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第1篇

摘要：

網(wǎng)絡(luò)同步和時(shí)鐘產(chǎn)生是高速傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要方面。為了通過(guò)降低發(fā)射和接收錯(cuò)誤來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)效率，必須使系統(tǒng)的各個(gè)階段都要使用的時(shí)鐘的質(zhì)量保持特定的等級(jí)。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)定義同步網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)及其在標(biāo)準(zhǔn)接口上的預(yù)期性能，以保證傳輸質(zhì)量和傳輸設(shè)備的無(wú)縫集成。有大量的同步問(wèn)題，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員在建立系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)時(shí)必須十分清楚。本文論述了時(shí)鐘惡化的各種來(lái)源，如抖動(dòng)和漂移。本文還討論了傳輸系統(tǒng)中時(shí)鐘惡化的原因和影響，并分析了標(biāo)準(zhǔn)要求，提出了各種實(shí)現(xiàn)技巧。

基本概念：抖動(dòng)和漂移

抖動(dòng)的一般定義可以是“一個(gè)事件對(duì)其理想出現(xiàn)的短暫偏離”。在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，抖動(dòng)被定義為數(shù)字信號(hào)的重要時(shí)刻在時(shí)間上偏離其理想位置的短暫變動(dòng)。重要時(shí)刻可以是一個(gè)周期為T1的位流的最佳采樣時(shí)刻。雖然希望各個(gè)位在T的整數(shù)倍位置出現(xiàn)，但實(shí)際上會(huì)有所不同。這種脈沖位置調(diào)制被認(rèn)為是一種抖動(dòng)。這也被稱為數(shù)字信號(hào)的相位噪聲。在下圖中，實(shí)際信號(hào)邊沿在理想信號(hào)邊沿附近作周期性移動(dòng)，演示了周期性抖動(dòng)的概念。

圖1.抖動(dòng)示意

抖動(dòng)，不同于相位噪聲，它以單位間隔(UI)為單位來(lái)表示。一個(gè)單位間隔相當(dāng)于一個(gè)信號(hào)周期(T)，等于360度。假設(shè)事件為E，第n次出現(xiàn)表示為tE[n]。則瞬時(shí)抖動(dòng)可以表示為：

一組包括N個(gè)抖動(dòng)測(cè)量的峰到峰抖動(dòng)值使用最小和最大瞬時(shí)抖動(dòng)測(cè)量計(jì)算如下：

漂移是低頻抖動(dòng)。兩者之間的典型劃分點(diǎn)為10Hz。抖動(dòng)和漂移所導(dǎo)致的影響會(huì)顯現(xiàn)在傳輸系統(tǒng)的不同但特定的區(qū)域。

抖動(dòng)類型

根據(jù)產(chǎn)生原因，抖動(dòng)可分成兩種主要類型：隨機(jī)抖動(dòng)和確定性抖動(dòng)。隨機(jī)抖動(dòng)，正如其名，是不可預(yù)測(cè)的，由隨機(jī)的噪聲影響如熱噪聲等引起。隨機(jī)抖動(dòng)通常發(fā)生在數(shù)字信號(hào)的邊沿轉(zhuǎn)換期間，造成隨機(jī)的區(qū)間交叉。毫無(wú)疑問(wèn)，隨機(jī)抖動(dòng)具有高斯概率密度函數(shù)(PDF)，由其均值(μ)和均方根值(rms)(σ)決定。由于高斯函數(shù)的尾在均值的兩側(cè)無(wú)限延伸，瞬時(shí)抖動(dòng)和峰到峰抖動(dòng)可以是無(wú)限值。因此隨機(jī)抖動(dòng)通常采用其均方根值來(lái)表示和測(cè)量。

圖2.以高斯概率密度函數(shù)表示的隨機(jī)抖動(dòng)

對(duì)抖動(dòng)余量來(lái)講，峰到峰抖動(dòng)比均方根抖動(dòng)更為有用，因此需要把隨機(jī)抖動(dòng)的均方根值轉(zhuǎn)換成峰到峰值。為將均方根抖動(dòng)轉(zhuǎn)換成峰到峰抖動(dòng)，定義了隨機(jī)抖動(dòng)高斯函數(shù)的任意極限(arbitrarylimit)。誤碼率(BER)是這種轉(zhuǎn)換中的一個(gè)有用參數(shù)，其假設(shè)高斯函數(shù)中的瞬時(shí)抖動(dòng)一旦落在其強(qiáng)制極限之外即出現(xiàn)誤碼。通過(guò)下面兩個(gè)公式，就可以得到均方根抖動(dòng)到峰到峰抖動(dòng)的換算。3

