平面电阻技术在高速信号传输中的应用
信号光纤传输技术实验.
音频信号光纤传输技术实验 预习要求 通过预习应理解以下几个问题： 1．音频信号光纤传输系统由那几个部分组成、主要器件（LED 、SPD 和光纤）的工作原理； 2．LED 调制、驱动电路工作原理 3．LED 偏置电流和调制信号的幅度应如何选择、； 4．测量SPD 光电流的I-V 变换电路的工作原理。 实验目的 1．熟悉半导体电光/光电器件基本性能及主要特性的测试方法； 2．了解音频信号光纤传输系统的结构及各主要部件的选配原则； 3．掌握半导体电光和光电器件在模拟信号光纤传输系统中的应用技术； 4．学习音频信号光纤传输系统的调试技术。 实验原理 一．系统的组成 音频信号光纤传输系统的原理图如图8-1-1所示。它主要包括由LED （光源）及其调制、驱动电路组成的光信号发送器、传输光纤和由光—电转换、I —V 变换及功放电路组成的光信号接收器三个部分。光源器件LED 的发光中心波长必须在传输光纤呈现低损耗的0.85μｍ、1.3μｍ或1.5μｍ附近。本实验采用中心波长0.85μｍ的GaAs 半导体发光二极管作光源、峰值响应波长为0.8～0.9μｍ的硅光二极管SPD 作光电检测元件。为了避免或减少谐波失真，要求整个传输系统的频带
宽度能够覆盖被传信号的频谱范围。对于音频信号，其频谱在20Hz ～20KHz 的范围内。光导纤维对光信号具有很宽的频带，故在音频范围内，整个系统的频带宽度主要决定于发送端调制放大电路和接收端功放电路的频率特性。 二、光纤的结构及传光原理 衡量光纤信道性能好坏有两个重要指标：一是看它传输信息的距离有多远，二是看它单位时间内携带信息的容量有多大。前者决定于光纤的损耗特性，后者决定于光纤的频率特性。目前光纤的损耗容易做到每公里零点几dB 水平。光纤的损耗与工作波长有关，所以在工作波长的选用上，应尽量选用低损耗的工作波长。光纤通讯最早是用短波长0.85μｍ，近来发展到能用1.3～1.55μｍ范围的波长，在这一波长范围内光纤不仅损耗低，而且“色散”也小。 光纤的频率特性主要决定于光纤的模式性质。光纤按其模式性质通常可以分成单模光纤和多模光纤。无论单模或多模光纤，其结构均由纤芯和包层两部分组成。纤芯的折射率较包层折射率大。对于单模光纤，纤芯直径只有5～10μｍ，在一定条件下，只允许一种电磁场形态的光波在纤芯内传播。多模光纤的纤芯直径为50μｍ或62.5μｍ，允许多种电磁场形态的光波传播。以上两种光纤的包层直径均为125μｍ。按其折射率沿光纤截面的径向分布状况又分成阶跃型和渐变型两种光纤，对于阶跃型光纤，在纤芯和包层中折射率均为常图8-1-1 音频信号光纤传输系统原理图 数，但纤芯折射率n 1略大于包层折射率n 2。所以对于阶跃型多模光纤，可用几何光学的全反射理论解释它的导光原理。在渐变型光纤中，纤芯折射率随离开光纤轴线距离的增加而逐渐减小，直到在纤芯—包层界面处减到某一值后，在包层
激光雷达高速数据采集系统解决方案.pdf
激光雷达高速数据采集系统解决方案 0、引言 1、 当雷达探测到目标后, 可从回波中提取有关信息，如实现对目标的距离和空间角度定位,并由其距离和角度随时间变化的规律中得到目标位置的变化率，由此对目标实现跟踪; 雷达的测量如果能在一维或多维上有足够的分辨力, 则可得到目标尺寸和形状的信息; 采用不同的极化方法，可测量目标形状的对称性。雷达还可测定目标的表面粗糙度及介电特性等。接下来坤驰科技将为您具体介绍一下激光雷达在数据采集方面的研究。 1、雷达原理 目标标记： 目标在空间、陆地或海面上的位置, 可以用多种坐标系来表示。在雷达应用中, 测定目标坐标常采用极(球)坐标系统, 如图1.1所示。图中, 空间任一目标P所在位置可用下列三个坐标确定: 1、目标的斜距R； 2、方位角α；仰角β。 如需要知道目标的高度和水平距离, 那么利用圆柱坐标系统就比较方便。在这种系统中, 目标的位置由以下三个坐标来确定: 水平距离D，方位角α，高度H。 图1.1 用极(球)坐标系统表示目标位置
系统原理： 由雷达发射机产生的电磁能, 经收发开关后传输给天线, 再由天线将此电磁能定向辐射于大气中。电磁能在大气中以光速传播, 如果目标恰好位于定向天线的波束内, 则它将要截取一部分电磁能。目标将被截取的电磁能向各方向散射, 其中部分散射的能量朝向雷达接收方向。雷达天线搜集到这部分散射的电磁波后, 就经传输线和收发开关馈给接收机。接收机将这微弱信号放大并经信号处理后即可获取所需信息, 并将结果送至终端显示。 图1.2 雷达系统原理图 测量方法 1）.目标斜距的测量 雷达工作时, 发射机经天线向空间发射一串重复周期一定的高频脉冲。如果在电磁波传播的途径上有目标存在, 那么雷达就可以接收到由目标反射回来的回波。由于回波信号往返于雷达与目标之间, 它将滞后于发射脉冲一个时间tr, 如图1.3所示。 我们知道电磁波的能量是以光速传播的, 设目标的距离为 R, 则传播的距离等于光速乘上时间间隔, 即2R=ct r 或 2 r ct R
ASI总线的信号传输系统
