集成電路與應用大全11篇

緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇集成電路與應用范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

中圖分類號：TN402 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0176-02

1 引言

隨著半導體技術的發展，納米尺度的CMOS工藝射頻集成電路（RFIC）在工業、科技、醫藥醫療的應用越來越廣泛，且其工作頻率已經進入微波、毫米波段，如X波段、Ku波段及60GHz應用等[1]。然而，當電路的工作頻率進入到這種高頻頻段時，電路模型的精度是電路能否成功實現的關鍵所在。在電路版圖設計之后，通常是利用Assura和Calibre等工具來獲得互連線的寄生電阻和寄生電容。然而，由于電路的寄生電感比寄生電阻和寄生電容復雜且精度低，很難利用版圖驗證設計工具得到寄生電感值，因此，需要借助于電磁場仿真軟件對傳輸線進行準確模擬。然而，在電路設計初期通常需要考慮用于互連的微帶傳輸線對電路性能的影響，傳統單純利用電磁場仿真軟件進行參數提取的方法無法準確根據設計要求進行參數調整。本文構建了基于物理特性的互連線模型，該模型的寄生參數通過傳輸線物理特性和電磁場仿真軟件得到，易于計算和電路設計分析。同時，該模型的參數和頻率無關，易于電路分析，適用于射頻集成電路的設計。最后，論文詳細論述了將模型用于集成電路設計中的流程。

2 互連線寄生參數仿真模型

射頻集成電路設計中使用的互連線結構按照其類別可分為兩類：第一類是微帶線是以芯片襯底地作為其地平面，第二類是互連線是以某一金屬層（通常是第一層金屬M1）作為其地平面。對于這兩類互連線結構而言，采用襯底地平面作為公共地平面的互連線比采用底層金屬M1作為公共地的互連線更加靈活，因為在實際電路設計中受限于電路結構，其底層金屬需要作為信號線進行器件之間互連，這種情況下需要采用第一種結構來實現信號互連。然而，使用底層金屬M1作地線可以隔離襯底，減少襯底的損耗，因此在集成電路設計中兩種傳輸線結構相互并存。

圖1是互連線的模型圖，該模型為單π集總參數模型，與常規的電感π模型相似[2]。圖1中模型并聯部分表示寄生電容和電阻，串聯部分表示寄生電感和電阻。在設計窄帶寬的電路時，尤其是進行放大器電路設計，關注的是工作頻率附近的參數。所以，方框模型可以視為獨立于工作頻率，即模型在窄帶電路設計中依舊可以使用。模型中，電感L2和電阻R2為互連線自身的分布電感和分布電阻，包含了集膚效應和鄰近效應對電路的影響，而并聯電容和電阻為導線和襯底之間等效電容和等效電阻。

對于該傳輸線模型，其離散參數的矩陣近似于模擬值和實際測量值。根據等效規則，電路的參數都可由Y參數推導得出[3]。在得到每一模塊的參數后，串聯電感值，電阻值和并聯電容值都可以求出。

根據等效規則，工作頻帶的S參數應該與模擬和測試值相同。根據對Y矩陣的定義，可以推導出以下公式：

式中，為工作頻率，函數real（）和函數imag（）分別代表著復數的實部和虛部。

以上的公式對于大多數傳輸線是可用的，無論傳輸線是否對稱。在大多數情況下，傳輸線的Y1，Y3部分在結構上并不對稱。但是，當兩端口的反射系數的值相同時，將出現對稱的特殊情況。此時傳輸線可化簡為相同的部分，且可從電報方程中得出各元件的值。

在以上的分析中，電容，電感和電阻分別是頻率的參數，而本模型中各部分數值處理成和頻率無關的數值，這將在電路設計中產生誤差。由于替換產生的誤差可有下面公式得出：

是仿真實際S參數值，是模型的S參數值。

通常，當電路的頻率與正常工作頻率差異較大時，由于集膚效應和鄰近效應，這個誤差將會造成更加嚴重的影響。依照上述的模型，我們利用電磁場仿真軟件ADS-Momentum構建了互連傳輸線，該傳輸線采用第二類結構，該傳輸線位于的TSMC 0.18um射頻/混合信號工藝的第6層金屬上，金屬線寬6um，線長115um。工作頻率為10GHz，根據公式（2）得到集總參數模型各個參數如下：

為比較模型和實際電磁場仿真數據之間差別，公式（4）中各個數據對應模型的S參數和電磁場仿真軟件得到的S參數進行了對比，圖2是采用電磁場仿真軟件ADS-Momentum和模型部分參數對比，從圖中可以看出，電磁場仿真軟件的模型和本模型S參數的誤差遠離工作頻率段誤差越大，這是由于公式（2）中對頻率進行了近似處理，遠離工作頻率的點采用工作頻率來代替，由于這種代替，數據之間誤差越大。在其偏離中心頻率50%位置處（即15GHz和5GHz），模型和Momentum仿真數據的差異低于5%。在實際電路設計，通常需要電路設計師關注于傳輸線寄生參數對電路性能影響，此時工作頻率點附近模型簡易、準確是電路設計重點，而偏離工作頻率點的模型誤差在窄帶電路設計是可以接受的。

3 模型在射頻集成電路設計中應用

CMOS射頻集成電路設計是利用已有的有源器件和無源器件模型進行電路設計。傳統的集成電路設計首先進行電路原理圖設計，然后進行電路版圖設計，再進行參數提取，在參數提取中主要利用Cadence系統自身已有的仿真工具Assura來實現，在參數提取結束后再進行后仿真。當電路設計不滿足要求時，需要重復上述過程，然而，在上述的傳統集成電路中，由于參數提取過程的參數為分布參數，難以直接用于電路O計參數調整。同時，傳統的參數提取方法只進行了電阻和電容的參數提取，而對寄生電感沒有進行提取，這將導致電路設計的預期結果和實測結果出入較大。

為克服傳統的射頻集成電路設計的上述不足，可以將本論文的參數模型和集成電路設計相互結合。圖4是本論文的模型應用于射頻集成電路設計中流程圖，在原理圖和版圖設計中依然類似于傳統的集成電路設計方法，但版圖設計及參數提取時將版圖中的互連線單獨分離出來，利用電磁場仿真軟件ADS-Momentum電磁場仿真，仿真結束后利用模型將其中的各個互連線參數提取出來，由于互連線的寬度、長度和圖1中模型的各個參數密切相關，故將互連線得到的各個參數代入到版圖后仿真設計中，檢測互連線參數是否滿足電路設計要求。如果互連線參數滿足設計要求，則電路設計完成；否則，根據要求適當調整互連線參數，并判斷調整后參數是否滿足電路設計要求，如果滿足電路設計要求，則依據重新設計的要求進行版圖調整，完成電路設計。如果調整后的互連線參數依然不滿足電路設計要求，則依據要求進行原理圖設計調整，然后依次重復上述過程。如圖3所示。

從上述的電路設計流程可以看出，在射頻集成電路設計中應用本模型可以及時了解電路中的各個互連線參數，根據電路設計要求調整互連線參數，滿足電路設計要求。在整個設計流程中，首先根據互連線提取參數判斷是否滿足電路設計要求，進而根據設計要求調整互連線參數來滿足電路設計要求，這將簡化傳統電路設計循環，減少電路設計時間，同時通過互連線參數調整將互連線作為電路設計的一部分進行綜合考慮，這將有助于提高電路綜合性能。

4 結語

本文提出了適用電路后仿真的納米尺度互連線模型，該模型基于物理意義而構建，模型的各個參數皆為集總參數，各個參數都可以通過電磁場仿真軟件而獲得并在集成電路設計中進行調整。該集總參數的模型結構簡單，易于使用，適合于CMOS射頻集成電路設計分析中使用，同時文中給出了該模型應用于射頻集成電路設計的流程并分析了其特點，分析表明采用文中模型可以根據電路設計要求進行調整互連線的尺寸，并可將互連線參數作為電路設計的一部分進行綜合考慮，有助于提高電路綜合性能。

參考文獻

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[3]廖承恩.微波技g基礎，西安：西安電子科技大學出版社，1994.12.

篇（2）

0.概述

高速公路機電工程包含收費系統、監控系統、通信系統。機電工程的有效應用對于高速公路的安全運行、通行能力和經濟效益起到了關鍵性的作用。

1.收費系統的應用與發展

（1）高速公路收費系統應用情況

我國在上個世紀80年代建成部分高速公路后，以道路收費為償還貸款的主要來源。高速公路收費還貸模式對于我國發展高速公路建設起到了積極地推動作用。

目前高速公路收費系統主要收費制式為封閉式收費制式，采用“人工或設備自動判別車型、設備自動識別車牌號、人工收費、閉路電視監視、檢測器校核、計算機統計管理”的半自動收費方式。為了加快高速公路收費站通行能力，節約人工成本，還根據需要配置不停車收費系統或者自動發卡機系統。小車、客車按車型和行駛里程收費，貨車采取出口計重收費的方式。通行券多采用非接觸式IC卡。

（2）收費系統存在問題

根據多年的運行，發現目前的收費系統存在以下問題：

人工收費一般是駕駛員停車后看到顯示具體收費金額后，再交錢給收費員，收費員找零給駕駛員后確認無誤后再行駛出收費車道，收費時間長，遠遠超過設計平均服務時間14秒，導致收費車道單位時間服務車輛小，收費站經常發生繳費車輛排隊時間長，節假日或高峰期尤為明顯。

由于貨車采用計重收費模式，以元/噸.公里為收費單位，高速公路聯網收費里程越來越長，貨車的繳費金額數量巨大，而收費人員又沒有執法權，導致貨車駕駛員鋌而走險，以跳稱、沖卡等多種方式少交或不交過路費，給國家造成重大損失。而跳稱不成功駕駛員則要求復稱等事件使得收費站通行能力嚴重下降。沖卡嚴重的地方甚至達到需要武警執勤的地步，給高速公路營運單位造成巨大的管理成本與損失。

（3）收費系統后續發展

為了解決上述問題，筆者建議從以下幾個方面解決：

為了加快收費站通行能力，節約收費人力成本，應大力推廣汽車不停車收費模式（ETC），即汽車在經過收費站的時候，收費系統在內部辨識車身內的電子標簽，進行確認后，通行高速公路的費用自動從卡中扣除，系統扣款成功后車輛直接通行。通過國家政策強制推行ETC與ETC收費費率優惠相結合的模式，即節約了收費人工成本，銀行收儲現金成本，又能夠降低汽車通行成本，同時提高高速公路服務水平及通行能力。

收費車道閉路電視系統實時抓拍汽車跳稱、沖卡等違規通行視頻，尋找或完善法律法規依據，對偷逃通行費的車輛采取追討和處罰措施，最好采用跟汽車年審掛鉤模式，即汽車有跳稱、沖卡等記錄，未處理則不予審車。

探討GPS定位收費模式，撤銷收費站，汽車辦理儲值或信用賬戶，以車型X里程作為收費依據。

2.高速公路通信系統應用與發展

（1）高速公路通信系統應用現狀

高速公路通信系統包含傳輸網系統、程控交換系統等。通信系統傳輸網分為干線光傳輸系統和直接服務于路段完成各業務接入的光綜合業務接入系統。

高速公路綜合業務接入網采用SDH業務傳輸體制，等級為STM-1～64不等。傳輸介質采用單模光纖。傳輸網系統為高速公路提供傳輸網絡，包括語音、以太網、串口等數據服務業務。

程控交換系統為高速公路提供電話業務，以滿足業主的管理和運營要求。電話業務包括：普通業務電話、指令電話、傳真、數字話機。

（2）高速公路通信系統存在問題

高速公路通信系統為封閉式傳輸網絡，該網絡獨立于目前使用的公眾網絡，在確保了網絡安全的同時，使得高速公路的所有數據不能為公眾訪問，限制了高速公路服務水平的提高。

（3）高速公路通信系統發展

隨著高速公路視頻監控系統的發展，視頻監控系統的傳輸帶寬越來越高，通信系統的傳輸帶寬要求也同步提高，提高通信系統帶寬和通信系統網絡與公眾網絡的互聯與安全將是需要解決的問題。

3.監控系統的應用與發展

（1）高速公路監控系統應用現狀

高速公路監控系統包含閉路電視系統、信息采集系統、信息系統和中央控制系統等。監控中心可實施全線的交通管理，并對路段交通進行協調控制。可進行交通參數采集和交通信息以及系統日常運行操作，對路段的交通數據及其它各種參數進行匯總、統計、打印； 并向上一級監控管理機構傳輸圖像和數據，接收上級監控管理機構的統籌管理。

（2）高速公路監控系統存在問題

由于我國高速公路建設初期投資緊張，設計和實施時布設監控設備少，導致采集數據少，信息途徑少，不能對高速公路通行能力與服務水平起到有效的幫助，形成我國高速公路通行能力小，服務水平低，交通事故率高。

目前監控系統網絡未與外網聯通，高速公路司乘人員無法通過高速公路監控系統實時獲取路況信息，給司乘人員帶來不便。無法有效的選擇路徑與分流，隨著高速公路路網的不斷完善，交通流量不斷增加，這種問題越來越明顯。

