电子设计技术论文范文

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第1篇

在新媒体时代的影响下，电子书籍的设计是科学技术与艺术语言相融合的产物，其在原有的文字、图像、色彩等视觉元素设计的基础上，融入了三维图像、交互设计、flas、音频、视频等动态立体图像表达形式，并通过音频播放功能，把文字信息以声音的形式有效、生动地传递给读者，使书籍真正营造出视、听、嗅、触、味五感于一体的阅读氛围。对于电子书籍教学与传统书籍相比较,对书籍设计如何体现“五感”有一个新的认识。“视”的体现：将传统书籍版式与动态技术结合，动静结合。“听”的体现：在电子书籍中融入听觉元素更好的传达信息的同时，提高了书籍听觉感染力。“触”的体现，从以往传统书籍对材料的触觉提升到以读者与书籍交互性设计和参与性，通过读者对屏幕的触摸或是鼠标的点击、拖动，运用动态图像使读者体会触觉的主动性。“嗅”与“味”的体现，电子书籍无法从食物的方面传达嗅觉，只有间接的从图像、色彩等视觉元素来刺激读者。总之，在电子书籍的教学中要强调书籍内涵艺术化、设计风格简约化、设计信息多元化、设计服务合理化的原则，贯穿到整个电子书籍设计的教学环节中去。

2对电子书籍设计课程教学模式的尝试

2.1培养模式的改革电子书籍的教学中以综合学科知识运用与新媒体技术结合的方式，改变单一教学模式，以开放式态度对待学生和教学。在电子书籍的内容采集阶段，提倡凸显个性化特征；在创意阶段，鼓励学生突破、创新；在电子书籍的制作阶段，以合理化运用新媒体技术为原则，将视听多媒体元素进行有效的编辑和安排。教师应把握学生在每一个阶段的学习，以不同阶段的要求对学生进行指导，不能一味追求新媒体技术带来的全新效果，而是要本着传统书籍技巧与电子书籍技术结合的方式，确立艺术与技术相结合的人才培养模式。

2.2电子书籍设计教学内容的设置优秀的电子书籍设计是以实用性、艺术性、文化性相结合的产物，教师在电子书籍设计的教学内容中需要注意以下几个方面：强调版式设计：在电子书籍教学中信息传达是电子书籍版面设计中的重点，虽然电子书籍不同于传统书籍的纸质媒介和形态，融合了音频视频以及图形图像为一体的心得表达形式，但是它的呈现，在读者阅读时，仍然以图形、文字、色彩为主要构成，所以将传统设计元素与视频、音频相结合的方式来传达信息。强调适量的设计元素，避免视觉混乱进行有序的设计，准确把握整体和部分的关系。提倡交互式设计：相较于传统书籍，电子书籍运用交互式技术使读者通过界面中的按钮、图标、菜单等交互式设置，来实现阅读的主动性，所以引导学生通过交互式设计来增加读者阅读的互动性、趣味性和主动性是电子书籍设计教学的重点，但在电子书籍中交互设计应当适度、合理，带动读者的参与，调动读者的阅读积极性。鼓励运用新技术：由于电子书籍中的媒体多元化，所以对于新技术（软硬件）的掌握与操作尤为重要，鼓励学生将新技术在电子书籍设计上进行运用，利用flas、视频音频、3D模拟虚拟空间等手法，使学生在电子书籍在个性风格和艺术表现上更为丰富，但这也是教学的难点与挑战，需要学生指导掌握综合知识与技术。在课题设置训练上：以网络上招标的电子书籍设计项目来作为学生训练项目，如：电子杂志、电子书刊、电子报纸等，而不是局限于虚拟课题设计，提升学生的设计能力和兴趣，引导学生结合市场的需求来创意，设计出优秀的电子书籍。

3教学中可能遇到的问题

第2篇

目前电子书籍取得很大的进展，但是其发展时间还比较段，因此在电子书籍的设计中有很多元素都没有得到很好地利用或者设计，在电子书籍的设计中普遍存在粗放、缺乏艺术性以及优点表现不出来的现象，电子书籍通过屏幕的放大导致这种缺陷更加具有明显性，电子书籍的设计主要存在以下几方面的缺陷。首先电子书籍的设计出现设计零散的问题，电子书籍的组成元素包括文字、图片、音乐、视频、超链接以及互动等元素，包含大量的信息，这些元素若是没有很好得整合在一起必然会导致电子书的整体内涵下降，终将成为会被代替的单组作品形式。如一些文摘等的电子书封面的设计没有添加目录和链接，在视觉上导致这个设计存在很大的缺陷，对读者来说缺乏引导作者。又如一些电子书籍的内容往往不相关，内容多属于一种单独的作品形式，作品之间缺乏连续性，给读者的感觉就是编辑人员不认真工作，导致板面出现问题。在电子书的设计中有时会包含有各种视频以及游戏等多媒体元素，在设计中这些元素的添加没有依照电子书的整体风格进行添加，因此读者的视觉很容易分散，显得过于突兀。其次电子书籍在设计中出现很大的视觉无序性，在电子书的设计中很多都是没有版面规划，也不存在视觉引导，多种元素混合在一起，导致患者找不到目标而放弃阅读。如电子书籍的纸张变化需要通过文字和图片显示出来，若是变化的时间过长，而内容过少，必然会使读者的思维停滞，影响阅读质量。设计师若是不把文字以及图片等有效整合，对于长篇文章而言，很有可能失读者失去阅读兴趣。如在设计中长篇文章的翻阅设计采取简单的菜单方式阅读，增加了操作程序，读者的阅读兴趣大大减小。最后电子书的设计很多都是简单的复制，尤其是一些以文字为主的电子书籍，向PDF、txt以及Doc等格式的文件需要读者操作键盘捉着鼠标等实现翻页，虽然在设计中添加了一些元素，是文字能够改变形式，背景也能发生改变，但是整篇文章可以说没有采用一些多媒体等元素，缺乏人机互动的平台，仅仅是实体书籍的电子化形式，与实体书籍相比，没有太大的优越性。造成电子书籍设计的问题主要是因为设计人员对电子书的认识不够，其次电子书的设计人员很多都不是专业人士，本身并不存在很强的创作能力，最后设计人员在设计电子书的过程中往往受到传统书籍等的限制，无法突出电子书籍的影响。

二、电子书籍设计形式

电子书籍的世界同传统印刷书籍相同也需要经过栏目创意、素材加工以及版面设计等阶段，传统书籍的设计仅仅包括了文本、板面以及封面等的设计，电子书籍设计与传统书籍设计相比少去了纸张、装订等的过程，在封面设计、色彩设计以及文字设计等方面还具备了新的特点和需求。

1.电子书籍封面的设计对于电子书籍来说封面同样是吸引读者视觉的重要部分，在设计中已不需要选取材料和印刷工艺等，电子书籍的封面在网络上往往需要下载后才能完全看到，因此在设计中一定要注意封面图片的效果，可以从以下几方面进行把握。首先封面设计需要好的立意，所谓立意是指封面读者对书籍内容获得理解和感受，在具体的设计中设计人员需要先熟悉书籍的内容、风格以及性质等，提炼与书籍相关的主题，使利益深化。封面设计需要去表现书籍的主题，还需要突破自身的限制，去联想扩大意境，使读者能够从封面中联想到更多的东西。艺术的美丽来源于情感，封面设计同样要具有非常强烈的感彩，使景语与情语连接在一起，激发读者的阅读欲望。封面设计的意境往往需要通过形象思维来进行完成，封面在设计中不能力考想象思维的规律，同时也不能脱离出书籍的内容凭空去创造意境。电子书籍封面意境的创造需要设计者能够创造出更加具有思想交流的画面。封面构图的设计是设计者意境的主要表现形式，只有深邃的立意才能通过构图表现出来，封面的构图设计想要表现出设计者的意境情感，需要符合以下几点，首先选取合理的平面构图，使整个封面构图的分割能够带来主题清晰层次分明的艺术效果。其次从经营位置上来说，我国传统画讲究经营位置和布势等，意思知识一定要处理好对立统一和局部和整体之间的关系，使整个画面能够呈现出每一的含义，并使画面的内容有各自独特的特点。在构图的设计中一定要注意调和统一，否则必然会影响封面的审美，在设计中和需要注意整体分散的作用，是内容色彩以及形式等完美的集中在构图中。第三封面构图的设计要主次分明，体现出整体设计观念的布局，对此要的内容能简则简，保留下来后作为主要形象的陪衬，突出封面设计的主题。色彩同样是体现书籍表现意境的重要因素，在封面设计中需要主义色彩的变化。封面意境的主题不仅仅需要形象来进行体现，还需要采取色彩进行搭配，与形象共同构成优美的旋律，在色彩的设计中需要注意以下几点内容，首先封面色彩的设计虽然处在从属地位，但必须符合书籍本身的特性，使封面构图显得庄重而不呆板。其次色彩封面设计中需要具有装饰性，注意色彩的色相、名都等的对比，利用颜色之间的调和突出封面主题，带给读者视觉上的美感。第三色彩设计要具有简约性，现代人们追求的是高效率、高速度的节奏，这些使人们的审美也发生了变化，色彩的设计也需要跟随这个不发，凝练各种色彩的搭配使用，达到更好的色彩效果。最后封面色彩的设计还需要具有象征意义，为读者的思维带来启迪作用，在设计中使色彩形成没得旋律。