ASI总线的信号传输系统 2008-07-21 09:38 ASI（Actuator-Sensor Interface）是用于在控制器（主站）和传感器/执行器（从站）之间进行双向、多站点数字通信的总线网络，它由主站、从站、传输系统3部分组成，而传输系统又由两芯传输电缆、ASI电源和数据解耦电路构成。 1 传输电缆 ASI总线推荐使用的电缆型号为CENELEC或DIN VDE 0281[CENE-90]，并且要标明HO5VV-F2x1.5,这是一种两芯、横截面积为1.5mm2的柔性电源线，它既便宜又随处可见。另一种是具有相同电特性的ASI专用扁平电缆，它在安装上非常方便。因为ASI电缆既要传输信号又是要提供电源，所以在选择电缆时必须注意两个方面的技术指标：第一是通信频谱特性，第二是直流阻抗特性。在认为有较大干扰的情况下，则需要选择使用屏蔽电缆，如型号为（N）YMHCY-02x1.5的电缆，但它也必须满足规定的频谱特性要求。特别要注意的是屏蔽层在ASI电源端只能接地，而不能接在ASI+和ASI-端。 ASI电源的电压为29.51-31.5VDC，每个从站向传感器/执行器提供的电源电压VDC（+10%或-15%）。在一个ASI总线系统中，ASI电源可给31个从站提供的最大电流为2A，因此每个从站平均消耗的电流为65mA。如果从站带动的执行器功率较大，所需电流大于65mA时，则必须外接辅助电源。整个系统允许在ASI 电缆上的最大压降为3V，因此电缆的横截面积不能小于1.5mm2，这样才能保证网络中每个从站都能得到规定的电压值。 ASI电缆的等效电路模型，分为两芯电缆和带屏蔽层两芯电缆两种模型。电阻（R’）、电容（C’）、电感（L’）和电导（G’）值为ASI电缆的等效参数。传输速率为167Kb/s时，两芯电缆总的极限参数范围为：R’=20-50mΩ/m， L’=200-600nH/m，C’=35-70pF/m，G’=1-3μS/m。在同样的传输速率下，带屏蔽层的两芯电缆的极限参数为：R’s=10mΩ/m，Ls’=800nH/m，Cs’=300pF/m，Gs’=15μS/m。 ASI电缆的复数阻抗与传输速率之间的关系对系统的响应特性具有十分重 要的意义。在传输速率为167Kb/s时，阻抗为80-120Ω，而低于或高于167Kb/s 时，阻抗会迅速下降，因此当采用167Kb/s的传输速率时，将得到最大的信号幅值。 2 信号调制过程 ASI信号在传输前要进行调制，采用什么调制方法要考虑诸多的因素。例如附加在电源电压上的传输信号必须是交变的；主站和从站之间的双向通信要求双主都能够产生简单、有效和节省时间的窄带传输信号；使用非屏蔽电缆时不应有太多的干扰等等。ASI信号的调制采用交变脉冲调制方式（APM），这是一种在基频进行调制的串行通信方式。 主站发出的请求信号位序列首先转换为能执行相位变换的位序列，即曼彻斯特II编码，这样就产生了相应的传输电流。当传输电流通过电感元件时会产生电压突变，就产生了请求信号电压。每一个增加的电流产生一个负电压脉冲，而每一个减小的电流产生一个正电压脉冲，通过这种方法从站很容易得到请求信
3G高速数据无线传输技术
第一章绪论 1.13G高速数据无线传输技术概述 1.1.1cdma2000-1x EV-DO与HSPA技术的概念 1.什么是cdma2000-1X EV-DO 1928年，美国Purdue大学学生发明了工作于2MHz的超外差式无线电接收机，并很快在底特律的警察局投入使用，世界上第一种可以有效工作的移动通讯系统诞生了。在近80年的发展历程中，移动通讯事业蒸蒸日上，为 了满足全球用户的需求，技术革新步伐不断加快，先后经历了第一代蜂窝移动通讯系统（AMPS、ETACS、NMT-450等），第二代蜂窝移动通讯系统（GSM、CDMA等）、第三代蜂窝移动通讯系统（WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA等）。随着Internet的普及，市场对广域、高速无线接入的需求急剧增长，无线局域网技术虽然能够提供较高的数据传输速率，但在覆盖范围、安全性、计费等方面存在的固有不足使其无法满足为公用移动网络提供无线数据接入服务的要求，人们寄希望于能够提供高数据传输速率的第三代蜂窝移动通讯标准IMT2000之上。 然而从第二代数字移动通讯系统向第三代数字移动通讯系统过渡，并不是简单的一次升级，由于技术、市场、业务开发和终端发展多方面因素的限制，它们之间的平滑过渡还需要有一定的时间，而且在这期间还必须要有一些新型的通讯技术来确保过渡过程的平滑性。 Cdma2000-1x EV-DO 标准最早起源于Qualcomm公司的HDR（高速数据速率）技术。早在1997年，Qualcomm 就向CDG（CDMA发展组织）提出了HDR的概念，此后经过不断完善和实验，在2000年3月以cdma2000-1x EV-DO 的名称向3GPP2提交了正式的技术方案。Cdma2000-1x EV 的意思是Evolution，表示标准的发展和演进；DO的意思为Data Only，表示支持数据业务，后来为了能更好的表达此技术的含义，吧Data Only改为Data Optimized。EV-DO 既Evolution-Data Optimized ------演进数据优化，表示cdma2000-1x EV-DO技术是对cdma2000-1x 网络在提供数据 业务方面的一个有效的增强和优化手段，2000年10月3GPP2投票表决把该标准定义为C.S0024，在美国的TIA/EIA 称为IS-856. Cdma2000-1x EV-DO表示该技术只支持数据而不支持语音业务，3GPP2标准化组织定名为HRPO（高速分组数据）。它能在与IS-95/cdma2000-1x相同的1.25MHz频带内采用专用的数据信道支持高速分组数据业务。最初版本的前向 最高数据速率可达2.4576Mb/s，反向最高速率可达153.6Kb/s。2001年12月在ITU的会议上，cdma2000-1x EV-DO 技术作为cdma2000 家族的一个分支被吸纳为IMT-2000标准之一。Cdma2000-1x EV-DO 是目前cdma2000网络中已标准化且现实可用的高速无线联网解决方案。 目前，移动通讯得到迅速普及，用户主要使用的是移动语音通讯，随着人们获取信息的需求增长和移动技术的发展，移动数据业务可以蓬勃发展起来。