抗干扰设计论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇抗干扰设计论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】电子设备 电子电路 抗干扰能力 电磁兼容 干扰抑制

中图分类号：V243 文献标识码：A文章编号：

一．引言

当前我国的经济快速发展带动了我国电子行业的迅速发展，各种各样的电子产品相继诞生，电子产品的应用也日益的广泛，可以说电子产品已经成为了人们生活工作的一个重要的组成部分。我们知道电子干扰是有很大的危害性的，它不仅仅严重的降低了电子系统的可靠性，还能够对人体的健康产生很大的负面作用。例如一些电子产品以及仪器就对电子电路的干扰十分的敏感，最常见的有家用电器比如收音机，电视机等等，还有一些医用设备，比如心脏起搏器等等。这些对电子电路的干扰电磁波都十分的敏感，干扰严重影响了这些设备的正常工作，严重的甚至使这些设备无法工作。为此，我们必须重视电子电路抗干扰能力的设计，可以说电子电路的抗干扰能力已经成了当前电子电路设计的一个非常重要的一方面，我们知道电子电路的电磁干扰是无处不在的，这就需要我们从设计开始来采取一系列的措施，提高电子电路设备的抗干扰能力。

二．电子干扰的分类以及危害

按照干扰源的不同我们可以将电磁干扰分为空间辐射干扰和传导干扰。以下将分别分析说明这两种干扰的危害性。

1.传导干扰及其危害电子电路的工作离不开整流电源, 电网的干扰的传输介质是电源线，我们知道电子系统内部的各个组成部分是相互联系的，它们之间也是通过各种线连接起来的，而电磁干扰也可以通过线进行传播，对系统产生影响，导致其不能正常工作。

2.电磁干扰中最为常见的是空间辐射干扰，它是通过空间传播的。也被叫做辐射型干扰。我们一般把空间辐射干扰分为远辐射干扰以及近耦合干扰两种形式。电子系统内部各部分电路之间的干扰被称为近场耦合干扰, 系统和设备之间的干扰叫远场辐射干扰。一般而言电源电路以及信号电路都可以产生辐射。特别需要注意的是它们在高频以及超高频情况下, 电磁能量通常会像空间产生辐射, 之后相互作用产生辐射形成干扰。我们知道电子电路的工作受辐射的影响很大, 轻则系统不稳定, 重则可能导致电子电路无法正常工作。

三．在电子电路中比较常见的干扰

1.来自电网中的干扰

我们知道，大部分电子电路都是用的直流电源，而这些直流电源是交流电源经过电网变压以及稳压之后提供的。我们知道干扰信号是可以通过交流电流传播的，正是因为如此，一些干扰信号就会通过交流电流进入电子系统中，产生干扰作用，影响电子电路的正常运行。

2.来自地线中的干扰

存在于电子系统内的干扰就是地线干扰。一般而言电子系统之中的各个组成部分都是公用同一个直流电源，在不同部分的电流流过公共地电阻时就会产生电压降，而电压降是具有干扰作用的，就形成了地线干扰。

3.来自信号通道中的干扰

我们知道信号的传输距离一般都比较长，而在这个过程中信号往往会很容易受到周围环境的影响，对其产生比较强的干扰，致使信号失真，从而影响了电子电路设备的正常工作

四．电磁干扰的抑制方法

我们知道电磁干扰是有很大的危害性的，不仅仅是对一些电子设备产生影响，使之不能正常的工作，时期稳定性下降，所以提高对电磁干扰的抵抗能力显得十分重要。以下就介绍几种常见的电磁干扰抑制方法。

1.电源干扰的抑制

（1）为了抑制电网干扰我们可以有以下方法：

①我们可以在电源的变压器加屏蔽层

②在电源输入端加设电磁干扰滤波器

（2）为了抑制整流电源纹波干扰，首先必须设计一个稳压电源。但有时, 尽管稳压电源质量较高, 电子电路仍然不能正常工作, 其中原因之一, 可能是整流电源输出端到放大电路输入端的连线较长, 如超过20cm 时, 电子电路的前置放大器即应加滤波电路。

（3）为了抑制电源寄生耦合干扰，我们可以在多级共用整流电源的场合加设去耦滤波电路。

2.杂散电磁场干扰的抑制电子电路周围总是存在着一些杂散电磁场, 它极易通过放大器的输入级或某些电容、电感形成对电子设备的干扰, 可采用以下办法加以抑制。

（1）合理布局减小干扰布局不合理时, 也易引进干扰, 可通过合理布局来减小干扰。

（2）采用电磁屏蔽技术减小干扰屏蔽分静电屏蔽和磁屏蔽两种,它可以有效地将干扰源与扰部件隔离开来。静电屏蔽应采用高导电率材料, 如用铜或铝制作, 比用铁制作效果好。磁屏蔽应采用高导磁材料, 如用铁氧体、坡莫合金等制作。

