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参考文献
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[5]《数字电子技术基础》(第四版),阎石主编,高等教育出版社1997
[6]《新型电子密码锁的设计》,李明喜主编,机电产品开发与创新2004
[7]《电子技术基础(数字部分)》(第五版),康华光主编,高等教育出版社
[8]《模拟电子技术基础》(第三版),童诗白华成英主编,高等教育出版社
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参考文献
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[3]周兴华.手把手教你学单片机.北京航天航空大学出版社.2006.12
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参考文献
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本刊影响及收录情况:本刊主要刊载学术、技术类文章和有实用价值的研究课题、学术报告、科研成果等优秀技术性论文。在中国科技核心期刊扩展版中所属学科为TN类(无线电电子学、电信技术)。
按影响因子与学科排名:影响因子为0.548,在同类全国排名中位列第12名;
总被引频次与学科排名:被引频次为4 633,在同类全国排名中位列第2名;
基金论文比与学科排名;基金论文比为0.332,在同类全国排名中位列第29位;
来源文献量与学科排名:来源文献量为1 188,在同类全国排名中位列第6名。
收录情况:《现代电子技术》为中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、RCCSE中国核心学术期刊(A)、中国新闻出版总署期刊资料库收藏期刊、中国期刊、中国科技期刊、知网、万方和维普等各大数据库全文收录期刊;为美国《乌利希期刊指南》收录期刊。
随着我国社会与经济的发展,人民生活水平不断提高,人们对区域治安环境以及安全防范的要求也越来越高,同时现代化技术高度发展的今天,犯罪更趋智能化,手段更隐蔽,所以保证区域的安全必须从运用现代化的防盗报警技术。在现代化防盗报警技术中,红外技术有四大优点:环境适应性好,在夜间和恶劣天候下的工作能力优于可见光;隐蔽性好,不易扰;由于是靠目标和背景之间、目标各部分的温度和发射率差形成的红外辐射差进行探测,因而识别伪装目标的能力优于可见光;红外系统的体积小,重量轻,功耗低。但有三大因素制约着其效果:目标的光谱特性;探测系统的性能;目标和探测口之间的环境和距离。所有探测技术的发展都有三个阶段:a.探测信号的强度,得到目标的"黑白照片",这是初级阶段;b.探测信号的强度和波长,得到目标的"彩色照片",达到中级阶段;c.探测信号强度、波长和相位,得到目标的"全息照片",这才达到探测技术的高级阶段。目前的红外技术处于其初级阶段的后期,正向中级阶段发展,其标志是研制出了双(多)色红外探测器,得到了目标热图象的"彩色照片"。可以预计,今后双色探测器将随单波段探测器及其配套技术的成熟和市场需求的增加而加快发展,并将集中在以下五个方面:(1)集成化的双色探测器有利用简化系统结构,能充分利用半导体材料制备技术的最新成果,便于器件焦平面化,其中HgCdTe合金系和各种量子阱/超晶格材料系统将得到重点发展。(2)采用焦平面器件,更好的满足系统的要求,同时也有利于简化系?统结构,降低成本。(3)为明显的提高系统的性能,双色探测器将向大面阵和长线列发展。(4) 双波段系统将克服在光学设计和加工、信号处理和显示等方面的困难,缩小体积、减轻重量等,以便扩大其应用范围。 (5) 随材料、器件和系统技术的进步,双色探测器将向更多的光谱波段发展,既包括拓宽光谱波段,也包括将光谱波段划分成更为细致的波段,以获得目标的"彩色"热图象,更丰富、更精确、更可靠地得到目标的信息。
课题研究目标、内容、方法和手段:
本课题研究红外监控系统的设计与实现。主要实现对象是被动红外防盗报警探测器。其包括硬件和软件两大部分。主要包括对于硬件的构成以及软件的接入进行描述。通过51单片机、驱动电路、传感器、GSM等技术来进行设计与实现。
设计(论文)提纲及进度安排:
4月6日至4月25日
分析题目查阅资料学习与毕业设计相关的知识
4月25日至5月15日
硬件实现、软件编写、进行方案论证
5月15日至6月10日
测试硬件、调试软件撰写毕业论文并征求导师意见,修改毕业论文,进行毕业论文的评议。
主要参考文献和书目:
[1]张玉香.新型遥控接收模块HS0o38〔J〕.无线电,1998,7
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高职《电子技术》选用的教材大多是本科教材的简化版,如《模拟电子技术》内容主要包括,二极管及其应用电路、晶体管及其放大电路、场效应晶体管及其放大电路、多级放大电路、放大电路的频率响应、集成运算放大器、放大电路中的负反馈、波形发生和变换电路、功率放大电路以及直流稳压电源等。《数字电子技术》内容主要包括:数制与码制、逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、触发器、脉冲波形的产生与变换,数模和模数转换。同样的教学内容、同样的老师,考题越来越简单,不及格率却越来越高。原因在于近年来参加高考的考生逐年减少,各高等学校招生比例却不断增加,导致最后招生的高职院校生源质量不断下降,以西安航空职业技术学院电子工程学院为例,近10年来考生的入学分数从2006年、2007年的400多分降低为2014年的260多分。电子技术日新月异,中大规模集成电路、数字信号处理技术、嵌入式系统、EDA技术在飞速发展,但部分教师对高职教育的认识还有些模糊,教学的理念相对保守。部分课程教学仍采用传统模式,教学方式为“一支粉笔、一块黑板、三尺讲台”,讲授的内容也十年如一日,不能与时俱进。教师一味地按照教学进度教学,学生只是普通的听众、观众,老师受累、学生也难受,难以真正激发学生学习的积极性主动性,更谈不上对学生创造能力和实践能力的培养。学生对知识的实用性和实践性不够重视,听不懂课、看不懂电路图无法将学到的理论知识应用于实际电路的分析以解决实际的问题,导致学与用脱节,对讲的和做的兴趣不大或者基本上是应付了事。对学生的考核方式也大多是参加期末考试的笔试,只注重了结果没有注重学习的操作过程和实践的掌握程度。
2改进的措施
针对学生学习的现状,首先强调《电子技术》课程的重要性,不必拘泥于教材的知识,以及电路内部复杂的结构,多强调元件、电路的功能和作用,以及在实践调试中的注意事项。有条件的可以进行一体化教学,两小节课程,第一小节理论讲解,第二小节学生操作训练,增强了学生对电子元件和电路的感性认识,还可以熟练掌握万用表、示波器、直流稳压电源、信号源等仪器仪表的操作,通过一体化教学使得教学目标明确,提高了教学效果。根据学生学习掌握的状况,训练其创造性思维能力,根据电子技术的发展方向和学生的知识结构进行科学合理的安排内容。如适当引入数字信号处理技术(DSP)、嵌入式技术(ARM)、电子设计自动化技术(EDA)技术,以及未来电子技术的发展方向微电子技术、纳米电子技术。在当今日新月异的世界里,《电子技术》讲授的内容也应该与时俱进,因此教师应该不断的学习新理论、新技术、新方法,使培养的学生毕业后尽快与社会同步接轨。还可以考虑引入PPT、视频、动画等教学方法及手段,突出重点、突出难点,提高教学效果。在实验教学方面,在保证基本的实验技能和操作能力培养的前提下,适当减少基础性验证实验,增加设计性实验内容。如数字电路实验中的智力竞赛抢答装置,它具有公共置0端和公共CP端;F2为双4输入与非门74LS20;F3是由74LS00组成的多谐振荡器;F4是由74LS74组成的四分频电路,F3、F4组成抢答电路中的CP时钟脉冲源,抢答开始时,由主持人清除信号,按下复位开关S,74LS175的输出Q1~Q4全为0,所有发光二极管LED均熄灭,当主持人宣布“抢答开始”后,首先作出判断的参赛者立即按下开关,对应的发光二极管点亮,同时,通过与非门F2送出信号锁住其余三个抢答者的电路,不再接受其它信号,直到主持人再次清除信号为止。若学生掌握的操作技能,则学生就掌握了触发器电路、逻辑门电路、振荡器电路、分频电路、时钟电路、发光二极管电路等多个电路知识。