圖像信號(hào)傳輸仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
圖像信號(hào)傳輸仿真的視頻教程
ANSYS高頻電磁仿真中仿真傳輸線特征阻抗的三種方法
ANSYS高頻電磁仿真中仿真?zhèn)鬏?/em>線特性阻抗的三種方法： 1、傳統(tǒng)的driver terminal+插值法寬帶掃描； 2、Q2D提取傳輸線結(jié)構(gòu)的橫截面； 3、HFSS transient，使用瞬態(tài)求解器的TDR功能
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ANSYS SIwave信號(hào)完整性仿真基礎(chǔ)
ANSYS SIwave信號(hào)完整性仿真基礎(chǔ) 適用人群：主要面向汽車電子、通信、高科技等行業(yè)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師或仿真工程師 ANSYS SIwave信號(hào)完整性仿真基礎(chǔ)（免費(fèi)）【已結(jié)束】 直播時(shí)間：2020-03-24 19:30 隨著5G技術(shù)突破與發(fā)展，人工智能、自動(dòng)駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等新興熱點(diǎn)領(lǐng)域隨之蓬勃興起，為電子產(chǎn)品研發(fā)企業(yè)帶來(lái)巨大行業(yè)機(jī)遇
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圖像信號(hào)傳輸仿真的實(shí)例教程
本案例的目的是仿真圖像經(jīng)過(guò)圖像處理轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制信號(hào)之后，在光纖系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸，最后經(jīng)過(guò)圖像恢復(fù)得到傳輸后的圖像，并觀察眼圖來(lái)評(píng)估傳輸質(zhì)量。
一、黑白圖像傳輸
首先，我們搭建一個(gè)如圖1所示的系統(tǒng)布局。
圖1.黑白圖像傳輸系統(tǒng)布局
在這個(gè)鏈路中，我們將圖片導(dǎo)入到黑白圖像數(shù)字化組件（Black and White Image Digitizer），該組件將圖片轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制信號(hào)，生成的信號(hào)會(huì)調(diào)制載波經(jīng)過(guò)50km的光纖系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，光電轉(zhuǎn)化并濾波之后，我們用數(shù)據(jù)恢復(fù)器件（Data Recovery）來(lái)恢復(fù)二進(jìn)制信號(hào)，再用圖像重構(gòu)組件（Image Reconstructor）接收二進(jìn)制信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸之后圖像的恢復(fù)。
對(duì)于黑白圖像數(shù)字化組件和圖像重構(gòu)組件，設(shè)置如圖2所示：
（a）黑白圖像數(shù)字化組件設(shè)置
（b）圖像重構(gòu)組件設(shè)置
圖2.黑白圖像數(shù)字化組件和圖像重構(gòu)組件設(shè)置
運(yùn)行程序，得到經(jīng)光纖系統(tǒng)傳輸之后恢復(fù)后的圖像，與原圖像對(duì)比如圖3：
（a）原始圖像
（b）傳輸后恢復(fù)圖像
圖3.黑白圖片原始圖像與傳輸后恢復(fù)圖像對(duì)比
由于傳輸過(guò)程中存在損耗與色散，圖片恢復(fù)后產(chǎn)生部分失真。為了更直觀評(píng)估系統(tǒng)傳輸性能，我們可以進(jìn)行眼圖分析，眼圖如圖4：
圖4.黑白圖片傳輸系統(tǒng)眼圖
二、彩色圖像傳輸
對(duì)于彩色圖片傳輸系統(tǒng)，我們搭建圖5所示光路。
圖5 彩色圖像傳輸系統(tǒng)布局
與黑白圖像傳輸布局類似，對(duì)于彩色圖像，只需將黑白圖像數(shù)字化組件改為彩色圖像數(shù)字化組件（Colored Image Digitizer）。
展開 源端與負(fù)載端阻抗不匹配會(huì)引起線上反射，假設(shè)信號(hào)傳輸過(guò)程中經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同的區(qū)域，區(qū)域1阻抗為Z1,區(qū)域2阻抗為Z2，當(dāng)Z2<Z1，反射系數(shù)為負(fù)產(chǎn)生負(fù)反射；當(dāng)Z2>Z1，反射系數(shù)為正產(chǎn)生正反射。信號(hào)來(lái)回反射便形成了震蕩，從而導(dǎo)致了信號(hào)失真。
最后的小提示:如果想深入細(xì)致的分析下，可以閱讀下于博士的《信號(hào)完整性揭秘》。