由公式可得到下表，表中峰到峰抖動(dòng)對(duì)應(yīng)不同的BER值。

確定性抖動(dòng)是有界的，因此可以預(yù)測(cè)，且具有確定的幅度極限。考慮集成電路(IC)系統(tǒng)，有大量的工藝、器件和系統(tǒng)級(jí)因素將會(huì)影響確定性抖動(dòng)。占空比失真(DCD)和脈沖寬度失真(PWD)會(huì)造成數(shù)字信號(hào)的失真，使過(guò)零區(qū)間偏離理想位置，向上或向下移動(dòng)。這些失真通常是由信號(hào)的上升沿和下降沿之間時(shí)序不同而造成。如果非平衡系統(tǒng)中存在地電位漂移、差分輸入之間存在電壓偏移、信號(hào)的上升和下降時(shí)間出現(xiàn)變化等，也可能造成這種失真。

圖3，總抖動(dòng)的雙模表示

數(shù)據(jù)相關(guān)抖動(dòng)(DDJ)和符號(hào)間干擾(ISI)致使信號(hào)具有不同的過(guò)零區(qū)間電平，導(dǎo)致每種唯一的位型出現(xiàn)不同的信號(hào)轉(zhuǎn)換。這也稱為模式相關(guān)抖動(dòng)(PDJ)。信號(hào)路徑的低頻截止點(diǎn)和高頻帶寬將影響DDJ。當(dāng)信號(hào)路徑的帶寬可與信號(hào)的帶寬進(jìn)行比較時(shí)，位就會(huì)延伸到相鄰位時(shí)間內(nèi)，造成符號(hào)間干擾(ISI)。低頻截止點(diǎn)會(huì)使低頻器件的信號(hào)出現(xiàn)失真，而系統(tǒng)的高頻帶寬限制將使高頻器件性能下降。7

正弦抖動(dòng)以正弦模式調(diào)制信號(hào)邊沿。這可能是由于供給整個(gè)系統(tǒng)的電源或者甚至系統(tǒng)中的其他振蕩造成。接地反彈和其他電源變動(dòng)也可能造成正弦抖動(dòng)。正弦抖動(dòng)廣泛用于抖動(dòng)環(huán)境的測(cè)試和仿真。不相關(guān)抖動(dòng)可能由電源噪聲或串?dāng)_和其他電磁干擾造成。

考慮抖動(dòng)對(duì)數(shù)字信號(hào)的影響時(shí)，需要將整個(gè)確定性抖動(dòng)和隨機(jī)抖動(dòng)考慮在內(nèi)。確定性抖動(dòng)和隨機(jī)抖動(dòng)的總計(jì)結(jié)果將產(chǎn)生另外一種概率分布4：雙模響應(yīng)，其中部表示確定性抖動(dòng)，尾部為高斯響應(yīng)，表示隨機(jī)抖動(dòng)分量。

抖動(dòng)測(cè)量—TIE、MITE和TEDV

時(shí)間間隔誤差(TIE)是通過(guò)對(duì)實(shí)際時(shí)鐘間隔的測(cè)量和對(duì)理想?yún)⒖紩r(shí)鐘同一間隔的測(cè)量得到的。在給定時(shí)間t，以一個(gè)稱為觀測(cè)間隔的時(shí)間間隔產(chǎn)生時(shí)間T(t)的時(shí)鐘，其相對(duì)于時(shí)鐘Tref(t)的TIE可通過(guò)下面公式表示。（x(t)稱為誤差函數(shù)。）

TIE表示信號(hào)中的高頻相位噪聲，提供了實(shí)際時(shí)鐘的每個(gè)周期偏離理想情況的直接信息。TIE用于計(jì)算大量統(tǒng)計(jì)派生函數(shù)如MTIE、TDEV等。

最大時(shí)間間隔誤差(MTIE)定義為，在一個(gè)觀測(cè)時(shí)間(t=nt0)內(nèi)，一個(gè)給定時(shí)鐘信號(hào)相對(duì)于一個(gè)理想時(shí)鐘信號(hào)的最大峰到峰延遲變化，其中該長(zhǎng)度的所有觀測(cè)時(shí)間均在測(cè)量周期(T)之內(nèi)。使用下面公式進(jìn)行估計(jì)：

MTIE是針對(duì)時(shí)間的緩變或漂移而定義的。當(dāng)需要分析時(shí)鐘的長(zhǎng)期特性時(shí)，就需要對(duì)MTIE進(jìn)行測(cè)量。MTIE值是對(duì)一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的一種衡量。

圖4.TIE的圖形表示

TDEV是另外一個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，作為集成時(shí)間的函數(shù)對(duì)一個(gè)信號(hào)的預(yù)期時(shí)間變化的測(cè)量。DEV也能提供有關(guān)信號(hào)相位（時(shí)間）噪聲頻譜分量的信息。TIE圖中每個(gè)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差是對(duì)一個(gè)觀測(cè)間隔計(jì)算的，該觀測(cè)間隔滑過(guò)整個(gè)測(cè)量時(shí)間。該值在整個(gè)上述測(cè)量時(shí)間內(nèi)進(jìn)行平均以得到該特定間隔的TDEV值。增大觀測(cè)間隔，重復(fù)測(cè)量過(guò)程。TDEV是對(duì)短期穩(wěn)定性的一種衡量，在評(píng)估時(shí)鐘振蕩器性能時(shí)有用。TDEV屬于時(shí)間單位。