做好《电子技术》教学还要重视师资队伍建设,有了好的老师、好的教学方法、好的教学理念才能教出好的学生。应该打破传统的理论教学教师与实验教学队伍的界限,理论任课教师也应该积极参与实验教学、实验项目的改造和实验室建设,将理论教学与实践教学有力地结合在一起,积极参与科研课题的申报与实施,使理论与实践教学与时俱进。鼓励教师参加一些权威部门组织的教学改革研讨会,利用好假期时间参加一些国培项目,鼓励教师深造学习,深入生产、建设、服务第一线,及时了解行业发展的动态,结合实践教学开展科研活动,撰写科研论文,不断提高教学水平。教师的教学效果与考核相挂钩,可以提高教师学习的积极性。近期,西安航空职业技术学院电子工程学院组织教师积极参与微课的制作与教学,取得了较好的教学效果。利用仿真软件教学可以补充硬件教学资源的不足,节约教学经费,使学生较容易的掌握各种仪器的基本使用方法、电路参数的测试方法,使每个人都能亲自动手接触电路,进行元件接线、参数设定、数据测量并与理论计算结果进行对照,增强对电子线路的感性认识,提高教学效果。《电子线路》常用的教学仿真软件有EWB、Protrus、Multisim、虚拟仪器等,为Protrus软件连接的八路彩灯仿真效果图。Protrus软件连接的八路彩灯仿真效果图重视学生社团的建设与发展。学生社团的成员们具有相同的兴趣和爱好,他们来自不同的专业、不同的年级,知识结构、能力结构具有交叉性和互补性,可以按照自己的意图和方案进行设计创新。此外,学生社团活动方式的实践性与灵活性、自由宽松的氛围、平等的师生关系都为实践创新训练提供了有利的条件。西安航空职业技术学院电子工程学院电子俱乐部2003年5月成立,是在原来便民服务小组基础上发展起来的,本着“服务大家,提高自己”为宗旨,以锻炼为主导、以求知为目标、发扬雷锋精神、充实自己、服务于人的思想,适时开展义务维修活动,普及电子科普知识。社团经过12多年的发展,现拥有创作部、维修部、电脑部、宣传部、技术团等5个部门,300多名社员。电子俱乐部自成立以来,在学院、团委、电子工程学院等部门的领导及指导教师的关怀下,以及全体社员的共同努力下,多次在校园、社区开展便民电器义务维修活动,多次进行三下乡电器义务维修、支教活动;以电子俱乐部成员们多次参见校园、省级、国家级电子技术类竞赛,取得了骄人的成绩。2006年电子俱乐部获得了“省级优秀社团”的光荣称号,2007年、2010年电子俱乐部获得“院级优秀社团”的光荣称号。对于课程的考核不应该仅仅局限于期末考试笔试的成绩,应该增加平时成绩的比例,老师可以参考学生平时的作业、实验实训操作的情况,电子技术类竞赛获奖的学生成绩可以适当加分,对现在的考核方式进行适当的调整,可以激发学生学习的积极性与主动性。
3总结
【关键词】电工电子;层次化;E-Learning
【中图分类号】G40-057 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)01―0082―02
一 引言
现代信息技术悄悄地影响着我们的观念,改变着我们的生活,也正在影响并逐渐改变着我们的教育理念与教育方式,网络课程成为各大高校教学改革的热点方向之一[1]。
虽然在网络教育的初期,技术方面的要求需要大量的启动资金,但网络学习具有个别化、协作化等特点,基于网络课程的远程教育有可能成为未来教育的主流,较为适合我国教育基础薄弱的国情。
电工电子系列课程是信息类工科的重要基础课程,各大高校均对该系列课程建设高度重视,在教学体系、教学方法和手段及教学内容等方面进行了一系列改革[2],如构建电工电子学模块化课程体系,分层次设置技能训练内容等[3]。
基于资源的学习是一种具有悠久历史的学习模式[4],基于资源的网络学习模式逐渐受到广大学生的喜爱,构建一个基于电工电子的具有丰富网络资源的e-Learning系统对电工电子系列课程建设具有十分重要的意义。
二 电工电子系列课程的特点
电工电子系列课程的最大特点是:教学内容广,包括电工、模拟电子技术、数字电子技术、控制等诸多内容;各知识点相互联系紧密,学生专业要求区别很大,教学学时数安排差别大,教学内容广与学时数相对不足的矛盾突出。
如机械、航海、航空航天等类型本科专业,要求对常见器件及其应用有较多的认识,一般安排100左右(或以上)的学时用于课程理论教学,单独安排30左右学时用于实践环节教学。力学、化工、环境、生物、制药等类型本科专业,要求能熟练利用电工电子设备解决一些常见应用问题,一般安排70左右(或以上)的学时用于课程理论及实验教学。对工商管理等准工科专业,要求具有一定的电工电子方面的头脑,能读懂专业技术人员的总结性报告,一般安排50左右(或以上)的学时用于课程教学。
对于高职高专类机械、计算机等专业,虽然学生理论基础知识相对薄弱,但对电子器件的应用技术却有较高的要求,一般安排60-80学时用于课程理论教学,单独安排20左右学时用于实践环节教学。
三 电工电子层次化e-Learning的提出
基于电工电子系列课程的重要地位,各大高校均对课程建设提供了大力支持,出现了许多优秀的教学成果。如高教社推出的针对机械、航海、航空航天等类型本科专业电工电子技术(多学时)课程的电工学(第5版)立体化包,西安交通大学的电工电子技术精品课程等。
目前这方面的教学成果一般均是单一层次的成果(如只面向高职高专或本科多学时),这些单一层次成果来自不同的项目组,使用不同的教材,具有不同的特色,将这些单一层次成果组合,难以适应不同层次电工电子技术课程的教学需求,不利于基于资源的网络学习模式的开展。
如学习电工电子技术(本科多学时)课程的部分学生在学习过程中往往需要一定的与他们使用的教学资源相吻合的面向电类的电路和电子技术方面的网络资源支撑,目前虽然存在着很多相关的面向电类的电路和电子技术方面的网络资源,但绝大多数学生不具备筛选的能力,这些网络资源事实上起不到对该课程的拓展支撑作用。
基于上述分析,电工电子层次化E-Learning应围绕电工电子技术本科多学时、本科少学时、高职高专3个层次展开,多学时版为少学时、高职高专版提供拓展支撑,建立或链接相关的电类资源库,以适应不同层次电工电子技术课程的教学需求。
四 EEDLW电工电子技术(本科多学时版)技术路线
EEDLW电工电子技术(本科多学时版)初期版本2001年底开通,2004年全部建设完成,技术路线如下:
1 以页为单位按照超文本组织各教学单元知识点,利用网页制作工具制作为Web页面,实现各知识点的顺序教学。
2 以多媒体数据库为基础结合SQL语言实现各知识点的查询教学,采用了基于Web的多媒体数据库智能语义检索(ISBR)方法。
EEDLW的ISBR搜索方法实例如图1(经过处理,完整页面可通过启动IE,进入EEDLW首页并登陆,在查询文本框中输入图2-3-2后回车进入)
图1中,查询源关键词为“图2-3-2”,经ISBR算法查询,所得目标关键词为“结点电压法”[5]。查参考文献5,该知识点的插图编号为图2-3-2,具有关联,故得查询结果如图。
EEDLW智能语义检索方法较好地适应了基于Web的学习型多媒体数据库的检索要求,大大拓宽了电工电子技术多媒体数据库的检索范围。
3 采用ASP结合多媒体数据库实现阶段复习、课余练习、网络自测等。
EEDLW的阶段复习数据库支持图文混排,参考实例如图2(经过处理,完整页面可通过启动IE,进入EEDLW首页并登陆,选择“本章小结”,在随后出现的界面中选择“本章理论”,在右下角文本框输入4后回车进入)。
由图2可看出,阶段复习数据库的图文混排不是一种排版技巧,是综合了多媒体数据库、Web技术、ASP技术且具有交互性的一种教学方式。它利用超链接将一个相对复杂的知识网络自动图文混排地组织起来,是面向电工电子技术电子教材的一种灵活的教学手段,较好地适应了不同层次、不同要求读者的复习要求。
4 采用C++ Builder开发教师端、学生端两个Web专用浏览器。教师端浏览器将产生的超链接改变信息广播,学生端浏览器接收到广播信息后自动链接到目标页面,把这种方式称为远程同步教学。
远程同步教学系统弥补了远程教育学生与老师准分离特性所带来的不足,老师可围绕Web页内容进一步补充讲解,从而改善非实时教学中存在的一些缺陷,限于篇幅,其具体实现原理此处不再做展开描述。
5 采用C++ Builder开发一个具有Web页面浏览功能的专用浏览器,并将登陆信息及其相关处理程序集成到这个专用浏览器中,将这个专用浏览器和被删除了登陆界面及其相关处理程序的网络课程共同包装成一个产品,构成EEDLW的个人版本。
EEDLW个人版专用浏览器支持网络课程版本自动检测、自动升级等许多功能,较好地实现了EEDLW与读者的充分交流及相关服务。
