通信系統(tǒng)中電接觸故障對(duì)信號(hào)傳輸影響的計(jì)算機(jī)仿真與研究.pdf

1、在各種各樣的電子、電力設(shè)備或系統(tǒng)中，數(shù)量最多，最容易出故障從而導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常可靠工作的“元件”之一就是“電接觸觸點(diǎn)”。據(jù)調(diào)查，在通信設(shè)備中影響信號(hào)傳輸質(zhì)量、引起故障增多，誤碼率增高，除設(shè)備本身的問(wèn)題外，一個(gè)重要原因就是系統(tǒng)中數(shù)字配線架(DDF)上的同軸連接器質(zhì)量不好，再加上環(huán)境的影響使得電接觸觸點(diǎn)出現(xiàn)故障所致，即電接觸失效。這種故障的特點(diǎn)是不穩(wěn)定，時(shí)好時(shí)壞，再現(xiàn)性差，查找困難。進(jìn)一步研究表明，引起電接觸失效的原因很多，如材料的選擇，接

2、觸表面粗糙度，硬度，表面耐磨性，表面鍍金層質(zhì)量，微動(dòng)磨損，插拔磨損及使用環(huán)境條件等。這些因素影響連接器的可靠性，造成電接觸失效的機(jī)理是非常復(fù)雜的，而各種故障是怎樣影響傳輸參數(shù)從而導(dǎo)致誤碼率增高直至傳輸中斷這一問(wèn)題在我國(guó)至今還沒(méi)有被人們充分意識(shí)到，因而對(duì)其進(jìn)行的研究也幾乎沒(méi)有。 針對(duì)這種情況，本論文根據(jù)通信系統(tǒng)中電接觸的特點(diǎn)對(duì)通信系統(tǒng)中電接觸故障對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊戇@一領(lǐng)域作了比較全面的研究和探討。結(jié)合目前的實(shí)際情況和研究者們對(duì)此領(lǐng)域

3、所做的一些探討性的研究，本論文提出了一些新的概念，并通過(guò)不同的研究方法獲得一些對(duì)提高通信系統(tǒng)可靠性有指導(dǎo)和實(shí)用價(jià)值的創(chuàng)新的研究成果。其中主要的工作有： 1.結(jié)合經(jīng)典電接觸理論和通信系統(tǒng)中電接觸的特點(diǎn)提出了通信系統(tǒng)中的電接觸模型 以往在電接觸理論與工程實(shí)踐中都是利用接觸電阻這一概念來(lái)描述電接觸的影響。但在通信系統(tǒng)中，尤其是在高速率的數(shù)字通信系統(tǒng)中，不僅接觸電阻會(huì)發(fā)生變化而且接觸電容和接觸電感也可能會(huì)發(fā)生變化，所以僅用接觸電

4、阻這一參數(shù)已經(jīng)不能完全描述電接觸對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?，而且由于頻率的影響，接觸故障可能會(huì)引起很多與低頻時(shí)不同的問(wèn)題。因此本論文結(jié)合通信系統(tǒng)中電接觸的特點(diǎn)對(duì)通信系統(tǒng)中電接觸的模型——接觸阻抗進(jìn)行了分析和研究并對(duì)實(shí)際接觸阻抗的計(jì)算提出了一些方法和意見(jiàn)。 2.理論分析了通信系統(tǒng)中電接觸故障對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?根據(jù)經(jīng)典電接觸理論結(jié)合高頻(高速率)信號(hào)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，結(jié)合實(shí)際通信系統(tǒng)中使用的數(shù)字分配架上的同軸連接器的特點(diǎn)，對(duì)電接觸故障導(dǎo)致誤

5、碼率增高的可能性進(jìn)行了理論分析和探討。 根據(jù)實(shí)際通信系統(tǒng)的傳輸特點(diǎn)，將理論分析分為以下三種情況：理想傳輸線、終端阻抗匹配；理想傳輸線、終端阻抗不匹配；有損耗傳輸線、終端阻抗匹配。對(duì)這三種情況，根據(jù)電接觸阻抗(主要是接觸電阻和接觸電容)的不同，詳細(xì)地分析了電接觸阻抗對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懖⒂懻摿顺霈F(xiàn)誤碼的可能性。經(jīng)理論分析得出：由于電接觸的存在，或多或少都要影響信號(hào)的傳輸，影響的大小不僅取決于電接觸本身的特性(接觸阻抗)，而且與電路參數(shù)

6、有關(guān)(阻抗是否匹配，傳輸線有無(wú)損耗等)。而電接觸對(duì)信號(hào)的影響不僅會(huì)減小其幅度，而且還會(huì)改變信號(hào)的波形。而且電接觸對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊戇€與信號(hào)傳輸頻率等有關(guān)。這樣使得產(chǎn)生誤碼的可能性變得很大。 3.通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真分析了通信系統(tǒng)中電接觸故障對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懀玫讲煌闆r下電接觸故障中的各種因素對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懗潭?利用計(jì)算機(jī)仿真軟件對(duì)通信系統(tǒng)中電接觸模型進(jìn)行電路模擬分析，得到了電接觸故障對(duì)信號(hào)傳輸影響的模擬分析圖形，最后對(duì)模擬圖

7、形進(jìn)行分析研究，對(duì)電接觸故障對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懹辛饲逦恼莆?。為便于理論分析與仿真結(jié)果的對(duì)照，在進(jìn)行仿真時(shí)也分為理想情況、阻抗不匹配情況和傳輸線有衰減情況三種情況來(lái)分析。通過(guò)分別改變接觸阻抗(主要是接觸電阻和接觸電容)和輸入信號(hào)頻率的大小，比較輸出信號(hào)(波形和幅度)得出接觸阻抗和傳輸頻率對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懗潭?。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真的輔助分析得出：當(dāng)接觸阻抗增加時(shí)，接收信號(hào)衰減增大。因此必須嚴(yán)格控制接觸阻抗大小，一旦超過(guò)門限值，誤碼就會(huì)產(chǎn)生。接觸阻

8、抗中接觸電容部分對(duì)信號(hào)傳輸影響嚴(yán)重，特別是對(duì)波形的影響，而且一旦接觸電容存在，信號(hào)傳輸頻率對(duì)信號(hào)傳輸就有影響，因此必須嚴(yán)格控制接觸電容和信號(hào)傳輸頻率大小，以減少誤碼的產(chǎn)生。 4.實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究了電接觸故障對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?在實(shí)驗(yàn)?zāi)M中主要是對(duì)實(shí)際連接器對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懞徒佑|電阻對(duì)信號(hào)傳輸影響規(guī)律作了研究，通過(guò)采用在相同條件下比較通過(guò)有同軸連接器和無(wú)連接器線路的輸出信號(hào)，定性分析其中同軸連接器對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懖⑶矣^察不同輸入