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篇1
三电平（ThreeLevel，TL）整流器是一种可用于高压大功率的PWM整流器，具有功率因数接近1，且开关电压应力比两电平减小一半的优点。文献[1]及[2]提到一种三电平Boost电路，用于对整流桥进行功率因数校正，但由于二极管整流电路的不可逆性，无法实现功率流的双向流动。文献[3]，[4]及[5]提到了几种三电平PWM整流器，尽管实现了三电平，但开关管上电压应力减少一半的优点没有实现。三电平整流器尽管比两电平整流器开关数量多，控制复杂，但?具有两电平整流器所不具备的特点：
1）电平数的增加使之具有更小的直流侧电压脉动和更佳的动态性能，在开关频率很低时，如300～500Hz就能满足对电流谐波的要求；
2）电平数的增加也使电源侧电流比两电平中的电流更接近正弦，且随着电平数的增加，正弦性越好，功率因数更高；
3）开关的增加也有利于降低开关管上的电压压应力，提高装置工作的稳定性，适用于对电压要求较高的场合。
1TL整流器工作原理
TL整流器主电路如图1所示，由8个开关管V11～V42组成三电平桥式电路。假定u1=u2=ud/2，则每只开关管将承担直流侧电压的一半。
以左半桥臂为例，1态时，当电流is为正值时，电流从A点流经VD11及VD12到输出端；当is为负值时，电流从A点流经V11及V12到输出端，因此，无论is为何值，均有uAG=uCG=＋ud/2，D1防止了电容C1被V11(VD11)短接。同理，在0态时，有uAG=0；在－1态时，有uAG=uDG=－ud/2，D2防止了电容C2被V22(VD22)短接。
右半桥臂原理类似，因此A及B端电压波形如图2所示，从而在交流侧电压uAB上产生五个电平：＋ud，＋ud/2，0，－ud/2，－ud。
每个半桥均有三种工作状态，整个TL桥共有32=9个状态。分别如下：
状态0(1,1)开关管V11，V12，V31，V32开通，变换器交流侧电压uAB等于0，电容通过直流侧负载放电，线路电流is的大小随主电路电压us的变化而增加或减小。
状态1(1,0)开关管V11，V12，V32，V41开通，交流侧输入电压uAB等于ud/2，输入端电感电压等于us－u1。电容C1电压被正向(或反向)电流充电(u1<us，或放电us<u1)，C2通过直流侧负载放电。
状态2(1,－1)开关管V11，V12，V41，V42开通，输入电压uAB=ud，正向(或反向)电流对电容C1及C2充电(或放电)，由于输入电感电压反向，电流is逐渐减小。
状态3(0,1)开关管V12，V21，V31，V32开通，交流侧输入电压uAB等于－ud/2，输入电感上电压等于us＋u1。电容电压被正向(或反向)电流充电(或放电)。
状态4(0,0)开关管V12，V21，V32，V41开通，输入端电压为0，电容通过直流侧负载放电，线路电流is的大小随主电路电压us的变化而增加或减小。
状态5(0,－1)开关管V12，V21，V41，V42开通，交流侧电压为ud/2，正向(或反向)电流对电容C2充电(或放电)，电容C1通过负载电流放电。
状态6(－1,1)开关管V21，V22，V31，V32开通，uAB=－ud，正向(或反向)线电流对两个电容C1及C2充电(或放电)，由于升压电感电压正向，线电流将逐渐增加。
状态7(－1,0)开关管V21，V22，V32，V41开通，交流侧电压电平为－ud/2，正向(或反向)电流对电容C2充电(或放电)，电容C1通过负载电流放电。
状态8(－1,－1)开关管V21，V22，V41，V42开通，输入端电压为0，升压电感电压等于us，两个电容C1及C2均通过负载电流放电。电流is根据电压us的变化而增加(或减小)。
2硬件电路设计
从图2可以看出，在输入电压频率恒定的情况下，要在变换器交流侧产生一个三电平电压波形，输入电压一个周期内应定义两个操作范围：区域1和区域2，如图3所示。
在区域1，电压大于－ud/2，并且小于ud/2，在电压uAB上产生三个电平：－ud/2，0，ud/2。同理，在区域2，电压绝对值大于ud/2，并小于直流侧电压ud，在电压正半周期(或负半周期)上产生两个电平：ud/2和ud(或－ud/2和－ud)。相应电平的工作区域如表1所列。
表1相应电平的工作区域
工作区域
1
2
1
2
us>0
us<0
us>0
us<0
高电平
ud/2
ud
－ud/2
低电平
－ud/2
ud/2
－ud
为方便控制，这里定义两个控制变量SA及SB，其中
根据表1可以设计一个开关查询表，如表2所列，将其存储在DSP中，当进行实时控制时，便可根据输入电压、电流信号，从表中查询所需采取的开关策略。
表2查询表
SA
SB
V11
V12
V21
V22
V31
V32
V41
V42
uAB
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
ud/2
1
－1
1
1
1
1
ud
1
1
1
1
1
－ud/2
1
1
1
1
－1
1
1
1
1
ud/2
－1
1
1
1
1
1
－ud
－1
1
1
1
1
－ud/2
－1
－1
1
1
1
1
整个控制系统以一片DSP为核心，控制框图如图4所示。
锁相环电路产生一个与电源电压同相位的单位正弦波形，ud的采样信号通过低速电压外环调节器进行调节，电流is的采样信号通过高速电流内环G1进行调节，电容C1端直流电压u1与电容C2端直流电压u2分别通过两个PI调节器进行调节，补偿环G2用于补偿两只电容电压的不平衡。
检测的线电流命令is与参考电流is＊比较，产生的电流误差信号送至电流内环G1，以跟踪电源电流变化，产生的线电流波形将与主电压同相位。
3软件设计
系统采用两个通用定时器GPT1及GPT2来产生周期性的CPU中断，其中GPT1用于PWM信号产生、ADC采样和高频电流环控制(20kHz)，GPT2用于低频电压环的控制(10kHz)，两者均采用连续升/降计数模式。低速电压环的采样时间为100μs，高速电流环采样时间为50μs。中断屏蔽寄存器IMR，EVIMRA和EVIMRB使GPT1在下降沿和特定周期产生中断，GPT2则仅在下降沿产生中断。
整个程序分为主程序模块、初始化模块、电流控制环计算模块、电压控制环计算模块、PWM信号产生模块等五大部份。程序流程如图5所示。
4仿真结果及实验
篇2
1.2 阻抗不匹配的问题
阻抗是信号传输线上的关键因素，而在现阶段计算机高速数字电路设计的过程中，却存在信号传输位置上的阻抗不相匹配的现象，这样极易引发反射噪声，而反射噪声将会对信号造成一定的破坏，使得信号的完整性受到极高速数字电路设计是电子技术行业发展的重要结晶，通过多个电子元件组成，更是将电子技术发挥的淋漓尽致，而且，计算机高速数字电路技术的应用也极为广泛。但是，在实际的应用中，计算机高速数字电路设计技术却受到一些因素的影响，例如，信号线间距离的影响、阻抗不匹配的问题、电源平面间电阻和电感的影响等，都会对计算机高速数字电路技术的运行效率产生影响，要提升计算机高速数字技术的应用效率，必须解决这些影响因素，对此，本文主要对计算机高速数字电路设计技术进行研究。摘要大的影响。
1.3 电源平面间电阻和电感的影响
计算机高速数字化电路设计技术是根据实际的情况，利用先进的电子技术设计而成，在诸多领域都得到广泛的应用。现阶段计算机高速数字电路设计中，由于电源平面间存在电阻和电感，使得大量电路输出同时动作时，就会使整个电路产生较大的瞬态电流，这将会对极端级高速数字电路地线以及电源线上的电压造成极大的影响，甚至会产生波动的现象。
2计算机高速数字电路技术的研究分析
2.1 合理设计，确保计算机高速数字电路信号的完整性
通过以上的分析得知，现阶段计算机高速数字电路设计技术中，由于受到阻抗不匹配的影响，对电路信号的完整性也造成一定的影响，因此，要对计算机高速数字电路技术进行合理的设计，确保计算机高速数字电路信号的完整性。主要分为两方面研究，一方面是对不同电路之间电路信号网的传输信号干扰情况进行研究，也就是以上所提到的反射和干扰的问题，而另一方面，要对不同信号在传输的过程中，对电路信号网产生的干扰情况进行分析。计算机高速数字电路在运行的过程中，会受到阻抗不相匹配的因素而影响到电路信号的传输效率，而且，现阶段计算机高速数字电路运行的过程中，阻抗很难控制，经常会出现阻抗过大或过小的现象，都会对电路信号传播的波形产生一定的干扰，从而对计算机高速电路传输信号的完整性产生直接的影响。为了避免这类情况的发生，要对计算机高速数字电路设计技术展开研究，从正常理论来看，高速数字电路设计难以使电路与临街阻抗的状态相互符合，可以对计算机高速数字电路设计技术进行改进，保持系统处于过阻抗状态，这样就能保证计算机高速数字电路设计不会受到阻抗不等的状态而影响到计算机高速数字电路信息传输的完整性。
2.2 对高速数字电路电源进行合理设计
