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現代電子科學與技術范文1
關鍵詞：電子技術基礎；現代教育技術；課堂教學
電子類課程包括：電工電路基本原理、網絡理論基礎知識、《電子技術基礎》、高頻電子電路原理、這一類課程的特點是對于數學物理的要求高，知識的前后連接密切，是電類，信息類專業的必修課程，學生在學習過程中往往會出現由于數學、物理基礎薄弱，造成上課過程聽不懂，前面的沒搞懂，再聽后面的，只會越聽越暈的狀況。為了解決學生在學習這類課程中的問題，就要求教師詳細分析教學內容的基礎上選擇應當的教學手段，降低學生的學習難度，激發學生的學習興趣。
教育技術專業是培養教育信息化的建設者、管理者、研究者，培養能夠在新技術教育領域從事教學資源、教學媒體和教學系統的設計、開發、運用、管理和評價等的教育技術學科高級專門人才，包括中小學信息技術教師、數字化校園和校園信息化的設計者、建設者、管理者，各級電教館和普教的教育技術人員。教育技術專業的本科專業的教學計劃中幾乎都有電子系列課程，《電路基礎》《模擬電路》和《數字電路》是必開課程，但如何上好該類課程一直是教育技術學本科專業教學計劃中難以解決的問題。
一、教育技術專業中《電子技術基礎》課程特點及教學現狀
在教育技術專業中《電子技術基礎》本課程教學目標是使學生了解和掌握基本電路元件的功能、類型等，在此基礎上，讓學生掌握由基本元件組成的基本電路，進而掌握這些電路的外特性；再者讓學生學會讀方框圖，為后續課程打下堅實的電路理論基礎。其特點是：注重學生的電路基礎知識培養，從基本元件出發，逐步引入到電路的框圖和外特性中。
從教育技術專業人才培養目標對《電子技術基礎》課程的要求來看，重應用，輕理論，重數字，輕模擬。從《電子技術基礎》教材內容安排來看，逐步建立工程估算的概念，在分析過程中估算多，精算少。在一些教學內容上如：微變等效法、圖解法、實驗調整法等估算方法是研究放大電路靜態特性和動態特性的基本方法，對于經過應試教育出來的學生，思維定式習慣于精確計算，對估算的結果是否與實際相符，往往心存疑慮。二是定性分析多，定量分析少。溫度漂移、反饋、自激振蕩、交越失真等在教材中均進行了詳細的分析，但缺乏定量的討論。三是微觀探究多，宏觀思維少。淡化器件內部的問題至今在教材上仍沒有得到很好的解決，各種器件和集成電路內部構造及原理方面的內容在教材中占有較大的篇幅，理解抽象，實用不大。四是更新內容多，教學課時少。隨著電子科學技術的飛速發展，新的器件、組件不斷涌現，使得《電子技術基礎》課程的教學內容在不斷地增加和變化。
另一方面，教育技術專業也不停對電子類課程進行課改，對教學內容和課時在不斷的刪減，為完成教學任務，教師只能蜻蜓點水或跳躍式地講解有關教學內容，結果學生是一頭霧水，抱怨甚多。
從教學方式來看，采用傳統方式多，現代化教學手段少。電子技術基礎通過傳統教學方式之后沒有達到預定的教學效果，近幾年各高校一直在極力推廣用多媒體進行教學，試圖改變這種狀況。但由于這門課的特點使然，常規的多媒體教學也難盡人意。因此，針對《電子技術基礎》的課程特點，科學地運用現代教育媒體的優勢，解決好日趨減少的教學時數與日益增多教學內容之間的矛盾，促進教學整體優化，提高教學效率，高質量地完成《電子技術基礎》課程的教學，為學生奠定扎實、牢固的《電子技術基礎》，成了擺在我們面前一項十分緊迫而且必須要解決的問題。
二、《電子技術基礎》教學中采用的教學技術
1.采用PPT
采用PPT軟件集成《電子技術基礎》課程的知識點，教學的重點、難點，以及各知識點間的相互聯系，在課時比較緊的情況下提高課堂上的信息量。
2.使用flash
對于《電子技術基礎》中語言文字不擅長表達的信息或需要感性認識的現象、動態的變化過程等， 采用這種方式能獲得較好的效果。如講解“雜質半導體的形成過程”“三極管中載流子的運動和電流的關系”等內容時，用flas，將半導體內部的微觀世界放大，快速運動的載流子變慢，通過動畫將雜質半導體中載流子的運動過程形象生動的表現出來，既豐富了教學手段，又增強了學生的學習興趣。
3.使用仿真軟件
《電子技術基礎》是一實踐性特別強的課程，但由于實驗課時的影響實驗設備數量的限制，學生能實踐的機會不多，另外《電子技術基礎》課程中一些性能通過實驗觀察的實驗現象不明顯或者不易測試?；谶@些原因，在《電子技術基礎》教學過程中引入電子仿真軟件。隨著計算機技術的飛速發展，電子電路的分析與設計方法發生了重大變革，Pspice、Multisim、Proteus、等一大批各具特色的優秀電子設計自動化（EDA）軟件，以其界面形象直觀、操作方便、分析功能強大、易學易用等突出優點，改變了以定量估算和電路實驗為基礎的電路設計方法。以往講授溫度對放大電路、電子器件的影響時，理論推導和經驗導入較多，缺乏實踐檢驗，沒有說服力?，F用仿真軟件模擬溫度變化，直觀、生動而形象，實現了將實驗、實踐環節引入到理論教學課堂中的目的。此外，仿真還可廣泛地運用于需要檢驗和證明理論結果的一些章節中，使學生在耳濡目染中進一步增強專業理論與工程實踐相結合的意識。
4.流媒體的應用