高速傳輸系統(tǒng)中抖動(dòng)和漂移的原因

最常用的一種時(shí)鐘體系結(jié)構(gòu)是，在備板上運(yùn)行一個(gè)低頻時(shí)鐘，在每個(gè)傳輸卡上產(chǎn)生同步的高頻時(shí)鐘。低頻時(shí)鐘在集成電路內(nèi)或通過(guò)分立PLL實(shí)現(xiàn)進(jìn)行倍頻以產(chǎn)生高頻時(shí)鐘。通過(guò)典型的PLL倍頻，倍頻后時(shí)鐘上的相位噪聲增大為原來(lái)時(shí)鐘相位噪聲的20*log(N)次方，其中N為倍頻系數(shù)。此外，PLL參考時(shí)鐘輸入上的抖動(dòng)將延長(zhǎng)鎖定時(shí)間，且當(dāng)輸入抖動(dòng)過(guò)大時(shí)高速PLL甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)鎖定。在備板上采用一種更高速的差分時(shí)鐘將比采用低速單端時(shí)鐘具有更好的抖動(dòng)性能。

由于VCO對(duì)輸入電壓變化較為敏感，因此電源噪聲是增大時(shí)鐘抖動(dòng)的一個(gè)主要因素。輸出時(shí)鐘抖動(dòng)幅度與電源噪聲幅度、VCO增益成正比，與噪聲頻率成反比。因?qū)Ь€電阻形成的電阻下降和因?qū)Ь€電感形成的電感噪聲而造成的電源或接地反彈，會(huì)對(duì)上述輸出時(shí)鐘抖動(dòng)產(chǎn)生相似的影響。在系統(tǒng)板上對(duì)電源進(jìn)行充分過(guò)濾，靠近集成電路電源引腳提供去耦電容，可以確保PLL獲得更高的抖動(dòng)性能。

在系統(tǒng)板內(nèi)，時(shí)鐘和數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，發(fā)射和接收端在啟動(dòng)、保持和延遲時(shí)間方面的變化對(duì)高速率非常關(guān)鍵。因數(shù)據(jù)和時(shí)鐘路徑中存在不同有源元件而使數(shù)據(jù)和時(shí)鐘路徑之間出現(xiàn)傳播延遲差異，時(shí)鐘路徑之間的接線延遲差異，數(shù)據(jù)位之間的接線延遲差異，數(shù)據(jù)和時(shí)鐘路徑之間不同的負(fù)載情況，分組長(zhǎng)度差異等等，均可能造成上述變化。在規(guī)劃系統(tǒng)抖動(dòng)余量時(shí)，必須將不同信號(hào)路徑的變化考慮在內(nèi)。

當(dāng)在一段距離上進(jìn)行傳輸時(shí)，在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)中的很多點(diǎn)上存在抖動(dòng)累積。在發(fā)射機(jī)物理層實(shí)現(xiàn)中，DAC非線性或激光非線性等非線性特性會(huì)加重信號(hào)失真。在傳輸介質(zhì)和接收機(jī)中，除了外部亂真源（大多在銅導(dǎo)線中）之外，因不同頻率和調(diào)制效應(yīng)而導(dǎo)致的光纖失真、因接收機(jī)實(shí)現(xiàn)（主要與帶寬有關(guān)）和時(shí)鐘提取電路實(shí)現(xiàn)而導(dǎo)致的信號(hào)相關(guān)相位偏離，會(huì)加重信號(hào)流的抖動(dòng)。

圖5.來(lái)自TIE圖的MTIE偏差

具體到SDH（同步數(shù)字系列）傳輸，有大量的系統(tǒng)級(jí)事件會(huì)導(dǎo)致抖動(dòng)。在將PDH（準(zhǔn)同步數(shù)字系列）支路映射為SDH幀并通過(guò)SDHNE（網(wǎng)絡(luò)組件）進(jìn)行傳輸?shù)牡湫蛡鬏斚到y(tǒng)中，在PDH支路于SDH的終端多路分配器解映射之前，將在每個(gè)中間節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)VC（虛擬容器）的重新同步。有間隙的時(shí)鐘用于將各個(gè)支路映射到STM-N幀和從STM-N幀解映射，發(fā)出與開(kāi)銷、固定填充和調(diào)整位相應(yīng)的脈沖，因而造成映射抖動(dòng)。采用調(diào)整機(jī)會(huì)位補(bǔ)償PDF支路中頻率偏移的方法會(huì)造成等待時(shí)間抖動(dòng)。還有指針調(diào)整機(jī)制，用于對(duì)來(lái)自初始NE的輸入VC與本地產(chǎn)生的輸出STM-N幀之間的相位波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。根據(jù)頻率偏離，VC在STM-N幀中前后移動(dòng)。這將使VC提取點(diǎn)看到位流中的突然變化，導(dǎo)致稱為指針抖動(dòng)的類型抖動(dòng)。所有上述系統(tǒng)級(jí)抖動(dòng)都將加重總的確定性抖動(dòng)。