电源是计算机高速数字电路技术的重要组成元件，通过以上的分析得知，计算机高速数字电路设计中，由于受到电源平面间电阻和电感的影响，使得电源运行过程中会出现过电压的故障，也就是电源的波形质量受到影响，严重影响到计算机高速数字电路运行的可靠性。从理论上来看，如果高速数字电路设计中，电源系统中不存在阻抗的话是电路设计最理想的状态，这样整个信号的回路也不会存在阻抗耗损的问题，系统中的各个点的点位就会保持恒定的状态。但是，在实际中却不会存在这种理想状态，计算机高速数字电路系统运行的过程中，就必须要考虑到电源的电阻和电感因素，而要减少电源面的电阻和电感对电源系统的影响，就必须对其采取降低的处理措施。从当今计算机高速数字电路系统电源材质的分析了解到，电路系统中大多数都是采用大面积铜质材料，如果结合电源系统要求来分析的话，这些材料远远达不到计算机高速数字电路电源的标准要求，这样在系统正常运行的过程中势必会受到一定的影响，对此，要将所有影响因素进行综合性的考虑和研究，可以采用楼电容应用到电路中，这样可以有效的避免或降低电源面电阻和电感对系统的影响，从而有效的提高计算机高速数字电路系统运行的可靠性。
篇3
本课程的总体目标是：通过对电路原理、常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得电路与模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。其中包括：（1）知识目标：掌握电路基本概念、基本分析和计算方法；会计算电路主要参数；掌握电路波形图画法、建立电路模型的方法；会判断器件类型、电路工作状态；（2）能力目标：培养学生正确使用常用仪表的能力；培养学生正确选择元器件的能力；培养学生检索与阅读各种电子手册及资料的能力；培养学生识读与分析电路的能力；培养学生安装和焊接电路的能力；培养学生电路测试方案的设计能力和对测试数据的分析能力；培养学生排除电路故障的能力；培养学生进行简单电路设计的能力；（3）情感目标：通过趣味案例激发学生好奇心和学习兴趣；通过学习情境挖掘学生的求知欲和创造欲，树立学生自信心。
3电路与模拟电子技术课程设计
本门课程设计的理念是：以学生职业能力的培养为最根本的出发点，理论学习以必须，够用为度,同时进行课证融合。在课程的教学过程中采用多种教学方法和手段：传统的教学法、直观教学法、探究法、启发式教学和多媒体教学手段。
4电路与模拟电子技术课程实施
在课程的实施过程中教师首先进行了学情分析：高职院校的学生学习基础普遍较差，学习能力欠缺，急于求成，缺乏持久性。虽然学生对电类专业课入门的学习具有一定的兴趣，但这种兴趣不够稳定，需要教师创设适度的情境，适时地激发。所以在教学过程中，教师要力求做到将深奥的知识浅显化，抽象的知识形象化。课程的重点难点是半导体器件，放大电路，负反馈。教师对重点、难点的处理方法有：（1）传统的讲解法；（2）直观式教学；（3）配合flas演示；（4）通过万用表测试加深理解；（5）创建学习情境。例如:在半导体器件的讲解部分，可采用直观式的教学法，带领学生认识各种不同的二极管，三极管。对于三极管的讲解，配合万用表测试加深理解。下面以一次课实验课———三极管电流放大特性为例，来说明课堂的教学组织。三极管的电流放大特性这节内容是深入模拟电子技术部分的第一道难关。学生只有深入到心里层面去理解了这节内容，才可以举一反三去理解后续学习的电子元器件。教师采用基于工作过程“教、学、做”一体化的教学设计，把启发式教学贯穿整个教学过程，通过探究实验操作和多媒体仿真，把抽象的理论知识难度降低，达到突破难点，帮助学生化难为易，让学生轻松愉快充满信心地完成学习。
5考核方案
课程的考核方案根据学院教务处的要求，期中成绩占30%，平时成绩占30%，期末成绩占40%。平时成绩包括：课堂考核，课后作业，单元测验。在学期结束前另有为期一周的教学实习，教师根据维修电工的考试内容结合实际情况申报，并由系部统一采购实习耗材。实习的考核分为：优———电路功能完全实现，性能优良，工艺精美。良———电路功能基本实现，性能优良。中———电路功能基本实现，性能不够稳定。及格———在教师辅助制作下，电路功能基本实现。不及格———电路功能未实现且学习态度有问题。
6教学评价
课程的教学评价包括：校内督导评价，同行专家评价，教师自我评价，学生评价。
篇4
一、“内容为王”与媒体盈利模式
尽管遇到重重困难，但网络媒体还在发展，网络的技术服务在不断优化，内容服务更是日益丰富。但是，这就像一个吝啬而饥肠辘辘的食客面对丰富的自助午餐，饭菜可口，选择性强。如果**他可能立刻动手，而如果付钱他也许调头就走。目前网络媒体的内容提供就像这**的自助午餐，食客虽然越来越多（我国网民已达3370万，比上年增长49.8%）,但是并不能盈利。虽然餐厅周围也有不少广告牌,这些广告牌甚至有碍观瞻和方便,但食客并不在意,也许看都不看一眼。食客就餐的这种自由方式决定这些广告不可能值钱,因为它们并不能吸引食客的注意。
所以，如果设问人们对网络媒体是否有需求，是否有依赖性等问题，答案当然是肯定的，更不用说未来宽带的诱人前景。但如何收回午餐成本才是网络媒体最头疼的问题，否则**的午餐不可能持久。网络媒体的盈利模式也许确实存在，但至今还没有人能使其付诸实践并产生显著效益。如果这个盈利模式建立不起来，网络媒体在内容上就只能是传统媒体的延伸和整合，而不可能独立，原因是网络媒体目前还无法承担内容独立的成本。网络的文字内容如此，网络的视音频内容更是如此。而一旦网络媒体在内容上不能独立，我们还能称其为独立媒体吗？如果当初与报纸相比广播没有独立的原创内容，电视与广播相比也没有独立的原创节目，那么广播电视还能称其为独立的第二、第三媒体吗？因此网络媒体是新媒体，而且从技术层面说网络媒体确实有传统媒体不具备的诸多优势，但其能否成为独立的第四媒体还是个需要认真思考的问题。对这个问题的解答不仅要视网络媒体在阅读和收视技术上的独立，而且还要视其在内容上能否独立。而独立的前提是网络媒体能否找到适位的盈利模式。
媒体具有经济产业和文化政治的双重属性。经济产业属性是指媒体可以盈利，文化政治属性是指媒体传播的内容可以影响人们的思想和行为方式并进而控制社会。如将这种双重属性具体到操作层面就可以看出媒体总是把这两种属性相互作为前提和手段。媒体的性质不同决定各自选择的目的和手段正好相反。例如，美国商业电视媒体关注的是其经济产业属性，以盈利为目的，但必须以节目（文化政治属性）为手段，因为，没有节目就不可能**。而中国中央电视台作为国有媒体关注的是其文化政治属性，以社会效益为目的，但又必须以盈利（经济产业属性）为手段，因为，没有足够的资金就不可能制作有社会效益的电视节目。
早在网络热还在持续的时候，2001年1月4日，世界传媒巨头——新闻集团就带头“撤离”互联网。同时，默多克斩钉截铁地宣布：新闻集团根本不会考虑收购雅虎。不知默多克作出上述决策是否与其看不到网络媒体的盈利前景有关。
人们常把互联网与信息高速公路联系在一起。这使人想起我国的高速公路建设速度。为什么十几年前高速公路对我们来说还是一种奢望，而目前我国的高速公路却已四通八达了呢？原因很简单——设卡收费。否则，如果高速公路都是**使用，高速公路建设不可能快速发展。虽然高速公路边上能看到广告牌，但如果不*收费而是指望这些广告收回建设成本，岂不是天方夜谭。
以此比喻网络媒体似乎恰当。资料表明，在网络媒体的总收入中，广告收入占80%。另据报道，新浪网的广告收入在十大网站中名列前茅，但2001年的广告收入仅为一千万左右。与其巨大的投入相比，商业网站的内容基本是**午餐，离盈利预期还有相当的距离。尽管最近有网络媒体负责人声称其今年将盈利或持平。
网络媒体内容丰富，适位性强，但以什么模式实现盈利仍是目前人们关注的一个焦点问题。从网络媒体的第一次销售（销售载体）看，要让网民付费点击还不现实，至少现在如此。而网络媒体以广告模式（媒体的第二次销售）盈利可能也是错位的，原因是在广告方面传统媒体在空间和时间上的强制性比网络媒体更有优势。
二、电视频道专业化能走多远
盈利模式问题正困扰着网络媒体的发展，但受困于此的也有传统媒体。就频道专业化而言，电视媒体的盈利模式也存在错位问题。
“千台一面”、“专业频道不专业”是业内、甚至观众见怪不怪的一种电视现象。那么，究竟是什么原因使中国2000多家电视台在形态上大同小异，数千个电视频道在节目内容上个性少而共性多呢？尽管一些电视台主观上在按专业频道设计，但客观上是专业频道不专业或专业化程度很低，一些电视台甚至就是名义上是专业频道而实际上是变相的准综合频道。此外，这种趋同性还可以从一些电视台所属各频道之间的栏目形态、内容取向、风格定位等诸多特征上一目了然。例如，“南北笑星火辣辣”、“真情对对碰”等栏目不是出自湖南卫视频道，而是出自湖南经济频道。又例如，许多电视台都设有财经频道，但目前中国还没有一个财经频道能与CNN的财经频道（CNNFN）相比。相差之处不在于内容的采访制作水平，而在于频道结构的栏目设置和内容的对象性。CNN财经频道的观众对象是投资者，而我国电视台财经频道的观众对象却大都是消费者和投资者，且以消费者为主，而几乎每个观众都是消费者。这样的观众定位很难使我们的财经频道专业化。目前欧美，甚至我国港台等地的电视频道专业化程度已经很高，“国家地理”、“科学探索”、“历史”这样的专业频道我们已经不陌生。美国还有“电视指南频道”、“气象频道”、“机场频道”、“宗教频道”等等。
有人认为，中国电视出现上述现象的原因是主观因素造成的，是缺少专业电视人才，是电视策划者和决策者缺少办专业频道的决心和水平，我认为实际情况并非完全如此。
从客观上说，各个电视台的决策者都明白频道要专业化，对象化，个性化，而且这些决策者大都是业内精英，有丰富的实践经验。那么究竟是什么在影响我国电视频道的专业化进程呢？
1.主要症结就在于前面提到的媒体盈利模式问题。