因大霧、大雪、結冰等惡劣氣候，直接關閉高速公路。導致國家干道無法通行。

（3）高速公路監控系統后續發展

鑒于上述問題，筆者認為可從以下方面進行發展：

目前高速公路里程已經突破1萬公路，部分高速公路已經運行多年，達到改造條件，運營單位已有成熟的管理經驗，高速公路易起霧、結冰、事故多發地段等特殊路段可以調查與統計出來，針對上述特殊路段布設氣象檢測器、攝像機、限速標志、情報板、警示提醒等設備，實時采集路況數據，分析并路況數據，及時提醒司乘人員，避免安全事故的發生。

大力發展車聯網技術，使汽車作為一個網絡終端，及時接收高速公路實時路況，查詢高速公路及附近交通、餐飲、氣象等信息，提供舒適的行車環境。

加強駕駛員安全意識教育，規范行車，保持足夠的安全視距，嚴格按高速公路限速進行行駛，糾正高速公路就是在任何時候都能高速行駛的錯誤思想，在加強駕駛員安全教育和提高高速公路運營管理水平的基礎上，選擇性的逐步取消惡劣氣象條件下關閉高速公路等措施，確保高速公路網的暢通、安全運行。

4.結語

在科技日益進步的今天，高速公路的機電系統將會迎來數字化和網絡化的時代。在各個信息都能明確掌握下的高速公路，將變得更加安全、高效。機電工程在未來的互聯網背景下，能夠確保信息的交流溝通更加快捷和穩定。文本給出的高速公路機電工程發展方向得以實現后，對于提高公路通行能力、安全系數和服務水平具有非常重要的意義。未來的機電工程還將涉及到GPS定位系統、車聯網技術、電子設備的網絡化等一系列發展項目。這些項目將對高速公路的運營管理起到更加方便、高效的積極作用。

參考文獻：

[1]鄭祖廷.淺析高速公路機電工程建設管理[J].科技創業月刊，2010（08）

篇（3）

中圖分類號： TN386.5?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）06?0145?04

Design and application of highly?integrated circuit in photoelectric detection

SUN Zhen?ya， LIU Dong?bin

（Changchun Institute of Optics， Fine Mechanics and Physics， Chinese Academy of Sciences， Changchun 130033， China）

Abstract： Because of the large?scale and high?integration development for the space camera， and the limitation of space， the circuit has to be optimized， even some special technologies have to be used to reduce the area of the circuit board. In consideration of the complexity of driver circuit of CCD detector， the driver circuit was integrated in a module by the thick film technology. There are many advantages in thick film technology such as high reliability， flexible design， low cost and short cycle. The integrated area through the thick film technology was reduced to the 1/3 area as the original circuit board before integration. The output signal of the thick film integrated module is perfect for the demand of CCD detector. At the same time， the design provides a certain reference for the large?scale integrated circuit design in the space missions.

Keywords： thick film; CCD; drive circuit; integrated circuit

0 引 言

隨著人類對太空的探索，空間相機的發展越來越迅速。在許多空間光電探測的電路系統中多使用CCD （電荷耦合器件，Charge?Couple Device）來進行光電轉換。CCD是將入射光在所有光敏單元激發的光信號轉換成模擬電信號的光電轉換器件。該器件具有小體積、輕重量、低功耗、高精度、長壽命等優點，被廣泛應用在空間光電探測、航天遙感觀測、載荷對地觀測等領域[1?3]。

CCD工作時需要適當的時序驅動信號，并且產生的電信號需要進行后續處理后才能給控制系統識別。CCD產生的電信號是模擬信號需要進行相應的視頻處理電路，視頻處理電路系統包AFE（，Analog Front End，模擬前端），FPGA和數字信號處理模塊。

空間相機的發展越發趨向于大規模化高集成的設計，空間相機中的硬件電路的高度集成化變得越來越讓人們關注與研究。目前，關于空間光電探測電路系統的高集成度的技術發展主要體現在厚膜電路和半導體級的ASIC（Application Specific Integrated Circuits，專用集成電路）兩個領域。厚膜電路是將電阻、電容、電感、芯片的管芯通過互連的銅線在印制板上制成的，其優勢在于性能可靠，設計靈活，投資小，成本低，周期短。ASIC是按照用戶的需求，在一個芯片上專門設計具有某些特定功能的集成電路，其性能高（可以比厚膜電路做的更高）、可靠性高。但是由于用戶的需求量少，對于用戶來說其成本相對較高，且難度高[4?5]。

為實現空間相機電子學的大規模化、高集成的要求，本文將比較通用的一款TDI CCD探測器的時序驅動電路模塊設計成厚膜集成電路，并且根據實際PCB版優化厚膜電路設計和性能指標，得到了較好的結果。

1 TDI CCD探測器

該TDI（Time Delayed and integration，時間延遲積分）CCD探測器可以探測到兩類光譜區。這兩類光譜區分別是彩色B區和全色P區。由于實際情況需要，將該CCD探測器的時鐘工作頻率設定在20 MHz，行頻設置在1 kHz。由于該CCD探測器的光譜區多，所以它的驅動時序也是很復雜的，一共有89個驅動信號，將可以共用的信號合并后仍然有61個驅動信號。由于該探測器實際需求的驅動信號過多，本文中僅以CIxP為例講述驅動電路的設計以及實驗結果。表1中給出了該CCD探測器的CIxP驅動信號的電壓幅值范圍。該CCD探測器的驅動信號需要FPGA產生相應的時序的驅動信號，并通過相應的時序驅動電路變為所需要的電壓幅值范圍。

表1 CI和TCK時鐘驅動信號

圖1中的CIx和TCK的上升沿時間記為tr，典型值50 ns;CIx和TCK的下降沿時間記為tf，典型值50 ns;轉移時間記為ttran，典型值3.6 μs，根據實際工作需要改為1 ms;TCKB的信號周期記為TTCKB，根據行頻而定;TCKP的信號周期記為TTCKP，根據行頻而定;CI2的下降沿到CI1的上升沿的時間差記為t1，典型值0.5 μs;CI1的上升沿到CI3的下降沿的時間差記為t2，典型值0.5 μs;CI3的下降沿到CI2的上升沿的時間差記為t3，典型值0.5 μs;CI2的上升沿到CI4的下降沿的時間差記為t4，典型值0.5 μs;CI5的下降沿到CI3的上升沿的時間差記為t5，典型值0.5 μs;CI3的上升沿到TCK的下降沿的時間差記為t6，典型值0.5 μs;CI1的下降沿到CI4的上升沿的時間差記為t7，典型值0.5 μs;CI1和TCK的高電平時間記為tcla，典型值2.5 μs;CI2、CI3和CI4的低電平時間記為tclb，典型值1.5 μs。

2 驅動電路設計

本文針對該CCD探測器的驅動電路設計分為兩個步驟：

（1） 通過現在市面上的芯片選擇適合該驅動電路芯片設計而成。

（2） 對通過芯片設計的驅動電路做實驗得到與該CCD探測器相需求的時序結果，進行整合通過厚膜技術來實現最終電路。

最終的驅動電路分為左右兩個模塊（兩個模塊設計的完全相同）分別針對該CCD探測器左右驅動時序，并且把驅動電路中用到的LDO等電壓轉換模塊通過厚膜技術集成到一個模塊[6?7]。

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圖1 P和B區的垂直轉移時序圖

圖2給出了驅動模塊的管腳示意圖，該模塊可以產生一般的水平驅動信號（20 MHz）以及大部分的垂直驅動信號，51號腳是針對模塊內部的測溫度的熱敏電阻預留的。圖中的左側的上面兩組是輸入信號，右側的上面兩組是輸出信號。其他的為電源和地信號。

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圖2 驅動模塊的管腳圖

圖3給出驅動模塊的版圖，速度較快的水平驅動信號（20 MHz）均放在版圖的最，內部放置的是垂直轉移信號。該厚膜模塊最后的面積為37 mm×37 mm，約為原來沒有厚膜集成的[13]。

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圖3 驅動模塊的厚膜版圖

該模塊中集成的大部分芯片是EL7457，EL7457是一款高速度，同相位，四通道的CMOS驅動器。該驅動器可以驅動40 MHz的信號，并且輸出電流值可以達到2 A。

以CI1P，CI2P，CI3P，CI4P這4個信號為例，這4個信號的幅值范圍是-5～5 V，但是從圖2的時序圖中可以知道，CI1P的信號大部分的時間內都是低的，而CI2P，CI3P，CI4P的信號大部分的時間內都是高的。所以電路設計時將區別對待，由圖4知EL7457的供電電壓設置為10 V可以讓CIxP的信號幅值達到10 V，通過0.22 μF的電容隔直后，再通過二極管與電阻并聯接偏置電壓的設計將其拉到正常工作的范圍，出來的信號在工作電壓范圍方面就達到CCD手冊的要求。CI1P的偏置電壓設置為-5 V，當10 V的方波信號過來后由于二極管的正向鉗位作用使得CI1P的最小電壓是-5 V，所以得到了-5～5 V的信號，且無信號時為低（-5 V）。CI2P，CI3P，CI4P的的偏置電壓設置為5 V，當10 V的方波信號過來后由于二極管的正向鉗位作用使得CI2P，CI3P，CI4P的最大電壓是5 V，所以得到了-5～5 V的信號，且無信號時為高（5 V）。

OFFSET偏置電壓通過電阻分壓外接運放負反饋驅動的形式產生的，見圖5，采用這種電路結構優勢在于可以減少電路中線性穩壓器的數量，由于該探測器需求的驅動信號數量多，電壓值多，若所有電壓值都采用線性穩壓器，不但會導致電路板尺寸會大很多，而且更加引入散熱的問題。同時偏置電壓信號所需要的電流相當的小根本不需要線性穩壓器[8?9]。

3 驅動信號的實驗結果

針對CIxP的測試，在實驗測試中以驅動模塊的輸入信號（FPGA的輸出信號）TCKP_FPGA為基準信號，對CIxP以及其對于的OFFSET偏置電壓進行單組測量。

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圖4 CIxP原理圖

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圖5 OFFSET偏置電壓原理圖

圖6中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI1P（與TCKP_FPGA有相同的相位，幅值范圍-5～4 V）、以及CI1P信號對應二極管上的嵌位電壓OFFSET-5 V。

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圖6 CI1P的信號

圖7中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI2P（超前于TCKP_FPGA約0.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI2P信號對應二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。

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圖7 CI2P的信號

圖8中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V），CI3P（反向于TCKP_FPGA，且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的時間約延后0.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI3P信號對應二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。

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圖8 CI3P的信號

圖9中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI4P（反向于TCKP_FPGA，且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的時間約延后1.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI3P信號對應二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。

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圖9 CI4P的信號

CIxP的四組信號由于實際電路圖中的電容分壓導致最終幅值沒有達到10 V，但是仍然在CCD的手冊要求范圍內。OFFSET電壓在信號變化較多的點會有串擾導致波動，但是對實際的CIxP影響甚微[10?11]。

4 結 語

通過厚膜技術對驅動電路集成后的面積減少到[13]，雖然該模塊需要添加散熱，但是面積的減少使得在同樣面積的PCB上集成更多的模塊，實現更多的CCD陣列。對所有驅動信號用示波器進行測量，均滿足要求。本文中僅給出CIxP的信號波形進行事例。實驗結果表明驅動電路的厚膜技術可以滿足在光電探測中的集成應用。本設計中的驅動電路的厚膜集成也對其他航天任務中大規模電路的集成提供了一定的參考借鑒作用。

參考文獻

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篇（4）

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 06-0172-02

隨著半導體集成和微電子技術的迅速發展，集成電路的品種和數量與日俱增，應用也越來越廣泛，集成電路變得無處不在。集成電路的使用大大簡化了電路的設計，并且使系統及設備的性能指標得到了很大提高。《集成電路原理與應用》課程作為電子測量技術與儀器專業的一門職業技術基礎課程，其內容涵蓋電路基礎、模擬電子技術和數字電子技術等多門課程[1]。在本課程的教學中，我們充分利用了多媒體教學方式，以動畫形式展現集成電路的相關知識，大大激發了學生學習的積極性，大大豐富了教學內容，同時，我們充分利用了計算機軟件仿真技術，將集成電路的典型應用電路通過ProtelDXP進行仿真實驗，擺脫了有限的實驗環境的限制，讓學生在學習集成電路相關知識的同時掌握了先進的計算機輔助工具，最后，我們給予了學生在萬能板上實現電子電路的機會，學生通過親身體驗制作和調試電子電路的過程，讓學生具備了一定的分析問題和解決問題的能力，同時收獲了通過自己努力實現目標之后的成就感。經過教學實踐表明，本課程的教學內容容易實現，安排合理，學生參與的積極性高，取得了很好的教學效果。

一、教學內容的安排

本課程的內容繁雜，講授時間有限，因此結合我院電子測量技術與儀器專業人才培養方案的要求，將本課程的教學目標定位于應用，教學的重點在于典型集成電路芯片及其典型應用電路的分析講解、仿真和制作。首先應用線性集成穩壓器制作出5～15V可調穩壓電源，以供后續的集成電路應用電路使用。接著應用運放集成電路、定時集成電路、功放集成電路、非門集成電路和與非門集成電路制作出貼近生活的電子電路。具體教學內容如表1所示。

二、教學實施的特色

（一）充分利用多媒體教學方式

隨著現代科技的發展，我們已經進入了一個信息化的時代，多媒體已經廣泛的用于教學領域。多媒體教學以聲音、圖片、動畫等豐富的媒體形式最大程度地調動了學生的視聽感官系統，充分展示了教學手段的多樣化，改變了傳統的“一張嘴一支粉筆一塊黑板”的教學模式，為現代教育改革注入了新的生機和活力，從而為本課程改善教學效果帶來了福音。

