第6章光端机
6－1 填空题
（1）实现光源调制的方法有两类：和。
（2）消光比定义为。
（3）LD与单模光纤的耦合效率可达。
LED与单模光纤的耦合效率可达。
（4）发光LED与多模光纤的耦合结构主要有、、和。（5）在光接收机中，与光电检测器相连的放大器称为，它是的放大器。
（6）信号电平超过判决门限电平，则判为码。低于判决门限电平，则判为码。
（7）工程上光接收机的灵敏度常用表示，单位是。
答：（1）直接调制，外调制。
（2）全“0”码时的平均光功率/全“1”码时的平均光功率。
（3）较高，30%-50%,较低，小于1％。
（4）光源，尾纤，透镜。
（5）前置放大器，低噪声。
（6）“1”，“0”
（7）光功率的相对值，分贝毫瓦（dBm）
6－3 试画出LD数字信号的直接调制原理图？
答：参见教材P129页图6-2-3相关内容。
6－4 什么是频率啁啾？
答：参见教材P130页相关内容。
6－5 目前可以使用的外调制方式有几种，分别是什么？为什么采用外调制方式？
答：三种：电光调制，声光调制，磁光调制。参见教材P131页相关内容。
6－6 试画出光接收机组成方框图。
答：参见教材P134页图6-4-1相关内容。
6－7 为什么在光接收机线性通道中要加入均衡滤波器？
答：参见教材P137页相关内容。
6－8 数字光纤通信系统中，按照“1”码时码元周期T的大小可分为哪两种？它们的占空比分别是什么？
答：参见教材P133页码型变换相关内容。
6－9 什么是量子噪声？
答：参见教材P141页相关内容。
6－11 某光纤通信系统光发送端机输出光功率为0.5mW ，接收机灵敏度为0.2uW ，若用dBm 表示分别是多少？
答：-3，-12
6－12 一数字光纤接收端机，在保证给定误码率指标条件下，最大允许输入光功率为0.1mW ，灵敏度为0.1uW ，求其动态范围。 答：dBm S S D dBm P S dBm P S r r r r 30)40(104010101.0lg 1010lg 101010
101.0lg 1010lg 10213
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深圳市南山智园智能化系统工程项目 智能照明控制系统 2014年6月12日 深圳市合广测控技术有限公司
1、系统概述 1.1、智能照明系统建设的目的和意义 （1）良好的节能效果带来可观的经济效益 采用智能照明控制系统的主要目的是节约能源，智能照明控制系统借助各种不同的预设置控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光照度进行精确设置和合理管理，实现节能。此外，智能照明控制系统中对荧光灯等进行调光控制，由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗。 （2）通过软启技术延长灯具寿命 无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因。因此，有效地抑制电网电压的波动可以延长光源的寿命。智能照明控制系统能成功地抑制电网的浪涌电压，同时还具备了电压限定和轭流滤波等功能，避免过电压和欠电压对光源的损害。采用软启动和软关断技术，避免了冲击电流对光源的损害。通过上述方法，光源的寿命通常可延长2～3倍。 （3）改善工作、生活环境，提高工作效率、提升生活档次 良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件。良好的设计，合理地选用光源、灯具及优良的照明控制系统，都能提高照明质量。 智能照控制系统以调光模块控制面板代替传统的平开关控制灯具，可以有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。同时，这种控制方式内所采用的电气元件也解决了频闪效应，不会使人产生不舒适、头昏脑胀、眼睛疲劳的感觉。 （4）实现多种照明效果 多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色不少。现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人丰富的视觉效果和美感。以某工程为例，建筑物内的展厅、报告厅、会议室等，如果配以智能照明控制系统，按其不同时间、不同用途、不同的效果，采用相应的预设置场景进行控制，可以达到丰富的艺术效果。 （5）提高管理效率减少维护成本
G F S K的调制和解调原理 高斯频移键控GFSK(GaussfrequencyShiftKeying)，是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，以减小两个不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的数据传输速率时频道间距可以变得更紧密。它是一种连续相位频移键控调制技术，起源于FSK(Frequency-shiftkeying)。但FSK带宽要求在相当大的程度上随着调制符号数的增加而增加。而在工业，科学和医用433MHz频段的带宽较窄，因此在低数据速率应用中，GFSK调制采用高斯函数作为脉冲整形滤波器可以减少传输带宽。由于数字信号在调制前进行了Gauss 预调制滤波，因此GFSK调制的信号频谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用（高斯预调制滤波器能进一步减小调制频谱，它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量）。 GFSK调制 1、直接调制：将数字信号经过高斯低通滤波后，直接对射频载波进行模拟调频。由于通常调制信号都是加在PLL频率合成器的VCO上（图一），其固有的环路高通特性将导致调制信号的低频分量受到损失，调制频偏（或相偏）较小。因此,为了保证调制器具有优良的低频调制特性，得到较为理想的GFSK调制特 另一部分则加在PLL的主分频器一端（基于PLL技术的频率合成器将增加两个分频器：一个用于降低基准频率，另一个则用于对VCO进行分频）。由于主分频器不在控制反馈环内，它能够被信号的低频分量所调制。这样,所产生的复合GFSK信号具有可以扩展到直流的频谱特性，且调制灵敏度基本上为一常量,不受环路带宽的影响。但是，两点调制增加了GFSK调制指数控制的难度。