移动数据业务可以提供移动办公、视频播放等娱乐性应用，人们可以享受不受地域限制、随时随地的无线高速数据业务。Cdma2000-1x 已由许多无线运营商部署并投入运营，可提供高达307.2Kb/s 的数据传输速率，但还不是能完全满足人们高速访问计算机互联网的要求。Cdma2000-1x EV-DO 是基于cdma2000-1x 的无线数据增强系统，它秉承互联网的设计理念，针对数据业务的特点对无线接口技术进化优化，同时支持大容量与高速率业务，基本能满足高速无线联网的要求。 Cdma2000-1x EV-DO 技术是cdma2000-1x技术向提高分组数据数据传输能力方向的演进，它是在独立于cdma200-1x 的载波上向移动终端提供高速无线数据业务，但不支持语音业务，对于那些需要语音、数据业务的用户，可以与 IS-95/cdma2000-1x 联合组网。其后续系列cdma2000-1x EV-DV还可提供混合分组数据与语音业务。 由于数据和语音具有不用的特性，如数据速率对时延的实时性要求低于语音业务；数据业务对误码率的要求高于语音业务；对于前反向非对称而言，前向数据业务（基站到移动台）的速率需求较反向高出数倍，而语音业务则为严格的对称业务。因此，像cdma2000-1x 系统中那样，将数据业务和语音业务通过扩频码复用在一起，并通过快速功率控制来共享基站的发射功率与频率资源，对于高速数据业务来说系统效率较低。 Cdma2000-1x EV-DO 系统设计思想是将高速分组数据与低速语音及数据业务分离开来，利用单独载频来提供高速分组数据业务，而传统的语音业务和中低速分组数据业务由cdma2000-1x 系统承载。不同于cdma2000-1x 系统采用 闭环功率控制技术以抵消信道衰落带来的影响的传统方法，cdma2000-1x EV-DO 借助于新的帧结构、更短的时隙，
光纤通信optisystem实验
光纤通信大作业 1.选择一个你认为合适的方案 供选方案：NRZ、RZ调制格式，直接调制或者外调制，APD管或者PIN管，low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。请选择你认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。 答：选择NRZ调制格式，直接调制，APD管，low pass gauss filter。选择这个方案的理由是：为了使得整个系统得到最好的信噪比，并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下： 选择NRZ调制格式，因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性，调制和调解结构简单，在10G和一部分40G系统中得到广泛应用，一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式，通过色散管理和终端可调色散补偿技术，NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。 选择直接调制，因为直接强度调制是用信号直接调制激光器的驱动电流，使其输出功率随信号变化.这种方式设备相对简单，研究较早，现已成熟并商品化.外调制则常用于要求较高的通信系统。 选择APD管，因为由书上的P264页的图8.3可知，PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信，当系统通信数据速率为10G时，PIN灵敏度管不适于应用，我们优选ADP管。 选择low pass gauss filter（低通高斯响应滤波器），因为low pass rectangular filter（低通矩形响应滤波器）是理想的低通滤波器的模型，在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中，如此理想的特性是无法实现的，所有的设计只不过是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter（低通高斯响应滤波器）采用时域法测量有效带宽，具有直观、简便的优点，而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。 实验过程： 本次实验中，由NRZ调制格式、直接调制、APD管和low pass gauss filter构成的光纤通信系统。 1）.根据实验要求，连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态，必须在系统外围增加监测及显示装置，将系统运行结果显示出来，便于观察和分析。因此，在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件，可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态和运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示：
信号传输系统