五 电工电子层次化e-Learning的初步实现
EEDLW源自2001年初启动的重庆大学电路及电子技术网络课程建设项目,2001年12月正式对外开放式教学。2003年9月,为配合与进一步支持国家工科电工电子基础课程教学基地的建设与验收工作,为电工电子技术网络课程(本科多学时版)提供拓展支撑,面向电类的数字电子技术网络课程上网教学。
2004年,电工电子技术网络课程(本科多学时版)建设完成,配套教材出版,电工电子技术(本科少学时版)开始建设。2006年,电工电子技术网络课程(本科少学时版)建设完成,配套教材出版,电工电子技术(高职高专版)开始建设。2008年4月,电工电子技术(高职高专版)建设完成,配套教材出版。
经过近十年的建设,EETDLW建成了面向非电类的电工电子技术本科多学时、本科少学时、高职高专及面向电类的数字电子技术、信息类的多媒体技术与网页设计5门网络课程,教学内容涉及电路、模拟电子技术、数字电子技术、电动机、计算机仿真、PLD、PLC、单片机控制、数字图像、音频、视频、Flas制作、网页制作与设计等内容,能按照非电类电工电子技术课程本科多学时、本科少学时、高职高专3个层次进行教学,电工电子层次化e-Learning初步实现。
六 小结
EETDLW获第六届全国多媒体教育软件大奖赛二等奖等全国性的奖3项,出版电工电子技术(本科多学时版)、电工电子技术(本科少学时版)、电工电子技术(高职高专版)教材3套4本,其中普通高等教育“十五”、“十一五”国家级教材规划各1套,支持基于Web的网络教学交互模式[6,支持智能教学[7]、远程同步教学、顺序教学、查询教学、阶段复习、课余练习、网络自测等多种教学手段并提供自学、授课、阳关走廊等多种学习风格,是国内电工电子领域有较大影响的教学网络,在应用实践中得到广大读者的好评。今后的主要工作是进一步整合该网络教学资源,加强宣传与交流,更好地推动该网络的深入应用。
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摘要:加强专业特色建设是高校在高等教育大众化形式下的必然选择,也是提高人才培养质量的切入点和立足点。本文从专业人才培养方案、课程体系整合优化、学生工程实践和创新能力培养三个方面阐述了凸显“航空电子”特色的电子信息工程专业建设的具体措施,为应用型大学的专业建设教学改革提供了经验和范例。
关键词:专业建设;电子信息工程;航空电子
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)13-0126-02
随着电子信息技术渗透到社会生活的各个角落,电子信息产业获得了飞速发展,国内外高新技术企业对具有综合电子信息分析和设计能力的创新人才需求旺盛。沈阳航空航天大学是一所以航空宇航为特色,以工为主,工、理、文、经、管等学科协调发展的多科性高等院校,是教育部、中航工业集团公司与辽宁省三方共建高校,是国防科工局与辽宁省共建高校。根据学校的具体定位和办学宗旨,我校电子信息工程专业以航空航天、国防企事业单位和东北老工业基地经济建设为主要服务对象,以培养“航空电子”特色人才为目标,探索出了一条特色鲜明的专业建设道路。下面将从专业建设的人才培养方案改革、课程体系优化、学生工程实践和创新能力培养三个方面进行阐述。
一、体现“航空电子”特色的专业人才培养方案
结合我校的总体发展目标与定位,对电子信息工程专业的培养目标与能力标准进行广泛调研和讨论,了解社会与行业需求,认真考虑用人单位的反馈意见,聘用企业、研究所等多单位的高级技术人员作为本专业兼职教师,参与培养计划的制定。秉承“重视基础、强化实践、突出特色”的教育理念,从人才培养方案的顶层设计入手,制定了体现“航空电子”特色的电子信息工程专业人才培养方案。重视数理知识及学科基础理论,依托学院优势课程、实验教学基地、科学研究平台与师资队伍,联合航空航天和电子领域的企业,强化实践教学体系。
以省级精品课、省级精品资源共享课和校级精品课为基础,以质量工程建设为指引,探索以“工程认知―工程实验―工程设计―工程实施”能力培养为主线,设计了“核心课程+专业模块”的理论教学体系,设置了“航空电子”方向模块,构建了“多层次,多类别”的实践教学体系,制订了相应的人才培养管理运行机制,构建了突出“航空电子”特色、通才与专才相结合、共性和个性相结合、个人发展与行业需求相结合的电子信息类工程创新型、应用型人才培养体系。
二、突出“航空电子”特色的课程体系优化整合
1.优化课程设置,加强核心课程群建设。授课内容紧跟新技术发展方向,定期组织教师讨论教学大纲,去兄弟院校进行调研,保证培养出来的学生能够紧跟社会发展的需求。结合电子类企业需求,归纳出所需知识点和相应的技能要求,在此基础上组建相应课程群,目前确立了四大课程群:信号处理课程群、电子系统设计课程群、计算机类课程群、航空电子课程群。
2.与企业需求接轨,紧跟新技术发展开设课程。与用人单位密切联系,认真研究电子信息领域的发展趋势,增加了《嵌入式系统设计》、《虚拟仪器技术》、《电子信息工程专业导论》、《软件开发综合实训》、《专业工程设计》、《专业工程实习》等产学研课程和课程设计,保证了课程内容与电子信息领域发展的一致。将电子技术类课程、单片机课程前移,确保学生尽早感知专业、步入专业。在专业教育选修平台加入业务和前沿知识模块,紧跟行业发展的趋势及企业用人需求,确保学生就业后上手快。实践教学环节采用先进的电子元器件、先进的实验仪器设备和实验装置、先进的现代设计工具和设计方法,使学生在得到实践锻炼的同时,与新技术、社会需求和学科发展接轨。
3.设置“航空电子”方向模块,突出“航空电子”特色。在保留原有信号处理方向的基础上,新开设“航空电子”方向课程,开设“卫星导航原理与应用”、“雷达原理与系统”和“航空电子系统”等体现航空电子专业特色的课程。另外,电子信息工程专业本科生在大四开始可自主选择专业方向。
三、强化学生工程实践和创新能力培养
关键词:工作过程 典型工作任务 课程体系 构建
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)07(a)-0129-02
Discussion and Practice on the Application of the Construction of the Curriculum System of Electronic Technology
Hu Liangjun, Huang Huafei,Zhang Kai,Li Xiaofeng
(Zhangjiajie Institute of Aeronautical Engineering,Zhangjiajie Hunan,China 427000)
Abstract:Development of the curriculum system based on the working process is the current application of electronic technology professional reform of the important topic,construction and actual working content linked the course system based on the working process,is to improve the students of Aeronautical Engineering trying something new.This paper focus on application of electronic technology based on professional work process of curriculum system construction principle and method.Established by the work process as the main line,ability as the standard,professional post requirement from the course system of constructing thought,is given based on the application of the working process of the electronic technology professional curriculum framework.
