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试析设计PC控制系统注意事项计算机论文写作格式
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该文指出 PC控制系统设计，硬件要确定PC单机还是PC网络，80点以内的系统选用不须扩展模块的PC单机，PC输入输出点数要留有10%余量，存储容量和指令执行速度是重要指标，手持编程器易于现场调试，选用大公司的 PC产品;输入回路中电源为 AC85―240V、DC24V时，应加装电源净化元件，PC内、外接DC24V“一”端和“COM”端不共接;输出回路中输出方式：继电器输出适用于不同公共点间带不同交、直流负载，电流达2A/点;晶体管输出适宜高频动作，响应时间 0.2ms。每个“COM”点加一熔丝。用手持编程
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淘豆网网友近日为您收集整理了关于双变在线式UPS不间断电源设计【毕业设计，精品论文】的文档，希望对您的工作和学习有所帮助。以下是文档介绍：江苏建筑职业技术学院毕业说明书1一、绪论1.1 课题研究背景及意义进入信息时代以后,计算机和各种通信设备日益成为工业、商业、金融等行业必不可少的一部分。通常情况下,计算机作为一种精密的用电设备,对交流电源的供电质量、可靠性和连续性等都有严格要求,不允许有超过 3-5 ms 的中断。市电的突然中断和异常,会直接影响计算机的正常工作,对于一些对计算机工作要求严格的场所如证券交易所和银行造成不可估量的损失。而对通信领域来说,如果通信设备的供电电源突然中断或出现异常,将影响整个通信系统的运行,对国防和工农业生产及日常生活将造成巨大的影响。因此,为了保证用电设备能够在断电及供电异常的情况下正常运行,人们研究开发出了 UPS。UPS(Uninterruptable Power Supply)能够满足用电设备所要求的高质量的电能,即解决市电中断或瞬变时对计算机等负载产生的不良影响、保证输出优质正弦波。UPS 具有稳压、稳频、滤波、抗干扰、防电压浪涌等功能,最重要的是能够在掉电时对负载持续供电,使负载供电不受影响。在实现相同功能的前提下,UPS 的性价比最高。目前其广泛应用于各种对交流供电可靠性和供电质量要求高的场合,如银行、证券交易所的计算机系统, 网络中的服务器、路由器等关键设备,各种医疗设备,办公自动化设备,工厂自动化机器、远距离通信系统等。这些系统,对供电质量的可靠性、连续性及稳定性都提出了很高的要求,正常的市电很难满足这些标准。UPS 不间断电源发展至今已经是集数字与模拟技术、数字通讯技术、电力电子技术、微处理器及软件编程等技术于一体的密集型电子产品。另外,随着微处理器和计算机应用的普及,将其引入 UPS 系统,高性能 UPS 是 UPS 发展的必然趋势。UPS 的发展,并由此推动与之相关技术的发展,选择此课题作为毕业设计具有深远的意义。1.2 UPS 的发展现状随着计算机的硬件结构逐渐小型化甚至微型化,计算机所需电源的容量也逐渐降低,为了保证计算机能够持续良好的运行,对 UPS 的容量要求也越来越低。最初的 UPS 主要为后备式,即市电正常时,不经过 UPS 直接向用电设备供电,这样不能够满足对供电质量要求高的用电设备,同时市电故障时电路切换到备用式 UPS 有一定的时间差,如果时间差太大,会影响用电设备的连续运行。为了解决上述问题,在线式 UPS 电源应运而生,在线式 UPS 能够使 UPS 始终处于工作状态,由于在线式多采用双变换式(整流变换和逆变换),因而可以保证输出电压恒压恒频,具有较高质量的电能,而且在市电断电后,可以没有时间差的继续向负载供电。