调频模式范文

调频模式范文（精选10篇）

调频模式 第1篇

1 某典型小区域电网的特点

设定电网负荷最高13000MW, 其中500kV主网供电能力占50%, 区域内220kV电厂占30%, 110kV电厂占20%。燃煤电厂占50%, 燃气电厂占50%。110kV电厂只用能开停方式调峰, 电网的深度调峰容量只有30%的调节能力, 一般调峰仅有不到总容量10%的调节能力。

2 二次调频策略选择

频率控制是全网机组共同参与的任务, 可将二次调频任务划分为短周期和长周期2类, 小于1min的秒级别负荷波动由一次调频来消除, 可以充分利用一次调频反应迅速的优点, 小区域电网都是火电厂, 能满足一次调频的要求;1~3min的负荷波动由水电机组承担 (称之为短周期调频) ;水电机组的响应延时一般在10~20s之间, 适合承担这种周期的调频责任, 该周期的调频任务主要由大型水电机组完成;更长周期的负荷波动由水电机组和火电机组共同承担 (称之为长周期调频) 。短周期和长周期2类调节均属于二次调频, 二次调频采用AGC调节, 有定频率控制模式 (FFC) ;定联络线路控制模式 (FTC) ;联络线及频率偏差控制模式 (TBC) 。

2.1 双定频率控制模式 (FFC-FFC)

假设小电网使用定频率控制模式调节, 主网使用定频率控制模式调节, 当系统发生负荷扰动时, 电网系统按频率变化量进行有功调节。只有当频率变化量为零时, 频率调整才会停止。假设频率扰动后下降, 导致量系统的区域控制偏差同时为负, 由于2个系统频率控制目标一致, 均不对联络线交换功率进行有效控制, 当频率恢复正常后, 有可能出现系统间交换功率已远远偏离计划值, 因此双定频率控制模式在频率控制的同时不利于执行联络线计划, 在小区域电网调频选择中不适合使用这种模式。

2.2 定频率-定联络线控制模式 (FFC-FTC)

假设小电网使用定联络线路控制模式, 主网使用定频率控制模式调节, 正常情况下联络线功率由主网送小网。当主网发生负荷扰动, 引起系统频率下降时, 由于主网的区域偏差ACE为负, 主网机组开始增加出力, 以提高频率, 此时主网联络线送小网功率减少。但小网反对减少的区域偏差ACE进行控制, 将会降低小网的机组出力, 对联络线增加支援, 从而满足控制联络线交换功率恢复原计划值的调整, 最终小网的这一控制行为加剧了整个系统的功率缺额。所以对于互联电网联合调频而言, 这种控制策略不能很好地进行配合, 不建议使用这种模式。

2.3 定频率-联络线及频率偏差控制模式 (FFC-TBC)

假设小网使用联络线及频率偏差控制模式, 主网使用定频率控制模式调节, 正常情况下联络线功率由主网送小网。当主网发生负荷扰动, 引起系统频率下降时, 由于主网向小网的联络线输送功率减少, 此时主网的区域偏差ACE为负, 此时主网机组开始增加出力, 以提高频率。对于小网而言, 如果K值 (区域偏差ACE的比例常数) 选择合理, 使联络线的偏差的ACE分量和频率偏差ACE分量将相互抵消, 小网ACE总量为零, 小网机组不参与区外故障的二次调整, 但可以依靠机组的一次调频能力增加有功, 也起到调频的作用。

由于主电网容量足够大, 采用定频率控制模式调节, 小网机组调节能力有限, 而且火电机组响应速度慢, 建议使用这种控制模式。

3 联合调频措施

对于一个统一电网来说, 短周期调频由于对机组调节性能要求高, 调节频繁度高, 需要机组和电网之间较多配合, 适宜统一调频, 减少欠调和超调发生, 有利于节能调度。所以短周期调频任务适合有一个调度完成, 长周期调频要求较低, 且电网之间电力交换密切相关, 适合分区进行, 主要任务是满足网间调峰责任和联络线功率交换控制。

如按照网内发电机组特性分配调频责任, 如小区域电网目前缺少水电机组只能进行长周期调频控制, 目前区域电网间联络线功率与系统频率差控制模式为:主网直调电厂在频率超出正常控制范围后参与辅助调频, 联网电网采用TBC模式。当出现危机系统安全或TBC模式无法有效控制系统频率时, 总调值班调度员可视情况指令修改区域偏差控制模式或暂停CPS考核。所以小区域电网做好精准负荷预测, 制定机组计划曲线和发电机组其AGC控制策略, 一般情况只需调整区域控制偏差在长周期内整体偏差不超过限定值, 由于长周期的调频责任和联络线计划直接相关, 而联络线交换计划是运行人员事先根据机组的调节容量制定的, 已经考虑的机组在一个计划时间段内 (以10min为例) 的调节能力, 所以小区域电网火电机组和直调机组必须在每个10min内满足电力的整体平衡, 即满足联络线的整体偏差在一定范围内, 长周期调频是满足省问联络线电量和调峰要求, 火电机组都能胜任。所以不管小区域电网地区机组性质如何都能完成, 即使调节容量不够, 也可以通过修改联络线计划实现调峰支援。

4 结束语

综上所述, 小区域电网参与联合调频, 受限于区域网架结构和机组特性, 自动发电控制 (AGC) 策略方面主网与小网采用定频率-联络线及频率偏差控制模式, 频率控制短周期调频主要由总调或水电充裕的区域电网负责, 小网可选择长周期调频;在区域控制标准 (CPS) 方面可根据小网机组特性制定和可调节能力, 在负荷跃变时段实现调峰支援和豁免措施, 同时小网做好精准日负荷预测和超短期10min负荷预测, 制定机组计划曲线和发电机组其AGC控制策略;采用上述调频模式, 应兼顾节能、经济调度, 统筹安排, 充分调动支援参与联合调频, 为调频调整作出贡献。

小资料

世界上典型的电网调度管理模式比较

电网调度管理是一项组织严密、技术复杂的系统管理工程, 无论过去还是现在, 实行等级严格、职责明确的统一调度管理制度是世界各国的普遍抉择。

根据电网管理形式的不同, 电网调度管理模式大致可分为以下几种:

1统一电网, 统一调度

这种模式是当今世界调度管理的主流模式, 它包括2个层次的统一: (1) 局部电网的统一管理、统一调度, 这是电网运行的基本组织形式, 几乎所有局部电网都采用这一模式。 (2) 国家电网的统一管理、统一调度, 这是电网运行的先进组织形式, 是生产力与生产关系相适应的合理选择, 世界上大多数发达国家如西欧、北欧、东欧的绝大部分国家以及已经形成国家电网的大部分亚洲国家、南美洲国家都采用这一调度管理模式。

2联合电网, 统一调度

这是一种由于不同所有权属的电网逐步互联而出现的调度模式。由局部电网联合而实施的统一调度是电网所有权与调度权分离的电网运行组织形式, 例如美国的PJM电网, 它是由包括宾州、新泽西州、马里兰州等6个州11个公司所有的电网共同成立了一个调度机构, 来实现PJM联合电网的统一调度。

3联合电网, 联合调度

小调频同步系统研究 第2篇

关键词：微波传输节目源信号；同步；时延

中图分类号：TN194文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 06-0000-01

Synchronization System Research of the Small FM

Wang Juan

(Hunan People's Radio,Changsha410007,China)

Abstract:“Microwave transmission signal program source”small frequency synchronization technology,according to GY/T 154-2000

"FM Synchronous Broadcasting System Technical Specifications" and other related technical parameters of the design and construction after more than a decade,from seven small FM transmitter Dots simultaneously small FM radio network Voice of the traffic to achieve effective and seamless coverage of Changsha,Zhuzhou and parts of the synchronization.