①静电屏蔽。静电屏蔽措施, 可采用屏蔽板或屏蔽罩。注意静电屏蔽时其屏蔽板或屏蔽罩必须有良好的接地。

②磁屏蔽。磁屏蔽的屏蔽原理是, 将扰部件置于屏蔽罩中, 使干扰磁力线不进入扰部件。

③屏蔽线。对于一些信号传输线不可能将其置于屏蔽罩中, 可以采用屏蔽线。注意屏蔽线的两端必须有良好的接地。

（3）采用光电隔离技术减小干扰电子电路设计中经常需要将一些传感器得到的电信号输送到放大器, 为防止信号传输中的干扰可采用光电隔离技术。光电耦合器的类型可根据实际信号情况选择。

3.接地干扰的抑制接地是抑制和防止干扰的重要措施。良好的接地可以减小或避免电路相互间的干扰。原则是模拟与数字接地应分离, 减小地线阻抗、选择合适的接地方式等。

五．结束语

我们知道，可以说电磁干扰是普片存在的，而且电磁干扰具有很强的危害性，不管是对电子设备的危害性，还是对工作人员的危害性，这些都会产生严重的后果。所以我们必须要重视这一点。在实际的工作中，我们必须提高电子电路的抗干扰能力，如果电子电路的抗干扰能力不够的话，那么会使电子设备的系统可靠性极大的降低，即使其他的设计符合规定，只要其抗干扰能力不够，那么它也是无法正常工作的。所以在进行电子电路设计时必须充分考虑这个方面，重视这个问题的严重性，并且在实际的工作中，也要不断地对其设计方法探讨研究，不断地增加经验，不断的改进，只有这样才能使电子电路的设计更加的科学合理。

参考文献：

[1]吕俊霞Lv Junxia 电子电路的抗干扰方法与技术[期刊论文] 《印制电路信息》 -2006年8期

[2]李晓海 电子电路的抗干扰技术探析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年9期

[3]蒋伟丽Jiang Weili 浅谈电子抗干扰技术 期浅谈电子电路的抗干扰技术 [期刊论文] 《丽水学院学报》 -2007年2期

[4]郭宝山周勤荣 浅谈电子电路的抗干扰设计 [期刊论文] 《山西电子技术》 -2011年5期

[5]浅析电子电路的抗干扰措施 [期刊论文] 《南北桥》 -2008年7期高玉荣管志刚

[6]许蓓蓓 对电子电路抗干扰措施的探讨 [期刊论文] 《建材发展导向》 -2011年11期

篇(2)

[关键词]漏电断路器；性能；试验；措施

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）14-0300-01

引言

中国的电网规模不断扩大，覆盖到城乡各个地区。为了提高电网运行的可靠性，漏电断路器作为供电系统终端设备不仅使用量增加，而且产品的品种也是多种多样。对漏电断路器的安全可靠性以及电磁兼容性进行研究是非常必要的。

一、漏电断路器的运行可靠性实验

（一）漏电断路器的运行可靠性问题

漏电断路器的选型需要参考过载特性，要求其额定电流要能够满足过载特性保护需求。漏电断路器多会采用电子开关，晶闸管截止的时候，晶闸管的两端会加载电压，脱扣线圈仅就可以起到扼流线圈的作用。如果脱扣线圈的两端由很小的电压，就无法将铁心带动起来，此时漏电断路器就不会产生动作。当晶闸管被导通之后，电磁脱扣线圈上的电压增加，就会有强大的吸力，漏电断绝路器就会产生动作。

如果漏电断路器无法发挥应有的效果，主要是由于两种情况所造成的：其一，是由于舸┑纪ㄏ窒蠖导致的漏电断路器无法合上，就必然会引发安全事故；其二，漏电断路器已经损坏，使其保护功能无法正常运行，必然会产生安全事故。这两种情况的存在，都会导致人触电，直接危及到人的生命安全。

（二）提高漏电断路器运行可靠性的处置方案

漏电断路器在生产的过程中，往往对线路板的老化问题加以重视，却没有重视电子元器件的老化问题。在对断路器进行生产的过程中，需要关注整机老化的现象，因此，要频繁地对漏电断路器的按钮进行脱扣操作，对每一个部件的稳定性都要予以验证，特别是线路板的晶闸管以及电磁脱器的线圈，都要通过实验对其性能进行验证，要求漏电断路器老化的时候也能够保证运行稳定，不会产生故障。当对产品进行定型之后，就要对整机进行实验检测，采用抽样的方式就可以获得良好的检测效果。当检测出问题之后，就可以及时采取措施具有针对性地处理。由此可以对产品的质量予以有效控制。在强化实验质量控制的基础上，还要做好市场调研工作，对产品的老化情况以及用户的反馈信息进行收集、分析，以通过采取技术手段对产品进一步完善。如果仅仅采取抽样检查的方法是不够的。当发现问题之后，就要采用模拟用户使用的方法对产品的各项性能进行验证，将影响产品质量的主要因素查找出来，采取相应的技术措施对产品产生的质量问题予以解决。通过对多台漏电断路器产品进行整机老化试验之后，就可以发现其过早老化的根源主要是由于晶闸管损坏，当电流超过其可以承受的电流的时候，就会过早损坏，由此而对提高漏电断路器的质量造成不良影响。

