導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇數字電視技術論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1數字電視概念

1．1數字電視定義

數字電視是電視數字化和網絡化后的產物。數字電視是一個系統，是指從電視節目采集、制作、編輯、播出、傳輸、用戶端接收、顯示等全過程的數字化，換句話說就是系統所有過程信號全是由O、1組成的數字流。

數字電視已不僅僅是傳統意義上的電視，而是能提供包括圖像、數據、語音等全方位的服務，是3C融合的一個典范，是計算機、傳輸平臺、消費電子三個環節的聚焦點。

1．2數字電視與模擬電視的對比

數字電視采用的技術與原模擬電視有著很大的不同。其技術比較見下表。

1．3數字電視的優勢

1)現有模擬電視頻道帶寬為8MHz，只能傳送一套普通的模擬電視節目。采用數字電視后一個頻道內就傳送1—8套數字電視節目(隨著編碼技術的改進，傳送數量還會進一步提高)，電視頻道利用率大大提高。

數字電視與模擬電視的技術比較

模擬電視

數字電視

描述

采用模擬信號傳輸電視圖像、伴音、

附加功能等信號

采用數字信號傳輸電視圖像、伴音、附加功能等信號

信源編解碼

因為信號數據量不大。所以不存在信息編碼壓縮問題

電視信號數字化后，其信號的數據傳輸率很高。須具有良好的數據編碼壓縮技術

復用

無夏用器，視頻、音頻信號分別傳輸

將編碼后的視頻、音頻、輔助數據信號分別打包后復合成單路串行的比特流，使數字電視具備了可擴展性、分級性、交互性、與網絡的互通性

信道編解碼調制解調

圖像信號按行、場排列，并具有行、

場同步信號、前后均衡脈沖等，并對

視頻信號有補償處理。調制方式一般采用調頻或調幅

有壓縮及復用，傳送時的信號不再有模擬電視場、行標志及概念。通過

糾錯、均衡來提高信號抗干擾能力，調鍘采用QAM、COFDM等新方法。

且隨著調制方法技術的改進。傳輸效率會進一步提高

特點

信號數據量少，技術成熟．價格便宜

信號不易在傳輸中失真，清晰度高，占用頻帶窄。數字電視信號可方便地在數字網絡中傳輸，與計算機具有良好接口。

2)清晰度高、音頻效果好、抗干擾能力強。在同樣覆蓋范圍內，數字電視的發射功率要比模擬電視小一個數量級。

3)可以實現移動接收、便攜接收及各種數據增值業務，實現視頻點播等各種互動電視業務，實現加密／解密和加擾／解擾功能，保證通信的隱秘性及收費業務。

4)系統采用了開放的中間件技術，能實現各種交互式應用，可與計算機網絡及互聯網等的互通互連。

5)易于實現信號存儲，而且存儲時間與信號的特性無關，易于開展多種增值業務。

6)由于保留了現有模擬電視視頻格式，用戶端僅需加裝數字電視機頂盒即可接收數字電視節目，利于系統的平穩過渡，減少消費者的經濟負擔。

1．4數字電視的應用范圍

1)基本業務：只要節目源許可，用戶可以收看數百套數字電視節目，以及幾十套調頻廣播節目和數字音頻廣播(DAB)節目。

2)擴展業務：可提供如圖文電視、電視會議、數據信息廣播、加密電視、視頻點播等。

3)增值業務：可通過雙向傳輸系統進行交互式的多功能應用，如互聯網接入、遠程教學、遠程醫療、電子郵件、計算機聯網、數據通訊、家庭保安監控等多媒體信息服務。

1．5數字電視的弱點

數字電視并不是完美無缺的，它同樣存在著一些弱點。例如在取樣的過程、量化誤差、壓縮編碼所帶來的信號損傷，在節目制作及傳輸過程中貫通延遲。有些損傷可以修復，并不影響圖像的最終質量，而有些損傷只能通過一些補償措施削弱它的影響，但這并不能影響電視領域向數字化的轉變。與電視信號數字化后所帶來的好處相比，這些影響往往會被忽略。

2數字電視分類

2．1按信號傳輸方式可分為:地面無線傳輸數字電視(地面數字電視)；衛星傳輸數字電視(衛星數字電視)；有線傳輸數字電視(有線數字電視)。

2．2按圖像清晰度可分為三大類

1)數字高清晰度電視(HDTV)：需至少720線逐行或1080線隔行掃描、屏幕寬高比應為16：9、采用杜比數字音響，能將高清晰格式轉化為其他格式并能接收并顯示較低格式的信號，圖像質量可達到或接近35mm寬銀幕電影的水平。

2)數字標準清晰度電視(SDTV)：必須達到480線逐行掃描，能將720逐行、1080隔行等格式變為480逐行輸出，采用杜比數字音響。對應現有電視的分辨率，其圖像質量為演播室水平。

3)數字普通清晰度電視(LDTV)：顯示掃描格式低于標準清晰度電視，即低于480線逐行掃描的標準。對應現有VCD的分辨率。

2．3按照產品類型可分為

數字電視顯示器、數字電視機頂盒和一體化數字電視接收機；

2．4按顯示屏幕幅型比分類

數字電視可分為4：3和16：9幅型比兩種類型。

3數字電視技術

數字電視的實現，以下幾項技術是關鍵：

3．1數字電視的信源(視頻、音頻)編解碼技術在1920x1080顯示格式下，數字化后信號的數碼率在傳輸中高達995Mbit／s，這比現行模擬電視的傳輸信息量大得多，因此必須去除圖像信號中的多余信息，將數碼率壓縮到能在一個8MHz模擬電視信道中傳送。視頻編碼技術主要功能是完成圖像的壓縮，使數字電視的信號傳輸量由995Mbit／s減少為20Mbit／s～30Mbit／s。國際組織已經制定了對圖像進行壓縮編碼的標準有JPEG(靜態圖像壓縮編碼標準)、MPEG-2(運動圖像壓縮編碼標準)等。音頻編解碼主要功能是完成聲音信息的壓縮。對伴音進行壓縮編碼標準有MPEG伴音壓縮編碼標準、AC-3等。

3．2數字電視的復用系統

數字電視的復用系統從發送端信息的流向來看，它將視頻、音頻、輔助數據等編碼器送來的數據比特流，經處理復合成單路串行的比特流，送給信遭編碼及調制。接受端與此過程相反。在HDTV復用傳輸標準方面，美國、歐洲、日本都采用了MPEG-2標準。

3．3數字電視的信道編解碼及調制解調

為了提高傳輸的頻帶利用率，通過調制把傳輸信號放在載波或脈沖串上，為發射做好準備。數字電視采用多進制調制方法，例如：殘留邊帶調制(VSB)；正交振幅調制(QAM)；四相相移鍵控調制(QPSK)；差動四相相移鍵控調制(DQPSK)；編碼正交頻分復用調制(COFDM)等。

為了提高數字電視傳輸的可靠性，通過糾錯編碼、網格編碼、均衡等技術，提高信號的抗干擾能力，方法如：里德一索羅門碼、卷積碼、交織、格狀編碼調制等。美國、歐洲、日本數字電視的制式、標準不統一，主要是指在該方面的不同。

數字電視標準

數字電視標準是指數字電視采用的視音頻采樣、壓縮格式、傳輸方式和服務信息格式等的規定。目前投入使用的有三種：

美國的ATSC(先進電視系統委員會)；歐洲的DVB(數字視頻廣播)；日本的ISDB(綜合服務數字廣播)。

每一種標準對于信源的處理、畫面格式及傳輸方式等方面均有一些差別。每一種數字電視標準又可分為衛星傳輸、電纜傳輸和地面傳輸方式。

4．1美國ATSC標準

ATSC標準由四個層級組成，最高為圖像層，確定圖像的形式，包括象素陣列、幅型比和幀頻。接著是圖像壓縮層。再下來是系統復用層，特定的數據被納入不同的壓縮包中。最后是傳輸層，確定數據傳輸的調制和信道編碼方案。下面兩層共同承擔普通數據的傳輸。上面兩層確定在普通數據傳輸基礎上運行的特定配置，如HDTV或SDTV；還確定ATSC標準支持的具體圖像格式。

