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【關鍵詞】基于工作過程 電子電路分析與應用 教學設計
【中圖分類號】G【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889（2013）08C-0068-03
電子電路分析與應用無論是對于教師的教學來說，還是對于學生的研習來講，都是難度較大的一門課程?；诠ぷ鬟^程的教學方式是學生在老師的引導之下，通過完成一個個工作任務而開展的教學實踐活動方式，這種教學方式以工作任務為教學主線，教學主體則回歸學生，教師在整個教學活動過程中僅僅起到主導的作用，依據工作任務需求、崗位與學生發展的需求、相應專業課程改革的需求選取教學的內容。基于工作過程來進行教學是一種可以有效提升學生綜合素質和技能的新型教學方法，它的目標在于讓學生可以把握其專業所需的基礎知識技能，具備探索和分析實際問題的能力，為后面學習專業其他課程做好準備。
一、高職電子電路分析與應用課程的特點分析
高職院校教育的最終目的是培育與經濟社會發展相適應的，掌握相關專業理論與實踐操作技術知識，具備從事相關崗位的全方位的素質與綜合就業技能，適應一線技術崗位的高級技術型人才。高職教育與一般大學本科教育，或者是大多數中等職業技術教育不同，大學本科教育更關注專業理論性知識，中等職業技術教育則更關注培養學生的操作技能。而高職教育中所教的專業理論知識要求沒有本科教育要求高，僅要求掌握基礎性的理論知識就可以，但對實踐操作技能卻比中職教育要求更高，高職教育不僅要避免流于本科化，同時還要防止被中職教育同化。針對電子電路分析與應用這門課程來說，由于它在理論方面比較抽象，在實際教學的時候需要去繁化簡地進行理論教學，原則就在于滿足學生工作崗位實際需要就可，同時還要重點加強與實踐操作結合緊密的理論部分的講解。教師需要關注學生掌握相關理論知識之后的實際應用技能的培養，淡化那些繁雜理論知識的推理教學，注重培養學生的實際動手技能。
二、基于工作過程的電子電路分析與應用教學設計
（一）設計思路
培養具有一線崗位（如電子產品開發、裝配、檢測、維護等工作崗位）職業技能的人才作為目標，結合實踐操作的工作任務，并將某些具有代表性的電子商品作為教學載體，開展以工作過程為基礎的體系化的課程教學設計。在學生學習策略中突出工作過程的實踐操作方面，選擇基于工作過程的教學方式，將教學與操作緊密聯系在一起，使學生可以在教學過程中學習操作動手，在具體操作的過程中學習到知識，經過實踐性的探究、設計、調試并嘗試自己制作典型電子電路，確保他們可以熟練掌握相關知識技能，從而適應就業市場對于求職者的需求。
在進行課程教學設計的過程中，需要堅持下面五點原則：一是在確定電子電路分析與應用這門課程的教學目標的時候，需要以相關專業的最終培養方向作為其根據；二是經過解析該課程的教學目標之后，才可以得到確定的能力目標評估表；三是確定電子電路分析與應用這門課程的具體教學內容時，則需要根據崗位技能的實際需求；四是在進行教學活動設計的時候需要以典型電子產品為載體；五是依照電子生產行業的實際操作技術規范進行教學考核方案的制定。
（二）設計理念
教學內容制定、教學模式的選擇、教學實施方案、教學評價標準的設計等方面是電子電路分析與應用這門課教學設計的關鍵所在。在進行實際操作的時候需要根據電子行業、電子相關企業的發展，并結合當地電子產業結構與電子相關就業市場的實際需要，結合電子電路分析與應用這門課程的特點與教學目標，從相關專業的具體規劃設計、課程設計等步驟開始，全階段都要加強與校外合作企業的聯系，做好這些步驟才可以完成科學合理的電子電路分析與應用課程的教學設計。
（三）“工作過程”分析
基于工作過程的電子電路分析與應用教學方式的基礎就在于“工作任務”，這種教學方式強調每個學生都可以參與進來，也就是在實際教學的過程中，讓學生真切地參與工作任務設計、執行與管理，在完成一個個工作任務的時候完成實際教學內容。這種教學方式往往是采取小組合作的策略，教師與學生一起設計工作任務，學生一起又或者是分小組完成整個工作任務。
如前所述，電子電路分析與應用這門課程在理論與實際操作技能方面有較高的要求，是相關專業的關鍵課程之一。學生學習這門專業課程，在生活中有什么用途，怎樣才可以將在這門課程所學到的知識運用在實際生活中，這是整個學習階段需要解決的關鍵問題。那么在進行教學設計的時候怎么才能將這個關鍵體現出來呢，答案就在于突出高職院校學生的具體特點與高職院校教學的特色，加強培養高職學生實際操作能力?；诠ぷ鬟^程的電子電路分析與應用教學設計分為以下環節：
1.依據教學內容及學生學習的實際情況，提出科學、合理的“工作任務”。
2.資訊：首先由老師在課堂上進行必要的實驗教學演示，讓學生理解基礎的理論知識，然后將班級分成幾個小組進行工作任務的布置，小組的人數一般為3至5人較為合適，學生針對自身的工作任務研討、搜尋相關資料。
3.計劃、決策：在這個環節首先由學生設計出具體的工作計劃，并將其設計理念與實施策略以書面的形式寫出來，然后將方框圖畫出來，并將原理圖也設計出來，選取合適的電子元件，如果有需要還可以進行仿真實驗，在此時教師可以進行適度指導，并開展小組間的交流活動，最后將工作任務實施方案確定下來。
4.實施：學生自行確定小組中成員的分工情況與成員之間以什么樣的方式進行合作，院校給予相關器材的支持，讓學生可以正式開展工作任務的實施。
5.檢查、評估：工作任務的評價工作可以結合自我評價、各個小組間相互評價與教師評價這三種方式，并且起主導作用的應該是學生自己，小組間互評只是作為一種輔助方式，而教師在整個評估環節中只是起到一種指導調控的作用。首先要求學生以多媒體等形式充分演示工作任務設計得到什么樣的成果與在完成工作任務的過程中有什么樣的學習心得，然后采用5個級別評分制度進行自評，其余小組依據其演示情況與工作任務完成成果，進行充分討論，然后從成果、溝通表達能力、小組合作等方面給予評分，教師依據實際情況適時進行點評。
（四）基于工作過程的情境化教學設計
我院在實施基于工作過程的電子電路分析與應用這門課程的教學改革中，通過對本課程傳統教學模式所構建內容的深入分析，結合了大多數電子企業典型電子產品設計、制作過程，本著學生“夠用、能分析、會操作”的原則，將原有教學體系下的基本內容（半導體元件、基本放大電路、負反饋放大電路、集成運算放大器、振蕩器、直流穩壓電源、邏輯代數基礎、基本門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖產生電路、模數轉換及數模轉換等）設計成了三個基本教學情境：OCL音頻功率放大電路，直流穩壓電源電路，限時搶答器電路。三個學習情境都各自有自己的典型工作任務和學習載體，通過完成這些工作任務，學生就可以掌握電子分析和制作所需要的基本知識和技能，并把它們有機地融合在一起。