§1-1 信号传输系统 本节将结合信号传输系统，对“信号与系统”课程的的一些应用 背景和相关概念作简要介绍。 一、一、信息的传输与处理 ●●在人类社会的发展过程中，信息的传递一直是一个非常重要 的任务。从古代的号角，烽火台，到今天的卫星通信，人类历史的 发展与通信的发展有着至关重要的联系。 ●●信号的传输与处理技术最早开始于利用电磁波传输信息的无 线电通信，以后逐步扩大并发展成为现在的通信、自动控制、电子 器件、计算机等学科。 ●●随着科技的不断发展，信息传输技术也不断得到更新，信息 传输的速度越来越快，信息传输量也越来越大，传输的内容语言文 字信息扩展到图片、视频等各种方式，传输的方式也有点对点传输 发展到点对多点以及网络传输。通信与人们生活的有着非常紧密的 关系。 ●●从广义上看，很多现实生活中的系统，都可以看成是广义的 信息传输系统。 二、二、信息传输的任务 信息传输的任务，就是将带有信息的信号，通过 某种系统由发送者传送给接收者； ●●要完成这样的任务，必然要将将带有信息的信号，通过某种 系统，进行适当的处理和变换。 ● 用某种物理方式表达转换客观存在(事件)——>信息———————>消息(约定的符号)——>便于传输的信号 客观存在（事件），是人们要传输的对象。例如，战场上敌方的兵力；某日某处的气温等等； 这些客观存在必须转换成人们能够读懂的消息，例如，语言，文字等； 消息本身可能并不适于处理，必须转换成为便于处理的信号，例如，转换为电信号，光信号，旗语，………… 在实际应用中，为了满足某些需要（例如，为了能够用无线电同时传输多个电台的信号），还要对信号进行进一步处理； ………… ●●所以，在通信中会遇到大量的信号转换和处理工作，这些工 作都是用一些具有特定结构的意义的设备组成，这些设备都是系 统。 ●●不同的设备构成了不同的系统。 三、通讯系统的组成 输入信号输出信号 图1-1 通信系统的组成
信号传输类型及相应技术
信号传输类型及相应技术 信号传输类型及相应技术 在数据通信过程中，数据传输信号不同，所使用技术就不同，通常分为： ?基带传输：在线路上直接传输基带信号的方式称为基带传输l面临问题：编码、同步 l数字信号也被称为数字基带信号，简称基带信号 l用不同电压极性或电平值代表数字信号0和1的过程称为编码；其反过程称为解码 ?频带传输：利用模拟信道实现数字信号传输的方式称为频带传输l面临问题：调制、解调 l在发送端将数字信号转换成模拟信号的过程称为调制 l在接收端将模拟信号转换成数字信号的过程称为解调 简单讲：编解码技术是数字信号到另一种形式的数字信号的过程；调制（解调）技术是数字信号到模拟信号的正（逆）过程。 常用的基带编码方法 n要解决问题： n在发送端，要解决如何将二进制数据序列通过某种编码 （encoding）方式转化为可直接传送的数字信号； n在接收端，则要解决如何将收到的数字信号通过解码(Decoding)恢复为与发送端相同的二进制数据序列。 n常用编码方法： n非归零编码（NRZ，Non-Return to Zero） n Manchester编码 n差分Manchester编码 n FM0编码 NRZ 编码 ü规则： n以高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑“0”。 ü特点： n由于不能判断位的开始与结束，收发双方不能保持同步，需要用另一个信道同时传送同步信号。 n简单、容易实现 Manchester 编码 ü规则： n将每比特周期T分为前T/2和后T/2；
n前T/2传送该比特的反码，后T/2传送该比特的原码。 ü特点： n任何两次电平跳变的时间间隔是T/2或T，提取电平跳变信号可作为收发双方的同步信号，不需要另外的同步信号。又被称为 “自含时钟编码”。 n效率较低 差分Manchester 编码 ü规则： n对Manchester编码的改进,保留每比特中间的跳变作同步之用； 每比特的值则根据其开始处是否出现电平的跳变来决定，有跳变 者为“0”，无跳变者为二进制“1” ü特点： n自含时钟和同步信号的编码技术，抗干扰性能较好 n实现技术复杂 FM0编码模块 ü规则： n FM0编码在每个数据边界处倒转相位，并在数据0中间倒转相位。FM0编码具有记忆功能，一序列的信号中，后一位电平必须 承接上一位末尾电平 ü特点： n FM0编码的数据前应以前同步码开始 实现技术复杂 四种数字信号编码对比图：
光纤通信optisystem实验
光纤通信大作业 1、选择一个您认为合适的方案 供选方案:NRZ、RZ调制格式,直接调制或者外调制,APD管或者PIN管,low pass rectangular filter或者low pass gauss filter。请选择您认为实际中可实现的通信性能最好的一组方案。并给出相应的理由。 答:选择NRZ调制格式,直接调制,APD管,low pass gauss filter。选择这个方案的理由就是:为了使得整个系统得到最好的信噪比,并且保证系统误码率在可接受的范围内。具体理由分析如下: 选择NRZ调制格式,因为经NRZ调制的光信号具有紧凑的频谱特性,调制与调解结构简单,在10G与一部分40G系统中得到广泛应用,一直被作为中短距离光纤通信系统中的主要调制格式,通过色散管理与终端可调色散补偿技术,NRZ调制格式在终端传输距离普通光纤获得良好的光传输性能。 选择直接调制,因为直接强度调制就是用信号直接调制激光器的驱动电流,使其输出功率随信号变化、这种方式设备相对简单,研究较早,现已成熟并商品化、外调制则常用于要求较高的通信系统。 选择APD管,因为由书上的P264页的图8、3可知,PIN管接收灵敏度适用于低数据速率光纤通信,当系统通信数据速率为10G时,PIN灵敏度管不适于应用,我们优选ADP管。 选择low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器),因为low pass rectangular filter(低通矩形响应滤波器)就是理想的低通滤波器的模型,在幅频特性曲线上呈现矩形。在现实中,如此理想的特性就是无法实现的,所有的设计只不过就是力图逼近矩形滤波器的特性而已。