媒体盈利基本上有两种模式，也就是媒体的两次销售。媒体的第一次销售是销售载体。如印刷媒体第一次销售的是报纸或杂志本身，它们都有定价。广播电视第一次销售的是频道或节目，它们也都是有价格的。媒体第二次销售的是读者或观众，也就是发行量或收视率，具体说就是广告。但从历史上看，印刷媒体最先盈利是*第一次销售，而电视媒体最先盈利是*第二次销售。在国外，无论是印刷媒体还是电子媒体，两次销售都是同时存在，有时是合并使用。
我国印刷媒体的盈利模式与国外基本相同，而电视媒体的盈利模式与国外差别很大。这就是，我国的电视媒体只销售广告（收视率）而不销售电视频道（载体）。据统计，目前国内各电视台95%左右的收入来自广告。例如，中央电视台2000年总收入为57.4亿元，其中广告收入为53.6亿元,占总收入的93%以上。
广告收入基本上是与收视率呈正向互动的，而收视率又与大众化密切相关。这就是说广告商投放广告要看收视率，收视率的提高必须使节目大众化，而大众化与专业化背道而驰。
2.这就是我国电视频道不能专业化的根源所在。
我们主观上是想办专业频道，但媒体使用的却是大众化（广告）的盈利模式。这种错位而单一的盈利模式导致了一个悖论：要频道专业化就可能影响收视率并降低广告收入，而要增加广告收入就必须使节目大众化进而提高收视率。大众化的结果致使各频道都追求综合化或准综合化，频道由此而雷同。
单一的广告盈利模式对大众化电视频道是适位的，而对专业化电视频道却是错位的。例如，当地的电视频道许多都有新闻节目、娱乐节目、影视剧节目、体育节目等等。因为一旦没有这些节目，频道就无法提高收视率，就无法吸引广告。从这一点分析，像“阳光卫视”这样的文化历史频道虽然整体内容不错但即使允许在内地落地，由于其非大众化定位也不可能只依*广告盈利，更何况目前只允许其进入三星涉外宾馆了。所以，除非出现奇迹，否则“阳光卫视”不可能在中国内地**。那么，为什么国外与“阳光卫视”类似的“历史”频道、“国家地理”频道和“科学探索”频道能生存并可以盈利呢？原因是这些频道都不使用单一的广告盈利模式，而是使用在销售频道（数字电视）的基础上销售广告的双重盈利模式。在美国1999年有线电视收入结构中，频道付费收入为47.5亿美元，而广告收入则为26.82亿美元。前者是后者的近两倍。
三、付费系统决定电视频道专业化进程
在目前的地面电视（无线电视）、有线电视和卫星直播电视三种电视广播中，不同国家有不同的选择。美国以有线电视为主，拥有有线电视用户7600万户，是卫星直播用户的七倍。日本则以直播卫星用户为主。但不管选择那种电视广播形式，从经济产业的角度看电视的进一步发展必须依赖对用户的控制。否则，电视媒体只能*单一的广告或销售节目实现盈利。
要实现对有线电视用户的控制首先必须建立用户管理系统，把用户的需求分为不同层次。用户要得到额外层次的服务就必须支付额外的费用，这就是所谓的数字电视。数字电视目前分卫星数字电视和有线数字电视。我国的政策取向是发展有线电视。原因是人口密集的特点本身就适合发展有线电视，而更关键的因素是有线电视是今后互动电视的必然载体。资料表明，2000年我国有线电视用户已达8000多万户，而且每年还在以20%的速度增加。按此计算2001年我国有线电视用户已超过1亿户。2005年将超过2.5亿户，约占当时我国电视总户数的70%。这正是目前美国有线电视用户占总家庭户数的比例。而根据目前政策，我国将在2004年后才开始实施直播卫星电视。由此可见，有线电视将是今后一段时间我国最主要的电视广播形式。
频道专业化是国内外电视媒体发展的潮流。这个理念已在我国电视节目制作者、策划者、决策者之间形成广泛共识。但有趣的是目前还没有发现与“专业频道”相对应的英文词汇。境外的中文媒体有称主题频道（THEME）的，但并无“专业频道”之称。特纳国际亚太有限公司的梅燕女士告诉我，她也曾经遇到过如何把中文的“专业频道”翻译为英文的困难。她说“专业”一词英文中只是指学科的门类，用于电视频道会使人产生误解。梅燕女士无能为力最后只好将“专业频道”简化为“频道”。她说，美国只有频道之称，而并不把频道分为综合频道和专业频道。我认为，不管国外如何划分频道类别，我国使用“专业频道”和“频道专业化”这样的概念是准确的。一是“化”本身是一个过程，目前我们正处于这个过程之中。二是用“专业”一词可以更准确地表达电视频道细分的总体状况和形态。这里的“专业”一词不是指科学的门类，而有“专门”、“专用”和“专题”之意。
当明确了“频道专业化”和“专业频道”这两个概念之后我们可以发现，像美国的“发现”和“历史”等专业频道本身是与有线电视密切相关的。可以说，没有有线电视就不可能有专业（主题）频道。原因是这些专业频道都是有线电视发展到一定阶段之后的产物。而我们现在用无线电视办专业频道和在有线电视中**提供专业频道的方式也许是一个天大的误会。
美国的有线电视萌发于50年代初期，而大发展是在70年代末和80年代初。之所以在这个时期涌现大量的专业频道，是因为有线电视由小镇进入大城市之后在这时具备了大发展的几个前提。一是通信卫星出现后，由卫星发送的信号同时把不同地区的小有线网联成了大的有线网。二是技术上有了巨大突破，可以用一根同轴电缆传送50套以上的电视节目，使得频道资源迅速增加。三是有线电视得到了经营额外数字电视的政府许可。额外数字电视就是，除有线电视的基本业务付费之外，用户如需要另外的频道服务需要额外付费。由此可见，开办专业频道没有以上三个条件是不可能的。前两个条件我们都不陌生，但后一个条件我们还没有真正认识和理解。
根据目前国内外电视频道的现状和形态，除地面（无线）电视的综合频道之外，我暂且把电视专业频道分为三个层次：第一是大众化专业频道，如新闻、电影、电视剧、娱乐、体育等频道。第二是分众化专业频道，如财经、历史、探索、国家地理等频道。第三是小众化专业频道，如机场、高尔夫等频道。由于这三种专业频道的价值和受众面不一样，其收视率和占有率大致呈依次降低的趋势，广告价格和份额也依次递减，这体现了供求关系决定价格的经济规律。当然，专业频道的价格也不仅仅取决于广告的多少，它还取决于频道本身的价值，如电影频道的价值就很高，这样的频道在数字电视系统里即使没有广告也有很好的盈利空间。目前，我国能盈利的专业频道都只能停留在第一个层次，如CCTV—2经济生活服务频道、CCTV—3综艺频道、CCTV—5体育频道、CCTV—6电影频道、CCTV—8电视剧频道等等。这些频道都可以通过广告盈利，至少有盈利的潜力，因为它们都是大众化的。
依据目前我国电视媒体单一盈利模式的状况，我个人认为中国电视频道专业化的进程将相当缓慢。中国的电视媒体不可能进入像“历史”这样的分众化专业频道，更不可能进入像“机场”这样的小众化专业频道阶段，否则就将步入雷区，付出沉重代价。现在有些电视台开办少儿频道就存在这种危险，除非他们承担起非盈利的公益或公共的义务。
得出这个结论的根据是，目前我国几乎所有电视频道都是**入户而只采取单一的广告盈利模式，但这种盈利模式与专业频道的经营是错位的，甚至是背道而驰的。在此方面，专业频道发展较早的美国已有前车之鉴。
由中国广播电视出版社出版，美国人托马斯P.索斯威克著的《美国有线电视50年》一书非常值得中国电视媒体人士一读。美国电视经历过的许多经验教训可令我们茅塞顿开。托马斯说，80年代初期，美国三大广播网看到有线电视发展红火也想在有线电视系统办自己的频道。
第一个尝试的是哥伦比亚广播公司于1981年10月开办了有线电视文化频道，而且在开播时还举行了一场特别盛大的晚会。频道内播出的节目也都精致完美。但不到一年，在亏损了大约3000万美元之后就关张了。步其后尘的是全国广播公司，只是其经营时间更短（仅九个月）就以失败而告终。
托马斯得出结论说，“地面（无线）电视网历来是鼓励在节目提供上大量花费，然后完全*广告获得经营收入。这个常规对有线电视来说行不通”。“有线电视的优势在于双重收费模式”。托马斯说的双重收费模式是指，专业电视频道要*用户的额外付费和广告来同时盈利。
这一教训对我国的电视媒体来说应该是相当深刻而耐人寻味。
但托马斯在其著作中也同时告诉我们了一个同样耐人寻味的成功案例。这个成功案例就是专播探险纪录片的“发现频道”。这个频道由亨德理克斯于1984年创办。频道开办初期每况愈下、岌岌可危。但后来在四家有线电视网组成的财团向“发现频道”注资后，奇迹出现了，原因是他们找到了一个很好的盈利模式。这就是：用户的所付费用可以维持“发现频道”的所有运营开支，广告则体现为利润。而且“发现频道”还做了一个经营发明，按过去的有线电视运营惯例，广告全部由节目提供商所得，而作为节目提供商的“发现频道”却拿出广告的一部分与网络服务商分成。这样可以刺激网络服务商不断扩大用户，扩大用户的反作用就是广告的增加。
目前在我国，有线电视用户管理系统正在建立之中，数字电视几乎是零。全国所有电视台的所有频道几乎全部是**进入各有线电视网，甚至有的上星频道要进入异地有线网不仅不能收费而且还要交费。按目前政策，全国只有中央电视台的3、5、6、8套节目经国家计委批准在进入有线网时允许收费。但各地有线网普遍通过瞒报用户数量的方式只把部分收入付给中央电视台。2000年中央电视台所得收视费只有3亿元，而同期全国有线电视的总收入为118亿元。资料表明，1999年在美国有线电视总收入构成中，基本业务收视费占63.72%，额外业务收视费占13.08%，而广告收入只占7.4%。
由此可见，在有线电视网络中，数字电视系统看起来只是一个技术问题，但它却关系到中国电视的发展进程，更关系到电视频道专业化的走向。