反射就是在傳輸線上的回波。信號(hào)功率(電壓和電流)的一部分傳輸到線上并達(dá)到負(fù)載處，但是有一部分被反射了，如下圖所示。源端與負(fù)載端阻抗不匹配會(huì)引起線上反射，負(fù)載將一部分電壓反射回源端。如果負(fù)載阻抗小于源阻抗，反射電壓為負(fù)，反之，如果負(fù)載阻抗大于源阻抗，反射電壓為正。布線的幾何形狀、不正確的線端接、經(jīng)過(guò)連接器的傳輸及電源平面的不連續(xù)等因素的變化均會(huì)導(dǎo)致此類反射。
二、阻抗匹配與反射理論的運(yùn)用
1 CAN總線為何要加終端電阻，又為何是120Ω
按照ISO11898規(guī)范，為了增強(qiáng)CAN-bus 通訊的可靠性，CAN-bus 總線網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)端點(diǎn)通常要加入終端匹配電阻（120Ω）。
1.1 終端電阻的含義
終端電阻，是一種電子信息在傳輸過(guò)程中遇到的阻礙。高頻信號(hào)傳輸時(shí)，信號(hào)波長(zhǎng)相對(duì)傳輸線較短，信號(hào)在傳輸線終端會(huì)形成反射波，干擾原信號(hào)，所以需要在傳輸線末端加終端電阻，使信號(hào)到達(dá)傳輸線末端后不反射。
對(duì)于低頻信號(hào)則不用。在長(zhǎng)線信號(hào)傳輸時(shí)，一般為了避免信號(hào)的反射和回波，也需要在接收端接入終端匹配電阻。
一般在直線型中，線纜兩端即是發(fā)送端，也是接收端，故線纜兩端需各加一個(gè)終端電阻。
終端電阻的作用：
1：阻抗匹配，匹配信號(hào)源和傳輸線之間的阻抗，極少反射，避免振蕩。
2：減少噪聲，降低輻射，防止過(guò)沖。
展開 文件： Data transmission .fpw
研究通信信號(hào)通過(guò)石英光纖的傳輸。通過(guò)模式求解計(jì)算光纖的模式參量。產(chǎn)生偽隨機(jī)序列非歸零信號(hào)，并通過(guò)5km光纖進(jìn)行傳輸。獲得相應(yīng)的眼圖。
圖形如下所示：
圖1為傳輸信號(hào)，并與輸入信號(hào)進(jìn)行比較。
圖2為眼圖，這也表明，對(duì)于所選參量，探測(cè)器可恢復(fù)原始信號(hào)。
氣體質(zhì)量流量計(jì)是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的儀器，它能夠準(zhǔn)確測(cè)量氣體在管道中的流量，幫助人們更好地控制和管理生產(chǎn)過(guò)程，然而作為一種傳感器設(shè)備，氣體質(zhì)量流量計(jì)在信號(hào)傳輸方面也存在一定的限制。
我們來(lái)了解一下氣體質(zhì)量流量計(jì)的工作原理，它通過(guò)測(cè)量氣體中的質(zhì)量流量來(lái)確定流體在管道中的流速，流量計(jì)會(huì)使用傳感器來(lái)感知?dú)怏w的壓力、溫度、密度等參數(shù)，然后將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，這些電信號(hào)可以通過(guò)各種方式進(jìn)行傳輸，比如模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)或者采用無(wú)線通信技術(shù)。
氣體質(zhì)量流量計(jì)：https://www.bronkhorst-china.com/
信號(hào)傳輸距離的限制主要取決于傳輸介質(zhì)和傳輸方式，對(duì)于模擬信號(hào)傳輸，由于信號(hào)的衰減和噪聲的干擾，隨著傳輸距離的增加，信號(hào)質(zhì)量會(huì)逐漸下降，因此在較遠(yuǎn)的距離上，模擬信號(hào)的傳輸效果可能會(huì)受到影響，而對(duì)于數(shù)字信號(hào)傳輸，由于其具有更好的抗干擾性能，可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離上的可靠傳輸，同時(shí)還可以采用一些增強(qiáng)信號(hào)的技術(shù)，如使用放大器、中繼器等設(shè)備來(lái)延長(zhǎng)傳輸距離。
無(wú)線通信技術(shù)也為氣體質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)傳輸提供了更多的可能性，傳統(tǒng)的有線傳輸方式不僅存在布線難、維護(hù)麻煩等問(wèn)題，還不能適應(yīng)某些特殊場(chǎng)景下的應(yīng)用需求，而無(wú)線通信技術(shù)可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行信號(hào)傳輸，解決了布線困難的問(wèn)題，提高了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性，無(wú)線通信技術(shù)也存在一些限制，如信號(hào)穿透能力較弱、受到物體遮擋的影響等，這些都需要在實(shí)際應(yīng)用中予以考慮。