目前市售红外一体化接收头有两种:电平型和脉冲型,绝大部分的都是脉冲型的,电平型的很少。 电平型的,接收连续的38K信号,可以输出连续的低电平,时间可以无限长。其内部放大及脉冲整形是直接耦合的,所以能够 接收及输出连续的信号。 脉冲型的,只能接收间歇的38K信号,如果接收连续的38K信号,则几百ms后会一直保持高电平,除非距离非常近(二三十厘米以内。其内部放大及脉冲整形是电容耦合的,所以不能能够接收及输出连续的信号。一般遥控用脉冲型的,只有特殊场合,比如串口调制输出,由于串口可能连续输出数据0,所以要用电平型的。一般遥控器用455K经12分频后输出37917HZ,简称38K,10米接收带宽为38+-2K,3米为 35~42K。在没有环境反射的空旷空间,距离10米以上方向性会比较强。在室内, 如果墙是白色的,则在15米的空间基本没有方向性。 接收头要有滤光片,将白光滤除。在以下环境条件下会影响接收,甚至很严重: 1、强光直射接收头,导致光敏管饱和。白光中红外成分也很强。 2、有强的红外热源。 3、有频闪的光源,比如日光灯。 4、强的电磁干扰,比如日光灯启动、马达启动等。 38K信号最好用1/3占空比,这个是最常用的,据测试1/10占空比灵敏度更好。实际调制时间要少于50%。最好有间歇。 电平型的接收头只要接收到38K红外线就输出持续低电平,用起来非常爽,以前的老式接收头多半是这种类型,但其有个致命 弱点:抗干扰性太差,传输距离短(小于1m。
而脉冲型一体化红外线接收头必须接受一定频率38K的载波的基带信号才有正常输出,如发送500HZ的38K载波,脉冲型一体化红外线接收头输出500HZ方波,而如果发送连续的38K载波就会出项有瞬间低电平其后为高电平的现象。这种脉冲型一体化红外线接收头克服了传统电平型接收头的不足:传输距离相对更远,稳定性大大增加,抗干扰性更强。因此已经完全取代了老式的电平型接受头,在电子市场如不说明店主给你的绝对是脉冲性的。 手机拍照时可以查看红外发射管是否处于发射状态 红暴问题 有些厂家把能不能制造出无红暴红外灯当做一个技术问题来宣传,好像有红暴就是低技术,无红暴就是高技术。其实,有无红暴只是一个选择问题,并不是技术问题,波长超过700nm的光线叫做红外线,900nm以上的红外线基本无红暴,波长越短,红暴越强,红外线感应度也越高。现在市场上有两种主流红外灯,一种是有轻微红暴的,波长在850nm左右,一种是无红暴的,波长在940nm左右。同一款摄像机,在850nm波长的感应度,比在940nm波长的感应度好到10倍。所以850nm这种有轻微红暴的红外灯拥有更高的效率,应当做为红外夜视监控的首选项。 这说的有道理吗? 红暴是对红外灯工作状态的一个描述。工作灯在工作时,如果有红暴就会在管芯出现红色小点。如果没有红暴的话,工作和不 工作人眼看不出来。没有红点 850nm和940nm都有红爆,只不过940要比较弱一点 常见的红外发射管有940nm波长和850nm波长两种,940nm波长的红外发射管主要使用于调制编码及信号传输,而850nm 波长的主要用于安防等红外光源上,接收管则有850nm~950nm通用的型号。850的管和940的管区别在于他们的功率大
LED照明的五种调光方法 现如今的LED照明问题其实大多是控制系统和光源电器不匹配造成的，这成了行业内的通病，同时LED的多元化也对控制系统也提出了更高的挑战。由于LED的发光原理同传统照明不同，是靠P-N结发光，同功率的LED光源，因其采用的芯片不同，电流电压参数则不同，故其内部布线结构和电路分布也不同，导致了各生产厂商的光源对调光驱动的要求也不尽相同。如果控制系统和照明设备不配套，可能会造成灯光熄灭或闪烁，并可能对LED的驱动电路和光源造成损坏。 市场上有五种LED照明设备控制方式： 1、前沿切相(FPC)，可控硅调光 2、后沿切相(RPC)MOS管调光 3、1-10VDC 4、DALI(数字可寻址照明接口) 5、DMX512(或DMX) 1、前沿切相控制调光 前沿调光就是采用可控硅电路，从交流相位0开始，输入电压斩波，直到可控硅导通时，才有电压输入。 其原理是调节交流电每个半波的导通角来改变正弦波形，从而改变交流电流的有效值，以此实现调光的目的。 前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、容易远距离操纵等优点，在市场上占主导地，多数厂家的产品都是这种类型调光
器。 前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件，所以又称为可控硅调光器在LED照明灯上使用FPC调光器的优点是：调光成本低，与现有线路兼容，无需重新布线。劣势是FPC调光性能较差，通常致调光范围缩小，且会导致最低要求负荷都超过单个或少量LED照明灯额定功率。 因为可控硅半控开关的属性，只有开启电流的功能，而不能完全关断电流，即使调至最低依然有弱电流通过，而LED微电流发光的特性，使得用可控硅调光大量存在关断后LED仍然有微弱发光的现象存在，成为目前这种免布线LED调光方式推广的难题。 E-Linker易联专业研发的前沿切相LED调光驱动很好的解决了这个问题，通过驱动电路的“C-TURNOFF”技术优化避免“关不断”和“频闪坏灯”等难题。 匹配E-Linker易联前切相LED调光驱动的各类灯具可以与其他可控硅调光系统完美匹配，为用户节省了线材及布线工时，解决了可控硅LED调光匹配性及不可关断的混乱格局。