另外，ATSC還開發并通過了可為采用50Hz幀頻的國家使用的另行標準。

ATSC成員30個，其中有美國國內成員20個、來自阿根廷、法國、韓國等7個國家的成員10個，中國的廣播科學研究院也參加了ATSC組織。

4．2歐洲DVB標準

支持室內接收、移動接收等需求，包括4個系統。

1)DVB傳輸系統：涉及衛星、有線電視、地面、SMATV、MMDS等所有傳輸媒體。

DVB-S數字衛星廣播系統標準。衛星傳輸具有覆蓋面廣、節目容量大等特點。

DVB-C數字有線電視廣播系統標準。系統前端可從衛星和地面發射獲得信號。

pWB-T數字地面電視廣播系統標準。本地區覆蓋最好。傳輸質量高，但接收費用也高。

DVB-SMATV是數字衛星共用天線電視(SMATV)廣播系統標準。

DVB-MS高于10GHz的數字廣播MMDS分配系統標準。

DVB-MC低于10GHz的數字廣播MMDS分配系統標準。

2)DVB基帶附加信息系統：可傳送接收IRD調諧、節目指南及圖文、字幕、圖標等信息。

DVB標準定義的畫面格式

DVB-SI數字廣播業務信息系統標準。

DVB-TXT數字圖文廣播系統標準，用于固定格式圖文電視的傳送。

DVB-SUB為數字廣播字幕系統標準，用于字幕及圖標的傳送。

3)DVB交互業務服務：對應標準有：DVB—NIP、DVB-R．CC和DVB-R．CT。

4)DVB條件接收及接口標準：條件接收是付費電視廣播的基本部分。DVB數字廣播系統與其他電信網絡(如SDH、ATM等)連接，可實現DVB向電信網絡的過渡。標準包括：DVB-C11DVB-PDH，DVB-SDH，DVB—ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。

DVB成員已經達到265個(來自35個國家和地區)，主要集中在歐洲并遍及世界各地，我國的廣播科學研究院和TCL電子集團也在其中。

4．3日本ISDB標準

日本數字電視首先考慮的是衛星信道，采用QPSK調制。并在1999年了數字電視的標準--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(數字廣播專家組)制訂的數字廣播系統標準，它利用一種已經標準化的復用方案在一個普通的傳輸信道上發送各種不同種類的信號，同時已經復用的信號也可以通過各種不同的傳輸信道發送出去。ISDB具有柔軟性、擴展性、共通性等特點，可以靈活地集成和發送多節目的電視和其它數據業務。

ISDB籌劃指導委員會委員17個，其他成員23個，其成員均為日本國內電子公司和廣播ISDB標準定義的畫面格式三種數字電視標準對比機構。

4．4三種數字電視標準的對比

無論哪一種制式，它們的視頻壓縮技術都采用了MPEG-2標準，但是由于美國和歐洲等在模擬電視的制式的差別，為了兼容性，它們的視頻采樣格式也存在差別，主要體現在行和列的分辨率及場頻等。

在數字電視信號的傳輸中，衛星傳輸一般采用QPSK調制技術，電纜傳輸一般采用QAM調制技術，但地面傳輸采用的技術則在不同的制式中存在很大差別，如美國的ATSC采用的是VSB調制技術，而歐洲的DVB和日本的ISDB則使用oFDM調制技術。

服務信息是指在數字電視中開展增值服務所用的數據，美國ATSC制式中的PSIP部分和歐洲DVB制式中的SI部分分別規定了各自數字電視中的服務信息格式。

ATScATV優點：頻譜效率高、功率峰均比低，明顯地減少了脈沖干擾。可將與原模擬NTSC信號的同頻和鄰頻干擾減至最小。缺點是不能抵抗多徑干擾，不支持移動接收。

DVB-T優點：在基于大量小功率、工作在同一頻道的眾多發射機，每一個均覆蓋一個較小的區域的這樣一種單頻網絡來說，DVB是一三種標準數字地面廣播系統的比較

種最佳選擇。同時提供了良好的移動接收性能。缺點是：其載／噪比低于8-VBS，并且限制了信號的有效傳輸距離，對來自于電機的脈沖干擾較敏感，較高的峰／均值比，并且需要較高功率的發射機，保護間隔降低了頻譜效率并明顯減少帶寬的比特／赫茲率。

ISDB-T和DVB-T非常類似，根據分層和窄帶接收同時實現固定、移動和便攜接收，是日本制式的特點；與DVB-T相比，ISDB-T增加了部分接收和分層傳輸功能。

5中國的數字電視

早在1996年，我國便開始了數字電視的研究工作，數字電視被列人原國家科委“八五”重大科技產業工程項目，并成立了數字高清晰度電視的總體組。1999年10月，高清晰度方案被成功用于國慶50周年大典的數字電視現場直播。后國家將數字電視發展計劃納入“十五”高新技術的12個重大專項之列，數字電視研究工作全面啟動。

5．1中國數字電視標準

1)信源編碼技術標準：

中國的數字音視頻編解碼標準工作組制定了面向數字電視和高清激光視盤播放機的AVS標準。該標準與MPEG-2標準完全兼容，也可以兼容MPEG-4AVC／H．264國際標準基本層，其壓縮水平可達MPEG-2標準的2-3倍。

2)信道傳輸技術標準

中國的衛星數字電視標準采用歐洲DVB—S標準。

中國有線數字電視的標準還在報批過程中，大中型城市有線電視臺多采用歐洲的DVB-T標準在試播。

中國的地面數字電視標準方案目前還在制定過程之中。

3)條件接收系統標準(CA)、用戶管理系統(SMC)已制定完成。

5．2數字電視現狀及發展：

1)中國數字電視規劃：

國家廣電總局制定了《我國有線電視向數字化過渡時間表>。

2003年數字電視標準出臺(未按期實現)。

2005年進行數字電視的商業播出，有線數字電視用戶超過3000萬戶，直轄市、東部地區地(市)級以上城市、中部地區省會市和部分地(市)級城市、西部地區部分省會市的有線電視完成向數字化過渡。

2008年用數字電視轉播奧運會，東部地區縣以上城市、中部地區地(市)級城市和大分縣級城市、西部地區部分地(市)級以上城市和少數縣級城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2010年全面實現數字廣播電視，中部地區縣級城市、西部地區大部分縣以上城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2015年停播模擬信號，西部地區縣級城市的有線電視基本完成向數字化過渡。

2)數字電視現實的困難：

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2、智能化技術應用推動“智能電視”產生，引發全新電視市場變革