Keywords:Microwave transmission program source signal;Synchronization;Time delay

一、前言

经过十年多的建设，随着同步发射点的增加，覆盖范围也有效扩大，现已成为交警支队维护交通秩序，保证交通安全的重要传媒和信息工具，也成为驾驶人士非常信赖的广播电台，也是我台经济效益和社会效益较高的主力台。

二、设计方案依据

本系统引用《调频同步广播系统技术规范》GY/T154-2000，基本要求如下：

（一）发射机基本技术要求

1.调制度稳定度：≤2.5%（1KHz，最大频偏：±75KHz，24小时）

2.已调制信号相位延时稳定性：优于±1μs（1KHz，最大频偏：±75KHz，24小时）

（二）系统的基本技术要求：“三同一保”

1.同频：相对频差≤1×10-9。

2.同相：相对时间延差≤10μs（单声），5μs（立体声）。

3.同调制度：调制度差≤3%。

4.保证相干区内的最低可用场强满足ITU的规定。

三、系统设计方案

本系统设计是国内首个利用小调频同步系统在大城市实现立体声“面”的覆盖，在全省高速公路实现的“线”型覆盖。

该系统设计包括：

（一）采用模拟技术实现系统“三同”。节目源信号用模拟微波传输，用立体声复合信号中的导频信号作为系统时基，微波除传送节目信号外，同时还将系统时基信号传送到各同步站，既不增加额外的频标信号，也无需在各同步站另加时基，这样只需在微波中心站设置一个高精度时基就能解决“同频”问题。在微波中继和同步激励器中都没有进行解调和重调，无论跨越多少微波站，系统时基精度不会下降，调制度保持一致。射频延时器实时跟踪瞬时调制频率的变化，保证在不同的频偏和调制频率条件下保证延时时间一致。在系统组成的每个环节都充分考虑了同步系统的特性和要求，采用的成熟可靠技术方式，使系统同步达到最佳效果。

（二）同源调制方式保证各个发射站调制度的一致性和原子钟的应用。该系统除了采用同源调制方式保证各个发射站调制度完全一致。另外采用了高稳定度、高精度、寿命长、免维护的铷钟作为时基信号同步整个系统，原子钟就将交通台该系统的同频指标提高到10-11水平级。

（三）系统选择整机稳定性和一致性较高的设备。小调频同步发射系统的每一台发射机的状态直接影响同步网的实际收听效果，因此对发射机的稳定性和一致性要求较高。该同步网设备使用的电路技术核心是模拟微波收/发和精密跟踪锁相技术，因此系统设备整机具有较高的一致性。

（四）中功率在长距离同步覆盖中的应用。在完成中心市区的“面”覆盖后，市区到黄埔区的同步网采用的是“放射线”型覆盖，虽然站间的距离加大了，理论上相干区的范围增加了，但相干区的情况比市区简单得多，系统参数调整较简单。该套同步技术在精密“三同”方面的优势在中长距离覆盖上得到更充分的发挥。

四、系统调整测试

（一）各同步站延时时间的调整。通过调整设在各同步站的数字延时器，保证干扰区信号的相位同步。本系统采用微波传送节目源信号，延时差主要是由于路径不同造成的，空间射频传输速度确定，因此在理论上的延时时间值计算较简单，再根据实际情况在小范围内调整。

1.各同步发射站延时时间的确定。微波信号到各同步站的延时时间由T0和TL两部份组成，T0为所经过的微波设备自身的延时，TL是传输路径引入的延时，则微波到达同步站1的延时时间（相对于微波中心站）为T01+TL1，到达同步站2的延时时间为T02+TL2…。在同步系统中，对相干区有影响的是时延差而非准确的延时时间，在本系统中采用的是“中心开花”的微波传输方式，到达各同步站所经过的设备相同，设备延时特性一致，因此T01、T02…基本相同可以相互抵消，对延时差有影响的是TL1、TL2…，根据空间电波传输速度和各同步站距离可以计算出各站延时时间如下表（微波中心站为参考点，参考延时200us）：

2.相干区延时调整。受覆盖要求及其他条件限制，各发射基站的有效发射功率通常不一样，发射天线高度也不一样，相干区往往不在两站中点，也需要调整延时时间，保证在相干区内的时延差≤5uS。

（二）天馈系统调整。通过对调频天线朝向的调整和振子间相位的调整，以及采用弱定向天线等方法来实现信号在有效覆盖区内最低可用场强的要求。根据各站与市中心的距离，调整发射机播出功率和天线方向就可以满足要求。

五、结论

交通台使用调频同步发射系统组网对长株潭城区、郊区进行覆盖，达到电台对于市区、城镇和农村的场强覆盖要求，相干区的收听效果比强场强区有所劣化，但范围不大而且在相干区内指标的劣化在绝大部分听众可以接受的范围内，总体上基本满足电台和听众的收听要求。达到系统设计要求。

参考文献：

集中充电模式下的电动汽车调频策略 第3篇

关键词：电动汽车,集中充电站,单向能量传输模式,双向能量传输模式,协同调度,鲁棒优化

0 引言

电动汽车入网(vehicle to grid,V2G)具有单向和双向两种能量传输模式。前者可通过改变电动汽车的充电功率来为系统提供服务,如平滑负荷曲线;后者不仅可以改变充电功率,还可以在必要时向系统反向送电以提供调频和旋转备用等辅助服务[1,2,3]。

现有研究表明,利用电动汽车的储能特性为电力系统提供调频服务是一项较有发展前景的V2G服务[4]。文献[5]基于概率理论发展了估算电动汽车调频容量的方法。文献[6]提出一种电动汽车在能量市场和辅助服务市场的协同调度方法,通过选择电价较低时段充电和向系统提供调频与旋转备用,以最大化电动汽车代理商/车主的总收益。文献[7]基于模型预测控制提出了由电动汽车、可控负荷、热电联产机组联合参与负荷频率控制的方法。文献[8]基于动态规划法提出了由电动汽车代理商参与调频服务的最优调度模型。文献[9]建立了大量电动汽车参与系统负荷频率控制的模型,并通过MATLAB/Simulink仿真说明了所构建模型的合理性与有效性。

基于电池租赁的换电模式,并配合包括电动汽车集中充电站、充换电站、配送站和充电桩的智能充换电网络建设是应对电动汽车规模化发展的一种较为合理的商业模式。集中充电站管理的蓄电池数量可以很大,其本身就可以作为一个机构独立参与V2G服务。到目前为止,针对电动汽车调度问题的研究主要集中在有序充电策略[10,11]及其与可再生能源发电的协调[12,13]等方面。在计及市场电价不确定情况下的集中充电站电池有序充电和参与系统调频与其他辅助服务的协同调度策略方面还未见研究报道。事实上,在电力市场环境下,能量市场和调频服务市场的出清价格具有明显的不确定性。这样,研究如何在满足下属配送站换电需求的前提下,合理制定集中充电站的充电计划和向系统提供的调频容量,以便为集中充电站的调度决策提供指导,就是一个值得研究的重要问题。灵敏度分析无法提供不确定参数对结果的控制机制,而随机规划则需要随机变量的概率密度分布函数。考虑到这两种方法在处理不确定参数方面的局限性,本文引入鲁棒优化技术[14,15,16],以适当模拟和仿真能量市场与辅助服务市场出清价格的不确定性。到目前为止,鲁棒优化技术在电力系统领域已有初步的应用研究报道[17,18,19,20]。

在上述背景下,本文首先基于单向和双向两种能量传输模式,分别构建了集中充电站的协同调度模型。为适当模拟和处理能量市场和调频辅助服务市场出清价格的不确定性,发展了集中充电统一配送这种换电模式下电动汽车参与系统调频的鲁棒优化模型,以实现在可接受的经济风险水平下,合理确定集中充电站次日各交易时段的充电计划和为系统提供的调频服务容量。

1 集中充电统一配送换电模式下的业务流程

电动汽车的换电模式主要包括充换电和集中充电统一配送两种。在充换电模式下,电动汽车的换电和电池充电在同一个充换电站内完成。在集中充电统一配送模式下,电动汽车的换电与电池的充电地点不同,其运营模式为:电池在集中充电站充电并统一配送至下属各电池配送站;电池配送站负责电动汽车的电池更换及回收。本文的研究工作是针对集中充电统一配送这种换电模式展开的,其业务流程如图1所示[21]。

对于整车充电方式,电动汽车参与系统调频服务将受到电池荷电状态(SOC)的限制。如果电池的SOC高于一定数值,则下调频率容量会受到限制;反之,如果电池的SOC过低,则上调频率能力将受到制约。而对于集中充电站而言,其所拥有的电池数量较大,因此,无论是制定充电计划还是优化为系统提供的调频服务容量,都有较大的灵活性和优化空间。

2 电动汽车参与调频的容量调用比例与电池损耗分析

2.1 调频容量调用比例

电动汽车参与调频服务的一种较为合理的方式是允许其对上调频率容量和下调频率容量进行非对称申报。 为了计及电动汽车参与调频服务对其SOC的影响,需对整个系统调频容量调用比例(即系统运行时调频容量的实际调用量与预先安排的调频容量的比值)进行统计分析,以保证所制定的协同调度策略的合理性与有效性。系统上调频率容量和下调频率容量调用比例的期望值可由式(1)、式(2)计算[6]。