Key Words:Process;Typical Tasks;The Course System;Building
随着我国职业教育的不断发展,高职教育正处于摸索和改革的重要阶段,如何使课程建设与职业需要有效的接轨是我院高职教育改革的重点。我院坚持以全面提高人才培养质量为目标,依托航空工业校企实习联合体、湘鄂渝川黔五省边区校企协作会,深化校企合作,构建了以生产型课程体系、生产型实训基地、生产型教学方式为特色的“生产型”人才培养模式,办学取得了显著成绩,开始建立自己独有的课程体系和培养方案,构建基于工作过程的应用电子技术专业课程体系,对于培养应用电子技术专业高素质技能型人才非常关键。
1 基于工作过程的课程体系构建思想与开发流程
通过对应用电子技术专业面向的职业岗位(群)分析,确定岗位典型生产或工作任务及所需的知识、技能、态度要求,以学生获得职业行动能力和职业生涯可持续发展为目标,参照相关职业资格标准,校企共同确定学习领域,构建“生产型”课程体系。以典型生产或工作任务、过程为主线确定课程结构,依据岗位任职要求和职业标准安排教学内容,以典型产品、案例、项目为载体,按照企业实际生产或工作过程组织教学,并将职业道德和职业精神融入专业教学全过程。基于工作过程的课程体系构建是人才培养方案开发的核心和关键,其开发思路与流程如图1所示。
首先深入企业调研,摸清人才的需求状况,进行职业岗位分析,明确岗位工作职责与工作任务,进而确定应用电子技术专业培养目标与培养方向。培养目标和方向:面向长江三角洲、珠江三角洲、各类大型装备制造类企业、中小型电子产品制造企业、航空电子制造企业,掌握应用电子技术专业的基本能力和基本技术,精通本专业操作技能和分析解决生产实际问题的能力,掌握仪器仪表的维修技能,具备对电子产品进行分析测试、工艺设计和生产管理、产品营销能力,对电子产品进行组装、维护和制造能力,对智能电子产品设计开发能力,并能适应市场经济需要,面向基层的高素质技能型专业人才。之后,针对毕业生的就业岗位,明确典型工作任务,对典型工作任务进行描述。再通过对岗位群(产品维修操作工、电子产品装接工、电子产品测试员、电子产品工艺员、电子产品制图员、电子产品营销员)中每个岗位的典型工作任务进行归类,确定与职业岗位需求相对应的行动领域。最后,将行动领域群转换成适合于教学的学习领域群,即课程体系。
2 基于工作过程的应用电子技术专业课程体系构建
2.1 课程体系构建原则
基于工作过程应用电子技术专业课程体系的构建应遵循:以工作范围为学习领域的组织边界、以行动领域为学习领域的组织逻辑、以典型工作任务为载体、以完成工作任务为课程目标、以工作过程的行动导向为课程的实施原则。这是一种以“三个一致”为特征的课程组织模式,即:学习领域与工作领域一致;学习过程与工作过程一致;学习任务与工作任务一致。培养学生三个层次的能力,即专业基本技能、社会适应能力和专业发展能力。
2.1.1 专业基本技能
应用电子技术专业基本技能是本专业高学生在人才市场上获取工作岗位的基本生存能力。这一能力强调专业的应用性和针对性,属于第一层次的能力。只有具备了这种能力,才能够真正地在企业“留得下”。
2.1.2 社会适应能力
社会适应能力是指高职学生与他人交往、合作、共同工作和生活中的人际交流、劳动组织能力、群体意识和社会责任心等。强调积极的人生态度、对社会的适应性和行为的规范性。它应包括积极的工作态度、思想道德水平、团队合作精神、人际交往能力、心理素质等。社会适应能力是企业考察高职毕业生是否“用得上”的重要指标。
2.1.3 专业发展能力
专业发展能力是指与他人交往、合作、共同生活和工作的能力。包括工作中的人际交流(伙伴式的交流方式、利益冲突的处理等)、公共关系(与同龄人相处的能力、在小组工作中的合作能力、交流与协商的能力、批评与自我批评的能力)、劳动组织能力(企业机构组织和生产作业组织,劳动安全等)、群众意识和社会责任心。具备专业发展能力的毕业生进入用人单位后将逐渐表现出优越性,形成高职毕业生进入职业生涯后的可持续发展因素,是决定毕业生是否“能发展”的主要指标。
2.1.4 形成了生产或工作过程导向的“生产型”教学方式
“生产型”教学方式,是依据“教学做合一”的原则,以项目形式呈现生产或工作任务,通过营造企业生产或工作环境,按照生产或工作过程组织教学的教学方式。根据应用电子技术专业人才培养的要求,主要采用现场教学、项目教学、任务驱动、系统仿真、生产型实训等教学方法;旅游类专业主要采用案例教学、实景教学、项目教学、实务操作等教学方法。依托“职教新干线”、校园网等网络平台,建立了教师和学生个人空间,开发了各专业的教学资源库,利用网上优质教学资源进行教学,实现了空间资源课程教学和互动交流。已建成网络资源课程6门、培训资源5个,全部资源已经上传湖南省职教新干线。
2.1.5 构建了与职业岗位相适应的实践教学体系
与企业密切合作构建了包含基础技能训练、专业技能训练、综合技能训练的“三层次”实践教学内容体系,通过实验、课程(毕业)设计、论文撰写、生产型实训、顶岗实习等方式,全面提高学生的职业技能。校企共同建设生产型实践教学基地、开发实践教学课程、制定实践教学方案、组织实践教学、完成实践教学任务。应用电子技术专业实践教学课时占总课时的比例达到50%以上。学生在航空企业或沿海企业进行半年以上的顶岗实习,校企共同制定实习管理与考核制度,指导学生实习全过程,以学生作品为主、毕业设计或实习报告为辅评价学生实习成绩。
2.1.6 素质教育学习领域
素质教育学习领域的课程设置更多的是考虑提高学生的综合素质,促进学生全面发展,培养企业用得上、上手快、留得住的高素质技能型人才。
3 构建基于工作过程的应用电子技术专业课程体系,要构建立体的考核评价体系
为了保证基于工作过程的应用电子技术专业课程体系教学的质量,准确及时地评价教与学效果,必须执行规范、标准的考核措施。为与工作过程的课程内容改革相配套,全面改革学习教学考核与评价体系和方面,应采用项目考核方法,每一个项目都采用闭环方式进行检查、反馈和持续改进,保证每一个项目的实施,都能为下一个项目的开展提供经验。多种考核方法相结合:过程考核与结果考核相结合,自评、互评(小组互评)、教师评价相结合,比例为:自评占20%、小组互评占30%、教师评价占50%,考核还要与职业能力、方法能力、社会能力结合,全面综合评价学习成绩。
4 结语
基于工作过程过程的课程体系是行动领域和学习领域相结合的过程,是专业建设的灵魂,专业建设所拥有硬件、软件的内容必将围绕课程建设而排序。学院应投入财力、人力和精力加大课程改革建设的力度,带动专业建设。
参考文献
【关键词】航空;设备;可靠性;技术
1引言
随着我国整体科学技术的不断发展,以及近年来在航天事业上的巨大发展,在航天产业中具备极大影响的电子通信设备其可靠性越发的受到人们的重视。目前众多的电子通信生产企业在其生产理念上,已经逐渐建立起了以切实检验手段来进行产品质量保障的体系,可靠性、质量已经成为设备使用者的最重要的关注点。在此背景下,论文围绕航空电子通信设备的可靠性,分三部分展开了细致的分析探讨,旨在提供一些该方面的理论参考,以下是具体内容。
2航空电子通信设备可靠性设计的重要意义
2.1是通信电子设备使用寿命的直接影响因素
首先基于航空事业其本身的特点,往往使用的周期很长,这也就要求航空电子设备具备很长的使用周期。而电子通信设备的可靠性设计便是电子通信设备使用寿命的最直接影响因素。从整体上观察,电子通信设备的设计、安装以及使用和后期的维修过程,可靠性都参与其中,因此也可以说目前在通信电子设备设计上可靠性已经成为一个设计的重点所在。
2.2是信息时代人们对电子通信设备的基本需求
随着我国科学技术的整体抬头,目前市场上的电子通信设备也越发的多元化和多样化。而随着通信电子设备数量的增多,在航空事业方面对通信电子设备的选择要求也就相应提升,除了要求通信电子设备满足基本的通信功能之外,在使用感受以及可靠性等方面,也提出了更多的要求,因此航空通信电子设备的可靠性设计是时代背景下的一个客观要求。
3航空电子通信设备可靠性的主要影响因素
3.1制造技术及制造条件的影响
在航空电子通信设备可靠性方面的影响因素,首先便是生产航空电子通信设备的制造技术以及制造的条件。就目前的航空电子通信设备发展趋势进行观察,便捷化、智能化以及多功能化是未来的发展趋势,而要实现这一趋势就必须在航空电子通信设备的生产环节,保障一个良好完整的生产体系。目前存在着一部分生产厂家,在生产中并不具备完备的生产的条件,进而难以保障航空电子通信设备的生产质量,在可靠性方面就会存在一定不确定性。
3.2恶劣天气的影响
因为航空电子通信设备的使用往往位于外界,而地球的环境十分多变,在太空更是会受到诸多的宇宙因素影响。雷电天气、雨雪天气等都会对航空电子通信设备产生一定干扰和破坏,影响设备的正常工作状态,而这些因素便会对航空电子通信设备的可靠性产生一定的影响。3.3外界电磁的影响航空电子通信设备在使用原理上,电磁波是其最为主要的一环,但是在航空电子通信设备使用时常常会受到一些外界电磁的影响。地球本身就是一个巨大的磁场,而这些电磁场中的电磁波所产生的辐射,便会对航空电子通信设备的正常工作产生一定的影响,进而对航空电子通信设备的可靠性造成了影响。