2.电子书籍版式和色彩的设计对于传统书籍而言，电子书籍最大的不同之处是阅读的画面为电脑以及手机等数码工具的视频界面，电子书籍版式设计的构成要素主要包含了传统书籍的文字、色彩等，同时增加了一些新的动态构成要素等。电子书籍的版式设计往往需要有很多的电子按钮来进行组合形成，主要包括链接按钮、公共关系按钮以及互动式按钮等。其中链接按钮的主要作用是链接出版单位以及链接网站等，公共关系按钮主要是帮助读者更加快捷的实现电子书籍的阅读，互动式按钮是指读者发表评论等的场所。这些所有功能的产生实现都需要借助显示器达到，为给读者留下充足的舒缓空间，在电子书籍的版式设计中应留有空白区域。同时在电子书籍的设计中，版式设计应该更加得具有灵活性和生动性，电子书籍的页面设计往往会更加倾向于多媒体的设计，需要在页面合适的地方增加第四维空间，为读者带来书籍本身外的乐趣。在很多人的眼里，为达到吸引人的目的，电子书籍的色彩设计应该是丰富多彩的，比之传统书籍而言要丰富得多，这是因为新兴的视频媒介赋予了色彩很多新的生命。电子书籍有时需要通过视频等进行传输，通常采取的模式为RGB模式，在每个阶段中指定色彩，并进行和混合会搭配出约1670万种色彩，电子书籍在设计中的色彩选择有很大的选择余地。视频色彩模式的网页画面多是采用白色作为主色调，这主要是因为网络的一些原因。但是电子书籍不同于单纯网页的设计，首先其信息量要小于网页，因此可以考虑使用色彩进行弥补，另外RGB模式下色彩是通过自然发光来呈现，避免出现读者视觉疲劳的现象。

3.数字化图像和交互式的设计图像和图像是突出数字画艺术的主要表现形式，在网络中存在很多能够表现的形式，如数字的三维、动画以及虚拟现实等，以艺术字为例数字化的图像是很抽象的一种形式不仅仅具有传统图像所具有的功能，还具有一些时间特征，不停转换图像元素和位置。同时在电子书籍的设计中，使用群主要是网络上的人群，接受能力强，因此图像的设计为达到吸引人的目的，可以尽量的新颖，或者是采取一定的动态画面等。电子书籍的交换设计通常分为视觉设计师以及程序设计师等，这几种设计师必须完美的结合在一起，如视觉设计师整合视觉效果，交互式设计师设计读者的阅读空间等。交互环节是交互设计的核心，在设计中可以为读者设定书友论坛等内容，增加趣味性。最后在电子书籍的文字设计中文字的设计一定不能脱离于作品的风格特征，在设计中不仅仅要突出书名的个性色彩，还需要探寻文字的形态特征与组合的关系，设计出更加具有特色的文体，给读者视觉上的美感，封面的文字设计针对不同风格的书籍需要采取不同的设计方式，如针对儿童电子书而言，文字形式就尽可能的生活活泼，对于古典书籍而言，文字形式需要便显出古风古韵，给人以联想。

三、结束语

第3篇

1.1RF输出单元：输出滤波器是RF输出单元的主要器件，它主要影响发射机的无用发射性能，由于数字电视发射机的无用发射是连续的，因此必须采用带通滤波器。

1.2监控部分：数字电视的监控系统由五部分构成，主要包括传感器、微处理器和PC机等。它的主要作用就是对发射机的工作状态、信号传输、电视机故障处理等进行监控，以此保证发射机的稳定工作。

2数字电视发射机的技术与应用

2.1数字电视发射技术与模拟电视发射机技术。数字电视发射技术和模拟电视发射技术都是全固态、单通道发射，两者在大功率合成、供电系统、冷却系统、控制单元等技术上存在互通的关系，在设计理念上，两者都实现了设计的模块化、智能化、自动化、网络化特点，综上所述，数字电视发射机与模拟发射机存在很多相似之处。但是数字电视发射技术与模拟技术又存在着一定的差异性。数字电视发射技术在激励器方面采用了信道编码，这项技术是国标规定的内容，颁布国标之后，信道编码已经顺利解决了国标部分的问题，伴随着我国数字电视发射机技术的发展，中国厂商在发射机产品制造中解决了基带预矫正、平均功率、低相噪本振和单频网等技术难题，这些关键性技术难题的克服都离不开数字化技术水平的提高。

2.2调频广播发射的数字技术特点。数字化技术的发展使得调频广播的发射具备了以下特点：抗干扰能力强、信号稳定、电台频道变宽。调频广播的信号传播受到自然环境、工业生产活动、家用电器干扰等等因素的影响，诸多因素在信号传播过程中一旦一起参与进来就难以被分辨出来，调频收音机却可以通过限幅变化切除掉干扰信号。数字调频激励器的引入，使得调频广播发射机改进了同步指标，降低了传播过程中的噪音影响，使人们获得了更好的音频质量。数字音频信号传输节约了系统同步性用时，提高了系统调试和维护的工作强度。调频广播系统是一个全方位的信息传播平台，具有较大的社会实用性。随着科技的进步，数字化技术还会不断更新，数字化广播也会有更长足的发展和进步。

2.3数字微波通信技术。数字微波通过技术经过近半个世纪的发展，已经取得了一定的成绩，且在一段时期内是通信系统传输的主要方式之一，但是由于近年来各种信息传输技术的快速发展，如光纤技术、卫星技术等，使得微波技术进行了新的发展期，面临的挑战也更多。现代通信传输的三大支柱是卫星技术、光纤技术和数字微波通信技术。当前我国的广播电视领域，已经将光纤传播作为主要的信号传输方式，我国广电行业早已开展以光纤网络为基础的网络建设。光纤通信技术的特点是容量大、抗干扰能力强、损耗程度低，在广播电视信号的传输过程中基本不会受到中继引起的噪声影响，减少了接受信号延时较长的现象。光纤传播技术是高质量的视频和音频传输介质，它的传输效果非常理想化，逐步成为了直播或者远地传播最为主要的方式，也成为了广播电视城域网最稳定可靠的数字电视和数据传输链路。随着数字电视的不断普及，电视正在由给人们提供单项接收信息向双向互动方向发展，光纤传播技术在电视传播中的使用，扩展了传输的长度和宽度，还使电视传播具备了很强的信号质量，带动了广播电视技术的双向发展。综上所述，数字电视发射机技术不仅使数字电视行业得到了高效的发展，其在社会生活的各个领域中都发挥着重要的作用。

第4篇

数字电视信号要求发射机功放系统必须有较好的线性，当前改善功放系统线性度比较成熟的方法是在数字激励器中加入预校正技术和均衡技术。数字激励器的均衡器包括线性均衡器和群时延均衡器。数字均衡器主要有两个功能，一个功能是预校正数字I、Q基带信号的电平（相位、频响），另一个功能是将数字I、Q基带信号转换为模拟信号，同时送入调制器进行变频转换。均衡器补偿数字电视发射机的各部分产生的线性总失真，线性失真包括相位线性失真和幅度线性失真。发射机产生线性失真的主要器件是功放系统的输入/输出匹配网络和腔体及射频滤波器。这些器件产生的频响成为复频响，都需要对其幅度和相位进行均衡。均衡器输出的频响与发射机各部分的总频响呈复数共轭的函数转换关系，当发射机的复频响与均衡器产生的频响函数相乘后，发射机的线性失真将下降至满足标准要求的水平。理想的频响是一个常数和频率无关。群时延就是相位相对于频率的失真，是指不同频率的信号在通过整个信号带宽范围时产生不同的时延。理想的群时延也是一个常数和频率无关。补偿群时延失真的办法通常是采用两个数字均衡滤波器用于高频和低频补偿。数字激励器调制器的功能是把经过COFDM调制并进行数模转换后的两路I、Q正交信号和频率合成器输出的视频载波信号进行混频、变频成一路射频输出。