式中:E(·)表示期望值算子;xRU和xRD分别为上调和下调频率容量调用比例;x,xReg,max,xReg,min分别为整个系统的自动发电控制(AGC)调频信号及其相应的最大值与最小值;f(x)为系统AGC调频信号的概率密度函数。

为了更加细致地描述电动汽车蓄电池参与调频服务对其SOC的影响,可以对历史AGC信号进行分时段统计,以获得各交易时段上调和下调频率容量调用比例的期望值E(xRU(t))和E(xRD(t))。

2.2 参与V2G服务的电池损耗成本

电动汽车动力电池的损耗成本较难准确计量。对于提供深度充放电循环模式的V2G服务(如调峰、旋转备用等),一种较为可行的方式是通过传输电能的量来量度其损耗成本[1,22],计算公式可表示为:

式中:CBD_deep为深度充放电循环模式下传输单位电能所造成的电池损耗成本;CBat,Lc,EBat,dDoD分别为电池购买成本、电池生命周期内的标称充放电循环次数、电池容量以及测定参数Lc时的电池平均放电深度。

定义aBat=CBat/EBat,用于表示单位电池容量的购买成本。相关研究表明,与深度充放电循环模式相比,在浅度充放电循环模式(如二次调频)下,电池损耗成本显著降低,其可按式(4)进行估算:

式中:CBD_shallow为浅度充放电循环模式下传输单位电能所造成的电池损耗成本;kshallow为浅度充放电循环模式下传输单位电能所造成的电池损耗成本占深度充放电循环模式下相应成本的比例。

3 集中充电站的协同调度模型

市场机制对市场参与者的决策具有显著影响。本文的研究工作以下述市场机制为基础:①二次调频的容量补偿按上调频率容量和下调频率容量分开结算;②对于电动汽车而言,因参与系统调频所造成的与充电计划曲线的能量偏差,按调频能量价格进行补偿。

本文的研究针对集中充电站、电池配送站两级结构,但所发展的方法框架对于其他模式也适用。假设某个集中充电站所需的充电功率和所提供的调频服务容量不足以影响区域电力市场中能量市场和调频服务市场的清算价格,即认为它是市场价格的接受者。

在上述假设下,研究集中充电站在日前能量市场和日前调频市场的协同调度策略,就是在保证下属电池配送站换电需求的前提下,合理制定集中充电站次日各交易时段的充电计划和所提供的调频服务容量,以最小化集中充电站的综合充电成本。这里,综合充电成本是指充电成本减去提供调频服务的收益。

3.1 目标函数

在单向和双向两种能量传输模式下,集中充电站的决策者根据下属各电池配送站次日各交易时段的电池更换需求预测数据并考虑各种相关约束,合理制定充电计划和为系统提供的调频服务容量,即确定次日各交易时段的充电功率、上调频率容量和下调频率容量,从而使综合充电成本最低。该协同调度问题可描述为如下数学优化问题:

式中:F为集中充电站的综合充电成本,它由4部分构成,分别为充电成本F1、调频容量收入F2、调频能量收入F3和因参与调频服务而造成的额外电池损耗F4;T和 Δt分别为日前市场所覆盖的交易时段数和一个交易时段所覆盖的时间;CCH(t)为日前能量市场中集中充电站在交易时段t的充电电价的预测值;CRU(t)和CRD(t)分别为日前调频市场中交易时段t的上调频率服务和下调频率服务容量价格的预测值;CRE(t)为日前调频市场中交易时段t的调频服务能量价格的预测值;PCH(t),PRU(t),PRD(t)分别为集中充电站次日交易时段t的充电功率、向系统提供的上调频率容量和下调频率容量。

3.2 约束条件

1)下属电池配送站次日各交易时段的电池更换需求约束

集中充电站需提前准备好所属各电池配送站换电所需的满电电池。为此,应满足如下要求:从一个交易时段t0开始时刻至交易时段t′结束时刻,,集中充电站从系统汲取的能量之和需不小于为满足下属配送站在交易时段t0+ΔtPre开始至交易时段t′+ΔtPre结束期间的换电需求所需电能,其中ΔtPre为集中充电站满电电池的提前准备时间。本文取ΔtPre=1h,即集中充电站需提前准备好下一交易时段下属电池配送站所需的满电电池。此外,本文暂不考虑电池从集中充电站至各电池配送站所需的路上配送时间;如有需要,将所需路上配送时间计入ΔtPre即可。上述要求在数学上可描述为:

式中:ηCH为集中充电站内电池的平均充电效率;Bav为更换下来的单个电池由待充电状态转化为满电状态所需电能的平均值;NDS为下属电池配送站的数量;D(i,t)为下属电池配送站i在次日交易时段t所需更换的电池数量。

采用集中充电统一配送这种换电运营模式的初衷就是有助于解决电池的标准化问题。式(10)中暂未对各种电池类型进行区分;换言之,假定电池的型号是相同的。

2)充电功率约束

式中:NCE为集中充电站所配置充放电设备的数量;Pch,max为每套充放电设备所允许的最大充电功率。

3)上调频率容量约束

在单向能量传输模式下,可通过下调电动汽车电池的充电功率来提供上调频率服务。在图2(a)中,PRU,max(ta)即为该模式下在时刻ta单个电池可提供的最大上调频率容量。

对于集中充电站而言,该约束可表示为:

式中:kRU为集中充电站参与上调频率服务的最大比例,其取值范围为[0,1],具体数值可由集中充电站的决策者根据其参与调频服务的意愿确定,其也可计入因充放电设备临时检修或其他原因所造成的调频容量损失。

在双向能量传输模式下,电动汽车电池不仅可以通过降低充电功率,甚至可以借助于向系统反向馈送电能来提供上调频率服务。 在图2(b)中,PRU,max(tb)即为该模式下在时刻tb单个电池可提供的最大上调频率容量。对于集中充电站而言,该约束可表示为:

式中:Pdch,max为每套充放电设备所允许的最大放电功率。

4)下调频率容量约束

在单向与双向能量传输模式下,各电动汽车电池所能提供的最大下调频率容量均为每套充放电设备所允许的最大充电功率与当前充电功率的差值。在图2(a)中,PRD,max(ta)即为单向能量传输模式下,在时刻ta单个电池可提供的最大下调频率容量;在图2(b)中,PRD,max(tb)即为双向能量传输模式下,在时刻tb单个电池可提供的最大下调频率容量。对于集中充电站而言,该约束可表示为:

式中:kRD为集中充电站参与下调频率服务的最大比例,其取值范围为[0,1]。

4 鲁棒优化模型的构建与求解策略

4.1 鲁棒优化模型

为不失一般性,假定不确定参数仅存在于下述线性规划一般模型的系数矩阵A中。

对于目标函数中的向量c和线性约束条件右侧的向量b存在不确定参数的情况,可采用如式(18)—式(21)所示的形式,变换转化为式(15)—式(17)的形式。

考虑系数矩阵A中的第i行,Ji为第i行中所含不确定参数的下标集合。假定不确定参数aij(aij∈A,j∈Ji)的变化区间为[a-ij-a^ij,a-ij+a^ij],a-ij表示预测的期望值,a^ij反映预测精度,并定义参数aij的偏差测度因子zij为:

由式(22)可知,zij∈[-1,1]。对于每一个存在不确定参数的约束i(对应于约束Ax≥b的第i行),引入鲁棒控制系数Γi;该参数可在[0,|Ji|]之间任意取值,|Ji|表示约束i中所含不确定参数的数量。引入该参数的目的在于使约束i中最多Γi个不确定参数可以在其变化区间内任意改变,其中Γi表示不超过Γi的最大整数;此外,还有一个参数可以在其期望值附近的±(Γi- Γi)范围内变化。这样,不确定参数集合U可定义为:

式中:zij为向量zi的一个元素。

式(15)—式(17)所示的线性规划问题的鲁棒优化模型可描述为:

由对偶原理可知,式(25)—式(27)所描述的优化问题等价于式(28)—式(33)所描述的问题[14,15]:

式中:pi,qij,yj均为对式(26)表示的约束中所含优化问题进行对偶变换时引入的辅助决策变量。

n为了使违反约束的概率不超过εi,由文献[15]可知,鲁棒控制系数Γi需满足:

