【正文】 度通 信顯 示鍵 盤打 印開 入模 塊模 出模 塊開 出模 塊脈 沖 量輸 入模 塊數(shù) 字 量輸 入模 塊狀 態(tài) 量輸 入模 擬 量輸 入脈 沖 量輸 入數(shù) 字 量輸 入遙 控輸 出遙 調輸 出 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 26 三、模擬量輸入通道 變換器T VT A電 壓 形 成 回 路電 壓 形 成 回 路…低 通 濾 波低 通 濾 波…采 樣 保 持采 樣 保 持…多路轉換開關A / DC P U存 儲 器圖 5 7 逐 次 逼 近 式 模 擬 量 輸 入 電 路 框 圖總 線 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 27 1．電壓形成電路 u ( t )UV 1V 2C 2C 1R 1 R 2T Vi ( t )UV 1V 2C 2C 1R 1 R 2T A( a )R( b )圖 5 8 模 擬 量 輸 入 電 壓 變 換 原 理 圖（ a ） 電 壓 接 口 原 理 圖 ； （ b ） 電 流 接 口 原 理 圖（一）基于逐次逼近式 A/D變換的模擬量輸入電路 三、模擬量輸入通道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 28 2．低通濾波（ ALF） ? 限制輸入信號的最高頻率，以降低采樣頻率。 3．采樣保持器（ S/H） ? 采樣保持器（ S/H）的基本原理： A/D轉換器完成一次完整的轉換需要的一段時間里，模擬量不能變化 。 4．多路轉換開關（ MUX） 5．模 /數(shù)轉換器（ A/D） uuu信號波形信號波形保持波形圖 59 采樣保持器的采樣 保持波形 （一）基于逐次逼近式 A/D變換的模擬量輸入電路 三、模擬量輸入通道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 29 電壓－頻率變換技術（ VFC）的原理是將輸入的 電壓模擬量線性地變換為數(shù)字脈沖式的頻率 ，使產(chǎn)生的脈沖頻率正比于輸入電壓的大小，然后在固定的時間內用計數(shù)器對脈沖數(shù)目進行計數(shù)，供 CPU讀入。 電 壓形 成V FCu i n計 數(shù) 器二 進 制數(shù) 字 量數(shù) 字 脈 沖 量C PU總 線圖 5 1 0 V F C 型 A / D 變 換 原 理 框 圖（二）基于 V/F轉換的模擬量輸入回路 三、模擬量輸入通道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 30 ? 模擬量輸出電路的作用是把微型機系統(tǒng)輸出的數(shù)字量轉換成模擬量輸出 ， 這個任務主要由數(shù) /模 （ D/A） 變換器來完成 。 放大驅動輸出接口鎖存器D / A轉換器C P U總 線工 業(yè) 生產(chǎn) 過 程圖 5 1 1 模 擬 量 輸 出 通 道 結 構 框 圖四、模擬量輸出通道 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 31 （一）開關量輸入通道 圖 5 1 2 光 電 耦 合 器 原 理 接 線 圖U cR 1U 0 1G N D 2G N D 1U DABSR五、開關量輸入輸出通道 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 32 （二）開關量輸出通道 P B 0P B 1B 1H 1+ 5 V + E EK圖 5 1 3 裝 置 開 關 輸 出 回 路 接 線 圖五、開關量輸入輸出通道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 33 第三節(jié) 數(shù)據(jù)通信的通信規(guī)約 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 34 一、并行傳輸與串行傳輸 1. 并行傳輸 機理： 8位二進制， 8+1根線，每根線傳送一位碼元。 特點：傳輸速度快（百兆字節(jié) /s），通信規(guī)約簡單， 所需信號線多，成本高。 應用：傳輸距離短、高速的場合。 2. 串行傳輸 機理：一回傳輸線（ 2根），一個一個碼元傳輸。 特點：所需信號線少，成本低， 傳輸速度慢，通信規(guī)約復雜。 應用：廠、所與調度普遍應用。 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 35 狀態(tài) Dn D0 控制 計 算 機 計 算 機 1 11 1 0 00 0 狀態(tài) 控制 計 算 機 計 算 機 計或 算外 計或 算外 機設 計或 算外 機設 圖 514 并行傳輸和串行傳輸 (a) 并行傳輸 (b) 串行傳輸 )(a )(b一、并行傳輸與串行傳輸 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 36 發(fā) 送 緩 沖 器接 收控 制發(fā) 送時 鐘發(fā) 送 數(shù) 據(jù)并 － 串 變 換 移 位 寄 存 器接 收 緩 沖 器接 收時 鐘接 收 數(shù) 據(jù)串 － 并 變 換 移 位 寄 存 器通 信 線 路圖 5 1 5 串 行 數(shù) 據(jù) 發(fā) 送 和 接 收 過 程 原 理 圖接 收控 制3. 