本課程所涉及的集成電路芯片眾多，受到經費的限制，不可能一一購買給學生展示，但是采用多媒體教學方式后，就可以將典型芯片的圖片一一展示給學生，大大降低了教學成本，同時也豐富了學生的視野。另外，有些集成電路的典型應用電路很多，如果采用板書的方式，受到課時的限制，不可能一一給學生講解，但是多媒體教學可以迅速地把課程資源顯現在學生面前，可以大大節省教師板書的時間，使教師可以傳授更多的知識，從而提高教學效率。同時，在電路的展示中配以動畫，豐富了電路的生命力，從而大大激發了學生的學習積極性。

（二）充分利用計算機軟件仿真技術

隨著電子技術和計算機技術的快速發展，電子產品的設計與計算機的聯系越來越緊密。作為以社會需求為第一要務的高職教育，在《集成電路原理與應用》課程的教學中，我們充分利用現有硬件條件，充分利用計算機軟件仿真技術，培養學生應用集成電路設計和分析電子電路的能力。

我們在教學中使用的軟件是ProtelDXP，學生已經在前續《電子CAD》課程中學習了如何使用該軟件設計和仿真電子電路。使用ProtelDXP作電路仿真的基本流程[2]如圖1所示。

在本課程的學習中，學生在ProtelDXP中通過選擇元器件、連接電路、確定元器件參數實現集成電路的應用電路，還可以方便地對電路進行測試和修改，有助于增強學生對學習內容的感性認識，培養學生主動思考的能力，而且可以將本專業所開設的課程聯系起來，實現幾門課程之間的融會貫通，促使學生學好相關專業課程，并且做到學以致用。

（三）動手制作電子電路

電子產品的設計與制作要求學生有較強的實際動手能力，因此，在本課程的教學中，全班學生以小組（一般4-5人一組）為單位，要求學生在已經繪制好的電路原理圖基礎上設計出單面PCB圖，然后在萬能板上制作出相應的電子電路。

學生在電路原理圖和單面PCB圖的指導下焊接并調試電路。在整個制作和調試過程中，教師主要起指導作用，在必要時幫學生分析故障產生的原因，而學生才是主體，一切問題得由學生自己動手解決，從而大大提高了學生學習的主觀能動性。

制作和調試電路在整個教學過程中占用時間是最多的，無論多么簡單的電路，總是會有個別小組出現問題。但是，學生正是在不斷發現問題、解決問題的過程中加深了對所學知識的理解。另外，電路的調試離不開常用電子儀器儀表如萬用表、示波器等的輔助，這也讓學生實際體會到了在《電子測量技術》課程所學習知識的實用價值。

三、結束語

在本課程的教學中，通過任務引領，結合先進的計算機技術，學生在學中做，做中學[3]，學做結合，充分調動了學生的學習興趣和積極性，學生的出勤率很高，而且參與率很高。學生通過動手制作和調試電路，學習能力和動手能力有了較大提高，從一開始遇到問題不知如何是好，到最后能夠查找電路中的簡單故障，可見學生解決問題的能力有了一定的提高。但是，也存在一些問題。首先，本課程的教學對教師的要求較高，教師不僅要具備深厚的理論知識水平，還要了解集成電路在實際應用中的情況，這就需要加強與企業間的聯系，在這方面需要進一步加強。其次，在當前的教學中，受到成本和課時的限制，集成電路芯片多采用引腳數量少的插針式元件，避免使用引腳數量多或貼片封裝形式的元件，這與當前集成電路在實際使用中情況有點相悖，在今后的教學中需要改進。

參考文獻：

篇（5）

本文結合Fairchild公司設計的系列產品，對混合集成電路DC/DC變換器的設計原理、性能及應用等進行了分析研究。

混合集成電路DC/DC變換器的集成化設計方案

根據用戶需求和設計的目的不同，Fairchild公司推出的混合集成電路DC/DC變換器主要采用兩種設計方案。而每一種設計方案，電路的設計上又有細微的差，可以滿足不同用戶的需要。

1　混合集成電路DC/De變換器設計方案1

在混合集成電路DC/DC變換器中，內部電路集成了控制器、驅動器和MOSFE了等三種離散器件。對于每一類產品，其內部電路設計采用的離散器件可以包括三種離散器件中的全部或部分，具體的設計可根據用戶的實際需要進行設計。混合集成電路DC/DC變換器設計方案l的電路原理如圖1所示。

從混合集成電路DC/DC變換器設計原理圖可以看出，該電路中主要包括控制器、驅動器和MOSFE了等有源器件模塊。在實際使用時，電源輸出端需要外接電感、電容等器件對輸出電壓信號進行濾波，同時，輸出的電壓信號需要接到電路的反饋引腳上，以保證電路的正常工作。

采用本方案設計的混合集成電路DC/DC變換器含有控制器、驅動器和MOSFE了等有源器件，其整機效率可以高達95％，電源變換系統性能高，相對于標準模塊具有更高的性價比。

采用本方案設計的混合集成電路DC/DC變換器產品有FAN5029、FAN5069等。器件寄生效應低，輸出電壓紋波低，溫度范圍寬。

2　混合集成電路DC/DC變換器設計方案2

混合集成電路DC/DC變換器設計方案2是在一片混合集成電路DC/DC的設計中采用了兩片專用或優化了MOSFET的同步BU CK電源轉換拓撲結構，其電路原理如圖2所示。

采用方案2設計的混合集成電路DC/DC變換器中，兩個MOSFET器件具有互補的作用，以降低開關損耗，而這兩個器件的設計位置可根據設計者的實際需要進行布局。該芯片還內置直通保護電路，可以有效防止電路上下橋臂的直通，大大地提高了電路的可靠性。在驅動電路設計部分，不僅比常規的電源變換設計增加了驅動能力，減少MOSFET的開通關斷損耗，還把Boost-trap二極管也集成在芯片內部，以簡化外部用戶系統電路的設計。

DC/DC變換器的電壓輸出端需要外接電感和電容，對輸出電壓信號進行濾波，以滿足用戶系統電路的需要。變換器輸出的電壓信號需要接到芯片的反饋引腳上，以保證電路的正常工作。

采用此方案設計的混合集成電路DC/DC變換器產品有FDMF6700、FDMF8700等。器件中采用驅動集成電路加兩個功率MOSFE了的設計方法，寄生效應極低，輸出電壓紋波低，工作溫度范圍寬，且節省了大量的板空間。

接口設計

采用Fairchild公司DC/DC變換器方案設計的電源變換器具有較大的電壓輸入范圍，可根據需要在3.3～24V之間調整，該公司DC/DC變換器的輸出電流可達到30A，輸出電壓范圍根據需要可設計為高到輸入電壓的90％或低到O.8V。

Fairchild公司的DC/DC變換器除了基本的電壓輸入、輸出端口外，一般還有HDRV(上橋臂MOSFET驅動引腳)、LDRV(下橋臂MOSFET驅動引腳)、GLDO(門驅動信號引腳)、DISB(禁止信號引腳)、PWM(脈寬調制信號引腳)、BOOT(反饋信號引腳)等信號端口，具體到各型器件則會有微小的差異。

功耗情況

消費類電子產品由于使用環境以及自身條件的限制，用戶對所選用器件的功耗要求非常苛刻，尤其是電源變換器等便攜式設備。

以Fairchild公司的產品為例，其混合集成電路DC/DC變換器采用集成化方案設計，并力求減小MOSFET的開通關斷損耗，整機效率可高達95％。由于該變換器具有較高的轉換效率，因此內部電路熱損耗低，在實際使用中只需要使用較小的散熱器或不用散熱器，從而可以降低系統電路的總體設計成本。

封裝形式與尺寸

由于數碼相機、攝像設備、媒體播放器、桌面電腦等電子設備的外型力求小巧，因此這類產品對內部電路設計中器件的選用也同樣要求小巧而高效。

很多電源公司都采用了更小更薄的封裝形式，以節省系統電路的設計空間。如Fairchild公司的FAN5069采用了SSOP-16封裝形式，尺寸僅為1.1mm×5mm×6.4mm，FDMF8700采用SMD封裝形式，尺寸僅為O.8mm×8mm×8mm。

混合集成電路DC/DC變換器的在系統應用

混合集成電路DC/DC變換器在系統電路中應用時，需要提供必要的外接器件和控制信號。

在變換器的輸入端，需要輸入合適的控制信號及直流電壓，以保證電路內部的各分離器件按設計的意圖工作。同時，為了濾除輸入電壓信號上的噪聲，建議在輸入電壓和地之間接入旁路電容，其容值應大于1μF。

在變換器的電壓輸出端需要接入合適參數的電感、電容，以濾除輸出電壓上的噪聲。混合集成電路的輸出電壓需要通過自舉電容接到電路的反饋引腳，以保證電路能夠正常工作。

混合集成電路FDMF8700為Fairchild公司推出的采用混合集成電路設計方案2的一種產品，其特點有：輸入電壓典型值12V，開關頻率最大可達500kHz，輸出電流最大可達30A，器件內在的適應性門驅動，內部集成的自舉二極管，器件最高效率大干90％，低壓鎖定，輸出電壓可禁止，采用微型SMD封裝形式，產品制造使用無鉛材料。FDMF8700電源變換器的典型應用電路如圖3所示。

圖3的電路中，DISB端為輸出禁止信號，可以方便地開關整個電源。PWM端為脈寬調制信號，用來驅動上橋臂和下橋臂的MOSFET，VIN和VCIN端為輸入電壓信號，VOUT端為輸出電壓信號，輸出電壓通過自舉電容CBOOT反饋到變換器的BOOT端。詳細電路設計請參照該芯片的技術說明書。

上圖應用電路中輸入信號和各外接器件參數的選取可根據用戶實際需要來具體確定。

結語

篇（6）

1.背景介紹

超導現象的發現是二十世紀科學界的最偉大的發現之一。當材料的溫度降到臨界溫度Tc以下時，它的電阻會變為零。零電阻現象的產生具有很大的實用意義，當材料達到超導態之后，它所傳導的電流的能量損失變為零，如果遠距離輸電采用超導材料作為導線的話，可以采用較低的輸電電壓以避免高壓輸電所帶來的安全隱患[1]。

目前超導材料的轉變溫度已經從金屬汞的4.2K提高到了釔鋇銅氧超導材料的液氮溫度附近，但是對于實際應用來說，這個溫度還是很低。對于超導現象的機理來說，目前被認可最多的是1957年由Bardeen，Cooper和Schrieffrer等提出的BCS理論[2]，該理論在一定程度上揭示了超導現象的產生機理，但是該理論也有較大的局限性，目前尚有許多關于超導材料的問題不能利用BCS理論來解釋。

2.理論分析

與溫度相關的材料的物理參數除了電阻之外，熱膨脹系數也是一個常見的參數，當溫度升高時，材料晶格內的點陣振動幅度增大，材料的體積增大。同時，由于點陣振動幅度的增大，載流子在電場的驅動下的運動受到更大程度的影響，所以材料的電阻增大。

按照以上理論推斷，當溫度達到0K時，晶格中點陣的振動完全停止，此時晶格振動對載流子傳遞的影響減弱為零，此時電阻的大小變為零。但是這與超導材料臨界溫度存在的現象并不一致，因為按照晶格振動影響載流子傳遞所產生電阻的理論，電阻應該會隨著溫度的下降而下降，直到溫度降為0K時才降為0。但是材料的超導態是在溫度降到低于臨界溫度之后突然達到的，所以說，材料超導的臨界溫度的達到并不能完全利用晶格振動對材料中電子傳播的阻礙作用來解釋。

3.結果與討論

對于普通的金屬材料來說，它內部的載流子是金屬電子層外部自由電子所形成的電子氣。相對來說，金屬原子的最外層電子受到原子核的束縛最小，在電場存在的條件下容易被電場驅動。大量的外層電子在電場的驅動作用下附加了一個平行于電場的漂移運動，這樣體現在宏觀上是金屬外層自由電子所形成的電子氣整體上附加了一個漂移運動，這樣電流產生[3]。我們對金屬外層的單個自由電子進行分析可以發現，當電子在電場的作用下進行漂移運動時，總會出現電子在不同金屬原子之間的傳遞。金屬原子的最外層電子是金屬核外電子中具有最高能量的，當單個電子在徹底離開一個金屬原子核的束縛進入另外一個金屬原子核的束縛范圍內，需要吸收能量來脫離上一個金屬原子，這些能量來源于電場能[4]。當這個電子進入到下一個金屬原子核的束縛范圍之內后，落入下一個金屬原子的最外層電子軌道。此時這個電子所吸收的多余能量會釋放出去，釋放的能量會變為熱能傳遞給晶格。這樣消耗電場能轉變為熱能的過程是電阻的產生機理。如果按照晶格振動干擾電子傳播的的理論，隨著溫度的升高，晶格之中點陣之間的距離減小，在電場的作用下，外層自由電子與晶格之中的點陣碰撞的幾率會大大的減小，溫度升高，電阻應該下降，但是這與實際情況相反。如果按照金屬外層電子脫離外層軌道在原子間遷移的理論來解釋溫度與電阻的關系可以避免這一理論與事實不符的現象。

當溫度足夠低時，相鄰的兩個金屬原子之間的距離減小，兩個金屬原子之間的外層軌道可能會無限接近以致重疊，此時在電場的作用下，最外層電子在兩個金屬原子之間遷移不存在電子吸收能量再釋放能量的過程，沒有能量損失，體現在宏觀上是電阻為零。

