【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(diào)輸 出 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)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(zhuǎn)換開關(guān)A / DC P U存 儲(chǔ) 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(dòng)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(dòng)化 28 2．低通濾波（ ALF） ? 限制輸入信號(hào)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(zhuǎn)換器完成一次完整的轉(zhuǎn)換需要的一段時(shí)間里，模擬量不能變化 。 4．多路轉(zhuǎn)換開關(guān)（ MUX） 5．模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器（ A/D） uuu信號(hào)波形信號(hào)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(dòng)化 29 電壓－頻率變換技術(shù)（ 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(shí)間內(nèi)用計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，供 CPU讀入。 電 壓形 成V FCu i n計(jì) 數(shù) 器二 進(jìn) 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(zhuǎn)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(dòng)化 30 ? 模擬量輸出電路的作用是把微型機(jī)系統(tǒng)輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量輸出 ， 這個(gè)任務(wù)主要由數(shù) /模 （ D/A） 變換器來完成 。 放大驅(qū)動(dòng)輸出接口鎖存器D / A轉(zhuǎn)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(jié) 構(gòu) 框 圖四、模擬量輸出通道 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 31 （一）開關(guān)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(guān)量輸入輸出通道 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 32 （二）開關(guān)量輸出通道 P B 0P B 1B 1H 1+ 5 V + E EK圖 5 1 3 裝 置 開 關(guān) 輸 出 回 路 接 線 圖五、開關(guān)量輸入輸出通道（續(xù)） SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)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(dòng)化 34 一、并行傳輸與串行傳輸 1. 并行傳輸 機(jī)理： 8位二進(jìn)制， 8+1根線，每根線傳送一位碼元。 特點(diǎn)：傳輸速度快（百兆字節(jié) /s），通信規(guī)約簡(jiǎn)單， 所需信號(hào)線多，成本高。 應(yīng)用：傳輸距離短、高速的場(chǎng)合。 2. 串行傳輸 機(jī)理：一回傳輸線（ 2根），一個(gè)一個(gè)碼元傳輸。 特點(diǎn)：所需信號(hào)線少，成本低， 傳輸速度慢，通信規(guī)約復(fù)雜。 應(yīng)用：廠、所與調(diào)度普遍應(yīng)用。 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)化 35 狀態(tài) Dn D0 控制 計(jì) 算 機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 1 11 1 0 00 0 狀態(tài) 控制 計(jì) 算 機(jī) 計(jì) 算 機(jī) 計(jì)或 算外 計(jì)或 算外 機(jī)設(shè) 計(jì)或 算外 機(jī)設(shè) 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(dòng)化 36 發(fā) 送 緩 沖 器接 收控 制發(fā) 送時(shí) 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(shí) 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(dòng)化 37 1． 碼元 ：把每個(gè)信號(hào)脈沖稱為一個(gè)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(cuò)誤的碼元數(shù)與總傳輸碼元數(shù)之比。 5． 差錯(cuò)控制 ：在一個(gè)實(shí)用的通信系統(tǒng)中一定要能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，并采取糾正措施，把出錯(cuò)控制在所能允許的盡可能小的范圍內(nèi)，這就是差錯(cuò)控制。最簡(jiǎn)單和最常用的檢錯(cuò)方法是 奇偶校驗(yàn) 。 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(dòng)化 38 奇校驗(yàn)和偶校驗(yàn) ? 奇校驗(yàn)： 使檢測(cè)到的代碼中“ 1”的個(gè)數(shù)為奇數(shù) ? 偶校驗(yàn)： 使檢測(cè)到的代碼中“ 1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù) 有效信息 1011001 附加奇校驗(yàn)位 1 合成碼 1011001[1] 10100011 10110011 有效信息 1011001 附加偶校驗(yàn)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(dòng)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(zhuǎn)換發(fā) 送 器接 收 器控制器發(fā) 送 器接 收 器接收轉(zhuǎn)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(dòng)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(yàn)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(dòng)化 41 D 0 D 1 D n?1 111D 1D 0 D 20下 一 個(gè) 信 息 開 始0奇偶校驗(yàn)停止位空 閑 位傳 送 信 息起始位標(biāo) 志D 0 D 1 D 61D 1D 0 D 207 位 字 符0奇偶校驗(yàn)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(dòng)化 42 ? 同步通信方式的發(fā)、收必須時(shí)刻嚴(yán)格保持同步。 ? 無起始位和終止位，有效信息長(zhǎng)，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(gè) 或 多 個(gè) 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(dòng)化 43 五、遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信的基本模型 信 源編 碼 器信 道編 碼 器調(diào) 制 器 信 道 解 調(diào) 器信 道譯 碼 器信 源譯 碼 器信 源 干 擾 信 宿調(diào) 制 信 道編 碼 通 道圖 5 2 0 遠(yuǎn) 距 離 數(shù) 據(jù) 通 信 的 基 本 模 型 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 電力系統(tǒng)自動(dòng)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(zhuǎn)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(hù)所傳送的信息內(nèi)容，增加保護(hù)碼元。 4． 調(diào)制器與解調(diào)器 （ MODEM）：為增加傳輸距離，將基帶信號(hào)進(jìn)行調(diào)制傳送，可減弱干擾信號(hào)。 五、遠(yuǎn)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(dòng)化 45 5． 信道 ：信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)妮d體。 6． 解調(diào)器 ：調(diào)制器的逆過程。 7． 信道譯碼器 ：編碼器的逆過程，除去保護(hù)碼元。 8． 信源譯碼器 ：將二進(jìn)制信號(hào)恢復(fù)到模擬信號(hào)的過程。 9． 信宿 ：信息的接收地或接收人員能觀察的設(shè)備。 五、遠(yuǎn)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(dòng)化 46 六、數(shù)字信號(hào)的調(diào)制與解調(diào) 調(diào)制與解調(diào)的 意義： ? 基帶數(shù)字信號(hào)諧波成分多，占用頻帶很寬； ? 傳統(tǒng)信道多為模擬信號(hào)設(shè)計(jì)； ? 直接傳輸波形畸變較大，容易失真。 調(diào)制器（ Modulator）解調(diào)器（ Demodulator） 發(fā) 送