一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的“編碼器”設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的“編碼器”設(shè)計(jì)方法，首先對(duì)實(shí)際傳輸線結(jié)構(gòu)建模，提取傳輸線的電磁參數(shù)矩陣和鏈參數(shù)矩陣，從而得到傳輸線近端端口電壓電流與遠(yuǎn)端端口電壓電流的函數(shù)關(guān)系；接著采樣電源電壓，并轉(zhuǎn)換到頻域；最后根據(jù)近端端口電壓電流與遠(yuǎn)端端口電壓電流的關(guān)系、近端端口電壓與電源電壓的關(guān)系，以及“編碼器”的任務(wù)，求解出“編碼器”，并采用電壓或電流注入方式，將“編碼器”注入傳輸線近端端口，從而消除遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_。本發(fā)明僅在傳輸線的近端端口設(shè)置“編碼器”，省去在遠(yuǎn)端端口的“解碼器”的設(shè)置，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)方法。
【專利說(shuō)明】
-種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于信號(hào)消噪技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及了一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編 碼器"設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電氣電子設(shè)備向著小型化發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸速率和時(shí)鐘速度在穩(wěn)步提高。然而， 近距離和高頻率給傳輸線帶來(lái)了不利的近場(chǎng)干擾一串?dāng)_，它是指相互靠近的傳輸線之間無(wú) 意的電磁禪合。在有限的空間內(nèi)，大量傳輸線內(nèi)的電磁能量W噪聲的形式相互流動(dòng)，造成系 統(tǒng)內(nèi)部的相互干擾，運(yùn)會(huì)嚴(yán)重影響電氣設(shè)備的電磁兼容性。
[0003] 目前串?dāng)_抑制的方法有很多，有的抑制方法出于改變傳輸線結(jié)構(gòu)或禪合參數(shù)的原 理，例如屏蔽和雙絞結(jié)構(gòu);有的方法根據(jù)不同頻率的信號(hào)，設(shè)計(jì)無(wú)源的濾波器作為串?dāng)_的抑 制手段;還可W通過(guò)信道編碼的角度減少串?dāng)_對(duì)信號(hào)完整性的影響?，F(xiàn)有的通過(guò)編碼消除 串?dāng)_的方法，通過(guò)在傳輸線的近端、遠(yuǎn)端端口設(shè)置編碼器、解碼器，方法較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決上述【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn) 態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法，僅在傳輸線的近端端口設(shè)置"編碼器"，省去"解碼器"的設(shè)置， 簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] -種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法，包括W下步驟：
[0007] (1)對(duì)實(shí)際的傳輸線結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真，利用電磁參數(shù)提取工具對(duì)傳輸線電磁參 數(shù)進(jìn)行分析，得到單位長(zhǎng)度的傳輸線的電磁參數(shù)矩陣，再根據(jù)電磁參數(shù)矩陣求得鏈參數(shù)矩 陣巫，則傳輸線近端端口電壓方(0)、電流了(0)與遠(yuǎn)端端口電壓方W)、電流巧式>的關(guān)系：
[000引
（U;
[0009]
[0010] (2)采集傳輸線的電源電壓，得到時(shí)域電源電壓化(t)，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，得到 頻域電源電壓帝y;
[0011] (3)傳輸線近端端口電壓與頻域電源電壓之間關(guān)系：
[0012]
(2)
[0013] 而"編碼器"的任務(wù)是保證傳輸線遠(yuǎn)端端口電壓與電源電壓相同：