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我公司1550nm直調光發射機是上海凌云公司生產的TBT3155直調發射機，是專為Overlay插播系統而設計的，針對插播系統的應用，優化設計了插播發射機的性能與結構，具有最大支持32個IPQAM頻點插播的能力；獨有的電控光衰減功能，可以在設定插播系統所需的光差值后，由程序自動根據主播光信號的大小來控制插播光信號，確保兩者差值自動控制在用戶設定的值。實現插播系統全程自動調節，人性化、簡單易用的設計。同時以電控衰減器為核心的獨特的AGC電路實現光調制度的自動控制，可靈活地調節驅動電平的大小，同時確保了系統調試后電平的穩定不變，從而大大簡化工程調試。在具體應用時，我們在對應的前端機房將要插播的信號通過一臺1550nm直調式光發送機調制后，與原有光纖傳輸的信號經光復用器耦合進入同一芯光纖傳輸。在正常光纖傳輸組建的HFC網中，通過光纖放大器、光纖分配器把信號傳輸至各光節點，每個光節點再解調出對應信號進入千家萬戶。為提高整個傳輸系統的指標，我們要盡量避免二級光電轉換，IPQAM調制器可根據業務需求下移至分前端機房，甚至可下移至光站。通過1550nm直調技術將IPQAM信號直接從對應的機房（節點）混入，實現IPQAM信號的異地插播。IPQAM數字信號的插入結構圖如圖1所示。

1.1.1系統結構原理邊緣IPQAM調制器把前端視頻服務器下傳的IP數據流重新封裝打包后，經數字調制后直接送給1550nm直調制光發射機，1550nm直調制光發射機與分前端下傳的數字電視信號經光纖耦合器混合后傳輸至1550nm光放大器，經HFC網絡傳輸至用戶端。根據上述原理，我們可根據業務發展需求，把IPQAM調制器下移至光節點，利用空間分割的方法獲取更大的下行帶寬，以滿足海量下傳業務所需的網絡信道。用戶端的互動電視VOD系統工作原理是：用戶從機頂盒上發出服務需求，通過HFC網絡（或電話等上行通道）上傳至視頻點播服務器，視頻點播服務器響應機頂盒的點播請求，將節目傳輸流封裝打包經數據網絡傳輸至IPQAM調制器；IPQAM將多個節目復用成節目流，通過QAM調制輸出射頻信號進入HFC網絡，經HFC網絡傳輸到用戶機頂盒。

1.1.2系統的靈活性與擴展性通過1550nm直調制光發射機不但可以插播數字信號，還可以插播模擬信號，IPQAM下行的頻段由當地網絡公司網絡頻率分配給定。由于HFC網絡的下行帶寬是有限的，利用1550nm直調技術與IPQAM技術的特點，我們可以根據業務發展情況確定組網方式。由于傳統數字電視下行業務是采用外調制1550nm光發射機進行組網的，一個前端機房的下行在500~860MHz，若業務量不斷加大后，我們不需要重新再組建一個前端，只需要利用空間分割的分式把1550nm光發射機和IPQAM調制器下移至下一級節點即可。

1.2系統調試

1.2.1系統調試原則（1）頻道數與主路信號不重疊光接收機是不能分辨兩路光信號的，若是兩個重疊射頻信號，光接收機只能得到兩個同頻信號的疊加。（2）確定主路光信號與插播光信號的比例確定主路光信號與插播光信號的比例是系統能否取得成功的關鍵。

1.2.2系統調試中存在的問題當完成1550nm直調光發射插入后，每個光節點都同時接收下行數據信號和插入窄播信號，網絡會存在以下問題。（1）當下行數字信號頻道數遠多于窄播插入信號頻道數時，窄播光波的接收光功率應比數字信號光波的接收光功率低8～10dB。為保證數字信號信道的載噪比維持在50dB以上，數字信號光功率在-1～0dBm，我們只能把窄播光波的接收光功率降到-10～-6dBm。（2）當數字信號和窄播信號傳輸的頻道數相同或相近時，兩個信號進入光接收機的接收光功率應基本相同，此時，同二級光電轉換一樣，CNR有3dB的劣化，但廣播信號的非線性指標不會有劣化，整體的系統指標仍好于二級光電轉換模式。因此，利用1550nm光發射機與IPQAM調制器進行組網的這種模式可解決多套本地電視節目和IPQAM并發流插入問題，可保持HFC網絡數字信號指標基本不變的情況下，提高插入信號的性能指標，同時避免二級光電轉換；通過空間分割方式將IPQAM下移后可實現IP數據分流，同時有效地提高了HFC網絡的下行有效帶寬，為今后的增值業務提供良好的基礎。

1.2.3調試（1）為確保主路光信號的傳輸指標，減小插播信號的影響，一般情況下我們把插播信號的光功率定的比主路信號光低6dB。①一般情況下，光接收機的正常接收光功率為0dBm。我們按這個參考值計算，若主路信號的光為-1dB，插播信號為-7dBm，這樣插播信號對主路信號的載噪比影響會較小。②如果我們按正常調制度下直調發射機的CNR為50dB，則此時-7dBm接收時載噪比會降低4~7dB，而接收機的輸出電平會比主路信號的低12dB。③我們既要保證接收機的輸出電平，又要提高插播頻道的載噪比，所以必須降低插播的頻道數。（2）由上述分析可知，模擬信號插播發射機信號調制度需比正常情況下提高12dB，在保證總功率不變的情況下，頻道數約為4個頻道。（3）飽和輸出功率如圖2所示，若光發射機是17dBm輸出，那么理想狀態下主路光信號的功率應為16dBm，而插播光功率應為10dBm。但實際上由于目前應用的EDFA對于不同波長的增益譜不是平坦的，這給整個系統的調試帶來了一定的麻煩，因為廣播信號的波長域插播信號的波長有一定偏差。（4）加入EDFA的系統不同波長增益的差異使兩路光信號強度比例發生了變化，在插播系統中，有的甚至加入3級光放大，這使得我們必須考慮加入EDFA后，系統如何調試。由于EDFA波長增益的不確定性，實際應用中，我們很難判斷經過EDFA后，兩個波長的光功率比例是多少，我們也就無法判斷進入接收機的光功率比例。為了解決這個問題，我們可以采用系統聯調的方式。如圖3所示。我們基于這樣的一個事實，進入接收機插播信號光功率比主路信號低6dB，那么，進入接收機的插播光功率為-7dBm，主路信號為-1dBm（總功率按0dBm），相比較非插播的情況，主路信號進入接收機的功率降低1dB，那么可以推出主路信號接收機的輸出電平將降低2dB，如圖4所示。反過來思考，如果我們插播光斷掉與打開的情況下，主路光信號的輸出電平會降低2dB，我們可以認為進入接收機的插播光信號光功率比主路低6dB，如圖5所示。

2系統指標測試

雙向HFC網絡是以光纖為干線傳輸網，以電纜為分配網組成的傳輸系統，是下一代廣播電視網的重要組成部分，它是目前入戶率最高的多媒體通信網。數字電視信號是應用數字壓縮技術進行編碼，采用高效數字調制技術進行調制，與傳統有線電視傳輸不同的是，傳輸網絡中入侵的干擾噪聲會對數字電視業務造成嚴重影響，直接表現為數字電視圖像出現馬賽克、寬帶業務掉線或掉包等嚴重故障，給用戶的服務帶來大量問題。

2.1前端機房測試記錄我公司頻率使用情況是：87~210MHz保留模擬頻道信號；218~386MHz傳輸互動電視節目信號；394~402MHz頻率預留；410~762MHz傳輸DVB信號；780~802MHz傳輸高清電視節目。主要測試互動電視頻段指標和DVB數字電視頻指標，抽測十六個頻點。從測試結果來看，前端各項指標良好。

2.2光節點測試記錄主要抽測十六個頻點，直接從光接收機的輸出測試口進行測試（衰減20dBμV）。從測試結果來看，各項指標均達到要求。

2.3用戶端測試記錄用戶端主要采用DS900手持式測試儀，主要測試電平、MER、BER的相關指標，并通過電視機直接觀看圖像質量，直接到用戶端抽測十六個頻點，測試結果統計如表1所示。全網采用1550nm光傳輸技術，實現光節點后的無源分配，廣播的MER指標仍然較高，受到的影響較小，能滿足機頂盒的正常接收和解調，而插播的IPQAM指標也很好，其應用是成功的。

