波形分析，滤波是信号分析中的重要研究内容； 测试信号是指被测对象的运动或状态信息，表示测试信号可以用数学表达式、图形、图表等进行描述。 常用基本信号（函数）复指数信号、抽样函数、单位阶跃函数单位、冲激函数（抽样特性和偶函数）离散序列用图形、数列表示，常见序列单位抽样序列、单位阶跃序列、斜变序列、正弦序列、复指数序列。 系统是指由一些相互联系、相互制约的事物组成的具有某种功能的整体。被测系统和测试系统统称为系统。输入信号和输出信号统称为测试信号。系统分为连续时间系统和离散时间系统。 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910243472.2 (22)申请日 2019.03.28 (71)申请人 西北核技术研究所 地址 710024 陕西省西安市灞桥区平峪路 28号 (72)发明人 方文饶 黄文华 王璐璐 付超 邵浩 李平 章勇华 杨志强 巴涛 (74)专利代理机构 西安智邦专利商标代理有限 公司 61211 代理人 汪海艳 (51)Int.Cl. H03F 1/30(2006.01) H03F 3/24(2006.01) (54)发明名称 激励信号触发下功放过冲抑制效率提升方 法、电路及功放 (57)摘要 本发明属于固态微波功率放大器领域，涉及 一种激励信号触发下功放过冲抑制效率提升方 法、电路及功放，旨在解决功率放大器稳定度低 或者效率低的问题，本发明脉冲功率放大器在微 波激励信号前面部分工作在高效率的B类，在激 励信号的下降沿到达前通过栅压控制电路调整 栅极偏置电压，改变功率放大器工作类别，将栅 极偏置电压调整到A类，从而使功率放大器在激 励信号下降沿瞬间工作在A类，使微波激励信号 关闭瞬间漏极电压不产生过冲。权利要求书2页 说明书8页 附图4页CN 109995333 A 2019.07.09 C N 109995333 A 权 利 要 求 书1/2页CN 109995333 A 1.激励信号触发下功放过冲抑制效率提升方法，其特征在于，包括以下步骤： 1】t0时刻前： 射频信号源未产生输出信号，控制栅压控制电路给脉冲功率放大器提供B类工作点偏置电压V gb；脉冲功率放大器不工作； 2】t0时刻： 射频信号源产生输出信号； 射频信号源输出信号经过耦合检波后，产生包络检波信号； 检测包络检波信号上升沿，产生触发信号，触发漏压控制电路给脉冲功率放大器漏极提供漏极偏置电压； 射频信号源输出信号送入延迟电路，经延迟电路进行延迟，延迟时长为τ； 栅压控制电路继续给脉冲功率放大器提供B类工作点偏置电压V gb； 3】t0时刻至t1时刻之间： 脉冲功率放大器漏极偏置电压从0V逐渐上升到所需的漏极偏置电压； 栅压控制电路继续给脉冲功率放大器提供B类工作点偏置电压V gb； 4】t1时刻： 脉冲功率放大器漏极偏置电压已经稳定为所需的漏极偏置电压； 经过延迟电路延迟τ的射频信号源输出信号到达脉冲功率放大器输入端，成为脉冲功率放大器输入信号，脉冲功率放大器开始工作，并产生脉冲功率放大器输出信号； 栅压控制电路继续给脉冲功率放大器提供B类工作点偏置电压V gb； 5】t1时刻至tc时刻之间： 脉冲功率放大器工作在B类； 6】tc时刻： 检测到包络检波信号的下降沿； 给栅压控制电路提供触发信号，触发栅压控制电路开始调整栅极偏置电压； 下降沿触发信号传输到延时电路进行延时，延时时长为τ； 7】tc时刻至t2时刻之间： 脉冲功率放大器工作状态由B类逐渐转化为A类，此时处于AB类工作状态； 8】t2时刻： 栅极偏置电压已经变化为A类工作点偏置电压V ga； 经过延迟电路延迟τ的射频信号源输出信号下降沿到达脉冲功率放大器输入端； 经过延时电路延时τ的下降沿触发信号到达漏压控制电路，漏压控制电路停止给脉冲功率放大器漏极提供漏极偏置电压； 脉冲功率放大器停止工作； 9】t2时刻至t3时刻之间： 脉冲功率放大器偏置在A类； 脉冲功率放大器的漏极偏置电压逐渐降到0V； 10】t3时刻： 脉冲功率放大器的漏极偏置电压降到0V； 栅压控制电路恢复给脉冲功率放大器提供B类工作点偏置电压V gb。 2智能交通信号灯控制系统设计
城市交叉口感应式信号控制机工作原理研究
交通信号控制系统方案
短路恢复过冲原因及解决方法
过冲及振铃现象实验分析
交通信号控制机技术参数
新型智能交通信号控制系统(终)
智能交通信号灯控制系统设计
交通信号灯控系统技术文件(集中控制型)
信号过冲及消除方法
信号控制发展历史
信号分析与处理
【CN109995333A】激励信号触发下功放过冲抑制效率提升方法、电路及功放【专利】