[0014]
。）
[001引其中，?為電源電阻矩陣，
[0016]根據(jù)式（1)-(3)，求得"編碼器"的表達(dá)式，并選擇"編碼器"的注入方式是電壓注入 或者是電流注入，從傳輸線近端將"編碼器"注入傳輸線，從而消除遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_。
[0017]進(jìn)一步地，在步驟（1)中，所述電磁參數(shù)矩陣包括電感矩陣L和電容矩陣C，則傳輸 線的阻抗矩陣Z = j?L，導(dǎo)納矩陣為Y = j?C，則鏈參數(shù)矩陣：
[001 引 （4) (5)
[0019]
[0020] p-iyZP= 丫 2 (6)
[0021] 其中，d為傳輸線的長(zhǎng)度，丫 2為對(duì)角陣，它的對(duì)角線元素為矩陣YZ的特征根，P是由 運(yùn)些特征根對(duì)應(yīng)的特征向量組成的矩陣。
[0022] 講一擊他.#擊驢（3)由.若佛程由店沖A節(jié)式，傳輸線近端端口電壓必須滿足：
[0023] (7)
[0024]
[0025] ^8)
[00%] 則在傳輸線近端端口注入的"編碼器"電壓源信號(hào)滿足：
[0027]
(9
[002引其中，Zl為負(fù)載電阻矩陣。
[00巧]徘一擊+A擊驢由，若選擇電流注入方式，傳輸線近端端口電流必須滿足：
[0030] (10)
[0031] 而傳輸線玩端端口由流的連際估：
[0032] (Il)
[0033] 則在傳輸線近端端口注入的"編碼器"電流源信號(hào)滿足：
[0034]
Q2)
[0035] 其中，Zl為負(fù)載電阻矩陣。
[0036] 進(jìn)一步地，在步驟(3)中，若選擇電壓注入方式，采用變壓器將"編碼器"注入傳輸 線近端端口。
[0037] 進(jìn)一步地，在步驟(3)中，若選擇電壓注入方式，采用電流注入錯(cuò)將"編碼器"注入 傳輸線近端端口。
[0038] 采用上述技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果：
[0039] 相比現(xiàn)有的編碼器采用近、遠(yuǎn)兩端放置編碼器的設(shè)計(jì)方式，本發(fā)明只在近端設(shè)置 相應(yīng)的編碼器，就能夠從理論上消除遠(yuǎn)端串?dāng)_，其本質(zhì)在于:認(rèn)為傳輸線自身的禪合效應(yīng)是 一個(gè)"解碼器"。運(yùn)樣，在近端注入的小信號(hào)就可W按照傳輸線禪合效應(yīng)去設(shè)計(jì)，省去了對(duì)編 碼器的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了方法。
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1是本發(fā)明"編碼器"注入傳輸線示意圖；
[0041 ]圖2是本發(fā)明電壓注入方式示意圖；
[0042] 圖3是本發(fā)明電流注入方式示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043] W下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0044] 如圖1所示，其中化為電源電壓，Rs和化分別為電源電阻和負(fù)載電阻。
[0045] 首先，將傳輸線實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真，利用電磁參數(shù)提取工具對(duì)傳輸線電磁參 數(shù)進(jìn)行分析，得到傳輸線的單位長(zhǎng)度的傳輸線電磁參數(shù)矩陣：電感矩陣L和電容矩陣C，運(yùn) 樣，傳輸線阻抗矩陣可表示為Z = jcoL，導(dǎo)納矩陣為Y = jcoC。則可求得：
[0046] p-iyzP= 丫 2
[0047] 上式中，T 2為對(duì)角陣，其對(duì)角線元素為矩陣YZ的特征根，P是由運(yùn)些特征根對(duì)應(yīng)的 特征向量組成的矩陣?？捎上率降玫芥渽?shù)矩陣：
[004引
[0049] 卑與端口電壓、電流的關(guān)系可W表示為：
[(K)加 ]
[0051 ] 其中百(0)、7(0)和而的、了(a?)分別表示近端端口電壓、電流和遠(yuǎn)端端口電壓、電 流?？蒞看出，近端端口與遠(yuǎn)端端口之間存在著由鏈參數(shù)矩陣表征的函數(shù)關(guān)系。
[0052]然后，采集傳輸線的電源電壓，得到時(shí)域電源電壓化(t)，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，得 到頻域電源電壓石5。
[0化3] 傳輸線巧端端口由壓與頻域電源電壓之間關(guān)系：
[0化4]
[0055] I保證傳輸線遠(yuǎn)端端口電壓與電源電壓相同：