第6章光端机 6－1 填空题 （1）实现光源调制的方法有两类：和。 （2）消光比定义为。 （3）LD与单模光纤的耦合效率可达。 LED与单模光纤的耦合效率可达。 （4）发光LED与多模光纤的耦合结构主要有、、和。（5）在光接收机中，与光电检测器相连的放大器称为，它是的放大器。 （6）信号电平超过判决门限电平，则判为码。低于判决门限电平，则判为码。 （7）工程上光接收机的灵敏度常用表示，单位是。 答：（1）直接调制，外调制。 （2）全“0”码时的平均光功率/全“1”码时的平均光功率。 （3）较高，30%-50%,较低，小于1％。 （4）光源，尾纤，透镜。 （5）前置放大器，低噪声。 （6）“1”，“0” （7）光功率的相对值，分贝毫瓦（dBm） 6－3 试画出LD数字信号的直接调制原理图？ 答：参见教材P129页图6-2-3相关内容。 6－4 什么是频率啁啾？ 答：参见教材P130页相关内容。 6－5 目前可以使用的外调制方式有几种，分别是什么？为什么采用外调制方式？ 答：三种：电光调制，声光调制，磁光调制。参见教材P131页相关内容。 6－6 试画出光接收机组成方框图。 答：参见教材P134页图6-4-1相关内容。 6－7 为什么在光接收机线性通道中要加入均衡滤波器？ 答：参见教材P137页相关内容。 6－8 数字光纤通信系统中，按照“1”码时码元周期T的大小可分为哪两种？它们的占空比分别是什么？ 答：参见教材P133页码型变换相关内容。 6－9 什么是量子噪声？ 答：参见教材P141页相关内容。
6－11 某光纤通信系统光发送端机输出光功率为0.5mW ，接收机灵敏度为0.2uW ，若用dBm 表示分别是多少？ 答：-3，-12 6－12 一数字光纤接收端机，在保证给定误码率指标条件下，最大允许输入光功率为0.1mW ，灵敏度为0.1uW ，求其动态范围。 答：dBm S S D dBm P S dBm P S r r r r 30)40(104010101.0lg 1010lg 101010 101.0lg 1010lg 10213 6 3min 233 3max 1=---=-=-=?==-=?==------
医院 智能照明控制系统建议方案
1、系统概述 “节能、智能科技与美学，21世纪建筑业的主题。” 现代建筑中照明系统对于能源的消耗已经高达35%，建筑界已经引入“绿色”照明的概念，其中心思想是最大限度采用自然光源、设置时钟自动控制、采用照度感应和动静传感器等新技术。 随着人们财富的积累，生活水平的不断提高，对健康越来越重视。人们在生病时不但要求有好的医生和好的治疗，也要求有好的治疗环境。国家投入巨资进行医院的建设与改造。伴随医疗改革的推进，医院面临激烈的竞争。医院除了提高诊治水平和医德医风外，还需提高病人一个温馨的医疗环境，良好的医疗服务。 2、系统功能和优点 智能照明控制系统在医院中应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 采用智能照明控制系统后，可使照明系统工作在全自动状态，系统将按预先设置切换若干基本工作状态，根据预先设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。当夜幕降临时，系统将自动进入“傍晚”工作状态，自动地极其缓慢地调亮各区域的灯光。 此外，还可用手动可编程控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，随意改变各区域的光照度。 2、节约能源，降低医院运营费用 约能源和降低运行费用是当今社会的主题。随着社会经济的快速发展，人民生活水平和医疗水平的不断提高，人们对医院的现代化水平和环境要求越来越高，医院的电能消耗也越来越大，节能已成为各医院关注的一个问题。由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了医院的能耗。
红外线对射传感器 如图2-5为红外线对射传感器功能演示图 图2-5 红外线对射传感器功能演示图 (1)红外线对射传感器工作原理 红外线对射传感器包括红外线脉冲发射器和红外线脉冲接收﹑解码器并将发射头和接收头装配在一个金属机座上。 如图2-6所示为红外线对射传感器发射电路。发射器电路是由具有4个2输入的与非门CD4011组成的多谐振荡器，其振荡频率取决于W1﹑C1,图5所示参数对应的频率为1～15KHz,三极管驱动后发出红外光脉冲信号。 图2-6 红外线对射传感器发射器电路 如图2-7所示为红外线对射传感器接收电路。接收器电路包括红外光－电转换探头﹑放大器﹑译码器及功率开关控制元件等组成。红外接收管JS须与发射管FS配对使用，当红外接收管JS接收到因人体阻挡而反射回的红外脉冲信号后，
并经IC2放大器后加至IC3译码器。IC3译码器是采用锁相环音频译码集成电路LM567，它要求输入信号不小于25mv ，当调节W1使其接收器中心频率与发射器的高频频率步调一致时，LM567的输出端⑧脚将产生一低电平跃变信号。LM567的中心频率为 047 1 1.1f R C ﹙2-1﹚ 如图2-7所示参数对应的频率约为1～12KHz 。当红外线对射传感器检测到有入侵信号时，发射器接收到人体阻挡而反射回的红外脉冲信号然后经信号放大后LM567的输出端⑧脚将产生一低电平跃变信号，此时报警电路立即响起语音报警声。 图2-7 红外线对射传感器接收电路 (2) 红外线对射传感器的滤波环节 由于红外线对射传感器一般都工作在室外，为了防止室外自然光或太阳光、汽车灯光的干扰，或防止入侵者以红外光源干扰，每个生产厂家对自己的红外发射源都会加以调制，以不同的调制频率工作，同时在接收端加以解调，只接收该频率段的红外光源，从而防止干扰和恶意入侵。此外，红外对射探头要选择合适的响应时间，太短容易引起不必要的干扰，如小鸟飞过，小动物穿过等；太长会发生漏报。通常以10米/秒的速度来确定最短遮光时间。若人的宽度为20厘米，则最短遮断时间为20毫秒。大于20毫秒报警，小于20毫秒不报警。 为了增加红外发射管的寿命，一般红外发射管工作在开关状态，而开关频率