流媒體（Streaming Media）技術是當前十分流行的多媒體技術，其基礎就是多媒體通信技術。流媒體一般是指通過IP網絡傳送媒體（如視頻、音頻） 的技術總稱。即使用流媒體技術，把完整的影像和聲音數據經過壓縮處理后保存在網站服務器上，用戶可以邊下載邊獲取信息，從而無需將整個壓縮文件下載之后再觀看的網絡傳輸技術。如今有關《電子技術基礎》的網絡視頻文件已相當豐富，平時注意收集整理、分門別類，課堂上可以方便快捷地隨時拿來為我所用。
三、針對“模電”課程的重點和難點，注重開發“點件”
所謂“點件”，是指將教學內容進行有機的分解，針對某一個知識點（重點或難點），以一定的理論作為指導，有創意、針對性較強的微型課件。是“有針對性的進行某一片段的課件制作”，而不是籠統的從頭到尾的一個完整的課件。它要求選題精準（重點、難點或某些知識點），能夠抓住學生的疑點和興趣點。從這個意義上來說，“點件”是“晶核”，以其為核心，根據不同對象，可以自由組織成課件。一個課件若沒有富有創意的“點件”，是平庸的，是極其大眾化的倉庫。在進行《電子技術基礎》的教學中，合理地引入“點件”，避免拖沓冗長地滿堂“電”灌，真正起到“輔助”教學的作用。近幾年，我們十分重視“點件”的開發和應用，制作了“PN結的形成”“本征激發”“三極管內部載流子的運動”“反饋組態的判別”“圖解法分析放大電路非線性失真”“溫度對Q點的影響”“功放電路的交載失真”等大批的動畫或視頻“點件”，在教學中收到了良好的效果。
四、充分利用網絡環境，創造構建網絡學習平臺
以計算機為核心的信息技術的發展，為學生自主學習創造了有利條件，學習興趣可以根據自己的時間選擇學習方式和學習內容，這時就要求教師豐富的教學資源放在校園網上，供學生預習、復習和測驗。這部分的內容包括《電子技術基礎》的背景知識、課程教學大綱、教學安排、教學設計、參考書籍、考研學習綱要、習題講解、學習指導、自我測試以及《電子技術基礎》的基本概念和重要術語。例如：PN結、工作點、負載線、放大倍數、輸入輸出阻抗、頻率響應、反饋、開環和閉環、交越失真等等，目的是幫助學生課后加深理解，鞏固所學。
現代教學技術以其容量大、速度快、內容豐富多彩而在教學中領盡。這并非要全盤否認粉筆、黑板等傳統教學手段的作用。眾所周知，任何一種教學手段的運用，都是由其所教學內容決定的。傳統媒體與現代教育技術之間各具特色，此所謂“尺有所短，寸有所長”。畢竟教師恰當的、精要的講解，有條理的、必要的板書，及時的操作演示等，是計算機所不能替代的。教學方法與教學質量、效益關系密不可分。教學方法改革不是孤立進行的，它與課程及教材建設、教學模式構建、師資隊伍建設以及教學資源建設等有著千絲萬縷的聯系。具體到《電子技術基礎》的課程教學中，只有根據不同的教學內容和教學對象，合理地選擇教學手段和教學方法]，這樣才能揚長避短，發揮優勢，取得良好的教學效果。
這些教育技術的應用對其他專業來說只是課程的教學過程的豐富化，但對現代教育技術專業來說，所使用的教育技術手段基本是專業學習過程中必須達到的技能，比如flas的制作，網絡學習平臺的搭建等，通過在《電子技術基礎》課程中使用這些技術，將信息技術與課程整合之后，一方面加深了學生對這些內容的理解和應用，也可以將這些內容作為后期課程中素材，再次使用為學生提供了鍛煉專業技能的平臺，讓學生在學習的過程中真正體會到信息技術與課程整合之后教學效果的變化，培養學生的創新意識，提高了學生的信息素養。
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現代電子科學與技術范文2
[論文摘要]張小夫運用電子科學技術為音樂創作提供的技術手段，依托對電子音樂技術理念和創作理念的深入理解，以中國歷史文化和其深厚的傳統聲樂、器樂寫作經驗為根基，融合不同語言形式、不同聲音組合、不同技法與風格等，創作了大量具有中國民族氣息的現代電子音樂作品，在國際電子音樂領域引起了高度關注。本文通過對聲音素材、技術手段和創作理念的分析研究，論述了張小夫電子音樂創作的特征。
電子音樂(Electronic Music)是通過電子設備和電子手段生成或處理加工的音樂，與傳統自然共鳴體樂器、人聲發聲的音樂相區別。1948年法國作曲家皮埃爾·舍費爾(P.Schaeger)的《地鐵練習曲》標志著第一部電子音樂作品的誕生。在西方，電子音樂經歷了“具體音樂”時代、“磁帶音樂”階段、“電子聲學音樂”和“計算機音樂”階段的演進。〔‘〕20世紀so年代，西方現代主義各流派的“新潮音樂”在祖國大地上掀起了巨大浪潮。譚盾、郭文景、葉小綱、張小夫等一批中央音樂學院作曲系78級的同學，以富有個性和才華的音樂作品讓世界注目。作為第一位在國際電子音樂作曲比賽中屢屢獲獎的中國作曲家，張小夫成為一個面對最前衛、最尖端的現代電子音樂新觀念的弄潮者，經歷了長期的探索和積累。1988年至1993年，他在法國EdgarVarese音樂學院和法國國家現代視聽研究院電子音樂研究中心(INA一GRM)學習、研究和創作期間付出了艱辛的勞作和磨練，并獲得豐碩成果，得到了國際電子音樂界的廣泛關注，這標志著中國電子音樂創作的個人水平已經接近西方發達國家經營了四五十年的水平。張小夫的名字成了中國現代電子音樂的代名詞。1993年，張小夫在中央音樂學院創建中國現代電子音樂中心(CEMC )，接著在北京舉辦了系列大型國際性電子音樂活動，逐漸縮短了中國電子音樂與國際電子音樂發展的距離。張小夫的創作領域廣泛，技術全面，風格鮮明，目前有《不同空間的對話》《天問》《吟》《山鬼》《諾日朗》等近50部音樂作品。本文將對張小夫電子音樂作品的聲音材料、技術手段進行分析，闡述其富有個性的創作理念，力圖從中映射出中國電子音樂創作與理論研究的民族特征。