例如在OCL音頻功率放大器這個主教學情境中，設計了電子元件的認識及檢測、前置放大器、音響音調控制電路、音頻功率放大器的制作這四個既相對獨立，又互相融合的環節作為子教學情境，讓學生在完成這些“工作任務”中，能循序漸進地完成掌握基本操作技能的目標。在直流穩壓電源電路環節中設計了整流濾波電路、直流穩壓電源等子學習情境。而在限時搶答器環節中則設置了第一鑒別電路、數碼顯示電路、計時單元電路、報警電路四個子學習情境。三個主教學情境與十個子學習情境相輔相承，構成了“基于工作過程”的電子電路分析與應用的教學體系，如圖1所示。
在具體教學實踐過程中，教師需要特別注重對每個學習情境中知識與實踐的有機結合，并以學生為主體，讓學生通過獨立資訊―互助討論―獨立分析來完成工作任務，保證學習過程的完整性和有效性。
下面以“音頻功率放大器的制作”為例，說明基于工作過程的教學設計思路：
了解認知階段（對應企業“電子產品組裝與檢測”工作中的識讀電路原理和印刷電路板裝配圖工作過程）：教師下發項目任務書，并講解任務性質。在這個階段主要是學生在教師的輔導下，了解相關知識。
資訊階段（對應產品生產流程安排）：教師進行任務演示，并指導學生制定工作計劃。學生根據任務中的要求，在教師的引導和幫助下，收集、翻閱如元器件、放大電路特點與分析方法等方面的資料，并制定出完成制作、調試電路工作任務的具體步驟。
計劃決策階段（對應產品生產材料的采購）：在教師的審核指導下，學生按方案實施工作任務，對于一些關鍵環節進行分組討論。例如需要什么樣的電子儀器，如何繪制電路裝配圖，如何分析與調試電路，在制作中可能會出現什么問題，解決問題的方法等。
實施階段（對應產品的裝配、檢測調試和性能分析階段）：教師在這個階段需要進行及時的技術指導，而學生則需要集中精力，進行電子元器件的檢測、焊接、調試、電路性能分析、排除故障等工作，并做好每一步驟的記錄，進行相關參數計算和分析。此階段是整個學習過程的關鍵環節，也是學生最容易出問題和需要老師細心指導的環節，教師一定要認真把好這一關。
檢查階段（對應產品開發制作的總結階段）：學生在教師指導下撰寫制作、測試報告，教師驗收學生的作品。
評價階段（對應產品合格檢查階段）：學生互相檢查、交流工作學習心得，各小組派代表發言；教師最后進行總結，主要是對學生工作中的關鍵點和容易出現的問題進行講解和總評等。
實踐證明，高職基于工作過程的課程教學改革符合高職院校的辦學方向，給高職教育實施職業特色化教育帶來了新的思路探討方向。廣西機電職業技術學院應用電子專業在進行骨干高職院校建設過程中，通過實施基于工作過程的教學改革，學生普遍反映能真正學到了有用的知識，同時對學習也更感興趣。基于工作過程的課程教學設計，不是簡單地改變教學模式，而是要在課程中大膽引入實際的工作環節，讓學生接觸實際，接觸工作，有針對性地進行學習和訓練。加強校企合作是這種教學改革得以持續發展和進一步深化的有力保證。
【參考文獻】
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Abstract： This paper uses earned value method to analyze cost and schedule of expressway electromechanical project， proposes a method that through analyzing the differences between the project goal implementation and project goal expectations in the project implementation process to obtain project schedule expenditure situation.
關鍵詞： 高速公路；掙值法；分析
Key words： expressway；earned value method；analysis
中圖分類號：U412.36+6 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）11-0067-02
0 引言
隨著交通領域高速公路機電工程建設的不斷壯大和發展，高速公路機電工程也如雨后春筍般涌現出來，其特點表現為：①投資規模大、參建單位多、干擾較多，比較容易影響工程項目施工進度。②各工程子系統之間的相互交叉作業較多，相互關聯性較明顯。如：監控中心、收費系統及管理機構的形式、規模和布局直接決定著通信系統的傳輸需求，也決定著用電負荷及供配電系統的設計；監控系統、通信系統、收費系統及其他子系統的方案又影響到管理機構的布局；而管理機構的布局方案在某種意義上又是監控、通信系統方案確定的前提。
1 高速公路機電工程特點分析
在當今的高速公路工程施工中，由于機電工程各系統之間是相互影響與制約的關系，因此保證各工作之間的均衡性、連續性、持續性就顯得尤為重要，而在高速公路機電工程施工過程中引入掙值法就恰到好處的解決了這些問題。我們在使用掙值法的時候，可以先進行費用、進度綜合分析控制，遇到特殊情況的時候，可以針對費用和進度的原因進行分析，這樣可以對發展趨勢進行預測，以此掌握項目結束時的進度和費用具體情況；我們通過組織措施、技術措施、合同措施以及經濟措施等方法確保施工進度計劃，以此進行調整；然后實行糾偏措施，保證能夠在保證質量的前提下完成工程的施工任務。
2 掙值法分析的原理
掙值法是通過分析項目目標實施與項目目標期望之間的差異，判斷項目實施的費用、進度績效的一種方法，又稱偏差分析法。它的獨特之處在于將費用和進度統一起來考慮，用預算和費用來衡量項目的進度，是項目費用/進度控制系統的重要組成部分。這種方法之所以叫掙值法是因為它使用到一個關鍵要素――掙值，也稱為已完成工作預算費用。
2.1 掙值法的三個基本參數
①已完工作預算費用。已完成工作預算費用（Budgeted Cost for Work Performed，簡稱BCWP），是指在某一時刻已經完成的工作（或部分工作），以批準認可的預算為標準所需要的資金總額，又稱“已完成投資額”。由于業主正是根據這個值為承包商完成的工作量支付相應的費用，也就是承包商獲得（掙得）的金額，故稱掙得值。當然，已完成工作必須經過驗收，符合質量要求。
BCWP=已完成工作量×預算（計劃）單價
②計劃工作預算費用。計劃工作預算費用（Budgeted Cost for Work Scheduled，簡稱BCWS），即根據進度計劃，在某一時刻應當完成的工作（或部分工作），以預算為標準所需要的資金總額，又稱“計劃投資額”。這個值對衡量項目進度和項目費用都是一個標尺或基準。一般來說，除非合同有變更，BCWS在工作實施過程中應保持不變。如果合同變更影響了工作的進度和費用，經過批準認可，相應的BCWS基線也應作相應的更改。
BCWS=計劃工作量×預算（計劃）單價
③已完工作實際費用。已完工作實際費用（Actual Cost for Work Performed，簡稱ACWP），即到某一時刻為止，已完成的工作（或部分工作）所實際花費的總金額，又稱“消耗投資額”。ACWP=已完成工作量×實際單價
2.2 掙值法的四個評價指標
