舰船电子技术精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇舰船电子技术，期待它们能激发您的灵感。

篇1

1 船舶电子电气技术实践教学的重要性

船舶电子电气技术专业，要求学生掌握的技能涵盖电子、电气、计算机、控制等相关知识，满足国际海事组织 STCW国际公约中规定的“电气、电子和控制工程”、“维护和修理”和“无线电通讯”三项高级海员职能要求，能够胜任现代船舶各项自动装置的维护和修理任务的船舶高级电子电气工程技术人才，从而体现了实践动手能力培养的重要性。

在加强船电专业学生电的知识和能力的培养方面，普遍认为电类教学的加强只在理论教学上进行改革就可以，忽视实践教学上的改革。实际上通过实训操作和综合训练，使学生掌握生产实践的基本知识，加深巩固理论知识，提高动手操作能力和分析问题、解决问题的能力；也为学生拓宽专业知识面、增强相关专业课的学习兴趣、培养创新意识和工程实践能力等方面起到积极的作用。实践教学的合理安排可以明显提升学生的知识运用效果，提升学生动手动脑能力培养效益，对学生技能水平的提升具有至关重要的作用。

2 船舶电子电气技术实践实训体系存在的问题

船舶电子电气技术实践实训体系设计较为合理，能满足基本的实践教学要求，但是仍然存在一些问题需要梳理解决。

2.1 教学内容设置不合理

虽然对人才培养进行了多次的设计调整，但是并没有对教材项目实施梳理，没有突出实践教学的重点，导致学生囫囵吞枣、主次不分，也在一定程度上制?s了实训效率。

2.2 教学方法选取不合理

实训体系在构建的过程中教师常通过多媒体教学完成各项内容设计，教学过程师生互动较少，学生学习积极性受到限制。在多体教学的过程中学生只能够通过视频、图片等对实训内容进行了解，理解难度加大。这种方式限制了学生的对实训知识的理解，影响了学生动手实践效益。

2.3 教学设施构建不合理

当前船舶电子电气技术实训体系教学设备涉及面较窄，功能块不全，缺乏系统的教学设备。实训过程中试验台、仪表等设备在基本功能上，各项设备体系内容无法达到学生教学需求，学生在设备中无法及时了解对应控制操作，各项控制的有效性无法全面提升，教学效益受到严重限制。除此之外，部分设备没有人员进行定期维修，在使用过程中非常容易出现故障，造成教学效益受到影响。

3 实训体系优化措施

加强船电专业学生电的知识和能力的培养船舶电子电气知识涵盖广、操作水平要高，并且要求能够及时处理各种问题。无论是在船上还是在船舶电子电气设备设计、生产、检验、维修等环节，从发电配电到用电所有的电气设备一应俱全，不仅对其进行维护与管理，还要能够及时处理故障和与外界进行沟通。因此，船舶电气课程的理论教学和实践教学都应该采取相应的办法和措施。

3.1 改变传统的实践教学理念，优化教学方法

提高学生培养质量需要课堂教学质量的保证，而要保证课堂教学质量，课前的教学设计必须做好，这是教师上好一次课的关键所在。教师的教学理念直接影响了教学的方法和教学效果，好的教学方法是建立在良好的教育理念之上的。教师不仅要加强自身师德的约束，还要与时俱进学习先进的教学理念和教学方法，并将付诸实际。根据实践教学和学生认知发展的特点，以及教学内容和学生认知的停靠点，创设真实的情境和活动，实现高职生有意义的学习。一些学校运用蓝墨云班课、雨课堂等辅助教学，调动了学生学习积极性，提高了教学效果。对于实践教学信息化教学的方法固然重要，最重要的还是实验实训指导教师的指导，只有教师的实践操作水平和理论水平达到理实一体的高度才能教会学生理实一体的实践。

3.2 丰富教学内容，拓展实训知识面，加强学生电气设备和通信导航设备的理论知识和实际操作技能

利用实船模型结合虚拟仿真、结合实船经验进行理实一体的教学方法提高教学效果，加强学生理论知识的掌握程度，达到船舶电子电气所必须的理论知识的要求。在进行模块化实验实训的时候，充分利用现有的实训船、轮机自动化机舱、航海模拟器、实训工作台等等对于船电专业课的实践教学，除验证性的实验外，增加由学生自己动手进行测量和维护的具有实践性的操作。力争在有限的时间里熟悉船舶电气设备，能把船舶电气设备用起来、管起来，并且能处理一些简单的故障。

在电工电子实训课程开展时，不仅可以在电工实训平台开展，也可以在轮机虚拟仿真实训室加强教育，弥补学生对大型船舶电气电子拆装的局限认识，丰富教学内容，提高学生学习积极性和教学效果。

在船舶电站实训室能够完成的实验，在轮机自动化机舱和航海、轮机虚拟仿真实训中心也可以加强认识，和虚拟操作，以减少操作失误带来的实验设备损坏现象的发生。

在船舶通讯与导航课程设置上，目前实践操作匮乏，学生不能理解各种仪器的操作，可以开放航海模拟实训中心，在指导教师的指导下可以由学生进行驾驶和通讯导航操作。

在实验室上弹性化管理。部分实验室开放化，增加课后的实验室开放时间，在有实验管理人员或指导教师指导的情况下，允许学生动手操作，从而使学生动手能力得到提升的同时，自主学习能力也得到提升。

3.3 合理构建实训教学平台，及时更新实训教学设备、并定期维护

对不能满足教学要求的设备进行统计和处理。如果现有的设备中有能够弥补这部分教学要求的可以直接使用，不能满足教学要求就需要及时的更换设备，以满足教学要求。在实验设备的放置上，要按照实验课程设置摆放，杜绝出现东一件西一件的情况，以保证实验教学的连贯性。

有些船舶电子电气设备需要维护和保养，如果长时间不使用，或者环境过于潮湿就可能出现故障。所以在实验设备的维护和保养上要责任到人，并且严格按照制度开展维护保养、维修等工作。

篇2

电子信息技术是现代化电子网络，网络传输以及硬件设备设计的主要核心技术。其中网络信号以及信号与系统技术成为了目前许多网络通信以及信息通信的主要核心技术。那么，在进行远程网络信息系统的搭建的过程中，就必然需要对电子信息技术进行应用，从而完成对网络传输系统的模块搭建。随着市场的需求，与技术的发展，电子信息技术逐步代替了传统的模拟传输方式，其中以数字化传输模式为代表的技术越来越的应用到网络信息传输模块中，从而让信息传输更加准确，高效。因此，本文将重点探究电子信息技术中数字技术的应用，并在远程传输网络模块搭建的应用中给予分析。

1电子信息技术分析与应用

电子信息技术中在网络信息传输中主要以数字电子信息技术和模拟电子信息技术为主，两者具备不同的技术特点，在不同的领域中有着不同的应用。随着技术的发展，人们的需求越来越高，也让人们对于数字电子信息技术越来越青睐。因此，在网络远程信息传输的设计中，开始逐步应用数字电子信息技术，以此来完善通信系统设备以及技术理念，从而保证高效准确的传输手段，并最大限度的提高了用户的体验度。总之，在技术方面，数字电子信息技术已经越来越适应市场需求了。

2基于电子信息技术的远程传输网络系统搭建

远程传输网络中，需要具备完善的信息通信设备以及通信技术作为支撑。通信技术目前已经比较完善，尤其是基于电子信息技术的网络传输模块，基本已经确立了两种主要的传输模式。通常以模拟信息传输和数字信息传输两种模式最为主要的传输方式。但是，在原有的应用过程中，发现模拟信息传输方式，虽然价格相对合适，而且传输的方式也比较简单。但是使用的效果却不是特别的好，一般会出现传输的质量不高，信息容易收到噪声干扰，从而影响信息接收端的准确性。因此，为了能够更好的实现网络远程信息传输，开始逐步使用数字传输技术，从而在信息传输的效率以及安全性等方面，都有了一定的发展。那么，在远程传输网络的系统搭建过程中，如何使用数字电子信息技术进行应用呢？

首先，采用数字电子信息技术的强大的信息加密功能；利用通信原理中的抽样定理可以知道，数字电子信息技术可以对信息进行加密处理，这样就可以在一定程度上防止在信道传输的过程中，信号被盗取的现象。那么，在整个远程网络传输的系统搭建的过程中，需要采取两个密码加密和解密的设备，从而保证信息的加密和解密的过程。其中，在信息源发射以后，就进入信号加密系统，通过加密处理，信号就只有密码破译在可以被访问，没有密码就无法访问信号，这就实现了信息传输的私密性和安全性。然后，在信息的接收端，设置解密系统。根据解密原理，将解密的信息发送给信息接收端，从而实现完整的信息传输过程。

其次，信息传输过程中，需要进行放大增益的信息处理方式；数字电子信息技术传输的过程中，依然会遇到信号衰减的问题。当信号出现衰减的时候，就需要在传输的信道中设置增益设备，从而将信号进行放大，并继续进行传输。根据数字电子信息技术原理，放大增益设备与之对应也需要进行负增益处理。就是当信号传输到信息接收端的过程中，需要将信号进行还原，也就是信号的解译过程。数字电子信息技术进行信号的增益具有增益的方法简单，增益效果明显，并且不会造成信号的失真，不会影响信息接收端的信息接收准确程度。这也是数字电子信息技术的优势之一。因此，在远程网络信息传输的模块系统设计中，采用数字电子信息技术的优势就得以体现了。

最后，数字电子信息技术利用抽样定理，实现高质量的信息传输模式，从而提高用户的使用体验。由于数字电子信息技术具备信息传递质量更高，更快的特点，因此在用户信息的接收端，也会获得非常良好的用户体验。例如，目前市场上的电视信号都已经采用了数字信号，而对应的设备也称之为数字电视，利用的就是数字电子信息技术的数字信号传输。此外，由于数字电子信息技术具备数字性的特点，还可以实现时移电视的效果，即使用者可以利用遥控设备进行电视时间的调整，从而满足了不同用户的需求。

3结语

篇3

1、打开手机；

2、用手机连接电脑

3、打开锤子手机上的HandShaker；

4、确认手机和电脑对接完成；

5、点击手机上的“连接”选项；

6、手机会收到“信任操作”弹框；

7、点击“信任”；

篇4

数字化技术促进卫星电视大发展，同时，也为卫星地球站节目传送工作提出新的挑战。如何监控节目的有效传送、保障节目传送安全?是从业人员一直在摸索与实践的主要内容。

笔者试图分析卫星数字系统及数字化节目本身所具有的特性，结合实践经验，探索基于传输流以及频谱分析的监控技术新思路。

卫星数字电视传输系统模型

目前，国内卫星数字电视系统采用DVB-S标准，其信源编码采用MPEG-II标准。如图1，典型卫星地球站，主要包含节目压缩编码、节目复用和QPSK卫星调制等地面设备，以及为保障节目安全传送所必需的监控和备份冗余设备。

1、上行设备

数字化的卫星电视上行系统与传统模拟系统没有差异，因为卫星频率资源的分配是确定的，不管基带是何种信号，都得依赖电磁波的空间传送来建立地空通道联系。

上变频器(Up convertor)，用于将已调制的中频信号转换成上行通道射频信号。固定卫星电视上行中频频率通常是70MHz，下行卫星中频为L波段。卫星转发器上下行频率必需严格符合空间频率划分规定的，C波段在 6GHz／4GHz，ku 波段在14GHz／12GHz，省级地球站大都租用C波段卫星转发器。