一、關于聲音素材的運用
從皮埃爾·舍費爾1948年6月20日在巴黎電臺“絕對第一”(Premire Alasolue)欄目中第一次正式推出以“噪音音樂會”( Concert de Bmits)為主題的電子音樂節目開始，音樂創作的理念創新和對傳統音樂的解構隨即深化。從古到今的傳統音樂都以“人聲歌唱”、“器樂交響”為主要聲源，而電子音樂創作突破了傳統作曲的音符思維模式，將一切聲音(包括噪音)作為音樂的素材，極大地拓展了現代音樂的表現緯度，結束了樂音一統天下局面?，F代電子音樂中的聲音包括采用錄音話筒獲得自然界的具體聲音(包括樂器聲音)、通過實驗室里純粹電子振蕩器產生的波形而合成的聲音、通過采樣器對原始聲音采樣合成的聲音以及現場實時的真實聲音，每一類聲音都非常豐富，有著無限的挖掘空間。
張小夫對個性化聲音的追求表現在各種各樣聲音的細節之中，他的電子音樂作品在聲音素材運用上，人的聲音、樂器的聲音、自然界的聲音和電子的聲音都是可以編輯合成的基本素材。但是，每部作品所使用的聲音卻比較集中、富有個性特征。他認為電子音樂創作的聲音素材永遠使用不完，因為不斷有新的技術、新的思路，尋找新的可能性、探尋和挖掘新的聲音。而對于作曲來說，要求每一部作品的聲音素材要相對簡練。分析作曲家電子音樂作品中對各種不同類型、不同性質聲音的運用，有利于對其不同時期、不同性格電子音樂作品創作特征的準確把握。
1.用合成器的聲音創作
從1981年法國電子音樂家讓·米歇爾·雅爾(Jean Michel Jane)在北京舉行的電子音樂會和1984年日本電子音樂家喜多郎在上海舉行的電子音樂會開始，電子音樂活動才真正走進中國大地。1984年，中央音樂學院成立了我國第一個電子音樂實驗組，同年舉辦了由中國作曲家創作、演出的第一場電子音樂會。雖然這場音樂會的作品只用6架電子合成器和2架電子琴以現場演奏的形式展示，但畢竟為中國現代電子音樂的形成和發展揭開了序幕。作為率先踏人中國電子音樂創作領域的作曲家之一，張小夫早期的電子音樂作品是在中國剛剛認識到電子音樂的無窮魅力，讓音樂家為之震撼而充滿激情的背景下創作的。如1985年創作的電影音樂《小雨中的回憶》，作品的聲音全部采用十二平均律口琴獨奏、雙排鍵電子琴和電子合成器等全新的樂器組合而成;1987年與陳遠林合作創作的三集電視連續劇音樂《生死場》，采用了16軌的模擬錄音機和一臺合成器等電子設備，沒有寫一個音符，沒有旋律和節奏，完全用聲音和音響創作而成，是我國第一部整體使用電子音響語匯作曲的影視作品;1988年創作《吟》的第一個版本，也是合成器聲音與民族樂器聲音相結合的電子音樂作品。
2.用電子振蕩器合成的聲音創作
通過電子振蕩器產生一個隨時間按三角函數正弦的規律變化的簡諧振動所得到的正弦波，是一切聲音振動最基礎的波形，再將多個不同頻率、不同振幅的調制波疊加后形成豐富多樣的復合波。具體模擬合成技術有加法合成(Additive Synthesis)、減法合成(Subtractive Synthesis)、調頻(FrequencyModulation)、調幅(Amplitude Modulation)等。L2]法國作曲家克里斯蒂安·詹尼斯(Christian Zanisi) 1983年創作的《止于天際》就是一部用電子振蕩器合成的電子聲學音樂經典作品。張小夫創作于1992年的現代電子音樂組曲《不同空間的對話》，其主要聲音素材來源于作曲家通過電子合成技術創造的“人聲噪音”等不同質感、不同頻響特征的聲音。
3.用采樣合成的聲音創作
采樣合成的方法可以創造出獨特而富有個性的、屬于作曲家自己“唯一性”的聲音。張小夫的電子音樂作品中所使用的聲音素材大多屬于采樣合成類的聲音，而且通常采集樂器發聲方法中最有特點、最有代表性、最有個性的聲音作為“原料”，它不一定是樂音，而可能是演奏時空氣的噪音、指板發出的噪音等。[3]張小夫創作于1995年的《諾日朗》中用“喇嘛誦經”聲合成聲音素材;2001年創作《吟》的第二版本的電子音樂部分的聲音素材全部取自于中國傳統吹奏樂器塤、笛、簫，再通過采樣器加工、計算機音頻工作站處理的聲音。
4.用現場實時的真實聲音創作
這是一種將“傳統音樂語言”和“電子音樂語言”相結合而產生的新的電子音樂形式。法國作曲家伊夫·馬萊克(No Males)在“合成傳統音樂和電子技術”方面做出了很大貢獻。張小夫的大多數電子音樂作品中都使用了現場實時演奏(唱)的真實樂器聲音，體現了作曲家對傳統形式和現代科技相結合的創作風格。如創作于1992年的《天問》中使用了男中音等;創作于1996年的《山鬼》中使用了女高音;創作于1996年的《靈境》中使用了胡琴;甚至在《世紀之光》《瓷魂》等作品中將交響樂隊作為現場實時演奏的聲音。
二、對技術手段的分析
