数字式稳压电源地MULTISIM仿真与实现地毕业设计

数字式稳压电源地MULTISIM仿真与实现地毕业设计数字式稳压电源地MULTISIM仿真与实现地毕业设计52/52数字式稳压电源地MULTISIM仿真与实现地毕业设计合用标准文案大学毕业设计(论文)任务书设计(论文)题目数字式稳压电源的MULTISIM仿真与实现学生姓名**系别电子信息工程系专业通讯工程班级*指导教师*职称教授联系电话*教师单位下任务日期______年____月____日主要研主要研究内容：究1.解数字式稳压电源的特色内容、2.熟悉并掌握仿真工具的使用方3.设计电路法和（1）确立目标：设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，要并画出数字式稳压电源的方框图。求（2）系统解析：依照系统功能，选择各模块所用电路形式。（3）参数选择：依照系统指标的要求，确立各模块电路中元件的参数。（4）总电路图：连结各模块电路。研究方法:先设计并制作一其中止可调数字式稳压电源，设计电路结构，选择电路元件，计算确立元件参数，画出合用原理电路图。尔后自拟实验方法、步骤及数据表格，提出测试所需仪器及元器件的规格、数量，交指导教师审察。要求：（1）态度正直，积极努力达成毕业设计（2）严格依照进度计划，达成进度计划内的任务（3）严格依照学校的毕业设计论文的要求达成论文（4）经过multisim设计数字式稳压可跳跃电源，先将电压数值显示在数码管上，再经过电压表测出输出电压值和显示值比较。进毕业设计初步安排：度计第五周：达成毕业设计开题报告优秀文档合用标准文案划第六至八周：完满毕业设计基本思路第九至十周：看资料，熟悉相关语言第十一至十三周：初步达成毕业设计报告第十四至十五周：完满毕业设计报告第十六周：递交毕业设计报告主[1]刘桂英，刘高潮，黄国华串通型直流稳压电源的仿真解析1．广西师范要参学院物理系，广西南宁530001；2．桂林工学院南宁分院，广西南宁530001考[2]莫怀忠，贵州电子信息职业技术学院文献[3]杨瑞兰，翟学东河南工业职业技术学院，南阳473009詹再生，张江伟徐州工业职业技术学院信电系江苏徐州221106任德齐，陈松电子设计自动技术北京电子工业初版社2002余云华，懂传岱数字电子技术东营石油大学初版社指导教师签字：年代日教研室主任签字：年代日优秀文档合用标准文案纲要在今世电子业迅猛发展，电力电子技术的不断创新，电源技术特别是数控电源技术是一门实践性很强的技术，服务于各行各业。数字电源器件必定包括可配置控制器内核，再加上一个能作为DC/DC或AC/DC电源变换应用的集成PWM控制器，器件内部以数字形式执行回路变换功能，平时认为若是能够进行通讯，数字电源经过串行接口扩展了监测和控制功能，使电源设计更简单、更灵便，数字式稳压电源与传统稳压电源电路对照，拥有操作方便、电压牢固度高的特色。当前，数字式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于授课、科研等领域。在数据通讯设备中，平时主板需要36到40个电压轨；在计算行业，一个主板上各种ASIC、储藏器和办理器芯片组平时需要的电压轨高出20个。这类复杂的电源系统需要对各种参数进行精巧的诊断、控制和监控，而这些功能是模拟电源所不能够实现的。传统的解决方案经过增加分其他微控制器的方法对于降低系统成本、功耗、板子面积都不利，而数字电源的高度集成、设计灵便的特色能解决这些设计需求。“数字电源供给了当前模拟设计所不具备的新特色，如通讯、诊断、易于升级、实时监控等，系统设计人员可用这些新特色来提高电源性能。本文研究数字稳压电源的控制电路、D/A变换电路、输出电路、数字显示电路等硬件电路的设计，达成电路仿真软件，并实现电路硬件调试与测试[1]。【要点词】：数显控制D/A变换优秀文档合用标准文案ABSTRACTTherapiddevelopmentofthemodernelectronicindustry,innovationinpowerelectronicstechnology,powertechnology,especiallyinadigitallycontrolledpowertechnologyisaverypracticaltechnologyservicestoallindustries.Digitalpowerdevicesmustbeincludedtoconfigurethecontrollerkernel,plusaconversionapplicationsasDC/DCorAC/DCpowersupplyintegratedPWMcontroller,thedeviceinternalloopconversionfunctionsperformedindigitalform,usuallythinkthatifwecancommunicate.Thedigitalpowermonitoringandcontrolfunctionsviatheserialinterfaceexpansionandpowersupplydesignissimpler,moreflexible,digitalpowersupplycomparedwiththeconventionalpowersupplycircuitiseasytooperatehighvoltagestabilitycharacteristics.Atpresent,thedigitalDCpowersupplyisoneoftheelectronicequipmentiswidelyusedinteaching,researchandotherfields.Inthedatacommunicationsequipment,usuallythemotherboardvoltagerailsof36-40;inthecomputingindustry,avarietyofmotherboardASICs,memoryandprocessorchipsetsusuallyneedmorethan20rails.Thiscomplexpowersystemneedariousparametersfinediagnosis,controlandmonitoring,thesefeaturescannotbeachievedbytheanalogpower.Traditionalsolutionstoreducesystemcostsbyincreasingtheseparationofthemicro-controller,powerconsumption,boardareaareunfavorable,whilethedigitalpower,highlyintegratedandflexibledesignfeaturestoaddressthesedesignrequirementsDigitalpoweranalogdesigndonothavenewfeatures,suchascommunication,diagnosis,easytoupgrade,real-timemonitoring,systemdesignerscanusethesenewfeaturestoimprovepowerperformance.【Keywords】DigitalControlD/Aconverter优秀文档合用标准文案目录序言1第一章Multisim仿真软件的介绍与操作.2第一节Multisim仿真软件的基本操作2一、Multisim的概括2二、Multisim软件的特色3三、Multisim的结构4第二节Multisim仿真软件绘制电路图5一、对元件的操作.5二、绘图的基本操作.7第三节本章小结8第二章数字式稳压电源基础知识与原理解析9第一节稳压电源归纳9一、电器释义.9二、发展历史.9三、交流稳压电源.10四、直流稳压电源.10五、电源用途.11第二节数字式直流稳压电源归纳11一、数字式直流稳压电路.11二、直流稳压电源电路组成.11三、数字部分.22四、直流稳压电源的技术指标.23第三节本章小结24第三章电路设计25优秀文档合用标准文案第一节设计目的和主要参数25一、设计目的.25二、主要参数.25第二节设计步骤26一、电路图设计.26第三节电路设计27一、控制电路的设计.27二、数显电路的设计.27三、数模变换和输出电路的设计.27四、电路原理整体图.28第四节本章小结28第四章仿真与结果解析29第一节各部分电路仿真解析29一、数显电路的仿真实现.29二、数字电路的控制部分.30三、数模变换电路的仿真实现.30四、输出电路的仿真实现.31第二节输出电压的稳压仿真解析31第三节本章小节33结论34道谢35参照文件36附件37一、英文原文.37二、英文翻译.42优秀文档合用标准文案序言EDA技术发展迅猛，已在科研、产品设计与制造及授课等各方面都发挥着巨火的作用。