二、频率合成器

频率合成器的主要功能为输出调制需要的视频载波本振信号频率，为单频网提供参考时间和参考频率。载波频率的产生通过PLL（锁相环频率合成器）完成。PLL回路包括一个恒温VCXO（压控晶体振荡器），带宽为10MHz。输出的每个频率都与10MHz基准频率同步，10MHz基准频率的频率精度较高，较高的频率精度可降低噪声和确保短期的稳定性。5控制电路数字激励器一般都配有可实现远程遥控的RS232接口，同时安装以工控机为核心的控制处理单元。控制处理单元提供了发射机当前的运行状态信息、故障报警信息、参数配置信息、发射机的开启与关闭及历史记录等信息。通过操控工控机可以显示功放系统内部各功放模块的实时状态，控制单元通过外接传感器监测发射机各装置，管理发射机的全部操作。

三、中频自适应数字预校正技术

第5篇

剪纸的色彩表现突出了民间美术的用色特征，用色简单大方，少而精，一般分为单色表现和彩色表现，都采用高纯度的色彩，彩色表现利用高纯度色彩的对比呈现鲜明的对比效果，如红配绿，黄配紫等互补色彩的搭配，具有浓厚的民族传统装饰特色，鲜明而富有张力。当然剪纸艺人并不是片面追求强烈的对比，而是基于对比的基础上赋予一定的秩序，就像民间色彩搭配口诀所述“光是大红大绿不算好，黄能拖色少不了”，通过其他色彩使整幅作品统一起来，这也体现了我国传统民间美术常采用的手法。民间剪纸的用色也带有象征寓意，单色剪纸最常见是红色，人们在节日、庆典时刻贴上具有喜庆、吉祥寓意的红色剪纸，赋予了人们对美好生活的向往。如黄色象征权利、富贵、尊严、辉煌等；绿色象征生命、希望等等。剪纸艺术是一种艺术符号，它的内涵丰富，在造型、构图、色彩等各个方面都有着独特的艺术美感，以具有象征意义的造型、完整的构图和高纯度的色彩，形成一种鲜明、生动的艺术魅力。

二、电子书籍版面设计中剪纸风格的表现

随着信息时代的发展，电子技术和互联网的介入改变了传统的阅读方式，拓展了电子书籍的语言表现和图像呈现方式，电子书籍设计也逐渐从技术型向创新型转变，电子书籍的版面设计也不仅仅只实现基本的阅读功能而是兼具艺术性和美观性，目前电子书籍的版面设计形式大多雷同缺乏艺术性，将中国民间艺术融入电子书籍的版面设计是实现书籍艺术风格的一种重要方式，将剪纸艺术形式借鉴并应用到现代电子书籍版面设计中，可以为版面艺术注入一股新的“生命力”，从挖掘文化内涵的角度表现民间艺术的独特魅力，电子书籍的版面设计包括图形、文字、色彩和交互设计等，具体在设计过程中可以从以下几个方面着手表现具有剪纸艺术风格的电子书籍设计。

（一）图文设计。当下比较成熟的一种设计风格———水墨风格在书籍设计中有所表现，在图形的表现上根据设计主题并利用毛笔笔触特殊的表现出水墨渲染的意境，赋予现代电子书籍设计深厚的文化底蕴，水墨的点线面造型元素通过设计形式表现出来，当然水墨风格的运用应具有形式美感并与根据不同设计内容进行整体设计创意融合，因此对于剪纸艺术风格的电子书籍封面抓住剪纸造型特征，并在此基础上进行创新发展。在此基础上电子书籍的版面设计更要体现电子书籍的剪纸风格，图形和文字的版式设计较为重要，版面中的图形与文字的形状以及在版面中如何安排，这些都需要关注阅读功能的清晰性和易读性，才不会导致读者的视觉疲劳。在选择带有剪纸风格的图形时，文字要根据图形的位置的不同采用不同的编排，如采用剪纸的构图形式作为整个版面的背景，与文字相互穿插共同组成版面的形式主体。或者将剪纸形象化的造型形式作为一定的形状来限定书籍插图内容的表现，通过创造性的融合打破呆板的构图形式，使版式新颖，充满新意，整个版面的剪纸风格油然而生。当然现代的剪纸艺术也在与时俱进，例如获得华夏风韵剪纸展金奖的作品《街舞》展现了当代生活风貌，为中国传统剪纸注入了新的内容，使画面内涵更为丰富，将剪纸艺术内容上的创新赋予版面更为丰富的素材内涵，以适应现代设计表现要求。在字体的选择上需要配合剪纸风格选择具有民族艺术风格的字体，与主题形式呼应。在字体段落的编排上依据图形的形状排列，也可以将文字图形化，将文字本身的形态看作图形的表现形式。当然这些都要考虑到书籍的阅读功能，不能盲目追求形式感。同时图形与文字的排版也可以根据剪纸艺术形象化的造型形式进行构成原理的组合，使版面形成意想不到的视觉效果。

（二）色彩设计。色彩是版式设计中的重要元素，色彩的选择和搭配对体现设计风格起到一定的作用，电子书籍要呈现剪纸艺术的风格特点，在版式设计中可以选择剪纸艺术中常见的代表性色彩———高纯度的色彩，如红色、黄色等。在色彩的搭配上也有着自身的特色，剪纸艺术的色彩搭配上常用互补色，互补色以其强烈的对比容易使人产生视觉上的疲劳，可以对其进行调和如加入其他的颜色使版面色彩统一起来，或者通过色彩面积的变化来调和互补色彩的强烈对比，也可以选用单色表现。单色剪纸有两种基本的表现手法，一种是阳刻剪纸，一种是阴刻剪纸。现代剪纸大部分运用两者结合的方式，阳刻剪出轮廓，再用阴刻线作刻画，单色的运用可以结合剪纸这种特殊的表现技巧，打破单色的单调，与镂空的部分形成对比，产生美感。现代剪纸艺术的色彩与现代的色彩结合起来进行设计，可以根据书籍的读者群体需求设计剪纸色彩，可以用明快鲜艳的色彩表现儿童读物和时尚周刊等主题内容，可以用暖色或者高纯度的色彩表现诗歌或者散文类主题内容，由此我们可以根据剪纸在传统色彩上的创新运用色彩。

（三）交互设计。从用户角度来说，交互设计的目的就是了解各种有效的交互方式，并对它们进行增强和扩充，使用户以最佳的方式获取信息[2]。在电子书籍的版面中不仅仅是一些静态的视觉元素，为了丰富版面的效果，在页面与页面的切换时或者鼠标在按钮上悬停时可以运用动画形式表现交互过程。如读者可以对自己感兴趣的内容加以拓展阅读，通过自主选择是否点击交互按钮，打破传统的阅读方式。读者不仅仅是阅读者也是参与者，在参与到交互体验的同时也可以不受时间和空间的限制，随时、便捷地将读后感出来，与作者和其他读者交流心得体会。在交互设计中可以运用视觉元素如文字、图形和色彩，文字的编排和设计需要服从于主题内容，可以根据书籍的风格编排相应的文字风格，既表意又能传达情感；在交互设计中图形较为容易引起读者的注意，它可以更为生动、直观地表现主题内容；色彩是交互设计中一个重要元素，在交互设计时通过色彩的心理搭配体现交互的功能性，从而满足用户的习惯性。在交互体验中借鉴剪纸的艺术特点，创造出具有剪纸艺术风格的动画效果，既呼应了版面设计中所呈现的统一的剪纸艺术风格，也打破了静态版面的单一表现形式。虽然剪纸呈现是静态的形式，但是可以借助剪纸艺术的符号语言去引导版面与版面之间内容传递，如巧妙运用民间剪纸中的阴阳剪法进行创意设计，将交互内容通过独特的剪纸技艺呈现出来，使整个电子书籍的版式呈现出更为丰富的艺术视觉效果。

三、结语

第6篇

简而言之，电子信息工程就是借助信息电子化技术，不断获取信息、处理信息的一种手段。近些年来，随着我国现代技术的逐步完善，电子信息工程在一定程度上取得了较大的成果，其高效性、便利性、准确性也常被人津津乐道。但是，不得不承认的是，我国的电子信息工程设计还存在着诸多弊端，例如：核心技术和长远发展战略的缺乏。一方面，由于我国电子信息工程设计起步较慢，因此在发展过程中对于国外技术的依赖较大，这是无法忽视的隐患之一，我们必须及时有效的研发新技术来摆脱这一现状。另一方面，电子信息工程设计的发展受到企业经济情况和对外认知的影响，我国的企业普遍缺乏创新性和可持续发展的观念，因此，无法制定有效优质的可持续发展战略。总而言之，自动化技术在电子信息工程领域的应用，是符合时展要求的。