電子音樂的制作技術由當初利用改變磁帶速度、顛倒磁帶方向、采用磁帶剪輯和磁帶環、磁帶重疊等處理手段，到使用濾波器、調制器、回響器等電子設備合成聲音，由在電壓控制的合成器上通過振蕩器和調頻、包絡等模擬編輯技術對聲音進行裂變、重組，到數字化計算機音頻工作站的運用與編程，電子科學不斷地帶來強大的聲音處理技術，為電子音樂提供了無限的發展空間。張小夫的大多數電子音樂作品都是電子音樂制作技術高度發展和制作手段成熟的體現。
1.多重制作技術并用
20世紀末，電子音樂工作室大多建設為數字、模擬雙平臺上的制作模式。模擬設備構成的模擬技術平臺與計算機音頻軟件構成的數字化平臺，可以各自不同的方式對聲音進行加工與合成。張小夫在電子音樂創作中對聲音的處理和作品的縮混正是基于這種平臺，通過前期原始聲音實錄、采樣等，中期對聲音的加工處理(包括對聲音原型的調制、局部分軌、拼貼與合成等)，后期的整體合成，最后完成母帶的復雜過程。另外，他在對聲音的變形、拉伸、反轉等經典電子音樂制作技術的運用中，十分突出個性化處理與音樂化的思考，通常綜合運用電子音樂不同時期的多種技術。如((諾日朗》中的】OOP技術，以短小的“喇嘛誦經”采樣聲音材料不斷重復的小循環，不斷擴張到大循環來表達特定的音樂思維，達到文化理念和技術的高度統一。
2.多重聲音空間的設計
追求多緯度的空間效果是電子音樂有別于傳統音樂概念的一個重要特征。其一，表現為通過多聲道、多層次立體聲的具體音箱布局，形成“靜態空間”。經常用四聲道，或5.1多聲道，或8聲道立體聲音響等，布置成前、后、左、右、高、低等實際的有形空間。[4]如張小夫的作品《諾日朗》在1999年北京電子音樂節演出的現場音響布局，是在舞臺的前后左右有四組揚聲器形成一個聲場，一樓觀眾席左右兩組揚聲器也是一個聲場，二樓觀眾席左右有兩組揚聲器又是一個聲場，整體上構成一個立體的、多緯度的聲音空間。其二，是作曲家通過現場在控制臺的操作，來控制各聲道的相位、音量、混響等參數，形成“動態空間”。其三，在作品制作過程中，通過各種效果器對聲音的處理來造成一個開放的、流動的、虛擬的“預制空間”。張小夫認為空間感是電子音樂的最大特點之一，而制作技術是決定最終音響品質和作品水平的重要方面。他的作品《吟》，為了能夠將人帶到很特殊的場景里來，在制作時用了ROLAND的F’I’S50效果器，幾乎把效果器的時間推倒9秒，甚至10秒，從而獲得非常大、非常寬的聲場。 3.傳統作曲技術的體現
將傳統作曲理念與電子音樂制作技術相結合，借助傳統聲樂寫作和器樂寫作經驗與意識進行電子音樂創作的方式，自德國電子音樂代表人物卡爾海因茲·斯托克豪森(Karlheinz Stockhausen)開始至今，已經成為電子音樂創作的一大主流趨勢。fs7張小夫在電子音樂作品中有很多傳統音樂的元素。如作品《吟》就使用了單一材料不斷“展開”的思路，通過對聲音的各種變化和組織形成該作品的語言特征。他希望材料干凈、簡單，不希望有過多材料雜亂無章的堆砌。又如，作品《北海詠嘆》前面用代表中國傳統文化的語音材料念“三字經”，而尾聲再現時用語音材料念“百家姓”，是一種“文化符號”材料的前后相呼應。再如，作品((諾日朗》引子和尾聲相呼應，A部和A’部相呼應，B部和B’部相呼應，通過音樂音響材料的對稱性，構成了典型的拱型結構(見下頻譜圖)。
三、創作理念
作為橫跨多個音樂創作領域的作曲家，張小夫的電子音樂作品依托現代電子科學技術，融合了傳統音樂藝術的表現規律和現代電子音樂的審美內涵，直接或間接地體現了他在繼承和發展中尋求鮮明個性的音樂創作理念。
張小夫認為語言是音樂的母體，音樂技法和風格都離不開音樂作品所運用的語言，不同的音樂語言，決定有不同的技法和不同的風格。電子音樂的語言集中體現在一個“融”字上。他認為現代音樂創作的標準，“第一是要有非常生動、鮮活、具有個J勝化語言特征的創作想法，現代音樂作品如果沒有創意和想法，那就沒有意義了，只是一堆技術的堆砌。第二個是要有音樂的可聽性，音樂的可聽性不能簡單理解為旋律等因素，它是指音樂性，是藝術標準中最重要的因素，應該永遠放到首要位置。第三是要有現代音樂的標識性特征。第四是要有一定的技術含量，這是對于一個專業作曲家的基本要求。最終要通過新穎的藝術創意，在具有音樂性和技術含量的形式中體現一種文化底蘊?！雹?/p>
在技術性與音樂性上找到平衡是張小夫電子音樂創作理念的一個重要方面己他認為當技術性走到一定的極至時，就必然對音樂性有一定的扼殺。音樂性和技術性是有矛盾的，但不能簡單地說技術性越強，音樂性就越差。經過幾十年的創作生涯，張小夫在有調性和無調性之間、在樂音和噪音之間找到了一種平衡，那就是作品的技術性和音樂性都兼備，而且有個人的創作理念、想法和追求，將技術理念與所要表達情感相結合，讓音樂音響描寫人物內心深處的體驗和感受，表現人的思緒、文化的碰撞與思考。同時，張小夫電子音樂創作力求找到與聽眾審美需求上的平衡，通過追求語言上的可聽性，尋找一條雅俗共賞的路子。譬如，他為純音樂會而寫的電子音樂作品，更多地考慮盡量符合自己的美學觀點，將發自內L.}的所有想法在作品中實現，達到藝術表現的要求。如果是大眾化的電子音樂作品，則更多地考慮受眾群體能夠產生共鳴的音樂語言，將聽眾的感悟、理解和共鳴放到第一位。因此，他的電子音樂作品不僅能在最前衛的音樂會上演出，而且也能夠在大眾舞臺上演出。
