一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法
【专利摘要】本发明公开了一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法，首先根据传输线的电磁参数计算出近端串扰比，再采集信号源的频域电压信号，通过近端串扰比将频域电压信号转化成“反串扰”信号，最终将“反串扰”信号注入传输线近端，消除近端稳态串扰。本发明采用有源消除技术，不但能够消除同频率的串扰，而且设计方法简单。
【专利说明】
一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法
技术领域
[0001] 本发明属于信号消噪技术领域，特别涉及了一种消除多导体传输线近端稳态串扰 的方法。
【背景技术】
[0002] 随着现代电气、电子技术的发展，复杂系统内的电磁干扰问题越来越突出。典型的 电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰，它们关注设备（系统)对外界的干扰;而另一种形式的 电磁干扰一一串扰是传输线间无意的电磁耦合，它主要关注设备内部对自身的干扰。串扰 会引起信号传输的误码率上升，影响信号完整性，最终导致信号传输质量下降。
[0003] 串扰的抑制或者消除技术一直是串扰的研究重点。屏蔽和双绞差分通常是抑制串 扰的主要手段。此外，通信编码、无源滤波器等辅助方案也可以用于继续减少传输线之间的 串扰对信号传输质量的影响，然而采用编码方法消除串扰，其编码的涉及较为复杂，而无源 滤波也只能消除不同频率的串扰，无法消除同频率的串扰。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述【背景技术】提出的技术问题，本发明旨在提供一种消除多导体传输线 近端稳态串扰的方法，采用有源消除技术，通过向传输线注入"反串扰"信号进行补偿，可以 消除同频率的串扰，而且方法简单。
[0005] 为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：
[0006] -种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法，包括以下步骤：
[0007] (1)计算多导体传输线的电磁参数，利用电磁参数求出该多导体传输线的近端串 扰比NEXT;
[0008] (2)采样信号源的离散时域信号，将离散时域信号连接转化为连续的周期信号；
[0009] (3)将连续的周期信号进行傅里叶变换，得到信号源的频域电压信号歹,，包括各个 频率点的幅值信息和相位信息；
[0010] (4)通过近端串扰比NEXT，将信号源的频域电压信号泛s转化为串扰频域电压信号 U NE. .··
[0011] ?ΧΕ = ΝΕΧΤ.Ζ7,；
[0012] (5)将串扰频域电压信号歹#的相位信息调整为反相，得到"反串扰"频域电压信号 -Une ：
[0013] U'me 二 _￡/λ?；
[0014] (6)对"反串扰"频域电压信号进行傅里叶逆变换，得到"反串扰"时域电压信号，选 择"反串扰"时域电压信号的注入方式，若选择电压注入方式，直接将"反串扰"时域电压信 号注入传输线的近端端口；若选择电流注入方式，则将"反串扰"时域电压信号除以传输线 近端电阻阻值后注入传输线的近端端口。
[0015] 进一步地，在步骤(1)中，所述多导体传输线的电磁参数包括传输线间的互感和互 容。
[0016] 进一步地，在步骤(1)中，近端串扰比NEXT的计算公式如下：
[0018] 上式中，d为传输线的长度，ω为角频率，j表示虚数，Rs、RL、RNE和RFE分别为信号源 的源电阻、负载电阻、近端电阻和远端电阻丄、(^分别为传输间的互感和互容。
[0019] 进一步地，在步骤(6)中，若选择电压注入方式，采用变压器将"反串扰"时域电压 信号注入传输线的近端端口。
[0020] 进一步地，在步骤(6)中，若选择电流注入方式，采用电流注入钳将时域电压信号 除以近端电阻后的电流信号注入传输线的近端端口。
[0021 ]采用上述技术方案带来的有益效果：
[0022]传统的串扰消除技术，一般从通信编码和无源滤波方面考虑，本发明主要从有源 滤波方面考虑，通过注入"反串扰"的方式消除传输线之间的近端串扰。相对于无源滤波方 式只能消除不同频率的串扰，本发明所提出的方法可以在同频率下消除近端串扰。同时，本 方法的复杂程度要小于通信编码的方式，在使用效果和复杂度之间进行折衷。
【附图说明】
[0023]图1是本发明的方法示意图；
[0024]图2是本发明电压注入方式示意图；
[0025] 图3是本发明电流注入方式示意图。