二、对漏电断路器采用电磁兼容性试验以及处置方案

（一）漏电断路器采用电磁兼容性试验

漏电断路器处于运行状态的时候，就会有零位飘移的现象产生，很难保证不会存在漏电流的问题。如果产生的零位飘移处于规定范围以内是被允许的，不会对漏电断路器的运行产生影响。如果零位飘移超出了规定的范围，就需要加以注意。对漏电断路器进行试验，主要为静电快速瞬变脉冲群抗扰度和静电放电抗扰度的试验。当进行浪涌电流和振铃波试验的过程中，由于无法保证漏电断路器运行的可靠性，就会导致误动作产生。

（二）漏电断路器电磁兼容性的处置方案

其一，分立元件线路板对漏电断路器电磁兼容性具有一定的影响。分立元件线路板上的稳压二极管对浪涌电流试验起到了决定性的作用。浪涌电流试验就是测定浪涌电流下漏电断路器的性能。在进行试验的过程中，所采用的是模拟浪涌漏电流的试验，在零序电流互感器的两端分别安装有电容器、电阻以及稳压二极管，当电流互感器对非常高的电流信号有所感应的时候，高电流信号就会转变为电压信号，可以起到一定的稳压作用。所以，稳压二极管对实验的效果具有一定的影响性。如果稳压二极管的功率非常小，就容易击穿稳压管。在对稳压管进行选择的时候，由于芯片的规格是不同的，仅仅从稳压管的外观而言，对其运行功率是无法做出准确判断的，因此需要选择大芯片。试验的过程中，稳压管多数会被击穿，就必然会导致浪涌电流试验无法顺利进行。因此，要注意稳压管的选择。

晶闸管控制极发挥着抗干扰的作用。通过对剩余的额定电流进行整定之后，可以保证剩余电流动作的分段时间与规定的标准相符合。谐波是重要的干扰信号，其充电的时间和放电的时间都非常长，可以对抗干扰信号进行规避。因此，在设计的过程中，要根据额定剩余电流动作的时候的分断时间选择电容，以保证试验的可靠运行。做好元器件的选择是保证电磁兼容性发挥的关键。在对线路板进行设计的过程中，要尽量避免寄生电容。

其二，分析集成电路线路板，了解集成漏电断路器所存在的缺陷。对漏电断路器的性能进行试验中，由于射频电磁场辐射的抗扰度不足，就使得试验难以顺利展开。在进行闪流抗干扰试验的过程中，由于有很多的干扰源存在，就会由于负载过多而引发误动作。在试验的过程中，主要是使用对讲机进行模拟实验，可以明确，漏电专用芯片时候具有良好的抗干扰性对漏电断路器的使用质量至关重要。对于抗射频干扰试验使用对讲机进行模拟上存在争议，由于其具有强电磁辐射，采用这种模拟的方法是存在一定的合理性的。

图1为针对实验设计的电路漏电断路器的原理图。其中的R3和R4、VD5和VD6、C6和C7都是基于原有的线路板而设计的抗干扰电路，VD5和VD6是对二极管起到了一定的保护作用，C6和C7都是瓷片电容，即使用特质的陶瓷材料为介质，之后在陶瓷的表面图上一层金属薄膜，由此为电极发挥电容器的作用。R3和R4都是电阻。这种设计的抗干扰电路可以稳定电压信号，有效地过滤谐波，即便漏电断路器是在不良环境中运行，也可以防止误动作发生。

结束语

综上所述，针对漏电断路器的使用性能进行研究，可以对其优势以及弱点充分了解，对避免误动作，排除触电安全隐患具有可参考价值，对提高供电质量具有重要的作用。

参考文献

[1] 陈金汕.家用小型漏电保护开关电性能试验自动操作装置的设计与应用[J].质量技术监督研究，2014（02）：6―8、29.

[2] 孟繁伟.低压漏电保护器现场校验仪的设计与实现[D].河北：河北大学硕士学位论文，2014.

[3] 余兆昌.低压断路器生产应用及发展探讨[J].科技风，2013（02）：84―84.

篇(3)

关键词：数字电话设计；抗干扰技术；分析

科学技术不断发展，促进了电子设备的不断提高，现在人们广泛应用电子设备，尤其智能手机的应用，其用户不断增加，用电设备密度不断增加，在空间应用过程中，可能造成电磁环境的不断恶化，电子设备之间可能造成干扰，影响电子设备的正常工作，必须提高电子设备之间的抗干扰性能，因此我们在数字电路设计的过程中，采用数字电路集成电路的方式进行提高抗干扰性能，利用科技手段，不断提升抗干扰能力，符合现在数字电路设计的发展趋势。

1硬件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用

1.1安全接地技术

安全接地技术是一种常用的技术，把机壳接入大地，让电量转移到大地，减少电荷积累情况，减少因为静电等原因造成人与机械设备等受到安全影响。设备装置在实际应用过程中，绝缘层可能出现破损等现象，就可能造成机壳带带电，这时候的电量是足够大的，不能及时转移，可能造成严重的后果，利用安全接地技术可以把多余电荷转移出去，还能及时切断电源等，对其安全性能起到保护作用。

1.2避雷击接地技术

用电设备基本都需要采用避雷击效果，一般通常采用避雷针，当出现雷击的情况下，可以进行电荷的转移，下雨天气打雷时候，出现雷击的情况是产生电荷的，一旦遇到用电设备等，瞬间可以产生大量的电荷，对周围人和物产生损害现象，必须采用技术及时转移电荷，减少对人的伤害，对用电设备也起到保护作用。