4保障航空电子通信设备的可靠性措施
4.1不断优化、简化电子线路
不断进行航空电子通信设备电子线路的优化和简化,便可以极大化的减少外界磁场对航空电子通信设备可靠性的影响。而在航空电子通信设备可靠性设计时,必须在满足基本的航空电子通信设备功能以及质量的基础上,通过不断地进行技术创新,实现制造流程的优化,从而达到航空电子通信设备电子线路的简化和优化,具体而言可以从以下几个方面入手:①在元器件的使用通道设计上,可以设计为几个元器件共同使用一个通道,进而实现线路通道的减少[1];②在元器件的使用数量上,可在保障基本功能之上,通过技术创新,尽可能减少对元器件的使用数量;③在设备组成上,尽可能使用软件对硬件进行代替;④对于设备中的一些模拟电路可使用数字电路进行代替。但在整体的线路简化、优化的过程中必须注意,不能为了最大化的简化路线,而导致元器件在使用过程中出现集成电路板被过载烧坏的现象,更不能将一些成熟性不足的技术和设计方案使用到航空电子通信设备电子线路的优化和简化中。
4.2深化低耗功率设计
目前在航空电子通信设备可靠性提升设计方面,低耗功率设计已经得到了一定的应用,但是从整体上进行观察,低耗功率设计还有很大的进一步深化空间,因此在提升航空电子通信设备可靠性方面,可以进一步对低耗功率设计进行深化。从航空电子通信设备性能上进行观察,航空电子通信设备正逐渐朝着高密度化以及微型化的方向发展,而这一趋势直接导致了航空电子通信设备中元器件数量的增多以及集成电路在能耗方面的提升,进而在航空电子通信设备的使用过程中持续发热的现象越发凸显,而这一问题就可能会导致,航空电子通信设备使用可靠性受到影响。因此在目前已有的低耗功率设计基础上,还需要进一步深化低耗功率设计,保护航空电子通信设备电路安全,也提升航空电子通信设备的可靠性[2]。
4.3依托维修性设计提升设备可靠性
除了设计制造环节提升航空电子通信设备可靠性之外,面对航空电子通信设备机械化工作环境和恶劣天气导致的航空电子通信设备损坏,还需要通过维修性设计,在航空电子通信设备的后期使用上提升其可靠性。具体而言,航空电子通信设备的制作人员必须保障航空电子通信设备在故障出现后的检查和拆卸十分方便;此外对于航空电子通信设备的一些元器件必须是可以在市场上买到的,不能大量使用一些不再生产和使用的元器件。
5结语
综上所述,随着我国航天事业的整体抬头,以及通信电子设备的不断多元化和多样化,人们逐渐对通信电子设备的可靠性提出了新的要求,而通信电子设备的可靠性设计本身,也直接对通信电子设备的使用寿命产生影响,也是时代背景下的一种必然要求。航空电子通信设备可靠性方面,制造技术及制造条件、机械化工作环境、恶劣天气、外界电磁都会对其产生影响,基于这些影响因素以及结合航空电子通信设备的特殊性,不断优化、简化电子线路、深化低耗功率设计、依托于维修性设计提升设备可靠性是切实有效保障航空电子通信设备可靠性的具体措施,值得相关企业充分合理地参考使用。
【参考文献】
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关键词:自动化专业技术;应用型人才;教学体系;研究
中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2013)30-0156-02
为了满足当今时展对人才的需要,我国一些高校都在加快教学改革的步伐,分析应用型人才培养的新体系。文章将结合当今经济的进程对自动化专业应用型人才的需求,本人近年来在专业构建中对培养措施、教学体系、课程内容以及实践性教学等实施了一系列革新以及创新,获得了十分理想的效果。
1 规划一套合理的培养措施
1.1 培养方向
人才培养方面的合理定位与专业的生存及发展是密不可分的。找到专业的位置,细化培养方向是培养专业应用型人才的核心理念。高等院校培养的人才基本分为下述三种:第一种就是培养研究型人才,这些人才基础好,有一定的自学能力,且后劲足,学校主要为其从事研究工作以及攻读研究生做铺垫;第二种则是培养应用型人才,这种人才基础还算扎实,实践能力以及创新思维较强,毕业后基本在企事业单位进行一些技术以及管理工作;第三种是培养技能型或者是技术型人才,这类人才的基础知识基本满足工作需求,有一定的专业能力,应该算是岗位群才。上述三种类型,国家重点大学主要对第一种人才进行培养,普通的本科主要对第二种人才进行培养,而高职高专院校则以培养第三种人才为主。
通常将自动化专业的人才培养方向锁定在:培养有一定电子技术、电工技术,自动检测和仪表、控制理论、信息处理、当代企业管理、网络技术以及计算机技术与应用等领域的工程技术基础以及相关专业知识,可以在工业过程控制、运动控制、检测与自动化仪表、电力电子技术、信息处理以及电子与计算机技术等领域应用型技术
人才。
1.2 实施科学合理的培养措施
实施一套科学合理的培养措施是达成培养目标的核心要素。向毕业生用人单位以及联谊院校进行相关的调研,吸收消化他们的培养经验以及相关信息,还有当下一些优秀毕业生的反馈情况,在实施此专业培养措施上予以革新。按照培养目标去培养学生需要有的知识结构以及相关能力:对自然科学的基础掌握较为扎实,有一定的人文社会科学基础以及外语能力;了解此专业方面的必备技术理论。要熟悉工业过程控制、运动控制还有自动化仪表、信息处理以及电力电子技术等领域的内容,同时还要掌握此专业学科的发展态势,并有较强的工作适应性。
2 深化教学革新
教学内容及方法的革新是教学革新的框架,同样也是教学革新的基础、课堂教学是课程体系下的主要构成因素,其从根本影响教学品质。为了深化学生创新思维的培养,一定全面探索相关途径,在教学方式革新上多做功课,要注意课程调整以及内容,而且还要注重革新教学措施以及教学方法,从根本上提升教学品质。针对教学内容,在充分了解此领域发展趋势的根本上,去调整革新的思路。对培养体系里的所有课程分层次的进行考虑,分析课程内容间的相关联系,确定课程在人才培养环节中的影响,对课程内容实施全面优化。将必备的专业内容教给学生,且还要注意内容的前沿性,推陈出新,将学生需要的知识在一定的时间里传授给他们。删减一些课内学时,采用CAI等当代教育体系,提升教学品质,为学生未来的发展以及个性发展给出一定的空间。
3 实践教学的革新
构建经验丰富的实践教师团队是十分必要的。学院要构建以教授等科研主要力量为核心,以中青年教师为中坚力量的科研队伍,深化中青年教师的科研水平;激励中青年教师主动申报一些科研活动,学校可以拿出专项费用扶持中青年教师进行科研活动。激励且组织教师进行校内校办产业与自动化行业的产学研基地的工程技术项目研发以及培养实践经验。
开放一些实验室,将验证实验转换成开发性的实验,且重视实验措施和最新技术相融合,很多实验都是验证类型的实验,我们要将常规的验证性实验提供给学生,要让其分析实验的内在因素,实验手段以及实验结果,在此根本上,给出新的实验目标,让学生主动设计相关的实验,且实施验证,若出现问题再研究问题的原因,直到达成设想的目标,从而去延伸学生的创造思维,实际动手能力,让所学的知识渗透到学生的大脑。明确以综合性、设计性实验为核心的实验内容革新体系。
4 结语
自动化专业应用型人才培养教学体系的革新和实践,深化了学生的基础理论,更为广泛的专业知识、实践教学体系的调整并提升了学生的实践动手能力,通过多年的实践,这种教学体系已经获得了较为理想的效果,学生学位达标率已经超过了九十个百分点,毕业生的首次就业率也超过了九十个百分点,从用人系统反馈的相关信息去看,用人方对毕业生的各项能力均予以好评,且工作效率高,可以较快地融入到自己所在的岗位。
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关键词:电工电子技术;改革;教学内容;教学方法
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1674-9324(2012)07-0049-02
《电工电子技术》是我院工科非电专业一门重要的技术基础课,传统的教学模式无法满足工程概念下对人才的需求。新的教学计划出台后,我院“电工电子技术”课程只有72学时,去掉10个学时的实验,理论讲授就只有62学时了。在内容不能减少,课时紧张的情况下,为了提高教学效率和水平,教改已刻不容缓;另外,由于目前实验教学设备都趋于装置化,学生做实验时连线大大减少,从而影响了学生动手能力的提高。针对以上问题,我院一线教师集思广益,结合我院多年来的改革经验总结出如下改革措施[1]。
一、教学内容的改革
1.《电工电子技术》理论教学内容的改革。由于我校各专业培养计划修改以后,《电工电子技术》课程课时明显减少,在内容不变且不断更新的情况下,沿用老的教学模式很难达到开设这门课程的教学目的,所以有必要对其教学内容作如下改革。理论教学内容分为两大块,即必讲内容和分专业选讲不同案例,必讲内容为各非电专业都要学习的内容,选讲内容是对不同专业设置不同案例。如表1所示。
表1 “电工电子技术”理论教学内容的设置