現代電子科學與技術范文3
關鍵詞：單片機； 溫濕度傳感器； 無線傳輸; 實時監控系統
中圖分類號：TN9234; TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1004373X(2012)09015702
基金項目：江西省研究生教育創新基地資助課題;南昌航空大學“三小” 資助課題;南昌航空大學測試與光電工程學院大學生科研助手計劃資助課題0 引 言
隨著溫濕度在氣象觀測、倉儲管理、生產制造、工農業生產、科學研究以及日常生活中越來越重要，遠程實時監控溫濕度成為研究的一個方向。傳統的溫濕度測量采用有線測控系統，存在結構復雜、成本高昂、不易維護等缺點［1］。本文設計的遠程溫濕度實時監控系統使用無線傳輸，有效降低了系統的構建難度，節約成本，適合批量生產及大規模使用。
1 系統總體設計
系統總體框圖如圖1所示，系統包括溫濕度檢測與顯示模塊，無線發射模塊，以及無線接收和處理模塊。溫濕度檢測與顯示模塊由DHT11溫濕度傳感器、STC89C52RC單片機以及數碼管顯示構成；紅外傳輸模塊由RF905RD_TH無線射頻芯片組構成。接收和處理模塊由NetUSB905無線數據收發芯片組和PC計算機構成。工作原理如下：溫濕度傳感器采集到數據后，輸入單片機，單片機通過數碼管顯示現場溫度和濕度，并利用無線射頻芯片通過SPI通信協議向遠處發送溫濕度數據［2］。遠端無線數據收發芯片接收溫濕度數據，并輸入PC計算機進行數據處理，包括數據分類和比較等。
2.1 單片機
該設計采用STC89C52RC單片機作為主控芯片。該芯片是一款高性能的CMOS 8位微處理器,自帶4 KB閃存,產品性價比高,滿足系統的設計需求。該系統中主控芯片不斷地對采集到的溫濕度信號輸出顯示，以及控制數據發送。
2.2 溫濕度傳感器
該設計采用的是廣州奧松電子有限公司生產的DHT11數字溫濕度傳感器。這是一款含有已校準數字信號輸出的溫濕度復合傳感器，具有很高的可靠性與穩定性。作為一種新型的單總線數字溫濕度傳感器, DHT11具有體積小、功耗低、響應速度快、抗干擾能力強、控制簡單、性價比高等優點，能夠廣泛應用于各個領域［3］。
2.3 無線發射部分
該設計中無線發射部分采用杭州飛拓電子科技有限公司開發的RF905RD_TH芯片組。芯片組工作在433/868/915 MHz的ISM頻段,由一個完全集成的頻率調制器、一個帶解調器的接收器、一個功率放大器、一個晶體振蕩器和一個調節器組成［4］。
2.4 無線接收部分
該設計中無線接收部分采用杭州飛拓電子科技有限公司研發的PC端無線數據收發芯片組NetUSB905。該芯片通過USB 2.0協議同PC計算機進行高速通信，實現數據實時及時傳輸。通過上位機軟件，可以在PC計算機上直觀地看到其接收到的數據，便于對數據進行分析及處理。
3 軟件設計
本設計主要功能是溫濕度測量、顯示和無線發射接收數據，因此軟件的設計也是重點。系統軟件部分采用模塊化設計［5］，用C51語言通過Keil 公司開發的μVision 3編譯器編寫［68］，主要包括溫濕度檢測和無線發射等。其中溫濕度檢測包括DHT11傳感器初始化子程序、DHT11傳感器溫濕度采集子程序、DHT11傳感器計算溫濕度子程序、數碼管顯示子程序［9］等；無線發射部分包括nRF905芯片組初始化子程序、nRF90芯片組發射子程序、nRF905芯片組數據校驗子程序等。軟件的主程序流程圖如圖2所示［10］。
圖2 程序流程圖 原理如下：首先初始化啟動DHT11傳感器和RF905RD_TH芯片組，測量溫濕度；并計算出溫度和濕度數據。相關數據通過數碼顯示顯示現場數據，此后通過無線發射芯片發送采集到的信息；該信息通過接收芯片輸入PC計算機處理，并得出相關溫濕度數據。
4 結 語
本文設計了一種溫濕度實時采集與無線傳輸系統，主要包括DHT11溫濕度傳感器、STC89C52RC單片機、紅外傳輸RF905RD_TH無線射頻芯片組、紅外傳輸NetUSB905無線數據收發芯片組和PC計算機等。通過無線發射和接收芯片的引入，不僅能較好地實現遠程對溫濕度實時的采集，還實現了通過PC機對測得的數據進行觀測和保存。該系統便于對測得的溫濕度數據進行及時分析與處理，在氣象觀測、科學研究以及日常生活中具有廣闊的應用前景。
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現代電子科學與技術范文4
關鍵詞：電氣自動化；技術；應用；發展
中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：
在經過了幾次大型的調整之后，電氣自動化技術以其專業面寬以及適用性廣的特點在我國得到了較大范圍的推廣與應用?，F代電子科學技術的不斷發展促進了電氣自動化技術的發展。與此同時電氣工程的學科結構也得到了前所未有的發展與變化，以學科結構、研究領域以及技術探索為基礎的新模式、新概念不斷涌現，同時也形成了一種強電拖動、弱電控制為核心，以技術更新為宗旨的新型技術模式。在現代化科學技術發展中，越來越多的計算機技術、信息技術和通信技術在電氣自動化技術中的廣泛應用,為其未來發展提供了基礎和方向。