盡管所有上述因素都會(huì)加重從源到目的地之間信號(hào)傳播的抖動(dòng)，標(biāo)準(zhǔn)要求仍然規(guī)定在傳輸點(diǎn)需具有比理論值更低的抖動(dòng)數(shù)值。這樣，考慮到時(shí)鐘倍頻、電源變化、電-光-電轉(zhuǎn)換、發(fā)射和接收影響以及其他致使實(shí)際信號(hào)惡化的失真信號(hào)的影響，在源處驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)鐘將具有一個(gè)相對(duì)很低的抖動(dòng)數(shù)值。

抖動(dòng)對(duì)收發(fā)器的影響

理想情況下，數(shù)字信號(hào)是在兩個(gè)相鄰電平轉(zhuǎn)換點(diǎn)的中點(diǎn)進(jìn)行采樣的。抖動(dòng)之所以會(huì)造成誤碼，是由于相對(duì)于理想中點(diǎn)，它改變了信號(hào)的邊沿轉(zhuǎn)換點(diǎn)。誤碼可能由于信號(hào)流邊沿變化太晚（在時(shí)間上比理想中點(diǎn)晚0.5UI（單位間隔相當(dāng)于信號(hào)的一個(gè)周期））或太早（在時(shí)間上比理想中點(diǎn)早0.5UI）所致。當(dāng)時(shí)鐘采樣邊沿在信號(hào)流的任何一側(cè)錯(cuò)過(guò)0.5UI時(shí)，將出現(xiàn)50%的誤碼概率，假設(shè)平均轉(zhuǎn)換密度為0.5。7如果分別知道確定性抖動(dòng)和隨機(jī)抖動(dòng)，可通過(guò)上述兩個(gè)數(shù)字和將峰到峰抖動(dòng)值與均方根抖動(dòng)值聯(lián)系在一起的表，來(lái)估計(jì)誤碼率。校準(zhǔn)抖動(dòng)，定義為數(shù)字信號(hào)的最佳采樣時(shí)刻與從其提取出來(lái)的采樣時(shí)鐘之間的短期變化，可以造成上述誤碼。對(duì)于商業(yè)應(yīng)用，源時(shí)鐘和源發(fā)射接口抖動(dòng)規(guī)范將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1UI。

發(fā)射接口抖動(dòng)規(guī)范通常與接收端的輸入抖動(dòng)容限相匹配。對(duì)于抖動(dòng)測(cè)量回路濾波器截止頻率，尤其如此。例如，在SDH系統(tǒng)中，有兩種抖動(dòng)測(cè)量帶寬，分別規(guī)定：一個(gè)用于寬帶測(cè)量濾波器（f1到f4），一個(gè)用于高頻帶測(cè)量濾波器（f3到f4）。數(shù)值f1指可在線路系統(tǒng)的PLL中使用的輸出時(shí)鐘信號(hào)的最窄時(shí)鐘截止頻率。低于此帶寬的頻率的抖動(dòng)將通過(guò)系統(tǒng)，而較高頻率的抖動(dòng)則被部分吸收。數(shù)值f3表示輸入時(shí)鐘捕獲電路的帶寬。高于此頻率的抖動(dòng)將導(dǎo)致校準(zhǔn)抖動(dòng)。校準(zhǔn)抖動(dòng)造成光功率損失，需要額外光功率以防各種惡化。因此限制發(fā)射機(jī)端高頻帶頻譜的抖動(dòng)十分重要。

漂移對(duì)收發(fā)器的影響

市場(chǎng)上銷售的大多數(shù)電信接收機(jī)都使用了一個(gè)緩沖器，以適應(yīng)線路信號(hào)中存在的隨機(jī)波動(dòng)。下面框圖6詳細(xì)表示出這一概念。恢復(fù)時(shí)鐘將數(shù)據(jù)送入富有彈性的緩沖器，而系統(tǒng)時(shí)鐘則將數(shù)據(jù)送出到設(shè)備的核心部位。

在準(zhǔn)同步傳輸系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)工作在相互獨(dú)立而又極為接近的頻率上，fL和Fs分別表示發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的頻率。當(dāng)兩者之間存在相位或頻率差異時(shí)，彈性存儲(chǔ)會(huì)將其消除，否則緩沖器將出現(xiàn)欠載或溢出（取決于差異的幅度和彈性緩沖器的大小），造成一次可控的幀滑動(dòng)（基本速率傳輸）或一次位調(diào)整（高階異步多路復(fù)用器）。