式中:Φ-1为标准正态分布的累积分布函数的逆函数;ni为约束i中所含不确定参数的数量。

4.2 集中充电站协同调度的鲁棒优化模型

4.2.1 不确定因素建模

前已述及,本文将集中充电站作为市场价格的接受者来考虑。这样,在确定其协同调度策略时,需要考虑的不确定因素主要包括日前能量市场中集中充电站次日各交易时段的充电电价、日前调频市场中电动汽车参与系统调频服务次日各交易时段的容量价格与能量价格,以及下属各电池配送站次日各交易时段的换电需求。在实际运行过程中,集中充电站一般都会储备一定的处于满电状态的电池作为备用,以满足下属配送站的换电需求,因此,本文暂不考虑换电需求的不确定性对该问题的影响。事实上,如有必要,也可以通过式(18)—式(21)所示的形式变换,将换电需求也作为一个不确定参数进行优化。

假设集中充电站在日前能量市场中次日各交易时段的充电电价、在日前调频市场中次日各交易时段参与系统调频服务的容量价格与能量价格,均可采用某种方法(如时间序列法、回归分析和人工神经元网络)并根据历史价格数据、负荷预测数据等信息进行预测。限于篇幅,本文对此不展开讨论,仅作以下假定:集中充电站在日前能量市场中的充电价格、日前调频市场中上调和下调频率服务的容量价格,以及调频服务能量价格的实际值分别处于相应预测值附近的±aCH,±aRU,±aRD,±aRE的范围内。例如:集中充电站在日前能量市场中的充电电价可用式(35)和式(36)描述。

对于不区分上调和下调频率服务容量价格的电力市场,只需将CRU(t)和CRD(t)设置成相等即可。

4.2.2 鲁棒优化模型的构建

根据式(18)—式(21)所描述的形式变换,结合鲁棒优化模型的一般形式即式(28)—式(33),单向与双向两种能量传输模式下集中充电站协同调度的鲁棒优化模型可描述为:

上述鲁棒优化模型属于线性规划问题。其中,待求解的优化变量为集中充电站在日前能量市场中各交易时段的决策变量PCH(t),在日前调频市场中各交易时段的决策变量PRU(t)和PRD(t),以及因对偶变换所引入的辅助决策变量p1,qCH(t),qRU(t),qRD(t)和yCH(t),yRU(t),yRD(t)。

4.3 求解方法

AMPL[23]作为一种描述和求解大规模优化问题的建模语言,其并不直接对优化问题进行求解,而是通过调用合适的外部求解器(如CPLEX,MINOS,IPOPT,SNOPT,KNITRO等)来获取问题的最优解。IBM ILOG CPLEX 12.2[24]作为求解线性规划、二次规划和混合整数线性规划等问题的高效商业求解器,在优化领域得到了广泛应用。

前已述及,上述单向与双向两种能量传输模式下,集中充电站协同调度的鲁棒优化模型属于线性规划问题。因此,可采用AMPL/CPLEX对其进行高效求解。

5 算例分析

5.1 测试系统

采用一个含2 000套充放电设备并为8个电池配送站提供充电服务的集中充电站测试系统,来说明本文所构建的鲁棒优化模型的基本特征。基于2009年美国交通部联邦公路管理局对家庭用车情况的调查结果[25],采用统计分析可得到常规车辆各时段的出行比例;这里假定电动汽车具有相似的出行规律。这样,可根据各时段的电动汽车出行比例及各电池配送站的服务范围,预测次日各交易时段各电池配送站的换电需求,具体数据见附录A表A1。集中充电站在日前能量市场中次日各交易时段的充电电价、日前调频市场中各交易时段的上调和下调频率服务的容量价格与能量价格的预测数据见附录A表A2,并将这4个价格的预测偏差均设定为±10%。在实际应用时,可根据相关电力市场的历史数据及负荷预测等信息对4个电价参数进行预测。上调和下调频率容量在各交易时段所被实际调用比例的期望值是通过对美国PJM电力市场2011年7月17日—24日的实际运行数据进行统计分析得到的,具体数值见附录A表A3。其他参数的设定见附录A表A4。

5.2 单向能量传输模式下的鲁棒优化结果

在单向能量传输模式下,综合充电成本的最优值及相应的平均充电电价随鲁棒控制系数Γ1的变化情况如表1所示。其中,最优值和平均充电电价的相对变化量均是相对于Γ1=0情况下的优化结果(即在不考虑市场电价不确定性情况下获得的优化结果)获得的。从表1 可以看出,当 Γ1设定为30时,违反约束的概率为0.031 6%,也即综合充电成本大于1 937.66美元的概率为0.031 6%,这个决策相当保守。在实际应用时,可根据集中充电站决策者愿意承担的经济风险来设定相应的鲁棒控制系数。

5.3 双向能量传输模式下的鲁棒优化结果

在双向能量传输模式下,综合充电成本的最优值及相应的平均充电电价随Γ1的变化情况如表2所示。对比表1和表2的结果可以发现,市场电价的不确定性对这种模式下的鲁棒优化结果影响更大;对于相同的Γ1,该模式下目标函数最优值的相对变化量大于单向能量传输模式下相应的量。这是由于在双向能量传输模式下,集中充电站具备的调频容量较单向模式更大,同样的价格波动就会导致更大的经济风险。

5.4 两种模式下的结果比较

这里设定5种不同的情景模式,各情景模式的描述及相应的优化结果如表3所示。其中,Γ1=0表示不考虑市场电价不确定性对优化结果的影响;Γ1=11.874 3对应于违反约束概率为10%的情形,即综合充电成本大于所给出的最优值的概率为10%。分别采用单向能量传输模式和双向能量传输模式,在不考虑市场价格不确定性和将违反约束概率限定在10%以内(Γ1=11.874 3)这两种情况下的集中充电站具体调度策略分列于附录A表A5和表A6。

在单向与双向两种能量传输模式下,目标函数最优值的相对变化量随违反约束概率的变化曲线如图3所示。

根据该曲线,集中充电站的决策者可针对自身情况,制定经济风险低于一定水平的协同调度策略。

6 结语

在电力市场环境下,需适当考虑市场电价不确定性对电动汽车集中充电站最优协同调度策略的影响。为此,本文构建了集中充电站在日前能量市场和日前调频市场协同调度的鲁棒优化模型,并采用高效商业求解器AMPL/CPLEX求解。采用所发展的优化模型,可以在给定的经济风险水平下,合理制定集中充电站在次日各交易时段的充电计划和调频服务容量。算例结果说明了所发展模型与方法的基本特征。

双节目调频广播技术的应用 第4篇

双节目广播除了为改善调制频率愈高,噪声愈大的所谓三角噪声而在发射端对音频进行预加重以及在接收端进行去加重外,近邻频率干扰,人为干扰副信道尚不能满足抑制噪声的需要,因此又增加了压扩技术。

我国的选择是在发射端对副信道信号进行2:1的压缩，而在接收端对解调得到的副信道信号进行1:2扩张，压缩器实际上是一个可变增益放大器，它对小信号有较大的增益。压缩器对0dB、－20dB、－40dB、－60dB的输入信号有0dB、10dB、20dB和30dB的增益；因此它将输入信号的60dB动态范围压缩到了30dB的动态范围，这称之为2:1压缩器（图1）。

扩张与压缩成反比，输入信号愈小，增益变越小，如图1中的扩张器将输入30dB动态范围的信号扩张到60dB的动态范围，故是1:2扩张器。可见经过压缩和扩张，信号可以得到还原，还可以减轻传输过程中产生的噪音和串音的影响。在图1所示的传送电平情况下，信道产生的噪音和串音为－40dB，则经过压缩后输入噪音和串音减小了，如附表所示。传送电平越低，噪声和伴音减少的愈多。

双节目调频编码器的构成

主信道经过50μs预加重网络和15KHz低频滤波器后进入混合器，同时副信道经过75μs预加重和10KHz低通滤波器后，先对67KHz带通滤波器也送入混和器，混和器输出的基带信号再去调制发射机主载波，从而得到被两套节目调制的调频信号（图2）。可以看出，主节目只进行了一次调频，而副节目却经过了两次调频，这就是所谓的副载波制的调频———调频制，即（FM－FM)制。

为了取得最佳信噪比和最小噪音，在副信道中采用了压扩制技术。在发送端，副节目进入调制器之前，先经过2:1压缩器；在接收端副节目调制器中，经过1:2扩张器。压缩器主要用于小信号提高电平，以保证小信号仍能传输而不会丢失；扩张器则主要用于抑制外来的串音干扰和噪声，同时使被压缩后的信号恢复到原来的电平，以保证信号原有的动态范围。