高功放(High power amplifier)，对小功率射频信号进行有源功率放大。使进入发射天线的信号有足够的功率，满足空间传送的需要。依据功率放大器件，常分为速调管功放、行波管功放和固态功放。这三种类型在功率增益、通道带宽、线性特性与使用寿命上各有优缺点。为有效抵抗非法信号的干扰，国内大都选用功率增益高的速调管功放。

2、信道编码设备

信道编码与调制一般集成于QPSK卫星调制器(QPSK modulator)中，是传输流与传送信号间的适配器，对传输流进行信道抗干扰编码处理，然后将数字基带信号调制成余弦波信号。

同步卫星离地面36000km。信号长距离的空间往返，自然衰落大，容易受自然界与其它通信链路的干扰。DVB规范对卫星数字电视系统的信道编码及调制方式有明确的规定，信道采用里得－所罗门(Reed-Solomon)码、帧交织和卷积编码等多级编码，提高检错纠错能力。调制采用正交四相相移键控(QPSK)，信号拾取能力较强。

3、信源编码设备

节目压缩编码器(Encoder)，对数字节目进行压缩编码处理，形成一定码率的压缩数字流，供存储或传输。

模拟信号需要通过采样、量化并且编码为格式化的数字信号，常见的编码器中都有这一功能模块。

卫星数字节目信源编码采样MPEG-2标准，压缩后的数字节目是以规范格式的节目流或传输流方式存在，许多节目可以互相嵌接在一个节目流中。因此，不管是单一节目还是多达几十套的节目形成―个数据流都必需受到系统层规范约束，完成这―功能的设备是节目复用器，有的直接含在编码器中。

传输监控方式改进思路的提出

1、数字化卫星地球站应关注的重点

复用器输出的信号是自带节目解码参数的数据流，根据保存或传送等不同的应用环境，被定义为节目流(Program streams，简称PS)或传输流(Transport streams，简称TS)，图2为我们表明了电视信号经过压缩及打包处理形成传输流的过程。传输流应用在卫星电视传送中，包含了卫星地球站需要传送的所有节目内容。

我们知道，数字节目移相键控调制与模拟节目频移调制两者在频谱上的表现完全不一样，正是因为传输流数字化的信号可以被伪随机处理，经QPSK调制形成的频谱图看起来也是非常有规律性，能量被均匀地分配到带内各频点见图3。

数字节目的接收解码具有“阀值效应”的特点。接收信号信噪比下降到一个阀值以下时，接收解码设备是完全无法解出信号的，这时所有信号与噪声无异，与模拟卫星信号的渐变过程有很大的区别。高于阀值时，节目质量并不是随着信号信噪比的增大而提高，节目质量取决于传输流信号本身。

2、监控方式与环节应有所改进

在卫星数字电视广泛应用之前，不管是无线还是有线，电视传输部门(如微波站、地球站)，接入的信号大都是模拟视频信号及伴音。久而久之，习惯上都以模拟电视信号作为传送质量监控的出发点和目的。依赖人眼看、入耳听以及模拟视音频测试来判断节目质量。

虽然节目数字化已广泛应用，但这种传统的监控方式仍然延续至今，大多数的地球站、有线站采用大量的人力来完成传输质量监控，在系统链路上，每一环节都以看到电视画面来判断传输质量好坏。我认为，这种仅依赖于最终节目的监控方式，实际上遗漏了信号传送过程许多中间细节，忽视了接收信号劣变过程中传输流、频谱等信号变化规律，是需要进一步改进的。实际信号质量在传输流阶段就已确定，却在信号监视上增加了解码环节，使判断增加不确定因素。

再复杂的传输流，在实际信号表现上，与普通计算机数据流一样，是以010101类型组成的数字码元串。这种信号便于计算机保存、比较和分析。

所以，以正确传送节目为主要任务的卫星地球站，可以抓住卫星数字电视系统内在规律，忽略掉原有监控方式的前后一些环节，建立智能化的的运行监控体系见图4。

传输流含义与内在参数分析

传输流是由MPEG-2系统部分规定的，按固定长度(188字节)打包的数据流信号。在―个传输流中，可能包含多达几十套电视的节目数据。清楚了传输流是如何管理各种数据信息、如何组织不同节目数据，将让我们有信心采用以传输流为基础的监测管理系统。

1、传输流结构

如果形象地将一路传输流想象成一列发往目的地的火车，我想并不过分。所有的内容都被分配在以188字节长度的一段段数据包中(见图5)，数据包由报头和载荷两部分组成。

载荷是传输流要传递的有用内容，以连续字节组成，可以是：节目基本流数据(PES)，节目特定信息(PSI)，以及其他的填充数据或空包。

报头则类似于车厢管理员及搭载货物清单和目的地址，将数据包有效地组织起来，是传输流有效的前提基础，主要有以下几部分组成：

(1)固定值为0×47的包同步字节，是传输包正确传送的同步信息；

(2)传送错误标志，表示所传送的包数据是否有误码，常用于判断误码率；

(3)包标识码(PID)，表示载荷数据的类型或节目归宿；

(4)适配场，是报头中灵活而且对传输流分析又非常有用的数据段。适配场进一步确定了载荷信息，如节目时钟参考(PCR)、传输私有数据以及时间标志等信息。

2、打包基本流(PES)

打包基本流是将基本流(ES)分隔打包形成的数据流。PES进一步分隔打包，成为TS的载荷部分。这样，在结构形式上逐层重组，使压缩形成的视频、音频等节目基本流能够被灵活地传递或保存。如图6，不同形式信号的对应关系，为我们将传输流作为分析判断基础提供了合理的依据。

3、节目特定信息(PSI)

节目特定信息规定了解码器能成功解复用，重新组成一路或多路节目基本流，或对节目解扰等应用所需的信息。PSI是TS所传递的重要内容，是进行传输流测量和分析的依据。

节目特定信息用于解码，在传送时是不可以加密的。如表1，实际传输流分析时，可以观测到PAT、PMT、NIT等传输流关键信息，了解系统前后端这些数据的一致性，用以快速判断传输流的传送质量。

卫星数字电视下行信号特点探讨

1、卫星数字信号衰落及受干扰因素分析

卫星通道优势在于通路建立灵活、覆盖范围广。但是，这种特点也决定了信号衰落大，并且容易受到干扰。从数字卫星电视系统整个环节来考虑，可以将引起信号衰减和链路干扰的主要情况总结如下：

(1)基带信号码间干扰：在处理、发送或接收基带时，码间互相干扰造成了数字信号无法正常重现，它依赖于设备性能，难以克服。

(2)带宽限制：调制、通道带宽的限制，都会将部分能量虑除，使信号衰落。

(3)相位噪声及交调干扰：由于本振相位噪声以及各种设备工作于非线性区域的实际存在，造成了难于克服的系统自身无用信号的产生。在实际系统组建及运行中，只能选择性能好的设备(包括发送与接收)、调整好各设备的信号工作点参数。

但是，为了防范非法信号的干扰，在实际传送时，卫星公司一般将转发器工作点设置在临近饱和点甚至直接工作于饱和区，使转发器的信号交调干扰非常严重，影响传送通路质量。

(4)天线因素：天线效率、旁瓣特性、馈源膜遮挡、端口间干扰，都影响发送或接收信号。

卫星漂动，天线指向及极化偏差也会引起信号衰减或引进干扰信号，是日常运行所需要注意的地方。

(5)大气因素：大气对空间信号的反射、吸收以及大气热噪声的存在一直是卫星通道链路中不确定因素。雨衰就是最经常碰到的一个现象，需要在系统运行适当微调发射功率克服。

(6)空间、馈线损耗：星地间距离远，C波段上行和下行损耗都近200dB，是该类系统所需要克服的主要信号衰落因素。

(7)宇宙、天体和地面噪声因素：天体噪声如直接进入发送或接收天线，对通道的影响是巨大的。如日凌现象就比较典型。地面自然或人工的电磁活动也是常见的噪声来源。

(8)同通道干扰：有客观形成的，也有人为造成的。

客观方面主要有临近卫星的信号进入带内、相邻信道的信号进入带内、交叉极化的信号进入带内，地面雷达或通信信号进入带内。

人为干扰主要可能是其它地球站无意间进入通道造成。近几年来，“”利用卫星通道这种特点，恶意地发射信号，影响卫星电视的正常传送，是系统监控与运行管理需要防范的―个重点。

2、Eb／No与误码率(BER)是反映通道质量的特征参数

比特能量与噪声功率谱密度的比值(Eb／No)用来分析数字链路性能，实际上是信噪比(S／N)在数字通信中的更容易理解的―种表示。因为数字信号可量化性，Eb可以看成信号功率(S)×比特持续时间(Tb)，而No可以看成噪声功率(N)÷带宽(W)。如果信号比特率为R，则可推导出它们之间关系：

比特误码率(BER)是表示数字信号质量的基本参数。在线方式下，一般是根据RS解码特性，在无法正确纠错时，传输包报头第9位错误标志被置o，经统计获得接收传输流BER。该值应接近于当时通道条件下理论比特错误概率(PB)。如图7反映了PB与Eb／No对应关系。可以看出，对于给定错误概率需求，Eb／No要求越小，则信号接收能力越强。从另一角度来看，到达接收端Eb／No值越大，则信号BER越小，接收性能越接近于无误码要求。卫星数字电视通道采用RS和维特比级联编码，编码增益可达到3-6dB。根据DVB-S规定，对于3／4维特比编码信道，要求RS译码后达到准无误码、或维特比译码后BER=2x?0-4所需的Eb／No≥5．5dB，这是用于判断系统性能的一个重要参考门限值。

实际卫星通信系统中，不管是何种原因造成的信号衰落，实际上都表现为接收信号功率(S)的下降，而各种干扰则表现为接收无用信号及噪声功率(N)的增大，从而使接收Eb／No下降。如果系统中，还存在严重的码间干扰，会使误码率进一步加大，最终影响电视接收质量。

3、对卫星频谱变化情况的实践观察

MPEG数字电视信号有相当高的压缩率(一般在30倍以上)，一路标准清晰度电视的传输流数据率大约4-7Mbps。调制载波所占用的通道带宽在8MHz以内。因此，省级卫星数字电视传送大都是几个省共用一个卫星转发器，图8是一个实际转发器卫星下行信号频谱。

实践表明，结合转发器饱和特性，通过分析信号接收频谱，能直观地找出与链路状态相关的有用信息，帮助我们快速判断传送质量、确定干扰。多载波共用转发器时，常见下行频谱特点有：

(1)正常，情况下，载波带内信号功率幅度和带外噪声功率幅度基本保持不变，与卫星信标幅度相对差值也保持恒定。

(2)正常情况下，几个载波的信号功率幅度基本保持一致。因为转发器功率局限以及交调情况的存在，任何载波实际幅值过大都会影响其它载波通道，而处于转发器中间区域又是交调干扰最严重的地方，在频谱上可以看到中间区域噪底往往高于两端。

(3)卫星转发器以极化隔离方式进行频率复用，常为线极化。如果发射端未对好正确的极化，或者接收端未有效隔离开交叉极化信号，或者地球大气电磁活动影响了正常信号极化，相邻极化信号往往会落人带内，这时

在频谱上的表现是扰的某一端载波幅值偏高或闯进新的载波，容易给通道实际情况造成误判。

(4)雨衰同时对信号上行和下行造成衰落影响，对于C波段信号，暴雨时信号上下行总雨衰可达3-5dB。这时频谱上的现象是噪底基本保持不变，但全部信号幅值快速下降。雨衰对信标的衰落接近于信号总衰落的一半。