随着微电子技术和电力电子技术的不断发展,电源技术的高频化、模块化、数字化、绿色化已成为发展趋势,UPS 不间断电源也不例外。电力电子功率器件的高频化和模块化使得 UPS 电源产品的体积和重量大大减小,而可靠性和效率得以提高,可带来显著节能、降耗的可观经济效益。江苏建筑职业技术学院毕业说明书2微处理器软硬件的引入,可以实现对 UPS 的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。从而为 UPS 电源产品的数字化、智能化提供了坚实的基础。20世纪末各种有源滤波器和有源补偿器相继诞生,同时又有了功率因数校正PFC方法,为21世纪UPS电源产品的绿色化奠定了基础。由此可看出,UPS已成为当代当之无愧的高科技成员,而且正随着电力电子技术、计算机技术、网络技术等相关技术的发展而不断发展。1.3 UPS 的基本介绍1.3.1 UPS 基本工作原理UPS 是不间断电源(Uninterruptible Power Supply)的英文简称,是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。从原理上来说,UPS 是一种集数字和模拟电路,自动控制逆变器与免维护贮能装置于一体的电力电子设备。UPS 作为一种交流不间断供电设备,其作用有二:一是在市电供电中断时能继续为负载提供合乎要求的交流电能;二是在市电供电没有中断但供电质量不能满足负载要求时,为负载提供稳压、稳频的交流电。最基本的 UPS 主要包括整流模块、逆变模块和蓄电池充电模块。而整流模块与逆变模块是 UPS 的核心。整流模块主要完成整流工作,简单的说就是将交流电(AC)转化为直流电(DC)。它主要有两个功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经过滤波器滤波后给负载提供一个稳定的工作电压,在本设计中它同时直接将整流过的电压供给逆变器;第二,当给蓄电池需要充电时给蓄电池提供整定电压。在本设计中整流模块作为一个充电器首先流经充电电路,然后再给电池组充电。蓄电池充电模块起到为 UPS 储存电能的作用,一般情况下,我们都选择用若干个小容量电池串联来达到大容量的方式来设计蓄电池模块,其容量是维持放电(供电)的时间的决定性因素,本次设计将采用此方法。其主要功能是:当市电处于正常状态时,电能将会被转换成化学能储存在电池组的内部;当市电发生故障而不能正常供电时,电池组将放电使化学能转换成电能为逆变器或负载提供电能。通俗点讲,逆变模块是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置,一般而言逆变桥、控制逻辑和滤波电路构成了逆变器的主要部分。图 1-1 为 UPS 基本组成框图,当市电正常时整个系统是由市电提供电能,电能经整流器和逆变器的整流逆变作用最终为负载提供稳定的电能;而当市电故障时,蓄电池作为系统的电源为系统供电。图 1-1 UPS 基本组成框图江苏建筑职业技术学院毕业说明书3 1.3.2 双变换在线式 UPS 电源特点双变在线式 UPS 又称为串联调整式 UPS。该 UPS 一般来说由整流器、充电器、蓄电池和逆变器等几部分组成,它是一种以逆变供电为主要的电源形式。当市电正常供电时,市电一方面经充电器给蓄电池充电,另一方面经整流器变成直流后送至逆变器,经逆变器变成交流电再送给负载。仅仅在逆变器出现故障时,才通过转换开关切换为市电旁路供电。双变在线式 UPS 的双变体现在市电正常时供给负载的电能都要经过整流器和逆变器的处理;在线体现在一边是充电电路,一边是逆变电路,中间是蓄电池,根本不需要微处理器电路侦测和切换,切换电路时不存在转换时间。