EDA代表了此刻电子产品设计的最新发展方向，利用EDA工具，电子工程师不但能够在计算机上设计电子产品，还可以够将电子产品从电路设计、模拟实验、性能分忻、到设计出PCB印制板的整个过程在计算机上办理达成。在授课方面，几乎全部理工科的高校都开设了EDA课程，经过EDA的学习演练，掌握用EDA技术进行电子电路的设计、《电子技术基础》课程的模拟仿真实验，从而为今后从事电子技术设计工作打下基础。数字技术是当前发展最快的学科之一，数字逻辑器件已从当年的中、小规模集成电路发展到了今天的大规模、超大规模集成电路。数字逻辑电路的设计方法也在不断的演变和发展，并涵盖了更加广泛的内容，即硬件逻辑设计、软件逻辑设计和专用集成电路设计。Multisim10是电子电路设计与仿真方面的EDA软件。由于Multisim10的最富强功能是用于电路的设计与仿真，所以称这类软件叫做虚假电子实验室或电子工作平台。在任一台计算机上，利用Multisim10均能够创办《电子技术基础》虚假实验室，从而改变传统的授课模式，学生可把学到的《电子技术基础》知识，应用Multisim10电路仿真软件进行考据。比方多级放大电路、功率放大电路的等的考据。《数字电路与逻辑设计》中各个数字电路的实验考据。优秀文档合用标准文案第一章Multisim仿真软件的介绍与操作Multisim10是电子电路设计与仿真方面的EDA软件。由于Multisim10的最富强功能是用于电路的设计与仿真，所以称这类软件叫做虚假电子实验室或电子工作平台。在任一台计算机上，利用Multisim10均能够创办《电子技术基础》虚假实验室，从而改变传统的授课模式，学生可把学到的《电子技术基础》理论知识，应用Multisim10电路仿真软件进行考据第一节Multisim仿真软件的基本操作一、Multisim的概括Multisim是美国国家仪器（NI）有限企业推出的以Windows为基础的仿真工具，合用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包括了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，拥有丰富的仿真解析能力。工程师们能够使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术即可以很快地进行捕获、仿真和解析新的设计，这也使其更适合电子学教育。经过Multisim和虚假仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者能够达成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完满的综合设计流程。计算机技术的发展以及对电子系统设计的新需求。推动电子线路的设计方法和手段获取了长足的进步。Electronicesworkbench（简称EDA)工具代表着现代电子系统设计的技术前沿，不但为学员供给了功能富强的设计工具，也为理解相关课程授课内容供给了先进的授课手段和方法．在众多的EDA仿真软件中。Multisim2001是优秀的EDA软件之一。Multisim是一种特地用于电子电路仿真和设计的EDA工具系统，属于Electronicsworkbench系列软件的高版本。Electronicsworkbench（简称EWB）优秀文档合用标准文案由加拿大InteractiveImageTechnologies企业（简称IIT企业）于1988年推出。IIT企业从EWB6.0版本开始，将电路图输入仿真与设计的模块更名为Multisim。Muhisim2001是加拿大InteractiveImageTechnologies企业于2001年推出的最新版ElectronicWorkbenchf（缩写EWB)最拥有特色的电路输入/仿真模块(另一模块是Uhiboard／PCB设计模块、)；Multisim2001拥有很好的用户界面，虚假仪器齐全，包括示波器、万用表、功率计、函数发生器、扫频仪、失真度解析仪、频谱解析仪、逻辑解析仪和网络解析仪等等；能进行多种仿真解析：DC解析、AC解析、瞬解析、傅立叶解析、噪声解析、失真度分析、矫捷度解析、参数扫描解析、最坏发问解析、MonteCarlo解析、温度扫描解析、零极点解析、变换参数解析等l6种特别适合模拟电子技术授课中的演示授课。和旧版和对照较，Mulitism2001有很大改进。为用户供给元器件模型的扩大和技术支持。EDA就是“ElectronicDesignAutomation”的缩写技术已经在电子设计领域获取广泛应用。发达国家当前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念确实定，到包括电路原理、PCB领土、单片机程序、机内结构、FPGA的成立及仿真、外观界面、热牢固解析、电磁兼容解析在内的物理级设计，再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装置图等生产所需资料等等全部在计算机上达成。EDA技术借助计算机储藏量大、运行速度快的特色，可对设计方案进行人工难以达成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据办理等工作。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。美国NI企业（美国国家仪器企业）的Multisim9软件就是这方面很好的一个工具。而且Multisim9计算机仿真与虚假仪器技术（LABVIEW8）（也是美国NI企业的）能够很好的解决理论授课与实质着手实验相脱节的这一老大难问题。学员能够很好地、很方便地把方才学到的理论知识用计算机仿真真实的再现出来。而且能够用虚假仪器技术创办出真实属于自己的仪表。极大地提高了学员的学习热情和积极性。真实的做到了变被动学习为主动学习。这些在授课活动中已经获取了很好的体现。还有很重要的一点就是：计算机仿真与虚假仪器对教员的授课也是一个很好的提高和促进二、Multisim软件的特色EWB供给交互式的SPICE电路模拟，这类方式既可加强SPICE的功能，也可优秀文档合用标准文案发挥方便合用的人机形界面；EWB拥有完满的混杂模拟与数字信号模拟的功能，可任意地在系统中集成数字及模拟元件。EWB会自动地进行信号变换。在输出信号的观察上，EWB具备即时波形显示功能；EWB拥有下拉式电路编写功能表，可使电路元件的输入更加简单迅速；EWB拥有虚假的仪表设备，包括波形函数产生器、万用表、示波器及逻辑解析仪等，可更详尽的模拟实质的情况；EWB主要用于电路的设计与仿真，在数字电路课程、物理实验、放大电路、电路解析、模拟电路、数字逻辑电路授课、电子技术及电路设计过程等中也获取广泛运用。Multisim在保留了EWB原有优点的基础上，大大扩大了元件库中电路元件的数量，加强了软件的仿真测试和解析功能，可实现模拟/数字电路的Spice仿真、VHDL/Verilog设计与仿真、RF电路仿真等[3]。Multisim软件拥有以下一些特色：①最突出的是软件中供给各种虚假仪器。其控制面板外形和操作方式都与实物相似，可实现虚假实验；②软件带有丰富的电路元件库，并供给多种电路解析方法；③可采用直观的电路图输入方式。绘制电路图需要的元器件、电路仿真需要的测试仪器均可直接从运行的窗口上采用；④操作方便、易学易用，很适合电子类课程的授课和实验。