1 電氣自動化技術的概述
1.1電氣自動化的概念
電氣自動化被人們稱之為電氣工程，是一個涉及到多個學科領域的綜合性技術模式，如電工學、電子學、自動化技術和計算機工程等。電氣自動化在目前國民經濟發展中占有著基礎性和支柱性地位，是促進社會經濟發展的核心內容。
1.2電氣自動化系統的特點
在電氣自動化系統的安排方面，在每個配電室和電動機控制中心里面分別安裝用電設備，由于其具有較多的信息處理任務，因此其配件較為繁多，這也增加了其維修的難度。與熱工系統相比，電氣自動化系統的操作頻率很低。部分系統設備在正常的運行中，可以長達幾個月甚至是更長的時間內都不需要重復操作。另外，該系統對電氣設備的保護裝置有著較高的要求，尤其是在反應速度方面，需要在40ms內完成一個保護動作。
1.3電氣自動化技術的作用
電氣自動化對于提高機械運行的經濟效益和勞動生產力有著重要作用，自其誕生以來，對于我國社會生產的改造提出了巨大的可靠性與經濟性，促進了我國經濟社會的發展水平。目前我國社會發展中，全面實現智能化、信息化、工業化發展離不開來電氣自動化的支持與配合，電氣自動化的合理應用對于促進我國社會的穩定進步和提高現代化生產效率有著重要作用，同時對于社會長遠發展目標與規劃有著深遠意義。隨著近年來科學技術的飛速發展，電氣自動化被廣泛的應用在礦山、建筑、化工、電力、制藥等多個建設領域，其廣泛的應用與普及對于促進這些生產領域的生產效率、生產效益有著重要的意義。
2 電氣自動化技術的發展現狀分析
信息技術是包括計算機、世界范圍高速寬帶計算機網絡及通訊技術，廣泛的講就是指人類開發和利用信息的一切手段這些技術手段主要目的是用來處理、傳感、存儲和顯示各種信息等相關支持技術的綜合體?，F代信息技術又稱為現代電子信息技術是建立在現代電子技術基礎上的它是以通信、計算機自動控制等現代技術為主體將各個種類的信息進行獲取、加工處理并進行利用。現代信息技術是實現信息的獲取、處理、傳輸控制等功能的系統或設備的信息系統技術主要包括光電子、微電子以及分子電子等有關元器件制造的信息基礎技術主要是用于社會經濟生活各個領域的信息應用技術。
3 電氣自動化技術在各領域的應用分析
3.1電氣自動化在水廠方面的應用
首先，自動化提高了效率。節約了能源，降低了能耗，減少了污染；對水廠的監管和控制更加系統化專業化。讓監督和控制的范圍更加廣泛，更加及時；其次，水廠的管理更加信息化，網絡化，現代化；再次，應用電氣自動化系統，使企業效率更高，提高綜合效益。整個系統更加完善，同時具有更高的性價比，保證了水廠在各方面的高效運行。電氣自動化技術在水廠中的應用，提高了水廠的工作效率，讓水廠更加現代化，科技化，智能化。
3.2在建筑領域內的應用
隨著經濟的發展以及電子科學技術的發展，自動化控制系統逐漸代替了傳統的人工控制深入到了智能建筑的各個方面。在智能化建筑中，存在著大量的電子設備和布線系統。比如通信自動化系統?；馂膱缶跋缆搫涌刂葡到y，樓宇自動化系統，保安監控系統，辦公自動化系統，閉路電視系統等。一般情況下，電子設備以及其布線系統的耐壓等級都很低，同時對防干擾有著較高的要求，尤其是對避雷設施的要求很高。因此，需要建立起一套系統的和完善的避雷結構。
3.3電氣自動化在港口方面的應用
對外開放也帶動了港口的發展，為了使我國港口更快發展，港口方面應用了很多新技術。如港口電氣自動化的發展，應用自動定位，動調度管理系統，無線數據通訊等，讓水路工作能夠高效運行，這樣滿足經濟發展和國際貿易的飛速發展。提高了效率，降低了成本，節約了勞動力，促進了電氣自動化技術應用達到更高的水平，從而促進了經濟的進一步發展。
3.4電氣自動化在電力方面的應用
首先，新電力電子開關標志著運動控制的新時代。MOS控制晶閘管將驅動電路、過壓過流保護、電流檢測甚至溫度自動控制等作用都集成到一起。統一成一個整體，這樣電氣自動化系統迎來了一個新時代；其次，變換器的組成部分電子器件的更新促使變換器的新發展，讓電氣自動化的應用更加方便與快捷。電氣自動化對電力系統做出了巨大的貢獻；最后，交流調速控制日漸成熟擁有新穎的控制思想，簡單的控制結構，控制手段更加直接，響應迅速，且無超調，信號處理物理概念明確，讓電氣自動化的工作效率更高，成本更低。
4 我國電氣自動化的未來發展分析
4.1系統結構通用化發展
企業的網絡結構對于一個好的電氣自動化控制系統來說能夠保證企業內部的計算機監督、控制設備、財物系統之間的數據通訊快速準確安全。系統結構通用化是非常重要的企業管理者可通過內部網絡對現場設備進行實時監督。
4.2綜合自動化系統發展
為了滿足更多行業很多部門之間通訊更加方便的問題，我們需要綜合自動化系統。這樣可以讓控制和監測集為一體，提高了高壓系統的保護和控制水平。綜合自動化系統用計算機進行控制，便于檢測各種狀態信號做障信號。
4.3由低頻向高頻方向發展的電路
電子科學技術的不斷發展，使得電力電子器件也不斷的更新換代，使用第一代晶閘管時，直流傳動的變換器主要是整流相互控制，交流變頻傳動則是交一直一交變頻器。當出現了第二代電力電子器件時，得到廣泛的使用的是PWM變頻器，由于PWM變頻器的廣泛使用，提高了電氣自動化的功效。同時也減少了諧波對電網產生的影響，使電動機在低頻區的轉矩脈動問題得到了合理的解決，而隨著應用范圍的加大以及應用領域的深入。PWM變頻器逐漸顯露出了一些弊端，因此加速了諧振式直流逆變器電路的產生與發展。