(1)不论市电正常与否,负载的全部功率都由逆变器给出,所以,在市电产生故障的瞬间,UPS 的输出不会有任何间断。(2)输出电能质量高。UPS 逆变器采用高频正弦脉宽调制和输出波形反馈控制,可向负载提供电压稳定度高、波形畸变率小、波频率稳定以及动态响应速度快的高质量电能。(3)全部负载功率都由逆变器提供,UPS 的容量裕量有限,输出能力不够理想,所以对负载输出电流峰值系数(一般为 3:1)、过载能力、输出功率因数(一般为 0.7)等提出限制条件,输出有功功率小于标定的千伏安,应付冲击负载的能力较差。(4)整流器和逆变器都承担全部负载功率,整机效率低。10KVA 以下的UPS 为 80%左右,50KVA 的可达 85%~90%,100KVA 以上的可达 90%~92%。1.4 本课题内容1.4.1 设计要求设计一款双变在线式 UPS 电源,设计要求如下:(1)单相交流市电输入为 175V—264V,输入频率 50+5HZ,输入功率因数0.85。(2)输入容量能同时满足蓄电池均充和逆变器满载运行要求(3) UPS 输出正弦波电压 220+5V,频率为 50+2HZ(市电同步)、50+0.5HZ(本机振荡)。(4)UPS输出功率为10KVA。1.4.2 双变在线式 UPS 电源的主要内容基于设计要求,本设计的原理图如图 1-2 所示:江苏建筑职业技术学院毕业说明书4交流旁路供电通道整流器逆变器充电器负载转换开关电池组市电滤波器图 1-2 双变在线式 UPS 设计原理框图(1)各模块主要功能1)滤波器:过滤交流的杂波;2)整流器:将交流电转换为直流电;3)逆变器:将直流电转换为交流电;4)电池组:当市电中断时为负载提供电能;5)充电电路:为电池组充电;6)转换开关:负责负载电能来源的切换。(2)本设计主要内容如下:1)双变模块设计:为体现其双变的特征本设计以双变模块为设计重点,即整流模块与逆变模块。2)蓄电池及充电模块设计:是保证 UPS 在市电中断时能正常工作的部分,是 UPS 的主要模块。3)辅助模块设计:包括功率因数校正电路、静态开关保护电路。4)抗干扰措施: UPS 通常都会受到干扰,因而抗干扰的设计是必要的。二、双变模块的设计双变在线式的 UPS 电源的双变就体现在有将交流电转化为交流电的整流模块和将直流电转化为交流电的逆变模块,整流模块与逆变模块就是 UPS 的双变模块。双变在线式 UPS 不间断电源其基本的供电电路是:市电整流器逆变器负载。所以本设计 UPS 的核心模块便是双变模块,它的好坏直接影响着 UPS的性能。本设计将双变模块作为设计的重点,将整流模块与逆变模块分别进行设计。江苏建筑职业技术学院毕业说明书5 2.1 整流模块的设计2.1.1 整流滤波器的简单介绍整流电路是一种将交流电能变换为直流电能的变换电路。UPS 内部蓄电池、逆变器及控制电路均需要直流电,这就要求 UPS 内部必须有整流电路。整流电路主要的功能是:(1)将交流电变为直流电。(2)具有输出电压保持能力。(3)抑制电网的干扰信号。整流电路的形式有很多种类。按组成整流的器件分,可分为不可控型、半控型和全控型整流电路三种。不可控整流电路的整流器件全部由整流二极管组成,全控整流电路的整流器件全部由晶闸管或是其它可控器件组成,半控整流电路的整流器件则由整流二极管和晶闸管混合组成。按输入电源的相数分,可分为单相电路和多相电路。按整流输出波形与输入波形的关系分,可分为半波整流和全波整流。按控制方式分,又可分为相控整流电路和 PWM 整流电路,相控整流电路结构简单、控制方便、性能稳定,是目前获得直流电能的主要方法。根据设计的技术指标要求,经过研究和讨论本设计采用单相桥式全控整流电路。单相桥式全控整流电路是指将四个晶闸管结成电桥形式的整流电路。根据带负载情况的不同,可以分为带电阻负载的单相桥式全控整流电路、带阻感负载的单相桥式全控整流电路、带反向电动势的单相桥式全控整流电路。