智能照明系统 1、概述 办公环境不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，减少光污染。现代办公楼的照明已经成为直接影响办公效率的主要因素之一，因此,越来越引起人们的高度重视。做好照明设计，加强照明控制设计，已成为现代智能办公大楼的一个重要内容。据国内外有关资料介绍，办公照明用电量占整幢大楼能耗的约1/3，办公照明的设备费用（包括照明器件和配布线工程费）约占电气工程费用的10%以上，因此选择合理的照明方案，配置先进的控制系统，不仅能大大简化穿管布线的工作量，而且能有效地节约能源，降低用户运行费用，提高大楼管理水准，具有极大的经济意义和社会效益。在一些欧美发达国家，照明系统的智能化控制已成为智能化大楼不可分割的组成部分，而且应用范围越来越广。 智能照明控制系统的技术，随着现代建筑技术的发展而不断更新以适应各种建筑结构布局，不同灯具的选配，实现多样化的控制模式。由于这是一个开放式的系统，采用标准接口可以方便地与其它系统诸如BA、安保、消防等相互连接完成系统集成功能；同时利用系统配备的监控软件，大楼管理工作人员借助“友好”的用户界面，能极其方便地遥控、监控大楼所有控制设备的工作状态。 2、智能照明系统 长期以来智能照明在国内一直受到忽视，绝大多数建筑物仍然沿用传统照明控制方式。部分智能区域照明和定时开关功能，很难实现调光、场景控制等负责多变的功能，澳洲奇胜的C－BUS正是为了满足这些更高的照明需求而开发出来的新一代智能照明控制系统。就照明管理系统而言，它不仅要控制照明光源的发光时间、亮度来配合不同应用场合做出相应的灯光处理，而且还要考虑到管理智能化和操作简单化以及灵活适应未来照明布局和控制方式变更等要求。一个优秀的智能照明系统可以提升照明环境的品质，确保在建筑物里工作和生活群体的舒适和健康。
GFSK 的调制和解调原理 高斯频移键控GFSK (Gauss frequency Shift Keying)，是在调制之前通过一个高斯低通滤波器来限制信号的频谱宽度，以减小两个不同频率的载波切换时的跳变能量，使得在相同的数据传输速率时频道间距可以变得更紧密。它是一种连续相位频移键控调制技术，起源于FSK(Frequency- shift keying)。但FSK 带宽要求在相当大的程度上随着调制符号数的增加而增加。而在工业，科学和医用433MHz 频段的带宽较窄，因此在低数据速率应用中，GFSK 调制采用高斯函数作为脉冲整形滤波器可以减少传输带宽。由于数字信号在调制前进行了Gauss 预调制滤波，因此GFSK 调制的信号频谱紧凑、误码特性好，在数字移动通信中得到了广泛使用（高斯预调制滤波器能进一步减小调制频谱，它可以降低频率转换速度，否则快速的频率转换将导致向相邻信道辐射能量）。 GFSK 调制 1、直接调制：将数字信号经过高斯低通滤波后，直接对射频载波进行模拟调 频。由于通常调制信号都是加在PLL 频率合成器的VCO 上（图一），其固有的环路高通特性将导致调制信号的低频分量受到损失，调制频偏（或相偏）较小。因此,为了保证调制器具有优良的低频调制特性，得到较为理想的GFSK 调制特性，提出了一种称为两点调制的直接调频技术。 uc 图一 两点调制：调制信号被分成2部分，一部分按常规的调频法加在PLL 的VCO 端,另一部分则加在PLL 的主分频器一端（基于PLL 技术的频率合成器将增加两个分频器：一个用于降低基准频率，另一个则用于对VCO 进行分频 ）。由于主分频器不在控制反馈环内，它能够被信号的低频分量所调制。这样,所产生的复合GFSK 信号具有可以扩展到直流的频谱特性，且调制灵敏度基本上为一常量, 鉴频器 PD 环路低通滤波器LF 压控振荡器VCO 载波信号 调制信号ui 调频信号uo 主分频器
脉宽调制(PWM)的基本原理及其应用实例 脉宽调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。 模拟电路 模拟信号的值可以连续变化，其时间和幅度的分辨率都没有限制。9V电池就是一种模拟器件，因为它的输出电压并不精确地等于9V，而是随时间发生变化，并可取任何实数值。与此类似，从电池吸收的电流也不限定在一组可能的取值范围之内。模拟信号与数字信号的区别在于后者的取值通常只能属于预先确定的可能取值集合之内，例如在{0V, 5V}这一集合中取值。 模拟电压和电流可直接用来进行控制，如对汽车收音机的音量进行控制。在简单的模拟收音机中，音量旋钮被连接到一个可变电阻。拧动旋钮时，电阻值变大或变小；流经这个电阻的电流也随之增加或减少，从而改变了驱动扬声器的电流值，使音量相应变大或变小。与收音机一样，模拟电路的输出与输入成线性比例。 尽管模拟控制看起来可能直观而简单，但它并不总是非常经济或可行的。其中一点就是，模拟电路容易随时间漂移，因而难以调节。能够解决这个问题的精密模拟电路可能非常庞大、笨重(如老式的家庭立体声设备)和昂贵。模拟电路还有可能严重发热，其功耗相对于工作元件两端电压与电流的乘积成正比。模拟电路还可能对噪声很敏感，任何扰动或噪声都肯定会改变电流值的大小。 数字控制 通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，许多微控制器和DSP已经在芯片上包含了PWM控制器，这使数字控制的实现变得更加容易了。 简而言之，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。 图1显示了三种不同的PWM信号。图1a是一个占空比为10%的PWM输出，即在信号周期中，10％的时间通，其余90％的时间断。