(5)日凌现象，太阳在微波频段内的能量谱仍然是非常大，如果发射天线刚好对准太阳，一方面，天线将接收上行频段能量，被发射到卫星上，造成转发器饱和；另一方面下行频段能量被天线接收直接干扰到有用信号。卫星的覆盖区域非常大，离发射点较远的接收端，有时仅仅是受到下行频段太阳能量干扰。所以，日凌在接收频谱上表现较为复杂，一般呈现白噪声干扰现象，严重时现象是噪底大幅抬高而载波幅值变化不大。

(6)转发器饱和，有几种可能：卫星设置的工作点不在线性区，交调产生干扰信号，在频谱上表现为中间区域噪底抬高，这时整个转发器载波幅值包络也呈现中间高两边低；更多的情况是由某个频点的单载波干扰或某个载波幅突然增大造成的，在频谱上某个频点或载波幅值大幅提升，其它频点信号却呈现“被压缩”的幅值下降现象，噪底相对幅度大幅抬高；前面所述日凌以及其它白噪声严重干扰造成的饱和，频谱上与第一种情况类似。

(7)单载波干扰，有星上干扰和地面干扰两种情况。星上干扰频谱现象如上所述造成饱和，不是很严重时则表现为单频高幅值，也有可能被正常信号所掩盖，在频谱上看不出来。地面干扰则通常表现为某频点高幅值的单频信号，其它特征变化不大。

(8)调制载波干扰，通常表现为某一载波幅值提高。这时候，从频谱上会给我们一个错误的判断，以为自己发射功率偏大，如果直接进行下降功率操作，会使受干扰情况更为严重，甚至被非法信号利用。所以，这时必须依赖误码率或实际节目内容检测等其它手段加以区分。

(9)发射天线或接收天线指向有偏差，通常以信标电平下降为表征。在接收信号频谱上会看所有信号幅值下降，而且本系统传送信号幅值下降更多。这时，也会对自己发射功率产生错误判断，实际应用上应结合信标值和发射功率实际值予以区别。

(10)卫星姿态不稳、漂动或电离层摄动，这是卫星通信普遍存在的现象，只是表现的严重程度不一。正常情况下在频谱上呈现为信号幅值缓慢的长周期性高低变化，在极化上也会有细微的变化。严重时，则呈现信号幅值快速的短周期性变化，或者与邻极化信号互相干扰。

基于传输流与频谱变化特点的自动化播控方案

通过上述分析，我们知道卫星数字电视传送系统具有各种信号特征和频谱变化特点。实时采集各种特征参数，结合计算机网络和自动化技术，可以将我们日常监测和设备管理工作交由自动系统完成。

如图9，给出了C波段数字化卫星地球站传送质量自动控制逻辑的框架思路。可以说是一个经验程序，就如同一名值班工程师，在准确掌握了上下行传输流特征参数、掌握关键点的误码率、掌握接收频谱的变化等数据后，应该作出的判断以及控制操作。

如图9，系统运行中对干扰以及传送质量做出判断之前，首先应确保上行系统及信号的正确。对有源设备系统，可以采集设备工作状态，判断正常与否，自动提出报警、冗余切换、保存各类记录。对于无源的天线系统，实际状态是不容易获取的，这里通过实际指向的测定、以及信标接收电平，间接判断指向是否正确性能是否正常；通过人工的周期性检查，判断天线是否有严重的物理故障，补充自动判断的不足。

从两个方面来分析传送质量或判断干扰，一是采集接收信号误码率或Eb／NO值，二是采集接收转发器频谱，两者都会有一些明确的判断结论，如逻辑图。

对传输内容的分析则是对上下行传输流特征参数的比较和对传输流逐字节的比对，两种方法互相补充，可以比人更加准确、更加快速得出判断结果并采取对策，大大提高防范效率。

对空间信号频谱的分析，首先，可以依据日凌、单频干扰等特征，予以识别处理。然后，依据载波幅值的变化情况进一步分析，自动对系统电平做出适当的调整，自动跟踪其它载波幅值的不正常上升，避免受到其它载波影响。

如果将误码率与频谱结合起来分析，可以对带内隐藏的非法调制载波信号作出早期预测，及时采取措施，如图中所示(载波幅值偏高但接收误码率却超出门限的情况)。我认为在抗“”干扰的各种措施中，这项预测在时效及准确性上是有优势，值得进一步探讨。

篇5

在数字电视的概念提出以前，高清晰度电视的开发是以模拟电视技术为基础的。数字电视的开发工作始于1980年代末期，当时集成电路技术与计算机技术的发展使得将高清晰图象和高保真音响以数字技术压缩进单一模拟电视频道成为可能。

在有限带宽内传输高清晰度电视对视频、音频压缩编码和信道编码都提出了更高的要求，而且在地面传输的情况下无线环境的各种衰落和干扰也不可避免，同时考虑到移动环境下的接收需求，在新一代的地面数字电视传输系统中必需引入无线通信的最新技术。数字电视广播和现代数字通信技术的结合，使得传统的电视传媒得以在通信网络的基础上新生。

我们在数字电视传输系统设计中采用了cadence公司的系统级设计与仿真软件spw(signalprocessingworksystem)。在大型系统设计中只有实现算法和系统级的优化，才能对系统性能有极大的提升，因为它比底层优化具有更大的优化空间。

2.理想系统仿真

数字电视传输系统涉及调制、编码、发送和接收、解码、解调诸多子系统，但信道的建模对系统性能具有重要意义。在设计方法学上，可先考虑建立信道噪声和干扰不存在的理想传输信道，即着重调制、解调、编码与解码系统的设计。若以信号帧为基本信息单元，信号帧的同步头采用沃尔斯(walsh)编码的伪随机序列，数据体采用多载波调制(ofdm)信号且由保护间隔(guardinterval)和离散傅里叶变换（dft）模块构成。

用spw可以方便地调整参数及替换相关的模块，以便系统的总体性能最佳。对调制方式、纠错外码、时域和频域的交织编码、纠错内码的描述如信号流程图如图1所示。相应的接收过程是解码、解交织、解调制的过程，选用何种模式及选用什么参数只需在设计中简单地修改即可，不断调整参数和模块可实现系统总体性能的最优化。

在调制和编码过程中提供了若干种可选的模式，如外码选用高数据率的rs(208,200)或高保护率的rs(208,188)等。这主要是为了对不同的数据提供不同的优先级和保护级别，达到分层传输的目的。理想系统仿真只对成帧、分帧、编码和调制验证其可行性。仿真分两部分：1)信号源用给定数据码流，以在接收端得到源码流为仿真正确的标准。2)信号源为一帧图象，在接收端解码后恢复此图象，这是一个直观正确的结果。

3．高斯白噪声（awgn）和多径性能研究。

因多径建模和信道估计算法相对较为复杂，故仿真较耗时。除了参数仿真，还做了mpeg2码流的仿真。

对应美国标准mpath_b信道模型，与本系统根据接收信号作出的信道估计结果作对比。可以看出这两者是非常匹配的。

4．系统同步性能仿真。

设计包括transmitter、codeacquisition、str、afc、fft和channelestimation等部分，完整地实现了系统同步功能。

time(ms)域示出的是实际系统运行的时间(与仿真时间不同)，下面各域表示频率偏移、时间偏移以及设计系统同步电路估计出来的频偏和时偏，右半部分的域表示了信道估计之前和之后对应的星座图。从仿真可以得到整个码同步捕获时间仅仅需要5ms,这比同类系统的同步时间大大缩短，且时偏和频偏的纠正都达到了设计要求。

5．分层传输性能仿真

篇6

丰富的表现形式

人类原本就生活在动态的环境中，并且不断地成长、生存。一切有关于动的形态，借由人类的智慧与技术，逐渐影响我们对它的认知和认同。动态插画有别于静态插画的特质，它被赋予时间与空间的观念，而这种观念的形成不仅打破了对造型空间的概念，且随着科学技术的发达，动态插画的出现，展现不同的风格表现。人们已经早已习惯静态插画表现方式，对动态插画的出现反而更容易引起他们的新鲜感和注意力。数字技术使得动态插画有了互动的可能性，人们可以点击插画中的图案，点击后会有相应的动态回馈，或可以进入另一个层级出现新的内容，这也是动态插画的又一新魅力。

在感知觉中对艺术设计最有价值的现象之一就是错觉。它将不可能变为可能，在制造视觉冲突的同时凸显意义表达，以增强人们的视觉好奇。其独特的立体感以及不存在的非现实形态具有魔幻般的神奇魅力，十分有趣。它突破了一般二维元素的表现形式，在二维的平面上添加、运用了更丰富的空间视觉语言，使插画艺术更新颖、更有效的传递信息。利用这些 手法进行设计，可以将原本司空见惯的形象变得不可思议，令人玩味。这是动态插画创作中一种制造新视觉、新情趣的有利手段，使得画面极具立体感。追求动感是一种符合时代潮流、充满活力、充满美的力度感和节奏感，并给人以偷悦视觉感受的一种设计手法。有动感的插画更容易表达出强烈的生命意味。

新颖的视听语言

动态插画是一门新兴的动态视觉艺术，与其他视觉艺术不同的是，动态视觉艺术是建立在活动画面基础之上。如今动态插画创作可以融入声音、图像、音乐等元素，动态图案是它传达信息的主要部分，而有了声音等其他形式的补充，传播的信息量也随着增大。动态视觉艺术我们最早接触到的是以电影、电视为主的艺术，之后又出现动画艺术，有不少人将动画理解为是一种活动的画，动画的美实际就是绘画的美，而和绘画的不同就在于它是动的，这个观点有失偏颇。动态插画有着跟动画不同之处除了之前所说的具有交互性外，由于它是给文字配图而存在的，它与文字出现在同一页面上，这个页面所停留的时间长短是由读者所控制的，因此它不像动画叙事那样衔接紧密，环环相扣。动态插画中图案的运动也是相对的，并不像动画那样更多的考虑到镜头的运动，它反而是像一个固定镜头拍摄画面，紧紧只是画面中的被摄物体在运动，而且通常画面中的图案运动会有重复性或者运动后突然静止，这是因为每个页面停留的时间是不可控制的。电子书籍中的动态插画还能配上背景音乐，或者相应的文字也有专门的人有感情的朗读，这样新颖的视听感受，给读者新鲜的刺激。

多维的动态展示

篇7

[关键词]分子生物学；川贝母；聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性

[中D分类号] R917 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2017）02（c）-0092-04

Technical essentials for molecular biological method on identification of Fritillaria cirrhosa and its decoction pieces

YAN Hai-xia TAN Cheng DU Xiao-wei CHEN You-gen FU Xin-tong

Department of Traditional Chinese Materials，Beijing Institute for Drug Control（Beijing Center for Health Food and Cosmetic Control），Beijing 102206，China

[Abstract]Traditional Chinese Medicine is traditional medicine of china，which has extensive use in clinic treatment and daily health-care.The quality of Chinese medicinal materials and Traditional Chinese Medicine decoction pieces relates greatly to the clinical curative effect and security，which is also very important to the development of Traditional Chinese Medicine property.The identification of Chinese medicinal materials and Chinese medicinal decoction pieces is a focal point in traditional Chinese medicines profession，with the development of life science and technology leap，a variety of molecular biology technology is gradually used in medicinal plants and animals and the base source identification of Chinese Medicinal Materials，achieved good results.The "Pharmacopoeia of the People′s Republic of China" since 2010，contains the Chinese medicinal materials and medicinal slices （e.g，Agkistrodon，wu pin snakes and Fritillaria cirrhosa） molecular biology method，is to adopt new technology，new method to control the quality of traditional Chinese medicine.Standard has been four years，but brother units generally reflect the various technical problems encountered in the inspection process，it can′t solve.Identification based on the molecular biology of Fritillaria cirrhosa，for example，by summing up the main points that need to pay attention to the process of technology and common problems，aiming at will or are engaged in the inspection work colleagues to provide experience for reference，so that more efficient to complete the experiment successfully.