而low pass gauss filter(低通高斯响应滤波器)采用时域法测量有效带宽,具有直观、简便的优点,而采用时域法能够显著缩短有效带宽测量时间。 实验过程: 本次实验中,由NRZ调制格式、直接调制、APD管与low pass gauss filter构成的光纤通信系统。 1)、根据实验要求,连接实验电路。同时为了实时地观察系统的运行状态,必须在系统外围增加监测及显示装置,将系统运行结果显示出来,便于观察与分析。因此,在系统中加入了Eye Diagram Analyzer、BER Analyzer、Optical Time Domain Visualizer、Optical Power Meter、Optical Spectrum Analyzer、Oscilloscope Visualizer。通过这些监测及显示器件,可以较为直观地观察到入纤光功率、调制前后的光信号频谱与时域波形、解调后的信号波形、信号眼图及误码率等系统的运行状态与运行结果。整个光纤通信系统的架构如下图示: 完整的光纤通信系统
监控系统中视频信号传输方式
监控系统中视频信号传输方式 监控系统中，视频信号的传输是整个系统非常重要的一环，也是广大工程商挺挠头的一件事，随着工程中监控设备价格的透明性和工程商竞争的加剧，信号传输部分的费用越来越受到大家的重视;目前，在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式，对于不同场合、不同的传输距离，怎样能保证传输质量、降低费用，根据多年的工程经验，在这里我们作一些介绍供参考。 一、 同轴电缆传输 (一)通过同轴电缆传输视频基带信号 视频基带信号也就是通常讲的视频信号，它的带宽是0-6MHZ，一般来讲，信号频率越高，衰减越大，一般设计时只需考虑保证高频信号的幅度就能满足系统的要求，视频信号在5.8MHZ的衰减如下：SYV75-3 96编国标视频电缆衰减30dB/1000米, SYV75-5 96编国标视频电缆衰减 19dB/1000米,，SYV75-7 96编国标视频电缆衰减13dB/1000米;如对图象质量要求很高，周围无干扰的情况下，75-3电缆只能传输100米，75-5传输160米，75-7传输230米;实际应用中，存在一些不确定的因素，如选择的摄像机不同、周围环境的干扰等，一般来讲，75-3电缆可以传输150米、75-5可以传输300米、75-7可以传输500米;对于传输更远距离，可以采用视频放大器(视频恢复器)等设备，对信号进行放大和补偿，可以传输2-3公里;另外，通过一根同轴电缆还 可以实现视频信号和控制信号的共同传输，即同轴视控传输技术，下面简单介绍一下该技术： 在监控系统中，需要传输的信号主要有两种，一个是图像信号，另一个是控制信号。其中视频信号的流向是从前端的摄像机流向控制中心;而控制信号则是从控制中心流向前端的摄像机(包括镜头)、云台等受控对像;并且，流向前端的控制信号，一般又是通过设置在前端的解码器解码后再去控制摄像机和云台等受控对像的。同轴视控传输技术是利用一根视频电缆便可同时传输来自摄象机的视频信号以及对云台、镜头的控制功能，这种传输方式节省材料和成本、施工方便、维修简单化，在系统扩展和改造时更具灵活性;同轴视控实现方法有两类： 一是采用频率分割，即把控制信号调制在与视频信号不同的频率范围内，然后同视频信号复合在一起传送，再在现场做解调将两者区分
数字信号光纤通信技术实验报告
数字信号光纤通信技术实验的报告 预习要求 通过预习应理解以下几个问题： 1．数字信号光纤传输系统的基本结构及工作过程； 2．衡量数字通信系统有那两个指标？； 3．数字通信系统中误码是怎样产生的？； 4．为什么高速传输系统总是与宽带信道对应？； 5．引起光纤中码元加宽有那些因素？； 6．本实验系统数字信号光-电/电-光转换电路的工作原理； 7．为什么在数字信号通信系统中要对被传的数据进行编码和解码？； 8．时钟提取电路的工作原理。 目的要求 1.了解数字信号光纤通信技术的基本原理 2.掌握数字信号光纤通信技术实验系统的检测及调试技术 实验原理 一、数字信号光纤通信的基本原理 数字信号光纤通信的基本原理如图8-2-1示（图中仅画出一个方向的信道）。工作的基本过程如下：语音信号经模/数转换成8位二进制数码送至信号发送电路，加上起始位（低电平）和终止位（高电平）后,在发时钟TxC的作用下以串行方式从数据发送电路输出。此时输出的数码称为数据码，其码元结构是随机的。为了克服这些随机数据码出现长0或长1码元时,使接收端数字信号的时钟信息下降给时钟提取带来的困难，在对数据码进行电/光转换之前还需按一定规则进行编码，使传送至接收端的数字信号中的长1或长0码元个数在规定数目内。由编码电路输出的信号称为线路码信号。线路码数字信号在接收端经过光/电转换后形成的数字电信号一方面送到解码电路进行解码,与此同时也被送至一个高Q值的RLC谐振选频电路进行时钟提取. RLC谐振选频电路的谐振频率设计在线路码的时钟频率处。由时钟提取电路输出的时钟信号作为收时钟RxC,其作用有两个：1.为解码电路对接收端的线路码进行解码时提供时钟信号；2.为数字信号接收电路对由解码电路输出的再生数据码进行码值判别时提供时钟信号。接收端收到的最终数字信号，经过数/模转换恢复成原来的语音信号。 图8-2-1 数字信号光纤通信系统的结构框图 在单极性不归零码的数字信号表示中,用高电平表示1码元，低电平表示0码元。码元持续时间（亦称码元宽度）与发时钟TxC的周期相同。为了增大通信系统的传输容量，就要求提高收、发时钟的频率。发时钟频率愈高码元宽度愈窄。 由于光纤信道的带宽有限,数字信号经过光纤信道传输到接收端后，其码元宽度要加宽。加宽程度由光纤信道的频率特性和传输距离决定。单模光纤频带宽，多模光纤频带窄。因为按光波导理论[1]分析:光纤是一种圆柱形介质波导，光在其中传播时实际上是一群满足麦克斯韦方程和纤芯—包层界面处边界条件的电磁波，每个这样的电磁波称为一个模式。光纤中允许存在的模式的数量与纤芯半径和数字孔径有关。纤芯半径和数字孔径愈大，光纤中参与光信号传输的模式也愈多，这种光纤称为多模光纤（芯径50或62.5μm）。多模光纤中每个模式沿光纤轴线方向的传播速度都不相同。因此，在光纤信道的输入端同时激励起多个模式时，每个模式携带的光功率到达光纤信道终点的时间也不一样，从而引起了数字信号码元的加宽。码元加