图1b和图1c显示的分别是占空比为50%和90%的PWM 输出。这三种PWM输出编码的分别是强度为满度值的10%、50%和90%的三种不同模拟信号值。例如，假设供电电源为9V，占空比为10%，则对应的是一个幅度为0.9V的模拟信号。 图2是一个可以使用PWM进行驱动的简单电路。图中使用9V电池来给一个白炽灯泡供电。如果将连接电池和灯泡的开关闭合50ms，灯泡在这段时间中将得到9V供电。如果在下一个50ms中将开关断开，灯泡得到的供电将为0V。如果在1秒钟内将此过程重复10次，灯泡将会点亮并象连接到了一个4.5V电池(9V的50%)上一样。这种情况下，占空比为50%，调制频率为10Hz。 大多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz。设想一下如果灯泡先接通5秒再断开5秒，然后再接通、再断开……。占空比仍然是50%，但灯泡在头5秒钟内将点亮，在下一个5秒钟内将熄灭。要让灯泡取得4.5V电压的供电效果，通断循环周期与负载对开关状态变化的响应时间相比必须足够短。要想取得调光灯(但保持点亮)的效果，必须提高调制频率。在其他PWM应用场合也有同样的要求。通常调制频率为1kHz到200kHz之间。
灯光控制系统方案
一、系统概述 系统原理概述 系统所有的单元器件（除电源外）均内置微处理器和存储单元，由一对信号线（UTP5）连接成网络。每个单元均设置唯一的单元地址并用软件设定其功能，通过输出单元控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入时，输入单元将其转变为数字信号在系统总线上广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相应回路输出。 系统通过两根总线连接成网络。总线上不仅为每个组件提供24伏直流电源，还加载了控制信号。通过系统编程使控制开关与输出回路建立逻辑对应关系。 系统元件采用 模块化结构、并已 经有系统化产品、 系统扩展方便。同 时，通过专用接口 元件及软件，可能 直截接入电脑进行 实时监控，或接入 以太网进行远程实时监控。因此在设计时更加简单、灵活。 系统为分布式控制，模块化结构，可靠性高。任何控制模块均内置CPU，每个输入模块（场景开关、多键开关、红外传感器等）都可直接与输出模块（调光器、输出继电器）通讯（发送指令→接受指令→执行指令），避免了集中式结构中央CPU一旦出现故障造成整个系统瘫痪的弱点。 与BA系统的集成 诺雅照明控制系统是一个开放的系统，通过专用接口软件，可方便地与其他系统连接，如楼宇自控系统、门禁系统、保安监控系统、消防系统等。
Network 系统结构图
二、系统功能和优点 智能照明控制系统在学校应用的功能和优点： 1、实现照明控制智能化 可用手动控制面板，根据一天中的不同时间，不同用途精心地进行灯光的场景预设置，使用时只需调用预先设置好的最佳灯光场景，使人产生新颖的视觉效果。随意改变各区域的光照度。 2、美化环境以达到吸引学生的注意力 好的灯光设计，能营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。良好的环境可以培养学生对其产生更大的兴趣，从而得到更好的学习效果。 利用灯光的颜色、投射方式和不同明暗亮度可创造出立体感、层次感，不同色彩的环境气氛，不仅使学生有个很好的学习环境，而且还可以产生一种艺术欣赏感，对课程产生强烈的研究精神。 3、可观的节能效果 由于智能照明控制系统能够通过合理的管理，根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，不需要照明的时候，保证将灯关掉；在大多数情况下很多区域其实不需要把灯全部打开或开到最亮，智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明；系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮，或达到所要求的亮度，从而大大降低了学校的能耗。 4、延长灯具寿命 灯具损坏的致命原因是电压过高。灯具的工作电压越高，其寿命则成倍降低。反之，灯具工作电压降低则寿命成倍增长。因此，适当降低灯具工作电压是延长灯具寿命的有效途径。智能照明控制系统能成功地抑制电网的冲击电压和浪涌电压，使灯具不会因上述原因而过早损坏。还可通过系统人为地确定电压限制，提高灯具寿命。智能照明控制系统采用了软启动和软关断技术，避免了灯丝的热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。 智能照明控制系统能成功地延长灯具寿命2-4倍。不仅节省大量灯具，而且大大减少更换灯具的工作量，有效地降低了照明系统的运行费用，对于难安装区域的灯具及昂贵灯具更具有特殊意义。
频率调制信号的表示式为：()cos[()]t m c S t A t kfm d ωττ-∞ =+ ? 其中，kf 为 调频灵敏度，m(t)为调制信号。从公式出发即可完成频率调制的程序。 调频信号的解调方法通常是采用鉴频法。方框图如图所示 其中鉴频器包括微分电路和包络检波。 在模拟信号的调频程序中，先对输入参量的个数做出判断，少于则运行默认的。然后对信号进行调制，这里采样的调制信号是最简单的正弦信号，当然也可以为其他信号。调制过程中，积分是根据积分的定义编写的一段程序。在对已调信号进行解调前加入了噪声。解调过程中的微分同样的根据定义编写的，当然也可以采用MATLAB 里自带的函数diff 。在经过包络检波后对幅值做出了一定的修正。 下图是调频信号的时域频域波形。经过调频之后的信号频谱不仅发生了频谱搬移还增加了频率分量。
下图绿色的是小信噪比条件下的解调波形，可以发现信噪比对解调的影响。 而在语音信号的调频中，积分采用cumsum来完成，微分采用diff。因为经过调试发现，采用根据定义编写的程序由于循环运行需