双节目调频接收机的构成

见图3，其原理是：该接收机是一个具有二次解调功能的双通道调频接收机，既可以接收一般单节目调频广播，也可以接收双节目调频广播，中频为10.7MHz，该机由以下主要部分组成。

1、高频部分：包括输入回路，高频放大器，混频器和本机振荡器。

2、中频部分：包括前置放大器，集中参数滤波器，三级中放，鉴频器和调谐指示电路

3、低频部分：包括主路低频放大器，副路解调器，低通滤波器，扩张器，去重网络，副路放大器和输出指示电路。

双节目调频广播。即由主、副节目混和信号调制在87～108MHz载频，当接收机接收到已调波，经过放大，混频后得到10.7MHz中频，经中放，限幅和鉴频后，得到主节目和调制在67KHz副载频上的混合信号，并同时送到主路低通滤波器和带通滤波器，将主节目和副节目调制信号分开。低通滤波器滤除了大于15KHz的成分，得到主节目的信号，送到主路低放，去重网络，功放输出为6dB，阻抗为600?的输出电平，在带通滤波器后得到的副节目信号调制的67KHz的超音频信号，再经过二次解调和低通滤波器后得到50Hz～10KHz的副节目信号，经1:2扩张器后，送75μs去重网络，恢复副节目原来的信号，再经过副路低频功放，输出为6dB,阻抗为600Ω的输出电平。

双节目接收机的主要技术指标

1、灵敏度：主路<3μv(30dB信噪比）

副路<4μv(30dB信噪比）

2、信噪比：主路>60dB(EA=40dB)

副路>70dB(EA=40dB)

3、失真度：主路<1.5%

副路<2.5%

4、频响：主路 50Hz～15KHz±1dB

副路 50Hz～10KHz±1.5dB

5、互串指标：副串主>60dB

主串副>70dB

安装与调试：

1、双节目调频接收机应安装在无强振动，冲击的环境及无灰尘处，尽量避免强的工业干扰。否则会引起接收机前级过荷，破坏高放和混频级正常工作，从而产生严重的噪声。

2、天线的架设。架设高增益天线，并注意天线与接收机的阻抗匹配。我们采用调频段五单元定向天线，连接天线电缆用SYV－75－5，阻抗75Ω，电缆长度为15m，架设在屋顶平台，高度约10m左右，接收106台发射的省台一、二套广播节目信号，对天线方向进行适当调整，接收电平通常在40～60dB之间，完全符合双节目调频接收机入口电平的要求，接收机输出的省台一、省二信号音质好，无干扰，是中波广播台较好的信号源。

双节目调频接收技术应用效果

1、通过双节目调频广播试验与应用，解决了收发分开距离远、信号衰耗大、信号源不稳定、维护不便的问题。同时提高了省广播电台两套节目信号源的接收与传输，信号源稳定，音质好，无干扰，使用后停播率大大减少，提高了优质安全播出质量。

2、实现了收发合一、撤销了收信机房。有利于人员的调配与管理。

调频模式 第5篇

1 基本构成

Z10CD调频发射机采用最新的Z系列三维电子工具设计,性能稳定,结构紧凑。数字化集成度较前三代固态化发射机有很大提高,它带DSP立体声发生器的数字调频激励器,配有AES3数字音频输入插口,产生16位数字音频质量的低噪声、低失真立体声信号。整机主要功能组件如下所示。

1.1 DIGIT CD数字激励器

哈里斯Z系列的调频发射机采用的都是数字激励器。它具有同步调幅零电路、改进型的立体声信噪比电路、数字处理的立体声发生器电路和32位数控晶振调制电路。

1.2 功放和中功放模块

哈里斯设备每个功放都是由两个独立的MOSFET功率放大器组成。每个模块都可热插拔,在室温50℃环境中可达到660W功率输出,驻波小于1.5。中功放(IPA)只利用一对MOSFET功率放大器,另一对在发生故障时会自动替换,保持发射机正常工作。功放模块和中功放模块可以互换使用。

1.3 射频合成

设备每八个模块合成为一组,在Z轴彼此绝缘的合成器内合成,真正绝缘意味着不管发生故障与否,阻抗依然是50,并将八组的合成谐波在混合型合成器里合成,有利于减少射频互调。

1.4 控制器

哈里斯发射机的数百条设备参数都存储在微电脑控制器内,控制器能通过RS-232串行通讯口进行遥控。它反映了设备的实时数据,还可以贮存最近的32个故障并能在LCD显示面板上查到详细的内容。

2 故障分析与处理

故障1:哈里斯设备刚开机时激励器入射功率稍有上升,反射功率随之很快上升。整机驻波比(VSWR)灯亮一下,设备自动保护关机。

分析与处理:开机时查询故障记录(FAULT LOG),提示为IPA-AB2LOW。通过提示结合整机流程图,可判断中功放组中IPA-AB2欠流故障,由于刚开机时中功放组中IPA-CD1仍工作,由于不平衡引起激励器反射功率短时间内上升到5W以上,此时整流板的反馈控制启动以保护PA模块。其次,IPA-AB2故障时没有自动切换,手动切换到备用组工作正常,判断控制部分生命支持板故障,更换生命支持板后工作正常。

故障2:将拆下的中功放IPA-AB2与功放模块B2互换,故障指示灯点亮,查询故障记录提示为B2#UC,B2电流为0.6A.

分析与处理:根据功放图,分析此类故障主要有以下原因引起:栅极输入匹配回路故障;栅极供电回路故障;漏极输出回路故障;漏极供电回路异常;功放管坏。由于RF激励输出功率一般为20～30W至中功放,需推动电流较小,推断管子坏的可能性很小。经判断,功放模块中栅极供电电路9:1变压器T1至Q1栅极断开,TI外皮与Q1栅极连接处脱焊,重新焊好后,试机工作正常。

故障3:哈里斯设备刚开机时,发射机故障指示灯亮,查故障记录提示为D4#OT.

分析与处理:由于是刚开机时出现此类故障,根据技术手册功放过温临界温度为145℃,初判为功放模块D4板热敏电阻性能变差或接触不良打火引起。拔出功放,经查,发现功放四周四根金属封条中已有一个脱落,取出发现封条上有烧黑点。用表测试电阻很大,其它三个封条电阻很小。判断此处为功放D4过温故障点,去除该封条,试机,告警消除,设备工作正常。

故障4:油机供电时,89.7M激励器左边四个故障告警指示灯全部点亮,右上角LCD直流电源17V指示灯很暗,设备自动保护关机。

分析处理:发现该故障是油机供电时,试电时未曾碰到。仪器测量油机电电压偏低,测频率偏差在10Hz以内,并用专业仪器测油机电波形,发现有谐波,对照技术手册,均在允许范围内。查外电线路也正常。排除外电原因,更换激励器试机正常,判定故障由激励器直流电源引起,经分析和检查,发现电源校正板17V稳压块坏,更换后试机正常。

故障5:哈里斯厂家寄来一新的数字激励器电源校正板更换后,试机,发射机故障指示灯常亮,风机一直高速运转,激励器工作正常,无告警。

分析处理:查询故障记录,提示为EXTCITER FAULT,可判断激励电源校正板与主控板之间存在通讯类故障或设置故障,因为激励器正常工作,发射机主控制器未检测到激励器输出正常的逻辑电平信号。查询电源校正板各接插件,无松动,无虚焊,完好。仔细对比原来用的旧板,发现新电源校正板跳线JP3接在1-2端,此时输出低电平逻辑,激励器“哑机”状态。将JP3改接到2-3端,为高电平逻辑,激励器输出状态。接好后装入试机。故障指示消除。设备工作正常。

3 结语

哈里斯公司Z10CD系列的调频发射机的性能指标和稳定性都非常可靠,技术很成熟。尤其提供了人机对话的界面,方便值班人员监控,查找参数和检修。但哈里斯数字激励器使用了大量的数字电路和可编程器件,这些可编程器件的数据存储器都涉及到软件,而厂家对软件和数据接口都是保密的,这也给维护带来不小麻烦。