[0化6]
[0057]其中，Zs為電源電阻矩陣。
[005引綜合W上關(guān)系式，最終求得"編碼器"的表達(dá)式，并選擇"編碼器"的注入方式是電 壓注入或者是電流注入，從傳輸線近端將"編碼器"注入傳輸線，從而消除遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_，如 圖I所示。
[0059] 如圖2所示，若選擇電壓注入方式，采用變壓器進(jìn)行電壓注入，傳輸線近端端口電 壓必須滿足：
[0060]
[0061]
[0062]
[0063] 則在傳輸線近端端口注入的"編碼器"電壓源信號(hào)滿足：
[0064]

[0065] 如圖3所示，若選擇電流注入方式，采用電流注入錯(cuò)進(jìn)行電流注入，傳輸線近端端 口電流必須滿足：
[0066]
[0067]
[006引
[0069] 則在傳輸線近端端口注入的"編碼器"電流源信號(hào)滿足：
[0070]
[0071] 其中，Zl為負(fù)載電阻矩陣。
[0072] W上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能W此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是 按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 對(duì)實(shí)際的傳輸線結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真，利用電磁參數(shù)提取工具對(duì)傳輸線電磁參數(shù)進(jìn) 行分析，得到單位長(zhǎng)度的傳輸線的電磁參數(shù)矩陣，再根據(jù)電磁參數(shù)矩陣求得鏈參數(shù)矩陣Φ， 則傳輸線近端端口電壓、電流7(0)與遠(yuǎn)端端口電壓、電流Γ(?〇的關(guān)系：⑴； (2) 采集傳輸線的電源電壓，得到時(shí)域電源電壓Us(t)，對(duì)其進(jìn)行傅里葉變換，得到頻域 電源電壓 (3) 傳輸線近端端口電壓與頻域電源電壓之間關(guān)系：(2) 而"編碼器"的任務(wù)是保證傳輸線遠(yuǎn)端端口電壓與電源電壓相同：… C3) 其中，Zs為電源電阻矩陣， 根據(jù)式（1)-(3)，求得"編碼器"的表達(dá)式，并選擇"編碼器"的注入方式是電壓注入或者 是電流注入，從傳輸線近端將"編碼器"注入傳輸線，從而消除遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:在步驟(1)中，所述電磁參數(shù)矩陣包括電感矩陣L和電容矩陣C，則傳輸線的阻抗矩陣Z = j 〇L，導(dǎo)納矩陣為Y = j c〇C，則鏈參數(shù)矩陣： ριγΖΡ=γ" (6)其中，d為傳輸線的長(zhǎng)度，γ 2為對(duì)角陣，它的對(duì)角線元素為矩陣ΥΖ的特征根，Ρ是由這些 特征根對(duì)應(yīng)的特征向量組成的矩陣。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:在步驟(3)中，若選擇電壓注入方式，傳輸線近端端口電壓必須滿足：(7) 而傳輸線近端端口電壓的實(shí)際值： 則在傳輸線近端端口注入的"編碼器"電壓源信號(hào)滿足： (8) (9) 其中，ZL為負(fù)載電阻矩陣。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:在步驟(3)中，若選擇電流注入方式，傳輸線近端端口電流必須滿足：(10) 而傳輸線遠(yuǎn)端端口電流的實(shí)際值：(11) 則在傳輸線近端端口注入的"編碼器"電流源信號(hào)滿足：(12) 其中，ZL為負(fù)載電阻矩陣。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:在步驟(3)中，若選擇電壓注入方式，采用變壓器將"編碼器"注入傳輸線近端端口。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種消除傳輸線遠(yuǎn)端穩(wěn)態(tài)串?dāng)_的"編碼器"設(shè)計(jì)方法，其特征在 于:在步驟(3)中，若選擇電壓注入方式，采用電流注入鉗將"編碼器"注入傳輸線近端端口。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK105956309SQ201610319760
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】王世山, 張昭, 婁千層, 高欣欣
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)