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以FPGA硬件為基礎的基帶預失真技術就會在基帶的數字區域中進行預校正，這樣就能夠補償數字電視發射機可能出現的非線性失真。而且這種預校正是與頻率有關的，這樣將對高功率的功能放大器有非常明顯的校正作用。這一技術還可以通過PC機上具備的工具軟件，對現行和非線性的預校正特性進行調節。

1.2低相噪捷變頻技術在信道編碼的調制過程中，對本振信號相位噪聲有較高的要求，要求必須保持絕對低的相位噪聲和寬頻帶捷變頻，不然就有可能造成調制誤差比降低，使信號不能被正確地接收。要有效地解決以上問題那么使用高中頻變頻技術以及高穩定的參考源是一個好的辦法。新型的數字電視激勵器就采用了2次變頻的方案，滿足了對于捷變頻功能的需求。

1.3功率檢測技術數字電視發射機的輸出射頻功率是控制整機的主要參數，所以及時地獲得輸出射頻功率尤為重要，可以通過檢波器對該功率進行檢測。新型的數字電視激勵器采用了數字采樣的技術，從而讓有效地解決了輸出射頻功率檢測中的精確性的問題，其中所具備的新的檢測系統能夠對數字電視發射機的輸出射頻功率進行精確地檢測，從而對數字電視發射機能夠進行準確的控制。

2比較國外數字電視發射機和國內數字電視發射機各自的優勢

數字電視發射機在國外的研究和生產已經有多年的歷史了，不管是在技術上還是在制造上各方面都趨向了成熟。就目前來看，國外的數字電視發射機主要具備了以下幾種優勢：水冷發射機、數字激勵器以及縫隙的填充器。數字電視發射機在我國的開發是從2002年開始的，但是當時因為國外封鎖了數字電視發射機的核心技術，而單頻網適配器以及數字激勵器等數字電視發射機的關鍵部件只能夠依靠進口，嚴重影響了我國數字電視的開發和研究。但是因為有多年的模擬發射機的生產技術的積累，所以我國的數字電視發射機的生產技術也發展迅速，在上述的關鍵技術被突破的基礎上，我國的數字電視發射機進入了產業化發展，目前而言我國的設備在技術水平方面已經與國外相當。

國產的設備因為配合了我國的國標，所以在推廣時占有相當明顯的優勢，而且發射機的生產廠家由于與國標的相關單位進行合作和實驗，所以已經掌握了覆蓋測試參數、單頻網技術等最新的技術。可以想見，數字電視的覆蓋在進行前期的設計和規劃時因為要結合地區的實際情況和條件來進行，所以這個系統工程并不存在統一的模式，那么運用國外的產品就無法更好地施行“因地制宜”，而且在技術支持方面和售后的服務方面國外的數字電視發射機由于存在的空間和地區差異，所以并不占優勢。相反，國內的數字電視發射機由于技術的進步目前占有較大的優勢。

篇5

2廣播電視系統中數字技術分析

廣播電視系統中應用的數字發射覆蓋技術以ATSC技術、DVB技術、ISDB技術與DMB-T技術為主。ATSC技術服務廣播電視系統主要是依靠自身組成層面、構成層級的清晰配合實現，第一層定像層確定圖像形式，第二層依照MPEG模式壓縮圖像，第三層完成信號數據傳輸，前兩層圖像數據最終由第三層完成發射覆蓋。DVB技術是典型的歐洲技術，利用衛星、地面數據交換機數字電視完成信號發射與覆蓋，不僅能夠接收傳送音視頻文件信號，還可接收傳送圖標圖像及TRD等節目，不過DVB業務傳送條件受限制，需支付一定費用，其業務開展有利有弊，國內參考該技術對廣播電視系統進行了改造，為用戶提供了更好的服務。ISDB技術來源于日本，核心在于利用計算機與無線信息網絡技術為廣播電視系統信號傳輸覆蓋提供更加多元化的服務，尤其是在3G、4G業務方面有出眾表現。DMB-T技術在我國廣播電視系統中的應用可更好的實現數字信號的傳導與接收，其采用的FJL技術促使數字電視傳輸網絡逐步向多載波技術領域發展，可在多徑時拖延信號擴散避免來自亂碼的干擾，保證信號傳輸的準確與順暢，其采用的循環前綴填充技術可有效實現保護間隔，并極大的提升了數字電視信號發射覆蓋的效率。實現了20dB以上同步保護增益，對于促使我國廣播電視行業更好的發展有積極意義。

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2軟件架構總體設計

如圖1所示，軟件架構中所涉及的靜態類包括幾個類別，分別是：視圖類(View)、控制器類(Controller)、模型類（DVBFilter)、業務類（DVBEpg)、工廠類（DVBFactory）、消息中心類（Noti?caction)和算法類（ConcreteStrategy)。這幾種類的具體職能體現了以下基本設計模式的綜合運用。

3MVC模式

MVC是一種復合設計模式，可以由幾種基本設計模式組成，實現方式因應用場景各異，例如WEB應用、APP應用等。它的設計原則是將應用程序劃分為三個層次：視圖層、控制器層和模型層，并規定層次之間通信的方式，將數據從視圖中分離出來，使得界面和數據可以單獨開發，讓表現不依賴數據。在架構設計中View會響應輸入設備的操作，并描畫自身(Draw())。由于某些視圖類對描畫性能有要求，所以可以直接緩存需要的數據(CacheViewData)；DVBFilter響應數據設備的請求，對得到的設備數據進行處理；Controller可以直接管理視圖類和模型類，控制它們的生命周期和通信，也可以通過工廠類和業務類間接維護。由于視圖類和模型類需要響應系統事件，所以對平臺的依賴較大。因此，盡可能將邏輯處理放在控制類，便于重用。

4觀察者模式

MVC模式的設計重點之一就是三種類之間的信息交互。控制類觀察視圖、模型的狀態，對感興趣的數據、狀態變化進行處理。借鑒觀察者模式的特點，本文提出一種更為靈活的消息驅動方式。消息中心可以分為兩大類：應用層消息中心(Notifaction)和系統層消息中心(OSNotifaction)。后者又可以細分為兩個子類：輸入設備消息中心(InputNotifaction)和數據設備消息中心(DemuxNotifaction)。系統層消息中心依附于獨立線程(threadID)，獲取系統的事件(GetInfoFromOS())。視圖類依據自身的特點需要關心某些外部輸入設備的狀態，例如鼠標或者觸摸屏的點擊；模型類則一般需要關心外部數據設備的狀態，例如媒體流設備數據的就緒。因此，二者分別需要將自己作為觀察者注冊到對應的消息中心(Observer())。當有系統事件發生的時候，消息中心分別通過(NotifyWithEventType())和(NotifyWithTableType())進行通知，使得View可以執行(InputEventProcess())，DVBFilter可以執行(DataEventProcess())。在處理事件的過程中，如果需要對行為進行擴展，則需要向應用層消息中心發送特定消息(NotifyWithMessage())，讓其觀察者即控制類進行處理(BehaviourFunctionForView())、(BehaviourFunctionForModel())，完成視圖類和模型類之間的通信；通過（DataSourceFromModel())完成其間的數據轉化。

