CN105703801A - 一种被复线仿真装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种被复线仿真装置，包括主控模块（1）、可调衰减模块（2）、人机交互模块（3）、电源管理模块（4）、供电模块（5）、A端阻抗变换模块（6）、A端阻抗匹配模块（7）、B端阻抗匹配模块（8）、B端阻抗变换模块（9）、外部通信模块（10）。本发明提供了键盘/显示屏、串口、以太网口三种通信方式，可独立便携使用或通过计算机控制实现被复线仿真功能，解决了目前野外试验中设备的相应被复线传输接口无法验证的现状，方便了具有被复线传输接口设备的批量生产测试和研发验证。本发明采用理论计算、仪器测量、设备对比验证的方法和步骤，提高了仿真装置的可靠性，解决了传统被复线手推车装置模拟距离误差较大的问题。
Description
技术领域
本发明属于远距离传输线通信领域，具体涉及一种被复线仿真装置。
背景技术
被复线传输介质凭借其抗干扰能力强、EMI抑制效果好、低耗、廉价、耐磨、抗损等诸多优点而被广泛应用于军用野战通信和应急通信中。目前综合数字交换机、多业务传输设备、互联网控制器、电台等设备的K口和远传口均采用被复线进行远距离传输通信。一种被复线仿真装置可广泛应用于上述设备的研发、生产调试、检验和维修，还可应用于设备在使用过程中的组网联试和通信演练。
上述设备在K口和远传口检验时，传统方法通常采用500m长的实际被复线通过绕环打捆形式放置于手推车中，当距离增加时则通过多捆被复线以串联方式实现。传统被复线装置主要存在以下缺陷：
1.影响实际通信电信号的传输性能。传统被复线装置通过绕环打捆形式实现，相当于在信号的传输线中加了一个电感，且电感量会随着距离的增加而增加，从而会影响设备K口和远传口的真实传输距离。
2.体积大、重量重，携带不方便。如每千米TGE-706芳纶被复线重量约8.3kg，一捆500m长的TGE-706芳纶被复线体积约为70mm×50mm×30mm；当被测K口和远传口传输距离为5km时，传统被复线装置重量就达到40多千克，体积大于70mm×50mm×300mm。而设备的实际使用中通常位于野外环境，当需要查找设备问题、考验设备性能指标时，采用如此庞大的手推车装置方式进行测试，实现困难。
3.不利于设备的批量生产。综合数字交换机、多业务传输设备、互联网控制器等设备具有多个K口和远传口，当上述设备进行批量生产时，在短时间内各接口需进行全性能测试，采用传统的手推车被复线装置方式根本无法实现。
4.可调档位少，不利于设备的K口和远传口在研发中实际传输距离的摸底。在传统的手推车被复线装置中通常采用500m被复线为一档，当用户需要增加传输距离时必须为500m的倍数关系，而装备的K口和远传口在研发时，设计者通常希望知道接口更为详细的传输距离指标，以便掌握接口设计的冗余量，提高设备的可生产性。
发明内容
基于上述问题，本发明提出了一种被复线仿真装置，解决现有被复线装置的缺陷。
本发明的技术方案是：一种被复线仿真装置，它包括：主控模块1、可调衰减模块2、人机交互模块3、电源管理模块4、供电模块5、A端阻抗变换模块6、A端阻抗匹配模块7、B端阻抗匹配模块8、B端阻抗变换模块9、外部通信模块10；
所述的主控模块1为被复线仿真装置的核心，用于控制所述的可调衰减模块2实现被复线衰减网络值的模拟；控制所述的人机交互模块3实现人机交互信息的输入与输出；控制所述的电源管理模块4实现被复线仿真装置的电源管理；控制所述的供电模块5实现被复线仿真装置的电源供电与电压转换；控制所述的A端阻抗匹配模块7和B端阻抗匹配模块8实现被测设备接口阻抗匹配；控制所述的外部通信模块10实现被复线仿真装置的外部串口/以太网口的通信；
所述的主控模块1包括用于控制和数据处理的中央控制器1.1，用于存储数据的数据存储器1.2，用于存储程序的程序存储器1.3，用于串口通信的串口控制器1.4，用于与以太网接口连接的以太网控制器1.5；
所述的可调衰减模块2包括用于实现模拟信号在被复线传输中衰减效果的数控衰减网络2.1，用于隔离外部电磁信号干扰的电磁屏蔽金属腔2.2；