[Key words]Molecular biology；Fritillaria cirrhosa；Polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism中药作为中华民族的传统用药，在临床和日常保健中有着越来越广泛的应用。中药材和中药饮片的质量关系到临床疗效及用药安全，对我国中医药产业的快速健康发展至关重要[1]。中药材和中药饮片的真伪鉴别一直是行业关注的重点，随着科学技术的进步，分子生物学方法逐步被应用于中药材的鉴别[2-6]，2010年版《中国药典》及其第一增补本收载了蕲蛇、乌梢蛇和川贝母的分子生物学鉴别方法[7-8]，并在2015年版《中国药典》中得到修订和保留[9]。这是采用新技术新方法控制中药质量的有益尝试，但兄弟单位普遍反映在检验过程中常遇到各种技术问题，无法解决。北京市药品检验所2012年即开展蕲蛇和乌梢蛇的聚合酶链式反应（PCR）鉴别，以及川贝母的聚合酶链式反应-限制性内切酶长度多态性（PCR-RFLP）检验工作，至今已完成检品近200件，过程中积累一些经验和教训。笔者以川贝母为例，将检验过程中遇到的问题作一总结归纳。

川贝母始载于《诗经》中，称之为“虻”，《神农本草经》中将其列为中品，之后的历代本草均有记载[10]。川贝母作为清热润肺、化痰止咳的良药，数千年来一直多有应用，并被学者认为以“川产者为妙”[11]。2005年版《中国药典》收载的川贝母有4个基源，分别为川贝母、暗紫贝母、甘肃贝母和梭砂贝母[12]， 2010年版和2015年版《中国药典》中川贝母的基源增加2个栽培品，即太白贝母和瓦布贝母，至此，川贝母的基源为6个[7-9]。川贝母价格较贵，且资源有限，市场上常见以平贝母、小伊贝母、小东贝母冒充川贝母的情况，混伪品与正品川贝母药效不同，如混用会影响用药安全[13-14]。为此，2010年版《中国药典》第一增补本收录了基于ITS序列的川贝母PCR-RFLP鉴别方法[8]，该方法利用川贝母在ITS1序列上有且只有一个SmaⅠ酶切位点，而其它川贝母在这一位置上存在碱基变异，不能被SmaⅠ识别并切割的原理，从而实现川贝母的真伪鉴别[15]。

1《中国药典》中川贝母PCR-RFLP鉴别的步骤简析

2015年版中国《中国药典》中川贝母的PCR-RFLP鉴别包括3个步骤：①样品的前处理、粉碎和DNA的提取；②川贝母PCR-RFLP鉴别反应；③电泳检测。在实际检验操作过程中，还应该包括正式实验之前准备试剂耗材和实验完毕之后生物废弃物的处理部分。

2川贝母PCR-RFLP鉴别项技术要点分析

2.1 实验前试剂和耗材的准备及前处理

分子生物学鉴别与理化鉴别不同，前者对试剂和耗材的无菌程度要求较高，如果不注意实验前的灭菌过程，往往会导致实验失败。

在DNA提取、纯化、扩增、酶切和电泳过程中均会使用试剂，目前常用商品试剂盒，按照试剂盒使用说明操作即可；试剂盒配备的无菌超纯水，可用实验用无菌超纯水代替，为过滤超纯水经高压蒸汽灭菌30 min所得。实验中常用到的耗材，包括钢珠、镊子、刀片、滤纸、玻璃平皿、不同规格的枪头、不同规格的离心管等，都应进行高压蒸汽灭菌并烘干后使用，以免污染样品，影响实验结果。

在正式实验之前，除上述灭菌步骤外，建议用医用酒精喷洒实验台面，擦拭移液枪和一次性手套外壁，待酒精挥干之后，再开始实验。

2.2样品的前处理、粉碎和DNA的提取

关于样品的前处理和粉碎，《中国药典》中规定“取本品0.1 g，依次用75%乙醇1 ml、灭菌超纯水1 ml清洗，吸干表面水分，置乳钵中研磨成极细粉”，即为对样品进行表面灭菌后，进行研磨粉碎。手工粉碎的方法在样品批次较多时，效率较低，建议使用球磨仪进行粉碎，可更高效快速地得到样品极细粉。使用球磨仪时，将样品连同灭菌后的钢珠适量置于离心管中，利用样品、钢珠、离心管之间的高速碰撞，使样品得以粉碎，注意勿使样品长时间处于高速震荡中，以免长时间的高速震荡产生大量的热，导致样品降解，适当频率、短时间、多次研磨即可。

《中国药典》规定使用新型广谱植物基因组DNA快速提取试剂盒提取DNA，提取过程中需要注意的是，为将吸附柱上的DNA完全洗脱下来，建议尽量将洗脱液加在吸附柱中心的滤膜上。

PCR-RFLP实验需要随行空白和对照，分别用与样品等量的无菌超纯水和对照药材来进行实验，切勿忘记。

2.3 PCR-RFLP反应

这部分可以分为两个步骤，首先是聚合酶链式反应，即PCR扩增反应；第二步是酶切反应。

在PCR扩增反应部分，《中国药典》明确规定各种试剂和样品的加入量以及扩增条件，按照《中国药典》要求操作即可。需要注意的是，吸取试剂时，一定要排尽气泡，由于试剂的加入量都非常小，滴加试剂时，常常出现试剂聚集在枪头尖端，形成一个小液滴，难以滴下，可以将液滴打到离心管内壁上，利用其与离心管内壁的吸附作用力，将液滴留在离心管内；最后用无菌超纯水补足30 μl反应体系后，将离心管盖盖好，至于离心机中，离心30 s，以使试剂、样品和水在离心管底部充分混匀，更有利于PCR反应的顺利进行，可以大大增加扩增反应的成功率。

酶切反应，可以在滴加SmaⅠ后，再滴加适量BSA，它是一种酶切反应催化剂，能够使酶切反应进行更彻底，酶切效果更好；通常SmaⅠ与BSA的体积比约为1∶2，例如，在川贝母的PCR鉴别试验中，SmaⅠ加入量为0.5 μl，BSA的加入量为1 μl。滴加BSA后，酶切反应的体系仍为20 μl，所以无菌超纯水的加入量要相应减少。酶切反应的条件应设置为30℃，反应2 h。

2.4 电泳检测

酶切反应完成后所得到的溶液，含有标准规定的长度在100～250 bp的两条DNA条带，需要用琼脂糖凝胶电泳法进行检视。

首先，需要制胶和配制电泳缓冲液，制胶用缓冲液和电泳缓冲液应保持一致，用1%的TAE或TBE即可。制胶过程中注意做好防护，切勿烫伤，待胶溶液温度下降至60℃左右时，滴加少量GelRed，振摇混匀后缓慢倾倒入插好梳子的胶槽中，注意不要产生气泡，以免影响电泳效果。待胶凝固并冷却至室温后，即可将其转移至电泳槽中，准备电泳。

其次，依次将样品、对照药材、空白对照加入胶孔中，注意不要戳破胶孔边缘或戳穿胶孔底部，以免影响电泳效果。如果购买的商品试剂中已加入加样缓冲液，样品中无需再加入；如果没有，则需要提前将加样缓冲液分别与样品、对照药材、空白对照混匀，再依次上样。加样缓冲液有两个作用：一方面其密度较大，可使样品沉积在胶孔底部，避免样品上浮外溢，保障电泳条带密集紧凑，防止扩散；另一方面，其中添加染色剂，可以在电泳过程中指示前沿。

电泳结束后，可将凝胶置于凝胶成像仪上进行检视。正如标准中所规定，在c对照药材凝胶电泳图谱相应的位置上，在100～250 bp应有两条DNA条带，空白对照无条带。

2.5 废弃物的处理

实验完成后应妥善处理所产生的废弃物，该实验所使用的试剂有少量生物毒性，建议用过的枪头、试剂瓶、离心管、凝胶等废弃物，均应按照生物废弃物或医疗废弃物妥善处理，以免污染环境或对他人造成伤害。

3常见问题探析

3.1 引物聚合物问题

在电泳之后所得到的胶图上，常会在

3.2 胶图中除目标条带外，出现多条条带

如图2所示，除100～250 bp的两条目标DNA条带外，还有些杂乱不明显的条带，通常是由于实验过程中的操作不规范，样品被污染，出现其它物种的DNA条带。实验前的灭菌过程和实验过程中的规范操作是保证样品不被污染的重要条件。

3.3胶图中的条带出现弥散的情况

可能原因有两点：一方面可能是制胶所用缓冲液与电泳缓冲液不一致，应保持一致；另一方面，可能是泳缓冲液长期未更换，缓冲盐浓度变化，或缓冲液被污染，应及时更换缓冲液。

3.4 设置污染区的问题

虽然显色剂GelRed毒性较小，仍建议设立污染区和非污染区，安排专用容器盛放加有GelRed的琼脂糖凝胶，佩戴专用手套拿取被污染容器，不要用可能被污染的手套接触冰箱把手、移液枪、电脑键盘和鼠标等公用器材，共同维护实验室生物安全。

3.5 酶切实验的问题

川贝母分子生物学鉴别实验的难点在于酶切反应，检验人员普遍反映酶切反应成功率低。经考察，实验成败的关键点在于酶切试剂的加入，前文已详细介绍酶切试剂的加入量及加入种类，此处不再赘述。

4 小结

以上技术要点和常见问题是在检验和研究工作中积累和总结的经验教训，将其整理成文，以帮助从事相关工作的同仁们更为顺利地完成实验。

分子生物学技术在中药鉴定方面的应用方兴未艾，目前仅有蕲蛇、乌梢蛇和川贝母的分子生物学鉴别收入《中国药典》标准，分别采用了PCR和PCR-RFLP鉴别方法；DNA条形码方法在中药材鉴定方面取得较好的效果[16-17]，《中国药典》2015年版四部收载了“中药材DNA条形码分子鉴定法指导原则”，但《中国药典》一部正文中尚无品种采用该方法鉴别[18]。分子生物学为解决中药材的多基源问题打开了一扇门，但在面对药材和饮片掺伪问题及同一药材种下等级鉴别时，仍时有困难。中药鉴定道阻且长，需要经验鉴别、分子生物学技术、理化鉴别和显微技术的共同合作，才能真正实现中药材和饮片的明确鉴定，才能保障中药产业的长足发展。

[参考文献]

[1]齐耀东，高石曼，刘海涛，等.中药材质量可追溯体系的建立[J].中国中药杂志，2015，40（23）：4711-4714.

[2]Pathak H，Jaroli DP.DNA finger printing analysis of enght species of Dendrobium found in western ghats using RAPD and ISSR[J].Indian J Funda App Life Sci，2012，1（2）：306-309.

[3]周亭亭，于文静，李明成，等.川贝母DNA检测试剂盒的研制与评价[J].中国药学杂志，2014，49（6）：501-504.