2自动化技术在电子信息工程设计中的逐步应用

自动化技术，是一种综合了信息技术、控制技术、电子技术等一系列高新科技的混合体，其在一定程度上，代表着尖端高新领域的发展。自动化技术由于其在控制领域的巨大创新，受到了现代工业的广泛应用和追捧。因此，将自动化技术引入电子信息工程设计中进行应用，获得了业界的一致认可。

2.1引领电子信息工程设计朝着机械化和一体化的方向不断发展

自动化技术中最突出的特点就是，能在最大程度上用机械代替人力进行一系列工业生产和发展。因此，自动化技术的应用，在一定程度上能够直接体现项目、工程的机械化程度，这也正是其受到广泛应用和追捧的主要原因。而电子信息工程单纯是由计算机技术和电力电子技术等高新科技支撑、发展的，电子信息工程设计在一定程度上缺乏相应的机械一体化能力。因此，两者之间存在着诸多不可避免的联系，与此同时，将两者进行有机的结合在一定程度上是一个发展的契机，一方面，可以促进电子信息工程设计朝着机械化方向大力发展；另一方面，还能在一定程度上提高电子信息工程设计的效率。因此，在电子信息工程设计中逐步应用自动化技术是一个不可多得的明智之举，是工业发展的必然要求。

2.2进一步提高电子信息工程设计的智能控制能力

众所周知，电子信息工程设计是通过对电子设备的研究、设计及其开发等手段，进而对电子信息进行一系列有效的控制和处理。总而言之，电力信息工程设计是基于信息，进行一系列操作运行的。而自动化技术在信息的储存和处理上有着引人注目的骄人成绩，因此，在电子信息工程设计中引入自动化技术能在根本上改善提高其对于信息的智能化操作水平。换而言之，自动化技术和电子信息工程技术的融入能在最大程度上改善、提高对于信息的智能控制能力。

2.3在电子信息工程控制方面的提高

对于电子信息工程设计而言，电路分析和计算机控制这两部分尤为关键。而自动化技术在电路分析和设计方面有着不可忽视的主导地位，例如：三相电力、互感电路以及双口网络。也就是说，一旦自动化技术开始应用于电子信息工程设计，自动化技术在各方面电路的高超本领也将注入电子新型工程设计。而计算机控制本来就和自动化技术有着密不可分的联系，因此，自动化技术的全力支持对于计算机控制的提高是不可或缺的。总而言之，自动化技术在电子信息工程设计中的应用，能够电子信息工程控制方面带来极大幅度的提高。

2.4辅助电子信息工程的具体设计

自动化技术的应用，对于计算机设计效率的提高而言，存在着关键性作用。自动化技术能够从根本上改善原本效率低、准确性低的陈旧计算机制图方法。因此，在计算机制图方面，一旦应用了自动化技术，设计者只需在固定程序中输入所采用的数据和规模，计算机就能自动输出设计。并且，其对于制图方面的应用涵盖了建筑、纺织、电子等方方面面，这能给我们带来极大的便利。因此，自动化技术在电子信息工程设计中的应用，能够在最大程度上提高其工作准确度和工作效率。

2.5引领电子信息工程设计走向更好的明天

自动化技术所涵盖的技术领域和其技术能力，是迄今为止最广和最高的。这也能从侧面说明，在电子信息工程领域大面积应用自动化技术是时代要求，是大势所趋。例如，在信息处理方面，现阶段除了自动化技术之外，没有任何技术能对信息处理的如此全面和高效。在智能操控方面，也没有任何技术能够超越自动化技术的完美操控。与此同时，在计算机处理方面，自动化技术对于制图的辅助能力也是其他技术所无法匹敌的。而信息的高效操作能力，工程的智能操控手段以及对于计算的制图的辅助，对于电子信息工程设计而言都是必不可少的一部分。因此，在电子信息工程设计中大力推广及应用自动化技术是大势所趋，是社会发展的必要进程。

3结束语

总而言之，无论是电子信息工程的设计，抑或是自动化技术，两者对于我国工业的发展都存在着至关重要的作用。任何一方的缺失都可能会，造成工业发展的滞后甚至停滞。因此，只有在电子信息工程设计中全面应用自动化技术，在最大程度上将两者进行一个有机结合，才能使两者完好的发挥出各中高效作用，进而才能推动着我国工业的快速进步。

作者:王玲 单位:西安铁路职业技术学院

引用：

[1]尹坤任.自动化技术在电子信息工程设计中的应用[J].电子技术与软件工程,2014,01:253.

第7篇

1．1PID控制原理［1，2］

常规PID控制系统原理框图如图1所示。

PID控制器是一种线性控制器，它根据给定值r（t）与实际输出构成控制偏差：

将此偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制。其控制规律为：

式中，Kp为比例系数，T1为积分时间常数，TD为微分时间常数。

在PID控制中，比例项用于纠正偏差，积分项用于消除系统的稳态误差，微分项用于减小系统的超调量，增加系统稳定性。PID控制器的性能就决定于Kp、T1和TD这3个系数。如何选用这3个系数是PID控制的核心。

1．2数字PID控制算法选择

设计和调整数字PID控制器的任务就是根据被控对象和系统要求，选择合适的PID模型，将其进行离散化处理，编出计算机程序由微处理器实现，最后确定KP、T1、TD、和T，T为采样周期。微处理器控制是一种采样控制，它只能根据采样时刻的偏差值计算控制量，因此，必须对PID模型进行离散化处理。

用矩形方法数值积分代替式（3）中的积分项，对式（3）中的导数项用后向差分逼近，经推理可得到基本PID控制的位置式算法：

式中k——采样序号，k＝0，1，2，……

U（k）——第k次采样时刻输出值

E（k）——第k次采样时输入的偏差值

E（k－1）——第（k－1）次采样时刻输入的偏差值

K1——积分系数，K1＝KpT／T1

KD——微分数系，KD＝KpTD／T1

在数字控制系统中，PID控制规律是用程序来实现的，因而具有更大的灵活性。由于基本PID控制中引入了积分环节，其目的主要是为了消除静差，提高精度。但在柴油机调速过程中，突加突减负载时，会引起转速的较大波动，导致短时间内转速出现较大偏差，通过PID积分运算积累，超调量过大，系统产生振荡，严重影响发电机组输出电能的品质。为避免PID控制中积分项引起的超调，提高其调节品质，拟采用积分分离法对基本PID控制进行改进，简称变速积分PID。变速积分PID的基本思路是设法改变积分项的累加速度，使其与偏差大小相对应，偏差越大，积分越慢；反之，则越快。

式中，A、B为积分区间。

变速积分PID算法为：

式中，U1（k）为第k次采样时刻PID运算的积分部分输出值。

采用变速积分PID控制，系统具有以下特点：用比例消除大偏差，用积分消除小偏差，可完全消除积分饱和现象；各参数容易整定，易实现系统稳定，而且对A、B两参数不要求十分精确；超调量大大减小，改善了调节品质，适应性较强。

2柴油发电机组数字调速系统中PID控制参数整定［3，4］

数字PID控制参数整定的任务主要是确定数字PID的参数KP、T1、TD和T。

对于简单控制系统，可采用理论计算方法确定这些参数。但由于柴油机调速系统的工况较为复杂，其数学模型并非十分精确，在此，采用工程整定常用的扩充临界比例带法，结合经验法再对参数进行调整，得到最终的PID参数。

（1）采样周期T的选择

在数字控制系统中，采样周期T是一个比较重要的因素，采样周期的选取，应与PID参数的整定综合考虑。

首先，采样周期T的选取应满足以下要求：远小于对象扰动周期；比对象时间常数小得多；尽量缩短采样周期，以改善调节品质。

该系统中，PID调节控制过程是在定时中断状态下完成的，因此，采样周期T的大小必须保证中断服务程序的正常运行。在不影响中断程序运行的情况下，可取采样周期T＝0．1τ（τ为柴油机的纯滞后时间）。当中断程序运行时间Tz大于0．1τ时，则取T＝Tz，

（2）临界振荡周期Ts的确定

初始确定数字PID参数时，在用上述方法确定采样周期T的条件下，从调速系统的PID调节回路中，去掉数字控制器的微分控制作用和积分控制作用，只采用比例调节环节来确定系统的振荡周期Ts和临界比例系数Ks。由单片机系统自动控制比例系数KP，并逐渐增大Kp，直到系统出现持续的等幅振荡，然后由单片机系统自动记录并显示调速系统发生等幅振荡时的临界比例度δ和相应的临界振荡周期Ts。

控制度就是以模拟调节器为基础，定量衡量数字控制系统与模拟调节器对同一对象的控制效果。控制效果就是采用某一积分准则，根据系统在规定的输入下的输出响应，使用该准则取最小值时的最

如前所述，采样周期T的长短会影响系统的控制品质，同样是最佳整定，数字控制系统的品质要低于模拟系统的控制品质。即控制度总是大于1的，且控制度越大，相应的数字控制系统品质越差。