根据美国有线电视专业频道的运作经验和教训来分析我国的频道专业化前景，可以得出这样的结论：在中国有线电视（包括未来的卫星直播电视）用户管理系统建立和额外数字电视政策出台之前中国的电视频道专业化不可能有长足发展。即使已有的专业频道，如影视剧、体育、娱乐、新闻等频道也是大众化的。分众化，甚至小众化的专业化频道对中国观众来说只能是想象而已。不是观众没有需求，而是电视媒体没有能力只依*广告回收其成本，这是由目前单一的电视盈利模式决定的必然结局。
当然，数字电视系统一旦建立并投入运作，内容提供商或电视台就面临理念和决策方面的变革。以广告盈利就必须追求收视率和大众化，而以用户付费盈利就必须考虑如何才能捕获订户并提供有效的服务，从而满足他们专业的对象性需求。
四、单一盈利模式制约电视媒体发展
媒体经济学或媒体产业化研究是时下的热门话题，国内外的诸多资本也在关注媒体市场的动向。尤其是一些合资媒体的成功和电视媒体广告效应的巨大诱惑，更使人们认为媒体是暴利的行业。甚至有人断言，“媒体是大投入大产出，小投入不产出”。但近一年多来的实际运作情况并非完全如此，至少电视媒体的情况不是这样。例如，湖南经济频道的“南北笑星火辣辣”销售得不错，但湖南电广传媒号称投入8000万巨资制作的“财富中国”，据说2001年回收资金还不到100万。北京银汉传播公司的起步投资比北京光线制作公司的起步投资大得多，但其经营效果远不如后者。而就光线公司本身而言，几十万元起步经营的“中国娱乐报道”（娱乐现场）曾经红红火火，但其再投入更多资本制作的“中国网络报道”等节目并不能盈利。印刷媒体的情况似乎好一些。去年新创办的《北京娱乐信报》和《京华时报》等都经营不错，前景看好。但我认为，社会资本介入印刷媒体的情况之所以好于电视媒体主要原因是印刷媒体已经打破垄断，而且政策相对宽松，更重要的是印刷媒体不仅仅是依*广告这种单一的模式盈利。有资料表明，在中国期刊的总收入中，87%是发行收入（销售载体），广告收入只占13%。报纸的发行收入比例虽然不可能这么高，但其至少也能回收相当的成本，加上广告就可以盈利。
而电视媒体的情况则完全不一样，无论是媒体自己制作节目，还是社会制作公司提供的节目都只能依赖广告盈利。从这一点分析，像“财富中国”和“网络报道”这样的非大众化栏目想*广告盈利是错位的，出现经营困难完全在意料之中。
80年代初，美国广播公司和W集团有线电视公司曾合力对特纳有线电视新闻网发起攻击并相继开办了两个新闻频道。他们的想法是利用美国广播公司新闻部的新闻采访能力，会同一批地方地面电视台为这两个24小时有线电视新闻频道制作节目。一个频道每半小时播出不断更新的新闻，另一个频道则把专题节目和深入报道合在一起。这些节目**向全部有线电视系统提供，还按照每个订户50美分给签约的有线电视系统发奖金鼓励。但在特纳的强力竞争下，美国广播公司和W集团在不到两年的运营中亏损了一亿多美元。托马斯说，两个频道都**向有线电视网提供节目，但他们不可能销售出足够量的广告来维持庞大的节目制作费用。特纳则相反，他有每个订户的收视费和广告费两个收入来源，所以他能打败比他强大的对手。梅燕女士说，在CNN各频道的收入中，所有频道都是用户费大于广告费，CNN财经频道更是如此。也正是由于这个原因，CNN财经频道才比我国的财经频道办得更专业，观众对象定位才只是投资者而不是一般消费者。
中国电视经过近十年的发展，对用户接收来说现在已经由无线传播方式进入了有线网络传播时代。在这个时代，美国电视媒体的任何教训都值得我们参考和借鉴。也就是说，我国电视媒体单一的盈利模式必然制约电视媒体和电视产业的发展。
首先是单一盈利模式制约了电视频道专业化进程和电视节目的多样化。这种模式迫使各个电视台和电视频道都追寻大众化路线，最终结果是“千台一面”。在电视台内部则是大众化节目资源的浪费和恶性竞争。一个电视台内部不同部门都制作相似内容和形态的节目，如新闻节目、娱乐节目等等，以致出现同一新闻现场有同一家电视台的七八套摄像机。同一部电视剧由于不同频道的竞争使其价格不断提高。而同样是因为频道之间的竞争，广告的价格正好相反。这种“剪刀差”效应使许多地方电视台深受其苦。
其次是制约电视媒体做强做大。一个社会的广告总额是与这个国家的GDP互动的。也就是说，在一定时期内广告总额虽有消长，但它是有规律可寻的，额度是一定的。所不同的只是这个总额在各媒体之间的分配比例。从这一点看，不管电视台的广告额每年增长多少都只能视其为常规发展。电视媒体的大发展必须摆脱这种单一依广告的常规发展模式，而转变为既要掏企业的腰包，也要掏用户（观众）的腰包。这就是所谓的数字电视。这是目前除电视广告市场之外的另一个巨大市场，也是电视媒体实现跨越式发展的一个新的重要增长点。当然，要让观众付费看电视并不能是无理的索取，而是要提供可令其自愿付费的节目和服务。按目前我国1亿有线电视用户计算，每个用户每月用10块钱购买一个他所需要的频道，一年就是120亿，两个频道就是240亿。即使按十分之三的用户有此需求计算，效益也相当可观。
篇5
nRF902是一个单片发射器芯片，工作频率范围为862～870MHz的ISM频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器，因此，频率漂移很低，完全比得上基于SAW谐振器的解决方案。nRF902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4～3.6V，输出功率为10dBm，电流消耗仅9mA。待机模式时的电源电流仅为10nA。采用FSK调制时的数据速率为50kbits/s。因此，该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。
2引脚功能和结构原理
nRF902采用SIOC-8封装，各引脚功能如表1所列。
表1nRF902的引脚功能
引脚端符号功能
1XTAL晶振连接端/PWR-UP控制
2REXT功率调节/时钟模式/ASK调制器字输入
3XO8基准时钟输出（时钟频率1/8）
4VDD电源电压（+3V）
5DIN数字数据输入
6ANT2天线端
7ANT1天线端
8VSS接地端（0V）
图1所示是nRF902的内部结构，从图中可以看出：该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。
通过nRF902的天线输出端可将平衡的射频信号输出到天线，该引脚同时必须通过直流通道连接到电源VDD，电源VDD可通过射频扼流圈或者环路天线的中心接入。ANT1/ANT2输出端之间的负载阻抗为200～700Ω。如果需要10dBm的输出功率，则应使用400Ω的负载阻抗。
调制可以通过牵引晶振的电容来完成。要达到规定的频偏，晶振的特性应满足：并联谐振频率fp应等于发射中心频率除以64，并联等效电容Co应小于7pF，晶振等效串联电阻ESR应小于60Ω，全部负载电容，包括印制板电容CL均应小于10pF。由于频率调制是通过牵引晶振的负载（内部的变容二极管）完成的，而外接电阻R4将改变变容二极管的电压，因此，改变R4的值可以改变频偏。
将偏置电阻R2从REXT端连接到电源端VDD对可输出功率进行调节。nRF902的工作模式可通过表2所列方法进行设置。
表2nPF902的工作模式设置
引脚
工作模式XTALREXTXO8DIN
低功耗模式（睡眠模式）GND---
时钟模式VDDGNDVDD-
ASK模式VDDASK数据VDD或者GNDVDD
FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK数据
在FSK模式时，调制数据将从DIN端输入，这是nRF902的标准工作模式。
ASK调制可通过控制REXT端来实现。当R2连接到VDD时，芯片发射载波。当R2连接到地时，芯片内部的功率放大器关断。这两个状态可用ASK系统中的逻辑“1”和逻辑“0”来表示。在ASK模式，DIN端必须连接到VDD。
时钟模式可应用于外接微控制器的情况，nRF902可以给微控制器提供时钟。它可在XO8端输出基准时钟，XO8端输出的时钟信号频率是晶振频率的1/8。如晶振频率为13.567MHz，则XO8输出的时钟信号频率为1.695MHz。
在低功耗模式（睡眠模式），芯片的电流消耗仅10nA。在没有数据发射时，芯片可工作在低功耗模式以延长电池的使用时间。电路从低功耗模式转换到发射模式需要5ms的时间，从时钟模式转换到发射模式需要50μs的时间。
篇6
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
篇7
在架空输电线路上现在使用的有三种材料绝缘子——瓷绝缘子、玻璃绝缘子和有机复合绝缘子。我国目前的生产目前状况是以生产和使用瓷绝缘子为主，玻璃绝缘子国内生产能力只占国内绝缘子总需求量的20%；我国复合绝缘子的研制起步较晚，由于近年来国内外在此技术上的进展较快，生产和使用量已呈上升态势。
1对绝缘子可靠性评价的五项准则
运行的可靠性是决定绝缘子生命力的关键。最好的评价应是大量绝缘子在输电线路上长期运行的统计结果和可靠性试验所反映出来的性能水平。因此，评价绝缘子应遵循下述准则摘要：
(1)寿命周期