所述的人机交互模块3包括用于设定被仿真的被复线距离的拨码开关3.1，用于设定被仿真的被复线种类的按键开关3.2，用于输出被仿真被复线种类、距离和装置实际信号网络衰减值信息的液晶显示屏3.3；
所述的电源管理模块4包括用于串口热拔插管理的串口热拔插电路4.1，用于人机交互模块中显示屏电源控制的人机交互模块电源管理电路4.2，用于管理通信控制模块电源的电源管理电路4.3；
所述的供电模块5包括用于交流220V转换为直流5V电压的交直流变换电路5.1，用于装置电池供电的电池供电装置5.2，用于交流输入与直流输入间切换的交直流切换模块5.3，用于直流5V电压转换为直流3.3V和2.5V电压的DC-DC变换模块5.4；
所述的A端阻抗变换模块6包括用于A端接口防雷、过压、过流保护的接口保护电路6.1，用于A端阻抗变换的变压器6.2；
所述的A端阻抗匹配模块7包括用于A端阻抗匹配的电阻网络7.1，用于切换A端阻抗值的切换开关7.2；
所述的B端阻抗匹配模块8包括用于B端阻抗匹配的电阻网络8.1，用于切换B端阻抗值的切换开关8.2；
所述的B端阻抗变换模块9包括用于B端接口防雷、过压、过流保护的接口保护电路9.1，用于B端阻抗变换的变压器9.2；
所述的外部通信模块10包括用于串口通信电平转换的串口通信电路10.1，用于以太网口通信电平转换的以太网通信电路10.2；
更进一步，所述的数控衰减网络2.1衰减范围为0dB～62dB，步进为1dB；所述的供电模块5包括直流供电和交流供电两部分，交流采用市电220V，供电范围为187V～253V，直流采用4节1号电池供电；所述的A端阻抗变换的变压器6.2和B端阻抗变换的变压器9.2其频率范围为10kHz～10MHz；所述的A端阻抗匹配的电阻网络7.1和B端阻抗匹配的电阻网络8.1的匹配阻抗包括50Ω、75Ω、120Ω、130Ω；所述的外部通信模块10其串口通信速率为9600bps，以太网口通信速率为10M/100M自适应；
所述的数据存储器1.2用于存储信号在被复线传输中的衰减值，并通过中央控制器1.1控制数控衰减网络2.1实现信号在被复线传输中的衰减仿真，其所存储的信号衰减值通过如下步骤获得：
第一步：理论计算线路损耗。根据被复线最基本的参数串联电阻（R）、串联电感（L）、并联电容（C）、并联电导（G），得到信道的二次参量，并导出线路损耗；
第二步：采用网络分析仪在信号传输频段对被复线进行线路衰减值测量；
第三步：根据理论计算和网络分析仪测量值初定数控衰减网络衰减值；
第四步：采用被复线传输接口设备对比试验并校准被复线仿真装置线路衰减设定值。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1.本发明一种被复线仿真装置采用程控可调衰减网络替代传统被复线手推车车装置实现信号传输距离的模拟，利于其体积小、重量轻、便携性强等优点，解决了野外试验中设备的相应被复线传输接口无法验证的现状；
2.本发明一种被复线仿真装置，通过其理论计算、仪器测量、设备对比验证的方法步骤，提高了仿真装置的可靠性，解决了传统被复线手推车装置模拟距离误差较大问题；
3.本发明一种被复线仿真装置利用其衰减量程大，可调档位多的优点，方便了具有被复线传输接口设备的批量生产测试和研发验证。
附图说明
图1为本发明组成框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：一种被复线仿真装置，它包括：主控模块1、可调衰减模块2、人机交互模块3、电源管理模块4、供电模块5、A端阻抗变换模块6、A端阻抗匹配模块7、B端阻抗匹配模块8、B端阻抗变换模块9、外部通信模块10；
所述的主控模块1为被复线仿真装置的核心，用于控制所述的可调衰减模块2实现被复线衰减网络值的模拟；控制所述的人机交互模块3实现人机交互信息的输入与输出；控制所述的电源管理模块4实现被复线仿真装置的电源管理；控制所述的供电模块5实现被复线仿真装置的电源供电与电压转换；控制所述的A端阻抗匹配模块7和B端阻抗匹配模块8实现被测设备接口阻抗匹配；控制所述的外部通信模块10实现被复线仿真装置的外部串口/以太网口的通信；