带电阻单相桥式全控整流电路简单实用,本次设计采用此种类型整流电路,变压器的变比为 2:1,其工作情况,如图所 2-1 示:图 2-1 单相全控桥式带电阻负载时的电路在单相桥式全控整流电路中, 晶闸管 VT1 和 VT4 组成一对桥臂, VT2 和 VT3 组成另一对桥臂。 VT1 和 VT3 组成共阴极组, 加触发脉冲后,阳极电位高者导通。VT2 和 VT4 组成共阳极组,加触发脉冲后, 阴极电位低着导通。触发脉冲每隔 180 触发一次, 分别触发 VT1、 VT4 和 VT2、VT3。原来的交流电经过整流电路整流后变江苏建筑职业技术学院毕业说明书6成了直流。而其中的数量关系为:2cos1 9.0 2 UUd (2- 1) 角的移相范围为 180 。RUI dd (2-2)ddT II2 1(2-3) sin2 12 2RUIT (2-4)2II
(2-5)IIT2 1 (2-6)不考虑变压器的损耗时, 要求变压器的容量为:22 IUS
(2-7)本次设计所选的带负载情况的单相全控型整流电路,由于变压器变比为 2:1 , 所以 2U 为 110V 规定触发角 为 60 , 电阻 R 为5Ω以下是对其参数的计算:整流电压平均值:VUUd 25.74 260cos1 cos1 9.0 2 (2- 8)向负载输出的直流电流平均值:VRUI dd 9.14 525.74 (2- 9)流过晶闸管的平均电流:VII ddT 45.79.14 21 21 (2-10)流过晶闸管电流有效值:ARUIT 68.4sin2 12 2(2-11)江苏建筑职业技术学院毕业说明书7输出直流电流有效值:AII T 6.668.422
(2-12)变压器二次侧电流有效值:AII 6.62
(2-13)变压器的变换效率按 90%计算, 则变压器的容量为:WIUS 3.465%906.
(2-14)晶闸管承受的最大正向电压为:VVU 55. 2
(2-15)晶闸管承受的最大反向电压为:VU 1.1552 2
(2-16)故晶闸管的额定电压为:VUN 3.465~2.~2(
(2-17)晶闸管的额定电流:AII TN 36.9~02.7)2~5.1(
(2-18)所以选择三菱系列的单相整流桥模块 CM20MD ( MDL )——12H。所以通过的最大电流为 10A,通过的最大电压为 600V,能够承载的最大负载为 1500W。2.2 逆变模块的设计2.2.1 逆变器的选型逆变器是 UPS 的核心,它负责把整流滤波后得到的直流电或者蓄电池存储的直流电转化为用户所需的稳压稳频的交流电能。由于在线式 UPS 系统只要不存在输电故障,负载的供给的都是经整流和逆变过的稳压稳频电能,所以整个UPS 的性能在很大程度取决于逆变器逆变的效果。逆变电路根据直流侧电源性质的不同可分为两种:直流侧是电压源的称为电压型逆变电路;直流侧是电流源的称为电流型逆变电路。在本UPS不间断电源设计中,逆变器的直流输入侧来自整流器的整流输出或者蓄电池的直流输出和充电器的输出,属于电压源,因此本设计中的逆变电路属于电压型逆变电路。它一般采用 180 导电模式,即在一个周期内每个臂导通 180 。目前在 UPS 的逆变器中,逆变原理普遍采用脉宽调制技术(PWM 技术)及波形叠加技术,而实现这些技术的功率级电路有推挽逆变电路、半桥逆变电路、全桥逆变电路、三相桥逆变电路等。在要求输出功率较大的场合,比如 5000VA以上时,一般都采用全桥式逆变器电路结构,全桥式逆变器电路结构又分为单相桥和多相桥,单相桥多用于小功率的单进单出 UPS 中,一般在 10KVA 左右,在江苏建筑职业技术学院毕业说明书8特殊情况下,比如三进单出 UPS 中也有大功率,比如 30KVA 及以上,不过大功率时多用三进三出全桥式逆变器电路结构。