1.3屏蔽接地技术

屏蔽接地技术是一种常用的对用电设备的保护作用措施，在实际应用过程中，也是设计人员经常采用的方式，具有一定的应用价值。屏蔽技术需要和接地技术配合使用，其屏蔽效果才能够提升。像是静电屏蔽技术。若是在带正电导体周围围上完整的金属屏蔽体，则于屏蔽体的内侧所获取的负电荷将会等同于带电导体，同时外侧所存在的正电荷也和带电导体等量，这就造成外侧区域仍旧存在电场。若是对金属屏蔽体进行接地处理，那么外侧的正电荷可能会流入大地之中，则可以消除外侧区域的电场，也就是金属屏蔽之中将会对正电导体的电场进行屏蔽处理。屏蔽接地技术的应用，在技术上起到革新作用，在应用过程中，起到重要保护作用，具有一定现实应用价值。

2软件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用

2.1数字滤波技术

数字滤波技术是一种仿真技术，基于硬件设备的仿真技术，但在实际应用过程中，不依赖硬件技术，只是通过模拟技术进行设置，实现数字滤波。在具体应用过程中，先借助于硬件技术进行干扰技术的应用，减少干扰性能，在具体通过软件进行有效的滤波，起到真正的数字滤波技术，减少抗干扰能力。数字滤波技术的方法有多种多样，我们在应用过程中，需要根据实际情况，选择适应的数字滤波技术的处理方式，起到真正数字滤波作用，在数字电路设计的过程中，利用软件技术进行有效应用，是设计环节中的重要步骤。

2.2软件“看门狗”的使用

软件程序在应用过程中，往往容易出现死循环等现象，在数字电路设计过程中，设计者要考虑这方面问题，采用“看门狗”技术，防治程序死循环现象发生。硬件看门狗就是一个定时器对系统进行有效的监控，合理的根据监控情况进行有效处理，起到看门狗的效果。

3实例论述

3.1通过硬软件技术促使计算机系统脱离死态

为了使干扰问题得到及时的解决，在硬件方面可以使用一个硬件计时器，

3.2程序“跑飞”阶段进行数据保存的硬软件办法

由于计算机系统在被强电磁干扰或影响之后，计算机系统之中正在正常运行的程序或许会被打乱，进而在内存中出现转移情况，同时这种转移是不能被控制的，也就是发生“跑飞”情况。该问题的出现或许会造成确保软件正常运行的重要参数被破坏、冲掉。通过硬软件结合措施、方法的运用，能够在出现断电事故或者是发生强干扰情况之后，使各重要参数得到保护，从而使系统的连续运转或者是再恢复获得可靠的保证。

参考文献：

[1]刘海权,田露,宋立业.传统光电编码器防震动抗干扰电路的优化[J].电气技术,2015(12).

[2]杨昆.综述单片机控制系统的抗干扰设计[J].黑龙江科技信息,2016(04)

[3]李娜.数字集成电路低功耗优化设计解析[J].通讯世界,2016(15).

[4]王剑锋.DCS控制系统抗干扰分析[J].通讯世界,2015(19).

[5]姚年春,徐涛.电机保护装置的抗干扰措施设计[J].信息技术与信息化,2014(04).

[6]熊轶娜,吴跃明,陈洁.数控机床控制系统的抗干扰分析[J].组合机床与自动化加工技术,2009(08).

[7]陈友明,黄运生.DSP系统抗干扰技术的分析[J].现代计算机(专业版),2008(09).

篇(4)

【关键词】微带 圆极化 馈电网络

一、背景

近年来，全球卫星导航系统（GNSS）在国家安全、经济及社 会发展中的作用非常显著，世界上各主要大国都竞相发展独立自主的卫星导航定位系统，几乎所有的卫星导航系统都进入了高速发展阶段。由于圆极化天线具有接收效率高、抗多径反射、抗干扰等优点，在卫星导航系统中得到了广泛应用。本文结合研究项目，对微带天线的圆极化技术、多频技术进行了深入的研究，并在此基础 上设计了三款多频卫星导航终端天线。根据单馈法实现圆极化的工作原理，并利用双层贴片叠层设计完成了一款支持北斗L/S频段的双频导航终端天线，此款天线可用于实现北斗系统的短报文通信和定位功能。使用带威尔金森功分器的双馈网络，实现天线的圆极化技术性能，成功研制了一款工作于车载系统中的三频导航终端天线。

二、微带天线的理论基础

微带天线的概念首先是在 1953 年提出来的，微带天线是辐射贴片敷在不同介电常数的介质基板上，且介质基板的厚度远小于微带天线工作波长。微带天线的介质基板底层敷以金属薄膜，作为微带天线的地板。微带天线具有高性能、小型化、易于设计等优点，使微带天线广泛应用于卫星导航和个人无线通信当中。