摘要：结合南岳电视调频发射台实际,在10kW全固态Z系列调频发射机的系统组成和设备配置的基础上,就几例典型故障进行了分析,并给出了具体解决办法。

关键词：哈里斯发射机,数字激励器,故障现象

参考文献

调频广播的发展特性 第6篇

一、调频广播的发展史

调频方式是1935年由美国阿姆斯特朗发明并通过在实验室证明可以用来广播的一种调频制方式。1941年5月美国首先在43~50MHz进行调频广播, 随后改为88~108MHz, 1958年开始双声道调频立体声广播, 1961年采用立体声调频广播制式。我国于20世纪50年代末开始试验性调频广播, 1979年10月在黑龙江首次进行了调频立体声广播, 进入80年代以后调频广播方式才逐步为各级电台所采用。80年代末, 我国的调频广播迅速发展起来。90年代初, 我国的调频发射机研制生产能力已得到长足发展, 陆续推出了300W、1KW的全固体调频立体声广播发射机, 目前国内广播设备制造厂家已能提供从500W~10KW的各种功率等级的全固态调频立体声发射机。

二、调频广播的特点

中波调幅广播相比, 调频广播所以得到迅速发展是因为具有以下特点和优点:

1、没有信号串扰现象

中、短波段电波可以被电离层反射, 因此可以传到很远的地方, 有的往往可以达到1000公里以上, 在其传播的过程中受其反射、绕射及相近频率电台间的影响, 串扰现象严重。而调频广播使用超高频波段, 只能在视距范围内传播, 在视距范围以外信号迅速衰落, 即使使用同一频率的电台, 只要相距一定的距离就不会有串扰, 同时也利于频谱的高效利用。

2、信噪比好

调幅信号是电磁波的幅度随调制信号的大小而变化, 因此外界如荧光灯、电气设备等火花脉冲类干扰信号极易对其形成干扰, 因为他们叠加在电磁波的幅度上, 解调明难以消除。而调频信号是等幅的电磁波, 即使干扰信号加在其电磁波的幅度上, 但在接收端通过鉴频、限幅放大就将加在幅度上的寄生干扰滤除干净, 而且调制度大, 所以信噪比好。另外, 在超高频波段, 外部噪声也小, 所以可以实现高信噪比的优质广播。

3、动态范围宽

动态范围是指最大音量与电最小音量之比。即指人耳听觉能够感受到的不失真的音量变化范围, 中波广播因为调制度受到限制, 加之为提高信号的响度, 一般都采用提高平均调制度的措施, 因此动态范围小, 只适合声音广播。调频广播由于自身信噪比高, 实际动态范围可达70d B以上, 可较好的表现一般音乐信号, 适用于各类节目广播。

4、能进行高保真度广播

一般情况下, 人耳能听到的最高音频为15KHz, 而在中波调幅广播中, 按规定每个电台占用的频带宽应为9KHz, 但通常占用带宽为14KHz, 即最高调制频率限制为7KHz, 因此保真度不够。而调频广播是利用超高频波段87~108MHz带宽, 可以容纳的电台多, 而且每个电台可以占用200KHz带宽, 因此调制频率可以宽到15KHz, 几乎包括了人耳所能听到的频率范围, 因此保真度高。

5、可进行立体声广播

因为调频广播具有高信噪比、动态范围宽和能够进行高保真度广播的优势, 所以可以由一部分发射机进行高质量的双声道立体广播。

三、调频立体声广播的原理

不论哪种调制方式的广播都是利用电磁波来传递信息, 把电磁波作为载体, 以不同的方式把信息装载后发射出去, 在接收端再以相应的方式把信息取出来, 前一过程为调制, 后一过程为解调。在实际调制和解调过程中, 音频信号是频带范围为30Hz~15 KHz的复杂信号。从调频的方式来讲, 单声和立体声都是一样的, 调频立体声广播关键要解决的问题是如何把左 (L) 、右 (R) 两个声道分别录制的声频信号送入调制器, 而且同进要考虑好接收端如何恢复解调出左、右两路信号, 因为立体声重放系统要求左、右路信号独立。

我国规定调频广播使用的频率范围为87~108MHz, 最大频偏为±75 KHz, 声频信号为30Hz~15KHz。调频波的实际带宽约为200 KHz, 调频立体声广播采用调频-调幅制式, 即导频制。目地就是将左、右路信号完全分开, 具体做法是把左、右声道信号之和做为声频段的和信号M=L+R, 称为主信道, 其频率范围是30Hz~15KHz;把左、右信道之差S=L-R, 对副载波 (fs=38KHz) 进行调幅, 并抑制副载波, 称为副信道, 其频率范围为23KHz-53KHz。因为在接受端无法恢复38KHz副载波, 所以必须加入导频信号, 其频率为19KHz, 这样解调出导频经倍频后变成38 KHz, 作为解调差信号的副载波。用这样的导频制立体声复合信号对主载波调频, 便形成了导频制立体声调频广播信号。其总频偏为75 KHz, 导频信号固定占用10%, 主、副信号合用90%。

四、调频立全声广播发射机系统组成

一般来说, 调频立体声广播发射机在整个发射系统中是相对集中完整的一个主体。发射机除电源外, 最重要的就是音频调制信号的输入, 只有高质量的节目信号, 才能使高质量的播出得到基本保证。除此之外还包括信号的传送、音频处理器的配备、馈管及天线的配备安装等问题, 这中间的每一处连接都要求有严格的技术保证。

五、调频立即体声广播发射机主要技术指标

1、载波允许偏差:发射功率>50W, 在±1000之内:发射功率≤50W, 在±2000之内。

2、输出功率允许偏差:在±10%之内 (输出阻抗50欧) 。

3、失真:100%调制时, 小于0.5%。

4、频率响应:以400调制时为参考, 应在±0.5d B之内。

5、信噪比:1KHZ100%调制时≥60d B。

6、导频频率偏差:在±1Hz以内。

7、左右声道间的分离度:100%调制时>40d B。

无线调频发射系统的设计 第7篇

一、设计思路

为了实现上述要求, 此设计采用单片机AT89S52和调频专用发射芯片BH1418F及数码显示设计了一套完整的无线调频发射系统。设计可在88MHz~108MHz范围内任意设置发射频率, 并且可以预置频道, 发射频率通过单片机控制最小调整值为0.1MHz, 具有单声道/立体声控制, 实现了语音信息的短距离无线传输, 可广泛应用于学校无线广播、汽车航行、无线演说等场所。

二、系统硬件电路的设计

本设计由单片机、键盘、数码显示、调频发射、调频放大和电源模块等六部分组成。通过操作键盘可以设置和更改发射的频率;单片机用于控制数码管显示对应的发射频率和发送频率信号到调频调制电路中;调频发射将输入的音频信号调制后通过载波发送出去;数码管用于显示发射的频率;调频放大将得到的调制信号进行放大;电源模块则为整个电路提供电源。

(一) 单片机控制电路。

系统采用的微控制器是ATMEL公司生产的低功耗、高性能单片机AT89S52, 它有32个外部双向输入/输出 (I/O) 端口, 片内含8k B的可重复编程的Flash存储器和256字节的随机存取数据存储器 (RAM) , 3个16位可编程定时计数器, 1个全双工串行通信口, 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产, 兼容标准MCS-51指令系统。AT89S52可以按照常规方法进行编程, 也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起, 特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

(二) 调频调制发射电路。

本系统调频调制发射部分电路采用了ROHM公司的调频发射专用集成电路BH1418F。BH1418F是一种无线音频传输集成电路, 它可以将计算机声卡、游戏机、CD、DVD、MP3、调音台等立体声音频信号进行立体声调制发射传输, 配合普通的调频立体声接收机就可实现无线调频立体声传送。适合用于生产立体声的无线音箱、无线耳机、CD、MP3、DVD、PAD、笔记本计算机等的无线音频适配器开发生产。这个集成电路是由提高信噪比 (S/N) 的预加重电路、防止信号过调的限幅电路、控制输入信号频率的低通滤波电路 (LPF) 、产生立体声复合信号的立体声调制电路、调频发射的锁相环电路 (PLL) 组成。

(三) 键盘部分。

单片机使用的键盘可分为独立式和矩阵式两种。独立式实际上就是一组相互独立的按键, 这些按键可直接与单片机的I/O接口连接, 其方法是每个按键独占一条口线, 接口简单。矩阵式键盘也称行列式键盘, 因为键的数目较多, 所以键按行列组成矩阵, 按一个键到所按键的功能被执行主要包括两项工作:一是键的识别, 即在键盘中找出所按下的键, 通过接口电路来实现;另一项是键功能的实现, 通过执行中断服务程序来完成。