一般來說，化合物比單質金屬具有更高的臨界溫度，而對于具有較高的臨界溫度的高溫超導體來說，它們一般是具有類似鈣鈦礦的化合物結構[5]。相對于金屬離子來說，氧離子要小很多，并且在高溫超導材料中，至少含有兩種金屬元素，這些金屬元素可能存在于正八面體晶格的頂點或者正八面體晶格的中心，而氧離子處于晶面上[6]。這樣的話，各原子的外層軌道得失電子的情況比較復雜，最外層電子的分布排列已經完全變化。氧離子的存在，填充了金屬離子之間的間隙，這樣的話，各離子最外層電子之間的能量差距變小，電子從一個金屬原子到另外一個金屬原子所需要的能量會減小。這樣體現在宏觀上，體系電阻變小。當溫度足夠低，各離子的最外層軌道相重合的時候，電子在離子之間遷移消耗的能量減為零，此時體現在宏觀上電阻為零。

總結上文所述的理論，超導現象產生的原因是隨著溫度的下降，晶格的振動頻率與幅度減小，同時金屬原子之間的距離變小，原子的最外層參與導電的電子之間的最外層軌道重合，這樣電子在兩個原子之間遷移的能量損失為零。如圖1所示，在臨界溫度以上時，在電場的作用下，A原子的最外層電子a從A原子遷移向B原子，電子a首先吸收電場能脫離原子A的束縛，而當電子a到達原子B時，由于電子a所具有的能量要大于B原子的最外層電子所具有的能量，電子a進入原子B的束縛范圍，首先要釋放出多余的能量，這些多余的能量會以熱能的形式傳遞給點陣，這就是電阻的的產生。當溫度下降到臨界溫度以下后，兩個相鄰的原子之間的距離下降，原子的最外層電子之間的間隙變為零，此時在電場的作用下，電子在兩個原子之間的遷移不存在能量的吸收與釋放，此時電場能的損失為零，體現在宏觀上為零電阻態。

按照以上的理論，導體內的相鄰的原子參與導電的外層電子之間的距離越小，則該導體的電阻越小。這一理論可以利用某些元素的在常壓下難以獲得超導態，而在高壓的狀態下可以獲得超導態來解釋[7]。當施加在材料上的壓力足夠大，相鄰的原子之間的距離被壓縮，這樣的話，某些即使降低到很低的溫度下依然不能得到超導態的材料才能夠轉變為超導態。

一般來說單質導體的臨界轉換溫度不會太高，具有較高臨界溫度的超導體一定是化合物。這些化合物需要有如下的性質，在一定的溫度下，參與導電的兩個原子的最外層導電電子的軌道應該是重合的。已知氫負離子由于其核外電子數是核電荷數的兩倍，具有比較大的半徑[8]，如果有合適的化合物中具有氫正離子，氫離子可能成為兩個相鄰的參與導電的原子的外層電子之間的“橋梁”，使得兩個相鄰的外層電子軌道之間沒有間隙，電子能夠在不消耗能量的條件下從一個原子遷移向另外一個原子，這樣就能夠得到較高的臨界溫度。

超導材料的應用在集成電路方面的應用潛力是巨大的。隨著集成電路產業的不斷發展，單一的微電子器件的線寬已經變得越來越小。目前集成電路器件之間的互聯一般采用金屬鋁或者金屬銅，由于器件做的越來越小，單位面積內的器件密度也變得越來越大，金屬互聯的密度也變得越來越大，這樣密集的金屬互聯具有極大的電阻，會產生大量的熱量，限制器件的工作頻率。如果采用超導材料的話，它的工作性能將大大的提高，線寬可以進一步的減小。■

【參考文獻】

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篇（7）

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1578（2017）01-0022-02

1 引言

在傳統的講授式電路教學方法中，學生是被動的接收者，他們在課堂的注意力主要集中在對知識點的掌握和相關公式的推導和記憶上，對基本的物理概念和電路本質并不清楚。在通常情況下，課堂講述的內容直接呈現在教材或是相關講義上，這對于學生專心于課堂教學沒有什么較好的激勵作用，所以傳統的課堂教學幾乎是在一個帶有問題的、被動的聽眾面前的一場獨角戲，師生之間沒有任何的互動，學生之間更談不上交流、合作學習[1-2]。目前很多的學生在學習過程中只記住相應的解題步驟，并不了解其基本概念，當題目條件發生一定變化或是其以前未碰見的題目便無從下手，因此電路教學方法的改革對提高學生對電路的基本物理概念和原理的進一步理解、學生的思維能力、自主學習能力、激發學生學習興趣等都是至關重要。利用學生與學生的平等關系進行學習的交流，進而達到學生之間的互動[3-4]，從而激發學生的學習興趣和對電路基本概念的理解。老師在整個的教學過程中起主導作用，學生起主體作用，學生之間合作學習，師生之間協同教學，因此本文將基于Peer-Instruction（以下簡稱PI）理論的協同教學法應用在電路課程教學中，取得了良好的效果。

2 基于Peer-Instruction理論的協同教學法

Peer-Instruction理論是哈佛大學著名教授Eric Mazur創立的，變傳統的單一講授為基于問題的自主學習和學習之間的合作探究。堅持以學生為主體，教師為主導的教學理念，是將傳統的灌輸式授課形式轉化為學生的合作學習、自主性學習的形式，重在培養獨立自主學習能力，實現多元化主體的互動、師生協同教學[5]。

基于Peer-Instruction理論的協同教學法的基本目標是利用課堂時間進行學生互動、師生互動，把相應的注意力學習的概念上來，而不是傳統的對教材或講義上細節內容的詳細介紹，基于PI的協同教學發是由一系列關鍵知識點的簡短講授構成，每個關鍵知識點一個相關的概念測試題目，也就是學生所討論的知識點的概念測試小題目。教師在整個教學過程中講述內容的重點、難點和關鍵點，啟發學生思維，營造一個學生互動、師生協同教學的環境，通過某些能夠影響學生認知能力的問題來調動他們的學習主動性，并逐步激發，引導學生合作學習、積極討論，培養其批判性思維，并使學生在獲得更多知識的同時能反思自己和別人的觀點，最后完全理解問題本質[6]。基于Peer-Instruction理論的協同教學法特別為學生設計了相應的基本概念測試題，在簡短的測試后便可與同學相互討論，合作學習，使學生有機會爭辯，交流，共同解決問題，從而對物理概念和電路本質理解更深刻。學習者在與他人的相互辯論、相互影響、相互交流之中達到更完善的發展。

Peer-Instruction理論的協同教學法設計的概念測試題與傳統的題目考核方向不一樣，其重概念、輕直接帶公式計算。某些題目看似簡單，卻能有效地檢測學生對相關概念的理解正確與否，從而引發學生的討論，真正理解基本概念。當學生在課堂上的時間大部分用來理解理解基本概念，因此在課堂上便沒有相應的時間來進行相關內容解題技巧的訓練，為此，特將解題技巧的訓練放到課外作業，因為課外作業和課外學生討論部分有相應充足的時間來進行解體技巧訓練，這樣一來基本物理概念和解題技巧都得到了訓練，基本概念的準確理解是有助于解題技巧的訓練的，因此不必擔心學生的解題能力得不到訓練。

3 基于Peer-Instruction理論的協同教學法的教學組織

基于Peer-Instruction理論的協同教學法不同于傳統教學對課本或講義中各個層次和知識點的詳細講解，而是由大量關鍵知識點的簡短講授構成，每個知識點都有一個需要討論的概念性小測試題目。學生課前事先預習，課堂給簡短時間作答，然后學生相互討論并可修改答案，該過程一方面可促使學生思考并理解問題，另一方面也給教師提供了一個評判學生對該基本概念的理解程度。如選擇正確答案的學生比例太低，教師則可放慢講解速度。然后通過另外一個概念測試題來再次評估學生對該知識點的掌握情況。教學組織流程圖如圖1所示。

課堂教學組織安排：

（1）概念題目測試 1分鐘

（2）學生思考時間 1分鐘

（3）學生作答（選擇題） 1分鐘

（4）學生互動，說服同伴（Peer-Instruction） 12分鐘

（5）修改答案并提交最后答案 1分鐘

（6）反饋給教師：公布正確答案和成績分布 1分鐘

（7）講解正確答案（含知識點的簡短講授） 5分鐘

（8）另一測試題評估學生掌握情況 3分鐘

（9）提交答案并復習該概念和講解相應解體技巧 6分鐘

重要知識點可按照上述的安排進行教學組織，約20分鐘左右，簡單知識點可省略（8）（9）步，整個知識點教學約10分鐘左右。該方法可使得教師實時了解學生對該知識點的掌握情況，以防止學生對知識點的理解程度與教師的預期教學效果之間的鴻溝越來越大，因為隨時間的增長，學生的不理解就會導致失去對該課程的學習興趣，從而使得整個課程的教學失敗。

從表1可知，在實施了基于Peer-Instruction理論的協同教學法后，學生對基本概念的理解比傳統教學法的正確率高，由圖1的期末考試成績對比可以看出，實施PI教學法的期末考試平均分比傳統的平均分高10.3分，最低分數也比傳統教學法的最低分數高，因此對基本概念的較好理解可使得在傳統計算題的成績得到了提高。

4 結語

電路課程是電氣信息類的重要專業基礎課，通過在該課程中使用基于Peer-Instruction理論的協同教學法能有效提高學生對基本概念的理解，從而提高該課程的教育教學質量和學生自主學習能力，讓學生養成終身學習的習慣，把學習轉化為自覺的行為。采用該教學方法在提高學生對基本概念和期末成績的同時，通過培養學生的批判性思維，比起那些只掌握了專門知識體系的人，這樣的學生更具有靈活性和適應性，更有可能進行創新，成為能夠終身為社會服務的現代化人才。

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[3] 王祖源，武荷嵐，顧牡.以同伴教學法促進學生互動式學習[J]. 物理與工程，2013（23）：45-48.

篇（8）

1 課程定位

高頻電子線路分析與應用課程是高職電子信息技術專業群一門必修的專業基礎課，是以無線通信系統為研究對象，研究的是高頻信號的產生、發射、接收和處理的有關方法和電路，主要解決無線電廣播、電視和通信中發射與接收電路的有關技術問題。課程的主要任務是學生通過學習掌握各類無線通信系統及無線通信設備的基本原理、測試分析、維修維護能力，培養學生無線通信技術的工程分析與應用能力，為后續課程的學習及從事電子信息技術方面的實際工作打下基礎。

2 課程學習設計思路

總體設計思路是本課程定位為工學結合的核心課程，突出無線通信職業崗位的能力的培養和職業素質養成。改變傳統知識傳授模式，解決傳統職業教育中學習與工作、理論與實踐二元分離問題，給學生提供一個盡量真實的工作環境（同時也是學習環境）和具體的工作任務，將典型工作崗位的能力要求融入課程之中，把必須掌握的知識應用在具體工作之中，讓學生在完成具體項目的過程中學會完成相應工作任務，完成無線通信系統和設備中涉及的高頻電子線路的知識學習。課程內容包括理論知識與實踐知識，尤其是工作過程知識。如對無線電廣播、電視和通信中發射與接收設備電子產品歷史發展的分析，工作原理、生產設備的結構和功能，突出對學生職業能力的訓練。

3 課程學習內容設計

確定學習內容的過程，是將職業分析的客觀結果按照學校教育要求進行主觀化教育處理的過程，學習內容是“典型工作任務”和課程的“學習目標”從兩個方向逐漸靠近并取得協調的結果。其方法是：將從典型工作任務描述中“結晶”出的學習內容與初步確定的學習目標進行比較，當發現有學習內容不能滿足學習目標的要求時，可以對學習內容加以細化和補充；反之亦然，當學習目標無法覆蓋從典型工作任務中得出的全部學習內容時，要對學習目標進行修訂完善。學習內容以具體實物產品為載體，突出無線收發技術應用實施教學。在項目的實施過程中，以崗位技能培訓為目標，培養學生的職業能力，同時也培養了學生吃苦耐勞勇于進取的職業素養。

基于工作過程的高頻電子線路分析與應用課程以80m波段小功率發射機、無線麥克風、收音機等無線電發射和接收設備電子產品作為學習任務，打破傳統知識傳授，按照具體電子產品所需要應知應會的知識，重新編排有關章節內容，將相關知識緊密的結合在一起，知識點更加明確、更加科學。課程學習內容共設計五個項目：（1）無線通信認知與基本操作；（2）無線AM發射電路的制作與調試；（3）無線FM發射電路的制作與調試；（4）無線AM/FM接收電路的制作與調試；（5）調頻/調幅收音機的組裝與調試。

4 課程學習內容的具體實施

教學方法可以根據學習內容采用講授法、案例教學法、示范法、任務驅動、討論法、角色扮演法、現場教學和模擬仿真教學等方法和形式，結合理論知識，設計具體的實用電路，從提出方案到確定方案再到實施方案到結果的檢測，教師在引導過程中參與方案的選擇和實施過程，并對實施的成果進行評價。