为获得与模拟控制器相当的品质，控制度选为1．05。不同控制度时，扩充临界比例带法PID参数计算公式

（4）KP、K1、KD、T的求取

根据实验所得Ks和Ts及选定的控制度，按表1计算出数字PID参数Kp、T1、TD和T。

（5）控制效果的调节

按求得的参数值在调速控制系统中运行，并观察控制效果。如控制效果达不到控制要求，可基于以下原则，根据经验法对参数做适当调整。

①增大比例系数Kp，将加快系统的响应速度，但过大会使系统产生较大超调，甚至产生振荡。

②增大积分时间T1，有利于减小超调，减少振荡，使系统更加稳定，但会增加系统过渡过程时间。

③增大微分时间常数TD有利于加快系统的响应，使超调减小，稳定性增加，但系统对扰动的抑制能力减弱，对扰动有较敏感的响应。

基于上述原则，调整PID参数时，应先比例、后积分、再微分进行调整。

参考文献：

［1］陶永华，尹怡欣，葛芦生．新型PID控制及其应用［M］．机械工业出版社，1998．

［2］王福瑞．单片微机测控系统设计大全［M］．北京航空航天大学出版社，1998．

第8篇

一、EDA技术的定义及构成

所谓EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统。它是以计算机为工作平台，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以EDA工具软件为开发环境，以大规模可编程逻辑器件PLD(ProgrammableLogicDevice)为设计载体，以专用集成电路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)、单片电子系统SOC(SystemOnaChip)芯片为目标器件，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程[J]。在此过程中，设计者只需利用硬件描述语言HDL(HardwareDescriptionlanguage)，在EDA工具软件中完成对系统硬件功能的描述，EDA工具便会自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片。尽管目标系统是硬件，但整个设计和修改过程如同完成软件设计一样方便和高效。

现代EDA技术的基本特征是采用高级语言描述，具有系统级仿真和综合能力。EDA技术研究的对象是电子设计的全过程，有系统级、电路级和物理级各个层次的设计。EDA技术研究的范畴相当广泛，从ASIC开发与应用角度看，包含以下子模块：设计输入子模块、设计数据库子模块、分析验证子模块、综合仿真子模块和布局布线子模块等。EDA主要采用并行工程和“自顶向下”的设计方法，然后从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计，在方框图一级进行仿真、纠错，并用VHDL等硬件描述语言对高层次的系统行为进行描述，在系统一级进行验证，最后再用逻辑综合优化工具生成具体的门级逻辑电路的网表，其对应的物理实现级可以是印刷电路板或专用集成电路。

二、EDA技术的发展

EDA技术的发展至今经历了三个阶段：电子线路的CAD是EDA发展的初级阶段，是高级EDA系统的重要组成部分。它利用计算机的图形编辑、分析和存储等能力，协助工程师设计电子系统的电路图、印制电路板和集成电路板图。它可以减少设计人员的繁琐重复劳动，但自动化程度低，需要人工干预整个设计过程。

EDA技术中级阶段已具备了设计自动化的功能。其主要特征是具备了自动布局布线和电路的计算机仿真、分析和验证功能。其作用已不仅仅是辅助设计，而且可以代替人进行某种思维。

高级EDA阶段，又称为ESDA(电子系统设计自动化)系统。过去传统的电子系统电子产品的设计方法是采用自底而上(Bottom-UP)的程式，设计者先对系统结构分块，直接进行电路级的设计。EDA技术高级阶段采用一种新的设计概念：自顶而下(TOP-Down)的设计程式和并行工程(ConcurrentEngineering)的设计方法，设计者的精力主要集中在所设计电子产品的准确定义上，EDA系统去完成电子产品的系统级至物理级的设计。此阶段EDA技术的主要特征是支持高级语言对系统进行描述。可进行系统级的仿真和综合。

三、基于EDA技术的电子系统设计方法

1.电子系统电路级设计

首先确定设计方案，同时要选择能实现该方案的合适元器件，然后根据具体的元器件设计电路原理图。接着进行第一次仿真，包括数字电路的逻辑模拟、故障分析、模拟电路的交直流分析和瞬态分析。系统在进行仿真时，必须要有元件模型库的支持，计算机上模拟的输入输出波形代替了实际电路调试中的信号源和示波器。这一次仿真主要是检验设计方案在功能方面的正确性。仿真通过后，根据原理图产生的电气连接网络表进行PCB板的自动布局布线。在制作PCB板之前还可以进行后分析，包括热分析、噪声及窜扰分析、电磁兼容分析和可靠性分析等，并且可以将分析后的结果参数反标回电路图，进行第二次仿真，也称为后仿真，这一次仿真主要是检验PCB板在实际工作环境中的可行性。

可见，电路级的EDA技术使电子工程师在实际的电子系统产生之前，就可以全面了解系统的功能特性和物理特性，从而将开发过程中出现的缺陷消灭在设计阶段，不仅缩短了开发时间，也降低了开发成本。

2.系统级设计

系统级设计是一种“概念驱动式”设计，设计人员无须通过门级原理图描述电路，而是针对设计目标进行功能描述。由于摆脱了电路细节的束缚，设计人员可以把精力集中于创造性概念构思与方案上，一旦这些概念构思以高层次描述的形式输入计算机后，EDA系统就能以规则驱动的方式自动完成整个设计。

系统级设计的步骤如下：

第一步：按照“自顶向下”的设计方法进行系统划分。

第二步：输入VHDL代码，这是系统级设计中最为普遍的输入方式。此外，还可以采用图形输入方式(框图、状态图等)，这种输入方式具有直观、容易理解的优点。

第三步：将以上的设计输入编译成标准的VHDL文件。对于大型设计，还要进行代码级的功能仿真，主要是检验系统功能设计的正确性，因为对于大型设计，综合、适配要花费数小时，在综合前对源代码仿真，就可以大大减少设计重复的次数和时间，一般情况下，可略去这一仿真步骤。

第四步：利用综合器对VHDL源代码进行综合优化处理，生成门级描述的网表文件，这是将高层次描述转化为硬件电路的关键步骤。综合优化是针对ASIC芯片供应商的某一产品系列进行的，所以综合的过程要在相应的厂家综合库支持下才能完成。综合后，可利用产生的网表文件进行适配前的时序仿真，仿真过程不涉及具体器件的硬件特性，较为粗略。一般设计，这一仿真步骤也可略去。

第五步：利用适配器将综合后的网表文件针对某一具体的目标器件进行逻辑映射操作，包括底层器件配置、逻辑分割、逻辑优化和布局布线。:

第六步：将适配器产生的器件编程文件通过编程器或下载电缆载入到目标芯片FPGA或CPLD中。如果是大批量产品开发，通过更换相应的厂家综合库，可以很容易转由ASIC形式实现。

四、前景展望

21世纪将是EDA技术的高速发展时期，EDA技术是现代电子设计技术的发展方向，并着眼于数字逻辑向模拟电路和数模混合电路的方向发展。EDA将会超越电子设计的范畴进入其他领域随着集成电路技术的高速发展，数字系统正朝着更高集成度、超小型化、高性能、高可靠性和低功耗的系统级芯片(SoC，SystemonChip)方向发展，借助于硬件描述语言的国际标准VHDL和强大的EDA工具，可减少设计风险并缩短周期，随着VHDL语言使用范围的日益扩大，必将给硬件设计领域带来巨大的变革。

参考文献：

[1]谭会生，张昌凡.EDA技术及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2001.

