傳輸頻率

傳輸頻寬指傳輸信號覆蓋的頻譜寬度。

傳輸頻率和傳輸速率是在綜合布線系統設計中接觸最多的兩個基本概念。

基本介紹

• 中文名：傳輸頻率
• 外文名：Transmission Frequency
• 含義：傳輸介質提供的信息傳輸速度
• 包括：上傳和下載
• 常見於：網際網路
• 領域：計算機科學

簡介

線纜的頻帶頻寬（MHz）和線纜上傳輸的數據速率（Mbps）是兩個截然不同的概念。MHz表示的是單位時間內線路中傳輸的信號振盪的次數，是一個表征頻率的物理量，而Mbps表示的是單位時間內線路中傳輸的二進制的數量，是一個表征速率的物理量。傳輸頻率表示傳輸介質提供的信息傳輸的基本頻寬，頻寬取決於所用導線的質量、每一根導線的精確長度及傳輸技術。而傳輸速率則在特定的頻寬下對信息進行傳輸的能力。 衡量器件傳輸性能的指示包括衰減和近端串擾，整體鏈路性能的指標則用衰減/串音比ACR來衡量。頻寬越寬傳輸越流暢，容許傳輸速率越高。網路系統中的編碼方式建立了MHz和Mbps之間的聯繫，某些特殊的網路編碼方案能夠在有限的頻率頻寬度上高速的傳輸數據。 關心特定傳輸介質在滿足系統傳輸性能下的最高傳輸速率。

井筒內鑽井液連續脈衝信號傳輸頻率

隨鑽測量的連續脈衝信號在井下傳輸的能量損失大部分來自於鑽井液內部及其與管壁之間的摩擦。引入復頻機率念，考慮到鑽井液流體非牛頓流動特性，套用拉普拉斯變換，對脈衝信號在井筒內傳輸過程的衰減情況進行了頻域分析，建立了鑽井液連續脈衝信號傳輸頻率相關摩阻模型；套用現場工程數據，分析了頻率相關摩阻的影響因素及影響規律。

管流頻率相關摩阻模型

對於高黏度流體介質在管內作非恆定流動，其剪下瞬態摩擦損失具有頻率相關的特性，稱為頻率相關摩擦損失。此時的管內流體摩阻與流體脈動頻率大小有關。

對流體在管道內的非恆定流動作如下假設：①流體在圓管中作層流流動，信號脈衝為小幅值擾動；②考慮到周向對稱，軸對稱的流速 u_θ=0；③管道內徑尺寸小於信號脈衝波長，且流體壓力沿管截面均勻分布；④假設管道管壁是剛性的，不考慮流動過程中流固耦合作用的影響；⑤忽略流體壓縮性對速度分布的影響。

在非恆定層流流動中，僅考慮恆定摩阻進行計算所引起的誤差與流體黏性頻率特性相關。

連續脈衝信號傳輸過程頻率相關摩阻模型

管流頻率相關摩阻模型適用於一般流體在管柱內非恆定流動瞬態摩阻的計算。但是，在連續脈衝信號井筒內傳輸過程中，傳輸介質 —鑽井液是一種複雜的非牛頓流體，須考慮其非牛頓特性對傳輸摩阻的影響。因此對模型須進一步推導。

連續脈衝信號傳輸是利用信號發生器的迴轉閥門連續轉動，使得鑽井液瞬時壓力發生周期性變化，產生一定頻率和相位的壓力波，並通過改變壓力波的相位及頻率來實現信號的傳輸 、編碼和識別。連續脈衝信號傳輸屬於調相傳輸模式，與正 、負脈衝信號傳輸的調幅傳輸模式有本質上的區別。

根據連續脈衝產生原理，假設信號發生器閥門最大開度為θ₀，最小開度為θ₁，閥門流量係數為C_d，旋轉頻率為ω，壓力波波速為c，鑽井液初始穩態流速為u₀，閥門開度最大時為起始位置，則可以得到閥門處脈衝壓力波函式為

p₀(t)=p₀e^iwt

連續脈衝信號頻率特性的影響

脈衝信號在低頻段衰減強度較小，傳輸距離更遠；在高頻段，則傳輸穩定性更好。當信號頻率達到0.6～1Hz後，信號衰減強度不再發生很大變化，可認為該頻域為脈衝信號穩定傳輸域。對於不同的鑽井液體系，其衰減強度也是不同的，這是由於鑽井液流體特性的不同所帶來的影響。鑽井液黏度越小，脈衝信號的衰減幅度越小，其穩定傳輸域的範圍越大。

對於各鑽井液體系，隨著連續脈衝信號頻率的增加，頻率相關摩阻先增大後減小，峰值出現於頻域0.05～0.1Hz。當脈衝信號頻率超過頻率峰值後，頻率相關摩阻急劇減小，其幅度遠大於其在低頻段增加的幅度。可見在高頻段，頻率相關摩阻對脈衝信號傳輸的影響程度隨著頻率增大而逐漸減小。

特性的影響逐漸減小，在低頻段，這種影響表現得更為顯著；在高頻段，則影響不大，甚至可以忽略。在選取脈衝信號頻率的過程中，應充分考慮頻率相關摩阻的變化以及其對脈衝信號衰減的影響，以提高脈衝信號的傳輸距離和穩定性。

鑽井液流體特性的影響

各鑽井液體系的頻率相關摩阻隨黏度變化的趨勢為逐漸增大出現的異動點說明鑽井液流性指數和稠度係數同樣對頻率相關摩阻產生影響。當黏度一定時，頻率相關摩阻隨著鑽井液流性指數和稠度係數的增大而增大，連續脈衝信號衰減也越劇烈。比較而言，鑽井液黏度對頻率相關摩阻的影響程度大於鑽井液流性指數和稠度係數。另外，由於鑽井液黏度的變化同樣會引起流性指數和稠度係數的變化。因此優選鑽井液體系時須在滿足工程套用的基礎上，同時考慮這三者對信號衰減的影響，以提高脈衝信號的傳輸距離。

用SmaartLive測試擴聲系統傳輸頻率特性

闡述了在室內使用擴聲設備時，聲波在傳輸過程中受建築物聲學參數的影響，致使其傳輸頻率特性變差並提出了對其進行修正的必要性。詳細介紹了用SmaartLive測試擴聲系統傳輸頻率特性和用均衡器對其進行定量修正的方法和步驟，並介紹了與測試相關的SmaartLive的使用方法。

測試擴聲系統的傳輸頻率特性

點擊SmaartLive界面上的“Gen”按鈕，開啟信號發生器，點擊“Gen”右邊的上下箭頭，調節信號發生器輸出增益在－6～0dB之間。此時信號發生器輸出粉紅噪聲信號，通過外置音效卡送到測試調音台，配合調節音效卡輸出控制旋鈕、測試調音台的in1通道推子及右輸出通道推子，可看到SmaartLive參考信號輸入通道Ref Sig有增益顯示( 如不是這樣，則需要對調音效卡兩個輸入端的連線插頭)，調節測試調音台右輸出和in1通道推子，使Ref Sig輸入電平為－12dB左右；如果測試需要插入較長的延時時間( 大於300ms，即測試點距揚聲器100m以上)，則可使用Auto Lg( 大時間自動延時)，方法與 AutoSm相同。

測試擴聲系統傳輸頻率特性，應多變動幾次測試傳聲器的位置，觀察隨傳聲器位置變化，整個擴聲系統的頻響發生了怎樣的變化，以免被某個位置的測試結果所誤導，應將幾個結果進行審視，在較為一致的結果當中選擇一個作為參考軌跡。應該注意的是，每次移位後的測試，都不要忘記重新測量和插入延時這個步驟。

用均衡器調整擴聲系統的傳輸頻率特性

經過測量，擴聲系統在室內的傳輸頻率特性，往往並不是一條平坦的直線，而是呈現出在一些頻段上具有凸起和凹陷的曲線，這是所不希望的。從物理意義上說，傳輸頻率特性好，則說明系統對於從低音到高音的放大能力一致性好，有效工作頻率範圍就寬，這就要求在音頻範圍內，擴聲系統的傳輸頻率特性應為或接近於一條直線。前面說過，由建築聲學因素而造成擴聲系統聲波傳輸頻率特性呈凸凹狀態而需進行修正，使用均衡器就是依上所述用電子學的方法對凸凹的頻段人為地給予衰減和提升，以抵消建築聲學因素造成的不良結果。

保存參考軌跡後，將被測系統中的均衡器拆下並將該均衡器各調節推子置於0dB，接入測試系統，測試方法與前面所述測試擴聲系統方法相同，只不過是用均衡器取代擴聲系統而已。

對於雙通道的均衡器，只需連線其中一個通道進行調整，完成調整後，可將另一通道予以相同的設定即可。完成對參考軌跡的覆蓋後，保留剛才對均衡器的設定並將其裝回被測擴聲系統中去，擴聲系統的傳輸頻率特性即得到了修正。再對經修正後的擴聲系統進行一次測試，便可看到結果。