在教學過程中把不同章節的內容在一個教學項目中體現出來。例如，在無線通信認知與基本操作項目中，給學生展示無線麥克風、收音機、電視機、發射機等發射和接收設備，讓學生了解這些電子產品的用途、功能，當天線方位不同時，這些電子產品使用效果截然不同，通過演示驅使學生有進一步搞懂這些電子產品的工作原理的誘惑力，激發學生的學習興趣；在無線AM發射電路的制作與調試項目中，將石英晶體振蕩器、幅度調制器、激勵器、丙類功率放大器和調幅發射電路制作與調試內容整合在一起；在無線FM發射電路的制作與調試項目中，主要介紹變容二極管直接調頻原理、間接調頻與鎖相調頻原理和調頻發射電路制作與調試內容；在無線AM/FM接收電路的制作與調試中，主要介紹諧振與選頻回路、高頻小信號放大器、調幅、調頻信號的解調及混頻電路、反饋控制電路、無線AM接收電路的制作與調試、無線FM接收電路的制作與調試內容；在調頻/調幅收音機的組裝與調試項目中，包括FM/AM收音機的電路分析、FM/AM收音機組裝、FM/AM收音機檢測與調試。收音機的組裝與調試教學流程。

在教學過程中首先組建學生學習小組，確定負責人、明確責任，落實任務；其次學生學習小組成員按照工作任務安排，完成項目策劃、設計和實施整個過程，按時保質保量完成項目任務；再次檢查評價包括自我評價、教師評價、成果展示。在教學過程中對于學生不容易理解的內容，教師要及時進行引導，對重點內容要反復強調。在教學過程中可以適當開展有針對性的課程設計，可以采用軟硬件結合的方式，提出具有某種功能的高頻無線電發射/接收電路的設計要求。

5 教學效果評價

教學效果評價采取過程評價與結果評價相結合，打破單一的理論考核方法，將考核多樣化，通過教學做一體化，以學生為主體，重點評價學生的實踐能力與職業能力的養成，提高作品的考核比重。

篇（9）

隨著第三代移動通信(3G)全面部署和服務普及,三網融合的不斷推進以及物聯網概念的興起,中國通信市場正面臨著新一輪的發展契機。2010年,移動通信將在經濟與社會發展過程中發揮更重要的作用,寬帶化、智能化、個性化、媒體化、多功能化和環保化將成為移動發展的新趨勢;三網融合的穩步推進將極大的促進光通信產業的發展;物聯網技術的廣泛應用將帶動智能傳感器、計算機、通信網絡、集成電路和軟件等多個產業的發展,并有望成為一個新的萬億元規模的超級通信產業。這將給中國的集成電路產業帶來了新的廣闊發展空間。

為期兩天的技術論壇讓與會者受益匪淺。會議得到了武漢東湖新技術開發區管委會和烽火通信的大力支持,來自全國的通信企業、集成電路企業以及行業有關專家、學者近300參加了會議。

泰景科技向在外務工人員

捐贈電視手機

9月27日,致力于讓電視移動起來的泰景信息科技有限公司出席在武漢召開的“2010年中國通信集成電路技術與應用研討會”,并于當天的招待晚宴上向武漢東湖國家高新技術開發區工會捐贈了100臺帶有免費電視功能的手機。中國通信學會通信專用集成電路委員會副主任委員趙綸、肖定中、武漢東湖國家高新技術開發區工會主席李復鳴和泰景信息科技有限公司執行總裁云維杰先生出席了捐贈儀式。用戶可以利用這個手機的電視功能免費收看廣播式的電視節目,即時了解他所工作生活的城市,也能更多的看到家鄉的信息。

對在外務工人員的人文關懷已經成為了一個社會熱點,相關企業和政府機構也逐步認識到新一代的務工人員相比于他們的父輩,從文化層面和經濟層面,乃至整個心理層面都發生了翻天覆地的變化,這一變化直接導致他們與傳統的管理方式激烈碰撞以及引發的一系列悲喜劇。

泰景科技借用自身的研究成果,利用手機接收傳統的模擬電視,讓用戶隨時隨地都可以免費收看實時的電視節目,而不產生額外的費用。這對于收入不高的務工人員將是一個理想的工具,可以拉近他們與這座他們為之辛勞的城市的距離,同樣也更貼近自己日夜牽掛的家鄉。泰景科技希望能通過這種方式給出門在外的務工人員更貼心的關懷。這一想法得到了武漢東湖開發區管委會的認同,湖北是一個務工人員流入和流出都很普遍的省份,免費移動電視可以成為在外務工人員的一個心理慰藉。正是中國通信集成電路協會和了武漢東湖開發區工會的大力支持促成了此次捐贈。相信這一小小的功能將會為外出務工人員的業余生活增添色彩,也為他們帶去社會和政府的關愛。

東芝推出全球讀寫速度最快的

SDHC UHS-I存儲卡

東芝日前宣布推出符合SD存儲卡標準Ver. 3.0(SD 3.0)――UHS 104、實現全球最快的讀取寫入速度的 8GB、16GB和32GB容量SDHC UHS-I 存儲卡系列。此外,東芝還推出了世界上首款microSDHC UHS-I存儲卡,容量為 4GB、8GB 和16GB,拓展了其在存儲卡解決方案領域的行業領先地位。

今年11月,東芝將開始新型SDHC UHS-I存儲卡的量產以及新型microSDHC UHS-I存儲卡樣品的交付。

新型SDHC UHS-I存儲卡是全世界首款完全符合SD 3.0――UHS104標準的存儲卡,其將NAND閃存卡超快的讀取和寫入速度提升到了一個新臺階:最大讀取速度達每秒95MB,寫入速度達每秒80MB。

新型microSDHC UHS-I存儲卡是全世界首款符合SD 3.0--UHS50標準的microSDHC存儲卡,其讀取和寫入速度為同類產品之最:最大讀取速度達每秒40MB,寫入速度達每秒20MB。

Aptina推出8MP

完備相機解決方案CCS8140

CMOS成像技術的領先創新者Aptina宣布推出其新款功能豐富的8MP CCS8140成像解決方案。CCS8140解決方案利用公司在像素、處理和封裝方面的創新技術,將高品質MT9E013 8MP CMOS影像傳感器與Aptina MT9E311成像協處理器完美結合,同時其各方面的處理速度保持在與獨立影像處理器類似的水平。經全面調節的Aptina CCS8140整套相機解決方案可提供一流的影像品質,同時僅需極少的調節和傳感器調整即可完成最終產品設計。該解決方案不僅可以為移動手持設備OEM和相機模塊集成商縮短設計時間,提高產品性能優勢,而且還可降低開發及總體系統成本。

Intel推出多功能芯片

宣告顯示適配器可退休了

英特爾(Intel)發表首款整合繪圖與影片處理效能的處理器芯片架構,瞄準行動裝置市場,并進一步威脅超威(AMD)和英偉達(Nvidia)的繪圖芯片業務。

英特爾執行長歐德寧將近日舉行的英特爾科技論壇(IDF)上,發表這款名為“Sandy Bridge”的微處理器芯片架構。Sandy Bridge芯片設計把微處理器電路、和處理繪圖與影片效能的電路整合到同一顆芯片上,可大幅減少個人計算機(PC)所須使用的繪圖芯片(GPU)數量。

Sandy Bridge芯片架構預計下季投產,將成為英特爾整個產品線的基礎。這種芯片整合新方式象征科技業的一大轉變:未來PC可能再也不必額外安裝顯示適配器。

英特爾發言人柯納夫指出,英特爾把繪圖效能和主要處理器整合到同一顆芯片之后,將擁有成本優勢,并減少芯片耗能、提高運算效率。英特爾的最新設計顯然是著眼行動裝置市場。

歐德寧指出,由于智能手機等電子產品的成本和空間彌足珍貴,多功能芯片的地位也將水漲船高,他說:“適用于各類裝置、汽車和電視產品的單一芯片裝置,將漸成市場趨勢。”

陶氏電子材料新推出可稀釋硅溶膠

研磨液,降低制程缺陷程度

陶氏電子材料近日推出新一代KLEBOSOL II 1630研磨液,這是一種進階的可稀釋的研磨液,它綜合了硅溶膠研磨液和氣相二氧化硅研磨液的優點。KLEBOSOL 研磨液是為先進半導體制造技術而研發的,它為CMP提供了一種性能卓越,低耗材成本的產品。

KLEBOSOL II 1630研磨液中含有加長列形硅溶膠顆粒。該產品將硅溶膠的高穩定性,處理簡易特性以另一種新的形貌結合在一起,這種新的形貌可以提供與氣相二氧化硅相似的研磨功能,并且可稀釋。這使得KLEBOSOL II 1630在極具成本競爭力的同時還能保有硅溶膠研磨液的特性,這些特性包括優異的移除率穩定性,低缺陷率,高研磨能力以及嚴整的制程控制等。

ARM推出下一代芯片設計

A15 性能提高五倍

ARM負責營銷的副總裁Eric Schorn近日在一個新聞會上推出了該公司的下一個重要的芯片設計Cortex-A15 MPCore,并且許諾這種新的芯片設計將把性能提高五倍。ARM希望這種新的芯片設計將使ARM的芯片應用從智能手機擴展到高性能路由器和服務器。 Cortex-A15這個名字反應了這種處理器有多大進步。ARM目前的處理器是Cortex-A8和Cortex-A9。

Schorn說,A15芯片距離以產品的方式出貨還有很長時間。實際上,它的上一代產品A9預計在今年年底才能出貨。使用A15芯片的智能手機和其它產品將在2012年年底出貨。

A15芯片將采用32納米和28納米生產工藝生產。ARM表示,德州儀器、三星電子和意法半導體愛立信已經購買了這個新的設計的許可證。

力科重新定義示波器上的

串行數據解碼和調試新標準

力科公司了六款新的串行數據解碼器選項 - ARINC 429, USB 2.0, MIPI D-PHY (包括 CSI-2 和 DSI) 以及DigRF 3G 解碼器,除此之外,全新的PROTObus MAG(測量、分析和圖形)串行調試工具集也同時,這大大增強了力科在串行解碼市場的領導者地位。PROTObus MAG 增強了I2C, SPI, UART, RS-232, CAN, LIN, FlexRay, DigRF 3G, 和 MIL-STD-1553 解碼器的功能,包括了許多數據提取,時序和其他測量和圖形工具。比如, 通過PROTObus MAG,客戶可以進行通用電路驗證測量比如計算協議幀和一個模擬波形之間的時序。這套工具集也提供了業界獨家的特性,能從支持的串行數據消息中提取數字數據并且將數據值隨著模擬波形表示變化的趨勢以圖形的方式繪制出來。

2010年中國國際IP核

推介會上海舉行

在工業和信息化部電子信息司的指導和國家集成電路公共服務聯盟的大力支持下,由工業和信息化部軟件與集成電路促進中心(CSIP)主辦,上海集成電路技術與產業促進中心承辦的2010年中國(上海)國際IP核推介會于近日在上海集成電路技術與產業促進中心1樓多功能廳舉行。

此次推介會將深入分析和探討我國IP核市場發展現狀,并重點推介接口類IP核技術,來自各知名廠商的技術專家將與各位分享接口類IP的相關技術和應用解決方案,推動我過IP及SoC市場的健康良性發展。同時,繼2010年中國國際IP核推介會北京站對我國自主創新嵌入式CPU的推介,上海站也將對國產嵌入式CPU進行深入研究。

微捷碼層次化RTL-to-GDSII

參考流程正式面市

微捷碼(Magma)設計自動化有限公司近日宣布,一款經過驗證的支持Common Platform聯盟32/28納米低功耗工藝技術的層次化RTL-to-GDSII參考流程正式面市。這款自動全面的解決方案可為以32/28納米先進工藝節點制造的具有200萬個單元級電路及更大型的片上系統(SoC)提供可預測結果并降低其開發成本。

這款層次化參考設計的實施采用了微捷碼的全RTL-to-GDSII流程和ARM的32/28納米LP工藝庫以及標準單元、存儲器編譯器和GPIO(通用型輸入輸出)。它的成功實施證明了這款流程提供了創建多電壓域(multi-Vdd)低功耗SoC所需的所有主要功能,驗證了工具與庫的互操作性,通過加入樣本設計還促進了用戶對流程的快速采用。此樣本設計可通過微捷碼或Common Platform聯盟進行訪問。

星科金朋切入12英寸

晶圓級BGA封裝技術

全球第4大封測廠星科金朋(STATS ChipPAC)宣布12英寸嵌入式晶圓級球閘陣列(Wafer-Level Ball Grid Array;eWLB)技術具備量產能力之后在新加坡舉行了新廠落成啟用典禮。星科金朋指出,該公司為首家具備12英寸重組(reconstituted)晶圓量產能力的封測廠,單季出貨量可以達到3萬片重組晶圓,未來3年將擴大eWLB資本支出,提升產能規模,以迎合芯片小型化的需求。

星科金朋表示,該公司在eWLB技術的投資至今已逾1億美元,現已具備eWLB量產技術,累計至今的出貨量已達3,500萬顆。該公司認為,從8英寸轉進切入12英寸領域,可以使客戶降低生產成本,同時也能擴大生產經濟規模,享有比8英寸晶圓為高的生產效率。

泰克公司推出三位一體的

計時器/頻率計/分析儀

泰克公司近日宣布推出FCA3000與FCA3100系列計時器/頻率計/分析儀及MCA3000系列微波頻率計/分析儀。這些儀器能與包括示波器和任意波形/函數發生器在內的其它泰克臺式儀器無縫集成,在實現更低擁有成本的同時,提供業界領先的頻率和時間分辨率。