4.4 DCS系統控制
DCS系統控制是一種新算法，它的特點是，對于普通算法和特殊算法都能夠計算。它包括由分散的現場控制站、數據采集站等就地實現數據采集和控制，并通過數據通信網絡傳送到生產監控級汁算機。因為操作可以進行備份，及時文件丟失也可以及時找回，補充漏洞，挽救危機。這種新方式被廣泛應用于水泥廠，電廠等行業。
5 結束語
總之,電氣自動化在現代工業中起著舉足輕重的作用。電氣自動化的應用與創新讓整個行業朝著現代化，科技化，數字化，智能化方向發展。而隨著經濟的發展，以及科學技術的不斷進步，電氣自動化技術必將向著更為先進的方向發展，在各個領域的應用也將越來越廣泛，為生產效率的大幅度提高,以及社會發展的穩定與進步，作出了巨大貢獻。
參考文獻：
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現代電子科學與技術范文5
（中國電子科技集團公司第三十八研究所，安徽合肥230088）
摘要：為天氣雷達設計一維相掃相控陣天線，方位面副瓣低于-30 dB，波束寬度小于1°，俯仰面接收副瓣低于-40 dB。方位面波束采用窄邊波導裂縫陣列天線實現，采用全數字T/R組件精確控制幅度和相位，實現低于-40 dB的俯仰面接收副瓣。測試結果表明，副瓣電平與波束寬度指標與理論值吻合較好，滿足指標要求。
關鍵詞 ：數字相控陣；低副瓣；校正；天氣雷達
中圖分類號：TN957-34 文獻標識碼：A 文章編號：1004-373X（2015）12-0020-03
收稿日期：2014-12-29
0 引言
多普勒天氣雷達大多采用機械掃描方式進行觀測，掃描速度較慢，對快速多變的天氣系統（如雷暴、冰雹和龍卷風）的探測不能滿足要求。相控陣天氣雷達[1-2]可以對指定空域的重點氣象目標在一定方位和俯仰范圍內進行連續探測，快速得到風暴單體的精細立體結構。要求設計的天氣雷達天線工作頻率在X波段，相對帶寬小于1%，天線極化為水平極化。一維固定波束采用窄邊波導裂縫陣列天線[3-5]來形成，一維相掃采用全數字T/R組件控制相位來實現波束掃描。波導裂縫陣列天線容易控制波導裂縫口徑面的幅度分布，體積較小，口徑面利用效率高，易于實現低副瓣，帶寬適中，在雷達中廣泛使用。全數字相控陣可實現的最小相移量可以十分小，波束躍度可以非常小，波束指向的實現十分靈活和準確。移相器量化誤差非常小，量化副瓣幾乎可忽略不計，為實現超低副瓣帶來了現實的可能性。
1 天線設計
設計低副瓣的窄邊波導裂縫陣列天線，需要若干根等傾角的波導裂縫線源組成平面陣列，精確確定在陣列互耦條件下的增量電導和縫隙的諧振長度。以前通常采用試驗來獲得這些數據，費時費力而且成本較高。隨著商業電磁仿真軟件的迅速發展，現在可采用HFSS仿真來獲得這些數據，考慮互耦影響，先在HFSS建立實際設計陣列條件下的等傾角的5根裂縫波導組成的陣列進行仿真，獲得該傾角條件下的縫隙諧振長度和增量電導。同理可獲得其他傾角條件下的縫隙諧振長度和增量電導。然后根據需要的電導分布來確定每個縫隙的傾角和切入深度，在HFSS中建立波導縫隙陣列天線的仿真模型，對波導裂縫天線電性能進行仿真計算。窄邊波導裂縫線源如圖1所示。
為了滿足方位面波束寬度小于1°和副瓣電平優于-30 dB 的要求，縫隙間距選取約0.675λ（λ為工作波長），縫隙數量102 個，口徑幅度分布選擇副瓣電平為-37 dB、等副瓣個數為6的泰勒分布。幅度分布見圖2。
在波導裂縫陣設計中，需將口徑幅相分布轉換為所需的電導分布。電導分布如圖3所示。
根據HFSS仿真得到不同傾角條件下縫隙電導和切入深度的結果，依據電導分布得到各個裂縫的傾角和縫深結果如圖4所示。
垂直面掃描30°，為保證掃描到最大角度時不出現柵瓣，相鄰波導裂縫線源之間間距取約0.66λ（λ為工作波長）。根據上述結果，在HFSS中建立5根波導裂縫線源組成的陣列進行仿真，仿真模型示意圖如圖5所示，方位面方向圖仿真結果如圖6所示，波束寬度仿真結果為0.98°，最大副瓣電平約-31 dB。
為實現超低的接收副瓣電平，還對各通道的幅度相位一致性提出了嚴格的要求，必須在系統內提供定標及校正設備[6]。天線校正模式可采用逐一自檢的校正方式：接收采用同時逐一自檢校正；發射采用分時逐一自檢校正。校正系統框圖如圖7所示。
校正基準在微波暗室采用平面近場法獲得，發射校正時，全數字T/R 組件選擇一個發射通道發射，其他通道關閉，采樣架探頭走到已打開的發射通道對應的波導裂縫線源中間的正前方，記錄接收到信號的幅度和相位，依次完成所有通道的測試和記錄，然后對發射通道之間相位進行補償，在此基礎上各測試發射通道到校正T/R之間的耦合幅度相位數據，獲得外場使用的發射校正的基準。接收校正跟發射校正類似，不同的是采樣架探頭發射，全數字T/R組件通過相應的波導裂縫線源接收，需要對幅度和相位都進行補償。
2 校正及測試結果