①費用偏差CV（Cost Variance）。CV是指在某個檢查點上BCWP與 ACWP之間的差異，即：CV=BCWP-ACWP
當CV為負值時，即表示項目運行超支，實際費用超出預算費用。當CV為正值時，表示項目運行節支，實際費用沒有超出預算費用。
②進度偏差SV（Schedule Variance）。SV是指在某個檢查點上BCWP與BCWS之間的差異，即：
SV=BCWP-BCWS
當SV為負值時，表示進度延誤，即實際進度落后計劃進度。當SV為正值時，表示進度提前，即實際進度快于計劃進度。
③費用績效指數CPI（Cost Performance index）。CPI是指BCWP與ACWP的比值，即：CPI= BCWP/ACWP
當CPI
當CPI>1時，表示節支，即實際費用低于預算費用。
④進度績效指數SPI（Schedule Performance index）。SPI是指BCWP與BCWS的比值，即：SPI= BCWP/BCWS
當SPI1時，表示進度提前，即實際進度比計劃進度快。
3 掙值法曲線圖的分析（圖1）
可能出現問題的原因分析：①宏觀原因：出現問題較多，主要就是因為技術上的原因，計劃也不夠充分，物價漲幅大，工期拖延長，就導致工作量大幅增加。②微觀原因：主要是因為返工情況嚴重，管理協調不合理，導致工作效率低下；③內部原因：溝通不佳，導致員工素質較差，增加成本，而且容易發生事故；④外部原因：因為上級單位、業主的干擾，國家相關產業政策的變動，其他風險因素等；⑤其他原因。
4 掙值法在高速公路機電工程施工過程中的應用舉例
某高速公路機電工程計劃工期為12個月，總預算費用為4000萬。在項目實施過程中，第6個月時項目經理對項目的執行情況進行統計檢查，數據表如表1所示。
第6個月末時，已完工程實際成本為2460萬元，已完成產值為2170萬元，計劃完成產值為2490萬元。
成本偏差=已完成產值-實際成本=2170-2460=-290萬元，說明成本超支；
進度偏差=已完成產值-計劃產值=2170-2490=-320萬元，說明進度延誤。
費用績效指數=已完成產值/實際成本=2170/2460
進度績效指數=已完成產值/計劃產值=2170/2490
我們可以采取掙值法的應用對項目進行分析，得到的結論是：工程效率較低、進度慢、投入延后，屬于需要重點糾偏的類型，因此應該增加高效人員投入，以解決效率低、進度慢的問題，在保證工程質量的前提下，能夠按時完工。
5 結束語
掙值法在我國高速公路機電工程項目管理中的應用還不是很普遍，因此在項目管理中經常會出現費用和進度失控的情況。所以筆者認為建立一個適合高速公路機電工程項目的掙值法管理系統也就尤為重要，其可以在施工過程中對費用、進度隨時進行檢查，通過魚刺圖找出出現問題的原因，從而進行糾偏，以保證項目的順利實施。
參考文獻：
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關鍵詞：液壓監測；CPU226；LM331；高速計數器；V/F變換
引言
液壓傳感器是工業液壓監測中最為常用的一種傳感器，能將液體壓力信號轉換為直流4～20mA或直流0～10V電信號輸出，在工業自動控制中通常配合專用模擬量輸入模塊應用于可編程序控制系統（PLC）。然而模擬量信號在傳輸過程中容易受到數字量信號、交流輸入信號、外部強干擾源等的干擾，模擬量受干擾已經成為了自動控制系統的一個難題?；诖斯P者提出了一種基于LM331集成電路的液壓監測系統，將液壓傳感器輸出電壓信號轉換為高速脈沖的數字量信號輸出到PLC，既能夠實現液壓的實時檢測，同時有效地解決模擬量抗干擾問題。
1 LM331集成電路簡介
LM331是美國NS公司生產的性價比較高的集成芯片，是一種非常理想的精密電壓/頻率轉換器，可用于制作簡潔、低成本的模數轉換器。當作為壓/頻轉換器使用時，LM331輸出脈沖鏈的頻率精確度與輸入端施加的電壓成比例變化，體現了壓/頻轉換器的特有的優勢，可輕松應用于所有的標準壓/頻轉換場合。LM331為雙列直插式8引腳的芯片，結構框圖如圖1所示。
LM331各引腳功能如下：管腳1是脈沖電流輸出端，內部相當于脈沖恒流源；管腳2是用于調節輸出端脈沖電流幅度；管腳3是脈沖電壓輸出端OC門結構，輸出脈沖寬度Tw；管腳7是提供給比較器的基準電壓；管腳8是工作電壓范圍為4～40V的電源Vcc。LM331集成電路線性度好、外接電路簡單、非線性失真小、變換精度高，數字分辨率可達12位，并且容易保證轉換精度。
2 液壓監測系統架構
為了提高模擬量的抗干擾能力和節約成本，本液壓監測系統使用基于LM331的V/F變換電路作為模擬量采集電路。液壓傳感器將接受到的壓力信號轉換為0～10V的直流電壓信號，直流電壓信號再通過V/F變換電路變換為脈沖信號，PLC接受到脈沖信號后，經過運算處理可采集到液壓的實時數據，系統架構框圖如圖2所示，考慮到所選用的PLC有6組高速計數器，系統最大可同時采集6組液壓數據，每一組數據都是脈沖信號，可以遠距離傳輸而不受干擾。
3 液壓監測系統硬件設計
液壓監測系統需使用電壓/頻率轉換器進行采樣，為了節約成本，在不犧牲采樣精度的條件下，本系統使用了V/F轉換器LM331集成電路芯片組成的A/D轉換電路.V/F轉換器LM331芯片能夠把電壓信號轉換為頻率信號，而且線性度好，經過PLC處理，把頻率信號轉換為數字信號，可以完成A/D轉換。它具有接線簡單，價格低廉，轉換精度高、使用方便等特點。
3.1 模擬量采集電路設計
系統模擬量采集電路設計為壓頻轉換電路，如圖3所示，LM331采用單電源供電，電源電壓Vcc為15V，模擬信號Vin的輸入范圍為0V～10V，模擬信號Vin通過LM331芯片進行V/F轉換后，變成與電壓成正比的頻率信號fout=（VIN/20.9V）×（RS/RL）×1/RtCt，fout端輸出的頻率信號送到PLC的計數端口，PLC對頻率信號進行采集、處理、存儲。從而實現模擬信號到數字信號的轉換。
在電源與第7腳之間連接有電阻RIN為100k？贅，因此第7腳的偏置電流將抵消第6腳失調電流所起的作用，用于減少頻率偏移。連接在第2腳的電阻RS由12k？贅的固定電阻和5k？贅電位器組成，用于調整LM331的增益偏差及Rt、RL和Ct的偏差。電容CIN作為VIN的濾波器取值為0.1uF，連接在第7腳和地之間，輸出比較器較高的線性度取決于電路中47k？贅的電阻和1uF的電容CL產生的
差效果。電路所有的元器件都選用溫度系數低，參數穩定的元器件，如金屬膜電阻和陶瓷NPO電容等，能使模擬信號采集得到最佳效果。
3.2 PLC信號采集電路設計
本系統選擇的PLC是西門子S7-200系列PLC中的典型產品CPU226，其集成24輸入/16輸出共40個數字量I/O點?？蛇B接7個擴展模塊，最大擴展至256路數字量I/O點或64路模擬量I/O點。24K字節程序和數據存儲空間。6個獨立的30kHz高速計數器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。