第9篇

西方发达国家从中小学教育开始就注重培养学生们的学习兴趣和动手能力。在美国，家庭常备有用做实验室的房间，父母从小就注重培养孩子的实践能力和兴趣爱好，在这方面有投资预算，给孩子们一个认识自我、发现自己兴趣所在的平台。在英国，课堂的教学内容经常延伸到教室外，比如上植物学课程就带领学生们去观察各种植物；上历史课，就几个学生组成一个组演绎历史剧情，每次课的内容是充满实践的，学生们也并不感到疲惫，教师在必要的讲解后主要是学生在完成实验或者项目，让学生用所学知识解决实际问题，在用中学习。这些先进的教学理念值得中国教育工作者们借鉴。

二、基于专题作业和课程设计的实践性教学

在模电课程中，除了布置与理论教学同步的习题作业外，根据教学进度拟定若干专题作业和课程设计题目，专题作业和课程设计与理论教学同步，并注意这两方面在教学进度上的配合。本文以2013学年模电课程的实践教学环节设计为例，介绍该实践教学方法的基本内容和教学体会。

1.电路仿真专题作业模电课程的第一次课用1学时左右介绍电子电路仿真软件的使用。目前很多电路仿真软件提供了大量虚拟仪器，有一般实验室配备的电压表、电流表、万用表、双通道示波器、信号源等，此外还提供一些虚拟仪器，如波特仪等，学生在使用该软件的同时也对电子测量仪器有了全面的了解，扩展了知识面。教师可以现场演示，完成一个简单电路的原理图绘制、仿真和结果输出。模电课程有较多结论可由仿真实验验证，如放大电路静态工作点、输入电阻、输出电阻、电压增益等。在课程前期，讲解了二极管应用电路之后，布置一个电路仿真专题作业，将书内的内容用软件进行验证。要求学生上交电路原理图，以及电路仿真输出和结果分析。经过这个专题作业的训练，学生们基本掌握了仿真软件的使用，并可以用于之后的课程学习中。

2.单元电路分析与设计在期中阶段，学生已经掌握了多级放大电路、功率放大电路等理论知识，但书本知识限于篇幅，主要讲解直流分析、交流分析及各种参数，以分析为主，这时布置一个单元电路分析与设计的课程设计题目，如设计一个多级电压放大器，满足电压增益、输入阻抗、最大输出电压、截止频率等指标，要求学生提交设计报告。学生们先进行电脑仿真设计，然后在模电实验箱上搭建电路，确定无误后选择电子元器件和万用电路板，然后进行调试和修改，撰写设计报告。这个课程设计可由几名学生组成小组合作完成，在相互交流中得到知识理解和动手能力的提升。

3.功能电路设计及制作在模电课程的后半期，布置一个综合性的功能电路设计与制作题目，包含模电课程的重要知识点（放大器、滤波器、信号发生和处理电路、稳压电源），给出一些题目供学生选择，如变调门铃、直流稳压电源、函数发生器、数字万用电表、音乐彩灯“模拟电子技术”课程实践性教学改革探索控制器，要求学生组成项目团队，将该设计与制作作为一个项目进行。该项目完成后，安排时间让各位同学以小组为单位上台展示自己的设计和实物作品，总结在设计制作过程中遇到的问题以及解决办法，鼓励同学对演讲的同学进行提问，教师负责掌控课堂秩序和提出问题，把学生解决问题的思路和方法进行归纳总结，把叙述不充分的部分从理论的高度进行阐述完整。在这个课程设计中，学生完成了电路仿真设计、制作、撰写报告、答辩等一系列内容。

三、需要注意的问题

1.学时安排问题在总学时不变的情况下，增加实践性教学内容必然会占用理论教学学时，如果处理不好会顾此失彼。在理论教学中，应以理论够用为度。对于一门课程，总是可以分出主干部分和细枝末节部分。对主干部分应详细讲解，对枝节部分则引导学生自学，在实践中巩固理论，用理论指导实践，使学生掌握理论知识的同时，提高实践能力和创新能力。

2.传统教学手段与多媒体设备的合理运用对于理论难度大而需要详细讲解的部分，应采用传统的板书方式，教师和学生一起努力，完成数学公式的推导、难点的理解，使学生听后印象深刻，思维节奏也容易跟上老师的节奏；而对于难度较小的内容，可以充分利用多媒体课件讲授，使用课件可以使讲课内容形象生动，并且可以提高授课的效率。传统教学手段与多媒体课件各有所长，二者合理搭配可以解决教学信息量大、课时有限的矛盾，并可以收到良好的教学效果。

3.专题作业和课程设计的选题由于教学时间有限，在专题作业和课程设计的选题方面应紧贴理论教学内容，注意控制题目的难度。由于学生处于大二阶段，学生的专业知识较少，选题除了要紧密结合理论教学内容外，还要注意趣味性，难度以学生们适当扩展知识就可以实现为度。否则不仅难以调动学生的学习兴趣和积极性，反而会起到相反的作用。

四、总结

第10篇

数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。

新型数字电压表的整机设计

该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。

数据采集电路的原理

在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。

AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。

在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。

由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。

RS232接口电路的设计

AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。

串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:

串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。

为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。

软件编程

软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。单片机编程

下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。

在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。

人机界面编程

打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。

功能结果

第11篇

数字电压表的设计和开发,已经有多种类型和款式。传统的数字电压表各有特点,它们适合在现场做手工测量,要完成远程测量并要对测量数据做进一步分析处理,传统数字电压表是无法完成的。然而基于PC通信的数字电压表,既可以完成测量数据的传递,又可借助PC,做测量数据的处理。所以这种类型的数字电压表无论在功能和实际应用上,都具有传统数字电压表无法比拟的特点,这使得它的开发和应用具有良好的前景。

新型数字电压表的整机设计

该新型数字电压表测量电压类型是直流,测量范围是-5～+5V。整机电路包括:数据采集电路的单片机最小化设计、单片机与PC接口电路、单片机时钟电路、复位电路等。下位机采用AT89S51芯片,A/D转换采用AD678芯片。通过RS232串行口与PC进行通信,传送所测量的直流电压数据。整机系统电路如图1所示。

数据采集电路的原理

在单片机数据采集电路的设计中,做到了电路设计的最小化,即没用任何附加逻辑器件做接口电路,实现了单片机对AD678转换芯片的操作。

AD678是一种高档的、多功能的12位ADC,由于其内部自带有采样保持器、高精度参考电源、内部时钟和三态缓冲数据输出等部件,所以只需要很少的外部元件就可以构成完整的数据采集系统,而且一次A/D转换仅需要5ms。

在电路应用中,AD678采用同步工作方式,12位数字量输出采用8位操作模式,即12位转换数字量采用两次读取的方式,先读取其高8位,再读取其低4位。根据时序关系,在芯片选择/CS=0时,转换端/SC由高到低变化一次,即可启动A/D转换一次。再查询转换结束端/EOC,看转换是否已经结束,若结束则使输出使能/OE变低,输出有效。12位数字量的读取则要控制高字节有效端/HBE,先读取高字节,再读取低字节。整个A/D操作大致如此,在实际开发应用中调整。

由于电路中采用AD678的双极性输入方式,输入电压范围是-5～+5V,根据公式Vx10(V)/4096*Dx,即可计算出所测电压Vx值的大小。式中Dx为被测直流电压转换后的12位数字量值。

RS232接口电路的设计

AT89S51与PC的接口电路采用芯片Max232。Max232是德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。该器件包含2个驱动器、2个接收器和1个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。Max232芯片起电平转换的功能,使单片机的TTL电平与PC的RS232电平达到匹配。

串口通信的RS232接口采用9针串口DB9,串口传输数据只要有接收数据针脚和发送针脚就能实现:同一个串口的接收脚和发送脚直接用线相连,两个串口相连或一个串口和多个串口相连。在实验中,用定时器T1作波特率发生器,其计数初值X按以下公式计算:

串行通信波特率设置为1200b/s,而SMOD=1,fosc=6MHz,计算得到计数初值X=0f3H。在编程中将其装入TL1和THl中即可。

为了便于观察,当每次测量电压采集数据时,单片机有端口输出时,用发光二极管LED指示。

软件编程

软件程序主要包括:下位机数据采集程序、上位机可视化界面程序、单片机与PC串口通信程序。单片机采用C51语言编程,上位机的操作显示界面采用VC++6.0进行可视化编程。在串口通信调试过程中,借助“串口调试助手”工具,有效利用这个工具为整个系统提高效率。

单片机编程

下位机单片机的数据采集通信主程序流程如图2所示、中断子程序如图3所示、采集子程序如图4所示。单片机的编程仿真调试借助WAVE2000仿真器,本系统有集成的ISP仿真调试环境。

在采集程序中,单片机的编程操作要完全符合AD678的时序规范要求,在实际开发中,要不断加以调试。最后将下位机调试成功而生成的.bin文件固化到AT89S51的Flash单元中。

人机界面编程

打开VC++6.0,建立一个基于对话框的MFC应用程序,串口通信采用MSComm控件来实现。其他操作此处不赘述,编程实现一个良好的人机界面。数字直流电压表的操作界面如图5所示。运行VC++6.0编程实现的Windows程序,整个样机功能得以实现。

功能结果

第12篇

1．档案保管方式不同。传统的项目图纸等实物档案，按照卷册号有序地存放于库房的档案排架上，依照档案库的防火、防霉、防盗等规定进行保管。数字档案的安全保管建立在数据中心的系统安全管理、设备操作管理、访问权限管理、数据备份管理等一系列的安全管理措施之上，侧重于防病毒、防攻击、防灾害等数据安全管理，其安全性明显高于传统档案。

2．档案利用方式不同。传统档案利用需要设计人员亲自到档案馆借阅，且受限于实体档案的数量、档案的借阅情况、档案馆的开馆时间等，利用率较低。数字档案充分利用网络数据传输的便捷性和实时性，随时为用户提供浏览或下载档案服务。数字档案的使用率远远高于纸质档案，使档案充分发挥出其自身的价值。但是，数字档案的频繁访问也对档案系统的健壮性、数据结构的合理性、档案编研的科学性，提出了更高的要求。