2.《电工电子技术》实验教学内容的改革。实验是《电工电子技术》课程必不可少的组成部分,它将理论与实践有机地结合在一起。学生在实验室不仅可以验证所学的理论知识,而且更重要的是通过实验可提高学生的动手能力,掌握一些常用电工仪器仪表的使用方法,培养学生分析问题、解决问题、应用知识的能力和创新精神。目前大多数实验室的设备都趋于装置化,学生做实验时,只要插几根线即可完成电路,从而减少了各个分立元件的接线问题,造成一些重要的实际操作没有达到动手实践和动脑思考的目的。所以,在实验教学中,就要增加一些设计性和综合性实验项目,并将计算机辅助教学引入到实验教学中,这样才能培养学生的动手能力和创新思维能力。比如在讲完基本放大电路之后,我们安排学生做单管放大电路实验时,先让他们利用Multisim软件模拟该实验,如图1所示。通过实时调整R5的大小,学生可以在屏幕上实时观测到截止失真、饱和失真以及不失真状态下的波形改变情况,如图2所示。
图1 单管放大器实验原理图
图2 改变R5时的输出波形
做完仿真实验后,我们让学生自己提出设计方案、选择元器件、连接成电路,利用实验室现有仪器设备经老师同意后,独立操作完成设计性实验,最后写出设计实验报告[5-6]。
二、教学方法的改革
《电工电子技术》知识内容比较多且结构庞大,为了提高学生对抽象理论知识的理解,需要结合实际讲解才能收到更好的效果。因此,保留了传统教学方法中好的东西,另外还注重课上与课下相结合、理论与实际相结合,特别是多媒体教学手段的引入,大大提高了教学效果,同时也提高了学生的学习兴趣和学习的自觉性。比如适当将Multisim仿真技术引入课堂。在讲完单一参数元件的时域伏安特性后,我们给同学仿真演示,如图3。
(a) 电阻R交、直流特性完全相同
(b) 电感L对直流相当于短路,对交流呈现感抗特性
(c) 电容C对直流相当于开路,对交流呈现容抗特性
图3 R、L、C元件的交、直流特性仿真
通过演示同学对R、L、C元件的交直流特性有了感性认识,从而为后续一阶电路的过渡过程和三极管放大电路分析的学习打下基础。以前在讲到三相电路中线的作用时学生很迷茫,我们做了如图4演示之后,学生有了透彻的理解。
三、成绩评定
通过本课程的学习学生应熟练掌握电工理论中的一些基本理论、基本分析方法,同时还要具备一定的动手能力,为后续课程的学习做好准备。所以,将最终成绩分为平时、实验和末考。其中平时占10%,实验占20%,末考占70%。平时加强学生的出勤管理和交作业情况,学生到实验室做实验要签到并有专人检查预习报告及实验操作情况,期末除让学生独立完成一份试卷外,还要求每位学生写一份小论文,主要阐述一下学习本课程的心得体会并客观评价自己的学习成绩。
图4 三相电路中线作用虚拟实验
由于该课程的重要性和特殊性,我校通过几年的探索,并应用于教学实践中,已收到令人满意的效果。但教改是一个长期的过程,需要教师认真思考,并在教学中不断总结,才能使《电工电子技术》教学工作取得更好效果,从而满足工程概念下对该课程的需求。
参考文献:
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关键词:电子技术 监控系统 应用
中图分类号:TM76 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)07(a)-0010-01
1 监控系统的组成
监控系统是当前安全防范中的重要组成部分,通过预先安放在现场的摄像机或者其辅助设备来完成现场情况的监视。目前该系统被广泛应用在工业、商业以及道路、超市等公共场所和特殊的办公地点。
目前经常讲监控系统分成前端部分、传输部分、控制部分和显示部分。前端部分是视频采集的重要组成部分,负责将采集到的信号传送给控制中心;传输部分是用来传递信号的,目前多采用视频基带的传输方式,也可以采用光纤传输或无线传输;控制部分负责信号的放大与分配,并且负责监控设备前端部分的控制等等;显示部分则是由监视器组成,用来显示前端部分采集来的信号。
2 电子技术的定义
电子技术是通过运动电子器件来设计电路,以实现某种特定的功能或者解决一些实际问题,它包括信息电子技术和电力电子技术两大类。信息电子技术又可以分为模拟电子技术和数字电子技术两类,所以说电子技术就是对电子信号的发生、放大、滤波以及转换等的处理技术。
3 电子技术在监控系统中的应用
3.1 现场总线技术在监控系统中的应用
现场总线技术是电子技术、仪表技术以及计算机计算等多项技术融合的成果,能够实现现场仪表与控制设备间的全数字化和双向多变量数字通信,为整个监控系统的全数字化奠定了基础[1]。
3.2 无线传感器技术在监控系统中的应用
随着无线传感技术的发展,无线传输的速率也在不断提高。在无线传输方式中比较有代表性的是ZigBee技术,它的传输速率为10~250kb/s,用于温度和湿度等数据的传输,其工作状态下的功耗为30mW,所以其成本较低,并且能够在10m~75m范围间进行信息的传递[2]。
ZigBee技术是未来无线通信技术的主流,而且支持ZigBee的设备的价格也会越来越低[3]。其应用范围包括对危险化学品成分的检测以及火警的早期检测和预报等等。在医学领域可以准确的监测病人的血压、心跳以及体温等,减少医生的劳动工作量。另外该技术还可以用于家庭安全系统的构建,避免了红外装置受角度影响的限制。
3.3 PLC技术在监控系统中的应用
PLC分为固定式和组合式两种不同的类型,但是其基本结构式相同的,一般是由CPU、存储器和I/O输出设备等组成。采用PLC技术的监控系统可以用于隧道交通信号灯的控制,以及检测电流模拟信号。一般风机控制柜上的软启动器也是采用PLC进行控制的,通过配置开关量来控制风机的启动、停止和转反转。
4 监控系统硬件的设计
监控系统中需要采集的数据量非常大,要求设计的系统具有较高的数据处理能力,所以我们选用DSP处理器。为了简化监控系统对的额结构,提高其运行可靠性,设计中决定采用集成的视频处理芯片,该类型的芯片将信号的预处理、滤波以及A/D转换和时钟发生器都功能集中在一起,在将模拟信号转换为数字信号的过程中避免了系统对分立元件的要求,也节省了设计成本。另外,采用集成视频处理信号只需要在新器件中加载新的寄存器初值就可以方便的改变原有电路的特性[4],避免了元件更换和调节过程中的不便,也减少了系统开发的时间。这次设计我们采用的是飞利浦公司生产的SAA7113视频处理芯片。
4.1 系统主控芯片的设计
这次设计中系统采用了DSP处理器,它采用改进的哈佛机构,能够同时访问指令和数据;并且具有独立的DMA控制器,能够在不影响DSP处理速度的情况下完成数据的高速传输。
目前,国内应用较多的是T1公司生产的TMS320C54x系列,其价格低,功耗小。这次设计中我们也采用该系列的产品其型号为TMS320VC5402。它具有40个逻辑运算单位,内含两个累加器和一个40位的桶形移位器[5]。C5402内部还有ROM单元,可以用来存储程序或者数据,另外还有一个缓冲串行口和8位的HPI接口,两个16位定时器、一个六通道DMA控制器和一个PLL时钟发生器[6]。
4.2 电源设计
监控系统中TMS320VC5402芯片要求输入输出的电压为3.2V,但是内核电压只有1.5V,所以系统设计中其他芯片的接口电压要能够兼容3.3V,电源的设计要特别考虑功率的影响。本次设计中电源采用双电压供电,这时只需要考虑上电顺序的问题。
主控芯片对上电顺序的要求是电源的核电压应比I/O口先供电,断开时要晚于I/O口,且要Vd先上电,上电时要保证整个系统的上电过程必须在25ms内完成。这时因为Vc先于Vd上电时对芯片本身没有损害,只是芯片周边的输入和输出变为无效,反之会对芯片的驱动和缓冲造成冲击,从而损坏芯片。所以在这次设计中我们选择的是T1公司生产的TPS767D318,该电源的输出为3.3V和1.8V的双路输出,保证了系统对功率和上电次序的要求。
4.3 复位电路设计
DSP系统运行时时钟频率较高,在运行过程中经常发生干扰和扰的现象,严重时还会造成死机[7]。所以在这次设计过程中我们还加入了复位电路,以确保系统运行的稳定性。其原理是给监视线提供一个高低电平发生变化的信号,在规定时间内如果没有出现信号的变化,复位电路就会对系统进行复位操作,反之,则继续运行。这次设计中我们采用的是MAXIM公司的MAX706T监控电路,能够满足3V电源系统和5V电源系统的供电需要。
5 结语
监控器在日常工作和生活中具有非常重要的作用,在这次论文的写作过程中我们介绍了电子技术在监控系统中的应用情况。并且对监控系统的硬件进行了设计,分别采用了T1公司生产的TMS320VC5402芯片和TPS767D318以及MAXIM公司生产的MAX706T复位电路,确保了监控系统的准确运行。
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民航通信中使用到的短波实质为无线电波,主要用于地面与飞机间的通信,其通信传播方式主要有以下三种:
1.1地面波。地面波是沿着地球表面传播的波,它沿着半导电性质和起伏不平的地表面进行传播,一方面使电波的场结构不同于自由空间传播的情况而发生变化并引起电波吸收,另一方面使电波不像在均匀媒质中那样以一定的速度沿着直线路径传播,而是由于地球表面呈现球形使电波传播的路径按绕射的方式进行。