液壓傳感器模擬量信號通過V/F變換電路處理后輸出脈沖信號是數字量，本系統設計利用西門子CPU226高速計數器的輸入點I0.0～I0.5直接采集V/F變換電路的輸出脈沖信號，進而用CPU226程序對信號進行處理，信號采集電路如圖4所示，能較好地解決模擬量在電磁環境下易受干擾的問題。
4 系統程序設計
本系統選用的可編程序控制器CPU226有HSC0-HSC5共6個高速計數器，本系統設計將V/F變換電路的輸出脈沖信號送入高速計數器HSC1的輸入端，用于累計脈沖數，，控制高速計數器累計脈沖的時間通過設置定時中斷的間隔時間來實現，根據累計脈沖數與預置的間隔時間，計算出被測模擬量值。
以液位測量為例子，首先把液位設定在100mm，讀取每100MS的脈沖數H1，再把液位設定在200mm，讀取每100MS的脈沖數H2，通過公式計算可以求得每mm對應的脈沖數X=主程序在第一個掃描周期調用初始化子程序SBR0，僅在第一個掃描周期標志位SM01=1。由子程序SBR0實現初始化。
要使高速計數器能正常工作，設置正確的參數是關鍵。首先要激活HSC1，設置正方向計數，可更新預置值（PV），可更新當前值（CV），把高速計數器HSC1的控制字節MB47置為16進制數FC。采集信號的高速計數器不需復位或啟郵淙耄也沒有外部的方向選擇，因此用定義指令HDEF設置成工作模式0。然后將定時中斷0間隔時間SMB34置為100ms，中斷程序0分配給定時中斷0，并允許中斷，當前值SMD48復位為0，預置值SMD52置為FFFF（16進制）。最后用指令HSC1啟動高速計數器，每100ms調用一次中斷程序0，讀出高速計數器的數值后，將其置零，通過HSC1計數值及變換關系來求被測的液位值。
5 結束語
基于LM331集成電路的液壓監測系統運用LM331實現A/D轉換，具有電路簡單、測量精度高、抗干擾性強，運行可靠并且轉換位數可調的特點，能夠實現對液壓進行實時檢測，可以節省大量的成本， 因此在液壓監測中具有廣泛的應用前景。當然， 基于LM331集成電路的液壓監測系統只是液壓監測系統的一種， 使用者可以根據現場環境、精度的要求和成本的控制來選擇合適的液壓監測系統。
參考文獻
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關鍵詞：相控陣收發組件；射頻微波；集成電路設計；GaN工藝；高技術裝備 文獻標識碼：A
中圖分類號：TP391 文章編號：1009-2374（2016）35-0009-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.005
當前，微波單片集成電路已經在各類高技術裝備中得到了廣泛的應用，例如電子戰系統、戰術導彈、通信系統等。電路系統作為相控陣雷達的基礎，電路組件的各個指標均會對雷達技術的發展造成影響，性能指標也影響著雷達的技術標準，體積和重量對雷達的成本、穩定性和小型化以及應用前景也有比較大的影響。而基于微波集成電路的設計可以有效降低雷達的重量、縮小雷達的體積、提高雷達的穩定性。
1 相控陣收發組件中應用射頻微波集成電路的意義
1.1 射頻損耗比較低，接收或者是發射的效率比較高
原來就有收發組件的可以直接連接天線，也可以直接做到天線上，從而使接收或者是發射信號的頻率損耗得到有效控制。一般情況下，射頻損耗要比無源相控小6～10dB，也就是靈敏度被提升了6～10dB，因此，在同樣的發射功率下，雷達的最大探測距離會被提升70%左右。
1.2 提升了雷達分辨率
一般情況下，有源相控陣的信號帶寬能夠達到載波信號的1/5，而無源相控陣信號帶寬的最大值僅為1/10左右，這就可以發現，有源相控陣雷達比無源相控陣雷達的頻率高出很多。信號帶寬增加以后，會給敵方跟蹤造成嚴重的干擾，從而使雷達的抗干擾能力得到不斷的提升。
1.3 實現了小型化和輕質化
單片微波集成電路被采用后，使雷達的體積得到了有效的縮減，使雷達的重量得到降低，從而使雷達成本得到了有效控制。
1.4 提高了可靠性
許多T/R組件分布在有源陣里，T/R組件出現問題的數目在10%左右的時候，雷達距離變化不明顯；問題數目在5%之內的時候，副瓣電平變差不明顯，所以有源相控陣雷達系統要比無源相控陣雷達系統的可靠性高出一個數量級。
1.5 多功能性
多個接收波束的自適應控制以及數字波束的構成都可以得到較好的實現，還可以將多功能進行較好的實現。
2 氮化鎵工藝在射頻微波集成電路設計中的應用
2.1 設計優點
在國民經濟中，射頻微波單片集成電路發揮的作用至關重要，尤其是在軍事領域和通信領域中所發揮的作用特別重要。在民用通信行業中，硅基CMOS的RFIC占據著核心位置，尤其是在無線局域網中應用最為普遍，如今在軍事領域中占據主導位置的則是化合物半導體?；衔锇雽w器件中磷化銦（In P）和砷化鎵（Ga As）的特征頻率基本可以實現280GHz，然而兩種材質的輸出功率比較有限，磷化銦（In P）的最佳值為1.5W/mm@30GHz，砷化鎵（Ga As）的最佳輸出功率值可以達到1.4W/mm@8GHz，這些材料的最佳輸出值已經與極限值比較接近了。在高頻無線通信領域里，尤其是雷達系統中，過去的窄禁帶半導體已經接近被淘汰的邊緣。
此外，在使用SiC材質的時候，其加工難度要比其他半導體材質高出很多，過去的離子束注入和刻蝕已經無法滿足需要了，所以在使用微波功率的時候，Ga N材質越來越受到人們的歡迎。Ga N材質不但在微波功率領域中得到廣泛的使用，還在微波低噪聲領域得到了不斷的使用，以往的收發系統里，在接收機的前端會安裝限幅器，以此來確保接收機的安全可靠，同時給低噪音放大器提供保護，使其不會受到超大射頻信號的干擾。Ga N基收發系統擊穿電壓值比較大、工作電壓比較高，能夠接收較大的功率容量，所以能夠在Ga N基收發系統中取消限幅器，從而使系統更加的簡便，使其性能得到不斷提升。
2.2 電路設計
數字電路控制信號主要包括SPI轉換和TTL電平兩種輸出形式，一般情況下，TTL電平控制著高速控制裝置。對于將耗盡型晶體管當作開關的有些化合物半導體器件來說，主要使用Ga N和Ga As來進行實現，需要使用關斷電壓、晶體管導通以及TTL控制信號進行良性轉換。要想使TTL電壓轉換成可控制耗盡型就需要轉換TTL電平電路，主要的輸出電壓為Ga N基HEMT射頻開關的啟動和關閉兩種互補型電路。經常使用的兩組TTL電壓值分別為3.3V和5V，日常使用到的TTL電平基本都是3.3V的，耗盡型Ga N晶體管的夾斷閾值基本都是-2.5V，晶體管要想實現全部導通，其電壓值一定要在-1V以上，實現全部開斷的最佳電壓值要在-3V以內，所以輸出電壓值的最佳范圍為-4～0V之間。
在數字電路使用的過程中，耗盡型器件已經基本滿足需要，要想使電路功能得以實現，需要使用增強型（E模）來完成，比如n型增強型器件等，關鍵性的結構有F等離子體處理增強型器件、pn結構、刻蝕槽柵結構以及薄勢壘結構等。薄勢壘結構器件的閾值電壓都不高，受勢壘層比較薄的影響，使得溝道載流子濃度都不高，進而使器件的飽和電流值都非常小；受刻蝕槽柵結構的精準度的影響，使得刻蝕深度技術很難實現，該技術的重復性不是很好，柵漏電比較突出，刻蝕損傷比較嚴重；pn結構器件擊穿電壓比較強，柵金屬和溝道比較遠，因此器件飽和電流和跨導不大，使得F離子體注入式增強型器件結構得到了普遍使用，該技術是由香港科技大學陳敬和蔡勇發明的，該技術重復性比較高，技術比較簡單，對F等離子體的注入條件進行改變可以實現對調控器件閾值電壓的控制。詳見圖1所示：