UTMI及USB 2.0 PHY高速传输特性分析
UTMI及USB 2.0 PHY高速传输特性分析 1. 概述 USB2.0利用传输时序的缩短（微帧125us）以及相关的传输技术，将整个传输速度从原来的 12Mbps提高到480Mbps，提高了40倍的带宽，为开发高宽带USB接口产品提供条件。 USB2.0支持USB1.1的全速（Full Speed）和低速（Low Speed）工作环境，其电气特性在其他 文献中有描述[6]，这里主要介绍USB2.0高速设备的电气特性以及相关的UTMI接口规范。UTMI全称为 USB2.0 Transceiver Macrocell Interface，此协议是针对USB2.0的信号特点进行定 义的，分为8位或16位数据接口。目的是为了减少开发商的工作量，缩短产品的设计周期，降 低风险。此接口模块主要是处理物理底层的USB协议及信号，可与SIE整合设计成一专用 ASIC芯片，也可独立作为PHY的收发器芯片，下以8位接口为例介绍PHY的工作原理及设计 特点。 2. UTMI主要功能及原理 首先，为保证兼容性，PHY应该支持全速和高速工作模式。为此高速集线器（Root Hub或Hub）需要能够检测设备是高速端口还是全速端口，以作相应的速度模式进行工作。因此，信号接口 须实现以下功能： l 不同速率接口之间的动态传输 l 高速设备检测（HighSpeed Detection Handshake） l 高速设备断开检测（HS_Disconnect） l 能传输高速/全速差分信号（要求阻抗匹配） l 发送和检测高速包开始信号（SYNC） l 发送和检测高速包结束信号（EOP） l NRZI编码和位填充（Bit Stuff / Bit Unstuff） l 支持挂起和复位的操作 图1 USB2.0 PHY 功能模块描述框图 图1描述了UTMI各个功能模块，其工作原理如下：PHY从其他转态（如上电、重启或挂起） 转换成工作状态后，首先进行高速设备的连接检测（HS Detection Handshake）（后面再详细叙述），检测完毕后切换成相应的工作模式，然后等待主机和设备进行传输数据流。当接收器在USB数据线D＋和D－检测到由主机发送到设备的信号时，首先对信号进行时钟恢复，得到正 确同步信号后再送进缓冲区，通过NRZI解码及位反填充后，把串行信号转换成并行信号，最 后送到设备SIE进行处理。反之，当设备端的SIE需要发送数据包时，UTMI将按照相反的顺 序把已编译好的NRZI串行数据流通过发送器传输给主机。为了降低功耗，UTMI支持挂起功能，其工作状态如图2所示。
模拟信号数字化传输系统的设计与仿真分析
唐山学院 通信原理课程设计 题目模拟信号数字化传输系统的设计与仿真分析系 (部) 班级 姓名 学号 指导教师 2017 年 6 月 26 日至2017 年7月 8 日共 2 周
通信原理课程设计任务书
课程设计成绩评定表
目录 前言................................................................. 1模拟信号抽样过程原理............................................... 抽样原理......................................................... 低通型连续信号的抽样.......................................... 带通信号的抽样定理........................................... 量化原理........................................................ 均匀量化...................................................... 非均匀量化................................................... A律压缩律................................................... 13折线...................................................... 脉冲编码调制（PCM）.............................................. 差分脉冲编码调制（DPCM）........................................ 2 Matlab/Simulink的简介............................................. 3 基于Simulink的模拟信号数字化传输的设计与仿真分析.................. 抽样过程的设计与仿真分析......................................... 