趙鋼

摘要：基于大功率電子調(diào)制器的噪聲干擾現(xiàn)狀，根據(jù)控制性理論，提出一種噪聲干擾控制系統(tǒng)。通過實(shí)驗(yàn)分析證實(shí)了所提出理論的準(zhǔn)確性，表明這種系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法能夠很好的改善大功率電子調(diào)制器噪聲干擾問題。

【關(guān)鍵詞】大功率 電子調(diào)制器 噪聲干擾 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近年來我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大功率電子調(diào)制器已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但是隨著電子調(diào)制器越來越復(fù)雜，在使用過程中產(chǎn)生了大量的噪聲，這對調(diào)制器的準(zhǔn)確性產(chǎn)生了很嚴(yán)重的干擾。就目前的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來看，并沒有系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。因此本文基于大量文獻(xiàn)設(shè)計(jì)出了一種可以有效解決大功率電子調(diào)制器噪聲干擾問題的系統(tǒng)。

1 大型電子調(diào)制器介紹

調(diào)制器指的是射頻調(diào)制器，又分為倆種，一種是鄰頻調(diào)制器，另一種是隔頻調(diào)制器，調(diào)制器主要應(yīng)用于前端電視機(jī)房。

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

（1）因?yàn)檎{(diào)制器所使用的設(shè)計(jì)方式都是四路一體設(shè)計(jì)，所以可以有效地節(jié)省機(jī)房和機(jī)柜的空間，安裝調(diào)試也更加方便。

（2）調(diào)制器在輸出時(shí)候擁有非常強(qiáng)的輸出信號，傳輸?shù)木嚯x也非常遠(yuǎn)，同時(shí)也會對輸出圖像進(jìn)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(shù)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(diào)控，有效地解決了圖像過亮或過暗的問題。

（5）調(diào)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(diǎn)，調(diào)制器在當(dāng)今社會中被廣泛的使用。這些使用領(lǐng)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(xué)校部隊(duì)等教育機(jī)構(gòu)視聽系統(tǒng)。

調(diào)制器也廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。我們以電子直線加速器脈沖調(diào)制器為例，它是醫(yī)用電子直線加速器的一個(gè)重要組成部分，脈沖調(diào)制器產(chǎn)生重復(fù)頻率和視頻脈沖，這些視頻脈沖具有一定功率。

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

2 調(diào)制器的噪聲干擾

2.1 調(diào)制器噪聲干擾研究現(xiàn)狀

調(diào)制器自發(fā)明以來，己在化學(xué)、生物、信息科學(xué)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。因此學(xué)術(shù)界陸續(xù)提出各種改良優(yōu)化調(diào)制器的方法。可是，這些方法僅僅局限于如何優(yōu)化調(diào)制，卻很少對調(diào)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(diào)制器的研究文獻(xiàn)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(xué)術(shù)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(shè)計(jì)出一種大功率電子調(diào)制器噪聲干擾問題的系統(tǒng)具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值。

2.2 大功率電子調(diào)制器的噪聲干擾控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在高速電路中，若是源端與負(fù)載端無法配適，那么信號線上就會產(chǎn)生反射現(xiàn)象，負(fù)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(dāng)傳輸線上的信號來回反射，就會導(dǎo)致信號在判斷時(shí)產(chǎn)生誤差，甚至?xí)茐钠骷?。在理想傳輸線模型中，理想傳輸線是被數(shù)字信號主導(dǎo)的，負(fù)載端阻抗與傳輸線阻抗一旦無法配適，負(fù)載端就會反射一部分回到源端；當(dāng)電壓從負(fù)載端反射到達(dá)源端時(shí)，源端又會使電壓再次反射回負(fù)載端，這種現(xiàn)象我們稱之為二次反射波，當(dāng)發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí)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(jìn)行端接。一是源端串行端接匹配、二是負(fù)載端并行端接匹配。這兩種端接策略都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，但是第一種方法在進(jìn)行端接時(shí)僅僅需要在信號源端串入一個(gè)電阻就可以完成，具有方便好操作，消耗功率小的優(yōu)點(diǎn)，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(dāng)我們必須進(jìn)行彎折布線時(shí)，一定不要有直角走線，在轉(zhuǎn)彎的地方要設(shè)計(jì)為45度或者圓弧形。

器件內(nèi)部接地引腳和地平面會產(chǎn)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(zhuǎn)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(qū)動器信號在傳遞過程中同時(shí)翻轉(zhuǎn)，就會同時(shí)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(qū)動電流的輸出越大，這些電流所產(chǎn)生的噪聲幅度也就越大。

串?dāng)_也是一種噪聲產(chǎn)生的方式。串?dāng)_的概念是每當(dāng)信號在傳輸線上傳遞時(shí)，相同的一個(gè)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?dāng)_幅值是由以下幾個(gè)因素影響，

（1）干擾源信號頻率；

（2）信號的上升/下降時(shí)間；

（3）邊沿變化；

（4）傳輸線與地平面的距離；

（5）同一布線結(jié)構(gòu)的電介質(zhì)層厚度。其中邊沿變化對串?dāng)_的影響最大，邊沿變化越快，串?dāng)_越大。

2.3 大功率電子調(diào)制器的噪聲干擾控制仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)

大量事實(shí)表明，一旦PCB板已經(jīng)成形，我們要解決高速數(shù)字電路干擾而導(dǎo)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?dāng)_現(xiàn)象進(jìn)行仿真，就可以提出具有針對性的改善方案。通過分析進(jìn)行解決，仿真確定了沒有問題，我們再進(jìn)行實(shí)際加工，這樣可以有效保障成形PCB板的優(yōu)良性。

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

3 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對大型電子調(diào)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(xiàn)的分析，提出了一種有效解決大功率電子調(diào)制器噪聲干擾問題的系統(tǒng)，希望對以后的學(xué)術(shù)研究起到積極的作用。

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