基于PCB的數字集群通信系統抗干擾電路設計

　　摘要：現有的數字集群通信系統抗干擾電路設計，存在抗干擾性能差的缺陷，為了解決上述問題，提出并設計了基于PCB的數字集群通信系統抗干擾電路。首先選取抗干擾電路元器件，主要包括開元器件、電容器、變壓器、電感器與PCB;其次設定上述抗干擾電路元器件參數。通過抗干擾電路元器件的選取以及相應參數的設定，實現基于PCB的數字集群通信系統抗干擾電路的設計。與現有的數字集群通信系統抗干擾電路相比較，改進設計的數字集群通信系統極大提升了電路的抗干擾性能，充分說明設計的數字集群通信系統抗干擾電路具備更好的性能。

　　關鍵詞：PCB;數字集群;通信系統;抗干擾;電路設計

　　引言

　　數字集群通信系統是一種基于現代數字通信技術的高速通信公網，在通信工程領域有著重要的地位。隨著國內外通訊環境與市場的不斷升級，數字集群通信系統應用范圍也在不斷的擴大，這對數字集群通信系統提出了更高的要求，國家也對數字集群通信系統提出了相應的技術標準與行業規范。我國運營商正在積極參與數字集群通信系統的研究，致力于適應現今通信需求。

　　如中國衛通對數字集群通信系統的研究，為數字集群通信系統的發展提供了參考依據。數字集群通信系統運行過程中，由于電壓突變、電流突變、元件過大、傳播媒介及敏感器件導致系統電路容易受到干擾，導致電路出現短路、斷路等故障，致使數字集群通信系統無法正常運行，提出并設計了新型數字集群通信系統抗干擾電路。現有的數字集群通信系統抗干擾電路設計存在著抗干擾性能差的缺陷，基于此，本文對PCB的數字集群通信系統抗干擾電路設計進行了深入研究。

　　1數字集群通信系統網絡構成和工作方式

　　1.1網絡構成

　　數字集群系統可以實現對網絡的有效靈活控制和管理，它直接影響到系統所提供的各種服務。其中該系統管控是依靠網內以數字信號方式所傳輸的信號令進行的，有別于模擬系統中網絡用戶的信息是模擬信號，更進一步的增加了網絡管理和控制的難度。該系統主要是由移動臺、有線臺、和基礎設備構成的，其中有線臺和基礎臺可以實現有線連接叫做調度臺。移動臺主要分為集群式、雙模式兩種，第一種僅限自身工作，第二種具有監控功能且可實現多種工作。同時，網絡基礎設備又包含基站、網管和交換控制設備以及其它接口。

　　1.2工作方式

　　該系統在技術上具有的相對優勢決定了它不僅具有個人用戶通信的全部功能，還可以實現個人與群體間的任意通信其工作方式大致分為三種(1)集群的方式，主要包括消息、傳輸、準傳輸三種集群，其中消息集群能夠通過系統為用戶配置更加固定的通信通道，傳輸集群運用動態分配的方式占用空閑通道容易導致通話質量不夠優質和通暢。準傳輸集群能夠集以上特點，使通信通道實際使用率處于兩者之間。(2)直通的方式，脫離網絡實現通信的一種方式。(3)虛擬網的方式，實現網絡需求的同時配置移動臺就可以建立虛擬網實現專屬通信。

　　2數字集群通信系統抗干擾電路元器件設計

　　2.1開關元器件

　　在數字集群通信系統電路中，利用IGBT型的SKM100GB123D作為電路的開關元器件，此開關元器件具有較好的抗噪聲效果。SKM100GB123D開關元器件是電路高速開關，在常溫25℃下，工作電壓有效值為1200V，輸出額定電流為100A。

　　2.2電容器

　　電容器在耦合、濾波、調諧以及旁路等電路中起著至關重要的作用。電容器的品質直接決定著電路的性能好壞，對整個電路的穩定性起著決定性作用。但是電容器比較容易受到環境噪聲、電壓突變的影響，電容器會出現外殼膨脹、內部聲音異常、溫度過高等故障，威脅著電路的安全。為此，選取CBB電容器，該電容器可以很好地解決上述問題。

　　2.3變壓器

　　變壓器是通過電磁感應原理改變交流電壓的裝置，主要由初級、次級線圈與鐵芯或者磁芯構成，其與電源連接的繞組稱為初級線圈，剩余的稱為次級線圈，磁芯的功能是加強線圈之間的磁耦合。功能為電壓、電流、阻抗變換、穩壓、隔離等，在電路中采用T為編號的開關，例如T01，T201等。在系統運行是，隨著變壓器的使用，當電流或者電壓產生變化時，變壓器線圈電阻溫度上升，若超過線圈極限值，變壓器無法正常使用，從而降低電路的抗干擾性能。

　　2.4電感器

　　電感器是將電能轉化為磁能，并將其存儲的元件。電感器電感是一定的，可以阻礙電流的變化。當電感器無電流通過時，會阻礙電流的通過;當電感器有電流通過時，電感器維持電流不變。經過對比研究發現，可調電感器具備極高的抗干擾性能。

　　2.5 PCB

　　PCB中文名稱為印制電路板或者印刷電路板，主要功能是支撐、連接電子元器件，具有可高密度化、高可靠性、可設計性、可生產性、可測試性、可組裝性、可維護性等特征，通過PCB的應用，極大提升電路的抗干擾性能。布局需要依據一定的原則：(1)確定電路功能單元位置，依據電路流程合理安排布局，便于信號流通，保持信號流的方向一致;(2)將元器件之間參數分布考慮在內，使元器件排列保持平行狀態，提供電路工作效率;(3)若是元器件或者芯片在PCB邊緣處，須保障距離大于2mm，保證信號正常傳輸，防止被干擾。

　　3抗干擾電路元器件參數設計

　　3.1開關元器件參數設計

　　3.2電容器參數設計

　　電容器額定電壓與額定電流主要由電路電壓最大值決定，同時還要考慮到加阻容吸收電路后的開關浪涌電壓。常規情況下，電容器正常工作時，兩端承受的電壓需要小于350V，給予電容器電壓變化范圍，設定電容器額定電壓為600V。

　　其中，I0為電容器額定電流;P0為電路輸出功率;U0為輸出電壓;Pmax為電路最大輸出功率;η為效率;Umax為電路最大輸出電壓;Imax為電路最大輸出電流。

　　3.3變壓器參數設計電路變壓器磁芯選取MXO-2000材料。

　　3.4電感器參數設計

　　為了保障電感器的線性性能，計算電感器的誤差范圍。

　　科技論文投稿刊物：《科技通報》(BulletinofScienceandTechnology)雜志創刊1985年，經國家新聞出版署批準，由浙江省科學技術協會主辦主管的綜合性自然科學學術期刊，國際刊號：1001-7119，國內刊號：33-1079/N，郵發代號：32-95，國內外統一發行。

　　3.5 PCB參數設計

　　PCB參數設計的基礎是設計PCB原理圖，通過上述數字集群通信系統抗干擾電路元器件的選取及相應參數的設定，實現數字集群通信系統抗干擾電路的設計，為數字集群通信系統提供更加有效支撐。

　　結束語

　　總而言之，設計的數字集群通信系統抗干擾電路極大的提升了抗干擾性能，為數字集群通信系統提供更加有效的支撐。但是，設計電路的抗干擾性能依然具有上升空間，需要對其進行優化研究。

　　參考文獻

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　　作者：張志敏

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