AppliedMicro采用Tensilica

Dataplane數據處理器

Tensilica近日宣布 ,AppliedMicro (Nasdaq:AMCC)采用了Tensilica Xtensa LX Dataplane數據處理器(DPU)進行其最新的高速通信芯片設計。

AppliedMicro高級工程經理Sean Campeau表示:“Tensilica DPU具備高帶寬以及類似于FIFO隊列的高性能接口,由此可以實現數據在處理器內外的快速傳輸,這是AppliedMicro選擇Tensilica的主要原因。這些高速接口獨立于系統總線之外,可以幫助我們在處理器上實現之前只能通過RTL(寄存器傳輸級)邏輯才能實現的性能。這大大減少了我們的設計時間并為我們提供了更具靈活性的解決方案。”

泰鼎數字電視SoC帶來高端視覺體驗

機頂盒和電視半導體解決方案供應商泰鼎微系統近日宣布推出完全集成數字電視片上系統 HiDTV Pro-SXL,通過泰鼎第二代增強超級分辨率技術突顯網絡互聯、全球范圍數字電視標準支持以及卓越圖像質量等特點。泰鼎HiDTV Pro-SXL片上系統具有成本低、功能豐富的特點,在低成本平臺上帶來通常高端電視才具有的性能,使得消費者能夠享受例如視頻點播、音頻點播、新聞和體育等領先的網絡服務。

HiDTV Pro-SXL芯片配置了泰鼎第二代增強超級分辨率(ESR)技術,能夠提供業界最佳的圖像質量,在實現卓越的降噪功能的同時保留細節。

羅姆攜手日沖開發

Intel新一代嵌入式處理器

半導體廠商羅姆株式會社與羅姆集團的日沖半導體公司共同開發完成了LSI芯片組的3個部件,它與美國Intel公司針對嵌入用途而新開發的“Intel ATOMTM處理器 E6xx系列”(開發代號“Tunnel Creek”)共同構成系統,是不可或缺的組件。羅姆集團開發的芯片組由3部分構成,分別是1. Input-Output Hub LSI (IOH) (車載信息娛樂系統專用、IP媒體電話專用的2種機型)、2. 芯片組電源管理LSI(PMIC)、3. 時鐘發生器LSI(CGIC),IOH的2種機型由日沖半導體公司開發,電源管理LSI和時鐘發生器LSI則由羅姆負責,此次開發實現了芯片組所需3種機型的體系化,同時使用這些芯片組的參考板也已完成,可向客戶供應產品。

飛思卡爾MZ系列單片機

為國網電表提供完備芯片方案

在剛剛結束的飛思卡爾技術論壇(FTF)上,飛思卡爾也展示了為中國國網新標準而特別研發的、專供中國國網應用的新一代智能微控制器(MCU)MZ系列。

飛思卡爾MZ系列是智能電表用MCU,有8位和32位兩種,分別基于S08內核和ColdFire內核。兩者均支持新國網標準有關基本計量功能增加,費控功能復雜,具備多種抄表通訊模式,以及電子線路布局布線位置相對固定等特點。

MZ系列最主要的特點是所有芯片都可以實現64引腳芯片完全兼容,工程師在更改設計時可以無需修改PCB布線,從而可以直接進行產品升級。此外,該系列產品采用的是同一套開發工具,軟件和模塊移植性強,大大減少開發時間。外置LCD驅動,可以讓客戶把LCD驅動和LCD放在一起,減少布線,提高方案抗干擾能力。

中芯國際最新技術路線圖

32 nm研發加速進行

中芯國際近日舉辦了技術研討會,恰逢其成立10周年,新領導班子的集體亮相、最新技術路線圖的、研發進展狀況等,成為了此次研討會的最大亮點。“中芯國際對于技術的發展投入不遺余力,這也是我們能夠在中國半導體業界得以領先的最重要原因。”中芯國際COO Simon Yang博士說,“今年年底我們將結束55nm的研發,本月底40nm的研發將freeze,32nm的設備PO已發出,研發也已于今年5月啟動。”

“截至2010年8月底,中芯國際的專利共4060件。雖然與國際先進公司還有差距,但是在國內已遙遙領先。我們的45/40nm光罩完全由中芯國際自己的光罩廠制造,充分證明了中芯國際在芯片制造領域的實力。”Simon Yang博士坦言。

“毫無疑問,Intel是芯片制造技術的領先者,最先進的技術往往由Intel。作為代工廠,中芯國際的65/60nm技術大約比其晚4年,但是從45/40nm開始,我們的研發已經加速,32nm技術只落后2年左右。預計在2013年3月,我們的32nm就將進行產品驗證。” Simon Yang博士說。

周梅生博士從工藝角度對中芯國際的技術進行了解析。“在柵極部分,32nm將會采用高K金屬柵工藝,以此取代以往的Poly/SION,這是亮點,當然也是難點所在,中芯國際將會采用的是Gate Last技術;在關鍵的光刻部分,依然是采用現在主流的浸入式光刻;應變硅部分會采用SMT和SiGe。

季明華博士重點介紹了邏輯和SOC技術。“中芯國際的45nm LL(Low Leakage)和GP(Generic with High Performance)來自IBM,在此基礎上形成了中芯國際的45nm LL和GP技術,再進一步經過縮小,即有了40nm LL和GP。40LL將在本月底freeze,隨后會經過3-6個月的認證。從技術層面看,SoC技術它以超深亞微米VDSM(Very Deep Submicron)工藝和知識產權IP為支撐,是集成電路發展的必然趨勢和主流,也是中芯國際未來的重點之一。

32nm芯片的研發費用已高達$100milion,但中芯國際32nm加速發展,22nm也已提上日程。無論是產業布局,還是技術發展進度,中芯國際都已成為中國芯片制造業的標桿。

國產自主知識產權

北斗多模導航芯片應用兩周年

近日,我國在西昌衛星發射中心用“三號甲”運載火箭,成功將第五顆北斗導航衛星送入太空預定軌道,這標志著北斗衛星導航系統組網建設又邁出重要一步。

北斗衛星導航系統是中國正在實施的自主發展、獨立運行的全球衛星導航系統。其建設目標為:建成獨立自主、開放兼容、技術先進、穩定可靠的覆蓋全球的北斗衛星導航系統,促進衛星導航產業鏈形成,形成完善的國家衛星導航應用產業支撐、推廣和保障體系,推動衛星導航在國民經濟社會各行業的廣泛應用。

目前,北斗衛星導航系統已成功應用于測繪、電信、水利、漁業、交通運輸、森林防火、減災救災和國家安全等諸多領域,產生了顯著的經濟效益和社會效益。特別是在四川汶川、青海玉樹抗震救災中發揮了非常重要的作用。

凌陽科技大學召開2010年“嵌入式、

3G&物聯網”前沿技術研討會

2010年10月14日～11月15日,凌陽科技大學計劃本著“為中國數碼教育盡份心力”的宗旨,將在全國10個省市召開題為“嵌入式、3G&物聯網” 前沿技術的巡回會。 會議期間,您可以領略到最新的嵌入式、3G&物聯網應用技術與方案及眾多的相關教學設備。凌陽科技大學計劃展示的豐富資料、提供的完善支持,將幫您找到減輕嵌入式教學負擔的方法;把學習和就業融為一體的服務體系,將給您提供解決電子類專業畢業生就業問題的新途徑。

安捷倫與創毅視訊合作

完成TD-LTE芯片的射頻性能測試

安捷倫科技有限公司與TD-LTE芯片制造商―創毅視訊近日宣布,雙方已合作完成TD-LTE的數據卡射頻性能的測試。本測試參考3GPP LTE規范及創毅視訊測試需求,基于安捷倫的N5182A信號發生器及N9020A信號分析儀平成。本次聯合測試遵循3GPP標準規定的第六章及第七章的芯片發射機及接收機的測試規范,這也是兩家公司一次成功的合作。

飛思卡爾與Nepes Corporation

簽署生產RCP的授權協議

飛思卡爾半導體(Freescale Semiconductor)近日宣布,該公司已經與Nepes Corporation簽署了一項授權協議,Nepes Corporation將以較低成本的300mm規格生產飛思卡爾的重分布芯片封裝(RCP)技術。

Nepes于今年早些時候在其位于新加坡的工廠(Nepes Pte)中安裝了300mm整套設備和制造工藝,這些設備和工藝可提供多層單芯片和多芯片系統級封裝解決方案。Nepes的這個初創技術公司正在建造中,預計將于2011年第一季度投入批量生產。

展訊通信單芯片

三卡三待手機方案SC6600L7

展訊通信有限公司日前全球首款單芯片三卡三待手機方案 SC6600L7 ,該方案可支持三張 GSM SIM 卡在一部手機上同時待機。這是展訊繼2008年推出業界首款單芯片雙卡雙待方案 SC6600L2 后的又一重要產品舉措。

展訊單芯片三卡三待方案只需通過一套基帶與射頻的硬件配合,即可支持三張 GSM SIM 卡同時待機;芯片內部集成三卡引擎處理器及控制器,采用 DSP 實現了三卡通訊協議的固件,并改善了圖形用戶界面,提供了前所未有的用戶體驗,完全符合多 SIM 卡標準。展訊 SC6600L7 三卡三待手機解決方案不僅繼承了展訊 SC6600L2 的全部性能特性,并提供全功能的第三方硬件可擴展性。

TI首款0.9V MCU推動消費類電子

與安全應用實現更低成本的創新

近日,德州儀器 (TI) 宣布推出業界首款名符其實的 0.9 伏微控制器 (MCU),該款超低功耗 MSP430TM MCU 系列的最新產品可推動單節電池供電的、更小巧、更低成本的產品創新。與現有號稱 0.9 V 技術的 MCU 不同,包括整個模擬與數字邏輯的 TI MSP430L092 MCU 本身工作電壓就為 0.9 V。

力科推進5Gbps+測試測量時代

歷時四個多月,全國10個城市。力科公司2010年高速串行數據測試技術巡回研討會勝利召開。該次研討會的主題是“攜手力科,迎接5Gbps+測試測量時代”。力科公司系統總結了當前高速串行數據的測試測量的挑戰,就這些測試測量的挑戰性問題和全國各地共1,000余位工程師進行了面對面的技術交流。

工程師們對這次研討會的評價是“精彩、實用、深入、前所未有……” 這些評價和力科公司此前公開承諾的要舉辦一次“純粹”的,“頭腦風暴式”的“技術研究性質”的研討會所預期的相一致。

安森美下一代

計算產品用平臺方案

安森美半導體(ON Semiconductor)推出一系列新產品,簡化及加速計算平臺的設計,包括應用于即將的第二代Intel Core處理器系列(代號Sandy Bridge)。這些新產品包括高能效電源管理器件,以及應用于高帶寬通信接口、降低能耗及節省電路板空間的先進集成電路(IC)。這些技術進一步擴充安森美半導體用于臺式計算機、筆記本和服務器等平臺方案的陣容,其中還包括系統輸入端器件及用于保護和熱管理的元器件。

華虹設計支持UCPS的

HDMI發送器SHC3201

上海華虹集成電路有限責任公司(簡稱華虹設計)日前宣布推出全球首款支持UCPS標準、符合HDMI 1.3標準的發送器SHC3201。 SHC3201發送器主要功能特征包括: 225 MHz HDMI v1.3支持36bits深色(Deep Color)應用; 支持UCPS1.0和HDCP1.2; 在80MHz時功耗僅100mW左右,非常適用便攜式多媒體終端; 待機功耗極低(小于30μA); 顯示數據通道(DDC)支持; 支持S/PDIF和8通道I2S音頻記錄格式并且以192kHz速率發送立體聲或7.1通道環繞聲; 100pin TQFP 或 85pin TFBGA封裝。

同時華虹設計可提供165MHz HDMI V1.2版(SHC3202)和225MHz HDMI V1.3版(SHC3203)的物理層(PHY)解決方案,這兩個解決方案包括發送器物理層半導體和配套鏈路層知識產權(IP)核。

凌力爾特推出匹配RMS的功率檢測器

凌力爾特公司 (Linear Technology CorporatiON) 推出 40MHz 至 6GHz 雙通道、匹配 RMS 功率檢測器 LTC5583 ,該器件在 2.14GHz 時提供超過 55dB 的隔離。在 RF 功率放大器 (PA) 應用中,LTC5583 為準確測量正向功率、反向功率和電壓駐波比 (VSWR) 提供了一個簡單的解決方案。該器件由一對 60dB 動態范圍的 RMS 檢測器組成,這些檢測器匹配至 1.25dB。

國半與Shoals、灝訊等

合推智能型太陽能系統接線盒

美國國家半導體公司(National Semiconductor Corporation)最近積極推廣SolarMagic電源優化器,并分別與灝訊集團、Shoals Technologies集團等合作推出智能型太陽能系統。

美國國家半導體SolarMagic芯片系列屬于智能型的電源管理電路,可以最大化提高太陽能系統中每一塊或每一組光電板的發電量。Shoals的太陽能系統配件包括接線盒、組合接線盒、“即插即用”的線束解決方案、光電板監控系統及托架排列系統。

Sagemcom高端機頂盒

采用意法半導體網絡電視SoC

機頂盒芯片供應商意法半導體與歐洲領先的機頂盒制造商Sagemcom聯合宣布,Sagemcom將采用意法半導體先進的STi7108系統級芯片設計其最新的高端機頂盒,進而提高電視服務提供商的靈活性,讓終端用戶獲得更豐富的視覺體驗。