三、Multisim的结构Multisim2001由五部分组成：输入模块、器件模块办理模块、解析模块、虚假仪器模块、后续办理模块。各模块的功能以下：输入模块：用户以图形方式输入电路图。器件模块办理模块：Multisim2001供给了丰富的元件，并可对元件属性进行编写，还可以够创办新元件。解析模块：Multisim2001的解析方法比较丰富，共有18种解析方法。除具有Spice基本解析方法外，还有些特有的功能，比方零极点解析。虚假仪器模块：是Multisim2001最有特色的部分。与EWB对照，它种类更多，使用操作更方便。优秀文档合用标准文案后理模：可行路解析果的后理，包括与多种件的。其中解析模与虚器模组成了大的解析与仿真功能。第二节Multisim仿真软件绘制电路图一、对元件的操作（一）创办元件于元件中没有的元件，能够依照已知的模型参数行建。建后的元件只能存在User数据中。建元件，Tools/CreateComponent⋯命令，程序会自引建元件，即出CreateComponentWizard框。下面以晶体管9013例明建程。①入元件的基本属性，如1.1所示。其中在ComponentName文本框入元件名；在ComponentType下拉列表框元件型。在如框中置元件的封装参数图输入元件的基本属性图设置元件的封装参数③在如1.3所示的框中元件的符号④在如1.4所示的框中元件封装形式中引脚名称与号的关系优秀文档合用标准文案图编写元件的符号图元件引脚与编号对应关系⑤编写元件的模型参数⑥编写仿真模型中引脚名称与编号的对应关系六步达成以后，单击Finish按钮，此元件就增加到元件库中了。（二）对元件赋值如需要对器件赋值，则用鼠标双击器件（比方电容），出现一个赋值对话框，如图1.5所示。而后点击Edit按钮，在如图1.6所示对话框中对电容进行赋值即可。图元件赋值图图电容赋值图（三）旋转元件优秀文档合用标准文案要旋转一个在电路窗口中的元件，即右击元件，弹出如图1.7所示的快捷菜单，进行相应操作。FlipHorizontal（水平翻转）、FlipVertical（垂直翻转）、90Clockwise（顺时针转90°）、90ClockwiseCW（逆时针转90°）。自然也可在选中元件后，选择Edit菜单栏中相应的命令进行操作[4]。（四）代替原件若代替一个在电路中的元件，第一双击元件，也可选中元件后选择Place｜ReplaceComponent命令，出现所选元件的对话框，如下图。而后单击Replace按钮，则出现ComponentBrowser阅读器，选择适合的元件，单击OK即可。（五）搬动元件若搬动一个在电路窗口中的元件，第一单击此元件，将元件选中，按住鼠标将元件拖动至适合地址，再释放鼠标，元件就被放置在电路窗口中了。图元件旋转图图元件代替图二、绘图的基本操作（一）连线在电路图窗口中，经过连线（Wire）将元件与元件或元件与仪器连结起来。Multisim中没有特地的连线命令，是自动的连线功能。其过程为：将鼠标置于元件的端点处，光标变成一个黑色的点，说明能够连线了。尔后拖动鼠标，出优秀文档合用标准文案现虚线。到达另一端点处单击，则连线达成，松开鼠标即可。（二）改变连线颜色改变连线颜色，只需将光标移到连线上，右击即弹出快捷菜单，如图1.9所示。而后选择Color命令，出现Color设置对话框便能够设置新的颜色了。图连线颜色改变图图连线方向改变图（三）删除、搬动连线第一选中连线，方法是单击连线，处于选中状态的连线如图1.10所示。删除连线只需单击Delete键即可。搬动连线则按住鼠标左键，拖动连线至适合地址即可。（四）放置连结点在Multisim中，若连线成T型交错时，会自动出现连结点（Junction）。手动放置连结点，需选择Edit｜PlaceJunction命令，光标上就出现一个连结点，尔后拖动连结点至适合地址，再单击就行了。第三节本章小结经过学习和查阅相关资料，大体掌握了软件的操作，拿一些简单的电路进行练习，发现有些元器件没能找到，拿一些简单的电路进行练习，需要连续加强锻炼。Multisim10确实是个寥寥可数的电路仿真工具，减少了实质操作中连结电路带来的一系列麻烦，直观简单，电路纠错方面，能够如数家珍，运行错误也会有提示指出出错的原因，防备了很多不用要的麻烦。优秀文档合用标准文案第二章数字式稳压电源基础知识与原理解析在全部的电子设备中，都需要牢固的直流电源供电。诚然在有些情况下（如便携式设备）可用化学电池作为直流电源，但大多数情况是利用电网供给的交流电压经过变换而获取的直流电源的。本章将介绍单相小功率直流电源的整流电路、电容滤波电路和稳压电路尔后介绍数字电路的知识。第一节稳压电源归纳一、电器释义稳压电源（stabilizedvoltagesupply）是能为负载供给牢固交流电源或直流电源的电子装置。包括交流稳压电源和直流稳压电源两大类。二、发展历史1955年美国的科学家罗那（G.H.Royer）第一研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。今后，利用这一技术的各种形式的精益求精不断地被研制和涌现出来，从而代替了早期采用的寿命短、可靠性差、变换效率低的旋转和机械振子示换流设备。由于晶体管直流变换器中的功率晶体管工作在开关状态，所以由此而制成的稳压电源输出的组数多、极性可变、效率高、体积小、重量轻，所以当时被广泛地应用于航天及军事电子设备。由于那时的微电子设备及技术十分落后，不能够制作出耐压高、开关速度较高、功率较大的晶体管，所以这个时期的直流变换器只能采用低电压输入，而且变换的速度也不能够太高。60年代，由于微电子技术的迅速发展，高反压的晶体管出现了，今后直流变换器就可以直接由市电经整流、滤波后输入，不再需要工频变压器降压了，从而极大地扩大了它的应用范围，并在此基础上出生了无工频降压变压器的开关电源。省却了工频变压器，又使开关稳压电源的体积和重量大为减小，开关稳压电源优秀文档合用标准文案才真实做到了效率高、体积小、重量轻。70年代今后，与这类技术相关的高频，高反压的功率晶体管、高频电容、开关二极管、开关变压器的铁芯等元件也不断地研制和生产出来，使无工频变压器开关稳压电源获取了飞速的发展，而且被广泛地应用于电子计算机、通讯、航天、彩色电视机等领域，从而使无工频变压器开关稳压电源成为各种电源的佼佼者。三、交流稳压电源又称交流稳压器。随着电子技术的发展，特别是电子计算机技术应用到各工业、科研领域后，各种电子设备都要求牢固的交流电源供电，电网直接供电已不能够满足需要，交流稳压电源的出现解决了这一问题。常用的交流稳压电源有：①铁磁谐振式交流稳压器②磁放大器式交流稳压器③滑动式交流稳压器④感觉式交流稳压器⑤晶闸管交流稳压器四、直流稳压电源又称直流稳压器。它的供电电压多数是交流电压，当交流供电电压的电压或输出负载电阻变化时，稳压器的直接输出电压都能保持牢固。稳压器的参数有电压牢固度、纹波系数和响应速度等。前者表示输入电压的变化对输出电压的影响。纹波系数表示在额定工作情况下，输出电压中交流重量的大小；后者表示输入电压或负载急巨变化时，电压回到正常值所需时间。直流稳压电源分连续导电式与开关式两类。前者由工频变压器把单相或三相交流电压变到适合值，尔后经整流、滤波，获取不牢固的直流电源，再经稳压电路获取牢固电压(或电流)。这类电源线路简单、纹波小、相互搅乱小，但体积大、耗材多，效率低(常低于40％～60％)。后者以改变调整元件(或开关)的通断时间比来调治输出电压，从而达到稳压。这类电源功耗小，效率可达85％左右，但弊端是纹波大、相互搅乱大。所以，80年代以来发展迅速。从工作方式上可分为：①可控整流型②斩波型③变换器型优秀文档合用标准文案五、电源用途交流稳压电源应用于计算机及其周边装置、医疗电子仪器、通讯广播设备、工业电子设备、自动生产线等现代高科技产品的稳压和保护。直流稳压电源广泛应用于国防、科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等的直流供电[5]。