要很多时间。另外，在经过微分器后，包络检波和低通这段和幅度调制的非相干解调一样，所以也可以在经过微分后调用AM包络检波的程序。对于调频信号来说，都会存在门限效应，使之在小信噪比情况下无法恢复出原来的调制信号。所以语音信号的调制解调是在很大信噪比情况下。
下面是语音信号调制解调的时域频域图。观看频谱可以看到调制信号的频谱相对于输入信号，发生了频谱搬移，还有在fc处多了一个冲激。 另外还有一个需要注意的问题，读入语音信号时所输入的路径必须和存放语音信号的路径相同。否则无法打开。 参考文献： [1]樊昌信，曹丽娜。通信原理。国防工业出版社。 [2] Santosh, the LNM IIT Jaipur (India).陈丽丹。FM调制解调系统设计与仿真
智能灯光控制系统概述 一、概述随着时代的发展，城市现代化建设步伐不断加快，对城市道路照明及城市亮化工程需求也更大， 而能源的供需矛盾也越来越突出，节电节能、绿色照明的要求越来越迫切，越来越高。现在再采用那些传统 的手控、钟控城市照明系统的方法已不能满足要求。如何充分利用高科技手段解决上述矛盾也就成为当前照 明控制领域一个新的和紧要的课题。城市道路照明自动化控制和智能化管理作为城市现代化的标志之一，它 所带来的经济和社会效益是十分显著的，它的推广和实施也将是市政工程建设中的一项重要内容。照明自 动监控与管理系统能够灵活开/ 关灯，随时了解运行参数，及时发现故障，将传统的人工“巡灯”制度改为“值班”制度，极大地提高照明系统的管理效率。系统能将采集到的数据自动进行存储、统计，并能随时进行查 询和打印，极大地提高管理水平，同时还能通过全夜灯、半夜灯和智能调压等手段，降低能耗，提高设备使 用寿命，获得良好的经济效益。GPRS/CDMA无线透明传输终端(DTU)与路灯智能监控器和管理系统，采用先进 的计算机通信技术和数字信号处理(DSP) 技术，通过交流采样的方法，完成现场的电流、电压以及功率、功
率因素等参数的采样、运算、存储、显示，并根据预置参数或调度端的命令自行完成数据的传送，并实现 对路灯、景观灯的远程监控，从而实时掌握照明系统运行状况，快速发现路灯故障、盗窃等并能主动报警， 确保照明系统的可靠运行，提高路灯运行质量。 二、系统框图三、终端设备---采用ARM9高性能工业级嵌入式处理器，以实时操作系统为软件支撑平台,超大内存 , 内嵌自主知识产权的TCP/IP协议栈。为用户提供高速，稳定可靠，数据终端永远在线，多种协议 转换的虚拟专用网络。针对网络流量控制的用户，产品支持语音，短信，数据触发上线以及超时自动断线 的功能。同时也支持双数据中心备份，以及多数据中心同步接收数据等功能。公司产品已广泛应用于金融， 水利，环保，电力，邮政，气象等行业。 三、硬件系统 1、 CPU：工业级高性能 ARM9嵌入式处理器，带内存管理 MMU,200MPS, 16KB Dcache,16KB Icache 2、 FLASH：8MB，可扩充到 32MB 3、 SDRAM：64MB，可扩充到 256MB
通信原理课程设计报告
一. 2DPSK基本原理 1.2DPSK信号原理 2DPSK方式即是利用前后相邻码元的相对相位值去表示数字信息的一种方式。现假设用Φ表示本码元初相与前一码元初相之差，并规定：Φ＝0表示0码，Φ＝π表示1码。则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如2PSK信号是用载波的不同相位直接去表示相应的数字信号而得出的，在接收端只能采用相干解调，它的时域波形图如图2.1所示。 图1.1 2DPSK信号 在这种绝对移相方式中，发送端是采用某一个相位作为基准，所以在系统接收端也必须采用相同的基准相位。如果基准相位发生变化，则在接收端回复的信号将与发送的数字信息完全相反。所以在实际过程中一般不采用绝对移相方式，而采用相对移相方式。 定义?Φ为本码元初相与前一码元初相之差，假设： ?Φ=0→数字信息“0”； ?Φ=π→数字信息“1”。 则数字信息序列与2DPSK信号的码元相位关系可举例表示如下： 数字信息： 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1
DPSK信号相位：0 π π 0 π π 0 π 0 0 π 或：π 0 0 π 0 0 π 0 π π 0 2. 2DPSK信号的调制原理 一般来说，2DPSK信号有两种调试方法，即模拟调制法和键控法。2DPSK 信号的的模拟调制法框图如图1.2.1所示，其中码变换的过程为将输入的单极性不归零码转换为双极性不归零码。 图1.2.1 模拟调制法 2DPSK信号的的键控调制法框图如图1.2.2所示，其中码变换的过程为将输入的基带信号差分，即变为它的相对码。选相开关作用为当输入为数字信息“0”时接相位0，当输入数字信息为“1”时接pi。 图1.2.2 键控法调制原理图 码变换相乘 载波 s(t)e o(t)
楚都鑫城小区 防盗报警系统项目 设 计 方 案 2013年9月 襄阳市新五中红外防盗报警系统