所述的主控模块1包括用于控制和数据处理的中央控制器1.1，用于存储数据的数据存储器1.2，用于存储程序的程序存储器1.3，用于串口通信的串口控制器1.4，用于与以太网接口连接的以太网控制器1.5；
所述的可调衰减模块2包括用于实现模拟信号在被复线传输中衰减效果的数控衰减网络2.1，用于隔离外部电磁信号干扰的电磁屏蔽金属腔2.2；
所述的人机交互模块3包括用于设定被仿真的被复线距离的拨码开关3.1，用于设定被仿真的被复线种类的按键开关3.2，用于输出被仿真被复线种类、距离和装置实际信号网络衰减值信息的液晶显示屏3.3；
所述的电源管理模块4包括用于串口热拔插管理的串口热拔插电路4.1，用于人机交互模块中显示屏电源控制的人机交互模块电源管理电路4.2，用于管理通信控制模块电源的电源管理电路4.3；
所述的供电模块5包括用于交流220V转换为直流5V电压的交直流变换电路5.1，用于装置电池供电的电池供电装置5.2，用于交流输入与直流输入间切换的交直流切换模块5.3，用于直流5V电压转换为直流3.3V和2.5V电压的DC-DC变换模块5.4；
所述的A端阻抗变换模块6包括用于A端接口防雷、过压、过流保护的接口保护电路6.1，用于A端阻抗变换的变压器6.2；
所述的A端阻抗匹配模块7包括用于A端阻抗匹配的电阻网络7.1，用于切换A端阻抗值的切换开关7.2；
所述的B端阻抗匹配模块8包括用于B端阻抗匹配的电阻网络8.1，用于切换B端阻抗值的切换开关8.2；
所述的B端阻抗变换模块9包括用于B端接口防雷、过压、过流保护的接口保护电路9.1，用于B端阻抗变换的变压器9.2；
所述的外部通信模块10包括用于串口通信电平转换的串口通信电路10.1，用于以太网口通信电平转换的以太网通信电路10.2；
实施例2：所述的数控衰减网络2.1衰减范围为0dB～62dB，步进为1dB；所述的供电模块5包括直流供电和交流供电两部分，交流采用市电220V，供电范围为187V～253V，直流采用4节1号电池供电；所述的A端阻抗变换的变压器6.2和B端阻抗变换的变压器9.2其频率范围为10kHz～10MHz；所述的A端阻抗匹配的电阻网络7.1和B端阻抗匹配的电阻网络8.1的匹配阻抗包括50Ω、75Ω、120Ω、130Ω；所述的外部通信模块10其串口通信速率为9600bps，以太网口通信速率为10M/100M自适应；
实施例3：如图1所示，所述的数据存储器1.2用于存储信号在被复线传输中的衰减值，并通过中央控制器1.1控制数控衰减网络2.1实现信号在被复线传输中的衰减仿真，其所存储的信号衰减值通过如下步骤获得：
第一步：理论计算线路损耗。被复线最基本的参数包括串联电阻（R）、串联电感（L）、并联电容（C）、并联电导（G），根据基本参数得到信道的二次参量，并导出线路损耗，详细公式推导过程见a1、a2、a3、a4、a5、a6；
a1.被复线最基本的参数串联电阻：；
a2.被复线最基本的参数串联电感：；
a3.被复线最基本的参数并联电容：；
a4.被复线最基本的参数并联电导：；
a5.根据基本参数RLCG得到信道的二次参量：；
a6.根据二次参量导出线路损耗：；
第二步：采用网络分析仪在信号传输频段对被复线进行线路衰减值测量；
第三步：根据理论计算和网络分析仪测量值初定数控衰减网络衰减值；
第四步：采用被复线传输接口设备对比试验并校准被复线仿真装置线路衰减设定值。
下面通过TGE-706芳纶被复线传输X.DSL远传信号为例对装置衰减值选取做进一步说明：
上表中第1列为X.DSL远传信号传输时传输的有效数据带宽，第2列为线路中调制后的实际信号带宽，第3列为信号传输的距离，第4列为网络分析仪实际测量衰减值，第5列为通过多个设备验证后的被复线仿真装置衰减设定值。
Claims (3)