二、在电力工程设计中加强数字档案管理的对策

1．加强档案管理业务平台建设。档案管理服务于电力工程设计工作，所以，数字档案管理平台不是孤立的，而是与协同设计平台集成于同一工作平台。电力设计院的设计人员与档案管理人员，都使用该平台进行设计和档案管理等工作，并通过该平台实时在线沟通。在协同设计平台上设计完成的电力工程，其电子档案基于网络审核合格后，由档案管理人员负责接收、整理和网上归档。应用档案管理业务平台实现在线档案收集，保证了电子文档的真实性、及时性和有效性，并能定期对电子文档进行版本更新，极大地提高了工作效率。

2．构建各类档案信息库。档案数字化是一项细致而繁琐的工作，底图和文书档案需进行扫描，声像档案可采用录像转视频文件、照片生成电子图片等方式，集中进行数字化处理。工程档案采用大流水工作方式数字化后，需进一步进行网上编目，自动生成流水号、文档挂接等工作，构建各类档案信息库。档案管理平台具有电子档案密级和权限划分功能，可以根据密级和权限划分规则，对全部电子档案进行密级和权限划分，从而实现了档案信息库的自动安全管理。

第13篇

关键词：功率放大器匹配增益

数字电视地面广播技术采用数字压缩技术，在同样清晰度和音质情况下，用户可以接收的节目数量提高4～6倍。同一信道中，可同时传输附加数据和其他信息，且抗干扰能力强，覆盖区域内近场和远场的接收效果几乎相同，因此，数字电视受到了广泛的关注。

欧美一些国家对数字电视技术的研究较为深入，已研制出了性能完善的数字电视信号发射机。我国数字电视技术的研究起步相对较晚，还处在实验阶段。为降低成本，数字电视发射机的国产化是我国广播电视行业发展的必然趋势。

功率放大器是数字电视发射机中的重要组成部分。通常情况下，数字电视发射机中的信号经COFDM方式调制后输出中频模拟信号，通过上变频送入放大部分。该调制方式包括IFFT（8M）和IFFT（2M）两种模式，分别由6817和1705个载波组成。每个载波之间的频率间隔非常近，所以交调信号很容易落在频带内，引起交调失真。数字电视的发射机较传统类型，在线性度、稳定性等方面有着更高的要求。对发射机中的功率放大器要求必须工作在较高的线性状态下，增益稳定。

发射系统的放大部分分为激励和主放大电路。其中激励部分为宽带功率放大器，为确保地面数字电视传输的正常稳定，需要具有良好的稳定性和可靠性，其工作频段在470MHz～860MHz，工作状态为AB类；要求增益大于10dB，交调抑制小于－35dB，噪声功率密度大于130dBc／Hz。本文采用最新的LDMOSFET器件，及平衡放大电路结构?熏设计数字电视发射机中的驱动级功率放大器，经过优化和调试，满足系统要求。

图2输入匹配网络拓扑图

1功率放大器设计

1．1功率放大器的放大芯片选型

本文采用摩托罗拉LDMOSFET器件MRF373作为功放的放大芯片。该芯片在线性、增益和输出能力上相对于BJT器件有较大的提升，使发射机的可靠性和可维护性大大提高。与传统的分米波双极型功放管相比，LDMOSFET具有以下显著优点：

·可以在高驻波比（VSWR＝10：1）情况下工作；

·增益高（典型值13dB）；

·饱和曲线平滑，有利于模拟和数字电视射频信号放大；

·可以承受大的过驱动功率，特别适用于DVB－T中COFDM调制的多载波信号；

·偏置电路简单，无需复杂的带正温度补偿的有源低阻抗偏置电路。

图3输出匹配网络拓扑图

LDMOS制造工艺结合了BPT和砷化镓工艺。与标准MOS工艺不同的是，在器件封装上，LDMOS没有采用BeO氧化铍隔离层，而是直接硬接在衬底上，导热性能得到改善，提高了器件的耐高温性，大大延长了器件寿命。由于LDMOS管的负温效应，其漏电流在受热时自动均流，而不会象双极型管的正温度效应在收集极电流局部形成热点，从而管子不易损坏。所以LDMOS管大大加强了负载失配和过激励的承受能力。同样由于LDMOS管的自动均流作用，其输入－输出特性曲线在1dB压缩点（大信号运用的饱和区段）下弯较缓，所以动态范围变宽，有利于模拟和数字电视射频信号放大。LDMOS在小信号放大时近似线性，几乎没有交调失真，很大程度简化了校正电路。MOS器件的直流栅极电流几乎为零，偏置电路简单，无需复杂的带正温度补偿的有源低阻抗偏置电路。

1．2电路结构选择及比较

小信号S参数可以用于甲类放大器的设计，也就是要求信号的放大基本限制在晶体管的线性区域。然而，涉及到大功率放大器时，由于放大器工作在非线性区，所以小信号通常近似无效。此时必须求得晶体管的大信号S参数或阻抗，以得到合理的设计效果。

一般说来，甲类工作状态失真系数最小，具有良好的线性度。但是在大功率应用情况下，由于甲类工作状态的效率低（50％）而不适用。采用甲乙类推挽放大器的电路形式，可以得到与甲类放大器相近的线性指标。

推挽电路形式由两个独立且无任何内部连接的单管放大器构成，通过两个巴伦进行功率的矢量分配与合成。由于巴伦本身具有变阻的特点，因此大大降低了变阻比带来的阻抗匹配的困难，且巴伦对于偶次谐波具有很好的抑制作用。但是由于巴伦两边间隔过小，两路相互影响较大，所以应用巴伦结构的放大器稳定性较差，且该电路的输入和输出驻波比较差。

本文采用平衡放大器的形式，结构如图1所示。其工作原理与巴伦结构的电路相似，但是由于3dB电桥的应用，使得两路射频信号之间隔离较好，有利于两个端口的匹配。相对于单管放大器结构，其优点如表1。

表1平衡放大器与单管放大器特性比较

特性平衡放大器单管放大器

输入输出反射好较差

噪声特性较好较差

长期稳定性好较差

元件离散性对放大电路影响

较小较大

1．3匹配网络设计

由于MRF373没有提供内匹配，所以要在放大电路中构建匹配网络。数字电视反射系统中的放大电路工作在470MHz～860MHz，需要在宽频带范围内实现阻抗匹配。宽带放大器匹配电路设计的基本思想是：在放大器的输入输出及级间都采用电抗匹配网络进行多级阻抗变换。该网络只起匹配作用，不额外损耗功率，可以保证最大的传输系数，对器件特性起均衡作用，并可以满足系统所需要的带宽要求。

使用器件的IV曲线或者通过输出功率、工作电压等参数可以确定负载RL。为使输出功率最大，用RL表示器件的内部漏极负载，以此作为输出匹配电路的目标。如果一个网络对一个复阻抗有最佳匹配，则网络的输出阻抗等于负载阻抗的复数共轭值。现在的负载阻抗是纯实数RL，所以最佳输出匹配电路反映到器件漏极负载的阻抗是RL的复数共轭值，即：

RL＝（VDD－VDS（sat））2／2P

其中VDD是工作电压，VDS（sat）是拐点电压，P是输出功率。

根据上式可以算出，MRF373的RL大约为6Ω。

本文中的放大电路采用分离元件和分布参数元件混合使用的方法。由于电感比电容有更高的热损耗，所以在此类电路中通常避免使用电感，而使用高阻抗的传输线代替。混合类型的匹配网络通常包括几段串连的传输线以及间隔配置的并联电容。该放大器的输入匹配部分采用了四节连阻抗变换，输出匹配采用五节连阻抗变换的混合电路形式。输入、输出匹配网络拓扑图如图2、图3所示。

2电路优化与仿真结果

由于数字电视发射系统要求放大电路必须工作在线性放大状态，可以用小信号S参数法分析。借助器件厂商提供的小信号S参数文件，可以用ADS对整个电路进行小信号S参数仿真，得到小信号增益、端口匹配、隔离及稳定因子K。表2为MRF373在（Vce＝26V、Ic＝500mA）下的S参数。

用ADS进行电路仿真并不能达到设计要求，需在此基础上进行电路优化。当只有小信号S参数作为模型来设计功率放大器时，电路优化的步骤一般为：首先尽可能以RL（相对最大输出功率的负载电阻）匹配为目标，优化和确定输出匹配电路元件值；然后再优化输入匹配电路的元件值，改善增益和输入匹配电路。需要注意的是：在优化前，必须得到尽可能完整的输出电路模型，然后在工作频率下对其优化，达到与RL的最佳匹配。图4为放大电路的仿真结果，图5为电路最终优化结果。