第二节数字式直流稳压电源归纳一、数字式直流稳压电路数字电源器件必定包括可配置控制器内核，再加上一个能作为DC/DC或AC/DC电源变换应用的集成PWM控制器，器件内部以数字形式执行回路变换功能，平时认为若是能够进行通信，数字电源经过串行接口扩展了监测和控制功能，使电源设计更简单、更灵便，数字式稳压电源与传统稳压电源电路对照，拥有操作方便、电压牢固度高的特色．当前，数字式直流稳压电源是电子技术常用的设备之一，广泛应用于授课、科研等领域[6]。二、直流稳压电源电路组成归纳在电子电路中，平时都需要电压牢固的直流电源供电。小功率的稳压电源的组成以以下图所示，它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四部分组成。图直流电源的结构图和旋转过程图优秀文档合用标准文案（一）直流稳压电源各部分原理变压器是一种利用电磁感觉传达电能和信号的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。功能：变电压、电力系统变电流：电流互感器变阻抗：电子线路中的阻抗般配作用：①将电网电压变成所需的电源电压②将直流电源与交流电网隔断++ZUN2U2NL11--图理想变压器注：理想变压器满足：I1U2N21=P2）I2U1N1（P（二）整流部分整流原理：利用二极管的单导游电性，把交流变成脉动的直流作用：将变换后的交流电压变换为单方向的脉动电压。(AC→DC)说明：①单方向的脉动电压存在很大脉动成份，不能够直接供给给负载②脉动谐波成份——纹波解析时可把二极管看作理想元件办理：二极管的正导游通电阻为零，反向电阻为无量大。技术：二极管的单导游电性常有的整流电路：半波、全波、桥式、倍压整流、单相和三相整流等。优秀文档合用标准文案单相半波整流电路①电路图：以以下图，利用二极管的单导游电性，在负载电阻RL上获取单向脉动VO图单项半波整流电路图单项半波整流电路波形图②电路特色：电路结构简单，输出电压颠簸较大、效率低输出的直流电压值为12U2sintdt2UoU20.45U220(2.1)③参数计算整流电压平均值Uo为Uo12U2sintdt2U22(2.2)20整流电流平均值Io为IoUoRLRL2.3）流过每个二级管电流平均值ID为IDIo2.4）每个二级管承受的最高反向电压UDRM为优秀文档合用标准文案UDRM2U（2.5）变压器副边电流有效值I为12I20iodt01.57Io2.6）④二极管的选择：整流电流平均值ID与最高反向电压UDRM是选择整流二极管的主要依照。选管时应满足IMID,URWMURDM（）D管的最大整流电流IF必定大于实质流过二极管的平均电流IDO为IFIDOULO0.45U2（）RLRL整流电流平均值Io为IoUo（）RLRL流过每个二级管电流平均值ID为IDIo2.10）每个二级管承受的最高反向电压UDRM为UDRM2U（变压器副边电流有效值I为12I20iodt01.57Io2.12）半波整流电路的优点：结构简单，使用的元件少。弊端：只利用了电源的半个周期，所以电源利用率低，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大；变压器电流含有直流成分，简单饱和。故半波整流只用在要求不高，输出电流较小的场合。全波整流电路①电路图以以下图，二极管D1、D2分别在V2的正、负半周导通，在RL上获取以以下图电压波优秀文档合用标准文案形。图全波整流电路图全波整流电路波形图②电路特色：是输出电压颠簸小，变压需中心抽头，绕制复杂，成本高，粗笨③工作原理：在U2正半周：D1导通、D2管截止，负载中有电流流过；在U2负半周：D1截止、D2管导通，负载中有电流流过。④参数计算：输出的直流电压值为VO12V2sintdt22V220(2.13)流过负载平均电流为IDOUOU2RLRL流过整流二极管的平均电流为IF1IDOU22RL整流二极管的最大反向电压为UDR22U22.16）

2.14）2.15）优秀文档合用标准文案⑤二极管的选择：D管的最大整流电流IF必定大于实质流过二极管的平均电流IDO为IFIDPUL0.45U2RLRL（2.17）D管的最大反向工作电压UR必定大于二极管实质所承受的最大反向峰值电压URM为URURM22U2（2.18）桥式整流电路①电路图以以下图，二极管D1、D2、D3、D4四只二极管接成电桥的形式，名称由此而来。图桥式整流电路②工作原理：在V2的正半周，D1、D3导通，D2、D4截止，经过D1、D3给RL供给电流，方向由上向下；在V2的负半周，D2、D4导通，D1、D3截止，经过D2、D4给RL供给电流，方向依旧是由上向下由此获取图2.2.8示的整流波形。优秀文档合用标准文案图桥式整流电路波形图Vo的大小与全波整流电路相同，即VO22V22③参数计算：输出的直流电压值为VO12V2sintd220tV22流过负载平均电流为IDOVOV2RLRL流过整流二极管的平均电流为1U2IF2IDO0.45RL整流二极管的最大反向电压为UDRU24、整流二极管的选择（1）D管的最大整流电流I必定大于实质流过二极管的平均电流I为FDOIFIDOULO0.45U2RLRL

2.19）2.20）2.21）2.22）2.23）2.24）优秀文档合用标准文案（2）D管的最大反向工作电压UR必定大于二极管实质所承受的最大反向峰值电压URM为URURM22U2（）（三）滤波电路交流电压经整流电路整流后输出的是脉动直流，其中既有直流成份又有交流成份。滤波原理：滤波电路利用储能元件电容两端的电压(或经过电感中的电流)不能够突变的特性，滤掉整流电路输出电压中的交流成份，保留其直流成份，达到圆滑输出电压波形的目的。方法：将电容与负载RL并联(或将电感与负载RL串通)。作用：对整流电路输出的脉动直流进行圆滑，使之成为含交变成份很小的直流电压。说明：①滤波电路实际上是一个低通滤波器。②截止频率低于整流输出电压的基波频率电路形式：●电容滤波●电感滤波L型滤波电路型滤波电路电容滤波电路尽管整流后的电压为直流电压，但颠簸较大，依旧不能够直接作为电源使用，还需进一步滤波，将其中的交流成份滤掉。滤波平时是采用电容或电感的能量储藏作用来实现的常用的滤波电路有电容滤波、电感滤波、倒L型滤波、型滤波等几种。在小功率整流滤波电路中，电容滤波是最常用的一种，其特色是结构简单，收效较好。本节中只介绍电容滤波电路。电感滤波电路主要用于大电路中，其他滤波电路自行解析[7]。电路组成：优秀文档合用标准文案图电容滤波电路电容滤波的原理：电容是一个能储蓄电荷的元件。有了电荷，两极板之间就有电压UC=Q/C。在电容量不变时，要改变两端电压就必定改变两端电荷，而电荷改变的速度，取决于充放电时间常数。时间常数越大，电荷改变得越慢，则电压变化也越慢，即交流重量越小，也就“滤除”了交流重量。图电容滤波电路波形图工作原理：（1）负载未接入（开关S断开）时：设电容两端初始电压为零，接入交流电源后，当V2为正半周时，V2经过D1、D3向电容C充电；V2为负半周时，经D2、D4向电容C充电。充电时间常数为c=RintC（2.26）其中Rint包括变压器副绕组的直流电阻和二极管的正向电阻。由于Rint一般很小，电容器很快就充电到交流电压V2的最大值V2，由于电容无放电回路，故输出电压（电容C两端的电压）保持在V2不变。（2）1接入负载RL（开关S合上）时：设变压器副边电压V2从0开始上升时接入RL，由于电容已到V2，故刚接入负载时，V2＜VC，二极管在反向电压作用下而截止，电容C经RL放电，放电时间常数为：d=RLC。因d一般较大，故电容两端电压Vc(即Vo)按指数规律慢下降（图中a,b段）。2当V2升至V2＞VC时，二极管D1、D3在正向电压作用下而导通，此时V2经D1、D3一方面向RL供给电流，一方面向C充电（接入RL后充电时间常数变成C=RL//RintC优秀文档合用标准文案≈RintC）。VC将如图中b、c段所示3当V2又降至V2＜VC时，二极管又截止，电容C又向RL放电，如图中c、d段所示.电容这样周而复始充放电，就获取了一个以以下图的锯齿波电压VO=VC，因此可知输出电压的颠簸大大减小。