STi7108 系統級芯片針對廣播/網絡電視雙模機頂盒,芯片上集成一個高性能主處理器、專用3D圖形控制器、一個PVR硬盤接口,以及以太網接口和USB端口,可連接個人媒體存儲或數碼相機等設備。芯片內置基于ARM的3D圖形引擎,支持最新的用戶界面和3D電子節目指南(EPG),以及先進的網絡內容和高性能游戲。

IR推出業內首款8引腳

高效諧振半橋控制IC

國際整流器公司 (International Rectifier,簡稱IR) 推出業界首款8 引腳高效諧振半橋控制IC,能夠讓液晶電視和顯示器、家庭影院系統、臺式電腦、打印機和游戲機應用的開關電源 (SMPS) 達到高效的節能效果。

IRS2795 (1,2) S諧振半橋控制IC采用8引腳 SO-8封裝,提供高度可編程和保護功能。其主要性能包括50%固定占空比和高達 500kHz的可編程開關頻率、可編程軟啟動頻率和軟啟動時間,以及適用于所有負載條件,為優化零電壓開關 (ZVS) 而設的可編程死區時間去實現高效率和低開關噪聲。

凌力爾特推出硅振蕩器LTC6992

涵蓋3.81Hz至1MHz范圍

凌力爾特公司 (Linear Technology Corporation) 推出硅振蕩器 LTC6992,該器件是 TimerBlox 硅定時器件系列的最新成員。LTC6992 針對 3.81Hz 至 1MHz 的輸出頻率提供簡單和準確的脈沖寬度調制 (PWM) 功能。該器件的頻率可用 1 至 3 個電阻器設定,具有保證低于 1.7% 的頻率誤差。此外,頻率可以通過單獨的控制電壓來動態地控制。輸出脈沖寬度 (占空比) 簡單地用一個 0V 至 1V 的模擬信號控制。LTC6992 在加電后 500us 以內提供無干擾和首周期準確的啟動。

恩智浦Plus CPU技術打造

2014俄冬奧會公交票務系統

恩智浦半導體NXP Semiconductors N.V.近日宣布,Plus CPU非接觸式微型控制器已中標俄羅斯索契市(2014年冬奧會主辦城市)陸路交通網自動售檢票(AFC)系統項目。這也是Plus CPU技術首次進入俄羅斯和獨聯體國家。恩智浦將攜手解決方案供應商/設備制造商Strikh-M公司、嵌體制造商SMARTRAC公司以及智能卡生產商Novacard,為乘客和公交運營商帶來非接觸式AFC全面優勢體驗。該項目目前正處于試驗階段。

歐勝推出全球最高電流

單片電源管理芯片WM8325

歐勝微電子股份有限公司宣布推出極富創新的WM8325電源管理子系統,該子系統是世界上最高電流的單片電源管理芯片(PMIC),它為包括智能本、平板電腦、電子書、媒體播放器以及智能手機在內的各種便攜式多媒體應用提供了一種高性價比、靈活的解決方案。 WM8325的特點是帶有4個可編程的直流-直流轉換器,其中包含一個可以提供高達2.5A的轉換器;它同時還集成了11個低壓差線性穩壓器(LDO),其中的4個用于以低噪音方式為靈敏的模擬子系統供電。

微芯推出PIC18F87J72

電能監測PIC單片機

Microchip Technology Inc.(美國微芯科技公司)宣布,推出用于單相多功能智能計量和電能監測應用的8位PIC18F87J72單片機(MCU)系列。該系列具有64或128 KB的閃存程序存儲器和4 KB RAM,以實現分時電價和復費率功能;高度集成了多種外設,包括LCD驅動器、硬件實時時鐘/日歷(RTCC)和采用電容式觸摸用戶界面的充電時間測量單元(CTMU)。

Tensilica和4M Wireless宣布合作

Tensilica和4M Wireless近日宣布了合作關系,4M Wireless已將其整套PS100 LTE協議棧移植至Tensilica ConnX Atlas LTE參考架構。4M Wireless正式加入到Tensilica Xtensions合作伙伴網絡,并已移植其PS100 LTE協議棧至同為Tensilica合作伙伴的Blue Wonder Communications的LTE系統平臺上。

思亞諾ATSC

移動數字電視芯片SMS1530

專注于移動數字電視芯片供應商――思亞諾,了一款針對美國移動數字電視市場的新產品。這款由思亞諾攜同ATSC (移動/手持)標準的主要開發者LG電子合作研發的新品被稱為SMS1530,其支持ATSC A/153移動數字電視標準。除了可以優化移動和手持設備的信號傳輸,ATSC移動數字電視還能支持廣泛的服務,如免費電視、實時互動業務、訂制電視節目、文件下載存儲并用于重播等,這一標準還能用于一些新的數據廣播業務的傳輸。

三星選擇maXTouch解決方案

助力GALAXY Tab平板電腦

愛特梅爾公司宣布三星電子選用愛特梅爾maXTouch解決方案助力其新近的GALAXY Tab 平板電腦,這是三星電子全新移動平板電腦系列的首款產品。SAMSung GALAXY Tab 使用Google Android 2.2操作系統,具有類似PC的網絡瀏覽功能、強大的多媒體功能、移動電郵、語音和視頻通話功能。此外,這款新型平板電腦還可使用Android市場的眾多應用程序。

S2C在中國Allegro DVT的

H264/AVC認證流和IP

S2C日前宣布與Allegro DVT合作,在中國銷售Allegro DVT產品。Allegro DVT是一家領先的H.264/MPEG-4 AVC/SVC/MVC解決方案供應商,包括行業標準的兼容性測試組件和H.264編碼器及解碼器VHDL 知識產權模塊。Allegro DVT產品與S2C現有的SoC原型產品和硅知識產權產品鏈互補。S2C將在不同設計階段為Allegro DVT客戶提供增值的支持和服務。

Diodes推出DIOFET器件提升負載點

轉換器的效率及可靠性

Diodes 公司推出首批采用專有DIOFET工藝開發的產品,將一個功率MOSFET與反并聯肖特基二極管集成在一個芯片上。最新的DMS3014SSS 和 DMS3015SSS 器件適用于同步降壓負載點 (PoL) 轉換器的低側MOSFET位置,有助于提升效率,同時降低大批量計算、通信及工業應用中快速開關負載點轉換器的工作溫度。

在10V 的VGS電壓下,DMS3014SSS 和 DMS3015SSS的RDS(ON)分別僅為10mΩ及8.5mΩ。這些器件能把通常情況下與低側MOSFET相關的導通損耗降至最低。

奧地利微電子推出采用I2C接口的

最小線性霍爾傳感器IC

奧地利微電子公司最近推出AS5510線性霍爾傳感器IC,具有業內尺寸最小的10位數字輸出分辨率。AS5510采用微小的1.46 × 1.1mm芯片規模封裝,包括一個I2C 2線串行接口,以便在4種不同靈敏度范圍內切換,并實現到微控制器的簡單的數據傳輸。

AS5510專為消費類應用設計,其線性磁編碼器的大小、功能和性能適用于變焦及自動對焦相機系統等空間有限的閉環位置控制系統中進行非接觸式線性位置傳感。它可以測量一個典型橫向行程0.5 - 2 mm、有1.0 mm空氣間隙的簡單2極磁鐵的絕對位置。更加強大的磁鐵可以實現更高的橫向行程和空氣間隙。

Altera通過新系統級集成工具,針對嵌入式系統配置功能啟動嵌入式計劃

為加速實現嵌入式系統中可編程邏輯與處理器的集成,Altera公司日前其嵌入式計劃。通過這一計劃,Altera為設計人員提供了基于Quartus? II開發軟件的單一FPGA設計流程――包括新的Qsys系統級集成工具、公用FPGA知識產權(IP)庫,以及新的ARM? CortexTM-A9 MPCoreTM和MIPS?技術公司MIPS32嵌入式處理器產品等。利用這一設計流程,嵌入式設計人員能夠迅速方便的面向Altera Nios? II、基于ARM和MIPS的嵌入式處理器以及最近的可配置Intel? AtomTM處理器開始設計。Qsys系統級集成工具利用了業界首創的FPGA優化芯片網絡技術來支持多種業界標準IP協議,提高了結果質量,具有很高的效能。

GLOBALFOUNDRIES與SVTC合作,

加速推動微機電系統(MEMS)晶圓量產

GLOBALFOUNDRIES日前宣布與SVTC 技術公司結成戰略聯盟,加速進行微機電系統(MEMS)的量產制造。這項合作著重于技術開發合作,將有助GLOBALFOUNDRIES達成目標,成為MEMS晶圓廠的領導者。

微機電系統(MEMS)是半導體市場成場最快的區塊之一,MEMS應用廣泛,從車用感應器、到噴墨打印機、到高端智能手機與游戲控制器都有MEMS的應用。然而MEMS的制造過去主要局限于特定的晶圓制造廠,采用“單一制程、單一產品”的方式。為了讓MEMS市場得以持續快速成長,GLOBALFOUNDRIES正采取積極策略,通過與CMOS流程類似的標準化方式,將MEMS從特定制造平臺轉移到量產平臺。

賽靈思推出ISE 12.3設計套件

進一步優化功耗

賽靈思公司最近宣布推出 ISE?12.3設計套件,這標志著這個FPGA 行業領導者針對片上系統設計的互聯功能模塊, 開始推出滿足AMBA? 4 AXI4 規范的IP核,以及用于提高生產力的 PlanAheadTM 設計和分析控制臺,同時還推出了用于降低了Spartan?-6 FPGA 設計動態功耗的智能時鐘門控技術。

賽靈思AMBA 4 AXI4 規范的部署,意味著客戶可以用統一的方法實現IP模塊互連,同時還能通過對IP 的利用和復用更全面地使用設計資源,并簡化所有 IP提供商之間的集成,進而支持即插即用的 FPGA 設計。就內核使用和集成工具而言,ISE 設計套件12.3 的推出, 增強了CORE GeneratorTM 工具,通過提供高度參數化的 IP以及賽靈思 Platform Studio 和 System Generator 工具,使設計人員能夠迅速配置系統架構、總線和外設,從而顯著加速設計進程。

ADI公司推出高集成RF

與IF可變增益放大器

ADI最近推出一系列高度集成的RF/IF可變增益放大器 (VGA) ADL5201、ADL5202、ADL5240和ADL5243。這些新產品的集成度均實現較大突破,單器件中最多可集成4個分立RF/IF模塊。無線系統制造商借助這種前所未有的集成度,能夠大幅降低器件數量和物料成本。除了卓越的集成度,新款 VGA 還具有業界領先的性能、線性度和靈活性,非常適合蜂窩基站、工業/儀器和國防設備等要求嚴苛的應用。

PMC-Sierra和Sigma Designs 聯合展示端到端 FTTx 和 HomePNA 解決方案

網絡架構半導體解決方案提供商PMC-Sierra 公司日前宣布與家庭娛樂和控制系統芯片(SoC)解決方案供應商Sigma Designs 公司聯合展示以太網無源光網絡 (EPON) 和 HomePNA 同軸電纜傳輸快速以太網 (EoC) 解決方案,該方案將為有線電視運營商提供端到端功能,實現FTTx 技術的部署。

這次聯合展覽將展示PMC-Sierra 基于 1G 或 10G EPON 技術且具有強勁性能的端到端 EPON 解決方案,結合 Sigma 公司的 CG3210M 快速 EoC? 芯片集,可以為中國有線電視的多住宅單元 (MDU) 用戶提供高品質的視頻傳輸,實現簡易配置、極高的服務質量和可靠性。

士蘭微電子推出6-36V輸入、1A大功率遲滯型LED驅動芯片SD42525

士蘭微電子近期推出了一款高性能、高可靠性、大功率的綠色照明驅動解決方案核心芯片――6~36V輸入,1A大功率遲滯型LED驅動芯片SD42525。該芯片采用了士蘭微電子“對輸出電流隨輸入電壓變化進行補償”和“輸入輸出壓差較小時用最大占空比限流”等專利技術,基于士蘭微電子專為綠色節能產品所開發的高性能BCD工藝,并在單芯片內集成了LDMOS功率開關管,內置了PWM調光模塊和多重保護功能。該芯片為降壓、恒流型LED驅動電路,具有很高的轉換效率,適合于MR16等多種LED照明領域。

篇（10）

中圖分類號：TN958.98 文獻標識碼：A

0.引言

輸電線路勘測優化設計在是輸電線路工程中最基礎最重要的工作，優化設計輸電線路路徑需要綜合考慮行政規劃、運行安全、經濟合理、施工難度、檢修方面等因素。而在輸電線路優化設計工程中，特別是工程工期緊、測繪面積較大、精度要求高且測區地形較為復雜的情況下，輸電線路優化設計難度較大，尤其是在我國西南地區以高山大嶺為主，地形起伏大，植被覆蓋率高且平丘地區房屋密集，分布不規則。傳統的線路優化設計主要采用的測量方法是工測量方法或者工程測量與航測相結合的方法。傳統的線路優化設計方法具有外業勞動力強大，數據精度低且無法獲取植被以下地形及交叉跨越的高度，工期比較長等缺點。將激光雷達技術應用于電力線路優化設計中能降低選線難度，提高設計效率。因為機載激光雷技術具有數據產品豐富、數據精度高，能夠獲取植被以下的地形及交叉跨越高度且自動化程度高，能夠保證線路走向合理，大大降低外業工作量，縮短工期等優點。