综合设计条件本设计主回路使用单相全桥式逆变电路结构,控制方式采用 SPWM 调制方式,逆变功率器件选用 IGBT。2.2.2 逆变器主回路电路经过研究讨论,根据设计要求最终将逆变器主回路设计成以下方案,如图2-2所示:VD1VD2VD3VD4RV2V1 V3V4LI-LEMV-LEM 2IGBT*2T1+-DC IN2SCR图 2-2 逆变器主电路图在图2-2中,I-LEM是霍尔电流传感器和V-LEM是电压传感器。逆变开关器件采用两单元的IGBT模块。T1为工频隔离变压器。静态开关由一对反并联的快速晶闸管组成。IGBT的大小选择主要从耐压、耐流两方面考虑。根据逆变器的容量S(10KVA)和输出电压U(220V),额定电流计算如下:(2-19)耐压电流、耐压电压一般取3倍的额定裕量,所以额定电流取100A;耐压值取 660V 。经过对比选型本设计采用日本富士公司生产的两单元模块2MBI100N-120。2.2.3 IGBT 驱动电路的设计逆变电路常用的功率开关器件有电力晶体管(GTR)、功率场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)。IGBT综合了MOSFET和GTR的优点,能适应更多的领域。目前IGBT的电流和电压等级已达到V,关断时间已缩短到10ns级,工作频率达到50KHZ,这些优越性已成为大功率开关电源、逆变器等电力电子装置的理想功率器件,最终本设计选用IGBT。电力电子功率器件作为开关器件使用时,要使其安全、可靠的工作,设计好AVKVAUSIe 45 22010江苏建筑职业技术学院毕业说明书9驱动电路是一个关键的环节。不同的功率开关器件都有自身的特点,其导通和关断的具体细节是不同的,因此必须结合所采用的功率开关器件来设计其驱动电路。经过反复比较最终选择以日本富士公司生成的IGBT专门驱动芯片EXB841为核心器件的驱动电路。通过以下内容介绍此芯片:EXB841是日本富士公司提供的300A/1200V快速型IGBT驱动专用模块,整个电路延迟时间不超过1us,最高工作频率达40一50kHz,它只需外部提供一个+20V单电源,内部产生一个-5V反偏电压,模块采用高速光藕合隔离,射极输出。有短路保护和慢速关断功能。下面结合图2-3对其外围电路进行说明。R 4R 1 R 2R 5R 3R GEXBKZ2 56 23 1C 1C 2G9 1415PW M INV p(+24 V)IBG T+1 0V-1 23 4 56+2 0V+1 2V报警信号输出KC图2-3 利用EXB841组成IGBT驱动电路PWM脉宽调制波从EXB841的14, 15脚输入,经过EXB841的内部高速光耦隔离后放大,再从3脚输出IGBT的PWM驱动信号。2脚是EXB841的工作电源+20V的接入脚;1脚提供IGBT的-5V反向关断电压,电容C1, C2是为了吸收由于电源接线阻抗而引起的供电电压的变化。R3并联在2脚和1脚之间,提高共模抗干扰能力。R4为栅源电阻。 GR 为栅极电阻。6脚是EXB841过流检测输出脚,一旦过流发生,它通过快恢复二极管D1快速关断驱动信号,实现IGBT的保护。同时,EXB841内部过流封锁电路在5脚输出过流信号,可通过高速光电隔离器件送出过流报警信号。EXB841的1脚输出的-5V是内部-5.1V稳压管提供的,应用中常因功率不足易被外界干扰所产生的尖峰信号击穿损坏,以致不能很好地抑制IGBT的栅极的电压波动,从而造成IGBT的损坏。因此在EXB841电路外部并接一个功率为1W的5.1V稳压管Z1。这样可有效地防止驱动块的损坏,同时也能更可靠地驱动和关断IGBT。Z3是由两个10V的稳压管正负对接而成,是为了防止高压尖峰造成IGBT江苏建筑职业技术学院毕业说明书10的栅源击穿。