串行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收 一、并行傳輸與串行傳輸 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 37 1． 碼元 ：把每個信號脈沖稱為一個碼元。 2． 碼元速率 ：每秒傳送的碼元數(shù)，以 Bd（波特）為單位。 3． 信息速率 ：系統(tǒng)每秒傳送的信息量。單位是 bit/s（比特 /秒）。 4． 誤碼率 ：數(shù)據(jù)經(jīng)傳輸后發(fā)生錯誤的碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)之比。 5． 差錯控制 ：在一個實用的通信系統(tǒng)中一定要能發(fā)現(xiàn)差錯，并采取糾正措施，把出錯控制在所能允許的盡可能小的范圍內，這就是差錯控制。最簡單和最常用的檢錯方法是 奇偶校驗 。 二、數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 38 奇校驗和偶校驗 ? 奇校驗： 使檢測到的代碼中“ 1”的個數(shù)為奇數(shù) ? 偶校驗： 使檢測到的代碼中“ 1”的個數(shù)為偶數(shù) 有效信息 1011001 附加奇校驗位 1 合成碼 1011001[1] 10100011 10110011 有效信息 1011001 附加偶校驗位 0 合成碼 1011001[0] 10110011 10110010 二、數(shù)據(jù)通信中的傳輸速率和誤碼率 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 39 三、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的工作方式 控制器接 收 器發(fā) 送 器（ a ）發(fā) 送 器 接 收 器（ b ）（ c ）接收轉換發(fā) 送 器接 收 器控制器發(fā) 送 器接 收 器接收轉換發(fā) 送 器接 收 器圖 5 1 6 數(shù) 據(jù) 通 信 三 種 工 作 方 式（ a ） 四 線 全 雙 工 ； （ b ） 單 工 通 信 ；（ c ） 半 雙 工 通 信 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 40 每幀以 “ 起始位 ” （低電平）開頭，接著傳送信息碼元，最后附加一位 “ 奇偶校驗位 ” 和 “ 停止位 ” （高電平）。存在起始位和終止位，有效信息比低，傳輸效率低。 四、異步傳輸和同步傳輸 1. 異步通信格式 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 41 D 0 D 1 D n?1 111D 1D 0 D 20下 一 個 信 息 開 始0奇偶校驗停止位空 閑 位傳 送 信 息起始位標 志D 0 D 1 D 61D 1D 0 D 207 位 字 符0奇偶校驗停止位起始位D 5D 4D 3D 2起始位A S C I I 碼7 位 字 符( a )( b )圖 5 1 7 異 步 數(shù) 據(jù) 傳 輸 的 格 式（ a ） 一 般 信 息 幀 ； （ b ） A S C I I 碼 幀四、異步傳輸和同步傳輸（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 42 ? 同步通信方式的發(fā)、收必須時刻嚴格保持同步。 ? 無起始位和終止位，有效信息長，傳輸效率高。 ?S Y N 1 S Y N 2控 制字 符數(shù) 據(jù) 字 符一 個 或 多 個 同 步 字 符圖 5 1 8 同 步 數(shù) 據(jù) 傳 輸 示 意 圖四、異步傳輸和同步傳輸（續(xù)） 2. 同步通信格式 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 43 五、遠距離數(shù)據(jù)通信的基本模型 信 源編 碼 器信 道編 碼 器調 制 器 信 道 解 調 器信 道譯 碼 器信 源譯 碼 器信 源 干 擾 信 宿調 制 信 道編 碼 通 道圖 5 2 0 遠 距 離 數(shù) 據(jù) 通 信 的 基 本 模 型 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 44 1． 信源 ：即電網(wǎng)中的各種信息源。 2． 信源編碼器 ：把各種信源轉換成易于數(shù)字傳輸?shù)钠骷? 3． 信道編碼器 ：作用是為了保護所傳送的信息內容，增加保護碼元。 4． 調制器與解調器 （ MODEM）：為增加傳輸距離，將基帶信號進行調制傳送，可減弱干擾信號。 五、遠距離數(shù)據(jù)通信的基本模型（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 45 5． 信道 ：信號遠距離傳輸?shù)妮d體。 6． 解調器 ：調制器的逆過程。 7． 信道譯碼器 ：編碼器的逆過程，除去保護碼元。 8． 信源譯碼器 ：將二進制信號恢復到模擬信號的過程。 9． 信宿 ：信息的接收地或接收人員能觀察的設備。 五、遠距離數(shù)據(jù)通信的基本模型（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動化 46 六、數(shù)字信號的調制與解調 調制與解調的 意義： ? 基帶數(shù)字信號諧波成分多，占用頻帶很寬； ? 傳統(tǒng)信道多為模擬信號設計； ? 直接傳輸波形畸變較大，容易失真。 調制器（ Modulator）解調器（ Demodulator） 發(fā) 送