4为了获取圆滑的负载电压，一般取d=RLC≥(35)T/2(T为交流电周期20ms)此时：Vo=(1.11.2)V2图单相桥式整流、电容滤波电路的电压、电流波形电容滤波的特色RLC越大，电容放电速度越慢，负载电压中的纹波成份越小，负载平均电压越高。为了获取圆滑的输出电压，一般取：RLC≧（3—5）T/2(T—交流电源电压周期)。②RL越小，输出电压越小。当C一准时，RL→∞时，即空载为（2.27）LO2当C=0时，即无电容时为（2.28）LO2一般情况下为ULO=（1.1~1.2)U2（2.29）③电容滤波合用于负载电压较高、负载变化不大的场合[8]。电感滤波电路若要进一步减小输出电压的脉动程度，采用电感电容滤波器。①电路图优秀文档合用标准文案图电感滤波电路②电感滤波的原理：电感滤波是利用电感的储能来减小输出电压纹波的。当电感中电流增大时，自电感电动势的方向与原电流方向相反，自感电动势阻拦电位增加的同时，也将能量储蓄起来，使电流的变化减小；反之，当电感中电流减少时，自感电动势的作用阻拦电流的减少，同时释放能量，使电流变化减小，所以，电流的变化小，电压的纹波获取控制。对直流重量:XL=0，L相当于短路,电压大多数降在RL上。对谐波重量:f越高,XL越大,电压大多数降在L上。因此,在负载上获取比较圆滑的直流电压[8]。LC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更加适合。电感滤波电路的几点说明：越大、RL越小，输出电压纹波越小；忽略电感内阻，ULO2（理论值）；电感滤波合用于低电压，大电流的场合。（四）稳压部分稳压电路（稳压器）是为电路或负载供给牢固的输出电压的一种电子设备。稳压电路的输出电压大小基本上与电网电压、负载及环境温度的变化没关。理想的稳压器是输出阻抗为零的恒压源。实质上，它是内阻很小的电压源。其内阻越小，稳压性能越好。稳压电路是整个电子系统的一个组成部分，也能够是一个独立的电子部件。作用：保持输出直流电压的基本牢固。说明：①经过滤波电路后的电压的牢固性比较差。②电压受温度、负载、电网电压颠簸等因素的影响较大稳压管电路组成（并联稳压电路）：①电路图：优秀文档合用标准文案图稳压电路②说明：R——限流电阻Dz——稳压二极管稳压管稳压原理：利用稳压管在反向击穿时电流可在较大范围内变动但击穿电压却基本不变的特色而实现的。工作原理：U=U，I=I+I（2.30）OZROZUO↓→IZ↓→IR↓→UR↓→UO↑2.31）4.R的取值范围：（UImax-U)/IZmax≦R≦(UImin-U)/(IZmin+U/RLmin)（）ZZZ注：一般情况下，在稳压管安全工作条件下，R应尽可能小，从而使输出电流范围增大。三、数字部分数字系统中，数码和字符常常是以必然的代码形式出现的，显示译码器的作用是将这些代码译码，再由数码显示器将数码和字符直观的显示出来，供人们直接读取。电路的输出采用单刀双掷开关控制高低电平，数码显示输出电压的大小，用74LS47、74LS248为段译码/驱动器。其中，74LS47可用来驱动共阳极的发光二极管显示器；而74LS248则用来驱动共阴极的发光二极管显示器。74LS47为集电极开路输出，使用时要外接电阻；而74LS238的内部有升压电阻，能够直接与显示器相连结。由于电路采用单刀双掷开关作为数模转输入值，而且单刀双掷输出可是代表电压值的代码，而不代表详尽电压，所以不用考虑与D/A接口的问题，直接采用74LS248作为静态显示，优秀文档合用标准文案小数点接电源而使其常亮[10]。四、直流稳压电源的技术指标直流稳压电源的技术指标能够分为两大类：一类是特色指标，反响直流稳压电源的固有特色，如输入电压、输出电压、输出电流、输出电压调治范围；另一类是质量指标，反响直流稳压电源的利害，包括牢固度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。其中稳压系数γ的定义是负载固准时输出电压的相对变化量与稳压电路的输入电压的相对变化量之比。温度系数ST是反响温度变化对输出电压的影响；输出电阻RO反响负载电流变化对输出电压的影响；纹波电压是指稳压电路输出端交流重量的有效值，它表示输出电压的渺小颠簸。可见，上述系数越小，输出电压越牢固。1、特色指标（1）输出电压范围吻合直流稳压电源工作条件情况下，能够正常工作的输出电压范围。该指标的上限是由最大输入电压和最小输入－输出电压差所规定，而其下限由直流稳压电源内部的基准电压值决定。（2）最大输入－输出电压差该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所赞同的最大输入－输出之间的电压差值，其值主要取决于直流稳压电源内部调整晶体管的耐压指标。（3）最小输入－输出电压差该指标表征在保证直流稳压电源正常工作条件下，所需的最小输入－输出之间的电压差值。（4）输出负载电流范围输出负载电流范围又称为输出电流范围，在这一电流范围内，直流稳压电源应能保证符合指标规范所给出的指标。2、质量指标（1）电压调整率SV电压调整率是表征直流稳压电源稳压性能的利害的重要指标，又称为稳压系数或稳定系数，它表征当输入电压VI变化时直流稳压电源输出电压VO牢固的程度，平时以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比表示。优秀文档合用标准文案（2）电流调整率SI电流调整率是反响直流稳压电源负载能力的一项主要自指标，又称为电流牢固系数。它表征当输入电压不变时，直流稳压电源对由于负载电流（输出电流）变化而引起的输出电压的颠簸的控制能力，在规定的负载电流变化的条件下，平时以单位输出电压下的输出电压变化值的百分比来表示直流稳压电源的电流调整率。（3）纹波控制比SR纹波控制比反响了直流稳压电源对输入端引入的市电电压的控制能力，当直流稳压电源输入和输出条件保持不变时，纹波控制比常以输入纹波电压峰－峰值与输出纹波电压峰－峰值之比表示，一般用分贝数表示，但是有时也能够用百分数表示，或直接用两者的比值表示。（4）温度牢固性K集成直流稳压电源的温度牢固性是以在所规定的直流稳压电源工作温度Ti最大变化范围内（Tmin≤Ti≤Tmax）直流稳压电源输出电压的相对变化的百分比值。3、极限指标1）最大输入电压是保证直流稳压电源安全工作的最大输入电压。2）最大输出电流是保证稳压器安全工作所赞同的最大输出电流。第三节本章小结本章介绍了直流稳压电源的组成，各部分电路的结构、工作原理和性能指标等。主要内容归纳以下：（1）小功率直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路组成。整流电路将交流电压变成脉动的直流电压，滤波电路可减少脉动使直流电压圆滑，稳压电路的作用是在电网电压颠簸或负载电流变化时保持输出电压基本不变。2）单相整流电路有半波和全波两种，最常用的是单相整流电路和单相桥式整流电路。解析桥式整流电路时，应分别判断在变压器二次电压正、负半周两种情况下二极管的工作状态（导通或截止）从而获取负载两端的电压、及电流波形，并由此获取输出优秀文档合用标准文案电压和电流的平均值，以及二极管的最大整流平均电流和所承受的最高反向电压（3）电容滤波电路最简单且应用最广。在RLC(35)T时，滤波电路的输出电源2大体为1.2V2。负载电流较大时，应采用电感滤波；对滤波收效要求较高时，可采用复式滤波。第三章电路设计电路的设计就是依照详尽的电路详尽性能要求，设计出达成该电路功能的最简的模拟电路，优秀的电路设计图，不论是从整体的雅观性，还是电路的各部分的搭建是合理性，都提出了较高的要求，必定从整体去考虑电路每个模块的成立。第一节设计目的和主要参数一、设计目的1．学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握模拟、数字电路设计的基本方法、设计步骤，培养综合设计与调试能力。2．学会数字式稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。3．培养实践技术，提高解析和解决实责问题的能力。经过数字式稳压电流电路的设计和运用，学会选择变压器、整流二极管、滤波电容及集成稳压器来设计直流稳压电源。掌握直流稳压电源的主要性能参数及测试方法，以及熟悉Multisim软件的运用。