在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)于氣體質(zhì)量流量計(jì)的信號(hào)傳輸距離，需要根據(jù)具體的場(chǎng)景和需求來(lái)確定，如果傳輸距離不是很遠(yuǎn)，可以選擇合適的傳輸介質(zhì)和方式，通過(guò)適當(dāng)?shù)?em>信號(hào)增強(qiáng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸，如果需要傳輸距離較遠(yuǎn)，可以考慮采用無(wú)線通信技術(shù)或者其他更高級(jí)的傳輸方式，以滿足實(shí)際需求。
展開 過(guò)孔在傳輸線上表現(xiàn)為阻抗不連續(xù)的斷點(diǎn)，會(huì)造成信號(hào)的反射。 一般過(guò)孔的等效阻抗比傳輸線低12%左右，比如50 歐姆的傳輸線在經(jīng)過(guò)過(guò)孔時(shí)阻抗會(huì)減小6 歐姆（具體和過(guò)孔的尺寸，板厚也有關(guān)，不是絕對(duì)減小）。
但過(guò)孔因?yàn)樽杩共贿B續(xù)而造成的反射其實(shí)是微乎其微的，其反射系數(shù)僅為：
(44-50)/(44+50)=0.06
過(guò)孔產(chǎn)生的問(wèn)題更多的集中于寄生電容和電感的影響。
過(guò)孔的寄生電容和電感
EDA365電子論壇
過(guò)孔本身存在著寄生的雜散電容，如果已知過(guò)孔在鋪地層上的阻焊區(qū)直徑為D2，過(guò)孔焊盤的直徑為D1,PCB 板的厚度為T，板基材介電常數(shù)為ε，則過(guò)孔的寄生電容大小近似于：
C=1.41εTD1/(D2-D1)。
過(guò)孔的寄生電容會(huì)給電路造成的主要影響是延長(zhǎng)了信號(hào)的上升時(shí)間，降低了電路的速度。
舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于一塊厚度為50Mil 的PCB 板，如果使用的過(guò)孔焊盤直徑為20Mil（鉆孔直徑為10Mils），阻焊區(qū)直徑為40Mil,則我們可以通過(guò)上面的公式近似算出過(guò)孔的寄生電容大致是：
C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF
這部分電容引起的上升時(shí)間變化量大致為：
T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps
從這些數(shù)值可以看出，盡管單個(gè)過(guò)孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯，但是如果走線中多次使用過(guò)孔進(jìn)行層間的切換，就會(huì)用到多個(gè)過(guò)孔，設(shè)計(jì)時(shí)就要慎重考慮。 實(shí)際設(shè)計(jì)中可以通過(guò)增大過(guò)孔和鋪銅區(qū)的距離（Anti-pad）或者減小焊盤的直徑來(lái)減小寄生電容。
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圖像信號(hào)傳輸仿真的最新內(nèi)容
<p>“2.8GB的機(jī)翼CFD結(jié)果，還得傳15分鐘。美國(guó)那邊上午十點(diǎn)就要評(píng)審，我這是又得熬夜了。”——這曾是飛機(jī)研發(fā)工程師老張的日常：跨洋傳輸大模型、苦等下載、格式轉(zhuǎn)換、版本混亂……無(wú)數(shù)個(gè)深夜，都耗在了數(shù)據(jù)的搬運(yùn)而非真正的工程分析上。</p><p>然而2026年的今天，一種全新的研發(fā)范式正在航空工程師群體中悄然普及：</p><p>他們只需打開瀏覽器，輸入賬號(hào)，就能實(shí)時(shí)訪問(wèn)云端的最新模型，與全球同事在同一虛擬空間中協(xié)作
“Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評(píng)選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來(lái)自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無(wú)限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎(jiǎng)佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感
氣體質(zhì)量流量計(jì)是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的儀器，它能夠準(zhǔn)確測(cè)量氣體在管道中的流量，幫助人們更好地控制和管理生產(chǎn)過(guò)程，然而作為一種傳感器設(shè)備，氣體質(zhì)量流量計(jì)在信號(hào)傳輸方面也存在一定的限制。
我們來(lái)了解一下氣體質(zhì)量流量計(jì)的工作原理，它通過(guò)測(cè)量氣體中的質(zhì)量流量來(lái)確定流體在管道中的流速，流量計(jì)會(huì)使用傳感器來(lái)感知?dú)怏w的壓力、溫度、密度等參數(shù)，然后將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)輸出，這些電信號(hào)可以通過(guò)各種方式進(jìn)行傳輸
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摘要
眾所周知，因?yàn)楣鈱W(xué)配置的復(fù)雜性和多光源模型建模的視場(chǎng)（FOV）等，針對(duì)增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)（AR，MR）應(yīng)用的光波導(dǎo)組合器建模是具有挑戰(zhàn)性的。因此，詳細(xì)的分析，例如對(duì)視場(chǎng)角特性的光學(xué)性能的分析，可能是相當(dāng)耗時(shí)的，因?yàn)楸仨毧紤]許多光源模式和視場(chǎng)角。在這個(gè)用例中，我們使用一個(gè)具有101×101個(gè)采樣點(diǎn)（即角度）的棋盤格測(cè)試圖像來(lái)研究光波導(dǎo)的角度性能，從而得到10201個(gè)單獨(dú)的基本模擬結(jié)果。
此 2D 示例演示如何計(jì)算圖像傳感器陣列的angular response。 angular response度量了器件的光學(xué)效率與入射角的關(guān)系。該結(jié)果可以與實(shí)驗(yàn)設(shè)置進(jìn)行比較，也可用于計(jì)算均勻照明下的光學(xué)效率，如 Simulation methodology中所述。下圖顯示了仿真的實(shí)驗(yàn)設(shè)置。激光束以一定角度照亮圖像傳感器。我們測(cè)量耗盡區(qū)域吸收的功率分?jǐn)?shù)與入射角的函數(shù)關(guān)系。每個(gè)角度都需要進(jìn)行兩次仿真
摘要
眾所周知，因?yàn)楣鈱W(xué)配置的復(fù)雜性和多光源模型建模的視場(chǎng)（FOV）等，針對(duì)增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)（AR，MR）應(yīng)用的光波導(dǎo)組合器建模是具有挑戰(zhàn)性的。因此，詳細(xì)的分析，例如對(duì)視場(chǎng)角特性的光學(xué)性能的分析，可能是相當(dāng)耗時(shí)的，因?yàn)楸仨毧紤]許多光源模式和視場(chǎng)角。在這個(gè)用例中，我們使用一個(gè)具有101×101個(gè)采樣點(diǎn)（即角度）的棋盤格測(cè)試圖像來(lái)研究光波導(dǎo)的角度性能，從而得到10201個(gè)單獨(dú)的基本模擬結(jié)果
本案例的目的是仿真圖像經(jīng)過(guò)圖像處理轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制信號(hào)之后，在光纖系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸，最后經(jīng)過(guò)圖像恢復(fù)得到傳輸后的圖像，并觀察眼圖來(lái)評(píng)估傳輸質(zhì)量。
一、黑白圖像傳輸
首先，我們搭建一個(gè)如圖1所示的系統(tǒng)布局。
圖1.黑白圖像傳輸系統(tǒng)布局
在這個(gè)鏈路中，我們將圖片導(dǎo)入到黑白圖像數(shù)字化組件（Black and White Image Digitizer），該組件將圖片轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制信號(hào)，生成的信號(hào)會(huì)調(diào)制載波經(jīng)過(guò)
摘要
眾所周知，因?yàn)楣鈱W(xué)配置的復(fù)雜性和多光源模型建模的視場(chǎng)（FOV）等，針對(duì)增強(qiáng)和混合現(xiàn)實(shí)（AR，MR）應(yīng)用的光波導(dǎo)組合器建模是具有挑戰(zhàn)性的。因此，詳細(xì)的分析，例如對(duì)視場(chǎng)角特性的光學(xué)性能的分析，可能是相當(dāng)耗時(shí)的，因?yàn)楸仨毧紤]許多光源模式和視場(chǎng)角。在這個(gè)用例中，我們使用一個(gè)具有101×101個(gè)采樣點(diǎn)（即角度）的棋盤格測(cè)試圖像來(lái)研究光波導(dǎo)的角度性能，從而得到10201個(gè)單獨(dú)的基本模擬結(jié)果
熱管作為一種高效的傳熱元件，其工作原理基于熱傳導(dǎo)和相變過(guò)程。它通常由管殼、吸液芯和端蓋組成，內(nèi)部充注適量的工作液體。在不消耗外部能源的情況下快速傳遞熱量。熱管因其高效的熱傳導(dǎo)性能，被廣泛應(yīng)用于各種需要有效散熱的領(lǐng)域，如航空航天器的熱控、電子設(shè)備的冷卻等。
盡管熱管在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)展現(xiàn)出了其優(yōu)越的性能，但在設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程中仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)測(cè)試雖然能夠提供真實(shí)的數(shù)據(jù)，但往往成本高昂且周期長(zhǎng)。