[4]谭莹，张丽华，李明成，等.中药材川贝母DNA指纹鉴定研究[J].中国药学杂志，2011，46（1）：14-16.

[5]唐晓晶，冯成强，黄璐琦，等.高特异性PCR方法鉴别乌梢蛇及其混淆品[J].中国药学杂志，2007，42（5）：333-336.

[6]Kang JY，Lu JJ，Qiu S，et al.Dendrobium SSR markers play a good role in genetic diversity and phylogenetic analysis of Orchidaceae species[J].Sci Hortic，2015，183（183）：160-166.

[7]国家《中国药典》委员会.中国药典[M].一部. 北京：中国医药科技出版社， 2010：34-35.

[8]国家《中国药典》委员会.中国药典[M].第一增补本.北京：中国医药科技出版社，2010：83-84.

[9]国家《中国药典》委员会.中国药典[M].一部. 北京：中国医药科技出版社，2015：36-37.

[10]肖培根.新编中药志[M].1卷.北京：化学工业出版社，2002：111-114.

[11]金世元.中药材传统鉴别经验[M].北京：中国中医药出版社，2012：27-30.

[12]国家《中国药典》委员会.中国药典[M].一部.北京：化学工业出版社，2005：25-26.

[13]颜晓燕，童志远，晏子俊，等.暗紫贝母、栽培瓦布贝母及浙贝母药效学比较[J].中国实验方剂学杂志，2012，18（10）：244-248.

[14]曹新伟.川贝母的化学成分研究与贝母属药用植物质量评价[D].北京：中国协和医科大学，2008.

[15]张文娟，刘薇，魏锋，等.聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性法用于检定川贝母掺伪情况的研究[J].药物分析杂志，2014，34（10）：1830-1835.

[16]Yao H，Song J，Liu C，et al.Use of ITS2 region as the uninversal DNA barcode for plants and animals[J].PLoS One，2010，5（10）：e13102.

[17]Li DZ，Gao parative analysis of a large dataset indicates thatinternal transcribed spacer（ITS） should be incorporatedinto the core barcode for seed plants[A]//Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America[C].2011，108（49）：19641-19646.

篇8

【关键词】 光纤传输 图像监控 数字化

随着视频压缩技术的不断发展，视频技术在电力系统领域获得了广泛的应用，其中监控系统正是其主要的应用领域。它的目的是为了解决变电所自动化“遥测、遥信、遥控、遥调等四遥”以外新的“遥视”问题。

近年来，电力系统对通信模式的数字化改造，特别是对局、厂、站之间的光缆铺设，使信息数字化综合传输能力大大提高。基于光纤传输方式，采用灵活多变的组网方式实现了一种技术新颖的数字化远程图像监控管理系统，可完成对各级变电站监控和监视，用图像记录变电站的安全和设备运行情况，大大提高了变电站管理水平和安全水平。

一、视频监控发展史

视频监控系统发展了短短二十几年的时间，从最早的模拟监控到前些年火热的数字监控再到现在方兴未艾的网络监控。在IP技术逐步统一全球的今天，我们有必要重新认识视频监控系统的发展。从技术的角度出发，视频监控系统的发展划分为：第一代：模拟视频监控系统（CCTV）；第二代：基于“PC+多媒体卡”的数字视频监控系统（DVR）；第三代：基于“智能视频监控管理软件+芯片及的嵌入式视频编码器”的网络视频监控系统（NVS）。

二、网络数字视频跟模拟视频的比较

1、视频信号可分为模拟视频信号和数字视频信号两大类。模拟视频是指每一帧图像是实时获取的自然景物的真实图像信号，具有成本低和还原性好等优点。但它的最大缺点是不论被记录的图像信号有多好，经长时间的存放或者多次复制之后，信号和画面的质量将大大的降低。

2、在传输过程中，模拟信号跟数字信号也存在着很大的区别。模拟视频信号的传输对距离十分敏感，当传输距离大于300米时，信号容易产生衰耗、畸变、群延时，并且易受干扰，使图像质量下降；其次，有线模拟视频监控无法联网，只能以点对点的方式监视现场，并且使布线工程量大。数字信号通过网线与局域网连接，使处在整个网络的电脑主机都可以访问，这就大大扩展了监控的范围，网络能及的每一个角落都成监控中心。

3、变电站内采用光纤作为信号主传输介质。在市局变电所图像监控一期项目建设中，采用的以模拟信号为主的设备方案，在模拟视频的视频监控系统中，经常会碰到或多或少的干扰，达不到正常工作的标准。造成干扰的原因有很多，但基本上可以归结为三部分：接头、设备跟传输。其中，由于变电所特殊的场内特征，传输过程中所产生的干扰是最常见也是最难以处理的。

视频信号传输质量的好坏，直接取决于信号强度与干扰（背景与线路RI的综合干扰）场强的比值（即信杂比）。根据资料统计，我国220kV线路的无线电干扰（RI），标准条件（晴天，1MHz，距边线20m处）的实测统计值为43.9 dB，而视频输出一般的信噪比为50dB。

综上所述， 变电站内的电磁干扰相对于摄像机的视频信号传输还是有着相当大的影响。但是电缆传输从根本上是无法解决易受电磁干扰的困境，在部分前端设备上仍然需要通过增加抗干扰传输器来降低图像的条纹干扰。

在二期视频监控扩建工程上，在视频信号传输上， 采用将视频信号在单芯光纤上实现实时同步、无失真、高质量地传输，取得了很好的工程建设效果。无需繁琐的现场调节， 稳定性高，适用于不同的工作环境，不受环境干扰影响、传输质量高、能长期稳定工作。因此光纤传输的方式完全可胜任电力系统各电压等级变电站在长距离下、强磁场干扰下等情况的视频监控任务。

4、用光纤打造数字化网络视频监控系统。将现在成熟的光纤通信技术与数字化图像监控技术结合，找到一种最适合电网的模式来建设变电站图像监控系统，既方便施工维护，又能最大程度地利用新技术来打造更好的监控系统。将光纤传输技术引入到变电站的数字化视频监控系统势必会成为一种新的方向，这将大大提升变电站的安全监控及事故分析能力，数字化、光纤化、智能化、集成化将成为变电站视频监控的一个重要发展趋势，有助于提高电力系统自动化的安全性和可靠性。

参 考 文 献

[1] 数字化视频监控系统集成工程设计；硕士；湖南大学；20071018

[2] 新型网络数字视频监控系统的研究；硕士；北京工业大学；20040501

[3] 基于网络的变电站数字化IP视频监控系统

篇9

（1）适应社会需要为目标、以培养技术应用能力为主线设计学生的知识、能力、素质结构和培养方案，毕业生应具有基础理论知识适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点；

（2）以“应用”为主旨和特征构建课程和教学内容体系；

（3）实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力，并在教学计划中占有较大比重。

《单片机技术》和《传感器技术》是高职电气自动化技术专业的两门核心专业课程。这两门课程内容各自为一个体系，但在实际产品应用中，两者往往是结合在一起使用的。作为电子自动化技术专业的高职毕业生，往往需要他们具备解决实际产品的问题的复合能力，比如产品故障查找和修复等，这要求学生除了学会单片机和传感器的专业知识和技能外，必须熟练掌握单片机和传感器之间的电路连接和信号传递关系以及程序编写的技能。

1 研究现状

现目前，我院的电气自动化技术专业的《单片机技术》和《传感器技术》两门课程是独立开课。学生反映单片机技术课程难，不容易弄懂，导致学习没有兴趣；而传感器技术这门课程比较枯燥，对各种传感器的介绍只限于书本上，即使会有用到实物进行教学，但没有动手操作机会，内容抽象，学生学习效果不好。

针对这个问题，我们对四川工程职业技术学院进行了调研，他们的电气自动化技术专业也分别开设了《单片机技术》和《传感器技术》两门课程，学生学习时也同样存在以上问题待解决；同时我们也在网上对四川省内乃至国内的多间高职院校?M行了调研，结他们的电气自动化技术专业都分别开设了这两门课程，但都没有将这两门课程融合在一起进行教学。

2 复合型课程设计

通过调研，我们发现将单片机和传感器这两门课融合在一起进行教学，这是一个很有创新意义的研究。这两门课程是两个独立的知识体系，我们要考虑通过什么方式将这两门课程结合起来，才能实现“二合一”的转变。

首先，将这两门课统一为一门课程，其课程类型定位为实训课，授课内容安排在学生实训周，根据人才培养方案和学科本身的特点，授课时间安排为6周。因为单片机和传感器本来是两门课程，两门学科本来有自身完整的课程体系，为了保证学生能够接受学科完整和连贯的知识系统，所以应该分配独立的时间分别来学习这两门学科。计划分配为单片机实训2周、传感器实训1周、单片机和传感器综合实训3周。

首先从单片机的学习入门，利用前两周学习单片机理论及实验，单片机的功能强大，对其控制也比较难，但本次课程会选取最具代表性的实训课题由浅入深地进行，包括单片机I/O基本控制，单片机定时器及中断系统，最终使学生能够掌握对直流电机和步进电机的控制，为最后一周寻迹小车的综合实训打下基础。

第三周内容为学习常见传感器，主要涉及的传感器有红外传感器、光电传感器实验、超声波、金属传感器、温度传感器、光度传感器、烟雾传感器、压力传感器、重力传感器、PM2.5传感器。掌握这些基本的传感器的工作原理，将传感器采集到的信号上传到上位机，进行简单通信和显示。

第四、五周开始将单片机和传感器结合在一起，以专业特色的实训任务为载体，将各种传感器采集到的信号输入给单片机进行运算，用单片机进行简单的运算和控制，最后输出显示。设计的实训内容有：单片机声音检测仪、单片机控制红外报警器、单片机控制倒车雷达测距仪、单片机控制烟雾报警器、单片机控制温度实时监测仪、单片机控制生产线产品分拣系统等。初步将传感器和单片机结合起来。

最后一周为综合的实训任务――寻迹小车，寻迹小车的结构采用四个直流减速电机驱动四轮前进，四轮采用左右两轮平行安装的结构。小车在单片机控制下能够实现的基本运动，包括前进、后退、左转、右转将使用红外和超声波传感器进行测距，采用光电对管和CCD图像采集进行寻迹，结合单片机控制寻迹小车在场地按要求进行移动。

3 实践结论

篇10

【关键词】新时期 电子科学技术 应用 研究

1 新时期电子科学技术的研究内容

1.1 电子科学技术的概述

新时期的电子科学技术包括了计算机技术、信息技术、电子技术几个不同的部分。为了培养更多的专业科技人才，满足社会和企业的需要，很多学院都开设了相关的课程。而且还对专业进行了细分，划分了不同的方向，比如电子信息技术、图像技术、通讯技术等，使得学生能够根据自己的需要来进行选择专业。从目前来看，这方面的人才缺口仍然非常大。

对于电子信息科学和技术而言，其所关系到的内容包括了以下这些：

（1）电子本身的运用规律，也就是电子自身的发展规律；

（2）电子设备里的电磁场等；

（3）光电子材料、电子线路等。

以上全是关于电子科学技术的内容。不仅如此，对于电子科学技术而言，其研究的重c是电子技术方面的运用。要想使得电子科学技术得到发展，就必须要研究清楚每一个方面，掌握电子科学技术的要领。