二、主要参数主要参数电压调整率SU(稳压系数)反响当负载电流和环境温度不变时，电网电压颠簸对稳压电路的影响。优秀文档合用标准文案SUUoUo100%Io00.005~0.02%（3.1）UIT0电流调整率SI反响当输入电压和环境温度不变时，输出电流变化时输出电压保持牢固的能力，即稳压电路的带负载能力。SIUo100%UI0（3.2）UoT0输出电压UO最大输出电流IOM最小输入、输出电压差(Ui-UO)min最大输入电压UiM最大功耗PMPM(UIMUO)IOM（3.3）第二节设计步骤一、电路图设计（一）确立目标设计整个系统是由那些模块组成，各个模块之间的信号传输，并画出数字式直流稳压电源方框图。数字式直流稳压电源方框图电路流程图3.1。1）系统解析：依照系统功能，选择各模块所用电路形式。2）参数选择：依照系统指标的要求，确立各模块电路中元件的参数。3）总电路图：连结各模块电路。优秀文档合用标准文案图数控直流电源原理表示图第三节电路设计一、控制电路的设计控制电路是整个电路的核心部分，主要用来产生电压控制码。输出电压在0-9V之间任意的一个值。为了简化电路，由4个单刀双掷组成。它能够供给16个状态。若要实现三角波的输出，还需要用于记忆递加或递减的控制位[11]。二、数显电路的设计这里采用数码显示输出电压大小，用74LS47、74LS248为段译码/驱动器。其中，74LS47可用来驱动共阳极的发光二极管显示器；而74LS248则用来驱动共阴极的发光二极管显示器。74LS47为集电极开路输出，使用时要外接电阻；而74LS248的内部有升压电阻，能够直接与显示器相连结．由于电路采用单刀双掷开关，而不代表详尽电压，所以不用考虑与D/A接口的问题。直接采用两片74LS248作为静态显示，小数点接电源而使其常亮[12]。三、数模变换和输出电路的设计数模变换电路由变换器IDAC和运放NE5534组成。输出调整管采用大功率达林顿管TIPl32，其额定电压为100V，额定电流为8A。IDAC输出模拟量经49：1的分压器分压，运放将其变换成与数字端输入的数值成正比的模拟输出电压，输出电压大小为：vout-R2V[13]。R1优秀文档合用标准文案四、电路原理整体图数字式稳压电源分为三部分，数字电压控制部分、数模变换部分、放大输出部分，如图3.2所示图数字式稳压电源原理图第四节本章小结本方案使4个单刀双掷开关做为电路输入控制，运用74ls47作为数码管的驱动芯片，把4个单刀双掷开关经过IDAC进行数模变换，变换的模拟信号经过NE5534分压进行放大，用了运放和调整管作为稳压电路，输出电压可调，功率也较高，能够输出较大的电流。牢固效果特别好。优秀文档合用标准文案第四章仿真与结果解析在电子电路设计过程中，设计人员依照给定的功能和技术指标，确立最后的设计方案（包括电路结构和元件参数）时，检验设计可否满足预定要求的传统方法：用户人工对电路进行估计并在实验板上组装电路进行实质测试。这一过程常常需要屡次的多次才能有可能获取最佳方案。本章主若是运用multisim仿真软件对所设计的电路进行模拟仿真，得出结果，解析电路是否是最优设计。第一节各部分电路仿真解析Multisim是EDA众多优秀软件中较为突出的软件之一，它能够达成电路原理图输入、电路解析，仿真等全套自动化工序。一、数显电路的仿真实现如图4.1所示，7412,47是驱动共阳数码管的译码驱动器。用逻辑电平开关来代替BCD码；调整开关J1、J2，J3，J4的状态，能够获取不相同的BCD码组合；运行仿真，"拨动开关"数码管的显示结果会随之变化，R1在实质应用电路中是一个较为适用的器件。若是没有这只电阻，数码管极易受损坏。在实质电路中，采用74LS248，分别改变各个开关的状态，观察显示值的变化并记录。[14]优秀文档合用标准文案图数显电路仿真图二、数字电路的控制部分如图4.2所示，采用了两个按键，分别为"+"和"一"，用来调治设定电压，能够以0．1V的步进增加或减少。按下"+"和"一"键，产生的脉冲输入到74LSl92的CP+或CP-端来控制74LSl92的输出是作加计数还是减计数。图数字电路控制仿真图三、数模变换电路的仿真实现将图4.3中的四个单刀双掷开关依照二进制自然码序次开关，使得每个开关都在运算放大器的同相端和反相端间切换观察输出电压。测试结果解析，输出电压吻合设计要求。优秀文档合用标准文案图倒T型电阻网络D/A变换电路仿真图四、输出电路的仿真实现输出仿真电路由运放NE5534和调整管Q1组成，调整管采用大功率达林顿管2N6038，运放和调整管组成射极随从器，如图4.4所示，调整管的输出电压精确地与D/A变换器输出电压保持一致[15]。图输出电路的仿真图采用虚假数字万用表对仿真电路进行解析，单击"电压档"按钮，测试电路的输出电压值。第二节输出电压的稳压仿真解析输出电压发生变化的原因，一是单刀双掷开关电压颠簸，二是负载电阻变化。而稳压是优秀文档合用标准文案经过负反响来实现的。当单刀双掷开关控制输入电压颠簸，也许负载变动使负载电阻改变，经过二级反响放大电路，使电路依旧保持输出电压基本变，从而实现稳压的目的。如图4.5数字电路仿真图如图数字稳压电路仿真图若需进一步提高输出电压，在不改变调治精度的前提下，增加单刀双掷开关的个数和相应D/A变换器的个数，扩大数显指示范围，配合采用高电压输出运放，即能满足所需要求，也许把单刀双掷开关改为BCD码计数器。优秀文档合用标准文案本设计介绍的数字式直流稳压电源，有机地将数字技术和模拟技术结合起来，它主要由单刀双掷开关、LED显示、IDAC、运放等所组成，实现功能为经过开关使输出电压在0-9内以1V的可调。该电路拥有、操作方便、成本低、性能可靠、合用性强等优点。第三节本章小节仿真中遇到的问题及解决：电路线路比很多，简单出现短路现象，需耐心，整理后得出正确电路。电路连结时，有很多元器件没有找到（如NE5534），于是使用了multisim10的search功能，经过这个功能找到了该元器件。仿真数据不正确，解析发现电路中有些电阻的值设置出错，于是更正，更悔过后数据正确。经过设计的电路的仿真，不但让我进一步熟悉了仿真multisim而且还更加熟悉了此电路的原理和理解了电路图的设计的方法，懂得了电路图的每一部分都有很重要的作用，每一部分都是有理有据的，前后都是有联系的。优秀文档合用标准文案结论经过采用Multisim10电子电路仿真软件数字式稳压电源各部分进行仿真研究，能够直接从仿真软件中的模拟测量电子仪器、仪表观察串通型直流稳压电源各个不相同部位的输入电压波形，输出电压波形，读出输入、输出电压值，输入、输出电流值等等。经过它能够很快的找到故障，消除故障．能帮助我们较快、较好的掌握串通型直流稳压电源的工作原理。通过Multisim10电子电路仿真软件对数字式稳压直流稳压电源仿真，可知Multisim10电子电路仿真软件界面好，元器件库丰富，功能富强，测量电子仪器齐全，易学、易用、快捷、方便、真实、正确。很适合电子设备设计、我们对电子设备电路仿真研究。设计过程中出现了一些困难，经过查阅资料和向老师同学求助，我获取认识决方法，培养了我解决问题的能力以及面对困难积极对付的心态。毕业设计将我们所学的知识运用发挥的淋漓尽致，是对大学四年学习的一种考验，也是升华。把书本的知识运用到实质生活，这才是我们学习的要旨，学习知识就是应该灵便运用，相信这些知识能够帮助我们在今后的工作中办理相应问题。优秀文档合用标准文案道谢四年的学习深造立刻结束，在此我要感谢*大学给我这个学习接触通讯类知识的机会，感谢电子信息工程系对我的培养，以及感谢指导员*老师在生活上给我的关爱和在学习上给我的激励，还要特别感谢我的导师。我不是您最优秀的学生，而您倒是我最尊敬的老师。您治学慎重，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我创办了一种优秀的精神氛围。授人以鱼不如授人以渔，置身此间，耳擩目染，耳擩目染，使我不但接受了崭新的思想看法，成立了宏伟的学术目标，领悟了基本的思虑方式，从论文题目的选定到论文写作的指导，经由您悉心的点拨,再经思虑后的领悟,常常让我有“山重水复疑无路，峰回路转又一村”。