基于PCB的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)

　　摘要：現(xiàn)有的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)，存在抗干擾性能差的缺陷，為了解決上述問(wèn)題，提出并設(shè)計(jì)了基于PCB的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路。首先選取抗干擾電路元器件，主要包括開(kāi)元器件、電容器、變壓器、電感器與PCB;其次設(shè)定上述抗干擾電路元器件參數(shù)。通過(guò)抗干擾電路元器件的選取以及相應(yīng)參數(shù)的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)基于PCB的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路的設(shè)計(jì)。與現(xiàn)有的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路相比較，改進(jìn)設(shè)計(jì)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)極大提升了電路的抗干擾性能，充分說(shuō)明設(shè)計(jì)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路具備更好的性能。

　　關(guān)鍵詞：PCB;數(shù)字集群;通信系統(tǒng);抗干擾;電路設(shè)計(jì)

　　引言

　　數(shù)字集群通信系統(tǒng)是一種基于現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)的高速通信公網(wǎng)，在通信工程領(lǐng)域有著重要的地位。隨著國(guó)內(nèi)外通訊環(huán)境與市場(chǎng)的不斷升級(jí)，數(shù)字集群通信系統(tǒng)應(yīng)用范圍也在不斷的擴(kuò)大，這對(duì)數(shù)字集群通信系統(tǒng)提出了更高的要求，國(guó)家也對(duì)數(shù)字集群通信系統(tǒng)提出了相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)范。我國(guó)運(yùn)營(yíng)商正在積極參與數(shù)字集群通信系統(tǒng)的研究，致力于適應(yīng)現(xiàn)今通信需求。

　　如中國(guó)衛(wèi)通對(duì)數(shù)字集群通信系統(tǒng)的研究，為數(shù)字集群通信系統(tǒng)的發(fā)展提供了參考依據(jù)。數(shù)字集群通信系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于電壓突變、電流突變、元件過(guò)大、傳播媒介及敏感器件導(dǎo)致系統(tǒng)電路容易受到干擾，導(dǎo)致電路出現(xiàn)短路、斷路等故障，致使數(shù)字集群通信系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，提出并設(shè)計(jì)了新型數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路�，F(xiàn)有的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)存在著抗干擾性能差的缺陷，基于此，本文對(duì)PCB的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究。

　　1數(shù)字集群通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和工作方式

　　1.1網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成

　　數(shù)字集群系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的有效靈活控制和管理，它直接影響到系統(tǒng)所提供的各種服務(wù)。其中該系統(tǒng)管控是依靠網(wǎng)內(nèi)以數(shù)字信號(hào)方式所傳輸?shù)男盘?hào)令進(jìn)行的，有別于模擬系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)用戶的信息是模擬信號(hào)，更進(jìn)一步的增加了網(wǎng)絡(luò)管理和控制的難度。該系統(tǒng)主要是由移動(dòng)臺(tái)、有線臺(tái)、和基礎(chǔ)設(shè)備構(gòu)成的，其中有線臺(tái)和基礎(chǔ)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)有線連接叫做調(diào)度臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)主要分為集群式、雙模式兩種，第一種僅限自身工作，第二種具有監(jiān)控功能且可實(shí)現(xiàn)多種工作。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備又包含基站、網(wǎng)管和交換控制設(shè)備以及其它接口。

　　1.2工作方式

　　該系統(tǒng)在技術(shù)上具有的相對(duì)優(yōu)勢(shì)決定了它不僅具有個(gè)人用戶通信的全部功能，還可以實(shí)現(xiàn)個(gè)人與群體間的任意通信其工作方式大致分為三種(1)集群的方式，主要包括消息、傳輸、準(zhǔn)傳輸三種集群，其中消息集群能夠通過(guò)系統(tǒng)為用戶配置更加固定的通信通道，傳輸集群運(yùn)用動(dòng)態(tài)分配的方式占用空閑通道容易導(dǎo)致通話質(zhì)量不夠優(yōu)質(zhì)和通暢。準(zhǔn)傳輸集群能夠集以上特點(diǎn)，使通信通道實(shí)際使用率處于兩者之間。(2)直通的方式，脫離網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)通信的一種方式。(3)虛擬網(wǎng)的方式，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需求的同時(shí)配置移動(dòng)臺(tái)就可以建立虛擬網(wǎng)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)屬通信。

　　2數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路元器件設(shè)計(jì)

　　2.1開(kāi)關(guān)元器件

　　在數(shù)字集群通信系統(tǒng)電路中，利用IGBT型的SKM100GB123D作為電路的開(kāi)關(guān)元器件，此開(kāi)關(guān)元器件具有較好的抗噪聲效果。SKM100GB123D開(kāi)關(guān)元器件是電路高速開(kāi)關(guān)，在常溫25℃下，工作電壓有效值為1200V，輸出額定電流為100A。

　　2.2電容器

　　電容器在耦合、濾波、調(diào)諧以及旁路等電路中起著至關(guān)重要的作用。電容器的品質(zhì)直接決定著電路的性能好壞，對(duì)整個(gè)電路的穩(wěn)定性起著決定性作用。但是電容器比較容易受到環(huán)境噪聲、電壓突變的影響，電容器會(huì)出現(xiàn)外殼膨脹、內(nèi)部聲音異常、溫度過(guò)高等故障，威脅著電路的安全。為此，選取CBB電容器，該電容器可以很好地解決上述問(wèn)題。