1.2 电子科学技术的状况

在大规模集成电路产生以后，计算机诞生和出现了，其使得电子技术产生了非常大的改变。从20世纪50年代开始，工业、机械、制造业、武器等领域的技术均得到了一定的进步。因此人们生活中也出现了不同的家用电器，比如计算机、电冰箱等等。但因为我国的经济发展水平不高，所以电子产业的发展速度也非常慢。经过了几十年的不断进步，我国已经形成了一个非常成熟的产业链。尤其是上个世纪80年代以后，我国的工业、制造业、材料业均得到了一定的进步，而且还引进了国外的先进技术，极大的提高了生产的效率和速度。

2 新时期电子科学技术

2.1 信息通信网络领域的应用

在信息网络通信领域里，电子信息技术一般是通过信息网络里的数据进行传递，然后采取一系列的技术来设计数据传递终端设备。信息网络通信领域的作用是促进信息的传递，信息网络一般需要通过网络来进行支持。操作和运行的时候，通讯网络里很多都是借助电子设备来对信息进行一定的传递。根据这个方面来进行分析，电子科学技术在网络信息通信里的应用非常多，举个例子，平时生活中用的POS机、座机、手机等，都需要对信息传递。在传递中产生的问题，基本上都依靠电子信息技术来解决。

2.2 “互联网+”领域的应用

如今的社会，网络已经普及，不管是工作和学习，都需要利用网络。如果没有网络，社会的发展将会非常滞后。当前这个“互联网+”的时代，也属于互联网+各行各业的布局。也就是说，不管哪个行业和领域，都必须要以互联网为依托，借助电子设备和相关的技术，来实现行业的进步和发展。可以这样说，“互联网+”的现状使得传统行业的限制得到了突破，也使得更多的行业和领域都得到了一定的进步和发展。也因此，其对于行业的保护是非常有利的。

2.3 工业产业领域的应用

在如今的工业生产中，很多都采用了大型设备来进行操作。同时，也采用电子科学技术来改变了过去手工操作的方式，提高了生产效率，解放了生产力。尤其是在工业控制领域这方面，比如智能化生产、机械化生产等，都和自动控制系统进行了联系，极大的满足了生产的需要。此外，为了更好地达到自动化的生产要求，很多生产企业还引进了先进的电子控制信息技术。这些相关的技术都是通过电子技术里的电子电路、微处理器技术而开发出来的。所以，工业设备的生产技术的重点也就是电子科学技术。

2.4 汽车电子领域的应用

在其他领域当中，电子科学技术的应用都是为了对信息进行搜集和处理。但是在汽车电子领域当中，其最重要的技术是借助电子信息技术来对汽车的发电机来实施智能化的控制和操作。汽车电子信息系统里有很多的网络传感结构，比如温度传感器、压力传感器。所有的网络传感器都需要借助发动机的电子控制单元提供发动机相应的数据，再借助一定的处理来获得相应的结果。此外，还有中央喷射器等一系列的部件，其可以完成不同的指令。这就是汽车领域里的电子信息技术的应用，其促使汽车变得更加先进、智能。

2.5 军事领域的应用

我国的海岸线超过了18000公里，国防政策是战略防御，采用电子水声工程能够促进海上的防御和维护。电子水雷属于一种新型的技术，其将电子技术和传统水雷技术结合，并且放在水中。可以起到封锁海区航道，抵御等一系列的作用。除此之外，其也可以对敌军的行动进行阻止。而水雷引信则是将电子技术和引信技术进行结合的一种技术，作用是对舰船进行判断和分析。如今，在舰船上多采用了隐身和降噪的技术，使得舰船的功能越来越强大，这对于军事方面的防御和打击，能够起到非常重要的作用。

3 电子科学技术在未来的发展趋势

上个世纪70年代，我国开始广泛应用电子科学技术。网络系统的产生建立了一个全新的虚拟世界环境，使得网络中的信息可以共享和传递。所有人都可以通过网络传播信息，查询自己需要的信息。因为需求量的不断增大，使得基于网络的应用也开始渐渐的发展起来，产生了不同的信息解决方案。但是，建立在电子科学技术中的各种应用，最大的制约问题便是安全性。随着电子科学技术的不断发展，开放性和不能进行追溯的特点也导致安全问题更加严重和突出。

4 总结与体会

电子科学技术的大力发展，不但提高了生产效率，而且还改变了人们的消费观念，生活方式，导致各个领域都产生了不同的变化。因此必须促进电子科学技术的进步，对电子科学技术进行合理的应用，这样才能使其发挥出一定的作用。

参考文献

[1]霍翔.探讨电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].科技创新与应用，2016（30）：145-145.

[2]谢健君.现代科技馆展品设计与电子科学技术[J].科技传播，2015（03）：166-168.

[3]李悦丽，张汉华，黎向阳.“电路”课程教学中的实例教学法探讨[J].中国电子教育，2013（02）：54-56.

[4]刘晓玲.关于刑事电子科学技术痕迹检验的探究[J].通讯世界，2014（11）：244-244.

[5]熊婷.对新时期电子科学技术及应用研究[J].中国科技纵横，2013（22）：294-294.

篇11

关键词 PWM；模拟电子；斩波恒流；开环控制；数字快速电磁阀

中图分类号：TP211 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）13-0013-01

军用航空、舰船发动机控制系统的控制方式正从机械液压式向全权限数字控制方式发展，为提高电子控制器的可靠性，保证发动机在执行任务中绝对可靠的工作，就必须保证控制系统的可靠性和稳定性。

在现行的军用航空、舰船发动机控制系统中，数字高速电磁阀的控制是单片机（下面简称为MCU）去控制的，这种控制方式虽然可以满足工作需要，但是由于我国的电子基础工业还比较落后，目前我国还无法生产出满足军品需求的军品级MCU，选择军品级MCU就得从国外购买。

由于一些国家对我国进行技术封锁，从国外购买军品级MCU非常困难，甚至根本买不到，为保证国防装备建设有保障，我们试图从工业级的MCU中经过高低温处理筛选出符合军品使用的MCU，然而这样筛选出的MCU并没有绝对把握保证其工作性能的稳定性和可靠性。正是这个原因，在我国军用航空、舰船发动机控制系统的设计中，往往避开使用数字高速电磁阀，或者最好不用，能用其他控制方式替换的就用其他方式替换（如在目前的军用航空、舰船发动机控制系统中，对流量或压力的控制，一般会选用电液伺服阀作为控制流量或压力的执行机构，而不会选择数字高速电磁阀作为控制流量或压力的执行机构），或者仅仅把数字高速电磁阀当作开关阀使用。如在某温度限制器，就用非脉宽调制电磁铁和分油活门组成一个温度限制控制系统，而这个温度限制系统抗污染能力差，要求机械加工精度很高、要求燃油清洁度较高、调试非常困难。

如果用军品级MCU或本模拟电路控制装置和数字高速电磁阀组成温度限制控制系统，去控制燃油流量，也可以完全实现温度限制的目的，而且本系统要求机械加工精度不高、抗污染能力强、调试简单方便、体积相对较轻、维修方便等特点。在目前的军机上使用的数字高速电磁阀大多是作为开关阀使用的，而把数字高速电磁阀作为开关阀使用，所要求的控制电路相对比较简单，不需要进行复杂的算术运算，所以就不需要军品级的MCU来控制数字高速电磁阀。另外使用MCU去控制数字高速电磁阀也有以下不足之处：1）相对于模拟电路控制，运行速度和控制速度比模拟控制方式的慢；2）相对于模拟电路控制，抗干扰能力比用模拟模拟控制方式的要差；3）在和其他的系统构成闭环控制方式中，会对其他系统的运行产生影响，降低了整个系统的运行速度；4）最重要的是我国目前还不能生产出满足军品等级的MCU。

当前使用的数字高速电磁阀控制系统，除了用MCU控制外，还有通过控制输入直流模拟信号的大小控制数字高速电磁阀工作的占空比、不能加入3～5 kHz高频载波（高频载波应该由一个脉宽大于数字高速电磁阀开启时间再加上一个3～5 KHz的频率构成，如果高频载波只有3～5 kHz的频率载波，数字高速电磁阀将会出现工作不正常的情况）的模拟集成电路控制装置，用这个模拟集成电路产生的脉宽调制信号去控制数字高速电磁阀，因为没有3～5 kHz的高频载波，每次数字高速电磁阀的启动和停止就必须克服动摩擦和静摩擦，所以会给数字高速电磁阀产生很大的滞环或出现阀芯卡死现象，没有高频载波，还可能使数字高速电磁阀的驱动管的温度过高而损坏驱动管，另外还增加了整个系统的无用功耗。

为解决用MCU控制数字高速电磁阀所带来了的缺点，同时还解决在控制数字高速电磁阀中，必须要加入高频载波的这一特点。可以用电路一（图1）：它具有高可靠性、结构简单、调试方便、体积较轻、维修方便、自由选择是否加入高频载波等特点；在降低整个系统的无用功耗、提高数字高速电磁阀的运动可靠性、减小滞环、提高数字高速电磁阀的稳定性有显著的作用；还为军用航空、舰船发动机控制系统中选用数字高速电磁阀作为执行机构提供了保证。本控制装置还增加了能接收0 mA～170 mA的电流信号的电路；当电流小于60 mA时，输出的占空比为0%，当电流信号为60 mA～170 mA时，输出的占空比为0%～100%线性对应，当电流信号大于170 mA时，输出的占空比为100%，这为我国目前某型航空发动机控制系统的限温系统中选用数字高速电磁阀来直接控制燃油流量提供了技术保证，也打破了西方国家对我国在军用电磁阀控制技术的垄断。另外它还可以用于控制开关型电磁阀，直接作为开关阀的控制装置。

本电路说明：本电路的功能能否实现，三角波能否稳定工作是一个关键的因素。在三角波设计时，还应该注意三角波上升沿和下降沿是否对称，应该注意三角波发生器中电阻和电容的取值大小和精度，最好选择用精密电阻和精密电容；因为三角波的频率决定了PWM的输出频率。另外还应该注意所有电子元器件的温漂现象。要考虑到电子元器件随着温度的升高电阻值增大随着温度降低而减小的物理现象，特别是要考虑当输入信号为电流信号的情况，应该考虑电流转换为电压的转换电阻的大小和使用环境的关系，如果控制装置的使用环境的温度过低，应当把转换电阻适当增加，如果控制装置的使用环境的温度过高，应当把转换电阻适当减小。这样才能保证输出的占空比在0%～100%的范围内。

参考文献

[1]赵保经.电力电子技术与运动控制系统[M].国防工业出版社，1995.

[2]吴勤勤，黄祯地.电动控制仪表及装置[M].化学工业出版社，1989.

[3]模拟电子技术基础[M].清华大学出版社，1989.