量化过程的设计与仿真分析......................................... PCM编译码系统设计与仿真分析..................................... PCM编码器设计............................................... PCM解码器设计............................................... 有干扰信号的PCM编码与解码.................................... DPCM编译码系统的设计与仿真分析.................................. 4 总结............................................................... 5参考文献...........................................................
CCD相机的控制与高速图像数据传输技术.
分类号 UDC 密级 编号8Q!§!逝SQ3§ 中国科学院研究生院硕士学位论文 ￡￡旦担扭睦控剑墨直运国堡数握佳箍挂苤垒蝗 指导教师丞扈煎硒冠员 圭国型堂院堂鱼撞盔婴宜压 申请学位级别亟±堂焦学科专业名称信呈复信息处堡论文提交日期 2006.5论文答辩日期 2006.6 培养单位主冒型堂堕趟电撞丕盟窒所 学位授予单位 :空圄型堂瞳班究生瞳——答辩委员会主席 摘篓 随着科举技术的发鼹,CCD数字耀鞔被广泛圭也斑用在备静镁域,发挥蕙熏要静终鲻,圆必秘究CCD姻钒的控制翘数撮铸输具窍重要的意义。论文根据安辩匿像处理系统的要求,霹基子FPGA敬Camera Link懿器撩数攒搂较…裁莲行了设计与实现。 论文深入地分析了几种常用的相机数据传输方式,在此基础上税锻Camera Link 接口鬻瀛高、数搽传输率毫、稿飘控锅簿摹筹特点,磺秘罗以CameraLink 按霜协议为基础的CCD数字裙祝图像数据接收卡。设计采用了FPGA技术,结合算步窜≤亍遴焙协议(UART、LVDS(Low Voltage Differential Signaling等技术, 实现了对CCD 秘辊鹣耱繇葙实隧蘸像数据接收。犊收卡麓最大传输速率霹这 1.848GB/s,实际最高接收速率为960MB/s,具有数据传输率大、稳定性好、搽律方便等优点。论文豹掰
究工律为后续豹图像处理握供了有力豹支持,在高速实时图像处建黻及萁弛领域中有着广泛酶应用薷豢。 关键谣:Camera Linkl LVDS;FPGAI CCD攘爨;串墨逶绩 本文作者煞名: Technologies of CCD Camera Control and High—speed Image Data Transmission Jin Zheng Directed by:Prof.Zhang Qiheng ABSTRACT 戮瞧the development of technologies,CCD Camera is widely applied in practice applications.It is important to study the CCD digital camera?S control and data transmission.For the requests of real time image processing system,we design and implement the image data capture board based Oil Camera Link interface and FpGA structure. In this paper,we study several general camera data transmission patterns and camera control modes.On the basis of the study,we choose Camera Link interface because of its high data transmission and easily implement and huge throughput.The design of a real-time image capturing and camera control board based on Camera Link is presented,The Camera Link interface奄r digital camera and frame grabber is adopted for the board.In combination with FPGA,LVDS(Low Voltage Differential Signalingand UART(Universal Asynchronous Receiver Transmittertechnologies, the board can implement real*time image data acquisition and control of CCD digital camera in real-time image processing system.It strongly supports the image processing.The high—speed digital camera's control and data transmission will be widely applied in more image processing and other fields.