5抽象工廠模式

控制類負責對業務進行建模，根據不同的協議創建不同的功能模塊，它屬于兩個維度的變化。可以選擇抽象工廠模式構建業務對象層次。抽象工廠模式用于創建兩個維度的產品線。抽象工廠代表了特定的協議類型，(DVBabstractFactory)制定具體工廠(DVBFactory)可以生產的DVB協議產品類型。(DemuxNotifaction())創建該協議的數據設備消息中心(DVBDemuxNotifaction)，(Epg())創建該協議的EPG業務類(DVBEpg)。業務類則負責各種模型類的建立和維護。控制類根據應用對協議的選擇，創建具體工廠，一種協議只有一個工廠，遵循單例模式。具體工廠實現每個具體產品的創建。產品的創建細節和工廠方法綁定。具體產品的協議特性由抽象產品決定(DVBabstractProduct)。這種設計讓具體工廠和具體產品緊耦合，工廠方法的個數和具體產品數目相同，但是為了遵循開閉原則，一般適用于產品類型固定的情況。

6模板模式和策略模式

工廠類完成業務功能的創建。業務功能的創建過程中指定需要收取哪些數據，即創建哪些模型。由于機頂盒廠商對應用的需求不同，即使在同一種協議標準下，對數據的格式定義也不盡相同，例如某些自定義私有數據，自定義私有描述符。為了解決上述問題，提供良好的擴展性，將模板模式和策略模式相結合，達到在統一的解析架構之中對可變的部分進行分離的效果。模型類DVBFilter由業務類DVBEpg創建并維護，負責數據的收集和解析。一種業務類可以包括多個模型類，去收集數據格式特定的表。模型類通過(ProcessData())對數據中心獲取的原生表數據(TableData)進行解析，形成視圖類需要的數據(ViewNeedData)。解析的過程包括解析頭部(ParseHead())和描述符(DescriptorProcess())兩個固定部分，是一個算法模板函數。不同的模型類由于數據格式的迥異，對這兩個部分的實現可能都不一樣，所以具體模型可以根據需要重載這些方法。(Filter4e)就是解析DVB協議中數據格式為4e的EIT表。對于同一種模型類，頭部解析是固定的，描述符的解析是可變的。這種變化體現在描述符的種類和數目不同，但是解析的骨架結構固定。因此，可以設計有限個策略算法(StrategyA和StrategyB)，每個策略都會解析一定類型的描述符(DescriptorProcess())。如果表1：架構對需求的變化表變化類型變化內容架構修改內容架構修改層次視圖樣式組成視圖的元素以及布局視圖對觸點位置的計算方式InputEventProcess視圖行為視圖對事件的響應方式，對數據格式的轉化方式重寫控制器的響應方式1.BehaviourFunctionForView2.DataSourceFromModel協議增加業務功能添加增加協議工廠類，包括工廠的產品結構層次1.工廠類2.業務類業務邏輯改變業務處理流程需要的表的類型，表的收取策略、以及表之間的關系1.業務類2.DataEventProcess3.BehaviourFunctionForModel數據描述符增加1.私有描述符的添加2.業務處理內容變化業務處理過程中需要對新增加的數據進行處理1.業務類2.數據類解析的類型需要改變，可以通過具體策略算法重載(ConcreteStrategy)。7架構對需求變化的處理由于軟件需求變化的要求不同，對架構的修改程度也不同。表1是對需求變化的假設和架構相應做出的修改方案。從修改結果可以看出，按照對架構內容的修改程度的不同，由低到高可以分為函數和類兩個層次。不難看出這種軟件架構可以讓因需求變化而作出的修改盡可能遵循開閉原則，所修改的內容耦合性底，使得功能擴展具備插件化，降低每次修改對整個軟件維護的影響，提高了迭代開發的效率。

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二嵌入式技術課程門類建設

鑒于嵌入式技術課程授課內容概括性強，講授難度大；同時高職學生的理解能力又有限，對領會此類課程難度更大，教與學都存在一定的問題，所以在高職學生的培養過程中，需要與本科學生有很大的不同，每門課程都要強調實踐，注重理論與實際緊密結合。課程講授過程中注重知識的前沿性，以適應嵌入式技術的快速更新。

1嵌入式系統處理器及應用

本課程結合典型的ARM芯片，通過講授ARM的內部架構、ARM的指令系統、ARM匯編程序設計、ARM存儲系統、ARM內部資源的C語言編程以及簡單的嵌入式系統的設計等知識，使學生熟悉ARM嵌入式處理器結構與簡單應用，掌握ARM系統的軟硬件構成，具備基于ARM體系架構的應用處理器為核心進行系統設計及相關應用的能力。

2嵌入式系統設計與開發

本課程通過實際的嵌入式應用項目的案例分析，講授嵌入式系統的開發流程和方法，使學生掌握幾種常用的嵌入式應用開發方法，如嵌入式圖形系統、嵌入式數據庫、嵌入式Web服務器、GSM、GPRS等，熟悉嵌入式系統的開發環境、嵌入式實時操作系統，培養學生從事嵌入式系統設計與開發的能力。

3智能家居系統

本課程通過兩室兩廳智能家居電子系統設計項目的學習，使學生掌握智能燈光控制、智能電器控制、智能溫度控制、智能窗戶控制、智能窗簾控制、智能安防控制、智能遙控控制、智能定時控制、智能網絡控制、智能遠程控制、智能場景控制等智能家居系統組成與控制工作原理，使學生初步具備根據客戶要求設計制定智能家居控制系統方案的能力。

4物聯網技術

本課程主要內容包括射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按物物與互聯網連接起來，及物聯網在各個領域的典型應用。讓學生學生理解物聯網的概念，開闊學術視野，啟發學習興趣。

5教學機器人組裝與調試

本課程通過具體的教學機器人制作項目讓學生了解機器人的結構、種類、工作原理，使學生熟悉教學機器人的制作及控制調試過程，讓學生在掌握機器人的核心技術的基本知識基礎上，具備組裝、控制、調試和維護機器人的能力。

三嵌入式技術課程實施方法

在進行嵌入式技術授課時，教師可以引入一些實際的嵌入式電子產品，并進行實例分析，分解產品加工特點，進而倒推出整個產品的開發過程。這種教學方法即為實例剖析教學法。實例剖析教學法包含了產品到部件的整個過程。這種教學方法便于學生更好地了解和把握各章節內容的內在聯系，從而有效提升其解決實際開發問題的能力。教師可以在具體的學習過程中適當安排一些嵌入式技術學習任務，并劃分學習小組，引導和鼓勵學生單獨完成相應的產品設計和開發工作。同時，在課程結束后，教師還可以單獨開設一些綜合實訓項目，使學生從整體上把握嵌入式產品開發的規律和方法，提升其職業能力，使其更好地適應企業的崗位需求，實現學校到企業的良好過渡。通過三個實踐教學環節，學生的專業能力水平得到了極大的提升，并逐漸具備單獨完成嵌入式項目開發的能力。這三個環節即章節實驗環節、課程設計環節、綜合實訓環節。其中，章節實驗環節主要通過實驗的方式進行內容分解，并將章節知識融入實驗當中，實現了理論和實踐的有機結合。課程設計環節則側重課程內容的組織和安排，旨在通過課程的優化設計提升學生的專業能力。綜合實訓過程的實踐性較強。在此環節中，學生的主要任務為設計出嵌入式產品雛形，并明確其功能和性能，并制定出具體的改進方案。

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二、電子技術實驗教學的現狀

從教學體制上看：在實際的實驗教育中,電子技術實驗附屬于相應的理論課，實驗教學學時多年來一直為時,約為總學時數的14%,任課教師普遍認為實驗學時偏少,不能充分完成預定實驗計劃。同時，驗證性實驗所占的比例較高,實驗題目和內容相對最新的科技發展水平及市場化需求具有較大的滯后性,教學實驗體系與工程實際脫節,不能及時反映現代電工電子發展的最新成果。

從管理體制上看：由于各方面普遍不重視實驗課，上級投入經費少、人員稀缺、儀器設備緊張等問題不能及時解決。實驗課多數是輔助理論課的教學，在教學方式、教學內容和教學進度等方面受理論課制約。實驗室規模小，人力、物力分散，實驗教學隊伍穩定性差，很難保證有一個相對穩定并能夠深入開展實驗教學的環境。