(四) 振荡电路。

LC振荡器起振条件。

(五) 调频放大电路。

调频放大电路部分采用UPC1651对调制信号进行放大。

(六) 电源模块设计。

为了能够让单片机和调频发射部分, 更稳定地工作, 采用的单元电源电路由电源变压器、桥堆和滤波电容器所组成。电源变压器的初级电压输入为220V, 次级输出电压为12V。由于单片机所需的是+5V电源, 经滤波电容和三端稳压集成电路MC7812后可得到+12V电压, MC7812能将15V~25V的直流电压变换成12V的稳定电压, 在12V的电压中含有少量的低频成分和接收外界的高频成分, 再经后一级滤波后送三端稳压集成电路7805, 7805能将大于7V~15V的直流电压变换成5V的稳定电压。同时由于电流较大导致三端稳压集成电路MC7812和7805过热, 为了确保电路工作正常, 给两个芯片分别加上散热片。

三、系统程序的设计

(一) 主程序。

首先, 进行整个程序的初始化及清屏, 开机时先显示一下“088.0”, 预制发射频率为88MHz, 送入BH1418F, 然后进入查键和显示函数的循环。当有按键按下时, 程序判断是哪个键被按下, 然后执行相应的按键功能, 并调用数码显示, 显示所设置的发射频率;当没有键按下时, 返回键盘扫描, 再判断是否有键被按下。

(二) 延时子程序。

延时函数在本系统中主要用于1ms的显示延时和10ms的按键消抖。

(三) 数码管动态扫描子程序。

扫描函数使用单片机的两个端口, 一个端口用于输出段码, 一个端口用于行扫描, 以实现LED的动态显示。扫描函数执行一次约为4ms, 在第二位LED显示时点亮小数点。

(四) 频率数据转换子程序。

将频率数据由十进制BCD码转为十六进制数。

(五) 控制命令合成子程序。

BH1418F的频率控制字为两个字节。两个字节中低11位 (D0~D10) 为频率数据, 其值乘以0.1即为BH1418F的输出频率 (单位为MHz) 。高5位 (D0—D15) 为控制位。其中D11 (MONO) 位单声道/立体声控制位, 该位为0时表示单声道发射模式, 该位为1时表示立体声发射模式。D12 (PD0) 、D13 (PD1) 位用于相位控制, 通常为0, 当分别为01和10时可使发射频率在最低和最高处。D14 (T0) 和D15 (T1) 用于测试模式控制, 通常为00, 当为10时为测试模式。合成时将控制命令 (5位) 与数据的最高3位合成一个字节。

(六) BH1418F字节写入子程序。

按照BH1418F字节传送要求, 按低位先送、高位后送的原则。传送的延时应精确。

(七) 查键子程序。

系统采用4×4行列式键盘。键盘部分应实现如下功能:首先对键盘进行扫描, 判断是否有键被按下。如果没有, 则转回键盘扫描, 看下次是否有键被按下;如果有键被按下, 则先对键进行去抖动, 然后算出是哪个键被按下, 再延时等待键释放。因为每一个键都对应一个处理子程序, 得到闭合键的键码后, 就可以根据键码, 转相应的键处理子程序, 进行字符、数据的输入或命令的处理。这样就可以实现该键所设定的功能。

此次设计测试结果表明, 设计要求的各项指标均可以基本实现, 尽管发射的带宽没有达到预计的结果, 原因是变容二极管的变容范围不够大。要得到稳定度高的发射频率应采用锁相环技术, 来降低中心频率的漂移。此外, 语音信号采用调频方式与调幅相比, 有利于改善输出音频信号的信噪比, 以保证语音业务的可靠传输。

摘要：汽车倒车雷达是针对当前公路、街道、停车场、车库等越来越拥挤, 加上存在视觉盲区, 无法看见车后的障碍物, 司机在倒车时很容易刮伤汽车, 甚至发生事故的情况而出现的一种倒车防护的汽车防撞系统。该系统是一种基于AT89S52单片机的超声波测距系统, 它根据超声波在空气中传播的反射原理, 以超声波传感器为接口部件, 应用单片机技术和超声波在空气中的时间差来测量距离, 主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块、霍尔测速模块和显示模块等五个模块构成。设计利用AT89S52单片机系统的I/O口, 使超声波传感器发出40KHz的超声波, 反射回来的超声波信号, 经过放大和整形电路进入单片机, 比较调试后确定其对应的距离, 完成测距。该装置将单片机的实时控制及数据处理功能, 与超声波的测距技术、传感器技术相结合。能够实现汽车在以较低慢速度进行倒车的过程中, 识别出车后部的障碍物, 并能够测量车与障碍物之间的距离及汽车的速度, 在车辆与障碍物发生碰撞前, 发出声光报警, 提醒司机刹车。

精密调频同步广播原理概述 第8篇

调频广播, 由于其电声指标优越, 频带较宽, 便于传输高保真立体声信息, 因此, 80 年代以来调频立体声广播得到了迅速发展。

随着听众审美情趣的提高, 对调频广播节目的需求也随之增大。一方面, 广播界采用不断增加节目套数的方法来满足听众的需求, 但随之而来的问题是频率资源日趋紧张。如何充分利用频率资源, 促使业内人士不得不进行认真考虑。另一方面, 交通的日益发达, 尤其是高速公路和高等级公路的快速发展, 使人们对在移动中接收交通信息及其他广播节目有了更高的需求。

同步广播技术可以大幅度提高频率资源的利用率, 按我国的频率规划, 每个省每套节目分配三个频率计算, 可以节约频率资源1/2 以上, 并在使用频率上有效对抗干扰。同时, 同步广播在降低发射设备订购和调配成本、减少频率协调周期和费用、建立广播节目统一的频道形象等方面都起到明显的作用。

1 存在技术问题

所谓调频同步广播技术, 就是具有重叠服务区, 使用同一载频、同时同相位同一节目广播的调频发射系统[1]。与中波同步广播不同, 两个调频信号的叠加要比两个调幅信号叠加复杂得多, 不仅合成信号的振幅发生变化, 更重要的是合成信号的瞬时频率也发生变化。因此, 调频同步广播技术要比调幅同步广播技术更严苛, 调频同步广播技术可以归纳为“三同”, 即同频、同相、同调制度。

1) 同频:要求发射机载频一致, 相邻发射机之间的频率差足够小, 如载频有偏差, 会产生差拍干扰;2) 同相:要求两个已调信号到达接收机应相同, 相邻发射机发出的已调波在相干区的相位差足够小, 若有时延差, 经过在接收机的叠加, 解调后会产生失真、混响和互调衍生物。这种失真程度与时延差和调制频率有关。时延相同产生失真最小;3) 同调制度:相邻发射机的调制度差足够小, 即保持两台的频偏一致。若不一致, 叠加信号在接收机解调后也会产生附加失真和衍生成分。这种失真与调制度偏差和调制度频率有关。当调制度相同时这种附加失真最小。

2 技术解决方案

用共源调制法解决调频同步广播中的“三同”问题。

共源法调频同步广播技术, 利用微波链路实现了调频同步广播节目信号的已调信号传输, 保证了各同步电台之间的瞬时频偏一致 (频偏只决定首站调制度, 其他各站通过微波差转, 相位、频偏不变) , 采用自主开发的GPS频率基准源技术, 使各同步电台之间载波精密锁定, 解决了在信号传输过程中的信号进延、频偏不一致和信号幅度比不能控制的难题, 实现了调频精密同步广播。现场收听, 固定和移动接收, 质量良好, 主管评价优于4 分;在等场强区接收, 略有干扰, 主观评价优于3 分, 同频保护率趋于0 d B (行业规范要求:6 d B) , 保证了调频单频网的无缝覆盖, 可以实现真正意义上的“调频同步广播”。