最后再一次感谢全部在毕业设计中从前帮助过我的良师良朋和师姐，以及在设计中被我引用或参照的论著的作者。优秀文档合用标准文案参照文件[1]刘桂英，刘高潮，黄国华串通型直流稳压电源的仿真解析1．广西师范学院物理系，广西南宁530001；2．桂林工学院南宁分院，广西南宁530001莫怀忠，贵州电子信息职业技术学院杨瑞兰，翟学东河南工业职业技术学院，南阳473009詹再生，张江伟徐州工业职业技术学院信电系。江苏徐州221106任德齐，陈松电子设计自动技术北京电子工业初版社2002余云华，懂传岱数字电子技术东营石油大学初版社LatticeDataBookLATTICESEMICONDUCTORCORPORATION1994毕满清，高文化模拟电子技术基础北京电子工业初版社2010李小珉，叶小慧数字电子技术基础题解武汉华中科技大学初版社2007陈大钦，杨华模拟电子技术基础第2版北京高等教育初版社2000中国集成电路大会编委会中国集成电路大全——TTL集成电路北京国防工业出版社1985优秀文档合用标准文案电子工程手册编委会等中外集成电路简短速查手册——TTL，CMOS北京电子工业初版社1991[13]美ThomasL.Floyd.DigitalFundamentals数字基础第7版北京科学初版社，2002美RobertD.Thompson马爱文，等译电子工业初版社北京2003虞益彬科技广场北京附件一、英文原文AFlexibleQualityofServiceModelforMobileAd-HocNetworksHannanXIAO1,WinstonK.G.SEAH2tAnthonyLO2andKeeChaingCHUA2Abstract-Qualityofservice(QoS)supportinMobileAd-hocNETworks(MANETs)isachallengingtask.MostoftheproposalsintheliteratureonlyaddresscertainaspectsoftheQoSsupport,e.g.,QoSrouting,QoSmediumaccesscontrol(MAC)andresourcereservation.However,noneofthemproposesaQoSmodelforMANETs.Meanwhile,twoQoSmodelshavebeenproposedfortheInternet,viz.,theIntegratedServices(IntServ)modelandtheDifferentiatedServices(DiffServ)model,butthesemodelsareaimedforwirednetworks.Inthispaper,weproposeaflexibleQoSmodelforMANETs(FQMM)whichconsidersthecharacteristicsofMANETsandcombinesthehighqualityQoSofIntServandservicedifferentiationofDiffServ.SalientfeaturesofFQMMinclude:dynamicsrolesofnodes,hybridprovisioningandadaptiveconditioning.PreliminarysimulationresultsshowthatFQMMachievesbetterperformanceintermsofthroughputandservicedifferentiationthanthebesteffortmodel.优秀文档合用标准文案I.IntroductionAMobileAd-hocNETwork(MANET)isacollectionofwirelessmobilenodesdynamicallyformingatemporarynetworkwithouttheuseofanyexistingnetworkinfrastructureorcentralizedadministration.MANETshavetheirownadvantagessuchashighrobustnessandeasytosetupdespitetheresourceconstraintslikelimitedbandwidthandpower.TypicalapplicationsofMANETsareintacticalnetworkinganddisasterrecoveryoperations.Recently,therisingpopularityofmultimediaapplicationsamongendusersinvariousnetworksandthepotentialusageofMANETsincivilianlifehaveledtoresearchinterestinprovidingQOSsupportinMANETs.Aspointedoutin[5],itisahugechallengetoprovideQoSinMANETs.Anetwork'sabilitytoprovideaspecifiedqualityofservicebetweenasetofendpointsdependsupontheinherentperformancepropertiessuchasdelay,throughput,lossrate,errorrateofthelinksandnodes,thetrafficloadwithinthenetwork,andthecontrolalgorithmsoperatingatdifferentlayersofthenetwork[l2].InMANETs,thequalityofawirelesslink(e.g.,itscapacityorsignal-to-noiseratio)isapttobehighlyvariableandtheenvironmentalconditionsinfluencingthewirelesslinkataparticulartimearenotlikelytobeknowncompletelyorinadvance.Furthermore,nodemobilityanddynamicnetworkinfrastructuremaketheproblemmorecomplex.Intheliterature,researchersworkoncertainaspectsofQoSinMANETincludingQoSrouting[12],QoSMAC[9]andresourcereservation[8].WhiletheproposedprotocolsaresufficienttomeettheQoSneedsundercertainassumptions,noneofthemproposesaQoSmodelforMANETs.WearguethataQoSmodelforMANETsshouldfirstconsiderthefeaturesofMANETs,e.g.,dynamictopology,time-varyinglinkcapacityandlimitedpower.Inaddition,astheapplicationsofMANETsintheciviliansectorbecomemoreandmorepopular,weassumethatMANETswillbeseamlesslyconnectedtotheInternetinthefuture.Therefore,theQoSmodelforMANETshouldalsoconsidertheexistingQoSarchitecturesfortheInternet.Basedontheseassumptions,weproposeaflexibleQoSmodelforMANETs(FQMM)afterinvestigatingindetailtheapplicabilityofbothIntServandDiffServwithrespecttothecharacteristicsofMANETs.Ourproposedmodelhasthefollowingfeatures:nodeshavedynamicroles,ahybridprovisioningschemethatcombinesthepep-flowgranularityinIntServandper-classgranularityinDiffServ,andarelativeandadaptivetrafficprofiletomaintainconsistentdifferentiationbetweentraffictypesandkeepupwiththedynamicsofthenetwork.QoSroutingandresourcemanagementarealsodiscussedandthroughputisstudiedasamainQoSparameterthroughsimulation.11.IntServ,DifBervandMANETsThissectiondiscussestheapplicabilityofIntServandDifEervinMANETs.A.IntServandMANETsTheideabehindIntServisborrowedfromtheparadigmofthetelephonyworldandB-ISDN,i.e.,adoptingavirtualcircuitconnectionmechanism.TheResourceReservationProtocol(RSVP)isusedasasignalingprotocoltosetupandmaintainthevirtualconnections.Routersapplycorrespondingresourcemanagementschemes,e.g.,ClassBasedQueueing(CBQ)tosupporttheQoSspecificationsoftheconnection.Basedonthesemechanisms,IntServprovidesquantitativeQoSforeveryflow$.The优秀文档合用标准文案prosandconsoftheIntServapproachinMANETsareenumeratedbelow.Scalability:IntServprovidesper-flowgranularity,sotheamountofstateinformationincreasesproportionallywiththenumberofflows.Thisresultsinahugestorageandprocessingoverheadonrouters,whichisthewell-knownscalabilityproblemofIntServ.ThescalabilityproblemislesslikelytooccurincurrentMANETsconsideringthesmallnumberofflows,thelimitedsizeofthenetworkandthebandwidthofthewirelesslink.Ontheotherhand,asfastradiosandefficientlowbandwidthcompressiontechnologydeveloprapidly,theemergenceofhighspeedandlargesizeMANETswithplentyofapplicationsisforeseeable.Then,thepureIntServapproachforMANETswillinevitablymeetthescalabilityproblemasinhighspeedfixednetworkstoday.Signaling:Signalingprotocolsgenerallycontainthreephases:connectionestablishment,connectiontear-downandconnectionmaintenance.Corson[S]predictsthatalargerpercentageoflinkcapacitywillbeallocatedtocontroloverheadinanetworkwithsmallerandtime-varyingaggregatenetworkcapacity.ForMANETswithdynamictopologyandlinkcapacities,theoverheadsofconnectionmaintenanceusuallyoutweightheinitialcostofestablishingtheconnection.Therefore,RSVP-likesignalingisnotpracticalinMANETs.Routermechanisms:IntServimposeshighrequirementonrouters.Allroutersmusthavethefourbasiccomponents:RSVP,admissioncontrolroutine,classifier,andpacketscheduler.Consequently,theprocessingoverheadsofroutersarehighwhichisundesirableinpower-constrainedMANETs.B.DimervandMANETsThetenetofDiffServ[l]istousearelative-priorityschemetosoftenthehardrequirementsofhardQoSmodelslikeATMandIntServ.Attheboundaryofthenetwork,trafficenteringanetworkisclassified,conditionedandassignedtodifferentbehaviouraggregatesbymarkingtheDiffServcodepoint(DSCP)fieldintheIPpacketheader.Withinthecoreofthenetwork,packetsareforwardedaccordingtotheper-hopbehaviour(PHB)associatedwiththeDSCP.Implicitreservationisdoneintheformoftheservicelevelagreementwhichisagreedbetweenusersandnetworkproviders.DifEervprovidesqualitativeQOSforaggregateflows.TheprosandconsoftheDifTServapproachforMANETsareenumeratedasfollows.Nodefunctionality:DiffServisdesignedtoovercomethedifficultyinimplementinganddeployingIntServandRSVPintheInternetbackbone.ThesizeofMANETsisnotcomparablewiththatofthebackbone,butthefunctionalitiesofnodesinMANETsareanalogouswiththoseofroutersintheInternetbackbone.TheroleofeachnodeinMANETsistwofold,hostandrouter/switch.Asarouter,anoderoutespacketsforothernodesaswhatthebackboneroutersdointheInternet.Hence,aMANETissimilartoabackbonenetworkinthese