從教學過程上看：在目前中等職業學校的教學模式中，實驗教學的課時較少且通常處于理論教學的從屬地位,其內容也多為驗證性的,很少形成完整的實驗教學體系。同時,教師在詳細講解實驗方法、步驟后,還要做一次演示實驗,這樣在課時本就不足的情況下，不僅浪費時間,而且不利于培養學生的創新思維能力。

三、深化電子實驗教學改革的對策

1.改進實驗設備,加強對學生實踐能力的培養

選什么類型的實驗設備,將直接關系到對學生實踐能力的培養。鑒于此,在選購電路電工實驗臺時,學校應選擇可由學生自己搭建實驗線路、又能看到實際元器件的實驗設備,這樣可以大大加強學生對線路連接的感性認識,也為學生認識具體的電氣元件提供條件。

2.建立一支高素質的實驗型教師隊伍

實行開放性實驗教學，對實驗教師和專業教師業務素質的要求較高。實驗教師和專業教師除了要有必要的理論知識，還必須具備較強的動手能力和創新意識。電子技術發展迅猛，實驗教師和專業教師必須及時學習和掌握新知識、新技術、新方法。只有這樣才能指導學生設計出一個比較好的產品。因此，實驗教師和專業教師必須不斷學習，采用自學或進修的方式提高自身的業務水平。這樣，擁有一支強有力的、穩定的實驗教師和專業教師隊伍才能保證電子技術實驗教學更好地為培養目標服務。

3.革新管理理念,全面吸引學生

部分學校現有的創新室基本上只能做備用實驗室,是否運轉全憑學生的主動性。為了全面提高創新室的吸引力,擬定創新室形式上由專人管理,內容上由相關教師共同負責。具體為:學生上課時間和晚上自修時間,創新室應能隨時開放,并提供學生所需器材和負責儀器維修;學生所做題目,一部分由實驗中心邀請相關教師設計,其中包括將歷年電子大賽題目分成若干小塊,另一部分由學生自行設計,題目內容以綜合設計性為主,其可行性需經指導教師論證,以免造成不必要的浪費;創新室開放時間、運行方式及準備的實驗項目應隨時公布于學生,以便學生提前準備討論。

4.加強與兄弟院校“同行”的合作與交流是促進實驗教學能力提高的有效途徑

要提高實驗教學的質量,就必須與實驗、教學、科研能力強的兄弟院校的“同行”合作與交流。目前,合作與交流困難主要集中反映在教師間的實驗教學、科研能力與水平存在著“差距”而產生的“屏障”。要縮短“差距”、消除“屏障”,首先要加強自身“內功”的“修煉”,提高實驗教學的能力和水平,縮短與兄弟院校的“差距”。其次要積極主動地與實驗教學和科研能力強的兄弟院校建立一種有效的、廣義上的“聯姻”機制,這種“聯姻”機制是一種“緊密”與“松散”相結合的方式。“松散”型主要是通過教務部門在某些學科領域有方向性、有目的性、不定期地與兄弟院校的教師、專家、學者建立“友好聯姻社”并進行聯誼活動,為教師建立合作與交流的“橋梁”和“紐帶”。而“緊密”型則是通過選拔本部門的培養對象進入水平較高的兄弟院校進行“深造”、“進修”。

總之，實驗教學是學生實踐的重要環節,也是能力培養的重要環節，這點對中等職業學校來說顯得更為重要。因此，學校必須是要發揮人的主觀能動作用,調動教與學兩方面的積極性,并根據目前的實際情況,因地制宜,加以不斷的探索試驗,才能取得滿意的效果。

【摘要】傳統的電子技術實驗教學方式和思維模式僅僅停停留在輔助于理論教學的層面上，已經跟不上電子技術行業的發展速度和方向，不利于培養學生的綜合動手能力和實踐創新能力。本文以電子技術實驗教學的目標為切入點，研究了電子技術實驗教學的問題和現狀，并提出了有針對性的建議和對策。

【關鍵詞】電子技術實驗教學現狀與對策

參考文獻：

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1.1模塊化電子系統集成系統，包含有電子子系統和電子應用系統兩個部分，研制和開發具有統一標準的電子技術產品單元是一項十分復雜且成本高但又非常重要的任務，電子技術集成產品主要包括三個方面：現代技術的集成、加工技術的集成和企業管理的集成。電子系統的集成在于建立一系列的標準芯片或者是模塊，是信息、智力、知識密集型技術，其耗能低，污染少，從電子產品的標準化、系列化帶來的好處也可以肯定，這要通過電子技術的集成來滿足用戶需要的智能化應用系統，規模化將給電子技術企業帶來美好的前程，從而更好地開拓新電子技術領域，使得電子技術產品結構優化，性能達到最大化。

1.2智能化電子技術的智能化，是電子技術具有類似人的智能，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，并要引入了計算機系統，智能化裝備的基礎是計算機智能技術，可以依據一定的程序，進行有效的判斷并能做出決定。模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，自控技術、計算技術和精密機械的緊密結合又使電子產品具有更全面的功能，以求得到更高的控制目標。

1.3網絡化隨著網絡成為人們日常生活中非常普及的一種工具，給人類社會的發展和生活的進步都帶來了巨大的變革，遠程控制和監控技術也得到迅速發展，遠程控制的終端設備本身就是電子技術產品。由于網絡的普及，電子技術順應了網絡化的發展趨勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，網絡化特性更加的明顯，人們只要在家里就可以分享各種高技術帶來的便利與快樂，電子技術產品無疑朝著網絡化方向發展。

1.4人性化人性化是電子技術的一個特性，未來的電子技術更加注重產品與人的關系，人是電子技術產品的使用者，電子技術產品的最終使用對象是人，它們之間的緊密結合使電子設備的精度和自動化程度必須達到相當高的水平，賦予了電子技術需要來滿足人性化的需求，要具有更高級的人類思維能力，只有想不到沒有做不到的。電子技術產品不僅要具有最優性能，人的智能、情感、人性也顯得越來越重要，特別是對家用機器人，要進行色彩、造型、舒適度等方面的研究，電子技術產品都是受人類活動的啟發研制出來的，因此，必須要滿足人們對電子技術產品人性化需求。

1.5綠色化工業化給人們帶來高效率的工作和生活環境，同時又使得地球家園受到污染，危害人類未來的環境與健康。歐盟和我國相繼了《關于在電子電器設備中限制使用某些有害物質指令》和《電子信息產品污染控制管理辦法》，從而提高了產品進入市場的準入門檻，對設計綠色的電子技術產品，具有遠大的發展前途，綠色化是電子技術未來發展的必然趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，都要符合特定的環境保護和人類健康的要求，報廢電子電氣設備必須合乎環境要求，對生態環境無害或危害極小，資源利用率極高，才能使科技和環保實現可持續發展。