1.2天波。天波是经过地面上空40~800公里高度含有大量自由电子离子的电离层的反射或折射后返回地面的电波传输方式。天波是短波的主要传播途径,可实现长距离的传播,短波信号由天线发出后,经电离层的多次反射,传播距离可以由几百公里达到上万公里,且不受地面障碍物阻挡。在天波传播的过程中,路径衰耗、大气噪声、时间延迟、电离层衰落、多径效应等因素,都会造成信号的畸变与弱化,影响短波通信的效果。
1.3直接波。直接波是从发射天线到接收天线之间,不经过任何发射,直接到达,电波就象一束光一样,所以有人称它为视线传播。由于民航中,飞机大多数时间都是在飞行,所以有些时候地、空之间的短波通信,实际上是可以靠直接波完成的。
2.短波通信的特点
与卫星通信、地面短波等通信手段相比,无线电短波通信有许多显著的优点:(1)短波通信无需建立中继站即可实现远距离通信,(2)短波通信元器件要求低、技术成熟、制造简单、设备体积小、价格便宜,建设和维护费用低;(3)设备简单,目标小、架设容易、机动性强,即使遭到损坏也容易修理,由于其造价相对较低,可以大量装备,因而系统顽存性强。(4)电路调度容易,灵活性强,可以使用固定设置,进行定点固定通信,也可背负或装入车辆,实现移动中的通信。这些优点是短波通信被长期保留、至今仍被广泛应用的主要原因。同时,短波通信也存在着一些明显的缺点:(1)信道拥挤、频带窄;(2)短波的天波信道是变参信道,故信号传输不稳定;(3)大气和工业无线电噪声干扰严重;(4)天线匹配困难。
3.短波通信在民航中的应用
短波通信系统的主要用途是使飞机在飞行的各阶段中和地面的航行管制人员、签派、维修等相关人员保持双向的语音和信号联系,当然这个系统也提供了飞机内部人员之间和与旅客的联络服务。
3.1民航短波通信基本设备
民航短波地空通信设备由短波单边带发信机、短波单边带收信机、遥控器及地空选择呼叫器组成,设备一律使用单边带抑制载波、模拟单信道无线电话工作方式。短波单边带发、收信机均采用全固态电路及频率合成技术,频率范围为2.8~22MHz,发信机功率不大于6KW。
3.2民航短波通信地面站
民航短波通信地面站系统由三部分组成:短波机房设备、天线和馈线以及操作台设备。短波机房设备作为大功率发射设备,通常设置在远端,以减少对其他电子设备的干扰以及对操作员健康的影响。操作台设备设置在操作终端附近,便于操作与管理。
3.2.1短波机房设备。短波机房设备的主要设备包括短波通信电台、功放、预后选器、交流稳压电源、光端机及一整套控制电缆,主要功能是传送选呼信号和语音信号。短波电台是整个系统的核心设备,地面与航空器上均有配备,用于收发信号,包括选呼信号和音频信号。电台的性能直接决定了整个系统的性能,电台选型依据主要有两点:符合用户需求并且与飞机上电台匹配。预后选器是为了提高系统的抗干扰能力而选择的设备。光端机是地面站系统中实现远程控制的接口设备,起着连接短波机柜和操作台的作用。
3.2.2操作台设备。操作台设备由操作终端及监控软件、选呼器、选呼控制器和光端机组成。操作员的所有操作都在监控软件上进行。监控软件实现对选呼器和短波电台的远程遥控,控制选呼器产生选呼代码,呼叫对应的飞机,控制电台的调制方式转换和音频信号收发,同时监测电台的工作状态。选呼器的功能是通过发射4个单音信号选择通知某个飞机。选呼器提供了一个7针的音频接口,包括一对平衡的选呼音频输出口、一个PTT输出口和一个地线,其余3个口经改造用于同选呼控制器通信。选呼控制器作为选呼器、电台和控制终端的中间设备,是实现系统自动化的关键,其基本作用是实现对电台、选呼器、控制终端、音频设备的信号转接、电平匹配、远程控制和状态感知,并自动转换调制方式。
3.2.3天线。天线的选择具体根据用途来确定:近距离固定通信:选择地波天线或天波高仰角天线。点对点通信或方向性通信:选择天波方向性天线等。组网通信或全向通信:选择天波全向天线。车载通信或个人通信:选择小型鞭状天线。3.3短波地空通信数据链系统在民用航空领域,由于我国地理复杂、疆域辽阔、超短波网络尚不能实现完全覆盖,短波依然是地空通信的主要手段。短波地空通信数据链系统作为民航数据通信系统的子系统,在当前兴起的极地飞行中,有效解决了飞行盲区问题,对飞行安全起着非常重要的保障作用。短波地空通信数据链系统用于航空器飞行中保持与基地和远方航站的联络。其系统构造由短波/超短波通信系统、卫星通信站、地空数据网及机载通信系统组成,短波地空通信数据链系统通过短波、超短波与卫星实现了近、中、远程地空实时话音和数据通信。
4.结束语
近年来,随着微型计算机、移动通信和微电子技术的迅速发展,短波通信技术有了新的突破性进展,出现了实时选频、自适应、跳频、差错控制、多载波正交频分复用(OFDM)调制及软件无线电等新技术,使短波通信很好地弥补了它的缺点,还使短波通信的设备更加小型化、更加灵活方便,进一步发挥了短波通信设备简单、造价低廉、机动灵活等固有的优点。短波通信必将在应急通信、抗灾通信、特别是在军事通信中发挥更重要、更广泛的作用。因此。短波通信作为民航内部通信的重要手段,必将在今后较长时间内得到保持和发展。
参考文献:
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论文摘要:介绍了电力电子器件和变频技术的发展过程,以及变频技术在家用电器的应用,分析了变频技术的应用也带来了谐波、电磁干扰和电源系统功率因数下降等问题。提出了相关的谐波抑制方法及提高电源系统功率因数的措施。
引言
随着电力电子、计算机技术的迅速发展,交流调速取代直流调速已成为发展趋势。变频调速以其优异的调速和启、制动性能被国内外公认为是最有发展前途的调速方式。变频技术是交流调速的核心技术,电力电子和计算机技术又是变频技术的核心,而电力电子器件是电力电子技术的基础。电力电子技术是近几年迅速发展的一种高新技术,广泛应用于机电一体化、电机传动、航空航天等领域,现已成为各国竞相发展的一种高新技术。专家预言,在21世纪高度发展的自动控制领域内,计算机技术与电力电子技术是两项最重要的技术。
一、电力电子器件的发展过程
上世纪50年代末晶闸管在美国问世,标志着电力电子技术就此诞生。第一代电力电子器件主要是可控硅整流器(SCR),我国70年代将其列为节能技术在全国推广。然而,SCR毕竟是一种只能控制其导通而不能控制关断的半控型开关器件,在交流传动和变频电源的应用中受到限制。70年代以后陆续发明的功率晶体管(GTR)、门极可关断晶闸管(GTO)、功率MOS场效应管(PowerMOSFET)、绝缘栅晶体管(IGBT)、静电感应晶体管(SIT)和静电感应晶闸管(SITH)等,它们的共同特点是既控制其导通,又能控制其关断,是全控型开关器件,由于不需要换流电路,故体积、重量较之SCR有大幅度下降。当前,IGBT以其优异的特性已成为主流器件,容量大的GTO也有一定地位[1][2][3]。
许多国家都在努力开发大容量器件,国外已生产6000V的IGBT。IEGT(injectionenhancedgatethyristor)是一种将IGBT和GTO的优点结合起来的新型器件,已有1000A/4500V的样品问世。IGCT(integratedgateeommutatedthyristor)在GTO基础上采用缓冲层和透明发射极,它开通时相当于晶闸管,关断时相当于晶体管,从而有效地协调了通态电压和阻断电压的矛盾,工作频率可达几千赫兹[2][3]。瑞士ABB公司已经推出的IGCT可达4500一6000V,3000一3500A。MCT因进展不大而引退而IGCT的发展使其在电力电子器件的新格局中占有重要的地位。与发达国家相比,我国在器件制造方面比在应用方面有更大的差距。高功率沟栅结构IGBT模块、IEGT、MOS门控晶闸管、高压砷化稼高频整流二极管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在国外有了最新发展。可以相信,采用GaAs、SiC等新型半导体材料制成功率器件,实现人们对“理想器件”的追求,将是21世纪电力电子器件发展的主要趋势。
高可靠性的电力电子积木(PEBB)和集成电力电子模块(IPEM)是近期美国电力电子技术发展新热点。GTO和IGCT,IGCT和高压IGBT等电力电子新器件之间的激烈竞争,必将为21世纪世界电力电子新技术和变频技术的发展带来更多的机遇和挑战。
二、变频技术的发展过程
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。电力电子器件的更新促使电力变换
技术的不断发展。起初,变频技术只局限于变频不能变压。20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得出诸多优化模式,如:调制波纵向分割法、同相位载波PWM技术、移相载波PWM技术、载波调制波同时移相PWM技术等。
VVVF变频器的控制相对简单,机械特性硬度也较好,能够满足一般传动的平滑调速要求,已在产业的各个领域得到广泛应用。但是,这种控制方式在低频时,由于输出电压较小,受定子电阻压降的影响比较显著,故造成输出最大转矩减小。