一．社会意义 当前，随着经济的发展，一个个小区的建设，人们对小区安全防范越来越重视，采取了许多措施来保护小区的安全。以往的做法是安装防盗网，但也存在有碍美观，犯罪分子易发现躲蔽，不能有效地防止坏人的入侵等缺点。现在，全国各地区的小区都在迅速地开展建设现代化的智能防盗活动，对其中的安全防范系统、监控系统等提出了更高的要求。因为小区设在闹市区，小区四周白天或夜间活动人员较多，犯罪分子很容易有机会从围墙进入小区作案，为了使不因该发生的意外损失降到最低，必须要有一套专门的安全设备与操作人员，来维护和管理小区的财产安全不受任何侵害，最安全有效的方法是在小区的四周围墙上装上无线红外探头，它是利用人眼看不见的红外线相互之间构成一个防护网，安全性高等优点广泛被各小区装配。 二、设计原则 本方案设计以“智能、先进、安全、实用、可靠”为原则，确保系统能百分百满足小区的安保需要和管理需要： 1、系统设计应在技术上达到先进性和成熟性的统一，性能上应具有很高的安全性，可靠性；使用上应具有可维护性和可扩展性；并具有很高的性能价格比。 2、设计选型方面应同时遵循：集成化原则，应选择高度集成的设备，便于控制、管理和维护；模块化原则，应在软、硬件上都采用商业化、通用化、模块化结构的设备，使系统具有较强的扩展能力；可靠性原则，所选设备应具备抵御环境影响的能力，工作稳定可靠，并能适应室内、外昼夜全天候工作。 3、高性能价格比：在确保系统先进性、安全性、可靠性的同时，应该充分考虑原有系统设备的合理利用，以合理节约成本。 三、设计依据 本安全防范系统设计完全符合中华人民共和国公安部有关条例和规范，包括：3.1安全防范工程程序与要求GA/T75-94
园林景观照明不是单纯的用灯光把物体照亮，简单的不同元素间的相互叠加，而是灯光艺术性的再创造，是以园林景观为主体，利用灯光技术来表现园林景观夜间空间艺术，这需要设计者用艺术的思维、科学的方法和现代化的技术，确定合理的园林景观照明方式和布置方案，并运用灯光的艺术表现力，使居住区景观环境达到理想的意境。 园林景观照明设计原则 1.以人为本 所有的夜景环境设计和改造都是为人服务的，所以应该遵循以人为本，尤其是住宅小区景观照明，应当从居民居住舒适角度出发，适应人们的日常生活习惯。不能盲目的追求美观和艺术造型而忽略了对人们生活作息的影响。 2.重点突出，主次分明 园林景观照明设计要有一个重点，也就是一个主题。不能处处都是绚丽明亮，这样不仅不能美化环境，还会产生光污染等问题，所以景观照明设计方案要有主次之分，要通过虚实的对比，需要突出的部分合理提高亮度，周围以柔和的光线加以补充，这样才能达到完美的夜间灯光效果。 3.节能环保 园林景观照明设计中，应以绿色照明为理念，合理布灯和灯具选型，选用节能、低碳的新光源产品，才能有效解决能源浪费和光污染问题，从而改善生活环境，提高照明质量。 4.形式多变、突显艺术 灯光设计可以丰富夜间环境，设计上不能千遍一律，否则会显得单调乏味。所以不论在色彩上，还是灯具造型上，都要匠心独运，别出心裁。不影响整体效果的同时，多种形式相互结合，相互补充又相互映衬，把功能和艺术完美结合。 园林景观照明包括公园广场园林景观照明，道路园林景观照明，古建筑园林景观照明、住宅小区园林景观照明，旅游景区园林景观照明等。下面，随小编逐一来了解下都有哪些设计要点： 一、公园，广场园林景观照明 公园，广场园林景观照明重点为：植物，雕塑，喷泉，园路，应通过巧妙的光影设计使夜间公园，广场具有观赏性，营造适宜的气氛，增强园林的艺术感染力，创造和谐、统一、迷人的夜景观。 A、公园园林植物的景观照明手法一般有上射照明、下射照明、点射照明、轮廓照明、剪影照明、造影照明、散光照明。通过合理布光，选择合适照明灯具，使公园在夜间展现另一种面貌，增加人们游园的趣味性。
ASK调制电路 第一章引言 通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，他的应用越来越广泛。通信的最终目的是远距离传递信息。虽然基带数字信号可以在传输距离不远的情况下直接传送，但如果要进行远距离传输时，特别是在无线信道上传输时，则必须经过调制将信号频谱搬移到高频处才能在信道中传输。为了使数字信号在有限带宽的高频信道中传输，必须对数字信号进行载波调制。如同模拟信号的频带传输时一样，传输数字信号时也有三种基本的调制方式：振幅键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。它们分别对应于利用载波（正弦波）的幅度、频率和相位来承载数字基带信号，可以看作是模拟线性调制和角度调制的特殊情况。 理论上数字调制与模拟调制在本质上没有什么不同，它们都属于正弦波调制。但是，数字调制是源信号为离散型的正弦波调制，而模拟调制则是源信号为连续型的正弦波调制，因而，数字调制具有由数字信号带来的一些特点。这些特点主要包括两个方面：第一，数字调制信号的产生，除把数字的调制信号当作模拟信号的特例而直接采用模拟调制方式产生数字调制信号外，还可以采用键控载波的方法。第二，对于数字调制信号的解调，为提高系统的抗噪声性能，通常采用与模拟调制系统中不同的解调方式。振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制，即源信号为“1”时，发送载波，源信号为“0”时，发送0电平。所以也称这种调制为通、断键控（OOK）。当数字基带信号为二进制时，也称为二进制振幅键控（2ASK），2ASK信号的调制方法有模拟幅度调制方法和键控方法两种。 理论上受到调制的载波波形可以是任意的，只要使得已调信号适合传输信道的特性就可以了。但实际数字通信系统大都选择正弦波作为载波，这是因为正弦信号形式简单，便于产生和接收。由于数字调制是用载波信号的默
智能照明系统概述 智能照明管理工程是在综合运用自动控制、计算机、通信、传感器等技术的基础上，实现航站楼内照明灯具及支路的有效控制与管理，保证航站楼照明系统运营的节能、高效、可靠及安全，满足旅客及航站楼运营的需求。 昆明新机场航站楼的照明控制主要采用支路控制，包括以下几个方面：高大空间照明、公共区域公共通道照明、屋顶顶棚照明、卫生间照明、走道及楼梯间、大面积机房照明、标识灯箱照明、广告灯箱照明、VIP/CIP房间、机坪高杆灯等。 智能照明管理系统可实现灯光的开关自动和手动控制、分散集中控制、远程控制、延时控制、定时控制、光线感测控制、红外线遥控、与时钟系统、航班系统等其他系统的联动控制等，控制方式方便、灵活、易于修改、易于操作、易于维护。 系统主要设备配置及功能： 1，中控中心及分控中心 在昆明新机场F1层19区楼宇管理中心设中央管理工作站，主要负责昆明新机场的照明系统监控，包括：照明监控管理服务器工作站（PC Server）1台；集成OPC服务器工作站（PC Server）1台；模拟屏1块；控制台1组。