微带天线的带宽是指微带天线在接收卫星信号时，能够在接收频率的变化内，天线的各项指标在合理变化。天线的带宽是指天线满足一定电性能指标的工作频段范围。

三、微带天线圆极化的性质

沿波的传播方向上看去，波的瞬时电场矢量的端点轨迹构成一个圆，具有这样的瞬时电场分量的波称之为圆极化波，由于轨迹是圆，那么也可知瞬时电场的幅度相同。左旋圆极化波是指瞬时电场矢量的端点轨迹依据左手螺旋的方向旋转。

右旋圆极化波是指瞬时电场矢量的端点轨迹依据右手螺旋的方向旋转。圆极化波具有以下重要性质：

1.任意的圆极化波都能分解为两个时间上和空间上幅度相同，相位差 90°方向正交的线极化波。

2.任意极化波都能用两个圆极化波来合成，且它们的旋向相反，例如，两个旋向相反、振幅相等的圆极化波能合成线极化波。这也表明圆极化波能够接收任意非圆极化的来波，反之，任意极化的天线可以接收圆极化辐射来波。这也正是在线极化的标签天线摆放位置不定的情况下，读写器需要实现圆极化工作的原因。

3.圆极化天线具有旋向正交性，即左旋圆极化波和右旋圆极化波具有互斥性，根据发射和接收天线之间的互易定理，辐射左旋圆极化波的天线只能接受左旋圆极化波而不接收右旋圆极化波，反之也一样。

4.当圆极化波遇到对称目标时，反射波与入射波的旋向相反。

四、馈电网络的选择

本次选择采用双馈电网络，双馈电网络的设计把一个圆极化波都可以分解为两个在空间上和时间上都正交的、等幅的线极化波，通过在辐射单元上施加两个幅度相等、相位相差90°，并且在空间上正交的线极化电场分量形成圆极化波。双馈电点激励可以抑制极化波交叉极化，所以驻波要比单馈电点天线有明显的提高，特别是阻抗特性会比单馈电点微带天线有很大提高。

双馈电点微带天线设计需要馈电网络来与两个激励相连接。在常见的设计中双馈电点微带天线的馈电网络包括威尔金森功分器、桥式电路、T 型功分器等形式，其中威尔金森功分器可以把一路输入信号的能量分成两路相等能量，因此选择威尔金森功分器作为双馈电点微带天线的馈电网络。

五、结论

由于卫星信号的脆弱性，极易受到空间噪声干扰、有意或是无意干扰等，尤其是在军事领域，卫星导航系统抗干扰成为研究热点。具有抗干扰性能的微带天线逐渐得到重视，它对整个系统抗干扰性能发挥着很大的作用。所以，具有一定能力的抗干扰的微带天线是未来卫星导航系统中天线的发展趋势。

本论文主要完成了以下工作：

1）分析了国内外卫星导航系统的历史和发展趋势，特别是在军事领域卫星导航系统的重要性。阐述了抗干扰阵列中天线阵元的布局和微带天线性能对阵列抗干扰性能的关系，以及抗干扰微带天线研究的意义和价值。

2）详细阐述微带天线的分析方法和辐射机理，并对微带天线各性能指标做了深入的分析，对微带天线设计起到理论指导作用。并介绍了高合介质材料在微带天线中的应用现状，对今后设计者将复合介电常数材料用于制作小型化微带天线有一定的借鉴作用。

3）根据抗干扰阵列指标要求，需要设计一款能够兼容接收北斗-B1 和 GPS-L1两个不同频率段的微带天线。根据馈电点的不同方式，设计了一款单馈电点的微带天线和一款附有馈电网络的微带天线。通过对各方面因素进行衡量，最终选取单馈点微带天线作为设计方案。

4）完成微带天线加工制造之后，对微带天线进行了修正与调测。对微带天线进行了不同的环境试验。最后对微带天线进行实际环境的接收卫星实验，实现的定位要求，并能交付使用。

由于能力有限还有很多东西未能够展开：

1）对微带天线的馈电点位置进行不同形式的设计，减少天线阵元之间的互耦影响。在抗干扰阵列进行技术创新，以提高模块的抗干扰性能。

篇(5)

论文摘要：目前单片机渗透到我们生活的各个领域，本文介绍了单片机的应用并且根据自己的一些经验谈了单片机应用过程中应该掌握的几个技巧。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，广泛使用的各种智能IC卡等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

一、单片机的特点应用

单片机的特点主要有：高集成度，体积小，高可靠性；控制功能强；低电压，低功耗，便于生产便携式产品；易扩展；优异的性能价格比。目前，单片机的应用领域主要包括：办公自动化设备；单片机在机电一体化中的应用；在实时过程控制中的应用；单片机在日常生活及家用电器领域的应用；在各类仪器仪表中引入单片机，使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比；在计算机网络和通信领域中的应用；商业营销设备；单片机在医用设备领域中的应用；汽车电子产品；航空航天系统和国防军事、尖端武器等领域，单片机的应用更是不言而喻。

二、单片机开发中的几个基本技巧

在单片机应用开发中，代码的使用效率问题、单片机抗干扰性和可靠性等问题仍困扰着。现归纳出单片机开发中应掌握的几个基本技巧。

1、如何减少程序中的bug。对于如何减少程序的bug，应该先考虑系统运行中应考虑的超范围管理参数如下。物理参数：这些参数主要是系统的输入参数，它包括激励参数、采集处理中的运行参数和处理结束的结果参数。资源参数：这些参数主要是系统中的电路、器件、功能单元的资源，如记忆体容量、存储单元长度、堆叠深度。应用参数：这些应用参数常表现为一些单片机、功能单元的应用条件。过程参数：指系统运行中的有序变化的参数。