产品在标准规定的使用条件下，能够保持其性能不低于出厂标准的最低使用年限为“寿命周期”。此项指标不仅反映绝缘子的平安使用期，也能反映输电线路投资的经济性。我国曾先后多次对运行5～30年的玻璃和瓷绝缘子进行机电性能跟踪对比试验。结果表明摘要:玻璃绝缘子的使用寿命取决于金属附件，瓷绝缘子的使用寿命取决于绝缘件［1］。玻璃绝缘子的寿命周期可达40年，而瓷绝缘子除全面采用国外先进制造技术后有可能较大幅度地延长其寿命周期外，其平均寿命周期仅为15～25年；复合绝缘子经历了“三代”的发展，但从迄今世界范围内的试验及运行结果分析来看，其平均寿命周期只有7年［2］。
(2)失效率
运行中年失效绝缘子件数和运行绝缘子总件数之比称为年失效率。对于国产玻璃绝缘子,其寿命周期内平均失效率为(1～4)×10－4/a［1］，对于国产瓷绝缘子的失效率，除个别合资企业产品将有可能降低外，比玻璃绝缘子约高1～2个数量级；对于复合绝缘子，由于寿命周期不能猜测、复合材料配方和制造工艺还不能完全定型，其失效率很难猜测。
(3)失效检出率
绝缘子失效后能否检测出来的检出率对线路平安运行的影响是比失效率本身更为重要的因素。检出率取决于绝缘子失效的表现形式和失效的原因。玻璃绝缘子失效的表现形式是“自动破碎”和“零值自破”［1］。“自破”不是老化，而是玻璃绝缘子失效的唯一表现形式，所以只需凭借目测就可方便地检测出失效的绝缘子，其失效检出率可达百分之百；瓷绝缘子失效的表现形式为头部隐蔽“零值”或“低值”，复合绝缘子失效的主要表现形式为伞裙蚀损以及隐蔽的复合“界面击穿”。此外，瓷和复合绝缘子失效的原因是材料的老化，而老化程度是时间的函数。老化是隐蔽的，因此给检测带来极大的困难，造成检出率极低；对于复合绝缘子，实际上根本无法检测。
(4)事故率
年掉线次数和运行绝缘子件数之比称为年事故率。绝缘子掉串是架空输电线路最为严重的事故之一。对于EHV输电，若造成大面积、长时间停电，后果则不堪设想。
国产玻璃绝缘子30年来的运行经验证实摘要:在220～500kV的输电线路上，从来没有因为玻璃绝缘子失效而发生过掉线事故［1］，而国产瓷绝缘子掉线事故率则高达2×10－5。前苏联的探究指出，即使失效率相同，瓷绝缘子较玻璃绝缘子的事故率也至少高一个数量级［3］。由于复合绝缘子为长棒式，掉线事故一般很少发生，但导致内绝缘击穿、芯棒断裂和强度下降的因素始终存在，一旦失效，事故概率会高于由多个元件组成的绝缘子串。
(5)可靠性试验
为对绝缘子进行可靠性评价，国内外曾对玻璃绝缘子和瓷绝缘子作过各种方式的加速寿命试验和强制老化试验。如摘要:陡波试验、热机试验、耐电弧强度试验、1500万次低频(18.5Hz)和200万次高频(185～200Hz)振动疲惫试验及内水压试验，都从不同角度得出结论摘要:和玻璃绝缘子相反，绝大多数瓷绝缘子都不能通过这些试验［1］。对于复合绝缘子，可靠性试验则还是一个有待于继续探索的课题。
2影响绝缘子可靠性的三大因素
(1)材料是基础
玻璃和瓷均属铝硅酸盐，瓷是三相(结晶相、玻璃相和气相)共存的不均质体，而玻璃是液态和玻璃态互为可逆的均质体。“均质性”是影响绝缘材料介电强度的重要因素。脆性材料的机械强度和热稳定性，不完全取决于材料力学性质，而极大程度上取决于材料内部的缺陷和表面状态。这就是钢化玻璃较之退火玻璃和瓷，上釉的瓷较不上釉的瓷强度高得多的原因。此外，玻璃的“热钢化”技术，赋予玻璃表层一个高达100～250MPa的永久预应力。这就是“钢化玻璃”强度钢铁化，热稳定性高，较瓷不易老化和寿命长的道理。对于复合绝缘子的难点是解决有机材料在户外条件下的老化、芯棒的脆断和蠕变。可见，钢化玻璃既较瓷有高得多的机械、绝缘强度，又较有机材料具有优良的抗老化性能，为绝缘子的可靠运行奠定了良好的基础。
(2)产品结构和耐污性能是关键
玻璃绝缘子采用圆柱头结构，承力组件受力均匀。较之国内传统瓷绝缘子数十年一贯制的圆锥头结构，具有尺寸小、重量轻、强度高和电性能优良的特征。由于玻璃的线膨胀系数较瓷大得多，外型尺寸较复合绝缘材料小得多，且和金属附件和水泥易连接，因而受力组件材质匹配良好。在各种气候条件下，不会象瓷绝缘子和复合绝缘子那样轻易产生危险应力而导致老化。且复合绝缘子很难解决复合界面的结构质量。
但复合绝缘子具有优良的耐污性能，而且通常无需清扫。这就极大地减少了线路维护费用。就此而论，复合绝缘子发展前景广阔。玻璃的介电常数较大，因而单只玻璃绝缘子的干闪络电压比瓷绝缘子的低，但有较大的主电容来改善表面的电压分布，使之和瓷绝缘子串的闪络电压相当。加之玻璃绝缘子泄漏比距大，表面产生的凝聚物少，反抗由污秽引起的热应力的能力强，因而不易因闪络而出现事故。华东电网十年来的污闪实践一再证实，玻璃绝缘子的耐污性能优于瓷绝缘子。
(3)制造水平是保证
在国外，优质产品的生产均已形成相当经济规模、且具有工艺先进的高自动化生产线。因而，整个西欧和前苏联，玻璃绝缘子的市场占有率高达90%以上；整个北美复合绝缘子使用量为世界之最，占本地绝缘子市场总量的25%～30%［2］；在日本，瓷绝缘子则一统天下。在我国，所幸的是国产玻璃绝缘子通过技术引进和自己开发，已具备了上述生产条件。对于瓷和复合绝缘子，除个别合资企业外，上述制造水平在我国尚未达到。可见，选用何种产品还取决于产品的制造水平和对产品性能及使用环境的全面了解。
3结束语
(1)绝缘子的寿命周期、失效率、失效检出率、事故率和可靠性试验，应成为综合评价EHV绝缘子可靠性的五项准则。
(2)扩大使用国产玻璃绝缘子在当前有着较大优势。作为玻璃绝缘子制造者应精益求精，有效降低绝缘子运行头几年的失效率。
(3)复合绝缘子有着较为广阔的发展前景，应集中力量开发研制，以求在延缓材料老化和猜测寿命周期上取得突破。
(4)具有悠久生产历史的国产瓷绝缘子，应加大技术改造力度，在材料配方、产品结构和制造水平上取得更大的进展。
参考文献
篇8
1、引言
几十年前，人们所做的复杂数字逻辑电路及系统的设计规模比较小也比较简单，其中所用到的FPGA或ASIC设计工作往往只能采用厂家提供的专用电路图输入工具来进行。为了满足设计性能指标，工程师往往需要花好几天或更长的时间进行艰苦的手工布线。硕士论文，ITL。工程师还得非常熟悉所选器件的内部结构和外部引线特点，才能达到设计要求。这种低水平的设计方法大大延长了设计周期。
近年来，FPGA 和ASIC 的设计在规模和复杂度方面不断取得进展，而对逻辑电路及系统的设计的时间要求却越来越短。硕士论文，ITL。这些因素促使设计人员采用高水准的设计工具，如：硬件描述语言（Verilog HDL 或VHDL）来进行设计。
然而，Verilog HDL 硬件描述语言缺乏对于电路逻辑关系描述和分析的形式化方法，尤其是缺乏基于时序的逻辑描述。这对于化简和检验正确性都带来了麻烦。而ITL语言描述则提供了另一套基于时序的形式化解决方法，对Verilog HDL 硬件描述语言起到了很好的补充作用。
2、ITL简介
区间时态逻辑(interval Temporal logic，ITL)是一种用于描述离散区间或时段的逻辑系统，它是时态逻辑的一个分支。我们可以把一个区间(interval)看作是一个有限的状态序列;这里的状态就是从所有变量到其值的映射。区间的长度定义为该区间内状态数减 1。因此，只含有一个状态的区间的长度为0。一个区间s0… sn 的长度是n。一个只有单个状态的区间的长度是0。
ITL 的基本表达式和公式的语法如下所示
表达式：
公式：
其中，μ为一个整数值;a 为静态变量(在区间内不改变);A 为状态变量(在区间内
值可变);g 是函数符号;p 为谓词。硕士论文，ITL。下面我们以RS 触发器为例来说明ITL的使用：
一个RS 触发器是一个简单的储存和保持一位数据的记忆单元。两个输入决定了互补的输出和。S（Set）为置一，R（Reset）为置零。
图1 RS 触发器结构图图2 RS 触发器的真值表
按照传统的方法，根据真值表列出输入输出变量的逻辑方程，得到：
Qn+1=S+￢R*Qn
S*R=0
而用 ITL描述可以直接把逻辑关系（动作、谓词）写出来，再化简：
把时间等参数变量考虑进去，我们就可以得到RS触发器的结构方程：
3、Tempura
用ITL 能够方便准确地描述基于时序的数字电路，然而缺乏可执行能力，运算公式不能直接进行计算机仿真和验证。Tempura 则是ITL 强有力的可编程可执行的工具集，大大增强了ITL 的实用性。Tempura 是一种可直接执行的数字电路时序逻辑设计方式，是 ITL 的一个可执行子集。发展到今天，Tempura 已经能够直接在Windows 环境下运行。硕士论文，ITL。只要熟悉ITL 的语句，对照着Tempura 自带的指导工具，使语法公式一一对应就可以进行编程和仿真，十分方便。硕士论文，ITL。
下面我们还是以RS 触发器为例来说明
用VerilogHDL采用门级描述为：
moduleRS_FF(R,S,Q,QB);
input R,S;
output Q,QB;
nor (Q,R,QB);
nor (QB,S,Q);
endmodule
用VerilogHDL采用行为描述为：
moduleRS_FF(R,S,Q,QB);
input R,S;
output Q,QB;
reg Q;
assign QB=~Q;
always@(R or S)
case({R,S})
2'b01:Q<=1;
2'b10:Q<=0;
2'b11:Q<=1'bx;
endcase
endmodule
而根据前文所述的用 ITL描述的RS触发器改写成Tempura 语言，代码如下：
为了检验设计结果，需要输入仿真参量，代码如下：
(S=0) and (R=0)and (Q=0) and (Qbar=0) and