1.一种被复线仿真装置，其特征在于：包含主控模块（1）、可调衰减模块（2）、人机交互模块（3）、电源管理模块（4）、供电模块（5）、A端阻抗变换模块（6）、A端阻抗匹配模块（7）、B端阻抗匹配模块（8）、B端阻抗变换模块（9）、外部通信模块（10）；
所述的主控模块（1）用于控制所述的可调衰减模块（2）实现被复线衰减网络值模拟；控制所述的人机交互模块（3）实现人机交互信息的输入与输出；控制所述的电源管理模块（4）实现复线仿真装置的电源管理；控制所述的供电模块（5）实现被复线仿真装置的电源供电与电压转换；控制所述的A端阻抗匹配模块（7）和B端阻抗匹配模块（8）实现被测设备接口阻抗匹配；控制所述的外部通信模块（10）实现被复线仿真装置的外部串口/以太网口的通信；
所述的主控模块（1）包括用于控制和数据处理的中央控制器（1.1）、用于存储数据的数据存储器（1.2）、用于存储程序的程序存储器（1.3）、用于串口通信的串口控制器（1.4）、用于与以太网接口连接的以太网控制器（1.5）；
所述的可调衰减模块（2）包括用于实现模拟信号在被复线传输中衰减效果的数控衰减网络（2.1），用于隔离外部电磁信号干扰的电磁屏蔽金属腔（2.2）；
所述的人机交互模块（3）包括用于设定被仿真的被复线距离的拨码开关（3.1），用于设定被仿真的被复线种类的按键开关（3.2），用于输出被仿真被复线种类、距离和装置实际信号网络衰减值信息的液晶显示屏（3.3）；
所述的电源管理模块（4）包括用于串口热拔插管理的串口热拔插电路（4.1），用于人机交互模块中显示屏电源控制的人机交互模块电源管理电路（4.2），用于管理通信控制模块电源的电源管理电路（4.3）；
所述的供电模块（5）包括用于交流220V转换为直流5V电压的交直流变换电路（5.1），用于装置电池供电的电池供电装置（5.2），用于交流输入与直流输入间切换的交直流切换模块（5.3），用于直流5V电压转换为直流3.3V和2.5V电压的DC-DC变换模块（5.4）；
所述的A端阻抗变换模块（6）包括用于A端接口防雷、过压、过流保护的接口保护电路（6.1），用于A端阻抗变换的变压器（6.2）；
所述的A端阻抗匹配模块（7）包括用于A端阻抗匹配的电阻网络（7.1），用于切换A端阻抗值的切换开关（7.2）；
所述的B端阻抗匹配模块（8）包括用于B端阻抗匹配的电阻网络（8.1），用于切换B端阻抗值的切换开关（8.2）；
所述的B端阻抗变换模块（9）包括用于B端接口防雷、过压、过流保护的接口保护电路（9.1），用于B端阻抗变换的变压器（9.2）；
所述的外部通信模块（10）包括用于串口通信电平转换的串口通信电路（10.1），用于以太网口通信电平转换的以太网通信电路（10.2）。
2.如权利要求1所述一种被复线仿真装置，其特征在于：所述的数控衰减网络（2.1）衰减范围为0dB～62dB，步进为1dB；所述的供电模块（5）包括直流供电和交流供电两部分，交流为市电220V，供电范围为187V～253V，直流为4节1号电池供电；所述的A端阻抗变换的变压器（6.2）和B端阻抗变换的变压器（9.2）其频率范围为10kHz～10MHz；所述的A端阻抗匹配的电阻网络（7.1）和B端阻抗匹配的电阻网络（8.1）的匹配阻抗包括50Ω、75Ω、120Ω、130Ω；所述的外部通信模块（10）其串口通信速率为9600bps，以太网口通信速率为10M/100M自适应。
3.如权利要求1所述一种被复线仿真装置，其特征在于：所述的数据存储器（1.2）用于存储信号在被复线传输中的衰减值，并通过中央控制器（1.1）控制数控衰减网络（2.1）实现信号在被复线传输中的衰减仿真；其所存储的信号衰减值通过如下步骤获得：
第一步：理论计算线路损耗，根据被复线最基本的参数串联电阻（R）、串联电感（L）、并联电容（C）、并联电导（G），得到信道的二次参量，并导出线路损耗；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160622 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |