一种云计算无线网络信号加强系统

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，特别是涉及一种云计算无线网络信号加强系统。

背景技术

云计算是分布式计算的一种，指的是通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，然后通过多部服务器组成的系统进行处理、分析这些小程序，得到结果并返回用户；

其中网络“云”常采用无线传输方式进行网络资源传输，而传输的云计算无线网络信号在传输途中会因遇到障碍物发生衍射、折射、反射或偏离原方向而造成云计算无线网络信号的衰减、损耗，甚至金属障碍物还能把电磁能量吸收掉，使云计算无线网络信号的电平或强度减少、功率耗散，易导致云计算无线网络信号不易被接收识别，存在接收信号不稳定、数据丢包等状况；

然而，现有的无线信号增强器在对云计算无线网络信号进行放大和整形的过程中，常用到线性电抗元件对不同频率的云计算无线网络信号进行带通滤波，云计算无线网络信号会因此发生时延，当云计算无线网络信号中各频率成分的时延差距较大时，云计算无线网络信号会出现叠加、抵消等现象，将导致云计算无线网络信号发生相位失真，从而造成数据误码、丢包等状况，影响云计算控制终端对云计算无线网络信号的分析处理。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种云计算无线网络信号加强系统，能够加强云计算无线网络信号，滤除云计算无线网络信号中夹杂的噪声，提高其信噪比，并校正云计算无线网络信号经带通滤波电路后的相位。

其解决的技术方案是，包括云服务器、云计算信号接收器、信号加强模块、云计算控制终端，所述云计算信号接收器接收云服务器传来的云计算无线网络信号并传输至信号加强模块，所述信号加强模块对云计算无线网络信号进行信号加强后传输至云计算控制终端，所述信号加强模块包括调频滤噪电路、调幅放大电路、相位检测控制电路、相位校正电路、功率加强电路；

所述云计算信号接收器将云计算无线网络信号分两路传输，一路传输至调频滤噪电路，另一路传输至调幅放大电路，所述调频滤噪电路运用电容C1-C2、电感L1、电阻R1-R2组成滤噪网络滤除云计算无线网络信号中的直流干扰和高频、低频噪声，所述调幅放大电路运用场效应管Q1-Q2差分放大云计算无线网络信号，所述相位检测控制电路运用运放器AR2-AR3作比较器，分别将调频滤噪电路、调幅放大电路输出的云计算无线网络信号与零值比较，当云计算无线网络信号为正半周时，经二极管D3、二极管D2输出正向矩形波，电源+6V开始对电容C4充电，同时运放器AR4比较二极管D3和二极管D2的输出，当运放器AR4有输出时，继电器K2的触点1接通触点3，直至电容C4上电压达到继电器K3的导通电压时，运放器AR4停止比较，当运放器AR4输出为正时，所述相位校正电路中的三极管Q6导通，电感L2接入，运用电感L2电压超前电流的特性将云计算无线网络信号进行超前移相，反之，当运放器AR4输出为负时，所述相位校正电路中的三极管Q7导通，电容C5接入，运用电容C5电流超前电压的特性将云计算无线网络信号进行滞后移相，所述功率加强电路运用双栅场效应管Q8对云计算无线网络信号进行共源电压放大，运用三极管Q9-Q10对云计算无线网络信号进行共集电流放大。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1．运用运放器AR2、运放器AR3分别将调频滤噪电路与调幅放大电路输出的云计算无线网络信号与零值比较，使正弦波变换为矩形波，并运用二极管D3、二极管D2将矩形波的幅值限制为正电平，以便运放器AR4对二极管D3和二极管D2输出正向矩形波的幅值进行比较，得出调频滤噪电路与调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位关系，从而决定是否对经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号进行相位校正。

2.当二极管D3、二极管D2任意一个输出正电平时，即可将电源+12V加载在继电器K1的触点5上，从而启动运放器AR4对二极管D3和二极管D2输出正向矩形波的幅值进行比较，同时开始向电容C4充电，并设置电容C4上的电压从零到继电器K3的导通时间是云计算无线网络信号周期的一半，作为计时时间，以决定运放器AR4进行比较的时间，在云计算无线网络信号的一个周期内，通过运放器AR4的输出值的正负、有无来决定是否对经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号进行相位校正，能够有效防止相位检测控制电路出现误判现象。

附图说明

图1为本发明的调频滤噪电路原理图；

图2为本发明的调幅放大电路原理图；

图3为本发明的相位检测控制电路原理图；

图4为本发明的相位校正电路原理图；

图5为本发明的功率加强电路原理图。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图5对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

一种云计算无线网络信号加强系统，包括云服务器、云计算信号接收器、信号加强模块和云计算控制终端，信号加强模块包括调频滤噪电路、调幅放大电路、相位检测控制电路、相位校正电路和功率加强电路；云服务器将需要计算处理的、巨大的数据分解，并分别调制成许多个、各种频率的云计算无线网络信号后发射，大量云计算信号接收器接收对应频率的云计算无线网络信号后传输至信号加强模块，信号加强模块对云计算无线网络信号进行调频滤噪、相位校正、功率加强后传输至对应的云计算控制终端，云计算控制终端解调出云计算无线网络信号中的数据，对这些数据进行处理、分析，得到结果并反馈至云服务器，云服务器收集、合并各个云计算控制终端的计算结果，按需返回给用户。

为了滤除云计算无线网络信号中心频率通带外的信号和噪声、前置放大云计算无线网络信号，采用调频滤噪电路接收云计算信号接收器传来的云计算无线网络信号，运用电感L1滤除云计算无线网络信号中的直流干扰，运用电容C1和电阻R1组成高通滤波网络，将低频噪声通过电阻R1旁落到地，运用电容C2和电阻R2组成低通滤波网络，将高频噪声通过电容C2旁落到地，且高通滤波网络的截止频率小于低通滤波网络的截止频率，设置低通滤波网络的截止频率与高通滤波网络的截止频率之间的频段为云计算无线网络信号的通带频段，电容C3为耦合电容，电阻R4与电阻R3的比值决定运放器AR1的比例系数。

为了放大云计算无线网络信号，使其与调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的幅度一致，采用调幅放大电路接收云计算信号接收器传来的云计算无线网络信号，运用场效应管Q1与场效应管Q2组成差分放大电路来放大云计算无线网络信号的电压，场效应管Q1与场效应管Q2的特性完全相同，电阻R6与电阻R9阻值相同，电阻R5与电阻R10阻值相同，电阻R7与电阻R8阻值相同，调幅放大电路参数的对称性有相互补偿的作用，以此抑制温度漂移；

电阻R6与电阻R5的比值决定场效应管Q1的放大倍数，电阻R9与电阻R10的比值决定场效应管Q2的放大倍数，使调幅放大电路的放大倍数与调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的放大倍数一致；静态时，电阻R7、电阻R8能够随场效应管Q1与场效应管Q2的漏极电流变化而产生变化的电压，影响当场效应管Q1与场效应管Q2的栅-源间静态电压，从而达到减小温漂的目的；场效应管Q1与场效应管Q2作放大管，能够提高调幅放大电路的输入阻抗；二极管D1、二极管D2能够分别隔离保护电源+12V和电源-12V，达到当调幅放大电路中有大动态异常信号的干扰时，稳定调幅放大电路的静态工作点，使静态工作点不能突变的目的。

为了检测经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号是否存在相位失真，并控制相位校正电路，采用相位检测控制电路，运用运放器AR2将调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号与零值比较，当云计算无线网络信号为正半周时，经二极管D3输出正向矩形波；运用运放器AR3将调幅放大电路输出的云计算无线网络信号与零值比较，当云计算无线网络信号为正半周时，经二极管D2输出正向矩形波；

当二极管D3和二极管D2同时输出正向矩形波时，即调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的相位与调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位一致，经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号不存在相位失真时，可控硅D5、可控硅D6皆导通，电源+12V开始对电容C4充电，同时电源+12V通过继电器K3的触点1接通触点2加载在继电器K1的触点6上，此时继电器的触点1接通触点2，触点3接通触点4，运放器AR4开始比较二极管D3和二极管D2的输出，即比较调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号与调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位，直至电容C4上电压达到继电器K3的导通电压时，继电器K3的触点1接通触点3，继电器K1的触点1断开触点2，触点3断开触点4，运放器AR4停止比较；设置电容C4上的电压从零充电至继电器K3的导通电压的时间

当二极管D3先输出正向矩形波时，即调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的相位比调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位超前，经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号存在相位失真时，可控硅D6导通，电源+12V开始对电容C4充电，同时电源+12V通过继电器K3的触点1接通触点2加载在继电器K1的触点6上，此时继电器的触点1接通触点2，触点3接通触点4，运放器AR4开始比较二极管D3和二极管D2的输出，直至电容C4上电压达到继电器K3的导通电压时，继电器K3的触点1接通触点3，继电器K1的触点1断开触点2，触点3断开触点4，运放器AR4停止比较；因为调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的相位比调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位超前，即二极管D3输出的正向矩形波早于二极管D2输出的正向矩形波，所以电容C4上的电压从零充电至继电器K3的导通电压的时间段内，运放器AR4输出为负值，三极管Q5导通，电源+6V通过三极管Q5加载在继电器K2的触点4上，经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号通过继电器K2的触点1接通触点3传输至相位校正电路；

当二极管D2先输出正向矩形波时，即调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的相位比调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位滞后，经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号存在相位失真时，可控硅D5导通，电源+12V开始对电容C4充电，同时电源+12V通过继电器K3的触点1接通触点2加载在继电器K1的触点6上，此时继电器的触点1接通触点2，触点3接通触点4，运放器AR4开始比较二极管D3和二极管D2的输出，直至电容C4上电压达到继电器K3的导通电压时，继电器K3的触点1接通触点3，继电器K1的触点1断开触点2，触点3断开触点4，运放器AR4停止比较；因为调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的相位比调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位滞后，即二极管D2输出的正向矩形波于二极管D3输出的正向矩形波，所以电容C4上的电压从零充电至继电器K3的导通电压的时间段内，运放器AR4输出为正值，三极管Q4导通，电源+6V通过三极管Q4加载在继电器K2的触点4上，经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号通过继电器K2的触点1接通触点3传输至相位校正电路；

电阻R12-R14、电阻R25、电阻R26皆为限流电阻，防止电路中的电流过大时损坏元器件。

若经调频滤噪电路后的云计算无线网络信号存在相位失真，为了校正云计算无线网络信号的相位，解决相位失真问题，采用相位校正电路接收相位检测控制电路中继电器K2的触点3输出的云计算无线网络信号，当相位检测控制电路中的运放器AR4输出为正，即调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的相位比调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位滞后时，所述相位校正电路中的三极管Q6导通，三极管Q7截止，电感L2接入，运用电感L2电压超前电流的特性将云计算无线网络信号进行超前移相，反之，当运放器AR4输出为负，即调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号的相位比调幅放大电路输出的云计算无线网络信号的相位超前时，所述相位校正电路中的三极管Q6截止，三极管Q7导通，电容C5接入，运用电容C5电流超前电压的特性将云计算无线网络信号进行滞后移相，将相位校正后的云计算无线网络信号也传输至功率加强电路。

为了加强云计算无线网络信号的功率，稳定接收云计算无线网络信号，采用功率加强电路，运用双栅场效应管Q8、电阻R18-R22、电容C10、电感L3-L6组成共源电压放大电路，对微弱的云计算无线网络信号进行共源电压放大，其放大倍数由电阻R20的阻值决定，电阻R22在静态时为负反馈电阻，在温度变化时起稳定双栅场效应管Q8的静态工作点的作用，电容C10为旁路电容，在动态时将电阻R22短路，提高共源电压放大电路的放大倍数；电阻R19的作用是设置双栅场效应管Q8的第一栅极电压，电阻R18和电阻R21为偏置电阻，作用是设置双栅场效应管Q8的第二栅极电压；电感L3-L6的作用是阻止噪声窜入共源电压放大电路，吸收杂波，稳定共源电压放大电路的静态工作点；

运用三极管Q9-Q10、二极管D7-D8、电阻R23-R24组成共集电流放大电路，对云计算无线网络信号进行共集电流放大，静态时，电阻R23、电阻R24分别为三极管Q10、Q9提供基极偏置电压，且三极管Q9、三极管Q10的发射结电压分别为二极管D7、二极管D8的正向导通压降，致使二极管D7、二极管D8均处于微弱导通状态，即甲乙类工作状态，以克服交越失真；动态时，当输入为云计算无线网络信号的正半周时，三极管Q9导通，三极管Q10截止，电源+12V通过三极管Q9输出补偿电流，形成共集电流放大电路输出云计算无线网络信号信号的正半周；当输入为云计算无线网络信号的负半周时，三极管Q9截止，三极管Q10导通，电源-12V通过三极管Q10输出补偿电流，形成共集电流放大电路输出云计算无线网络信号信号的负半周，三极管Q9、三极管Q10两管轮流工作，相加后得到完整的输出波形，以补偿、放大电流的形式实现功率放大，从而加强云计算无线网络信号的强度，增加云计算无线网络信号的稳定度，经功率加强后的云计算无线网络信号传输至云计算控制终端；

且三极管Q9、三极管Q10为特性相同的大功率三级管，电阻R23与电阻R24的阻值相同，电容C7-C8和电容C12-C13为去耦电容，电容C6、电容C11、电容C14为耦合电容。

所述调频滤噪电路的具体结构，电感L1的一端接电容C1的一端、云计算信号接收器输出端口和调幅放大电路的输入端，电容C1的另一端接电阻R1、电阻R2的一端，电阻R2的另一端接电容C2、电容C3的一端，电感L1的另一端接地和电阻R1、电容C2的另一端，电容C3的另一端接运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端接电阻R3、电阻R4的一端，电阻R3的另一端接地，电阻R4的另一端接运放器AR1的输出端、相位检测控制电路中电阻R14的一端和运放器AR2的同相输入端。

所述调幅放大电路的具体结构，电阻R5的一端接电阻R10的一端、云计算信号接收器输出端口和调频滤噪电路的输入端，电阻R5的另一端接场效应管Q1的栅极，场效应管Q1的源极接电阻R7的一端，电阻R7的另一端接电阻R8的一端和二极管D4的阳极，二极管D4的阴极接电源-12V，电阻R8的另一端接场效应管Q2的源极和相位检测控制电路中运放器AR3的反相输入端，场效应管Q2的栅极接电阻R10的另一端，场效应管Q2的漏极接电阻R9的一端，电阻R9的另一端接电阻R6的一端和二极管D1的阴极，二极管D1的阳极接电源+12V，电阻R6的另一端接场效应管Q1的漏极。

所述相位检测控制电路的具体结构，运放器AR3的同相输入端接调幅放大电路的输出端，运放器AR3的反相输入端接地，运放器AR3的输出端接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接继电器K1的触点3和可控硅D5的控制极，继电器K1的触点4接运放器AR4的同相输入端，继电器K1的触点5接地，继电器K1的触点6接电阻R26的一端，继电器K1的触点1接二极管D3的阴极和可控硅D6的控制极，继电器K1的触点2接运放器AR4的反相输入端，二极管D3的阳极接运放器AR2的输出端，运放器AR2的反相输入端接地，运放器AR2的同相输入端接电阻R14的一端和调频滤噪电路的输出端，电阻R14的另一端接继电器K2的触点1，继电器K2的触点2接功率加强电路的输入端和相位校正电路的输出端，继电器K2的触点3接相位校正电路的输入端，继电器K2的触点5接地，继电器K2的触点4接电阻R13的一端，电阻R13的另一端接三级管Q5的集电极和三极管Q4的发射极，三极管Q4的基极接三极管Q5的基极、电阻R12的一端和相位校正电路中三极管Q6、三极管Q7的基极，三极管Q4的集电极接电源+6V和三极管Q5的发射极，电阻R12的另一端接运放器AR4的输出端，电阻R26的另一端接继电器K2的触点2，继电器K2的触点1接可控硅D5、可控硅D6的阴极和电位器R11的一端，继电器K2的触点4接地，可控硅D5的阳极接电源+12V和可控硅D6的阳极，电位器R11的另一端接继电器K2的触点5和电容C4的一端，电容C4的另一端接地和电阻R25的一端，电阻R25的另一端接继电器K3的触点3。

所述相位校正电路的具体结构，电位器R17的一端接电阻R15的一端和相位检测控制电路中继电器K2的触点3，电位器R17的另一端接三极管Q7的发射极、三极管Q6的集电极和运放器AR5的同相输入端，运放器AR5的反相输入端接电阻R16的一端和电阻R15的另一端，运放器AR5的输出端接相位检测控制电路中继电器K2的触点2和功率加强电路的输入端，三极管Q7的集电极接电容C5的一端，电容C5的另一端接地和电感L2的一端，电感L2的另一端接三级管Q6的发射极，三级管Q6的基极接三级管Q7的基极和相位检测控制电路中电阻R12的一端、三级管Q4、三级管Q5的基极。

所述功率加强电路的具体结构，电容C6的一端接相位检测控制电路中继电器K2的触点2和相位校正电路的输出端，电容C6的另一端接电感L3、电感L4的一端和双栅场效应管Q8的第二栅极，电感L3的另一端接电阻R18的一端，电阻R18的另一端接电源+12V和电阻R19、电阻R20、电容C7、电容C8的一端，电容C7的另一端接地和电容C8的另一端，电阻R19的另一端接双栅场效应管Q8的第一栅极，电阻R20的另一端接电感L5的一端，电感L5的另一端接双栅场效应管Q8的漏极和电容C11的一端，双栅场效应管Q8的源极接电感L6的一端，电感L6的另一端接电容C10、电阻R22的一端，电阻R22的另一端接地和电容C12、电阻R21的一端、电容C10的另一端，电阻R21的另一端接电感L4的另一端，电容C12的另一端接电源-12V和电阻R23的一端、三级管Q10的集电极，电阻R23的另一端接三极管Q10的基极和二极管D8的阴极，二极管D8的阳极接二极管D7的阴极和电容C11的另一端，二极管D7的阳极接三极管Q9的基极和电阻R24的一端，电阻R24的另一端接电源+12V和三极管Q9的集电极、电容C13的一端，电容C13的另一端接地，三极管Q9的发射极接三极管Q10的发射极和电容C14的一端，电容C14的另一端接云计算控制终端信号输入端口。

本发明具体使用时，云计算信号接收器将云计算无线网络信号分两路传输，一路传输至调频滤噪电路，另一路传输至调幅放大电路，调频滤噪电路运用电感L1滤除云计算无线网络信号中的直流干扰，运用电容C1和电阻R1组成高通滤波网络，将低频噪声通过电阻R1旁落到地，运用电容C2和电阻R2组成低通滤波网络，将高频噪声通过电容C2旁落到地；调幅放大电路运用场效应管Q1-Q2差分放大云计算无线网络信号，运用二极管D1、二极管D2分别隔离保护电源+12V和电源-12V；相位检测控制电路运用运放器AR2将调频滤噪电路输出的云计算无线网络信号与零值比较，当云计算无线网络信号为正半周时，经二极管D3输出正向矩形波；运用运放器AR3将调幅放大电路输出的云计算无线网络信号与零值比较，当云计算无线网络信号为正半周时，经二极管D2输出正向矩形波，当二极管D3或二极管D2输出正向矩形波时，电源+12V开始对电容C4充电，同时电源+12V加载在继电器K3上，继电器K1的触点1接通触点2，触点3接通触点4，运放器AR4比较二极管D3和二极管D2的输出，当运放器AR4有输出时，继电器K2的触点1接通触点3，直至电容C4上的电压达到继电器K3的导通电压时，运放器AR4停止比较；当运放器AR4输出为正时，相位校正电路中的三极管Q6导通，电感L2接入，运用电感L2电压超前电流的特性将云计算无线网络信号进行超前移相，反之，当运放器AR4输出为负时，相位校正电路中的三极管Q7导通，电容C5接入，运用电容C5电流超前电压的特性将云计算无线网络信号进行滞后移相；功率加强电路运用双栅场效应管Q8、电阻R18-R22、电容C10、电感L3-L6组成共源电压放大电路，对微弱的云计算无线网络信号进行共源电压放大，运用三极管Q9-Q10、二极管D7-D8、电阻R23-R24组成共集电流放大电路，对云计算无线网络信号进行共集电流放大，当输入为云计算无线网络信号的正半周时，三极管Q9导通，三极管Q10截止，电源+12V通过三极管Q9输出补偿电流，形成共集电流放大电路输出云计算无线网络信号信号的正半周，当输入为云计算无线网络信号的负半周时，三极管Q9截止，三极管Q10导通，电源-12V通过三极管Q10输出补偿电流，形成共集电流放大电路输出云计算无线网络信号信号的负半周，三极管Q9、三极管Q10两管轮流工作，相加后得到完整的输出波形，以补偿、放大电流的形式实现功率放大。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。