在準(zhǔn)同步應(yīng)用中，根據(jù)可接受的緩沖滑動(dòng)對(duì)頻率變化和緩沖器深度進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。最初的網(wǎng)絡(luò)主要用于語(yǔ)音傳輸，在一定的頻率門限之下不會(huì)造成語(yǔ)音質(zhì)量下降。ITU-T規(guī)范規(guī)定該變化為+/-50ppm。但是隨著網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始傳送壓縮語(yǔ)音、傳真格式的數(shù)據(jù)、視頻以及其他種類的媒體應(yīng)用，對(duì)于差錯(cuò)和重傳以及剛剛興起的同步網(wǎng)絡(luò)，滑動(dòng)使效率嚴(yán)重下降。

在同步傳輸系統(tǒng)中，系統(tǒng)時(shí)鐘通常同步到用于接收更高時(shí)鐘等級(jí)信號(hào)的接口的恢復(fù)時(shí)鐘上。恢復(fù)時(shí)鐘和系統(tǒng)時(shí)鐘之間相位和頻率的瞬時(shí)和累積差異將被彈性緩沖器吸收，否則將導(dǎo)致彈性存儲(chǔ)器溢出/欠載（取決于緩沖器大小和變化的幅度），造成指針調(diào)整而延遲或提前幀傳輸、幀滑動(dòng)或系統(tǒng)中某處出現(xiàn)位調(diào)整。

在同步系統(tǒng)中，所有網(wǎng)絡(luò)組件工作在同一平均頻率，可以通過(guò)指針機(jī)制消除幀惡化。這些指針機(jī)制將提前或延遲有效載荷在傳輸幀中的位置，從而調(diào)整接收和系統(tǒng)時(shí)鐘中存在的頻率和相位變化。SDH收發(fā)器中的緩沖器比PDH收發(fā)器中的要小，而且對(duì)于SDH系統(tǒng)中可能導(dǎo)致的指針移動(dòng)等不規(guī)則性有限制。因此，與PDH系統(tǒng)相比，同步系統(tǒng)的要求更為嚴(yán)格。由于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的歷史和不同網(wǎng)絡(luò)之間的互操作連接，在某些階段或其他階段，這些同步網(wǎng)絡(luò)會(huì)通過(guò)準(zhǔn)同步網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接。因此PDH網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘體系結(jié)構(gòu)也要考慮在內(nèi)。

MTIE提供了時(shí)鐘相對(duì)于已知理想?yún)⒖紩r(shí)鐘的峰值時(shí)間變化。在同步傳輸和交換設(shè)備的彈性緩沖器的設(shè)計(jì)中將用到MTIE值。在彈性存儲(chǔ)中，緩沖器填充水平與輸入數(shù)字信號(hào)和本地系統(tǒng)時(shí)鐘之間的TIE成正比。確保時(shí)鐘符合有關(guān)MTIE的時(shí)鐘規(guī)范，將保證不會(huì)超過(guò)一定的緩沖器門限。因此，在緩沖器設(shè)計(jì)中，其大小取決于MTIE的規(guī)定極限。

圖6，典型傳輸系統(tǒng)的接收機(jī)接口

系統(tǒng)時(shí)鐘輸出相位擾動(dòng)對(duì)收發(fā)器的影響

一個(gè)時(shí)鐘的輸出相位變化可以通過(guò)分析其MTIE信息獲得。漂移產(chǎn)生（在自由振蕩模式和同步模式中）主要指系統(tǒng)中所用時(shí)鐘振蕩器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，在自由振蕩模式中系統(tǒng)的穩(wěn)定性僅受振蕩器的穩(wěn)定性影響。除了漂移產(chǎn)生之外，輸出時(shí)鐘相位還受到大量系統(tǒng)不規(guī)則特性的影響。

特別是對(duì)一個(gè)系統(tǒng)同步器而言，將參考源從一個(gè)不良或惡化參考時(shí)鐘轉(zhuǎn)換到一個(gè)正常參考時(shí)鐘可能會(huì)導(dǎo)致輸出相位擾動(dòng)。傳輸用高速PLL中使用的傳統(tǒng)VCO（壓控振蕩器）在改變參考時(shí)鐘時(shí)采用了切換電容器組的方法。這種切換轉(zhuǎn)換會(huì)對(duì)輸出時(shí)鐘造成暫時(shí)的相位偏移。采用超低抖動(dòng)時(shí)鐘倍頻器電路可以解決這個(gè)問(wèn)題。