二、現代電子技術的廣泛應用

2.1電子技術在電力系統中的應用電子技術是電工技術中的一個新興技術，將電子技術引入電力系統，并獲得廣泛應用，對于未來輸電系統的性能也有顯著的影響。應用首推應是同步發電機勵磁系統，作為電壓調節系統具有優越的性能；另一領域是交流電動機的變頻調速，它的應用，節約了可觀的電能。電子技術在電力系統中的應用已經涉及到諸多方面，比如發電環節、配電系統、儲能系統等。在電力系統的綜合管理中，主要是將電子技術運用在抽水蓄電站運用中，通過對水泵水輪機的效率提升，可以有效的促進整個電力應用系統在發電、輸電以及配電運用過程中的綜合效果，在具體的系統環節中，每一個系統都不能離開供電技術的提升，這樣，就需要采用電子電器與電子電力技術的突破。從電力系統與配電系統的運行狀態來看，最需要解決的實際問題，就是要加強供電的可靠性，以此提高整個電能的質量。其中，電子裝備主要是用于防止電網的瞬間斷電，因此，在加強可靠性的運用中，最主要局勢突出電能質量的控制，改善整個輸電系統的綜合智能，在電力系統的發電環節中，針對發電機組的設備運行方式，將電子技術的應用與整個設備的改善融合在一起，這樣，可以改善整個電氣設備的運行特征。同時，電子技術還可以運用到各個變電所，結合變電所的操作系統模式，全面改善系統的可操作性，在蓄電池充電過程中也可以使用電子裝置。現代電子技術和現代控制技術在配電系統中的應用，對電力系統起到了非凡重要的作用

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[關鍵詞]電子技術微處理器電子控制裝置汽車傳感器

隨著微電子技術的不斷發展,車輛中的電子自動化程度越來越高。可以說,機械技術構成了現代車輛的筋骨,電子技術則構成了現代車輛的神經中樞。汽車電子化的程度被看作是衡量現代汽車水平的重要標志,是用來開發新車型,改進汽車性能最重要的技術措施。增加汽車電子設備的數量、促進汽車電子化是汽車制造商奪取未來汽車市場的重要的有效手段。

汽車電子技術主要包括硬件和軟件方面的內容:硬件包括微處理器及其接口、執行部件、傳感器等;軟件主要是以匯編語言及其他高級語言編制的各種數據采集、計算判斷、報警、程控、優化控制、監控、自診斷系統等程序。

特別是微處理器的出現給汽車的電子自動化程度帶來了革命性的變化,車輛上微處理器的使用數量激增,電子裝置在整個汽車制造成本中所占的比例越來越大。例如,一些豪華轎車上,使用單片微型計算機的數量已經達到50個左右,電子產品占到整車成本的50%以上,微處理機將更廣泛地應用于汽車安全、環保、發動機、傳動系統、速度控制和故障診斷中,目前電子技術的應用幾乎已經深入到汽車所有的系統。

一、電子技術在現代汽車中的應用

按照對汽車行駛性能作用的影響劃分,可以把汽車電子產品歸納為兩類:一類是汽車電子控制裝置,汽車電子控制裝置要和車上機械系統進行配合使用,即所謂“機電結合”的汽車電子裝置;它們包括發動機、底盤、車身電子控制。例如電子燃油噴射系統、制動防抱死控制、防滑控制、牽引力控制、電子控制懸架、電子控制自動變速器、電子動力轉向等,另一類是車載汽車電子裝置,車載汽車電子裝置是在汽車環境下能夠獨立使用的電子裝置,它和汽車本身的性能并無直接關系。它們包括汽車信息系統(行車電腦)、導航系統、汽車音響及電視娛樂系統、車載通信系統、上網設備等。

1.在發動機上的應用

現代汽車發動機的基本功能沒有根本變化,但引入了大量的電子控制裝置,極大地改進了車輛的排放性能、燃油經濟性和耐用性。發動機電子控制系統包括很多電子控制裝置,電子燃油噴射和點火裝置是其重要組成部分,除此外,還有自適應控制裝置、智能控制裝置及自診斷操作裝置等。

現代汽車上,電子控制燃油噴射裝置,因其優越的性能,已得到普及。這種新型燃油噴射裝置可以自動保證發動機始終工作在最佳狀態;電子點火裝置(ElectronicSparkAdvance,ESA)由計算機、傳感器及其接口、執行機構等部分構成。該裝置可根據傳感器送來的發動機各種參數進行運算、判斷,然后進行點火時刻調節。在輸出一定功率的條件下最大限度地節約燃油和凈化空氣。

各公司相繼研制成功了多種新技術,并且投入了使用,取得了很好的效果。例如,由RobertBosch公司制造的計算機控制系統使用嵌入式微處理器技術實時監測發動機運轉情況,確保噴射燃油量恰到好處,使燃油噴射量剛好滿足要求,對清潔這些發動機大有幫助。

特別是電控直接噴射和共軌燃油系統兩項技術的突破,催生了具有優良性能的新型柴油機的出現。這些新型柴油機電控、加速性良好、氣味不濃也不產生煙塵、行程大并且耐用。

在通常的柴油機中,噴油泵在同一時間射出所有燃油,其結果就是產生柴油機標志性的乓乓的敲擊聲。在直接噴射時,燃料射入之前先有一小部分先行射入,這樣當燃料射入時產生的敲擊聲會變得柔和。與此同時也可以降低燃燒溫度,減少NOx(氮氧化物)的排放量。

共軌燃油系統的作用則在于它可以更好地控制燃油數量和噴射定時。共軌系統有一個高壓泵,當噴油嘴開啟時,高壓使燃油產生很好的薄霧使得燃燒更加充分,同時還減少了尾氣排放。

現代汽車的各種性能(燃油經濟性、排放、駕駛性能和功率等)越來越好,而使這一切成為現實的正是電子技術與計算機輔助設計的結合。

2.在底盤上的應用

底盤電子控制系統包括很多電子控制裝置,電子控制自動變速器(Electronic-C0ntrolledAutomaticTransmission,ECAT)是其重要組成部分。現在許多轎車的自動變速器是電子控制的,電子控制也就是微處理器控制。

自動變速器主要由液力變矩器和行星齒輪變速器組成,微處理器根據傳感器輸入信號和開關信號,通過電磁閥控制換檔和變矩器鎖止這兩個工作過程,達到自動變檔的最佳控制精度。發動機曲軸與變矩器渦輪之間通過離合器接合的裝置也稱為變矩器鎖止,其作用是減輕變矩器渦輪與葉輪之間的打滑現象,改善燃油經濟性。ECAT優點是加速性能好、靈敏度高、能準確地反映車輛行駛負荷和道路條件等。

自動變速器的電子控制裝置是由信號輸入系統、計算系統和控制信號輸出系統這三部分組成。信號輸入系統有:變速器輸入速度傳感器、變速器輸出速度傳感器、發動機冷卻溫度傳感器、節氣門位置傳感器、發動機曲軸轉速傳感器、油溫度傳感器、歧管壓力開關、制動開關等信號。這些信號反饋到ECU(在通用汽車上稱為PCM-動力傳動控制組件),在ECU進行計算然后輸出控制信號,通過換檔電磁閥、離合器電磁閥等控制換檔和鎖止動作。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據程序計算的結果發出控制信號接通變矩器的離合器電磁閥電源,驅使電磁閥啟動,使離合器接合;如果切斷離合器電磁閥電源則離合器分離。ECU是根據汽車行駛狀態來操縱電磁閥通電開關開啟或關閉的。當汽車速度比較慢或停止時,ECU不啟動電磁閥,當汽車速度達到一定值時,ECU就會啟動電磁閥使離合器接合。微處理器接到傳感器反饋信號后,根據汽車車速、發動機轉速及工作溫度、節氣門位置、歧管真空度、選檔位置等輸入信號參數選擇換檔。ECU根據即時變速桿的位置,對照參數計算選擇最佳的檔位位置,發出控制信號驅動換檔電磁閥,令變速器換檔。

通用、福特、豐田等等大廠商采用的自動變速器電子控制系統,根據與其連接的變速器和發動機的不同型號而不同,每個系統中的元件和系統的工作過程也隨著不同的變速器而有所變化,但其基本的工作方式及基本部件還是一樣的。