2、如何提高C语言编程代码的效率。用C语言进行单片机程序设计是单片机开发与应用的必然趋势。如果使用C编程时，要达到最高的效率，最好熟悉所使用的C编译器。先试验一下每条C语言编译以后对应的汇编语言的语句行数，这样就可以很明确的知道效率。在今后编程的时候，使用编译效率最高的语句。各家的C编译器都会有一定的差异，故编译效率也会有所不同，优秀的嵌入式系统C编译器代码长度和执行时间仅比以汇编语言编写的同样功能程度长5-20％。对于复杂而开发时间紧的项目时，可以采用C语言，但前提是要求你对该MCU系统的C语言和C编译器非常熟悉，特别要注意该C编译系统所能支持的数据类型和算法。虽然C语言是最普遍的一种高级语言，但由于不同的MCU厂家其C语言编译系统是有所差别的，特别是在一些特殊功能模块的操作上。所以如果对这些特性不了解，那么调试起来问题就会很多，反而导致执行效率低于汇编语言。

3、如何解决单片机的抗干扰性问题。防止干扰最有效的方法是去除干扰源、隔断干扰路径，但往往很难做到，所以只能看单片机抗干扰能力够不够强了。在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。单片机干扰最常见的现象就是复位；至于程序跑飞，其实也可以用软件陷阱和看门狗将程序拉回到复位状态；所以单片机软件抗干扰最重要的是处理好复位状态。一般单片机都会有一些标志寄存器，可以用来判断复位原因；另外你也可以自己在RAM中埋一些标志。在每次程序复位时，通过判断这些标志，可以判断出不同的复位原因；还可以根据不同的标志直接跳到相应的程序。这样可以使程序运行有连续性，用户在使用时也不会察觉到程序被重新复位过。4、如何测试单片机系统的可靠性。当一个单片机系统设计完成，对于不同的单片机系统产品会有不同的测试项目和方法，但是有一些是必须测试的：测试单片机软件功能的完善性；上电、掉电测试；老化测试；ESD和EFT等测试。有时候，我们还可以模拟人为使用中，可能发生的破坏情况。例如用人体或者衣服织物故意摩擦单片机系统的接触端口，由此测试抗静电的能力。用大功率电钻靠近单片机系统工作，由此测试抗电磁干扰能力等。

综上所述，单片机已成为计算机发展和应用的一个重要方面，单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。此外在开发和应用过程中我们更要掌握技巧，提高效率，以便于发挥它更加广阔的用途。

参考文献：

[1]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1990

篇(6)

[关键词]心音 呼吸音 听诊器

一、概述

1.电子心音听诊器的研究背景与意义。听诊是临床上广泛应用的一种诊断方法,听诊器的发明极大地推动了医学科学的发展。对心音和呼吸音的听诊是心脑血管疾病和呼吸系统疾病主要诊断手段之一。因此临床迫切需要一种准确性高、波形实时显示、能同时听诊心音、简单易用、成本低、体积小的装置,让临床医生在心脏听诊的同时能看到相应信号的波形图,以便对病人的病变做出更加准确的判断,促进心脑血管疾病和呼吸系统疾病的研究和诊治。

2.心音听诊器国内外研究现状。心音信号的分析与研究主要在以下几个方面:①对51(第一心音)和S2(第二心音)的生理病理研究;②对人工心脏瓣膜的无创伤检测;③对心音微弱成分(第三心音和第四心音)的分析研究;④分析心脏杂音的频率变化规律;⑤从一个心动周期中定位提取心音成分;⑥对心音传导机制建模。

在传统的稳态分析方法基础上,增加非平稳信号分析方法。典型的心音时颇分析有短时傅立叶变换、自回归模型、维格纳分布、小波变换等,人们将这些方法应用于第一心音分析、第二心音分析、心杂音分析,做了很多研究工作,取得了很好的成果。

3.心音产生机理和组成。心脏的瓣膜和大血管在血流冲击下形成的振动,以及心脏内血流的加速与减速形成的湍流与涡流及其对心脏瓣膜、心房、室壁的作用所产生的振动,再加上心肌在周期性的心血活动作用下其刚性的迅速增加和减少形成的振动,经过心胸传导系统到达体表形成了体表心音。心音中常包含心内噪音、呼吸噪音、体表噪音和心胸系统传播过程中产生的噪音。

4.本文研究的主要内容。本文对该领域的研究背景、研究现状和发展趋势进行了充分调研,对心音的形成机理进行了深入研究,针对传统听诊器的不足提出了电子心音听诊器的设计思想。

二、电子心音听诊器设计要求

1.心音信号技术指标。心音幅值:30-6OmV;心音频率:20-600HZ;心率:75次/分。

2.电子心音听诊器技术指标。工作环境:温度:+5-+4O℃,相对湿度:

输入方式:心音探头各一个;输出方式:耳机或音响输出,示波器显示;