增強/耗盡型器件技術的不斷發展與Ga N基增強型器件的發展有著直接的關系，西安電子科技大學在國防重點實驗室使用寬帶隙半導體技術對Ga N E/D模技術進行了不斷的研究，從而得到了本文的主要研究內容，即TTL電平轉換電路。Curtice2模型是主要的電路仿真模型原型，器件主要有肖特基二極管和增強/耗盡型HEMT兩個組成部分，電源電壓值為+5V或者-5V，電平轉換電路的種類為反相器結構和差分轉換結構。實驗室Ga N技術需要不斷改進，差分結構性能與E/D模技術有著直接關聯，所以使用反相器邏輯更加合理。電平轉換電路拓撲結構如圖2所示：
輸入端VIN的電壓低于0.4V時，即為低電壓，使得T2增強型晶體管的導通閾值電壓得不到滿足，T2晶體管就會自動斷開，促使溝道電阻不斷變大。二極管連接的是T1耗盡型晶體管，使其一直處于絕對導通狀態，T2晶體管消耗了絕大多數的壓降，T3的柵極電壓與VDD比較接近，使得T3被完全導通。此時通過四個肖特基二極管將電壓降低，使得VOUT1輸出電壓的電壓值為0V。當VOUT1的電壓值是0V的時候，T6晶體管被完全導通，為了使T5晶體管比T6晶體管的溝道電阻大，就需要將T5的輸出電壓設計成為0V，這時T8晶體管比T7晶體管的溝道電阻小，通過二極管將T7輸出電壓降低，輸出VOUT2的低電壓值與-4V比較接近。輸入端VIN電壓比2.7V大時，即為高電平，此時T2增強型晶體管被完全導通，溝道電阻非常低。T3關閉的時候，其柵極電壓值與0V比較接近，四個肖特基二極管與T4實現并聯，從而將電壓值降低，T4的尺寸一定要科學，確保VOUT1的輸出電壓值達到-4V，此時T6晶體管完全關閉，T5輸出的電壓值為高電平值，T8被完全關閉，T7實現導通，通過二極管將電源電壓VDD進行降壓處理，使其達到0V，這就使得電平轉換全部完成，詳見圖3所示。為了使耗盡型微波器件得到有效控制，電路就要將TTL電平轉換成一組差分輸出電壓信號，其高、低電平分別為0V和-4V。
3 結語
綜上所述，該電平轉換電路將肖特基二極管和反相器串聯到一起，然后使用器件的柵層金屬作為互聯結構，將肖特基二極管連接起來，省去了多層金屬互聯，工藝流程簡化，布線也得到了進一步簡化。
參考文獻
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【關鍵詞】 雷達 微電子技術 分析
在現代化的軍用雷達與電子設備之中軍用微電子技術屬于非常重要的技術之一，是現代軍事信息作戰的基礎。在軍用微電子工業當中，集成電路屬于最具活躍的產品。在美國非常重視開發與應用軍用集成電路。美國相關的國防部門早在十幾年前曾提出^超高速集成電路與微波單片集成電路的發展規劃。只要真正的實現這兩者的發展計劃對于軍用雷達與武器裝備未來的發展有著巨大的影響，對打贏未來信息戰爭發揮舉足輕重作用。
一、超高速集成電路與微波單片集成電路的特點
1、超高速集成電路的特點。在未來的信息作戰當中，電磁信號的環境十分匯集而且復雜，軍用雷達與電子情報系統需要面對一百至二百萬脈沖美妙的信號方面的強度，處理信號的系統極有可能需要執行幾十億條指令。面對極其復雜的信息作戰環境，然而目前一般的集成電路處理信號系統的效率很難滿足相關的需求。要想真正的處理好這方面的問題，美軍便加大力度促進超高速集成電路發展。
2、微波單片集成電路的特點。微波單片集成電路將超大規模集成電路、超高速集成電路以及超高性能集成電路使用至數字電路中的微波電路，它屬于集成電路處于微波電路中主要的發展。微波單片集成電路將諸多晶體管、電阻、電容等管線集中至一個芯片上，制成許多功率放大器、低噪聲放大器、移相器等。僅有很少的微波單片集成電路芯片組合起來就能組成一個收發構件，用來代替很多元件。
二、超高速集成電路與微波單片集成電路的發展現狀
1、超高速集成電路的發展現狀。美國國防部門早在很多年前年對超高速集成電路的發展就已經開展實施以硅為主要材料發展計劃，之后又轉化成將硅和砷化稼作為主要材料并舉的超高速集成電路發展計劃，為了促使軍用電子系統發展的快速進程。此計劃主要是為了促進民用半導體商家的發展所難以解決的軍用信號需要的元器件工藝，就是為了滿足軍用信號處理、抗輻射、故障容限等能力的有關需求所提出的。這個計劃的的總提目標就是為了研制出功能先進、價格合理、高質量的超高速集成電路芯片，確保處理信號速率、功耗減少、可靠性、維護性合理提高的終點目標，并且使目前具備處理數據的速度必須提升一級。其實際的目標是為了使芯片的微加工線寬達到標準的規格，各項功能要比同樣種類民用的產品高出百倍，將其的可靠性提升十倍。按照制定的范圍超高速集成電路應當于1990年完成計劃，共投資量達到十億美元，通過集中開發了來實現亞微米特有的尺寸要求的技術。
2、60年代中期才得到逐漸的發展，70年代，砷化鎵材料制造工藝的逐步成熟，對于微波單片集成電路的發展形成了很大影響。因為砷化鎵材料的電子遷移率比硅高出7倍，且半絕緣砷化鎵的電阻率的高度達到108，因此砷化鎵屬于最合理的微波傳輸介質材料，非常適合用在單片微波單片集成電路的襯底。正是因為砷化鎵技術的普遍推廣，促進了工業界集團朝向微波單片集成電路的方向發展。
三、超高速集成電路與微波單片集成電路在信息作戰領域的應用
1、超高速集成電路在雷達和軍用電子設備中的應用。超高速集成電路應用至軍事雷達與電子裝備系統中有效的提高了的在戰場上獲取情報、偵查情報、分析目標、處理數據等方面的能力；在很大幅度上，有效的提高了雷達、電子設備、武器系統在復雜的環境當中，以最快的速率反應能力與應變能力，實現了信息作戰武器系統的高速、高效和精準性。
2、微波單片集成電路在軍用雷達中的應用。與普通使用的陸基雷達相比較之下，微波單片集成電路器件與之同樣的雷達在相同條件下所耗費的性能提高十倍。相控陣雷達的真正優勢在于產生的微波功率的與傳輸效率較高，發射機的功能消耗等于使用功率管的三分之一，同時接收機的靈活度也提高了2倍。另一方面的優勢在于可靠性較強，在此過程中，就算其中有百分之五的構件失靈。雷達系統依然能保證供應更好更多功能工作性能。微波單片集成電路 T/R組件極具緊湊、可靠性高、重量輕、成本低等結構方面的優勢。
結束語：綜上所述，超高速集成電路能夠有效的提高處理信號與處理數據的能力，還能增強信號方面的接收、傳輸、發射能力的微波單片集成電路電路能實現構建出新一代全新的軍用微電子系統，這種系統在軍事信息作戰領域特別是雷達和電子設備中擁有良好的應用前景。在下一代中的軍用雷達關鍵特征在于它器件方面的模塊化與集成化，而超高速集成電路與微波單片集成電路屬于提高軍用雷達器件集成化、模塊化過程中最重要手段之一。
參 考 文 獻
[1]嚴偉. 微電子組裝技術在現代雷達中的應用[J]. 微電子學，1994，01：59-63.