除此外,還有電子穩定智能控制裝置(ElectronicStabilitvPro-gram,ESP)、電控懸架操作裝置等。ESP將多種功能整合在一起,并在此基礎上進行了擴展。與其他牽引力控制系統比較,電子穩定控制程序不但控制汽車驅動輪,而且可控制從動輪。通過安裝在車輛上的輪速傳感器、側向加速度傳感器和橫擺角速度傳感器,電子穩定控制程序能對車輛的狀態進行實時監控,當感應到輪胎與地面失去附著力,車輛存在側滑危險時,電子穩定控制程序會快速而有選擇地對需要制動的車輪實施獨立操作或降低發動機輸出,以使車輛行駛方向盡可能保持與駕駛員的預期相一致,從而提升車輛在各種工況下的方向穩定性及可控性。

目前電控懸架,汽車的懸架系統一般是彈簧剛度和減振器阻尼特性不能改變的被動懸架,它不能根據使用工況和路面輸入的變化進行控制和調整,故難以滿足平順性和操縱穩定性的更高要求5近年來,隨著電控和隨動液壓技術的發展,彈簧剛度和減振器阻尼特性參數可調的電控主動和半主動懸架,在汽車上逐步得到應用和發展。

3.整車控制技術

整車控制技術包括車身電子控制、駕駛電子控制等系統。汽車車身電子控制技術所涉及的內容很多,主要包括對汽車照明燈和轉向信號燈的電子控制、對電動座椅、電動門窗、電動門鎖、自動雨刮等的電子控制以及多媒體系統等。目的是保證視野性、方便性、舒適性、娛樂性、通信功能等。目前車身電控技術呈現如下的發展趨勢:進一步滿足用戶個性化的需求;先進的駕駛和乘坐信息系統,如車輛遙控檢測、智能型防盜、乘座適應性控制、42V電子系統、環保設計系統等等。

傳統的機械和液力駕駛控制系統由于結構的原因(間隙、運動慣量等),從控制指令發出到指令執行會有一定的延遲,這在極限情況下是不能允許的。電控駕駛控制系統是沒有機械和液力后備系統的,電控駕駛控制系統主要由三部分組成:控制系統、執行系統、通訊系統。控制系統的功能是根據駕駛員的意圖和車輛行駛狀況,對執行器給出執行的設定值。執行系統的功能是在控制系統的控制下,完成具體的執行動作(轉向、制動等)。駕駛電子控制技術在現代汽車中,已大量使用,完全取代傳統的機械和液力駕駛控制系統是必然趨勢。

4.主被動安全系統

汽車的操縱穩定性和安全性是衡量汽車性能的重要指標。電子控制技術的引入為汽車的穩定性和安全性提供了保障。

提高汽車的操縱穩定性,過去一直局限于通過改進輪胎、懸架、轉向與傳動系的性能來實現。隨著計算機、傳感器和執行機構的迅速發展,研發了各種顯著改善操縱穩定性和安全性的電子控制系統如防抱死制動系統(Anti-LockBrakingSystem,簡稱ABS)、牽引力控制系統(TractionControlSystem,簡稱TCS,也稱ASR)、四輪轉向系統(4WS)、車輛動力學控制系統(VehicleDynamicControl,簡稱VDC,也稱VSC、ESP)。其中,VDC是在ABS和TCS的基礎上,增加轉向行駛時橫擺運動的角速度傳感器,通過ECU控制各個車輪的驅動力和制動力,確保汽車行駛的橫向穩定性,防止轉向時車輛被推離彎道或從彎道甩出。

輪胎壓力檢測系統(TirePressureM0nit0ringSystem,簡稱TPMS)是在每一個輪眙上安裝高靈敏度的傳感器,在行車狀態下實時監視輪胎的各種數據,通過無線方式發射到接收器,并在顯示器上顯示各種數據,任何原因(如鐵針扎入輪胎、氣門芯漏氣)等導致的輪胎漏氣、溫度升高,系統都會自動報警,從而確保行駛中的安全,延長輪胎的使用壽命。

為了保證行車安全,安全氣囊和座椅安全帶控制系統是必不可少的。安全氣囊的合理觸發以及座椅安全帶的及時束緊,需要安全系統對行駛狀況的及時監測和判斷。安全氣囊和座椅安全帶控制系統將采用越來越多的先進電子傳感器、控制芯片以及電子控制裝置。

二、電子技術在現代汽車中的發展趨勢

隨著高性能傳感器、微處理器的研制成功以及網絡、總線技術的完善,汽車電子技術將向集中綜合控制和網絡化方向發展。

1.集中綜合控制

目前汽車電子技術向集中綜合控制方向發展。例如,將發動機管理系統和自動變速器控制系統,集成為動力傳動系統的綜合控制(PCM);將制動防抱死控制系統(ABS)、牽引力控制系統(TCS)和驅動防滑控制系統(ASR)綜合在一起進行制動控制;通過中央底盤控制器,將制動、懸架、轉向、動力傳動等控制系統通過總線進行連接。控制器通過復雜的控制運算,對各子系統進行協調,將車輛行駛性能控制到最佳水平,形成一體化底盤控制系統(UCC)。汽車的機械結構還將發生重大的變化,汽車的各種操縱系統向電子化和電動化發展,實現“線操控”。用導線代替原來的機械傳動機構,例如“導線制動”、“導線轉向”、“電子油門”等。

隨著汽車電子裝置越來越多,消耗的電能正在大幅度地增加。現有的12伏動力電源,已滿足不了汽車上所有電氣系統的需要,汽車12伏供電系統需向42伏轉化。今后將采用集成起動機-發電機42伏供電系統,發電機最大輸出功率將會由目前的1千瓦提高到8千瓦左右,發電效率將會達到80%以上。42伏汽車電氣系統新標準的實施,將會使汽車電器零部件的設計和結構發生重大的變革,機械式的繼電器、熔絲式保護電路將被淘汰。

2.網絡化

汽車上的電子電器裝置數量急劇增多,為了減少連接導線的數量和重量,網絡、總線技術十分重要。集中綜合控制要求有一個龐大而復雜的信息交換與控制系統,車用計算機的容量要求更大,計算速度要求更高。采用高速數據傳輸網絡日益顯得必要。光導纖維可為此傳輸網絡提供傳輸介質,以解決電子控制系統防電磁干擾的問題。通訊線將各種汽車電子裝置連接成為一個網絡,通過數據總線發送和接收信息。電子裝置除了獨立完成各自的控制功能外,還可以為其他控制裝置提供數據服務。由于使用了網絡化的設計,簡化了布線,減少了電氣節點的數量和導線的用量,使裝配工作更為簡化,同時也增加了信息傳送的可靠性。通過數據總線可以訪問任何一個電子控制裝置,讀取故障碼對其進行故障診斷,使整車維修工作變得更為簡單。

三、結束語

汽車電子技術的應用將使汽車更加智能化和舒適。智能汽車裝備有多種傳感器,能夠充分感知駕車者和乘客的狀況,交通設施和周邊環境的信息,判斷乘員是否處于最佳狀態,車輛和人是否會發生危險,并及時采取對應措施。今天,社會進入了信息網絡時代,汽車已不僅僅是一種代步工具,人們已可以在汽車上收聽廣播,打電話,上互聯網,處理工作。隨著數字技術的進步,具有信息處理、通訊、導航、防盜、語言識別、圖像顯示和娛樂等功能的車載計算機多媒體系統的開發,汽車也將步入多媒體時代。可以預見到的將來,汽車裝置自動導航和輔助駕駛系統,駕駛員可把行車的目的地輸入到汽車電腦中,汽車就會沿著最佳行車路線行駛到達目的地。人們可以通過語言識別系統操縱著車內的各種設施,一邊駕駛著汽車,一邊欣賞著音樂電視,還可上網預定飯桌、機票等。

[參考文獻]

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