【具体实施方式】
[0026] 以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
[0027] 如图1所示，一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法，包括以下步骤：
[0028] 步骤1:对多导体传输线的实际结构进行有限元分析，或者利用经验公式计算传输 线的电磁参数，包括传输线间互感lm、互容c m。利用这些电磁参数计算该多导体传输线的近 端串扰比NEXT:
[0030] 其中，d为传输线的长度，ω为角频率，j表示虚数，RS、RL、RNE和R FE分别为信号源的 源电阻、负载电阻、近端电阻和远端电阻。
[0031] 步骤2:采样信号源的离散时域信号，将离散时域信号连接转化为连续的周期信 号，该信号应与实际电源电压信号近似。
[0032] 步骤3:将连续的周期信号进行傅里叶变换，得到信号源的频域电压信号Γ ,包括 各个频率点的幅值信息和相位信息。
[0033] 步骤4:通过近端串扰比NEXT，将信号源的频域电压信号反转化为串扰频域电压信 号 :
[0034] gm = NEXT-t/,
[0035] 步骤5:将串扰频域电压信号Pa的相位信息调整为反相，得到"反串扰"频域电压 is -U NE I
[0036]
[0037] 步骤6 :对"反串扰"频域电压信号进行傅里叶逆变换，得到"反串扰"时域电压信 号，选择"反串扰"时域电压信号的注入方式，若选择电压注入方式，直接将"反串扰"时域电 压信号注入传输线的近端端口；若选择电流注入方式，则将"反串扰"时域电压信号除以传 输线近端电阻阻值后注入传输线的近端端口。
[0038] 如图2所示，若选择电压注入方式，采用变压器将"反串扰"时域电压信号注入传输 线的近端端口。
[0039]如图3所示，若选择电流注入方式，采用电流注入钳将反串扰"时域电压信号除以 近端电阻阻值后的电流信号注入传输线的近端端口。
[0040] 发出"反串扰"信号时必须要掌握产生信号的提前时间，因为控制器和电路本身执 行产生信号需要一定的时间，通过反汇编等方法计算程序在控制器中所消耗的时间，可以 让串扰消除器的实时性得到满足。
[0041] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 计算多导体传输线的电磁参数，利用电磁参数求出该多导体传输线的近端串扰比 NEXT； (2) 采样信号源的离散时域信号，将离散时域信号连接转化为连续的周期信号； (3) 将连续的周期信号进行傅里叶变换，得到信号源的频域电压信号包括各个频率 点的幅值信息和相位信息； (4) 通过近端串扰比NEXT，将信号源的频域电压信号转化为串扰频域电压信号反(5) 将串扰频域电压信号歹、.￡的相位信息调整为反相，得到"反串扰"频域电压信号 -U NE ：(6) 对"反串扰"频域电压信号进行傅里叶逆变换，得到"反串扰"时域电压信号，选择 "反串扰"时域电压信号的注入方式，若选择电压注入方式，直接将"反串扰"时域电压信号 注入传输线的近端端口；若选择电流注入方式，则将"反串扰"时域电压信号除以传输线近 端电阻阻值后注入传输线的近端端口。2. 根据权利要求1所述一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法，其特征在于:在步 骤(1)中，所述多导体传输线的电磁参数包括传输线间的互感和互容。3. 根据权利要求2所述一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法，其特征在于:在步 骤(1)中，近端串扰比NEXT的计算公式如下：上式中，d为传输线的长度，ω为角频率，j表不虚数，Rs、Rl、Rne和R fe分别为信号源的源 电阻、负载电阻、近端电阻和远端电阻丄、(^分别为传输间的互感和互容。4. 根据权利要求1所述一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法，其特征在于:在步 骤(6)中，若选择电压注入方式，采用变压器将"反串扰"时域电压信号注入传输线的近端端 □ 〇5. 根据权利要求1所述一种消除多导体传输线近端稳态串扰的方法，其特征在于:在步 骤(6)中，若选择电流注入方式，采用电流注入钳将"反串扰"时域电压信号除以近端电阻阻 值后的电流信号注入传输线的近端端口。
【文档编号】H04B3/32GK106027120SQ201610319759
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】王世山, 张昭, 娄千层, 高欣欣
【申请人】南京航空航天大学