　　2.3變壓器

　　變壓器是通過(guò)電磁感應(yīng)原理改變交流電壓的裝置，主要由初級(jí)、次級(jí)線圈與鐵芯或者磁芯構(gòu)成，其與電源連接的繞組稱為初級(jí)線圈，剩余的稱為次級(jí)線圈，磁芯的功能是加強(qiáng)線圈之間的磁耦合。功能為電壓、電流、阻抗變換、穩(wěn)壓、隔離等，在電路中采用T為編號(hào)的開(kāi)關(guān)，例如T01，T201等。在系統(tǒng)運(yùn)行是，隨著變壓器的使用，當(dāng)電流或者電壓產(chǎn)生變化時(shí)，變壓器線圈電阻溫度上升，若超過(guò)線圈極限值，變壓器無(wú)法正常使用，從而降低電路的抗干擾性能。

　　2.4電感器

　　電感器是將電能轉(zhuǎn)化為磁能，并將其存儲(chǔ)的元件。電感器電感是一定的，可以阻礙電流的變化。當(dāng)電感器無(wú)電流通過(guò)時(shí)，會(huì)阻礙電流的通過(guò);當(dāng)電感器有電流通過(guò)時(shí)，電感器維持電流不變。經(jīng)過(guò)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，可調(diào)電感器具備極高的抗干擾性能。

　　2.5 PCB

　　PCB中文名稱為印制電路板或者印刷電路板，主要功能是支撐、連接電子元器件，具有可高密度化、高可靠性、可設(shè)計(jì)性、可生產(chǎn)性、可測(cè)試性、可組裝性、可維護(hù)性等特征，通過(guò)PCB的應(yīng)用，極大提升電路的抗干擾性能。布局需要依據(jù)一定的原則：(1)確定電路功能單元位置，依據(jù)電路流程合理安排布局，便于信號(hào)流通，保持信號(hào)流的方向一致;(2)將元器件之間參數(shù)分布考慮在內(nèi)，使元器件排列保持平行狀態(tài)，提供電路工作效率;(3)若是元器件或者芯片在PCB邊緣處，須保障距離大于2mm，保證信號(hào)正常傳輸，防止被干擾。

　　3抗干擾電路元器件參數(shù)設(shè)計(jì)

　　3.1開(kāi)關(guān)元器件參數(shù)設(shè)計(jì)

　　3.2電容器參數(shù)設(shè)計(jì)

　　電容器額定電壓與額定電流主要由電路電壓最大值決定，同時(shí)還要考慮到加阻容吸收電路后的開(kāi)關(guān)浪涌電壓。常規(guī)情況下，電容器正常工作時(shí)，兩端承受的電壓需要小于350V，給予電容器電壓變化范圍，設(shè)定電容器額定電壓為600V。

　　其中，I0為電容器額定電流;P0為電路輸出功率;U0為輸出電壓;Pmax為電路最大輸出功率;η為效率;Umax為電路最大輸出電壓;Imax為電路最大輸出電流。

　　3.3變壓器參數(shù)設(shè)計(jì)電路變壓器磁芯選取MXO-2000材料。

　　3.4電感器參數(shù)設(shè)計(jì)

　　為了保障電感器的線性性能，計(jì)算電感器的誤差范圍。

　　科技論文投稿刊物：《科技通報(bào)》(BulletinofScienceandTechnology)雜志創(chuàng)刊1985年，經(jīng)國(guó)家新聞出版署批準(zhǔn)，由浙江省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦主管的綜合性自然科學(xué)學(xué)術(shù)期刊，國(guó)際刊號(hào)：1001-7119，國(guó)內(nèi)刊號(hào)：33-1079/N，郵發(fā)代號(hào)：32-95，國(guó)內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行。

　　3.5 PCB參數(shù)設(shè)計(jì)

　　PCB參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是設(shè)計(jì)PCB原理圖，通過(guò)上述數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路元器件的選取及相應(yīng)參數(shù)的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路的設(shè)計(jì)，為數(shù)字集群通信系統(tǒng)提供更加有效支撐。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　總而言之，設(shè)計(jì)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)抗干擾電路極大的提升了抗干擾性能，為數(shù)字集群通信系統(tǒng)提供更加有效的支撐。但是，設(shè)計(jì)電路的抗干擾性能依然具有上升空間，需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化研究。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]蘇丹，楊睿，吳佳等電力信息通信系統(tǒng)監(jiān)控模型設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].科技通報(bào)，2018，34(8):164-167.

　　[2]楊赟秀，袁菲，路小龍，等.基于InGaAs蓋革模式APD探測(cè)器的主動(dòng)淬滅電路設(shè)計(jì)[J].半導(dǎo)體技術(shù)，2019，44(5):329-334.

　　[3]耿升榮.智能電子通信設(shè)備抗干擾性能實(shí)時(shí)評(píng)估系統(tǒng)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2019，27(10):118-122.

　　作者：張志敏

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