高性能網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘在系統(tǒng)的所有參考時(shí)鐘都失去時(shí)采用一種稱為“保持”的機(jī)制。這是通過(guò)記憶存儲(chǔ)技術(shù)產(chǎn)生系統(tǒng)最后一個(gè)已知良好參考時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)入和退出保持模式可能會(huì)對(duì)輸出造成相位擾動(dòng)。當(dāng)處于保持模式中時(shí)，由于準(zhǔn)確頻率的再生不夠精確，因此會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生輸出相位誤差。集成電路技術(shù)的進(jìn)步已使保持精度達(dá)到了0.01ppb。輸入?yún)⒖紩r(shí)鐘惡化和對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)測(cè)試（不會(huì)導(dǎo)致參考時(shí)鐘切換）過(guò)少，也會(huì)造成輸出相位擾動(dòng)。

系統(tǒng)輸出擾動(dòng)是有限的，取決于系統(tǒng)在較低層次可以接受的輸入容限。例如，符合G.813選項(xiàng)1的時(shí)鐘，其相位擾動(dòng)中所允許的相位斜率和最大相位誤差被限制為1μS，最大相位斜率為7.5ppm，兩個(gè)120ns相位誤差段，其余部分的相位斜率為0.05ppm。這些數(shù)字對(duì)應(yīng)于G.825標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的輸入抖動(dòng)容限，該標(biāo)準(zhǔn)描述了在SDH網(wǎng)絡(luò)內(nèi)對(duì)抖動(dòng)和漂移的控制。

當(dāng)輸出相位被擾動(dòng)時(shí)，將相位誤差的幅度和速率保持在標(biāo)準(zhǔn)組織所建議的極限之內(nèi)，可確保在端到端系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)惡化進(jìn)行妥善處理，從而避免數(shù)據(jù)損壞或丟失。例如，當(dāng)系統(tǒng)同步器進(jìn)行參考時(shí)鐘切換時(shí)，如果輸出相位誤差位于規(guī)范要求之內(nèi)，同步器就可實(shí)現(xiàn)“無(wú)間斷”參考時(shí)鐘切換，指示存在緩沖器溢出或欠載，造成指針移動(dòng)、位調(diào)整或滑動(dòng)。

第2篇

21世紀(jì)是一個(gè)多元化的世紀(jì)，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)為核心的信息技術(shù)異軍突起，在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。作為引導(dǎo)時(shí)代新潮流的教育行業(yè)，必然首當(dāng)其沖的受其影響，這就要求每一位教育工作者都要迅速更新自己的教育思想理念，發(fā)展現(xiàn)代技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。

縱觀全國(guó)的教育改革，正是如火如荼之時(shí)：開(kāi)創(chuàng)校園網(wǎng)站，建立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室，網(wǎng)上教學(xué)，多媒體課件等等，多種形式齊頭并進(jìn)。在這種探索過(guò)程當(dāng)中，也清楚地讓我們看到：現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用于教育是對(duì)教育本身一個(gè)質(zhì)的突破。

舊式的教學(xué)，課堂是教師的舞臺(tái)，一本書，一塊黑板，一支粉筆，就要“獨(dú)攬?zhí)煜隆保瑳](méi)有給學(xué)生充分自由思考的時(shí)間，沒(méi)有讓學(xué)生有創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，更不利于挖掘?qū)W生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生的能力，現(xiàn)在我們把它叫做“說(shuō)教式”、“灌輸式”，看來(lái)是無(wú)可厚非的。那又是不是說(shuō)只要在教育中應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)就可以改變這種局面了呢？我認(rèn)為也不然，光有現(xiàn)代的技術(shù)，沒(méi)有先進(jìn)的思想同樣是不行的。如今，在我們教師隊(duì)伍中，還存在著這種現(xiàn)象：有教師認(rèn)為開(kāi)展信息技術(shù)教育占用了教學(xué)時(shí)間，影響升學(xué)率；大部分教師對(duì)現(xiàn)代技術(shù)的駕駛水平還偏低；有的教師雖然會(huì)使用現(xiàn)代技術(shù)，但不會(huì)處理它與教學(xué)之間的關(guān)系。針對(duì)這種現(xiàn)象，我們就只有在發(fā)展現(xiàn)代教育技術(shù)的同時(shí)，努力的改革教育思想理念。

那要從哪些方面來(lái)改革教育思想理念呢？我認(rèn)為：

一、教育觀念的轉(zhuǎn)變

    要發(fā)展現(xiàn)代教育技術(shù)，首先廣大的教育工作者就必須有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)：“什么是現(xiàn)代教育技術(shù)？為什么要發(fā)展？以及怎樣發(fā)展的問(wèn)題？”我們要加強(qiáng)這方面的理論學(xué)習(xí)，明確現(xiàn)代技術(shù)在教育中發(fā)揮的重要作用，同時(shí)，也要不斷完善自身素質(zhì)，使自己能游刃自如的操縱各種現(xiàn)代化教育手段。