for lis<<1,0>,<0,0>,<0,1>,<1,0>,<0,0>>
do (len(5)and (Sgets l0) and (R gets l1)
)
and
(S,R)latch(Q,Qbar)
仿真结果如下，和真值表一样。
图3 仿真结果
传统的数字电路设计方法繁琐且不严谨，而且往往缺乏时序逻辑的描述能力。针对这个问题，HDL的使用为硬件设计师提供了一个非常好的分析和设计数字硬件的工具，也为沟通软件和硬件提供了一种方法。然而，这些 HDL 一般是为模拟数字硬件的功能而设计，往往比较适用于较低层级的设计。同时传统的HDL 设计方法缺乏对数字硬件推理和证明的机制；对行为描述的能力较弱，缺乏形式设计或验证的支持工具。形式化的设计方法则提供另一种强有力的数字电路描述。在软件工程中，形式方法已经取得一些引人注目的成就。但是在硬件设计领域，形式方法的应用研究和成就仍然在起步阶段。在国内的面向市场的数字电路设计，情况更是这样，形式方法的使用很是有限。ITL 等形式方法（特别是配以成熟高效的可执行工具，如Tempura）， 将有效提高我们描述和设计数字电路。硕士论文，ITL。正如本文开头所说，在硬件设计速度赶不上软件速度的今天，形式方法将给我们带来一种新的突破思路，这在未来的电路设计领域将有广阔的应用和发展空间。
参考文献
[1]Benjamin C. Mosszkowski. ITL HandbookDecember 6, 2007
[2]Antonio Cau. Interval Temporal Logic Anot so short introduction 2009
[3]舒风笛。《面向嵌入式实时软件的需求规约语言及检测方法》，武汉大学，2004
篇9
EDA技术是以数字电子技术课程知识为基础，具有较强实践性、工程性的专业课程。将数字电路设计从简单元器件单元电路设计，EWB软件仿真提到了更高一级的可编程操作平台上，进一步巩固和提高学生电子电路综合设计能力。但是，传统的教学模式是将两门课程分开，先上数字电路，后上EDA技术，分两学期授课。这样的教学模式存在弊端，减弱了课程之间的联系，降低了学生对数字电路理论的认识程度。通过对EDA技术课程的教学改革，以实训的方式采用项目教学法，使学生在较短的时间内掌握EDA技术基础及其实验系统，从数字系统的单元电路，如译码器、计数器等入手，加深对数字电路基础理论的认识，逐渐完成数字系统设计。
1. EDA技术及其在教学中的应用
1.1 EDA技术
EDA技术即电子设计自动化(Electronic DesignAutomation)是以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果而形成的一门新技术毕业论文格式，是一种能够设计和仿真电子电路或系统的软件工具。采用”自顶向下”的层次化设计，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件。图1为一个典型的EDA设计流程。
图1 EDA设计流程图
1.2 EDA技术在教学中的应用
在教学过程中，EDA技术利用计算机系统强大的数据处理能力，以及配有输入输出器件(开关、按键、数码管、发光二极管等)、标准并口、RS232串口、DAC和ADC电路、多功能扩展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件开发平台，使得在电子设计的各个阶段、各个层次可以进行模拟验证，保证设计过程的正确性。从而使数字系统设计起来更加容易，让学生从传统的电路离散元件的安装、焊接、调试工作中解放出来，将精力集中在电路的设计上。同时，采用EDA技术实现数字电路设计，不但提高了系统的稳定性，也增强了系统的灵活性，方便学生对电路进行修改、升级，让实验不在单调的局限于几个固定的内容，使教学更上一个台阶，学生的开发创新能力进一步得到提高。
2.课程教学改革实施
2.1课程改革思路
课程改革本着体现巩固数字电路基础，掌握现代电子设计自动化技术的原则来处理和安排EDA技术教学内容。打破传统的从EDA技术概述、VHDL语言特点、VHDL语句等入手的按部就班的教学方法，以设计应用为基本要求，开发基于工作过程的项目化课程，以工作任务为中心组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识。将EDA技术分为四个方面的内容，即：可编程逻辑器件、硬件描述语言、软件开发工具、实验开发系统，其中，可编程逻辑器件是利用EDA技术进行电子系统设计的载体，硬件描述语言是利用EDA技术进行电子系统设计的主要表达手段，软件开发工具是利用EDA技术进行电子系统设计的智能化的自动设计工具,实验开发系统则是利用EDA技术进行电子系统设计的下载工具及硬件验证工具。采用项目化教学方法，以实训的方式展开，让学生在“学中做，做中学”。
2.2课程改革措施
以电子线路设计为基点，从实例的介绍中引出VHDL语句语法内容。在典型示例的说明中，自然地给出完整的VHDL描述，同时给出其综合后的表现该电路系统功能的时序波形图及硬件仿真效果。通过一些简单、直观、典型的实例毕业论文格式，将VHDL中最核心、最基本的内容解释清楚，使学生在很短的时间内就能有效地掌握VHDL的主干内容，并付诸设计实践。这种教学方法突破传统的VHDL语言教学模式和流程，将语言与EDA工程技术有机结合，以实现良好的教学效果，同时大大缩短了授课时数。表1为课程具体内容及实训学时分配。
能力
目标
学习情境
项目载体
课时
QuartusⅡ开发工具使用能力
QuartusⅡ开发环境、实验系统
二选一音频发生器设计
6
VHDL语言编程能力
VHDL语言基本结构
计数器电路设计
6
VHDL语言并行语句
8位加法器设计
8
VHDL语言顺序语句
7段数码显示译码器设计
8
VHDL语言综合运用
数控分频器的设计
8
层次化调用方法
4位加减法器的设计
4
综合开发调试能力
8位16进制频率计设计；
十字路通灯设计；
数字钟设计；
波形信号发生器设计，等。
(任选一题)
20
总计
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数字硬件电路设计越来越精密，但其故障的检测也越来越难。而数字电路的设计大都是用VHDL语言来描述的，因此提出了一个在VHDL描述中自动插入故障容错结构的工具。采用这种工具来做容错电路的设计，用户可以根据不同的需求在VHDL源码级自动做电路故障容错设计。
2 电路源码级故障容错的插入工具
数字电路自动化实现故障容错，也就是在用VHDL语言设计数字电路时，自动化的加入故障容错结构，并且最后得到具有容错功能的VHDL描述的数字电路。这个自动化的过程用一个工具来实现，也就是故障容错结构自动插入工具。该工具由六部分组成，如图1所示。
VHDL源码经过分析器转化成一种特殊的中间数据格式，存储在设计库中；这种数据格式以有向无环图（DAG）的形式组织起来，保存了VHDL完整的语义信息。用户通过用户接口输入某些信息，来定位所需容错的关键部件及从故障容错器选择所用的容错器件。容错后的数据重新送回到设计库中，用反编译系统再次恢复成VHDL代码。本文对基于硬件冗余技术对源码级容错结构插入过程进行阐述。
3 硬件冗余技术
硬件冗余技术采用在系统中多加的硬件资源，包括被动冗余、主动冗余及主被动相结合三种形式。
被动冗余又称为静态冗余（Masking Redundancy ），它不改变系统的结构，靠附加的元器件来屏蔽掉故障元器件的作用。常用的被动冗余称为三模冗余（Triple Modular Redundancy， TMR）结构。系统由相同功能的三个模块及表决器构成，三个相同模块同步运行，三个模块的输出作为表决器的输入，系统的输出是多数表决的结果。
所谓的主动冗余技术，就是能让系统配置动态的改变，从而消除故障对系统的影响，同时补充系统冗余。当系统模块发生故障时，依靠存储多个模块和故障检测机构，通过系统内部的一次重组来切除或替换故障模块。
4 硬件冗余的插入过程
数字电路设计者在使用该工具时，首先需要编写电路的VHDL源码、同时要提供采用的容错技术类型及想要的容错的位置（设计单元名和需复制的对象名）这些信息。
此处假定需要容错的位置是：设计单元A，需复制的对象RESULT，而容错技术采用硬件被动冗余中的三模冗余技术。插入技术主要由以下过程来实现。
4.1 三个新信号的拷贝
如图2所示，首先通过设计库的search（pname，sname）函数从库中找到用户所输入的设计单元A，然后再使用符号表的 search（object_name，global）函数从符号表中查找目标对象RESULT，进行相对应的属性修改后，清空temp。经过这些步骤后，完成了三模冗余技术所需要的新对象的声明。
4.2 语句的复制
如图3所示，该流程图是对于语句的修改。
经过上面的步骤，完成了三模冗余技术的对象复制部分，将这些信息修改完成后再返存入设计库中，实现了在数字电路的VHDL源码级进行故障容错结构的插入。
5 结语
利用自动化工具在数字电路的VHDL源码级进行故障容错结构的插入，能够有效的提高设计者的工作效率。
参考文献
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[3]齐星刚.VDHL编译器设计技术研究[D]. [硕士学位论文].成都：四川大学，2013.