矢量控制变频调速的做法是:将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、Ic通过三相——二相变换,等效成同步旋转坐标系下的直流电流Iml、Itl,然后模仿直流电动机的控制方法,求得直流电动机的控制量,经过相应的坐标反变换,实现对异步电动机的控制。
直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型,控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机,因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算;它不需要模仿直流电动机的控制,也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。
VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低,谐波电流大,直流回路需要大的储能电容,再生能量又不能反馈回电网,即不能进行四象限运行。为此,矩阵式交—交变频应运而生。
三、变频技术与家用电器
20世纪70年代,家用电器开始逐步变频化,出现了电磁烹任器、变频照明器具、变频空调、变频微波炉、变频电冰箱、IH(感应加热)饭堡、变频洗衣机等[4]。
20世纪末期期,家用电器则依托变频技术,主要瞄准高功能和省电。
首先是电冰箱,由于它处于全天工作,采用变频制冷后,压缩机始终处在低速运行状态,可以彻底消除因压缩机起动引的噪声,节能效果更加明显。其次,空调器使用变频后,扩大了压缩机的工作范围,不需要压缩机在断续状态下运行就可实现冷、暖控制,达到降低电力消耗,消除由于温度变动而引起的不适感。近年来,新式的变频冷藏库不但耗电量减少、实现静音化,而且利用高速运行能实现快速冷冻。
在洗衣机方面,过去使用变频实现可变速控制,提高洗净性能,新流行的洗衣机除了节能和静音化外,还在确保衣物柔和洗涤等方面推出新的控制内容;电磁烹任器利用高频感应加热使锅子直接发热,没有燃气和电加热的炽热部分,因此不但安全,还大幅度提高加热效率,其工作频率高于听觉之上,从而消除了饭锅振动引起的噪声。
四、电力电子装置带来的危害及对策
电力电子装置中的相控整流和不可控二极管整流使输入电流波形发生严重畸变,不但大大降低了系统的功率因数,还引起了严重的谐波污染。
另外,硬件电路中电压和电流的急剧变化,使得电力电子器件承受很大的电应力,并给周围的电气设备及电波造成严重的电磁干扰(EM1),而且情况日趋严重。许多国家都已制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE)、国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。我国政府也制定了限制谐波的有关规定[5]。
(一)谐波与电磁干扰的对策
1、谐波抑制
为了抑制电力电子装置产生的谐波,一种方法是进行谐波补偿,即设置谐波补偿装置,使输入电流成为正弦波[3]。
传统的谐波补偿装置是采用IC调谐滤波器,它既可补偿谐波,又可补偿无功功率。其缺点是,补偿特性受电网阻抗和运行状态影响,易和系统发生并联谐振,导致谐波放大,使LC滤波器过载甚至烧毁。此外,它只能补偿固定频率的谐波,效果也不够理想。
电力电子器件普及应用之后,运用有源电力滤波器进行谐波补偿成为重要方向。其原理是,从补偿对象中检测出谐波电流,然后产生一个与该谐波电流大小相等极性相反的补偿电流,从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿,且补偿特性不受电网阻抗的影响。
大容量变流器减少谐波的主要方法是采用多重化技术:将多个方波叠加以消除次数较低的谐波,从而得到接近正弦的阶梯波。重数越多,波形越接近正弦,但电路结构越复杂。小容量变流器为了实现低谐波和高功率因数,一般采用二极管整流加PWM斩波,常称之为功率因数校正(PEC)。典型的电路有升压型、降压型、升降压型等。
2、电磁干扰抑制
解决EMI的措施是克服开关器件导通和关断时出现过大的电流上升率di/dt和电压上升率du/dt,目前比较引入注目的是零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)电路。方法是:
(1)开关器件上串联电感,这样可抑制开关器件导通时的di/dt,使器件上不存在电压、电流重叠区,减少了正关损耗;
(2)开关器件上并联电容,当器件关断后抑制du/dt上升,器件上不存在电压、电流重叠区,减少了开关损耗;
(3)器件上反并联二极管,在二极管导通期间,开关器件呈零电压、零电流状态,此时驱动器件导通或关断能实现ZVS、ZCS动作。
目前较常用的软件开关技术有部分谐振PWM和无损耗缓冲电路。
(二)功率因数补偿
早期的方法是采用同步调相机,它是专门用来产生无功功率的同步电机,利用过励磁和欠励磁分别发出不同大小的容性或感性无功功率。然而,由于它是旋转电机,噪声和损耗都较大,运行维护也复杂,响应速度慢。因此,在很多情况下已无法适应快速无功功率补偿的要求。
另一种方法是采用饱和电抗器的静止无功补偿装置。它具有静止型和响应速度快的优点,但由于其铁心需磁化到饱和状态,损耗和噪声都很大,而且存在非线性电路的一些特殊问题,又不能分相调节以补偿负载的不平衡,所以未能占据静止无功补偿装置的主流。
随着电力电子技术的不断发展,使用SCR、GTO和IGBT等的静止无功补偿装置得到了长足发展,其中以静止无功发生器最为优越。它具有调节速度快、运行范围宽的优点,而且在采取多重化、多电平或PWM技术等措施后,可大大减少补偿电流中谐波含量。更重要的是,静止无功发生器使用的抗器和电容元件小,大大缩小装置的体积和成本。静止无功发生器代表着动态无功补偿装置的发展方向。
五、结束语
我们相信,电力电子技术将成为21世纪重要的支柱技术之一,变频技术在电力电子技术领域中占有重要的地位,近年来在中压变频调速和电力牵引领域中的发展引人注目。随着全球经济一体化及我国加人世界贸易组织,我国电力电子技术及变频技术产业将出现前所未有的发展机遇。
参考文献:
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【关键词】LED点阵;串行输入;单片机;级联
0 前言
LED电子显示屏是20世纪80年代后期迅速发展起来的新型信息显示媒体,以易于维护、色彩丰富、亮度高、使用寿命长、易于操作等优点,逐步成为现在信息的一个主流载体。
本文研究的是双色LED点阵显示系统,该系统是由单片机控制,以74HC154作为行驱动、74HC595作为列驱动16×32双色点阵屏,通过软件控制可以以各种方式显示数字、汉字、图片。采用串口下载,可以根据要求级联成更大的屏、安装简单方便。
1 系统整体设计概述
本显示屏由STC12C5A32S2 单片机为核心,PC机通过RS-232串口把程序下载到单片机,单片机读到要显示的字模,对驱动电路发出控制命令,控制LED点阵屏对应的行和列,在LED点阵屏上显示相应的汉字。系统原理框图如图1所示。
2 系统硬件电路设计
系统硬件主要划分为两大部分:单片机控制部分、点阵屏接口。
2.1 单片机控制部分
单片机控制部分只需一个单片机最小系统,本设计选用的是STC12C5A32S2 单片机,它的执行速度比普通的单片机快很多,价格也相对便宜,大家也比较熟悉。
2.2 LED点阵屏接口电路
图2为本实验所用的双色8×8点阵(共阴)LED显示屏,LED显示屏的行与列电极相互垂直,在交叉点形成发光单元LED,每个点有红绿两种灯珠,点阵的驱动一般采取逐行扫描方式,行电极轮流将低电位接通各行线,使连接到各该行的全部LED的阴极接通低电平,但具体哪一个LED导通,还要看它的阳极是否接通,由列来控制。显示什么颜色取决于列选为红色数据线还是绿色数据线。
本论文的双色点阵屏是由8块图2所示的8×8点阵构成,有16行32列,为了有效的利用单片机资源,行驱动电路由1片74HC154组成,由单片机P1 口输出4bit二进制信号,经1个4/16 移码器74HC154,生成点阵16条行选通信号线,行选通低电平有效,每次从第一行扫描到第16行,每16行为一个扫描周期。行驱动电路如图3所示,由于单片机的TTL 输出口的驱动能力非常有限,所以增加了4953作为行驱动管来驱动LED 显示屏的行信号。
列驱动采用74HC595, 内含三态输出锁存器和内含移位寄存器,可以把串行输入的数据并行输出。用8个74HC595分别锁存红色、绿色列线数据。
3 系统软件设计
4 系统调试
编写程序,使其在LED屏上显示“点阵”两个字,一个红色、一个绿色。通电下载程序测试,字体显示正确,颜色显示正常。
5 结束语
本文设计的16×32双色点阵屏显示系统基本涵盖了LED 显示屏的电路基本原理和基本程序,不但可用于实验教学,也可用于科研和实践;把软件的功能加以修改和扩充,可显示更多样的画面。而且可以作为子模块进行不断级联、设计出符合要求的、更大的显示屏。应用面非常广,具有极大的推广价值。
【参考文献】
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