二、教學(xué)方法的改革

1．激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度有兩種：主動(dòng)的學(xué)習(xí)和被動(dòng)學(xué)習(xí)，一個(gè)樂(lè)意學(xué)習(xí)的人，肯定要比一個(gè)免為其學(xué)的人要學(xué)得更好，要讓學(xué)生由“強(qiáng)學(xué)”變?yōu)椤皭?ài)學(xué)”，這就需要充分抓住小學(xué)生的心理特點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)他們喜愛(ài)的事物與情境。例如：小學(xué)數(shù)學(xué)在所有學(xué)科中，它是最抽象化，概念化的一門學(xué)科，模糊的數(shù)字概念，枯燥的定義定律，不適合小學(xué)生的特性，如果我們能將這些數(shù)字的定義、定律等轉(zhuǎn)變成生活中生動(dòng)、鮮明的形象，必然會(huì)激發(fā)學(xué)生的興趣。我覺(jué)得：教師在設(shè)計(jì)教學(xué)方法的時(shí)候，一定要考慮到這一點(diǎn)，讓學(xué)生在輕松的氛圍中愉快的學(xué)習(xí)。

2．教學(xué)方法要側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精精神

第3篇

論文關(guān)鍵詞:無(wú)功補(bǔ)償技術(shù);作用;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)

無(wú)功功率補(bǔ)償裝置的主要作用是:提高負(fù)載和系統(tǒng)的功率因數(shù),減少設(shè)備的功率損耗,穩(wěn)定電壓,提高供電質(zhì)量。在長(zhǎng)距離輸電中,提高系統(tǒng)輸電穩(wěn)定性和輸電能力,平衡三相負(fù)載的有功和無(wú)功功率等。

一、無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)淖饔?/p>

1、改善功率因數(shù)及相應(yīng)地減少電費(fèi)

根據(jù)國(guó)家水電部,物價(jià)局頒布的“功率因數(shù)調(diào)整電費(fèi)辦法”規(guī)定三種功率因數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值,相應(yīng)減少電費(fèi):

(1)高壓供電的用電單位,功率因數(shù)為0.9以上。

(2)低壓供電的用電單位,功率因數(shù)為0.85以上。

(3)低壓供電的農(nóng)業(yè)用戶,功率因數(shù)為0.8以上。

2、降低系統(tǒng)的能耗

功率因數(shù)的提高,能減少線路損耗及變壓器的銅耗。

設(shè)R為線路電阻,ΔP1為原線路損耗,ΔP2為功率因數(shù)提高后線路損耗,則線損減少

ΔP=ΔP1-ΔP2=3R(I12-I22)(1)

比原來(lái)?yè)p失減少的百分?jǐn)?shù)為

(ΔP/ΔP1)×100%=1-(I2/I1)2.100%(2)

式中,I1=P/(3U1cosφ1),I2=P/(3U2cosφ2)補(bǔ)償后,由于功率因數(shù)提高,U2>U1,為分析方便,可認(rèn)為U2≈U1,則

θ=[1-(cosφ1/cosφ2)2].100%(3)

當(dāng)功率因數(shù)從0.8提高至0.9時(shí),通過(guò)上式計(jì)算,可求得有功損耗降低21%左右。在輸送功率P=3UIcosφ不變情況下,cosφ提高,I相對(duì)降低,設(shè)I1為補(bǔ)償前變壓器的電流,I2為補(bǔ)償后變壓器的電流,銅耗分別為ΔP1,ΔP2;銅耗與電流的平方成正比,即

ΔP1/ΔP2=I22/I12

由于P1=P2,認(rèn)為U2≈U1時(shí),即

I2/I1=cosφ1/cosφ2

可知,功率因數(shù)從0.8提高至0.9時(shí),銅耗相當(dāng)于原來(lái)的80%。

3、減少了線路的壓降

由于線路傳送電流小了,系統(tǒng)的線路電壓損失相應(yīng)減小,有利于系統(tǒng)電壓的穩(wěn)定(輕載時(shí)要防止超前電流使電壓上升過(guò)高),有利于大電機(jī)起動(dòng)。

二、我國(guó)電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)狀

近年來(lái),隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展,電力行業(yè)也得到快速發(fā)展,特別是電網(wǎng)建設(shè),負(fù)荷的快速增長(zhǎng)對(duì)無(wú)功的需求也大幅上升,也使電網(wǎng)中無(wú)功功率不平衡,導(dǎo)致無(wú)功功率大量的存在。目前,我國(guó)電力系統(tǒng)無(wú)功功率補(bǔ)償主要采用以下幾種方式:

1.同步調(diào)相機(jī):同步調(diào)相機(jī)屬于早期無(wú)功補(bǔ)償裝置的典型代表,它雖能進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,但響應(yīng)慢,運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜,多為高壓側(cè)集中補(bǔ)償,目前很少使用。