篇11
1硬件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用
1.1安全接地技术
安全接地技术是一种常用的技术，把机壳接入大地，让电量转移到大地，减少电荷积累情况，减少因为静电等原因造成人与机械设备等受到安全影响。设备装置在实际应用过程中，绝缘层可能出现破损等现象，就可能造成机壳带带电，这时候的电量是足够大的，不能及时转移，可能造成严重的后果，利用安全接地技术可以把多余电荷转移出去，还能及时切断电源等，对其安全性能起到保护作用。
1.2避雷击接地技术
用电设备基本都需要采用避雷击效果，一般通常采用避雷针，当出现雷击的情况下，可以进行电荷的转移，下雨天气打雷时候，出现雷击的情况是产生电荷的，一旦遇到用电设备等，瞬间可以产生大量的电荷，对周围人和物产生损害现象，必须采用技术及时转移电荷，减少对人的伤害，对用电设备也起到保护作用。
1.3屏蔽接地技术
屏蔽接地技术是一种常用的对用电设备的保护作用措施，在实际应用过程中，也是设计人员经常采用的方式，具有一定的应用价值。屏蔽技术需要和接地技术配合使用，其屏蔽效果才能够提升。像是静电屏蔽技术。若是在带正电导体周围围上完整的金属屏蔽体，则于屏蔽体的内侧所获取的负电荷将会等同于带电导体，同时外侧所存在的正电荷也和带电导体等量，这就造成外侧区域仍旧存在电场。若是对金属屏蔽体进行接地处理，那么外侧的正电荷可能会流入大地之中，则可以消除外侧区域的电场，也就是金属屏蔽之中将会对正电导体的电场进行屏蔽处理。屏蔽接地技术的应用，在技术上起到革新作用，在应用过程中，起到重要保护作用，具有一定现实应用价值。
2软件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用
2.1数字滤波技术
数字滤波技术是一种仿真技术，基于硬件设备的仿真技术，但在实际应用过程中，不依赖硬件技术，只是通过模拟技术进行设置，实现数字滤波。在具体应用过程中，先借助于硬件技术进行干扰技术的应用，减少干扰性能，在具体通过软件进行有效的滤波，起到真正的数字滤波技术，减少抗干扰能力。数字滤波技术的方法有多种多样，我们在应用过程中，需要根据实际情况，选择适应的数字滤波技术的处理方式，起到真正数字滤波作用，在数字电路设计的过程中，利用软件技术进行有效应用，是设计环节中的重要步骤。
2.2软件“看门狗”的使用
软件程序在应用过程中，往往容易出现死循环等现象，在数字电路设计过程中，设计者要考虑这方面问题，采用“看门狗”技术，防治程序死循环现象发生。硬件看门狗就是一个定时器对系统进行有效的监控，合理的根据监控情况进行有效处理，起到看门狗的效果。
3实例论述
3.1通过硬软件技术促使计算机系统脱离死态
为了使干扰问题得到及时的解决，在硬件方面可以使用一个硬件计时器，
3.2程序“跑飞”阶段进行数据保存的硬软件办法
由于计算机系统在被强电磁干扰或影响之后，计算机系统之中正在正常运行的程序或许会被打乱，进而在内存中出现转移情况，同时这种转移是不能被控制的，也就是发生“跑飞”情况。该问题的出现或许会造成确保软件正常运行的重要参数被破坏、冲掉。通过硬软件结合措施、方法的运用，能够在出现断电事故或者是发生强干扰情况之后，使各重要参数得到保护，从而使系统的连续运转或者是再恢复获得可靠的保证。
参考文献：
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[6]熊轶娜,吴跃明,陈洁.数控机床控制系统的抗干扰分析[J].组合机床与自动化加工技术,2009(08).
篇12
当今社会数字电路已经遍布人们生活的各个角落，数字电路广泛应用于通信、娱乐、工业生产等不同领域。随着数字电路的不断发展，电路的测试和故障诊断成为了其设计和生产维修的重要组成部分。目前国内部分国防单位使用的数字电路板具有高性能、高功耗、高集成度等特点，比如战斗机上从俄罗斯等国引进的实现关键功能的数字电路板[1]。而使用年限及次数等因素不可避免的会对这些电路板造成损伤，导致包含这些数字电路板的设备无法正常使用，因此对数字电路板的性能测试及故障检测尤为重要。
2.系统结构
2.1 系统总体结构
本文介绍了一种采用向量法对数字电路进行故障诊断的系统，通过向被测电路发送测试向量，接收被测电路对激励的响应结果，然后将该结果与正常工作电路的相应结果进行比对，从而验证被测电路的功能以及诊断故障[2]。该系统兼容目前主流的采用TTL，CMOS等电平逻辑的数字电路。其系统结构如图1所示。
图1 系统硬件结构
本系统主要由计算机和8个下位机子系统两部分构成。每个子系统包含32路IO端口，负责完成测试向量的发送和接收，计算机根据用户建立的测试任务，控制下位机子系统，并显示处理被测数字电路的响应结果。系统选用PXI6534来完成计算机与下位机子系统之间的数据通信，PXI6534是NI公司的一款高速数字IO卡。它将复杂的PXI总线转换为相对简单的16位同步并行总线供下位机设计人员开发，而为上位机设计人员提供了大量API函数从而简化底层驱动的开发过程，让设计人员将更多精力集中在其它应用功能上的开发。各个子系统通过母板挂接到16位数据总线上。由于PXI6534的数字IO驱动能力有限，本系统通过母板来提高数据总线的驱动能力，并且进行电平逻辑的转换和提供同步时钟。
2.2 下位机子系统结构
子系统根据用户设定的测试任务，完成对某种数字电路的检测诊断，并缓存被测电路的响应结果，其结构如图2所示。
图2 诊断检测子系统结构
子系统包括FPGA核心模块、数据缓存模块（SDRAM）、发送调理电路、接收调理电路和参考电压模块。通过FPGA进行指令和数据的读取，根据测试任务所需的测试向量的电压范围设置参考电压，并且将待发送的测试向量的数据存入发送缓存SDRAM。测试开始后，FPGA从发送缓存SDRAM读取数据通过发送调理电路，同时将接收调理电路接收的被测电路的响应数据存入接收缓存SDRAM。测试完成后，FPGA从接收缓存SDRAM中读取测试结果通过数据总线上传给计算机。
2.2.1 控制芯片
本系统选用ALTERA公司CycloneIII系列芯片EP3C25F324C8作为下位机子系统的主控制芯片。该芯片具有215个可编程IO口，24624个逻辑单元，4个锁相环。相比于ARM，DSP等主流微处理芯片，FPGA具有更高速度的优势，且其内部PLL锁相环资源可以为系统提供不同的工作频率。FPGA丰富的IO资源可以满足系统在测试多输入输出的数字电路时的需求。
FPGA是整个数字电路故障诊断系统下位机子系统的核心，测试向量的发送和接收，以及与计算机的通信均由FPGA编程实现。
2.2.2 发送调理电路
发送调理电路完成测试向量的电压转换，由于FPGA输出的是0和3.3V的电压，为满足测试不同数字电路的需求，需要将FPGA输出的电压转换为被测数字电路所能识别的电压。本系统选用，系统采用Intersil 公司的高性能管脚驱动芯片EL1056 作为发送驱动芯片，可输出电压范围-12V～+12V，驱动电流可达140mA，最高频率可达60MHz。
2.2.3 接收调理电路
接收调理电路实现对被测数字电路响应向量的比较，将响应向量转变为FPGA兼容的电平。系统采用Intersil 公司的EL2252 作为接收比较芯片，该比较芯片含有两个独立的比较器，带宽可达50MHz，电平范围为-12V～+12V，电路原理如图3所示。
图3 接收调理电路
通过两个比较器将被测电路的响应向量分别与VH、VL高低两个电压比较，得到vec1和vec2。当vec1=1，vec2=1时，则响应结果为高即逻辑1;当vec1=0，vec2=0时，则响应结果为低即逻辑0;当vec1=0，vec2=1时，则响应结果为高阻。通过两个比较器实现了对被测数字电路响应向量的三态判断。
2.2.4 参考电压模块
参考电压模块由D/A转换电路和偏置放大电路两部分组成。本文选用8为D/A芯片AD8801来完成数模转换，该芯片含有8个模拟输出通道，有效的提高了系统的集成度。
2.2.5 数据存储模块
系统选用SDRAM作为测试向量发送和接收的存储模块，SDRAM具有读写速度快，存储容量大，价格便宜等优点，已经广泛应用在数字电路领域。本系统选用两片位宽为16位、容量为64MBits（4MBits×16）的MT48LC4M16A2TG-75组成容量为128MBits（4MBits×32）的存储单元，该芯片最高读写时钟频率可达133MHz。
3.软件设计
3.1 下位机程序设计
本系统下位机硬件驱动程序使用Verilog HDL语言，在Quartus II开发环境下设计完成。Verilog是一种硬件描述语言，采用模块化的编程方式进行设计。工作流程如图4所示，程序上电启动，首先进去自检流程，检测系统自身的健康状态，以保证系统能正常运行。自检流程完成后等待计算机发出指令，识别不同指令完成测试任务。
通道状态设置。FPGA根据测试任务，设置某一路IO通道的状态，选择是否从该路通道接收或发送测试向量。各个通道均可独立设置，系统可以根据被测对象灵活的选用不同的IO通道。
接收带发送数据。计算机将待发送的测试向量数据下传给下位机子系统，FPGA将这些数据暂存在SDRAM中。
发送频率初始化。FPGA进行分频，设置本次测试任务发送和接收测试向量的频率。
参考电压初始化。设置IO通道发送和接收测试向量的高低电压值。
开始测试。FPGA从发送缓存中读取测试向量的数据，通过IO通道发送。同时将接收到的响应数据存入接收缓存中。
上传接收数据。FPGA从接收缓存中读取测试结果，通过16位数据总线上传给计算机，以便显示和比较。
图4 系统工作流程
图5 计算机界面
整个程序包括以下几个模块：①主程序模块。实现与计算机的通信，接收和上传数据，识别计算机所发出的指令，控制其他模块配合完成测试任务。②D/A控制模块。控制D/A的输出，设置测试任务所用的参考电压。③SDRAM控制模块。控制SDRAM的刷新和数据存取。④分频模块。为发送和接收测试向量提供不同的频率，采用整数分频，半整数分频和小数分频结合的方式提高频率调节的分辨率。⑤向量发送接收模块。控制测试向量的发送和接收。
3.2 计算机应用程序
本系统采用LABVIEW构建人机交互界面。如图5所示。LABVIEW是一种图形化的编程语言，利用了计算机的强大性能，在设计计算机应用程序界面是非常方便。由于本系统采用了NI公司的高速数字IO板卡，NI公司提供了该数字板卡在LABVIEW环境下的API函数，为编程提供的方便。
4.结论
论文设计了一种通用数字电路故障诊断系统，该系统具有以下优点：拥有256路独立I/O，输出频率可达50MHz，输出电压在-6V～+9V内可调，可以满足目前大部分数字电路的诊断需要。
参考文献
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[3]黄鑫，常天庆等.数字电路板自动测试与故障诊断系统的设计与实现[J].计算机测量与控制，2010，18（7）：1512-1514.