滤波频响:心音:20-15OHz;放大器增益:心音:100倍以上。

3.系统设计要求。易操作、低功耗、低成本、可靠性、便携性、抗干扰

三、电子心音听诊器内部设计

1.心音探头。(1)驻极体电容式传声器。当声波传到振膜时,膜片发生相应振动,改变了电容器极板之间的距离,使电容量C发生相应的变化,其两端的电压也相应变化。由于R的阻值很大,充电电荷Q来不及变化,这样就把声能转换成了电能。(2)驻极体电容式传声器腔体设计。传声器是心音和呼吸音检测的关键部分之一,其性能直接影响心音和呼吸音信号的提取质量。另一个影响心音和呼吸音信号提取质量的重要因素是传声器与体表的声祸合方式。当用传声器检测心音和呼吸音信号时,传声器与体表皮肤的耦合形式不同,会给测量结果带来不同程度的影响。

本文使用传统听诊器集音腔体,在导音橡皮管末端接驻极体电容式传感器,完成心音探头设计。

2.初级放大模块。从心音呼吸音传声器输出的是非常微弱的交流小信号,根据我们使用的驻极体电容式传声器的敏感度,心音信号的幅值为:30-60mV,这种大小的信号不能满足滤波模块的要求,必须进行信号的放大处理。这里使用的是TI工公司生产的一款运算放大器芯片LM358。

初级放大模块电路。通过电阻、电容和+5V电源传声器供电;电容有两个作用:作为隔直电容,使电容两端直流电压不会相互干扰,二作为耦合电容,交流小信号可以通过电容传送给后面的运算放大器,进行电压放大。

3.滤波模块。心音的频率范围是20-600HZ,主要集中在20-15OHz范围内,信号的主要干扰源之一的工频50Hz在心音的频率范围,所以我们可构造低通-50Hz陷波滤波器网络,截止频率分别是0 Hz和15OHz,中间滤除工频50Hz对心音信号影响不大,20Hz以下基本为直流信号,对心音信号影响也可以忽略,所以不专门设计高通滤波器。

4.再放大模块。在滤波模块后我们又设置了再放大模块,进行信号的再放大处理,不会把一些干扰噪声也同时放大,提高信号的信噪比。

在再放大模块中我们仍然使用运算放大器芯片LM358。

从再放大模块出来的信号可分两路:一路外接示波器进行波形显示,另一路送到功率放大模块驱动耳机。

5.功率放大模块。电子心音听诊器其中一个最重要的功能就是实现对心音的听诊,帮助医生诊断病情。然而心音信号经过再放大模块后,电压幅值己经达到示波显示的要求,但它尚不能驱动耳机发声。必须对信号进行功率放大,才能实现听诊功能。

在这里我们使用NS公司生产的LM386作为集成功放电路, LM386的功能和特性作看参阅相关资料。

6.功率放大电路。可参照一般的功放电路。

四、设计浏览及展望

本论文主要完成电子心音听诊器的硬件设计,包括心音呼吸音探头、初级放大模块、滤波模块、再放大模块和功率放大模块的设计。努力和研究,己经完成了系统的整体设计,达到了预期的目标。

以后还可以在以下几个方面作进一步研究和努力:对该设计进行数字化扩展,包括液晶显示波形,并可以对波形进行存储和回放。其次在本设计中,虽然对心音和呼吸音进行了硬件低通和陷波滤波,消除了部分噪声交叉干扰,但由于心音和噪音之间存在频谱上的重叠,不能用硬件滤波的方法得到纯正的心音和呼吸音信号。有研究者证明,可以用小波和自适应滤波法来减少这种频谱上重叠的干扰。今后需研究并设计出一套比较好的滤波去噪算法,得到相对纯正的心音信号,使听诊更加准确。

参考文献:

[1]单亚娅,赵德安.新型可视电子听诊器的研制.微型机与应用,2005.

篇(7)

 

目前，随着对无线通信技术的不断研究，各式各样的无线通信业务和方式层出不尽，其中超短波通信技术的发展情况较为突出，超短波的频率在30MHz-300MHz范围之内，它以频带宽、不受电离层干扰影响、安全性高、天线小以及抗干扰性强的优势而被广泛使用，同时促进了通信技术的发展。

 

一、 超短波通信技术发展的现状

 

超短波电台在开始发展的时候体积较大，主要应用于机载、车载、舰载或固定通信台站。在现代，超短波电台一般使用的是电子管，只有VHF频段，通过电容或电感调谐放大，激励器通过转接多个倍频和滤波，促进多波道的实现。在器件和技术的限制下，超短波电台在使用过程中存在的问题比较多，例如可靠性差、维护检修困难等问题。

 

随着电子元器件技术的发展，超短波电台具有以下几点更加显著的优势：一是采用频率合成器和电子存储等先进设备，从而提高了稳定性;二是采用合成射频功率，发射功率可以提高;三是采用自动增益、自动电压等控制电路可以使整机的可靠性得以提高。目前随着大量通信新技术的发展，超短波的应用也越来越广泛，并在应用中不断完善，逐步实现了全频段和模块化结构以及大规模集成，并可以进行传输保密性信息。现在已经研制出新一代的电台，具有体积更小、集成化更高以及重量轻的优势，并且使频段得到了扩展，促进了通信技术的进一步发展。