高速数据传输
高速数字电路的研究与介绍 1．引言 随着计算机外部设备、计算机高速总线的发展，在这些设备上进行的数据交换以及复杂的运算导致数据传输量急剧增大，为了满足种种数据在处理器、存储介质和外围设备之间的高速交换，近年来出现了多种高速接口电路的设计和应用。 高速数据传输接口电路在计算机 memory总线，多处理器的互连，外部设备接口，高速系统背板……有着广泛的应用。普通PC机上的DDR2存储器的数据传输已可以达到667MHz。计算机外部设备、计算机网络、通信传输等设备的各种物理层设计工作大量的涉及到了：155M bps、 622M bps和 2.5G bps，100M bps，1000M bps，10G bps的高速接口电路。 现今高速数据传输接口的实现主要参考了三种标准的电路接口：PECL (Positive-referenced Emitter-Coupled Logic); LVDS (Low-Voltage Differential Signals), and CML (Current Mode Logic)。这些高速接口电路标准针对不同的应用领域提供相应的传输速率。解决高速接口电路的互连，保持低功耗及提高信号传输质量，是开发这些接口电路时需要注意的。要求为高速接口电路设计相应的外部阻抗匹配电路、耦合电路。155M bps以下速率的电路阻抗匹配要求不是很严。电路耦合可采用直流耦合，可以避免电容滤除信号的高频成分。500M bps以上的高速电路线路阻抗匹配要求严格。高速电路一般采用交流耦合，可以隔离两边的直流。 在设计高速数字传输系统时，首先需要了解每一种接口标准的输入输出电路结构，由此可以知道如何进行直流偏置和终端匹配。本文针对这三种标准的接口电路做分析和介绍： 2．PECL 接口 PECL由ECL标准发展而来，在PECL电路中省去了负电源，较ECL电路更便于使用。PECL信号的摆幅相对ECL要小，这使得该逻辑更适合于高速数据的串行或并行连接。 PECL接口输出结构 PECL电路的输出结构如图1所示，包含一个差分对管和一对射随器。输出射随 器工作在正电源范围内，其电流始终存在，这 样有利于提高开关速度。标准的输出负载是接 50欧姆电阻至VCC-2V的电平上，如图1所示， 在这种负载条件下，OUT+与OUT-的静态电平 典型值为VCC-1.3V，OUT+与OUT-输出电流为 14mA。PECL结构的输出阻抗很低，典型值为
PAM信号传输系统的应用.
北京科技大学 PAM信号传输系统的应用 学院：计算机与通信工程学院 班级：通信1303 成员姓名：李成钢王亮陈灿安栋张秋杰 2016 年 1 月14 日
PAM信号传输系统的应用 研究背景： 随着通信系统的规模和复杂度不断增加，传统的设计方法已经不能适应发展传的需要，通信系统的模拟仿真技术越来越受到重视。传统的通信仿真技术主要分可以得到与真实环境十分接近的结果，为手工分析与电路试验2种，但耗时长方法比较繁杂，而通信系统的计算机模拟仿真技术是介于上述2种方法的一种系统设计方法，它可以让用户在很短的时间内建立整个通信系统模型，并对其进行模拟仿真。通信原理计算机仿真实验，是对数字基带传输系统的仿真。仿真工具是MATLAB程序设计语言。MATLAB是一种先进的高技术程序设计语言，主要用于数值计算及可视化图形处理。特点是将数值分析、矩阵计算、图形、图像处理和仿真等诸多强大功能集成在一个极易使用的交互式环境中伪科学研究工程设计以及必须进行有效数值计算的众多学科提供了一种高效率的编程工具。运用MATLAB，可以对数字基带传输系统进行较为全面地研究。 现状分析： 1.1通信的概念 通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息(Message)。消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。所以，信号（Signal）是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的(分别如图1-2-1所示) ，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的(分别如图1-2-2所示) ，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息(Information) 。消息是具体的、表面的，而信息是抽象的、本质的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有