2.并補(bǔ)裝置:并聯(lián)電容器是無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的無(wú)功補(bǔ)償裝置,但電容補(bǔ)償只能補(bǔ)償固定的無(wú)功,盡管采用電容分組投切相比固定電容器補(bǔ)償方式能更有效適應(yīng)負(fù)載無(wú)功的動(dòng)態(tài)變化,但是電容器補(bǔ)償方式仍然屬于一種有級(jí)的無(wú)功調(diào)節(jié),不能實(shí)現(xiàn)無(wú)功的平滑無(wú)級(jí)的調(diào)節(jié)。

3.并聯(lián)電抗器:目前所用電抗器的容量是固定的,除吸收系統(tǒng)容性負(fù)荷外,用以抑制過(guò)電壓。

以上幾種補(bǔ)償方式在運(yùn)行中取得一定的效果,但在實(shí)際的無(wú)功補(bǔ)償工作中也存在一些問(wèn)題:

1.補(bǔ)償方式問(wèn)題:目前很多電力部門對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)某霭l(fā)點(diǎn)就地補(bǔ)償,不向系統(tǒng)倒送無(wú)功,即只注意補(bǔ)償功率因素,不是立足于降低系統(tǒng)網(wǎng)的損耗。

2.諧波問(wèn)題:電容器具有一定的抗諧波能力,但諧波含量過(guò)大時(shí)會(huì)對(duì)電容器的壽命產(chǎn)生影響,甚至造成電容器的過(guò)早損壞;并且由于電容器對(duì)諧波有放大作用,因而使系統(tǒng)的諧波干擾更嚴(yán)重。

3.無(wú)功倒送問(wèn)題:無(wú)功倒送在電力系統(tǒng)中是不允許的,特別是在負(fù)荷低谷時(shí),無(wú)功倒送造成電壓偏高。

4.電壓調(diào)節(jié)方式的補(bǔ)償設(shè)備帶來(lái)的問(wèn)題:有些無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備是依據(jù)電壓來(lái)確定無(wú)功投切量的,線路電壓的波動(dòng)主要由無(wú)功量變化引起的,但線路的電壓水平是由系統(tǒng)情況決定的,這就可能出現(xiàn)無(wú)功過(guò)補(bǔ)或欠補(bǔ)。

三、無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù)上述我國(guó)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)那闆r及出現(xiàn)的問(wèn)題,今后我國(guó)的無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展方向是:無(wú)功功率動(dòng)態(tài)自動(dòng)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),諧波抑制。

1.基于智能控制策略的晶閘管投切電容器(TSC)補(bǔ)償裝置

將微處理器用于TSC,可以完成復(fù)雜的檢測(cè)和控制任務(wù),從而使動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率成為可能。基于智能控制策略的TSC補(bǔ)償裝置的核心部件是控制器,由它完成無(wú)功功率(功率因數(shù))的測(cè)量及分析,進(jìn)而控制無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)的投切,同時(shí)還可完成過(guò)壓、欠壓、功率因數(shù)等參數(shù)的存貯和顯示。TSC補(bǔ)償裝置操作無(wú)涌流,跟蹤響應(yīng)快,并具有各種保護(hù)功能,值得大力推廣。

2.靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)

靜止無(wú)功發(fā)生器(SVG)又稱靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM),是采用GTO構(gòu)成的自換相變流器,通過(guò)電壓電源逆變技術(shù)提供超前和滯后的無(wú)功,進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,若控制方法得當(dāng),SVG在補(bǔ)償無(wú)功功率的同時(shí)還可以對(duì)諧波電流進(jìn)行補(bǔ)償。其調(diào)節(jié)速度更快且不需要大容量的電容、電感等儲(chǔ)能元件,諧波含量小,同容量占地面積小,在系統(tǒng)欠壓條件下無(wú)功調(diào)節(jié)能力強(qiáng),是新一代無(wú)功補(bǔ)償裝置的代表,有很大的發(fā)展前途。

3.電力有源濾波器

電力有源濾波器是運(yùn)用瞬時(shí)濾波形成技術(shù),對(duì)包含諧波和無(wú)功分量的非正弦波進(jìn)行“矯正”。因此,電力有源濾波器有很快的響應(yīng)速度,對(duì)變化的諧波和無(wú)功功率都能實(shí)施動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,并且其補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗參數(shù)影響較小。

電力有源濾波器的交流電路分為電壓型和電流型。目前實(shí)用的裝置90%以上為電壓型。從與補(bǔ)償對(duì)象的連接方式來(lái)看,電力有源濾波器可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型。并聯(lián)型中有單獨(dú)使用、LC濾波器混合使用及注入電路方式,目前并聯(lián)型占實(shí)用裝置的大多數(shù)。

4.綜合潮流控制器