【關鍵詞】集成電路 現狀 發展趨勢
目前，隨著信息技術水平的逐漸提高，集成電路產業得到了迅猛的發展，集成電路是信息產業發展的基本保證，在市場經濟愈加激烈的環境中，集成電路對國家、社會、企業都有著巨大的影響。文中將分析集成電路的現狀及其發展趨勢，旨在促進集成電路的進一步發展。
1 集成電路的現狀
集成電路發展起步較早，發展時間較長，通過不斷的研發、引進與創新，其發展速度不僅逐步加快，其生產規模也在不斷擴大。通過對集成電路的持續研究，實現了對其的全面了解與掌握，隨著信息技術的提高，集成電路各種工藝技術在整機中得到了廣泛的運用，而這主要得益于其具備批量大、成本低、可靠性強等特點。集成電路保證著信息產業的發展，其中對電子信息產業發展起到的積極影響最為突出。同時，集成電路受到市場與技術的影響，其產業結構在逐漸調整，但是其調整需要根據整機和系統應用的現狀及發展需求來進行，只有這樣，才能獲得廣闊的市場，進而實現其價值。
集成電路中單片系統集成芯片的特征尺寸在不斷縮小、芯片的集成度在逐漸提升，工作電壓在逐漸降低，集成電路的優勢更加顯著，主要表現在高集成度、低耗、高頻等方面；同時，集成電路的工藝技術也在發展，其中超微細圖形曝光技術得到了廣泛的應用，促使IC制造設備及其加工系統實現了自動化與智能化。集成電路在設計過程中，最為重視的便是其系統設計、軟硬件協同設計、先進的設計語言、設計流程，設計的低耗、可靠性等。為了促使集成電路形成完整的系統，實現了對各種技術的兼容，包括對數字電路與存儲器的兼容、高低壓的兼容以及高低頻的兼容等。
集成電路的發展有著深遠的影響，能夠促進經濟的持續發展。而電子產品的快速發展，使人們對電子產品的需求得到了滿足；并且集成電路促進了通信的發展，進而給人們的生活帶來了巨大的改變，人們的工作與學習都因此發生了較為明顯的變化，具體表現在工作效率得以提高、學習方式得以豐富上；在信息技術的帶動下，集成電路得以發展，滿足了企業的需求，促進了企業綜合競爭力的提高，使企業能夠在激烈的市場競爭環境中有所發展，并在全球化、一體化的世界經濟環境中，不斷進步。集成電路的發展與應用影響著全球的經濟，促進了區域經濟的發展，推動了中國經濟的快速增長。
2 集成電路的發展趨勢
在信息技術高速發展的時代，集成電路也在不斷發展，不僅其各種技術逐漸發展成熟，其各個領域的應用也在不斷擴展，集成電路發展的目標是為了實現高頻、高速、高集成和多功能、低消耗，其發展趨勢呈現出愈加小型化、兼容化的特征。下文將闡述集成電路的發展趨勢，主要表現在以下幾方面：
2.1 器件的特征尺寸繼續縮小
集成電路的特征尺寸一直按照摩爾定律在發展，集成電路的更新時間普遍為兩年左右，隨著集成電路的發展，依照此定律，集成電路的器件將逐漸進入納米時代。相信，隨著科學技術水平的逐漸提高，集成電路在新技術的帶動下，其芯片的集成度將逐漸提升，其特征尺寸也將持續縮小。
在激烈的市場競爭環境中，要不斷提高集成電路產品的性價比，才能獲得綜合的競爭優勢，集成電路的高度集成與縮小的特征尺寸，提高了其性價比，促進了集成電路的持續發展。集成電路的特征尺寸已經接近其物理極限，但隨著加工技術不斷提升，市場競爭壓力不斷增加，集成電路的技術將有所發展，在其微細化方向有著巨大的發展潛力。同時，隨著IC技術及其設計水平的提升，集成電路的發展規模也在不斷擴大，并且集成技術愈加復雜，而這則使得集成電路的存儲量不斷增加，并且其反應與傳輸速率都在提升。
2.2 結合其他學科，促進新技術、新產業的形成
集成電路積極與其它學科進行結合，進而形成新的技術、產業、專業，改變著傳統的格局，使其逐漸融合，促使集成電路的片上系統愈加復雜。片上系統在不斷發展，并得到了廣泛的關注，對其研究也在逐漸深入，從而促進了其快速的發展與運用。片上系統技術的應用，對移動通信、電視及網絡有著深遠的影響，其發展前景十分廣闊。
2.3 集成電路的材料、結構與器件等快速更新
集成電路在發展過程中，其材料、結構與器件等在不斷更新，其中新材料絕緣體上硅具有眾多的優點，如：高度、低耗以及抗輻射等，在不同的領域均可以應用，發展空間十分廣闊；其中Si異質結構器件也具有高速的優點，同時由于其具有較高的性價比，其應用較為廣泛。集成電路的其他新材料、新結構與新器件等都普遍具有高速、低耗、抗輻射、耐溫等特點，我們可以預見，集成電路的應用前景將越來越好。
2.4 集成電路的系統集成芯片
集成電路的技術在不斷發展，其可以通過將電子系統集成在一個微小芯片上，進而實現對信息的加工和處理。片上系統屬于系統集成電路，而將集成電路的數字電路、存儲器等集成在一個芯片上，將形成更加完整的系統。
3 總結
綜上所述，隨著信息技術的持續發展，集成電路因其自身的優勢得到了廣泛的研究與運用，其發展速度是驚人的，目前，集成電路受到諸多因素的影響，其發展受到制約，但隨著其整體尺寸的逐漸縮小及其材料、結構與器件等的快速更新，集成電路將得到進一步的發展，并進一步促進各個領域的自動化與智能化。
參考文獻
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作者簡介
鐘文瀚（1986-），男，湖南省冷水江市人。2012年畢業于廣西大學控制理論與控制工程專業，碩士學位。現為國家知識產權局專利局專利審查協作廣東中心實習研究員。研究方向為自動控制。
關鍵詞：CMOS 集成電路 設計技術
中圖分類號 ：G642 文獻標識碼：A
一般來說，集成電路其本身可以分為CMOS與TTL兩類電路類型，CMOS具有較強的工作性能，并且其功耗較低，而TTL電路類型則具有更快的運行速度。CMOS電路由于其本身較強的性能特點，現階段已經廣泛地應用于集成電路的設計當中。CMOS集成電路在設計過程中，需要對于其電源、驅動、輸入輸出端與接口等設計時要予以重視。
1 CMOS集成電路的特點
（1） 運行功耗低。由于CMOS電路本身采用了場效應管，并且其內部結構設計大多應用互補結構，進而使得運行過程中兩管處于不同的工作狀態，其靜態功耗值無限接近于零。而實際電路工作中，電路自身具有微量的功耗，經過測量可知，耽擱門電路的靜態功耗小于20mW。
（2） 具有較強的抗干擾能力。在電路運行中，其本身的電壓噪聲容量為整個電壓的45%，保證值則為整個電壓數值的1/3。在電壓升高的情況，其噪聲容量也會不斷增加。
（3） 電壓范圍與邏輯擺幅較大。由于其COMS電路的整體結構相對簡單，供電電源電壓較為穩定，工作電壓限制較低。在其他不同類型的集成電路中，其邏輯電平值的擺幅較大，相關指標較高。
（4） 穩定性強。CMOS在工作時，其功耗較低，內部的實際發熱量較少，并且內部電氣參數由于其設計需求具有更高的對稱性，工作中在外界溫度發生變化時，內部參數可以相互補償，進而其自身具有較強的溫度穩定性。
（5） 驅動能力強。由于其電路本身具有較強的輸入阻抗，因此其輸出能力較強，一般能驅動超過50個輸入端。
2 CMOS集成電路設計技術探索
2.1電源