 

二、 超短波通信新技术的概述

 

无线通信技术已经在我国的各个领域得到了越来越广泛的应用，其电磁信号的密度大量增加，导致电磁环境变得复杂，这需要超短波具有更强的抗干扰性功能。以下介绍了几种超短波通信新技术：

 

1、 扩频通信技术

 

扩频通信技术就是将频谱通信进行扩展，它是通过扩展函数将传输信息的频谱扩展为宽频信号，接收端接收到信号之后把频谱进行还原，以此来获得信息的一种通信方式。这种通信方式可以把相关信息隐藏在噪声电平中，这样很难使敌方发现信号，实现了抗干扰性的目的。在扩频通信中需要对扩频方式进行合理的选择，一般采用的是混合扩频方式与混沌直接序列扩频方式。混合扩频方式的优点是可以不受宽带、单频和中继转发干扰;混沌直接序列扩频方式的优点是，可以有效控制系统的误差，在保持其误差不变的前提下，可以抵抗对二进制混沌直接序列扩频信号进行检测的解扩方式，确保信息传输的安全性。

 

2、 跳频通信技术

 

为了使通信的抗干扰性功能进一步提高，研发了跳频通信技术，并被广泛使用。跳频通信技术就是通信双方的载波频率与伪随机码同步变化[1]。使用这种技术可以发挥抗干扰的作用，同时还可以使信息被截获的概率有效降低。如果采用的是稳定性较强的视距传播方式的超短波技术，可以实现宽频段或全频段跳频。另外，为了在通信中获得有效的对抗效果，可以选择折中方式，可以有效获取最好的系统性能。例如为了使反应速度更快，可以增大发射功率，为了加强跳频对抗性能，可以增加信号宽带。跳频通信技术还有跳速高频段集全等优势，它是抗干扰性通信中主要采用的技术。

 

3、 通信反对抗技术

 

随着微电子技术的不断发展，微处理器在通信系统中的应用也越来越广泛。由于目前的病毒程序逐渐猖獗，给通信系统带来了很大干扰，并可以通过无保护通信进入指挥控制中心，所以一些发达国家正在研制潜伏式进攻装备。为了阻止病毒入侵，超短波电台采取了辅助天线对抗的对策，即零位天线调整器，它可以对传输信号与干扰信号进行自动识别，从而使其抗干扰性能得到了有效提高。

 

4、 自适应通信技术

 

通信的最基本的要求就是在短时间内建立联络，自适应通信技术的实施可使超短波具备自适应的能力，可以不受环境影响而进行有效地通信。自适应通信技术主要有两个环节，就是检测预置信道(自动信道检测)与对最佳的工作效率进行自动选择(自动频率选择)。不受外界因素的干扰，并可以增强抗干扰能力，同时还可以对中断的线路进行自动接通和恢复。自适应通信技术可根据信道质量的好坏来对传输速率进行合理选择，同时还可以使误码率得到有效降低。自动调整输出功率，以此来提升通信的效率[2]。

 

三、 超短波通信新技术的发展趋势

 

随着人们对通信需求的提高，超短波通信技术也跟着进一步发展起来[3]。使其通信设备在原有基础上不断智能化、模块化、微型化和综合化的方向发展。

 

1、 智能化

 

超短波电台采用微控制器作为主控单元，使结构简单化，也提高了可靠性。在其功能中增加了智能化，使超短波电台实现地址、工作方式和频率以及密钥等通信参数的预制和静噪自动调整、故障自动检测和定位、工作方式自动调换和天线参数自动匹配以及自适应通信等。

 

2、 模块化

 

超短波电台的型号及种类有很多，这给电磁频谱管理等方面带来了一定的不便，所以需要超短波技术在发展中做好合理的规划。其中功率合成技术是目前较为成熟的技术，按照功率等级将各种功率设计成积木式模块，在通信时可按需求形成各种功率的电台，促进在不同距离中无线通信联络任务的顺利完成。

 

3、 微型化

 

近年来较为成熟的新技术主要包括表面安装技术和微带技术以及片状元件。其中微带技术中的微带线具有频带宽、器件匹配合理、体积小和成本低等优势;片状元件的体积比较小，重量比较轻;表面安装技术可对片状元件进行快速安装的一种技术，它可以通过一条自动化流水线而完成任务。根据这些超短波通信新技术的优势，可以使电台的频率提高、安装速度加快、降低成本、功能消耗减小、便于辅助设计及制造等。

 

4、 综合化

 

在通信中通过各种业务多样化的需求，也对超短波功能有了综合化的需求。随着超短波综合化的迫切需求，指出了一部超短波电台需要具备通话和电报以及图像的功能。各种通信业务，同时可以采用调频、数据、调幅、单边带以及保密话等多样化的工作形式。

 

结束语

 

随着超短波通信业务量的不断增加，也推动了超短波新技术的发展，而且其应用也越来越广泛，在无线电通信领域中的地位也跟着逐步提高。超短波通信新技术在发展中不断完善，使其新技术开始逐步走向成熟，在未来的超短波通信技术的应用中，必将在各个通信领域中发挥其越来越大的作用。

 

作者：周阳 来源：中国科技博览 2015年33期