EXB841的工作电源为+20V,不是常见电源输出值。考虑到各EXB841模块的隔离驱动,因此每个EX841的工作电源必须独立,不能共用一个电源。在本设计中,采用了专门定做的DC/DC模块电源。直流输入来自系统工作开关电源的+24V/0.5A(对GND)。图2-3给出了由EXB841产生的IGBT的驱动脉冲波形 CEU ,其正向电压幅值为10V,负电压幅值为-5V。2.2.4 IGBT 的保护电路设计IGBT是UPS逆变器中非常重要的功率开关器件,它的工作正常与否直接关系到逆变器的正常工作,因为它的损坏对逆变器是致命的,所以必须保护好IGBT。设计好其保护电路是唯一有效的保护方法。一般IGBT的保护从过流、过压、过热三方面入手,设计相应的保护电路和采取相应的保护措施来实现IGBT的保护。(1)关于过流保护。在上述驱动电路设计中,EXB841具有过流检测功能。保护的原理是检测过电流信号,切断门控信号并报警。这其中存在一个识别时间即切断门控信号时间要小于允许的短路过电流时间。IGBT的短路电流承受能力于IGBT的饱和管压降及 V 有很大关系: V 越小,饱和管压降越大,短路承受能力强。保护电路只有在2us内动作(小于短路承受能力时间),才能实现IGBT的保护。这么短的反应时间,往往是保护电路难以区分真、“假”短路(比如反向续流二极管反向恢复过程时间为1-2us),从而产生误动,影响系统的可靠性。为此可从两方面入手,一方面,采用高速光电耦器件及快传送电路以加快信号的传输时间;另一方面,降低门极电压,比如从15V降至10V,使得IGBT的短路承受能力由5us增至10us,即在小于10us的短路时间内连续检测出过电流则属于“真”短路。在控制软件设计中,通过检侧逆变器的输出电流来判断IGBT是否过流,从而采取相应保护措施。(2)过流保护时IGBT的关断速度。由于过电流时电流幅值很大,如果快速关断易造成di/dt过大,而形成很高的尖峰电压,易损坏IGBT和其他器件。因此过流时IGBT的关断须采取慢速关断。(3)过压保护。一般采取阻容缓冲、吸收电路来抑制过电压及抑制过大的du/dt。对于200A以下的IGBT可采用如图2-4所示的缓冲电路来实现过压保护。播放器加载中，请稍候...
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&&&&【提要】本篇《基于物理模型实现的CVBS宽带隔离变压器的设计过程-[科技类]【1】》由66test小编特别为需要实现论文的朋友收集整理的，仅供参考。内容如下：
&&&&【摘 要】 这篇文章是作者设计的一种CVBS（复合视频基带信号）宽带隔离变压器的技术总结，设计得到了相关视频工业标准的认证。针对复合视频信号传输系统存在的接地环路工频干扰的问题，文中讨论了地回路隔离设备基于模型的开发技术，涉及到物理器件的模型构建、仿真迭代和产品实现的可操作过程及其工具使用；由于设计行为已经深度嵌入到众多工程师的职业生涯中，从任何程度和职业视角对设计过程的回顾，都将有益于对设计技能的探索和改进，因此这个技术总结还触及到设计技能的具体经验乃至设计?棠J降哪承┧伎肌N恼掳苏庋恍┱陆？问题背景与目标；快速原型；模型迭代；设计验证。&&&&【关键词】 CVBS 地环路 快速原型 建模 仿真&&&&以往有的视频监控系统工程项目，竣工时才发现视频图像信号传输质量存在问题。图1记录了这种典型的影像缺陷。交付缺陷与项目的各个子系统可能都有关系，这种缺陷主要是由于系统集成时CVBS传输存在地环路噪声干扰引起的。&&&&视频监控基础设施建设采用招标商业模式。通常由系统设计单位和业主向专业市场发布项目或设备需求信息，但仍有需要投标方提交技术方案和需求规格的情况。