一般來說，CMOS集成電路的電壓在工作狀態下需要維持在3-18V左右，但是如果電路中存在一些模擬應用時，最低電壓需要保證在4V以上。CMOS電路本身具有較寬的工作電壓，則電流電路選擇上，可以不采用相關的穩壓設備。電路的電壓接線需要保證電壓不超壓和反接。
2.2驅動
CMOS集成電路自身具有較強的驅動能力，在電路設計上，可以采用一些并聯的方式，將一些驅動能力較強的緩沖器進行連接，進而提高整個電路的驅動能力（驅動能力的增長隨著并聯門數量而變化）。
2.3輸入輸出端設計
（1）輸入端的設計。首先，要對于多余的一些輸入端進行處理。在進行電路的整體設計上，要避免出現輸入端的懸空狀態，使得電路的邏輯關系被破環。與此同時，輸入端懸空會造成輸入阻抗過高，提高了外界噪聲干擾效果，使得整個集成電路產生誤動，造成了靜電擊穿問題。對于與憤懣多余輸入端的設計上，要采用低電平介入的方式，如果電路工作的速度較低，則可采用使用端和輸入端并聯的設計方式。其次，要對于輸入端的長導線介入保護。在電路設計上，要對于內部的分布電容與電感進行控制，避免產生震蕩，破環內部的二極管。再次，還要做好輸入端的靜電防護。在電路板進行運輸或者組裝調試的過程中，要做好接地，雖然CMOS電路自身具有一定抗靜電能力，但是也要做好人工接地預防，避免出現靜電擊穿。最后，要減少輸入信號的上升與下降時間，減少損耗，避免虛假觸發。
（2）輸出端的設計。在進行輸出端設計上，要做好線路保護。CMOS器件的輸出設計上，要避免出現電源短接和接地短接，減少電流對CMOS管的破環。CMOS集成電路中，輸出端要避免并接，進而預防不同器件參數不同所造成的導通電流過大問題。要想提高電路驅動力，就需要保證輸出端的器件參數與規格相同，并且保證經過嚴格驗證后在進行并聯。如果線路的容性負載過高，則要做好有效的串聯預防，并且保證瞬態沖擊電流大小小于10mA。
3 接口設計
在電路接口設計上，要對于整個電路進行嚴格架構，并且采用運放連接時，要保證電路中電源的獨立。在整個電路中，要保證CMOS的接入電壓小于10V。如果采用單電源，則可以采用直接連接的方式。如果CMOS電路與TTL電路進行混接，則電路中要對于電路之間電壓、負載能力、輸入輸出電平的不同，設計一個轉接電路，從而避免電路內器件受到損壞。在邏輯電平設計上，要保證其接口電路的電平匹配能力符合電路的需求。
4 結語
集成電路技術為當今高科技的快速發展增添了強大的動力。芯片集成度不斷提高使得電路性能在每一項實踐中越來越完善，為人類的科學進步奠定了強大的基礎?？偠灾珻MOS集成電路的應用范圍十分廣泛，其自身具有獨特的特點和優勢，在進行電路設計中，要對其中幾個重點技術進行深入的探索和分析，進而提高整個電路設計水平。
參考文獻
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[關鍵詞]NE555 晶閘管 光電耦合器 語音集成電路
中圖分類號：TN407 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0222-01
1 引言
漏電是由電器外殼與相線接觸后和大地之間產生一定的電位差形成多條電流通路造成。電器漏電現象不易覺察，加之電器產品質量參差不齊、電器老化、人們安全用電意識淡薄等原因，導致觸電事故時有發生。因此，有必要設計一種電器漏電報警、保護電路，最大限度地降低用電事故的發生。
2 漏電報警、保護電路的實現
2.1 電路總體設計
系統主要包括光電耦合器、NE555多諧振蕩器、語音集成電路、可控硅和繼電器電路。其中光電耦合器用于隔離交流電路和報警、保護電路；NE555多諧振蕩器用于控制語音集成電路和發光二極管進行有規律的報警；可控硅和繼電器用于漏電發生時及時斷開用電器電源。電路原理框圖如圖1所示。
當三孔插座的接地線有電流通過時，光電耦合器工作，觸發振蕩電路和斷電保護電路，保護電路斷開用電器電源。振蕩電路輸出脈沖觸發聲、光報警電路。
2.2 555振蕩電路設計
555集成電路是一種將模擬與數字功能結合在同一芯片上的集成電路。它可以組成脈沖振蕩電路、單穩、雙穩和脈沖調試電路等。一般外接幾個電阻、電容就能夠設計成單穩態觸發器、施密特觸發器或多諧振蕩器等脈沖產生變換電路。本設計中我們利用555設計成多諧振蕩器，組成方波信號產生電路，以觸發后面的聲、光報警電路。電路如圖2。
555集成芯片與電阻R1、R2、電容C1組成多諧振蕩器。電路上電后，電容C1通過電阻R1和R2進行充電。此時，由于電容電壓不能突變，故555處于置位狀態，輸出高電平。電容電壓呈指數上升，當電壓達到2/3Vcc時，RS觸發器置位，經緩沖級倒相后輸出低電平。當電容放電到1/3Vcc時，RS觸發器復位，經緩沖級倒相后輸出高電平。如此周而復始，形成無穩態多諧振蕩。其中，電阻R1取、 R2取，電容C1取，周期為5s。
2.3 報警電路設計
報警電路選用NVC系列語音芯片NV020C。該芯片具有多種觸發方式，如邊沿觸發、電平觸發等，本設計采用電平觸發。當電路接通電源時，由于電容的作用，芯片被瞬間觸發。NVC芯片還內置一組PWM輸出器，可直接驅動0.5W喇叭，且音質清晰，無需外接功放電路，一旦得電觸發，便會發出內部燒錄的聲音。另外在555輸出級上，連接一個低電平觸發的發光二極管，555輸出的低頻振蕩脈沖，在高電平時，語音芯片報警，低電平時發光二極管發光。電路如圖3。
2.4 保護電路設計
保護電路主要包括晶閘管和繼電器。晶閘管又稱可控硅，是一種具有三個PN結的四層結構的大功率半導體器件?？煽毓璨粌H具有普通二極管的單向導電性，還可以對導通電流進行控制。具有以小電流（電壓）控制大電流（電壓）的作用。晶閘管在承受正向電壓時，并不直接導通，只有在門極也承受正向電壓時，晶閘管才導通。而一旦導通，就不再受門極的影響，只要有一定的正向電壓，晶閘管就保持導通。本設計中利用晶閘管的可控性，與繼電器連接后對漏電器進行斷電保護。電器不漏電時，晶閘管呈截止狀態，繼電器自然吸合市電相線。電器漏電時，晶閘管導通，繼電器上電動作，斷開市電相線，從而切斷用電器電源，避免事故發生。
2.5 電路總體設計
總體電路如圖4所示。
當電器無漏電發生時，光電耦合器截止，報警和保護電路無法上電，電路不工作。當電器發生漏電時，光電耦合器導通，后續電路接通電源開始工作，555輸出低頻振蕩脈沖，輸出脈沖為高電平時，語音芯片開始工作，進行發聲報警。脈沖為低電平時，發光二級管導通，進行發光報警。同時，晶閘管導通，繼電器上電，斷開電路相電，確保安全。
3 小結
本文設計的電路經過多次試驗，能夠實現電器漏電時的聲、光報警與斷電保護，能夠最大限度地降低因電器漏電產生的安全隱患，具有一定的應用價值。
參考文獻
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關鍵詞： 電子科學與技術 培養目標 課程體系建設
1.引言