篇12

【关键词】微电子技术 电路芯片 发展前进

一、引言

微电子学是研究微型电路、系统的电子学的分支，其主要研究方向是离子或者电子在固体材料中的应用，并通过它来实现信号处理功能的科学[1]。如今微电子技术在电子学、化学、物理学、机械加工等一系列都广泛的应用，其最主要的特征就是实现了电子器件的微型化，做到了核心电路系统的集成。

二、微电子技术的定义以及影响

（一）微电子技术的定义。微电子技术是在本世纪六十年代随着集成电路（IC）而诞生的一门新的电子技术，尤其是在一些大规模的集成电路发展当中表现的尤为突出，其中微电子技术包含了器件物理设计、系统电路设计、材料制备、工艺技术等一系列专门的技术，简单来讲微电子技术就是指微电子学中的各项工艺技术的总和，是1947年在晶体管的基础上慢慢发展起来的。

（二）微电子的影响。当今社会科学技术的发展速度是日益飞涨，在这强大的发展阵势当中影响最大、其最具有代表性的就是微电子技术的发展。微电子技术作为目前电子信息发展的基础核心，其对生活、通讯技术、网络技术以及计算机技术等等产业的发展都具有直接性的影响。

1.微电子对我国未来发展的主要影响。微电子技术的不断开发利用引起了世界电子行业的新革命，在微电子的技术的指导之下，使得我国的电子行业的发展变得突飞猛进，从而最大限度的满足了市场人民的生活需要。

2.微电子技术对人类生活的影响。微电子技术开发使得信息的放大、获取、储存、传输、处理等等变得方面，外加微电子器件的大量发展使得我们MEMS系统以及器件都具有体积小、功耗低等等特点方便了人类的日常生活。

二、当前微电子技术发展所面临的限制

微电子技术在电子行业的发展主要表现在集成电路芯片的制造方向。随着微电子技术的不断更新，所制造出的各种高纯度单晶硅片逐渐被投入电子行业，加速了电子行业的发展，在IC芯片的容量方面也提到了很大的改善。但是根据摩尔定律的预言，微电子技术的在电子行业发展方面还是面临着极大的挑战，这要挑战主要可以归纳成以下四个方面。

（一）物理规律限制。微电子技术发展的基础是硅基互补金属氧化物半导体（CMOS），而集成电路性能的提高是通过电源电压以及器件合理缩小来实现的。但是对于集成电路的缩小并不是无极限的缩小，而是受到了电源电压、氧化层厚度以及器件沟道长度的影响。在目前的集成电路当中无法通过物理学来克服这些电子、离子的反物理规律运行，从而很大程度上阻碍了电子技术发展[2]。

（二）材料限制。决定微电子材料性质的参数主要有载流子的迁移率μ、介电常数ε、击穿电场强度Ec、载流子的饱和速度vs、热导系数K等，目前世界上微电子技术所用的主要材料都是硅，而硅的这些性质使得微电子技术在集成电路的高度集成时就容易受到限制，影响微型化的进步发展。

（三）工艺技术限制。微电子工艺技术主要针对的是微电子应用制作，主要包括了微细线条加工以及高质量薄膜的离子注入控制。其工艺的主要挑战就是光刻设备的利用。虽然按照摩尔定律的发展光刻设备已经从1微米推进到了0.05微米，但是如果还想进一步的微化光刻设备基本是不可能。

（四）半导体的限制。半导体是在常温的状态下介于导体和绝缘体之间的材料，其也是电业行业采用的一种工艺材料，其中微电子技术在半导体材料中由于受到材料性质的各参数影响，致使了微电子技术面临着沟道杂质涨落的限制、半导体模拟与模型的限制以及强电场影响和氧化层等方面的限制，使得微电子技术在设计仿真的工艺当中，面临着各方面的限制。

三、微电子技术的发展前景

根绝微电子技术在电子行业发展中所遇到的限制问题，研究人员必须通过新的方法寻找到新的解决途径，并且通过在基本的物理规律上综合其他学科创新出新的产品，以帮助微电子技术的发展，从而进一步维持摩尔定律。

（一）碳纳米管。为了克服越发困难的硅工艺技术，研究人员开始才材料着手，寻找到一种能够代替硅的材料，来集成电路当中线宽缩小的问题。经过多年的研究碳纳米管制成的晶体管在2001年终于出现了，其大量的应用到了电子生产行业当中。纳米材料打破了硅性质参数的限制，提高了电路当中的信号强度，推动了微电子技术的发展。

（二）塑料半导体技术。塑料半导体是微电子技术与化学有机的结合，它和硅半导体晶体管不一样，塑料半导体是用塑料制作成晶体管，这种晶体管可以采用精密的喷墨技术以及印刷技术，在很短的时间内就可以完成一个作品的制作。

四、微电子技术在电子行业发展的重点

随着市场经济的调控以及电子产品消费的需求使得目前电子业的发展逐渐从传统的生产模式转向了高速率、大容量、低消耗、移动化、多元化等多功能的生产模式，从而也导致了电子行业所需的电路要求也越来越高，传统的IC设计已经无法再满足电子产品的生产需要。正是因为在这种市场需求的推动之下，IC设计工艺水平也逐渐得到了提升。微电子技术的开发只有把握住了整个行业生产发展的重点，制作出的各式产品也越来越多，才可提升了整个行业的发展速率。

五、结束语

微电子技术一门渗透性很强的技术，通过近几年的发展不仅和电子学、化学、物理、生物、计算机等学科有机的结合成了一体，给人类的发展生活提供了良好的物质基础，而对于电子行业来讲，应该时刻把握住集成电路高速率、大容量、高密度等多功能的发展方向，利用微电子技术的不断进行创新[3]。

参考文献：

[1]晏博武；张兆春.微电子技术发展和展望[A].舰船电子工程.2009，（5）：7―9

篇13

（中国92932部队，广东湛江524016）

摘要：为了在船用设备修理过程中提供可用的平台罗经信号，介绍了使用于某设备的平台罗经模拟器实现过程，该方案以单片机+FPGA+DSC模块为核心，单片机实现人机交互，FPGA实现系统逻辑控制，DSC模块生成平台罗经信号。实测表明，该方法设计简单，满足船载设备的要求，可以实现转速比为1∶36的粗精双通道罗经信号模拟。

关键词 ：FPGA；DSC；罗经；伺服系统

中图分类号：TN802?34 文献标识码：A 文章编号：1004?373X（2015）15?0060?03

收稿日期：2015?02?12

0 引言

由于舰船航行中，受到海浪影响，造成船体摆动，使雷达等设备平台无法相对大地平面静止，为保证使用精度，稳定雷达天线平台，雷达必须使用平台罗经数据，消除舰船摇摆的影响。

在船上，使用罗经数据需要协调多个部门，严重影响设备修理进度与修理、调试质量。为解决这一矛盾，本文针对某型号雷达特点，研制了适用于该雷达的平台罗经模拟器。

1 原理

1.1 雷达稳定平台原理

该型雷达使用粗精双通道平台罗经信号，进行船摇信号的隔离，伺服系统的原理图如图1所示。

伺服系统工作时，船摇RDC 模块将平台罗经送来的横摇、纵摇信号转换为数字信号，送至中心机。同时，天线的俯仰角旋转变压器检测天线当前的俯仰角度，并将该信号送到天线SDC模块，转换为数字信号后送至中心机。中心机接收到RDC 模块和SDC 模块数据后，对该数据进行比对、解算，计算出俯仰角度误差，送至误差DAC芯片输出，用于驱动天线俯仰电机，向减小这种误差的方向运动，克服船摇对天线的影响，保证天线平台的稳定。

1.2 粗精机构测角原理

在单通道转换器的测角系统中，转换器的分辨力最终要受到测角元件制造误差的限制。在许多测角精度要求较高的场合，这种转换器难以胜任[1]，而粗精双通道测角由于采用了精通道数据进行校正，其测角精度是单通道测角系统的N 倍[2 ?3]。粗精机构组合原理如图2所示。

粗精机构组合的含义是粗示机构轴角转过1圈时，精示机构轴角则转过n 圈[4]，即由粗示确定轴角的粗略，由精示确定轴角的精确位置，粗精角组合得到真实的机械轴角[5]。

2 系统设计

2.1 设计指标

为了实现对舰船航行姿态的逼真模拟，完成与该设备的对接，特提出以下设计指标：

（1）测角通道：粗精双通道；

（2）转速比：1∶36；

（3）功能：转动、指定角度定位功能；

（4）天线角度连续变化规律：横摇、纵摇角度呈正弦规律变化；

（5）最大变化角度：横摇：-25°~25°；纵摇：-15°~15°。

2.2 硬件设计

当前，模拟罗经的主要实现方式如表1所示。

在本设计中，由于需要实现横摇、纵摇粗精通道的角度计算，同时使用的DSC为14位数字输入，并且需要实现较好的人机交互，只使用单片机、DSP或者FPGA，虽然能完成该设计，但程序设计难度较大。所以为降低难度，简化设计，本系统提出了单片机+FPGA+DSC模块的硬件实现方案，系统原理图如图3所示。

系统设计中，利用单片机编程简单，容易实现与液晶显示器互连的特点，使用单片机作为控制中心，用于接收用户设定的罗经运行数据，并且实现与FPGA的互连，实现当前横摇、纵摇信息的实时显示。利用FPGA强大的逻辑控制能力和大量的I/O管脚的特点，将FPGA作为系统的逻辑控制中心，用于实现对角度的计算，同时完成对角度粗精通道的分解，并将数据送至DSC 模块，实现角度的传送。

2.3 FPGA程序设计

FPGA作为系统的逻辑控制中心，实现各个芯片之间的协同工作，并实现角度的正弦变化，因此FPGA 是整个系统的核心部分，FPGA 程序直接影响系统性能。FPGA程序逻辑图如图4所示。

接收模块：接收从单片机发送来的用户设定信息，包括船摇摆动方式（连续、定位），船摇最大角度（Am）船摇周期（Tc），并将上述参数送至状态逻辑模块。

状态逻辑模块：用于控制船摇的工作状态。尤其在用户设定船摇角度变化时，为防止输出角度出现大的角度跳变，该模块只允许在当前角度为0°时，将设定的最大角度值写入乘法模块，同时，根据用户输入的船摇周期，控制对ROM表的查询速度。

正弦数据表：根据设计需求，角度需要呈正弦变化，因此在FPGA 中需要实现正弦计算。但对于FPGA 而言，要实现正弦计算，需要进行单独的算法设计，难度较大。基于正弦值的对称性，将第一区间的正弦值存储于ROM 中采用查表法，通过读写顺序的变化，获取正弦值。该模块采用状态机实现，如图5所示。

State1 和State3 为正序读取ROM 表，State1 实现第一象限值，State3 将读取值进行反相实现第三象限值；State2 和State4 逆序读取ROM 表，State2 实现第二象限值，State4将数据反相后实现第四象限值。

乘法模块：将用户设定的最大船摇角度和查询得到的正弦值相乘，实现a(t) = Am × sin(2π × Δt)，其中，a(t) 为计算得到的当前值。

粗精通道解算模块：将乘法模块计算得到的角度值，根据1∶36的转速比，转换为对应的粗精双通道角度数据。

数字角度分解模块：由于使用的DSC 模块为14 位数字角度输入，因此该模块将粗精通道的角度数据分解成14位的数字角度值送到DSC模块。

3 结论

本文采用单片机+FPGA+DSC模块的设计方案，以FPGA 为控制核心，使用查表法实现正弦值计算，实现了粗精双通道，转速比为1∶36的罗经模拟器设计。经过实际测试，该系统满足设计要求。

参考文献

[1] 梁海波，张庆，高延滨.基于ARM7微控制器的双速轴角/数字处理器的设计[J].应用科技，2008，35（3）：46?49．

[2] 杨波.适用于粗/精同步机高精度测量系统双速处理器的研制[J].佛山科学技术学院学报：自然科学版，2003，21（2）：29?31．

[3] 徐大林，高文政.基于FPGA的多极旋转变压器粗、精数据组合双速处理器的设计与实现[J].测控技术，2006，25（5）：42?45．

[4] 王星民，郭盛杰.多极旋转变压器测角原理及实现方法[J].山西电子技术，2011（6）：24?25．

[5] 张莉松，胡祐得，徐立新.伺服系统原理与设计[M].北京：北京理工大学出版社，2008．

[6] 任鹏会，郑刚，麻红梅.双通道伺服系统的数字化实现[J].现代电子技术，2005，28（18）：116?117.

