通信系統(tǒng)中電接觸故障對信號傳輸影響的計算機(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?？煽抗ぷ鞯摹霸敝痪褪恰半娊佑|觸點(diǎn)”。據(jù)調(diào)查，在通信設(shè)備中影響信號傳輸質(zhì)量、引起故障增多，誤碼率增高，除設(shè)備本身的問題外，一個重要原因就是系統(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，時好時壞，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題在我國至今還沒有被人們充分意識到，因而對其進(jìn)行的研究也幾乎沒有。 針對這種情況，本論文根據(jù)通信系統(tǒng)中電接觸的特點(diǎn)對通信系統(tǒng)中電接觸故障對信號傳輸?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，并通過不同的研究方法獲得一些對提高通信系統(tǒng)可靠性有指導(dǎo)和實(shí)用價值的創(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，不僅接觸電阻會發(fā)生變化而且接觸電容和接觸電感也可能會發(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信號傳輸?shù)挠绊?，而且由于頻率的影響，接觸故障可能會引起很多與低頻時不同的問題。因此本論文結(jié)合通信系統(tǒng)中電接觸的特點(diǎn)對通信系統(tǒng)中電接觸的模型——接觸阻抗進(jìn)行了分析和研究并對實(shí)際接觸阻抗的計算提出了一些方法和意見。 2.理論分析了通信系統(tǒng)中電接觸故障對信號傳輸?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信號傳輸?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，傳輸線有無損耗等)。而電接觸對信號的影響不僅會減小其幅度，而且還會改變信號的波形。而且電接觸對信號傳輸?shù)挠绊戇€與信號傳輸頻率等有關(guān)。這樣使得產(chǎn)生誤碼的可能性變得很大。 3.通過計算機(jī)仿真分析了通信系統(tǒng)中電接觸故障對信號傳輸?shù)挠绊懀玫讲煌闆r下電接觸故障中的各種因素對信號傳輸?shù)挠绊懗潭?利用計算機(jī)仿真軟件對通信系統(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信號傳輸影響的模擬分析圖形，最后對模擬圖

7、形進(jìn)行分析研究，對電接觸故障對信號傳輸?shù)挠绊懹辛饲逦恼莆铡楸阌诶碚摲治雠c仿真結(jié)果的對照，在進(jìn)行仿真時也分為理想情況、阻抗不匹配情況和傳輸線有衰減情況三種情況來分析。通過分別改變接觸阻抗(主要是接觸電阻和接觸電容)和輸入信號頻率的大小，比較輸出信號(波形和幅度)得出接觸阻抗和傳輸頻率對信號傳輸?shù)挠绊懗潭?。通過計算機(jī)仿真的輔助分析得出：當(dāng)接觸阻抗增加時，接收信號衰減增大。因此必須嚴(yán)格控制接觸阻抗大小，一旦超過門限值，誤碼就會產(chǎn)生。接觸阻

8、抗中接觸電容部分對信號傳輸影響嚴(yán)重，特別是對波形的影響，而且一旦接觸電容存在，信號傳輸頻率對信號傳輸就有影響，因此必須嚴(yán)格控制接觸電容和信號傳輸頻率大小，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信號傳輸?shù)挠绊?在實(shí)驗(yàn)?zāi)M中主要是對實(shí)際連接器對信號傳輸?shù)挠绊懞徒佑|電阻對信號傳輸影響規(guī)律作了研究，通過采用在相同條件下比較通過有同軸連接器和無連接器線路的輸出信號，定性分析其中同軸連接器對信號傳輸?shù)挠绊懖⑶矣^察不同輸入