3调频同步广播系统组网解决方案

3.1 系统技术要点

调频同步广播的关键在于“三同”, 这也是本系统的优势所在。

1) 各发射台输出载频严格锁定专用GPS模块输出的高精度10 MHz频标, 确保“同频”。

相对频差F <10- 11Hz, F → 0Hz。

2) 采用自主研制的数字激励器替代传统的模拟激励器, 并具有随路音频信令的数字化音频传输链路, 确保“同调制度”。

绝对调制度偏差<3 Hz。

相对调制度偏差 Δ M → 0Hz (由于数字激励器工作的一致性) 。

3) 音频延时数字调整

相对音频时延偏差T → 1μ s。

调整范围0~300 ms (考虑到卫星瞬间的时延240 ms) 。

3.2 系统特点

1) 组网所用激励器位数字激励器, 其实现采用了DSP+DDS技术;音频一延时、音频编码、射频调制均为数字实现。2) 随路音频信令将同步时标符合在音频流中与GPS提供的IPPS时标校准, 确保各发射站点之间的音频相对时延固定。3) 随路音频信令可检测、补偿, 数据链路由于路由变化、同步滑动、数据复用等造成的延时变化。在电信、卫星、光纤网络中传输均能保证时延的一致性。4) 系统锁定于高精度的GPS频标。5) 关键设备采用大规模集成电路, 实现简单、数字化程度高;另一方面他们自带故障检测、告警和修复功能, 确保系统运行高度稳定。

3.3 系统构成

系统采用的是一对多点的覆盖方式。广播电台的音频工作站送出音频流, 系统前端负责分法音频流到同步覆盖网中各发射机。根据实际情况的不同, 音频传输可以通过多种方式:卫星、电信、光纤和微波中继等网络均可。按照中继方式的不同系统相应分成四种传输子系统:FMGX—S (卫星中继) 、SDH网络 (AESE1) 、FMGX—F (光纤中继) 和FMGX—M (微波中继) 。

摘要：分析了调频同步广播存在的技术问题, 并提出技术解决方案。

关键词：同频,同相,同调制度,数字立体声调频调制器,GPS基准源,同步激励器

参考文献

变容二极管直接调频电路的仿真分析 第9篇

关键词:Multisim;仿真;变容二极管;调频电路

变容二极管直接调频电路是目前应用最广泛的直接调频电路。它是利用变容二极管反时所呈现的可变电容特性实现调频的,具有工作频率高,固有损耗小等特点。

一、变容二极管直接调频电路的仿真分析

(一)变容二极管

变容二极管是一种特殊的二极管,其结电容随外加反向电压的变化而变化。变容二极管两端对外呈现的电容量与变容二极管两端的反向电压的关系曲线如下:

(二)变容二极管调频原理

直接调频就是用调制信号去控制振荡器的工作状态,改变其振荡频率,以产生调频信号。例如,被控电路是LC振荡器,那么LC振荡器的振荡频率主要LC振荡回路的电感L与电容C的数值决定。若在LC振荡回路中加入可变电抗,用低频调制信号去控制可变电抗的参数,即可产生振荡频率随调制信号变化的调频波。变容二极管调频就是用调制信号控制变容二极管的电容,变容二极管通常接在LC振荡器的电路中作为随调制信号变化的可变电容,从而使振荡器的频率随调制信号的变化而变化,达到调频的目的。

(三)仿真分析

变容二极管是一种电压控制的可变可控电抗元件。利用它的结电容随反向电压而变化这一特性,可以很好地实现调频。变容二极管调频电路在移动通信和自动频率微调系统中广泛应用,其优点是工作频率高,固有损耗小且线路简单,能获得较大地频偏,其缺点是中心频率稳定度较低。图二给出了变容二极管直接调频实现电路。图中V1为变容二极管直接调频电路直流电源;V2为调制信号;V4为变容二极管的直流偏置电源。D1为变容二极管。

通过理论的分析,可以得到输出的调频波。实际电路输出波形通过Multisim10软件提供的示波器,如图三所示。

调频波的瞬时频率的变化也可显示出来。同样,其他的调频或鉴频电路也可仿真实现。

二、结束语

调频电视的覆盖测量方法初探 第10篇

(1)检查广播、电视的实际播出效果和覆盖范围,为频率规划单位提供依据。(2)检验广播电视设备运行状况,检验发射台天线设计是否达到设计要求。(3)获悉某地区收听收看广播电视的效果,为维护空中电波秩序,对正常使用的频率予以保护提供依据。(4)通过收测摸索电波传播的规律以便研究场强预测方法。

关于最低可用场强的规定

在只有自然噪扰和人为噪扰,不存在同、临频电台干扰情况下,为得到满意的收听质量所必需的最小信号场强,称为最低可用场强。在调频广播频段,大气噪扰很小,主要干扰来自宇宙噪扰,人为噪扰和收音机内部噪扰。

国际对调频广播频段的可用场强建议。

农村:54dB,城市:66dB,(以10m高接收天线为准)。

我国是以4m接收天线规定调频广播最低可用场强:农村:46dB,城市:

60dB。电视的规定:米波段,农村:57dB,城市:73dB;分米波段,农村:67dB,城市:73dB。

可用场强:是指在自然噪扰,人为噪扰和同、临频干扰的情况下,可以得到满意收听质量所必需的场强最小值。

服务区的规定:服务区场强等于或大于可用场强的区域,称为发射台的覆盖区。

标称可用场强:标称可用场强为做规划之前商定的一个可用场强的起始值。调频和电视的标称场强值都可采用最低可用场强值。

覆盖区测量的方法

在测量中,我们多采用宽频带、方向性强的对数周期天线,按照调频、电视测量标准进行测量。覆盖测量要求确定覆盖区的范围,还要求反映实地的收听收看效果,所以覆盖测量要把场强测量和主观评价结合起来。

覆盖区是指服务场强等于或大于可用场强的区域。其中服务场强等于可用场强的点,就是覆盖区的边缘。

覆盖区场强测量:根据测量精度要求,选择4~8个方向,以发射台为中心,自正北0开始,以360/4~360/8得出的角度为间隔,根据预测场强结算覆盖半径,在覆盖区边缘城市或农村进行实际场强测量。辐射线做的越密,测量结果越能反应实际的播出效果和覆盖范围,但同时也增加了测量工作量。场强值不等于标称场强值的测量点,可以利用场强与距离的关系进行估计,近似以确定覆盖区的半径。把所有的场强值等于标称场强值的测量点用曲线光滑连接,所得到的曲线可以近似实际的覆盖区。

选择符合测量标准对场地要求的地点,若不能满足要求,应加以注明;架设天线,天线应离地面高度为10m,若不能满足此要求,也可为4m(10m高接收天线测量所得的场强值比4m高的接收天线测量所得的场强值高出约为20lglg10/4=7.96dB)。所用接收天线和联接馈线应是与场强仪配套供应的附件,接收天线、连接馈线与场强仪之间应有良好的阻抗匹配,如需另行配套其他接收天线时,对其形式不限,但它必须与所用连接馈线一起进行预校正,得出各个频率的天线校正因数后方可与场强仪配合使用;通过GPS,确定发射台与测试点之间直线距离和夹角,利用指北针使接收天线指向发射台方向,即最大信号方向;调整天线的极化方式,使之与信号的极化方式一致;接通测量接收机的电源,进行预热和校准,选择正确的参数设置,如频率、基准电平、解调方式、中频带宽和检波方式等;测量一段时间,读取或采集一组数据;翔实记录测量结果的频率、日期、时间、温度、测试地点及其经纬度。实际测量是通过测量固定点的场强来确定调频、电视的覆盖范围。

测试环境对测量的影响

应选择开阔、平坦,前方200m,后方100m无高大建筑物及四周无高压线的地点作为测试点。目的是避开障碍物和防止电磁辐射。季节不同,同一点的测试结果会有变化,这是由于树木、地表植物和土壤的水份等周围环境发生变化而造成的。另外,建筑物和山体的阻挡对测量结果的影响也很大,因为某一点信号的场强是直射波和反射波叠加的结果。建筑物和山体对电波的反射作用和吸收损耗都较大,所以,在山区收测,由于远处肉眼观察不到的山体阻挡,使得测量的结果很难满足地点概率。相差几百米的两个测试点,其场强值相差很大。

测量场强值与收测点距离的关系

我们在实地收测过程中选择辽宁彩电塔旁边的青年大街正南方向来研究场强与距离的关系,城市覆盖区内(60dB覆盖区内)每5~10km选择一收测点。农村覆盖区(46dB覆盖区内)10~20km选择一点收测,直至46dB结束。

通过收测得出结论:距离10km场强值下降3~5dB。

随着广播电视监测事业的发展,调频电视、广播覆盖测量已经成为监测工作的一项重要任务,通过实地的覆盖测量,使我们更加了解和掌握了调频电视、广播发射天线馈电系统的辐射性能与该频段电波传播规律,为电视调频广播网频道分配和频率管理提供技术依据。我们要加强调频电视、广播的覆盖测量,为实现广大群众接收到高质量、不间断广播电视节目而努力。