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基于FSK的感應通信系統設計

作者: 時間:2010-09-13 來源:網絡 收藏

3.2 解調單元的設計
電纜定深器在設計過程中以XR221l為解調單元的核心芯片,它由一個預放大器、鎖相環PLL、相位檢波器、內部基準電壓源和比較器等組成,使用其中的VCO鑒相器和外部環接濾波器組成基本的鎖相環路,再和FSK比較器組成,就可實現FSK解調功能。其內部結構框圖如圖5所示。

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/157116.htm

12k.jpg
XR2211的工作特性:a.工作電壓范圍4.5~20V:b.工作頻率范圍O.01Hz~300kHz;c.寬動態范圍10mV~3V;d.頻率溫度穩定性Max=50ppm/℃。

12l.jpg
圖6為XR2211外圍電路。載波中心頻率26kHz,數字“1”調制頻率24.7kHz,數字“O”調制頻率27.4kHz。傳輸波特率2400b/s,根據以下公式確定其外圍電路相關參數,實際應用時適當調整參數。a.中心振蕩頻率:;b.定時電阻:;c.定時電容:12e.jpg;d.。其余各參數選取如下:R3=100kΩ;R4=510kΩ;C3=1nF;C6=10nF;R8=470kΩ。其中,RO和C0決定鎖相環中心頻率f0,R2決定系統帶寬,C2決定鎖相濾波時間常數和鎖相阻尼因子,C3、R3組成一階數字濾波,決定輸出FSK波形。
XR2206的頻率范圍是0.01~1MHz,XR2211的頻率范圍是0.01~300kHz,兩者配合使用時調制器的載頻應該在0.0l~300kHz范圍內選取。調制端的信號是峰值為3V的等幅調頻信號,當兩個線圈距離很近時,用這個信號來驅動發信線圈,收信線圈的耦合信號強度和調制端信號強度基本相同。解調芯片XR2211接收信號的電壓范圍是10mV~3V,當線圈的距離增大而耦合電信號幅值不超出這個范圍時,仍能保證通信。

4 總結與展望
由于工作環境在水下,因此不適合通過傳統的電纜直接進行信號傳輸,尤其在深海高壓的情況下,如果電纜扯斷,水將通過導線的縫隙進入運載設備,造成破壞性甚至災難性的后果,即使電纜沒有扯斷,它與其他物體的纏繞也可能引發一系列的故障。因此必須采用非接觸信號傳輸的方式來確保水下作業安全順利地進行。海下的工作環境與工作狀況的特殊性,要求必須采用信號傳輸方式。
另外,傳統的有線通信中較為常用的RS232在通信距離小于15m時,傳輸速率小于20kb/s,當通信距離在100m時,其通信速率很難讓人滿意。功能較為完善的RS485的通信最長距離也不過1200m,最多并聯32個通信節點。在海水中通信時,由于信道環境更為惡劣,其通信距離、速率以及并聯的節點數將更低。通過中海油服多次海上實際作業驗證,目前,感應通信的通信距離可達到6000m,此時的通信速率為2400b/ s,可并聯的節點數多達128個,通信成功率達98%左右,具有較強的抗干擾能力。感應通信在傳輸距離與并聯節點方面的優勢將在水下通信領域發揮更為重要的作用。
研究電磁感應信號傳輸技術將促進我國的海洋探測能力和海洋科學的發展。同時,感應式信號傳輸技術在其它近距離通信場合也具有很大的應用潛力。


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關鍵詞: 無線 RFID

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