高速數(shù)據(jù)通信總線的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

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摘要：隨著我國科技的發(fā)展，電子信息技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，尤其體現(xiàn)在音視頻和圖像處理技術(shù)中。同時(shí)在通信系統(tǒng)中，需要更高的數(shù)據(jù)傳輸速率來實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，而更新原有系統(tǒng)和購買新設(shè)備的成本是相差無幾的。這種情況下，我們需要一種能夠在原始系統(tǒng)上進(jìn)行通信而不影響原始系統(tǒng)正常運(yùn)行的技術(shù)。在本文高速數(shù)據(jù)通信總線進(jìn)行了討論。

關(guān)鍵詞：高速數(shù)據(jù)通信總線；關(guān)鍵技術(shù)；數(shù)據(jù)通信

1高速數(shù)據(jù)通信總線關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著高速數(shù)據(jù)通信總線關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)越來越受到人們的重視，國外的研究人員也開始深入探索。據(jù)有關(guān)調(diào)查可知，目前國外大多數(shù)國家已經(jīng)開始對(duì)高速數(shù)據(jù)總線關(guān)鍵技術(shù)的研究，實(shí)驗(yàn)完成后將實(shí)驗(yàn)理論和關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際操作中，結(jié)果是非常樂觀的。在這方面，有關(guān)人員一直致力于高速數(shù)據(jù)總線的關(guān)鍵技術(shù)的研究，但大部分研究?jī)?nèi)容只是取代舊的總線，對(duì)原有總線上的高速數(shù)據(jù)總線的研究較少。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，大多數(shù)指揮官利用電子通信等技術(shù)進(jìn)行作戰(zhàn)，目的是破壞以前的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)總線，使之處于崩潰邊緣。因此，改進(jìn)高速數(shù)據(jù)通信總線的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)于我們的防御工作是非常重要的。在20世紀(jì)70年代，美國制定了高速數(shù)據(jù)通信總線的使用標(biāo)準(zhǔn)，此后一直在使用。例如，美國有三架飛機(jī)在研究和開發(fā)中應(yīng)用了這項(xiàng)技術(shù)。惟一的缺點(diǎn)是嚴(yán)重缺乏吞吐量。2006年美國研究機(jī)構(gòu)聲明美國開發(fā)高速數(shù)據(jù)通信總線在吞吐量上有了很大的提高，隨著吞吐量200Mb/s。我國相關(guān)研究者基本上沒有改變寬帶鏈路，只是在表面上做了微小的改進(jìn)，平臺(tái)布線仍然按照原有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，沒有任何變化。雖然已對(duì)轉(zhuǎn)換機(jī)進(jìn)行了一些基礎(chǔ)的改裝，它還具有很高的作戰(zhàn)性能。

2高速數(shù)據(jù)通信總線關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1數(shù)字高速通信總線功率放大器模塊設(shè)計(jì)

在高速數(shù)據(jù)總線的通信環(huán)境中，因?yàn)榫€纜的損耗和信噪比的要求，保證正常通信的同時(shí)，不影響原總線的正常通信，要求發(fā)射功率小于或等于2W?；贠FDM技術(shù)的高速總線系統(tǒng)該功率放大器具有良好的線性特性。射頻功率放大器的工作狀態(tài)與低頻晶體管功率放大器的工作狀態(tài)相同。功率放大器主要包含穩(wěn)定性、有源器件的建模以及有效的阻抗匹配等多個(gè)方面。根據(jù)高速數(shù)據(jù)通信總線的特點(diǎn)，在進(jìn)行放大器的選擇中，要注重線性度、失真度以及噪聲系數(shù)等方面的優(yōu)劣。

2.2數(shù)字高速通信總線發(fā)射濾波器模塊設(shè)計(jì)

在進(jìn)行發(fā)射濾波器模塊設(shè)計(jì)中，可以在射頻輸出端接一帶通濾波器，這樣能夠降低系統(tǒng)間的影響，確保數(shù)據(jù)通訊總線的正常通訊，同時(shí)也不會(huì)對(duì)原有的總線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響。巴特沃斯響應(yīng)，切比雪夫響應(yīng)，線性相位響應(yīng)和橢圓響應(yīng)是幾個(gè)常見的低通響應(yīng)，前三個(gè)濾波器是全極點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，可以在無限的阻帶下衰減無窮大。一般情況下，采用橢圓濾波器作為總線之間的隔離濾波器，橢圓函數(shù)濾波器在有限頻率處具有零和極點(diǎn)。阻滯中有限的傳輸零點(diǎn)減小了過渡帶，使得橢圓濾波器獲得了非常陡峭的衰減曲線。在引入這些傳輸零點(diǎn)之后，可以針對(duì)一定數(shù)量的極點(diǎn)獲得理論上最陡的衰減率。為了保證高速數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)的效果不受高頻噪聲的影響，在高通濾波器的電平上設(shè)置一個(gè)低通線性相位濾波器，設(shè)計(jì)成不帶有直接帶通濾波器的是同樣的順序帶通濾波器需要更多的無源器件，調(diào)試比較困難，但是在高頻段不需要高阻滯衰減。根據(jù)上述方法，設(shè)計(jì)了40MHz低通線性相位濾波器。此外，我們還要注意，在進(jìn)行電路感應(yīng)器防治中，要對(duì)兩個(gè)感應(yīng)器之前的互感效果進(jìn)行控制，盡量減小其之間的影響，這就要求我們要垂直放置感應(yīng)器，還要注意保持距離。

3高速數(shù)據(jù)通信總線關(guān)鍵技術(shù)的可行性研究

MIL-STD-1553B是美國現(xiàn)階段的總線使用標(biāo)準(zhǔn)，與我國的寬帶鏈路機(jī)載型相同，在實(shí)際的操作中運(yùn)用設(shè)備是頻譜分析儀測(cè)量通信的電纜。并且在此過程中，MIL-STD-1553B具有多個(gè)終端，還可以同時(shí)進(jìn)行操作，與原來的總線標(biāo)準(zhǔn)完全不一致，但是，原來的總線與MILSTD-1553B的總線相比，在實(shí)際的操作中有兩個(gè)工作頻段，原來總線的峰值功率為84dBm，其階段與奇次諧波不成正比，階段減少，奇次諧波的幅度就增加了。由此可見，只有將階段與奇次諧波進(jìn)行有效的結(jié)合，才能使二者在同時(shí)工作時(shí)發(fā)揮最大的作用。為了保證MIL-STD-1553B的總線在高速數(shù)據(jù)的通信上正常的運(yùn)行，必須減少其自身的干擾因素，可使用模擬濾波器對(duì)MIL-STD-1553B的總線進(jìn)行隔離，進(jìn)而保證其發(fā)射功率。

4結(jié)束語

隨著雷達(dá)事業(yè)快速發(fā)展，雷達(dá)和電子設(shè)備不再適用于當(dāng)前的雷達(dá)運(yùn)行，如果傳統(tǒng)總線的一種新技術(shù)，不僅會(huì)增加成本，而且嚴(yán)重影響實(shí)際的運(yùn)行速度，因此，對(duì)于我國現(xiàn)階段的發(fā)展，高速數(shù)據(jù)通信總線關(guān)鍵技術(shù)不僅可以在以往的線纜上實(shí)行，也不會(huì)對(duì)高速數(shù)據(jù)通信總線產(chǎn)生影響。本文主要分析了高速數(shù)據(jù)通信總線關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)其設(shè)計(jì)以及可行性研究進(jìn)行了探討。

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作者:姚莉娟 王婉人 單位:中國航空工業(yè)集團(tuán)公司西安航空計(jì)算技術(shù)研究所