常州工學院立足于常州，服務于長三角地區，該地區是國內電子行業和產業的發達地區之一，對電子類人才的需求量非常大。隨著該地區經濟發展和產業結構升級，社會對人才的需求逐步呈現出多樣化和高層次化的要求。面對新形勢的發展需要，培養適應社會經濟發展和行業技術升級要求的應用型本科人才成為當務之急。電子科學與技術專業的人才培養需要符合口徑寬、適應性強、基礎扎實、發展潛力大等要求，因此課程體系的建設十分重要。
2.人才培養目標
培養方案和培養目標的制定要充分考慮相關高校、社會的需求，以及學校與專業的具體情況等各方面因素，并以行業技術進步、企事業單位需求和畢業生的反饋為參考依據。
通過對電子科學與技術專業的調研，以社會需求為導向，確定理論基礎實、口徑寬、實踐能力強、知識結構合理的全面培養模式和培養目標，以綜合素質培養和工程技術應用能力培養為主線，統籌編排課程體系，充分考慮和遵循學生的認知規律，以學生為主體，制定一套切實可行的、適合應用型本科人才的電子科學與技術專業培養方案和人才培養目標，以適應市場對電子工程技術人才的需求，提高學生的實踐和創新能力，從而增強學生的就業競爭力。
電子科學與技術專業的人才培養目標為：適應信息產業化的發展需要，培養具有良好思想道德素質和科學文化素質的應用型本科人才，使學生具有扎實的基礎知識和專業知識，具備設計、制造與生產實踐能力，具有不斷學習進步與更新知識的能力，能夠及時跟蹤并掌握新理論和新技術，在電子電路與系統、電子材料與元器件、半導體工藝等領域從事分析、設計、制造與測試等工作。為了實現以上人才培養目標，在培養計劃的制訂尤其是課程體系建設方面提出了更高要求。
3.課程體系建設
為了實現培養計劃和人才培養目標，電子科學與技術專業的課程體系建設主要包括以下內容。
（1）課程體系模塊化、層次化的應用能力培養體系。
課程體系以應用能力培養為核心，分為學校級、學院級和系部級三個層次。學校級通識課程模塊層次教授電子科學與技術專業的基礎知識，主要包括基本數學能力、英語能力、物理能力、計算機能力及思想道德法律等基本知識。構建以電氣學院專業基礎課程模塊層次為電類一級學科為基礎的知識結構培養體系，學院基礎的培養為知識面的拓寬打下良好基礎。系部級的電子科學與技術專業課程培養為畢業生的就業和繼續深造提供專業技術知識。分級課程建設體系造就了畢業生基礎知識扎實、理論知識雄厚、專業技術知識豐富、動手能力強等特點。
（2）理論與實際應用相結合的專業課程建設。
專業課程體系分為理論基礎課程和實際應用課程兩個層面，除了必備的工程數學與物理知識外，在專業知識方面，逐步建立電子材料、制造工藝、電子器件、基本單元電路、宏單元、子系統及系統的課程體系，打通自頂向下和自底向上的知識培養通路。以半導體物理和器件物理核心的課程體系構成了微電子學與固體電子學的理論基礎，為制造工藝和電路設計提供知識的基本結構。以信號與系統、電路設計與測試的核心課程體系作為電路的理論基礎，為電路方面能力的培養形成電子系統的知識基本結構。知識結構的分層次化、理論與實際相結合的培養體系覆蓋了整個電子科學與技術專業的知識能力點，全方位培養畢業生的理論基礎與工程實踐能力，重點培養從系統角度審視具體電子技術的能力。
（3）以微電子技術為主干的專業課程體系。
電子科學與技術專業的知識以微電子技術為核心，可以劃分為兩大體系：第一是半導體材料、器件和制造工藝；第二是集成電路設計與測試。在半導體材料、器件和制造工藝上，除了傳統與新型集成電路方面的應用，還與相關新型電光源、光伏材料與器件、光電材料與器件在知識結構上具有互通性。均以半導體材料為核心，引申到其他半導體材料與器件，在理論與實際應用和制造工藝上具有相似性。集成電路設計與測試涵蓋了微電子和光電子技術的電路與測試方面的內容，在電路方面，新型電光源的器件、核心芯片、驅動電路等，光伏器件與電路、光電子電路與信號檢測，與標準集成電路設計與應用具有共同性。在測試方面，涵蓋了電學測試與可靠性測試，完整地建立了功能測試與性能測試的基本概念。電子科學與技術專業的另一個特色是在設計與應用電子系統時，具備其他專業所不具備的電路工藝與器件的底層知識，從而在電子系統的設計與分析中具備更強的理解能力。
（4）全方位的課程實踐能力培養體系。
電子科學與技術專業的課程體系以理論與實踐相結合為設置理念，在課內實驗、課內實踐、獨立授課實驗、課程設計、科研實踐、實習及畢業設計等方面全方位構建實驗實踐體系，重點培養畢業生的動手能力和實踐能力。除了電氣學院的實驗中心和實驗室外，電子科學與技術專業有兩個專業實驗室：集成電路設計實驗室和集成電路測試實驗室。為教學、科研提供全方位的服務。集成電路設計實驗室主要提供學生在系統設計、電路設計、器件與工藝實驗等方面的專用軟件。集成電路測試實驗室主要提供電路測試、半導體材料、半導體器件、半導體工藝等各方面的實驗。在電子技術的材料、器件、電路設計、制造、測試等流程方面提供全方位服務。在實驗室開放上，實驗室開放給所有教師與學生使用，鼓勵學生進入實驗室參與教師的科研與參與畢業設計。
（5）教學與科研結合，校企結合的工程技術能力培養體系。
電子科學與技術專業的教師承擔了多項縱向與橫向項目，系部鼓勵教師與學生一起參與科研項目，為學生實驗實踐能力的培養提供良好的實驗實踐平臺和科研平臺，從而從項目角度提供給學生實訓機會。在校企產學研聯盟方面，電子科學與技術專業緊密聯系常州和周邊地區的企業，如銀河電子、天合光能、常州普美、常州歐智等多家企業，形成校企聯盟。參考卓越計劃的實施，電子科學與技術專業經常邀請外校和企業專家對學生開展前沿性科學講座與培訓，為畢業生的能力培養和就業提供指導。
4.實踐的效果
通過培養方案與人才培養目標的制定，重點進行電子科學與技術專業的課程體系建設，并通過多年教學與科研實踐，進行以下方面的實踐，取得了良好效果。
（1）完善電子科學與技術專業的課程體系，建立材料、器件、工藝、電路、測試和系統的能力點分布。
（2）從社會需求角度和人才知識結構出發，逐步對課程體系進行調整，增強課程體系之間的內在聯系，減少或刪除部分實用性不強的課程，增設社會急需的專業課程。
（3）強調應用能力培養，強化理論知識教學，增加實踐教學環節，增強學生的實踐應用能力，培養學生綜合應用電子科學與技術專業知識的能力。
（4）探索開設提高學生動手能力和操作能力的集中性實踐環節和創新環節，探討校企結合培養人才的新模式。
根據對本校歷屆電子科學與技術專業本科畢業生的跟蹤調查，九成以上的畢業生去向為長三角地區，平均每年有20%的畢業生進入國內知名高校讀研繼續深造，其余進入各企事業單位。通過對接收畢業生的各高校、企事業單位，以及畢業生進行的調查和反饋，本校電子科學與技術專業的課程體系建設能夠培養學生扎實的理論知識和熟練的實踐能力，有利于學生做好職業生涯規劃，能夠促進畢業生快速進入新領域和崗位，用人單位滿意度高。
5.結語
通過幾年對電子科學與技術專業課程體系的建設與實踐，基礎課、專業基礎課和專業課的設置逐步得到了發展和優化，梳理清楚了本專業各方面能力的培養，知識點和能力點的分布更系統化和體系化，并通過實踐進行了驗證和完善，為畢業生的就業和進一步深造打下了堅實的基礎。
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