第14篇

关键词：无线接收FSKASK频率合成器TH71101

1概述

TH71101是双超外差式结构的无线电接收芯片，工作在300～450MHzISM频段，能与TH7107等芯片配套，实现ISM频段无线模拟和数字信号传输；内部包含一个低噪声放大器、双混频器、压控振荡器、PLL合成器、晶体振荡器等电路。能接收模拟和数字FSK/FM/ASK信号。FSK数据速率可达40kb/s，ASK数据速率达80kb/s，FM带宽15kHz；灵敏度111dBm。电源电压2.5～5.5V,工作电流8.2mA，待机电流<100nA。适用于ISM（工业、科学和医学）频率范围内的各种应用，如数据通信系统、无钥匙进入系统、遥控遥测系统、安防系统等。

2芯片封装与引脚功能

TH71101采用LQFP32封装，各引脚功能如表1所列。

表1TH71101引脚功能

引脚号符号功能

1VEE地

2GAIN-LNA低噪声放大器（LNA）增益控制

3OUT-LNALNA输出，连接到外接的LC调谐回路

4IN-MIX1混频器1（MIX1）输入，单端阻抗约33Ω

5VEE地

6IF1P中频1（IF1）集电极开路输出

7IF1N中频1（IF1）集电极开路输出

8VCC电源输入

9OUT-MIX2混频器2（MIX2）输出，输出阻抗约330Ω

10VEE地

11IFA中频放大器（IFA）输入，输入阻抗约2.2kΩ

12FBC1连接外接的中频放大器反馈电容

13FBC2连接外接的中频放大器反馈电容

14VCC电源输入

15OUT-IFA中频放大器输出

16IN-DEM解调器（DEMOD）输入

17VCC电源输入

18OUT-OA运算放大器（OA）输出

19OAN运算放大器（OA）负极输入

20OAP运算放大器（OA）正极输入

21RSSIRSSI输出，输出阻抗约36kΩ

22VEE地

23OUTPFSK/FM正输出，输出阻抗100300kΩ

24OUTNFSK/FM负输出，输出阻抗100300kΩ

25VEE地

26RO基准振荡器输入，外接晶体振荡器和电容

27VCC电源输入

28ENRX模式控制输入

29LF充电泵输出和压控振荡器1（VCO1）控制输入

30VEE地

31IN-LNALNA输入，单端阻抗约26Ω

32VCC电源输入

3芯片内部结构与工作原理

TH71101内部结构框图如图1所示。芯片内包含低噪声放大器（LNA）、两级混频器（MIX1、MIX2）、锁相环合成器（PLLSynthesizer）、基准晶体振荡器（RO）、充电泵（CP）、中频放大器（IFA）、相频检波器（PFD）等电路。

LNA是一个高灵敏度接收射频信号的共发、共基放大器。混频器1（MIX1）将射频信号下变频到中频1（IF1），混频器2（MIX2）将中频信号1下变频到中断信号2（IF2），中频放大器（IFA）放大中频信号2和限幅中频信号并产生RSSI信号。相位重合解调器和混频器3解调中频信号。运算放大器（OA）进行数据限幅、滤波和ASK检测。锁相环合成器由压控振荡器（VCO1）、反馈式分频器（DIV16和DIV2）、基准晶体振荡器（RO）、相频检波器（PFD）、充电泵（CP）等电路组成，产生第1级和第2级本振信号LO1和LO2。

图2FSK接收电路图

使用TH71101接收器芯片可以组成不同的电路结构，以满足不同的需求。对于FSK/FM接收，在相位重合解调器中使用IF谐振回路。谐振回路可由陶瓷谐振器或者LC谐振回路组成。对于ASK结构，RSSI信号馈送到ASK检波器，ASK检波器由OA组成。

图3ASK接收电路

TH71101采用两级下变频。MIX1和MIX2由芯片内部的本振信号LO1和LO2驱动，与射频前端滤波器共同实现一个高的镜像抑制，如表2和表3所列。有效的射频前端滤波是在LNA的前端使用SAW、陶瓷或者LC滤波器，在LNA的输出使用LC滤波器。

表2基准频率fREF、本振频率fL0、中频fIF与FRF镜像抑制关系

注入类型低端高端

fREF（fRF-fIF）/16fRF+fIF/16

fLO16·fREF16·fREF

fIFfRF-fLOfLO-fRF

fRFimagefRF-2fIFfRF+2fIF

表3在fIF=10.7MHz时，基准频率fREF、本振频率fL0与fRF镜像抑制的关系

参数fRF=315MHzfRF=315MHzfRF=433.6MHzfRF=433.6MHz

低高低高

fREF/MHz19.0187520.3562526.4312527.76875

fLO/MHz304.3325.7422.9444.3

fRFimage/MHz293.6336.4412.2455.0

4应用电路设计

第15篇

N+1地面数字电视发射机智能备份系统有两种工作模式，即自动模式和手动模式。自动模式下，智能备份系统的所有操作由系统自主完成，无需人工干预；手动模式下，智能备份系统的操作需要直接在切换器按键面板上操作或者远程网管操作。手动模式和自动模式是互斥的，当启动自动模式时，会屏蔽手动模式，反之，启动手动模式时，会屏蔽自动模式。发射机系统运行正常的情况下，用户可以自由设置工作模式。如果有发射机出现故障，在智能备份系统切换过程中，直至切换完成以前，会屏蔽一切操作，以确保切换过程的安全性和可靠性。若切换过程中出现不可预知的故障导致切换未成功，智能备份系统会停止切换过程和关闭相应发射机，启动声光报警，提示切换故障。

2系统软件设计及实现

2.1操作系统及平台N+1地面数字电视发射机智能备份系统采用嵌入式实时操作系统(RTOS)VxWorks，该操作系统以其良好的可靠性和卓越的实时性被广泛地应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域中，如卫星通讯、军事演习、弹道制导、飞机导航等。在美国的F-16、FA-18战斗机、B-2隐形轰炸机和爱国者导弹上，甚至连1997年4月在火星表面登陆的火星探测器、2008年5月登陆的凤凰号和2012年8月登陆的好奇号也都使用了VxWorks。采用VxWorks操作系统确保了整个智能备份软件系统的实时性和可靠性。系统的运算核心采用Marvell的88E6218芯片。芯片带有5个支持IEEE802.3的MAC(MediaAccessLayer，媒体访问层)+PHY(PhysicalLayer，物理层)接口(Port0~Port4)，1个多功能网络接口(Port6)。提供基于QoS机制的快速以太网交换功能，内部采用拥有专利技术的UniMAC结构，在88E6218内部的CPU与多个快速以太网交换口之间形成高效的网络接口。由于智能备份系统之间各个设备的数据通信是广泛建立在网口通信之上，因此采用该款芯片，确保网络数据传输高效可靠。

2.2软件设计及流程软件设计采用分层方式和多线程方式。包含8个独立模块，如图2所示。其中，应用层主要完成状态显示、模式切换、手动控制以及Web网管远程控制和系统软件升级功能。系统层是整个智能备份系统的核心层，负责响应上层应用的请求和底层数据的处理。N+1智能切换的逻辑处理以及和系统其他设备通信处理。数据层完成整个系统的数据存储功能，智能备份系统会定时保存当前工作状态的所有参数，即使突然断电，也不会导致当前状态的丢失，重新开电后，就会自动恢复到断电以前的状态。接口层主要完成各个发射机的数据接收和网络数据收发功能。

2.3系统主程序流程主程序流程如图3所示。其子程序流程如图4所示。其中切换程序处理过程包含两部分，即由正常状态到备份状态（图4左），由备份状态恢复到正常状态（图4右）。切换过程中，要确保系统在安全状态下切换，不能带功率切换，这样容易发生事故，所以在切换同轴开关之前，要关闭其所在的发射机，然后再切换，保证设备不会被突发射频输出损坏。

2.4核心代码N+1智能备份系统的自动切换部分核心代码采用阻塞方式设计，其简化代码如下所示。该自动切换函数是不可重入函数，一旦被调用就会独占该切换线程，如果此时上层仍然发送切换指令调用该函数，此函数会直接返回不作响应，这样确保了切换的可靠性和独立性。首先该函数会检测是否有发射机通道发生状态迁移，然后判断备份发射机是否已经在工作中，若备份发射机在图3N+1智能备份系统软件流程图待机状态，则启动相应的切换程序；若备份发射机已经在工作，且指令是切换到备份状态，那么该函数直接返回。因为N+1系统只能启动一个备份系统，两个及以上的发射机出现故障，N+1备份系统会首先切换预先设置的高优先级通道，其他的通道放弃响应。

3结束语