我單位采用綿陽天眼激光科技有限公司自主研發的小型激光雷達測繪系統搭載在動力三角翼上對四川廣元某山區測區進行數據采集，應用高精度激光雷達數據成果，在基于激光雷達數據輸電線路三維優化選線軟件中進行優化設計，高效快速對該區線路進行優化設計，降低了選線難度，提高了工作效率，具有良好的社會效益及經濟效益。

1.小型機載激光雷達系統原理及技術優勢

1.1 機載激光雷達系統原理

機載激光雷達系統是集激光測距、全球定位系統（GPS）、慣性導航系統（IMU）及高分辨率航拍相機于一體的系統。利用高精度的激光掃描測距技術獲取三維激光點云、慣性導航單元系統獲取飛行平臺姿態信息、機載GPS獲取飛行平臺的空間三維位置信息；利用高分辨率數碼相機獲取真彩色數據影像。機載激光雷達測量原理：機載激光雷達激光腳點定位采用飛行航跡來計算激光腳點的坐標。因此基行航跡和系統瞬時姿態的激光點的坐標計算如公式（1）所示，公式（1）中的L是瞬時激光脈沖源到地物的距離，基行時間測量原理的測距由公式（2）求得。公式（1）中是激光發射角，XL、YL、ZL是激光器的位置坐標，通同轉換矩陣就可以精確的計算出每一個地面光斑的XG、YG、ZG。

機載激光雷達系統包括以下4部分：機載激光掃描雷達單元；DGPS及IMU慣性導航單元；高分辨率航拍相機；系統控制及數據實時記錄存儲單元。各部分用以太網協議交換數據，供電選用航空電池供電。小型激光雷達系統原理如圖1所示，不需要或需要極少地面控制點即可快速獲取地表及植被以下地表的精確三維信息。

1.2 小型機載激光雷達系統在輸電線路優化設計的技術優勢

小型機載激光雷達系統以其體積小、重量輕且精度高等優點，選擇的飛行平臺較為靈活，快速響測繪作業任務且數據采集周期短。搭載平臺可以選擇有人直升機、無人機、無人氦氣飛艇及動力三角翼等，根據任務需求可以選擇不同的飛行平臺。針對本次山區及植被較為密集的作業區域，選擇搭載動力三角翼作為飛行平臺對測區進行數據采集。機載激光雷達技術具有穿透性，能夠獲取植被以下高精度地形數據及交叉跨越高度；數據精度高、點云密度高；且能快速高效進行作業；數據產品豐富，能獲取高精度的三維激光點云數據和高分辨率數碼影像經過數據處理得到高精數字高程模型DEM、數字表面模型DSM、高分辨率數字正射影像DOM及精細分類的點云數據（包括電力線點、植被點、房屋點）等。

機載激光雷達數據成果，在電力選線以及后期設計工作中提供多種輔助參考信息。生成的高精度DEM數據可以實時獲取線路各個方向斷面信息及塔基地形、塔基斷面；通過數據分類處理，獲取地面、電力線三維點云數據，設計人員在室內即可完成線路交叉跨越測量工作；高分辨率真彩正射影像DOM利于選線避開房屋、庫區、墳墓等重要地物，綜合參考DEM和DSM可實時獲取房高樹高，精確評估樹木砍伐量與房屋拆遷量等；DEM結合DOM得到真實的三維場景，可從不同視角查看線路周圍的地物、地貌信息，直觀可視的三維地形瀏覽及選線，大幅度提高工作效率。

2.技術路線

基于小型機載激光雷達技術在植被覆蓋區輸電線路勘測優化設計中的工程應用主要技術內容包括數據獲取、數據處理、數據應用。采用小型機載激光雷達系統進行電力選線數據的獲取具體技術路線如圖2所示。

機載激光雷達數據獲取的原始數據包括原始激光點云數據、原始數碼影像、慣性導航（IMU）數據、機載GPS數據、地面基站GPS數據。對機載激光雷達獲取的數據處理技術路線如圖3所示。

經上述數據處理后得到的數據成果高分辨率德胗跋DOM、高精度數字高程模型DEM、高精度數字表面模型DSM及精細分類后的電力線點云數據LAS，加載于專門基于LIDAR數據成果的三維輸電線路優化設計系統，對激光雷達獲取的數據進行管理與瀏覽，進行三維選線，主要技術路線如圖4所示。

3.工程應用

我公司應用小型機載激光雷達技術，對地勢起伏較大且植被覆蓋率高的廣元中子（中子-明月峽220kV線路工程、中子-雪峰220kV線路工程）約86km的輸電線路工程勘測優化設計，應用動力三角翼搭載機載激光雷達測繪系統進行數據采集，通過數據處理制作高精度DEM、DSM、高分辨率DOM及精細分類電力線點云。運用三維輸電線路優化設計系統對該工程進行室內快速可視化三維優化選線設計。

3.1 工程測區概述

廣元中子鎮位于廣元市朝天區東北部，屬于低中山區，南北邊緣高峰聳立，海拔在500m～1600m，植被^為密集，高差較大。本次220kV輸電線路工程包括中子鎮―明月峽鄉、中子鎮―雪峰鄉兩條線路，測區全長約86km。

3.2 數據采集

在航測前，進行控制點的踏勘、選址和埋設樁位，用于靜態觀測。GPS網形規劃與控制點之分布有關，為使整個網形的點位誤差分布均勻，在測區布設4個基站，覆蓋測區。結合小型機載激光雷達系統自身的特點，對航高、航速、相機鏡頭焦距及曝光速度、掃描頻率等航攝參數進行設置；為獲取高質量的數據，本次工程共設計了兩條航線，能充分滿足測區的帶寬和激光點云密度要求。

3.3 數據處理

數據處理包括數據預處理和數據后處理。數據預處理是對的激光點云數據大地定向和計算影像外方位元素；數據后處理是在預處理的基礎上經過點云去噪、濾波及精細分類，快速自動分離出精細的地面點（圖5）及分類后的電力線點云數據（圖6），可以快速提取交叉跨越高度。通過對精細的地面點構建不規則三角網格TIN即可快速生成DEM數據（圖7），去噪后的所有地物點即可快速生成DSM。使用精細分類的地面點對數碼影像單張正射糾正，通過鑲嵌勻色即可生成高分辨率正射影像DOM（圖8）。

（1）精細分類后的地面點

（2）精細分類后高密度電力線點云數據用于獲取交叉跨越高度

（3）高精度數字高程模型DEM和數字表面模型DSM

（4）高分辨率正射影像DOM

3.4 線路優化設計

通過后期數據處理得到的成果有DOM、DEM、DSM、分類后的電力線點云，將數據成果導入到基于激光雷達數據輸電線路三維優化選線軟件中，充分利用機載激光雷達系統的多種數據成果，進行室內可視化電力線路選線優化設計，為線路設計提供多種輔助信息，如房高樹高、面積坡度量測、線路交叉跨越高度測量、快速平斷面/塔基斷面/塔基地形圖等。

在三維輸電線路優化設計系統中能夠快速對已有電力線路交叉跨越高度進行量測（圖9）；在線路設計過程中基于精細DEM快速獲取不同方向、不同深度的斷面數據（包括植被以下區域）；高分辨率正射影像圖結合DSM數據可以從中精確量取待拆遷房屋面積及待砍伐植被面積，同時能夠實現線路的優化，減少線路與房屋、植被的跨越，同時對重要地物（高速路、鐵路等）跨越角度進行評估（圖10）；根據優化選線結果及DEM，可以快速自動獲取線路平斷面圖、塔基斷面圖及塔基地形圖，最終優化選線結果如圖11所示。

3.5 精度分析

通過外業實地檢查對本次植被覆蓋區輸電線路測區應用機載激光雷達技術勘測獲取數據進行精度評估，整個測區獲取了高密度點云數據，平均個平方米有6～7個點；整個線路測區高程中誤差為31cm，平面中誤差為65cm，完全滿足電力選線需求。

結語

通過應用小型機載激光雷達技術在植被覆蓋區域輸電線路勘測優化設計，通過將小型機載激光雷達系統搭載在動力三角翼上能夠快速靈活響應工程需求，快速獲取線路走廊區域精細的三維地形數據且數據精度高，滿足電力設計精度要求；通過應用基于LIDAR數據成果的三維輸電線路優化設計系統，對激光雷達獲取的數據進行管理與瀏覽，進行三維優化選線，為電力選線提供多種多樣的信息輔助選線，避免了大量的外業測量，減少了樹木砍伐量及房屋拆遷量，提高了作業效率，具有很大的經濟效益和社會效益。

參考文獻

[1]徐祖艦，王滋政，陽峰.機載激光雷達測量技術及工程應用實踐[M].武漢：武漢大學出版社，2009.

篇（11）

Abstract: highway traffic engineering system, have their own unique power supply system design requirements. The design requirements, different from the general power supply system of content, has the characteristics of its own, to the electric equipment requirements will be required. In this paper, the traffic engineering system of power supply system of its own characteristics in the introduction, and traffic engineering for distribution of some problems should pay attention to the aspects were discussed. And introduce new technologies related content.

Keywords: traffic engineering; For distribution system; New technology

中圖分類號：C913.32文獻標識碼：A 文章編號：

1設計規范

交通工程供配電設計規范為建設部和交通部出臺的有關設計規范和標準。其中建設部頒布的規范為強制性國家標準，為設計的基本原則。交通部的有關文件是行業指導意見，主要是具體針對交通工程設計內容，包括各階段設計的目的、要求、說明、圖紙、表格和內容。

(1)目前由建設部出臺的供配電設計有關的主要標準和規范是：

低壓配電設計規范（GB50054－95）；10kv及以下變電所設計規范（GB50053－94）；供配電系統設計規范（GB50052－2009）；《3.6kV-40.5kV交流金屬封閉開關設備和控制設備》（GB3906-2006）。

(2)目前由交通部出臺的與交通工程供配電設計有關文件是：

公路工程基本建設項目設計文件編制辦法（交公路發[2007]358號）；《公路建設市場信用信息管理辦法》；《公路隧道通風照明設計細則》；《交通工程供電技術要求》；其中《交通工程供電技術要求》為根據全國交通工程設施（公路）標準化技術委員會公布的標準項目情況匯總，已納入近期計劃出臺的相關標準。

2負荷分級

根據對供電可靠性要求及中斷供電在政治、經濟上所照成的影響，用電負荷共分為三級，但有關交通工程設備的負荷分級、分類在一般電力設計手冊中未見敘述。因此可根據對交通工程設備實際使用情況和相關設備在交通工程系統中的作用，通常將有關設備的負荷分級如下：

一級負荷

收費島和收費車道設備、收費亭照明、應屬于一級負荷。對于管理樓中的部分重要房間，如值班室、財務室、收銀室應屬于一級負荷。各級通信系統、收費系統、監控系統設備，機房電源應屬于一級負荷。

二級負荷

管理區內建筑物的照明用電、收費廣場照明、收費大棚屬于二級負荷。

三級負荷

其它的各種負荷屬于三級負荷。

3主接線形式

目前交通工程設計任務一般可分為以下幾類：高速公路、大型橋梁、隧道。

3.1高速公路

在高速公路交通工程中，其變電站一般設置在管理中心、收費站、服務區或養護工區內，變電站間隔為20～30km。每個變電站內均有三種類型的負荷存在。為保證高速公路特有的重要一、二級負荷的供電，按規范要求應采用兩路獨立的電源供電，但一般高速公路沿線較難在各點都取得兩路獨立的電源，并且還需投入大量的資金架設雙電源線路，因此目前變電站的典型配置為采用以一路外接10kv電源作主電源，并在低壓側配備自啟動柴油發電機組以滿足一、二級負荷的供電要求。考慮到自啟動柴油發電機從啟動到以額定功率運行，需60秒以上的時間，所以對通信、監控、收費等系統的重要設備，要求各個分系統在重要設備前設置ups，以真正保證一類負荷的用電需要。

3.2大型橋梁

目前大型橋梁的主橋跨度一般在1000米左右，用電設備較多。除通常三大系統的設備外，還有航空燈、航標燈、主塔電梯、結構內部照明、塔和纜的景觀照明等設備。在鋼結構大橋中，還可能有內部除濕機系統。這些設備的功率、使用時間、同時系數各不相同，總負荷較大。大橋變電站一般在兩岸各設一座或二座，采用兩路10kv進線的雙電源外線方式，10kv側采用單母線分段，0.4kv側采用單母線分段方式運行，將負荷按不同的負荷等級安排相應的低壓柜內，以滿足一、二級負荷的供電要求。在高低壓側均設置聯絡柜，正常時高、低壓母線分段運行。并在低壓側配備自啟動柴油發電機組。

3.3隧道

隧道一般不獨立出現，當其作為高速公路中的一段或大型橋梁的接線時，可參考以上內容進行考慮。

4主要設備選擇

交通工程供配電設計中的變電站規模一般不大，主要電氣設備包括變壓器、高壓柜、低壓柜。各種電氣設備和載流導體雖然由于用途不同而具有特定的參數，但是它們卻具有共同的特點，就是承受電壓和電流通過，因此它們存在共同的基本要求：

1）在正常工作電流長期通過或短路電流短時通過時，發熱溫度都不應超過允許限度；2）能承受短路電流所引起的電動力；3）具有一定的絕緣水平，能承受運行中的長期工作電壓和可能發生的短時過電壓。

4.1變壓器