篇13
一、引言
《脉冲与数字电路》是电子信息、通信、计算机控制等专业的一门重要的专业基础课，也是面向我院很多专业的一门基础课。随着“数字时代”的到来，该课程的作用与地位与日俱增。这不仅因为其理论知识在工科专业中占有重要的基础性地位，更重要的这是一门理论联系实际非常紧密的课程，通过本课程的学习，使学生掌握课程的基本理论、基本知识和基本技能，为深入学习后续课程并与有关专业的结合打好基础。
二、教学体系和教学内容改革
调整脉冲与数字电路课程的授课学期，建立层次化、模块化的教学体系，对课程重新进行整合。整合后的脉冲与数字课程包括：“理论体系”、“实验设计”、“电路仿真”以及“课程设计”。调整了实验课程的教学内容，在教学内容和教学手段等方面进行了改革，进一步精简小规模器件和传统设计方法的介绍，加强现代设计方法的讨论，提高了“脉冲与数字电路”课程的教学水平，使学生了解、掌握数字电子技术发展的最新知识。注重将课堂教学向课外延伸，鼓励学生通过课堂学习掌握数字电路设计理论知识，在创新实验室自行开展创新活动，学生通过理论与实际应用的结合，提高了自身的实践和创新能力。依托综合性大学文化优势，以大学生科技活动延伸课堂教育，积极开展大学生科技创新活动。学生通过课堂学习掌握的数字电路设计理论知识，在电子创新实验室开发小制作等，通过理论与实际的结合，提高了自身的实践能力和创新。
1.紧跟数字电子技术的发展，适时引进新的教学内容。（1）“教、学、做相结合”的教学方法。教学中每章都从最基本的应用实例出发，由实际问题入手通过技能训练引入相关知识和理论，由实训引出相关概念及相关电路。（2）“循环式”教学方法。通过实训得到感性认识、定性认识。在简单电路的基础上通过逐步完善的方式一步一步组合成复杂系统，通过对基本电路的多次重复，以循环向上的方式达到更高的程度。（3）“支架式”教学方法。将知识点分成基本逻辑器件、基本逻辑器件构成的数字电路、基本数字电路构成的简单数字电路应用系统等模块，每个模块处于不同的层次，只有掌握了前面的模块，才能学习后面的模块，就像攀登支架一样。
2.多种教学手段相结合的教学方法。针对这门课程的教学特点，在授课过程中采用课堂教学、实验教学相互交叉融合的教学结构；制作《脉冲与数字电路》电子课件，利用多媒体等现代化教学手段教学；准备建立《脉冲与数字电路》课程学习网站，充分利用网络进行辅助教学。实践教学环节所占比例高，实践环节改革力度大。增加了软件仿真环节，在教学内容上更加注意体现现代技术要求的背景知识的教学特色，将最新的知识与技术纳入教学内容，同时将科研和教学改革中与教学内容相关的成果引入教学过程中，通过理论与实际的结合，进一步提高学生的实践能力和创新精神。
3.全新的考试方式。期末考试采用纯理论试卷考试，占60%的成绩；平时采用阶段考试和实验考核结合的方式，分别给出成绩，结合平时的出勤、作业、实验、课堂表现等方面给出40%的平时成绩。
三、教学方法和教学手段的改革
在教学方法上，改变传统的“满堂灌”的教学模式，倡导并采用研究型学习。如针对“计算机辅助逻辑化简”、“计算机辅助状态化简”等专题让学生查阅资料、撰写小论文，开发计算机辅助设计软件。并让学生走上讲台介绍各自的研究结果，锻炼了学生的综合素质，取得了很好的效果。为了使学生学习、了解器件的基本知识和使用方法，根据设计要求，自己到市场选择器件，使学生在实际工作中了解器件的价格，掌握器件选购的方法和注意事项，为今后走向社会打好基础。教师注重将科研成果转化成本科教学的内容，一方面体现在编写的教材中，另一方面将自己的科研成果、工程设计方法和经验融入课堂教学中。如各种集成电路的特点、选择方法以及正确使用方法等，如何根据集成电路的带负载能力，在满足应用需求的条件下，正确选择拉电流负载或灌电流负载以及采取必要的驱动方式。这种理论结合实际的教学内容，充分调动了学生的学习兴趣和积极性，培养了学生解决实际问题的能力，取得了非常好的效果。注重将课堂教学向课外延伸。以大学生科技活动延伸课堂教育，积极开展大学生科技创新活动。学生通过课堂学习掌握的数字电路设计理论知识，通过理论与实际的结合，提高了自身的实践能力和创新。
随着科学技术的发展，新的教学手段必须体现在整个课程的教学环节中。本课程的特点是内容丰富、图表较多，传统的课堂教学有一定的困难，而采用多媒体技术将复杂的图表直观、形象地展示出来，不仅便于教师的讲解和学生的学习，而且还将大大增加课堂的信息量，解决课时少、内容多的矛盾。但是课堂教学不能完全依靠多媒体课件，从调动学生思维、加强师生互动和循序渐进讲解以便学生理解等方面考虑，目前“脉冲与数字电路”课程中主要采用了PowerPoint课件和板书相结合的方法，可以相互取长补短，效果较好。利用脉冲与数字电路课程网站，将教学内容制作成视频资源、课件等资源链接等放在网络平台上，充分发挥网络突破空间、距离限制的优势，让学生能够最大限度地利用学习资源，自主地学习和提高，弥补课堂上未能及时消化吸收的部分内容。
四、实践教学内容和方法的改革
在传统的教学理念中，长期存在着重视理论教学而轻视实践教育的问题。教师只注重对学生理论知识的讲授与辅导，相对忽视了理论知识在实践中的应用，这导致学生的实际动手能力普遍偏低。此外，大多数的实验教学都是作为理论教学的补充，并不单独设课，而且试验内容往往都是验证性的，虽然能够使学生加深对理论知识的理解，但是会在一定程度上造成学生的思维局限于相应的理论课程。从总体教学计划上来说，相对于理论教学实验学时相对较少，这让学生没有足够的时间消化实验老师讲解的内容，只能被动地按照要求完成实验任务，而不能有效利用做实验的机会进行实践能力的培养。
1.改进实验教学方法，提高教学效率。在实验教学方式上，要改变传统的实验教学方式，采用多样化的实验课程组织方式。在实验课上教师可以只对实验原理、实验内容进行适当的讲解，对稍微复杂的实验进行现场演示，给学生更大的自由发挥的空间。这样学生会根据老师布置的实验任务，积极开动脑筋，尝试采用不同的试验方法来解决问题，从而达到实践教学的目的。根据电子信息产业发展新的形势，逐步改革传统的实验教学方法，充分利用多媒体等现代化教学手段于实验教学中。完善实验教学资源共享的网络系统、实验室网络管理化系统和实验教学指导与监控系统，学生在做实验之前可通过网络系统对实验进行预习，熟悉仪器工作原理和使用方法，从而充分利用实验课堂时间，提高实验教学的效率和教学水平。
2.提高学生学习的积极性。探索实验教学的新型模式，建立“以人为本”的实验教学方式，通过实验设备的更新、实验内容的改革，增加实验室对学生的吸引力，充分调动学生参与实践的积极性。改变实验教学方法，变以老师为中心的实验教学方式为教师与学生、学生与学生平等开放的教学方式，提高学生做实验的兴趣。鼓励学生认真对待电子信息类专业中的每一个基础的和专业的实验，把那种“质疑一切，一丝不苟，勇于探索，努力学习，大胆动手”的精神，贯穿于每一个实验之中。循序渐进，通过由简单到复杂、由一般到个别的实验训练，达到理论联系实际的目的。学生在做完基本的实验项目后，在学有余力的前提下，可以根据个人的兴趣和爱好，选择参加一些层次较高的具有综合性和研究性的开放性实验。这类实验教学的内容大多是来源于具体的横向的项目或纵向的科学研究与技术革新课题，具有先进性、综合性和科研性。教师在进行实验指导时，应发挥学生在学习中的主体作用，积极调动学生的积极性，培养学生勇于探索、敢于实践的进取精神。同时要鼓励学生以市场为导向，寻找科研开发群体，运用集体的智慧和力量，进行创造性实验，使学生获得发挥创造才能的机会。这种开放式的实验教学方法，是培养学生创新能力，拓宽学生知识面，增长学生动手能力的有效途径。
五、结论
通过以上各项改革，提高了学生分析问题、综合问题、解决问题的能力，既满足学生对知识的渴求，又培养了独立探索、富于创新、勇于开拓的精神；具有生动、形象、操作性强的特点；加强了现代设计方法的讲授和讨论；注重将新技术和教师的最新科研成果、工程设计方法和经验融入课堂教学中，充分调动了学生的学习兴趣和积极性；注重将课堂教学向课外延伸，积极开展大学生科技创新活动；通过理论与实际的结合，进一步提高了学生的实践能力和创新精神。
参考文献：