因此设备竞标方对专业项目的投标，除了包含了他们过去积累的技术成就也可能会启动新的自主产品设计，如文中CVBS传输抑制系统地环路噪声的宽带隔离变压器。&&&&“设计”这个词的存在，表明它已经具有独立的服务性质：设计者不再同时也是使用者，两者呈现“需求-满足”契约性质的关系。这种分离是知识演化的必然结果，但同时要求供需之间必须建立有效的信息沟通。现实是，用户对需求“朝三暮四”，而设计者也会“画蛇添足”，这种不确定性影响着设计过程，成功、失败或“歪打正着”都可能发生。由于人类理性的限度，设计行为具有多重属性：它既包含人利用自然规律的能力，也具有人实现价值因素的祈愿。从制造商的角度，结合已完成的每一个具体设计任务反思设计过程，对改进设计技能是很好的学习机会。&&&&1 问题背景与设计目标&&&&1.1 设计目标&&&&图1显示了被干扰的图像扭曲现象，设计任务的目标是实现一种独立装置，从技术上有效保持CVBS信号传输的信息完整性。&&&&1969年，Herbert Alexander Simon出版了《人工科学》（The Sciences of The Artificial）一书[1]，他试图探索人们在设计过程中所体现的创造性问题求解技能的本质。用他的话来说，设计的目标就是创造一个适应特定目的的“人造物（artificiality）”，事实也是如此。&&&&1.2 任务环境&&&&对于人为事物来说，我们可将其看成是“内在”环境―即其自身物质及组织，同“外在”环境―即它所处的外部环境，这两者之间的接触点，用今天的话来讲，就是“界面”。如果内在环境适应外在环境，或者外在环境适应内在环境，则该人为事物就能够为预想的意图服务[1]。&&&&CVBS系统广泛使用同轴电缆实现信号传输。不同地点的视频设备之间存在着地电位差，而同轴电缆屏蔽层将设备的安全接地端互连构成了地电流环路，就导致50Hz共模信号叠加在信道上。地环电流极易干扰CVBS信号并可能破坏视频同步机制。&&&&根据CVBS系统的功能和信号理论的性质，图2描述了信号传输系统可分解的层次构造：信源、信宿、信道、规约和环境，亦即设计目标的任务环境。&&&&1.3 问题空间和领域知识&&&&通常设计首要关心的是要解决的问题。设计的问题，既包含反映设计目标的需求，也包括人造物外在环境和内在环境的相关事实因素对设计目标的影响。&&&&1.3.1 问题空间&&&&（1）CVBS传输系统环境：这是人们早年设计出来的。工业界制定了各种标准，即规约，目的是为了在信源和信宿之间提供信息通道并使各制造商的产品具有互操作性。独立装置的设计任务因信号传输逻辑上的联系将围绕信道子系统展开，系统地看它是人为事物的内部环境。从外部环境看，标准或法规是外在系统中存在的最具刚性的约束形式。&&&&（2）规范性文件是影响设计的外部环境因素：GB ]对电气系统接地的安全技术基本要求中的b项，要求做到“电气装置中的外露可导电部分，都应通过保护导体或保护中性导体与接地极相连接，以保证故障回路的形成。凡可被人体同时接触的外露可导电部分，应连接到同一接地系统。”由于电气化历史早于信息化，视频同轴电缆的屏蔽层不得不将不同地点的视频设备连接起来。这就出现了图3所示的地环路问题。&&&&（3）地环路[3]：地表两点之间的电阻总不为零且随时间变化。电力系统负载不平衡以及太阳磁暴产生的地磁电流都会导致电气设备不同接地点之间产生时变电位差，一旦有导体将两处设备连接起来形成环路，设备之间就有地环电流叠加，形成信号传输系统中的共模噪声（主要的频谱分量集中在50Hz及其谐频）。CVBS视频信号动态范围在56.9dBmV量级，而严重的地环路共模噪声一般都会达到50dBmV以上。显然，设计的问
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