接收波束俯仰面要求實現-40 dB 的副瓣電平，對幅度和相位的精度控制要求非常高。圖8顯示的3次接收校正補償后相位分布。3 次接收校正補償后通道之間相位起伏在±1°之內。在此基礎上對天線的方向圖進行測試，測試結果如圖9所示。
測試結果表明，方位面波束寬度為0.98°，最大副瓣電平為-32.5 dB；俯仰面接收DBF 測試最大副瓣約-42 dB，滿足指標要求。方位面最大副瓣測試結果優于仿真結果，經分析其主要是由于實際有128根波導裂縫線源組成陣列，比仿真規模大不少，系統對加工誤差的容忍能力較大，導致測試結果優于仿真結果。
3 結語
采用窄邊波導裂縫陣列天線，通過HFSS仿真，提取出互耦狀態下的不同傾角的諧振長度和電導，在此基礎上根據幅度分布確定的電導分布選擇裂縫傾角和縫深，在HFSS中建立5元小陣模型仿真，實現方位面低副瓣，縮短了研制周期。
采用微波暗室校正和全數字T/R 組件精確控制幅度相位，可實現俯仰面超低接收副瓣。在微波暗室進行校正和天線性能測試，測試結果表明，方位面波束寬度、最大副瓣電平和俯仰面接收副瓣與理論設計結果吻合，滿足指標要求。
作者簡介：謝科（1981—），男，工程師。主要研究方向為天線與微波設計。
參考文獻
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現代電子科學與技術范文6
摘要：本文介紹了我院如何針對“數字電子技術與邏輯設計”課程實踐性強的特點，結合自編實驗教材自行研發了精品課程。
關鍵詞：數字電子技術與邏輯設計；精品課程；實踐
中圖分類號：G642
文獻標識碼：B
1課程概況
“數字電子技術與邏輯設計”是計算機及信息類各專業必修的一門重要專業基礎課程，也是信息學科各專業的主干課程。本課程的主要目的是：使學生了解組成數字計算機和其它數字系統的各種基本邏輯電路；能熟練地運用有關知識和理論對各類邏輯電路進行分析；能針對客觀提出的各種設計要求，綜合運用多種方法和技術完成邏輯部件的設計與驗證。通過本課程的學習，加強對學生邏輯思維能力、邏輯抽象能力、解決實際問題能力和創新能力的培養，使學生真正掌握對數字系統硬件進行分析、設計和開發的基本技能，為信息學科培養高素質人才奠定扎實寬厚的學科基礎。
2精品課程創新點
引入現代化多媒體輔助教學手段能夠提高教學效果，增大課堂信息量。同時還應注意發揚傳統教學方式的諸多優點，比如教師應在課堂上充分發揚傳統授課表達方式的優點，做好課堂講解和師生之間的相互交流工作，并根據情況及時調整課堂教學進度和內容，使得教和學同步進行。
多媒體教學會給學生帶來課堂筆記不便、課后復習困難的缺點，為此我們利用校園計算機網絡建立了電子技術課程復習指導欄目，將教學大綱、電子教案、電子習題集等上傳。學生可以下載每一章節的預習和復習指導及作業題目，使他們能夠把握住學習的重點。另外，還把電子技術的一些仿真軟件放到網上，供學生下載自學使用。課程實踐教學的設計思想是基于提高設計性、創新性實踐教學比重，開展多層次、模塊化、開放式的實踐教學，注重培養學生工程實踐和創新能力。
3具體實施辦法
我們在充分調研的基礎上結合電子技術課程教學特點，提出“著重基礎、開拓視野、加強實踐”三條原則，并以教學改革的觀點重新修訂了教學大綱。
著重基礎，就是在教學大綱中必須保證基礎理論、基礎知識、基本分析方法的內容和授課學時。只有先培育出牢固的根基，才能經受住各種考驗，才能具有自我發展的潛力，若再為其創造發展條件和空間，最終會枝繁葉茂、開花結果。
開拓視野，是指結合現代電子技術學科的發展，在教學大綱中增加介紹現代電子技術的新知識等內容。電子技術發展一日千里，新的器件、新的設計工具和設計方式層出不窮，對一些已經成熟、比較關鍵的新技術和新器件要及時引進到教學計劃中來，目的是使學生多掌握一些新的電子科技先進的理論和實踐方法。
加強實踐，指的是增加實踐環節的教學力度，在教學大綱中提高實踐環節的要求和比重。電子技術的實踐性很強，對實踐環節的要求很高，要做到課堂理論教學與實踐有機的結合，就要給予實踐環節應有的地位，對實踐課程的內容和學時應合理安排，確保實踐課程的教學質量。
4精品課程相關教材介紹
精品課程相關教材正在編寫中，教材暫定名《數字電子技術與邏輯設計基礎》。該教材是為電子類和非計算機高職學生學習數字電子技術和邏輯設計編寫的。教材本著使用性強、內容簡練、通俗易懂原則，介紹數字電子技術原理、邏輯設計方法等。主要章節如下：
第1章：數字電路基礎
第2章：邏輯代數基礎
第3章：基本邏輯門電路概述
第4章：集成邏輯門電路
第5章：組合邏輯電路
第6章：集成觸發器
第7章：時序邏輯電路
第8章：脈沖波形的產生與整形電路
第9章：半導體存儲器和可編程邏輯器件
第10章：模數與數模轉換電路
課程負責人：沈克永，南昌理工學院計算機系主任、教授、江西省計算機協會理事、江西省青年骨干教師。擔任過的本科課程有：數字電路基礎，計算機網絡基礎，計算機組成原理，數字通信原理等；?？普n程有：數字電路基礎，計算機網絡基礎。主編的教材包括：《C/C++程序設計》(北京郵電大學出版社)，《計算機應用基礎》(中國宇航出版社)，《計算機應用基礎上機指導》(中國宇航出版社)，《計算機網絡基礎》(人民郵電出版社)，《數據庫原理及應用》(人民郵電出版社)，《單片機原理及應用》(人民郵電出版社)。
參考文獻