在F1层东西翼指廊、东西Y指廊的楼宇值班室增加4个分控中心，每个分控中心配备一个类似于中控设备的触摸屏，进行区域内集中控制，一旦总控中心网络出现故障后，仍然可以进行二级控制，以保证照明安全，降低系统风险。 2，继电器模块及其他 智能照明采用的继电器模块的控制回路数为2、4及8路，每路负载电流不小于16A，并且具备电流反馈功能，通过比较电流值判断支路是否工作在正常状态，适用于荧光灯、金卤灯等各类光源的照明负荷。采用35mm轨道安装，尺寸与微型断路器尺寸相似，工作电压范围为：220V（-15％～+20％）；频率范围为：50 Hz（-5％～+20％）；电气机械寿命为：60000次循环。继电器模块具备机械自锁功能，闭合或断开后无需外加电源仍可保持状态不变，继电器模块内置电源，保证系统电源断电时继电器模块仍能独立工作。 昆明新机场航站楼所需的2路模块数量为339个，4路为625个，8路为941个。总线电源94个、线路耦合器74个、网络控制器10个、输入模块54个、时
宽带脉冲红外光源 波长范围在2um到20um,技术先进,性能优越.发光材料表面 经过离子束处理,光谱辐射模拟黑体辐射,发射率高,寿命长.产 品体积小,光电转换效率高,耗电省,同样光强下,这类产品的温 度远低于其它各种光源,安全可靠.发光材料热容量小,可以用 于直流或脉冲调制状态.脉冲工作于10Hz时占空温差为几百度, 无须机械斩波器.特别适用于气体分析,红外光谱分析,红外校 准装置等等.此红外光源产品的外观和三极管类似,无须添加散 热片,性能稳定可靠,火星探测中光谱分析仪就采用这种光源. 性能优点: 1.波长范围宽,可以提供2um到20um的光源 2.安全性好,特别适用于易燃易爆环境 3.工作于直流或脉冲方式 4.亮度高,光电转化效率高 5.重量轻,体积小,封装和三极管一样 6.多种窗口材料可供选用 7.抛物面反射镜,可提供平行光源 8.光源工作温度低,寿命长 选购此系类红外光源时，如果需要相应的探测器，请参考硫化铅、硒化铅、铟镓砷红外探测器，或向我们咨询其它种类的探测器。 脉冲工作时调制深度曲线:
产品选型表: 封装抛物线TO-8TO-5TO-46 图片 无窗口2-20um RS-ReflectIR-P1N-UI RS-NL8LNC-UI RS-NL5LNC-UI RS-NL46LNX-UI 蓝宝石2-5.25um RS-ReflectIR-P1S-UI RS-NM8ASC-UI RS-NM5NSC-UI/ 锗7-12um//RS-NL5NGC-UI/ 氟化钙2-9.5um RS-RS-ReflectIR-P1C-UI RS-NL8ACC-UI RS-NL5NCC-UI/ 主要性能: 封装抛物线TO-8TO-5TO-46 图片 Rated温度850℃850℃850℃850℃ 最小阻值 1.4ohms 2.8ohms 2.5ohms0.4ohms 最大阻值 2.0ohms 4.5ohms 3.7ohms 1.0ohms 最大输入电压 1.75VDC 2.8VDC 2.6VDC0.9VDC 输出辐射图 注：（1）各个产品窗口材料不同，根据选型表可以确定。（2）Parabola封装的光源（反射被罩）：平行性 好，作用距离会更远。（3）客户对平行性和强度的要求不同，选用的光源不同。
灯光操作说明 一、打开开关柜总电源，硅箱开关，电脑灯开关，三基色灯开关。 二、打开操作台上电脑灯控制台、舞台灯光控制台、换色器控制台。 三、电脑灯程序运行操作： 3.1按【EDIT/RUN】键，使该对应LED灯熄灯 2按数字键（P1-P12），选择程序（场）编号，使之运行，若该程序（场）未被编辑，则按此键号时对应的LED灯不亮。 3.调节【SPEED】及【CROSS】电位器，改变场景与场景之间的停留时间及场景渐变运行速度，若【SPEED】或【CROSS】电位器处于下部分AUTO区域，则自动运行已编辑好的场景停留及场景过渡时间。 4按【CROSSMODE】键，可转换运行模式， 5.若想执行手动或自动混合运行程序，则可按下述步骤设定运行。 A】首先释放通道；按【CHANNELS】键，再按（P1-P8）键，（或按【SHIFT】，再按PCH9-PCH16）,释放对应通道，把F变成O最后再按【CHANNELS】键，记忆退出。（F；代表对应通道，在程序运行中不接收手动数据受已编程序控制。O；代表对应通道在程序运行中，已不在受程序控制，接受手动推子数据。） B】选出要运行释放通道的灯；按【MANUAL】键，再按（P1-P12）键，选出要执行手动控制的灯号，随机推出相应已释放好的电位器推子，执行+自动混合运行程序，按【MANUAL】退出手动选择。 6.按【BLACK】可使=运行程序(场)做暂停、启动选择，对应键LED灯亮时为暂停输出，LED灯灭时则输出运行正常。 四、换色器控制台的使用方法 系统设置 - 1、设置换色器参数 (一般情况下，在出厂时本项内容已设置好，用户可以略过此项) 按【设置】键，屏幕显示三种设置，按“▼”键，选择色数设置。按【确认】键，屏幕将显示当前色数，如果所控换色器为“8”直接按第“8”色，屏幕将显示“8”色。所控换色器为“11”色，按第“11”色，再按【确认】键完成，按【组控】或【直控】任一键退出。 2、编组： 换色器工作时大多数情况都是这样子：先将各换色器的地址码分别编入某一组，然后以“组”为基本单位进行分组换色，所以必须进行编组 (有效编组范围是 0-16组)。 编组的步骤：按【设置】键，屏幕将显示三种模式，按“▼”键选择“编组设置”再按【确认】键，屏幕将显示当前组号：若把所需地址码编入几组，按亮第几组按键，然后在右上角数字区选择所需地址码数字，再接“▲”键，地址码将显示在屏幕左上角，按【确认】键完成，按【组控】或【直控】任一键退出。如果想把地址码几至几编入到一组，按上述步