[7] 欧全梅.基于ARM核嵌入式微处理器的以太网应用[J].现代电子技术，2006，29（15）：34?36.

作者简介：罗飞仁（1968—），男，福建莆田人，高级工程师。研究方向为电子装备保障。

篇14

【关键词】舰载设备；电子设备；电缆布线；电磁兼容

1.引言

舰船电子设备是舰船众多设备中的重要设备。舰船电子设备在舰船中发挥着重用。现在的舰船电子技术发展十分迅速，以前采用的机械控制机构，很多都已经改成了电气机械的控制系统。同时，舰船电子设备线缆所传送的信号越来越多，频率也越来越高，消耗的功率就越来越大。我们知道，现代舰船电子设备使用的电磁环境频率十分复杂，各种设备都工作在复杂的电磁环境中，所以必须采用必要的措施，以保证舰载电子设备的正常运行。

舰载电子设备的各种电子部件主要有显示模块、操控模块、电源模块、机箱底板、各种插件板、变压器、滤波器、阻容元件等。电缆布线设计，要完成电子设备中各种部件、插件、元件间的合理布线，保证布线位置与结构的合理，实现设备各种部件、插件、元件之间的电连接，并达到设备的电气、电磁兼容等性能指标。通常，由布线所形成的分布电容和杂散电磁场的分布情况十分复杂，同时由于噪声干扰的随机性，所以很难通过特定的公式计算，来得到最佳的布线方案。电缆布线的合理性，在很大程度上取决于经验的总结和实验方法的验证。

2.关于电缆布线设计的问题

印刷电路板（PCB）的设计，要经过原理图设计和电路板布线设计。印刷电路板生产厂，根据电路板布线设计进行生产。同样，电子设备电气系统的设计，也要经过原理图设计和电缆布线设计。电缆布线设计是为电气系统制造做的准备工作，工人根据布线设计对电气系统的电缆布线进行施工。

由于电缆是属于机械电气类的产品，在处理设计问题时，必须兼有电子技术与机械技术两方面的专业特点。电缆布线设计需要将电气技术、机械技术、制造技术的有关内容结合起来进行综合考虑。电缆布线设计的要求比较高，布线设计人员必须熟悉电气技术（尤其是电磁兼容）、机械技术、制造技术。

电气人员，对设备、元件、电缆、信号的电气性能很了解，但由于导线可能穿越多个空间，需要不同的固定和安装方式，同时设备内部空间结构复杂，电气人员很难完成机械上的设计任务。机械人员可以设计电缆的固定和安装方式，设计电缆的分布和布局，但机械人员很难完成电缆的电气、电磁兼容设计。例如，确定哪些电缆和导线可以捆扎在一起形成线扎（或线束），并合理的分布线扎，保证线扎间的电磁兼容性能。

电缆布线设计主要包括：①电缆和线扎的设计；②电缆的空间布局设计。电缆布线设计可以简单概括为：①电缆和线扎包括哪些导线，它们相互之间的电气、电磁兼容性能如何解决；②电缆和线扎在设备内部如何分布、安装和固定。

完成了电气系统的逻辑原理图设计之后，就可以进行电缆和线扎的设计了。在设计过程的这个阶段，需要确定将哪些导线组合在一起，形成电缆；需要确定将哪些导线、电缆绑扎在一起，形成线扎。并且对所有的电缆和线扎进行拓扑描述，以便电缆空间布局设计工程师能够利用这些拓扑描述，确定这些导线、电缆与线扎的最终性能要求。同时工程师还必须确定连接线的线径规格，估算每一根导线和电缆的长度，并且确定在什么地方安置滤波器和连接器等。

对于每一个电缆或线扎，工程师必须做出一个2维的设计图，通常称作线扎图。线扎图是表示多根导线和/或电缆绑扎或粘合在一起的图样。对于有特殊要求的线扎，可以采用旁注加以说明，例如采用“技术要求”的方式加以说明。线扎图中的线扎有结构式和图例式两种表示方式。

电子设备的各类导线集中在设备内部，这些导线会互相干扰，影响整机的电气性能，甚至影响一起工作的其它设备的整机性能。所以，要尽可能排除各种干扰，合理、有效地利用设备内有限的空间，对电缆和线扎进行精心的设计。电缆和线扎设计时，应按导线信号的电压、电流、频率等类型分类捆扎，尽量防止线间耦合串扰，同时要考虑设备的可靠性和可维修性，考虑布线的美观性。

电缆和线扎的设计，应尽量选择专业生产厂制造的电缆，避免工人手工制作电缆。专业生产厂有专用的生产设备和检测设备保障，并有成熟的生产工艺，能够满足不同的电气、电磁等要求，符合国际组织的各种标准。手工制作的电缆很难达到专业生产厂水平，特别是电磁兼容方面，电缆的性能没有可靠的保证，差别也比较大。对特殊要求的电缆，可以提出具体的技术参数，在专业电缆生产厂定制生产。

电气系统内部各功能模块之间需要相互通信，所敷设的电缆（线扎）电压不同、电流不同、频率不同，这些电缆的相互位置，以及走向都将对设备整体的电磁兼容性能产生影响。由于电缆总是有一定的长度，部分电缆的电流很大，有的电缆信号十分敏感，因此电缆比PCB、机箱或其它结构件更容易导致电磁兼容问题。可以说，大部分的电磁兼容问题是电缆引起的，所以，必须对电缆和线扎进行合理、有效的空间布局设计。

完成了电缆和线扎的设计，就可以进行电缆的空间布局设计了，也就是根据电缆和线扎必要数据，结合设备内部空间，进行电缆的合理布局，满足电气、电磁兼容设计的要求。在这个阶段，电缆布线设计工程师将决定每一根电缆、线扎的精确长度，决定电缆和线扎的精确位置，决定连接器与紧固装置的具置。

电缆布线设计工程师，将有关电气系统电缆和线扎的信息，加以分类、整理。根据这些信息，电缆布线设计工程师更新每一个线扎的设计图纸——线扎图，明确线扎的长度、方向、折弯角度等数据，更新电气系统的电缆和线扎在固定、安装过程中所需要的辅助零件清单。在此基础上，生成制造模板所需要的设计图纸与技术规格要求，这些模板都是在装配每个电缆、线扎时所需要使用的。

电缆空间布局设计是很重要的一项工作，是明确电缆和线扎的空间位置、布局，明确电缆和线扎的相对位置的。在进行电缆空间布局设计时，不能简单地按照布线原则，将不同电压、不同电流、不同频率的信号电缆分开敷设，必须根据电子设备内不同信号电缆的干扰特性，在理论计算和实验的基础上，总结设备内不同信号电缆的布局方法，减少相互干扰。

3.电缆布线设计与电缆布线施工一致性的关系

电子设备的电气系统，在电气性能要求越来越高的情况下，电磁兼容性要求也越来越高。电缆布线施工的差异，不仅仅是外观上的不同，布线的不同导致同一类设备的电磁兼容性能差别很大，影响设备的整机性能。

在生产中经常存在如下情况，机柜、加固机、插件、电源等电子设备的结构件，经常多次重复投产，有时用先进的加工中心加工，有时用普通机床手工加工，但每次生产的合格产品，都保持一致。同时，电子设备的电缆布线，经常是不同时期的产品布线不同，不同操作者加工的产品布线不同。为什么同样的制造部门，加工的产品，在一致性上存在这么大的差别？

对于机械类零件，不同操作者在加工零件时，是按照零件图（或装配图）施工，图纸上明确标注了零件的尺寸、公差、粗糙度、涂覆面、孔的配合关系等。所以，加工机械类零件时，无论是高级工还是中级工，无论是先进的加工中心还是普通机床，只要按图施工，产品都是一致的。

对于电气装配，多年来，传统的电子设备电气总装设计，通常只有一份接线图和接线表，这只相当于完成了电气系统的逻辑原理图设计。接线图和接线表在布线设计方面常会发生无电缆、无线扎、无布线设计等问题。

从上面的分析可以看出，电缆布线设计是电缆布线施工一致的前提和保证，单纯采取工艺方法是无法保证电缆布线施工一致性的。需要保证电缆布线一致的设备，尤其是电磁兼容性能要求高的设备，必须进行电缆布线设计。事实上，即便是有经验的不同布线工程师，对同一台电子设备进行电缆布线设计，也绝对不会完全相同。

4.舰载电子设备电缆布线设计的方法

从抗干扰的角度考虑，合理的布线就是要设法减小电路中的分布电容、杂散电感，把由此产生的杂散电磁场减到最小的程度。合理布线的另一个目的是合理布置电路的回路途径和环路面积，使之控制在人们需要的范围之内。

对于舰载电子设备而言，电缆布线设计与电路设计同样重要，合理、有效的电缆布线设计，是电气系统电磁兼容性能在布线方面的保证，是不可回避的设计工作。我们必须对电缆布线设计给予足够的重视，否则，当设备装配完工，再考虑上述问题，就为时已晚。有时即使采取了一些措施予以补救，也要付出很大的代价，甚至根本不能解决由电缆布线导致的电磁兼容问题。

（1）进行电缆和线扎的设计

在这个设计过程，要根据电缆和线扎的设计原则，明确电缆和线扎的各种参数，并对电缆和线扎进行拓扑描述，生成“线扎图”，从而彻底避免电装设计中的“无电缆、无线扎”现象。同时，配合电磁兼容等实验，逐步修改、完善设备的“线扎图”，并建立“线扎图模板”。

（2）进行电缆的空间布局设计

电缆的空间布局设计，工作量比较大，对设计者来说知识面要求比较宽，需要将电气技术、机械技术和制造技术的有关内容结合起来考虑，一般人员短期内很难达到比较高的设计水平。因此，工作人员必须不断扩展知识面，熟悉上述专业的知识，熟练掌握电缆布线软件，全面提高设计水平。

电缆的空间布局设计，应根据电缆空间布局设计原则，使用电缆布线软件，生成“电缆空间布局图”，解决电子设备电气装配设计中的“无布线设计”问题。同时，配合电磁兼容等实验，逐步修改、完善设备的“电缆空间布局图”，并建立“电缆空间布局图模板”。

（3）电缆布线设计的沟通

要完成电缆布线设计，电缆布线设计工程师必须做到电气设计、机械设计、制造技术的有效沟通（单/双向），有效的沟通是电缆布线设计的保障。各专业人员的沟通，应以文件和图纸的形式进行沟通，图纸和文件必须采用相同的标准。

通过分析可知，电缆布线设计工程师不只需要有相当的机械设计、电气设计和制造技术水平，更重要的是和上述工程师进行有效的沟通。电气、机械、工艺工程师对自己负责的产品进行电缆布线设计，能够及时修改相关设计，极大地提高设计水平，提高电缆布线的合理性；并且，可以减少设计的中间环节，减少各专业工程师与电缆布线工程师的沟通，使沟通、协调更顺畅。

只有在“电缆空间布局图模板”比较丰富，设备可以参照模板进行设计的情况下，电气、机械、工艺工程师才能在熟悉电缆布线软件的基础上，对模板修改和完善，进行“参考设计”，达到电缆空间布局设计的要求。这种参照模板的“参考设计”与真正的电缆空间布局设计还有很大差距，但可以在相类似电子设备的布线设计中采用，缩短设计周期。

5.结束语