導語：如何才能寫好一篇電路基本原理，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：電氣；控制線路；控制原理；注意問題

中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A文章編號：

一、電氣控制線路圖的繪制原則

電氣控制線路的表示方法有電氣原理圖、安裝接線圖和電氣布置圖三種。電氣控制線路圖是工程技術的通用語言，它將各電氣元件的連接用圖形來表達，各種電氣元件用不同的圖形符號表示，并用不同的文字符號來說明其所代表電氣元件的名稱、用途、主要特征及編號等。

1. 電氣控制線路常用的圖形、文字符號

在電氣控制線路中，各種電器元件的圖形、文字符號必須符合國家的標準。國家標準局參照國際電工委員會 (1EC) 頒布的有關文件，制定了我國電氣設備有關國家標準，采用新的圖形和文字符號及回路標號。

2. 電氣控制線路的繪制原則

電氣原理圖是根據工作原理而繪制的，具有結構簡單、層次分明、便于研究和分析電路的工作原理等優點。在各種生產機械的電氣控制中，無論在設計部門，還是在生產現場，都得到廣泛的應用。

二、電氣控制的基本線路

1. 互鎖控制和順序控制

互鎖控制是生產機械或自動生產線不同的運動部件之間相互聯系又相互制約的，又稱聯鎖控制。互鎖可以起到順序控制的作用，稱為順序聯鎖控制。例如，磨床上要求先啟動油泵，然后才能啟動主軸電動機；龍門刨床在工作臺移動前，導軌油泵要先啟動；銑床的主軸旋轉后，工作臺方可移動等都是按順序聯鎖控制（可去掉）。順序聯鎖控制的原則如下：（1）要求甲接觸器動作后，乙接觸器方能工作，則需將甲接觸器的常開觸點串聯在乙接觸器的線圈電路中。（2）要求甲接觸器動作后，乙接觸器不能工作，則需將甲接觸器的常閉觸點串聯在乙接觸器的線圈電路中。

2. 多地點控制

有些電氣設備，如大型機床、起重運輸機等，為了操作方便，常要求能在多個地點對同一臺電動機進行控制，這種控制方法叫做多地點控制。三地點控制線路即由一個啟動按鈕和一個停止按鈕組成一組，把三組啟動、停止按鈕分別放置三地，即能實現三地點控制。多地點控制的接線原則：啟動按鈕應并聯連接，停止按鈕應串聯連接。

3. 自動循環控制

在電氣設備中，有些是通過工作臺自動往復循環工作的，如龍門刨床的工作臺前進、后退。而電動機的正、反轉是實現工作臺自動往復循環的基本環節，要實現自動往復循環，通常采用限位開關 (或行程開關)，主要包括機械式限位開關與光電式限位開關。自動循環控制線路按照行程控制原則，利用生產機械運動的行程位置實現控制。一般的電氣控制線路時而簡單，時而復雜。但是，任何復雜的控制線路都是由一些比較簡單的基本環節按照需要組合而成的。只有通過基本環節、典型控制線路，并由淺入深、由易到難地認識它，才能打下閱讀電氣控制線路的良好基礎，掌握好電氣控制線路的設計技能。

三、異步電動機的啟動和正反轉控制

1. 異步電動機的全壓啟動控制

在供電變壓器容量足夠大時，小容量異步電動機可直接啟動。直接啟動的優點是電氣設備少，線路簡單；缺點是啟動電流大，引起供電系統電壓波動，干擾其他用電設備的正常工作。

2. 異步電動機的降壓啟動控制

異步電動機直接啟動控制線路簡單、經濟、操作方便。但對于容量較大的電動機來說，由于啟動功率大，會引起較大的電網壓降，所以必須采用減壓啟動的方法，以限制啟動電流。減壓啟動雖然可以減小啟動電流，但也降低了啟動轉矩。因此，此方法僅適用于空載或輕載啟動。異步電動機的減壓啟動方法包括自耦變壓器減壓啟動和星—三角形減壓啟動兩種：（1）星—三角形減壓啟動控制，它的線路是按時間原則實現控制。啟動時將電動機定子繞組連接成星形，加在電動機每相繞組上的電壓為額定電壓的 1 ／3，從而減小了啟動電流；待啟動后按預先整定的時間把電動機換成三角形連接，使電動機在額定電壓下運行。該線路結構簡單，但缺點是啟動轉矩也相應下降為三角形連接的 l ／ 3，轉矩特性差。因而本線路適用于電網電壓380V、額定電壓 660 ／ 380V、星—三角形連接的電動機輕載啟動的場合。（2）自耦變壓器減壓啟動控制，它的線路在啟動時，電動機定子串人自耦變壓器，定子繞組得到的電壓為自耦變壓器的二次電壓；啟動完畢，自耦變壓器被切除，額定電壓加于定子繞組，電動機以全電壓投入運行。該控制線路對電網的電流沖擊小，損耗功率也小，但是它的缺點在于價格較高，主要用于啟動較大容量的電動機。

以上介紹的啟動控制線路，均按時間原則采用時間繼電器來實現減壓啟動，這種控制方式線路工作可靠，受外界因素 ( 如負載、飛輪慣量以及電網波動 ) 的影響較小，結構比較簡單，因而被廣泛采用。

四、異步電動機的制動控制

異步電動機的制動方法可分為2類：機械制動和電氣制動。機械制動是利用機械裝置來強迫電機迅速停車，常用的機械裝置是電磁抱閘，由制動電磁鐵和閘瓦制動器組成。而機械制動又可分為斷電制動和通電制動。制動時，將制動電磁鐵的線圈切斷或接通電源，通過機械抱閘制動電動機。

1. 異步電動機的反接制動控制

反接制動是利用改變電動機的電源相序，使定子繞組產生相反方向的旋轉磁場，因而產生制動轉矩的一種制動方法。由于反接制動時，轉子與旋轉磁場的相對速度接近于2倍的同步轉速，所以定子繞組中流過的反接制動電流相當于全電壓直接啟動時電流的 2倍。因此反接制動的特點之一是制動迅速、效果好，但沖擊效應較大。為了減小沖擊電流，通常要求在電動機主電路中串接一定的電阻以限制反接制動電流，而反接制動電阻有 2 種接線方法：對稱與不對稱。

2. 異步電動機的能耗制動控制

異步電動機能耗制動時，切斷定子繞組的交流電源后，在定子繞組通入直流電流，形成固定磁場，與旋轉的轉子中的感應電流相互作用產生制動力矩。制動結束必須及時切除直流電源。該控制線路制動效果好，但對于較大功率的電動機還要采用三相整流電路，故所需設備多、投資成本高。

五、電氣控制線路設計的實例解析

下面是一個設計簡單控制線路的例子。題目要求：按下按鈕SB，電動機M正轉；松開按鈕SB，電動機M反轉:1分鐘后電動機M自動停止，要求畫出其控制線路。

1.如圖1所示的控制圖。

圖一

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電子信息工程技術專業主要課程 電路基礎、電子電路基礎、計算機組成原理、C語言程序設計、單片機技術、傳感器與檢測技術、電子產品制作與維修、電子產品制圖與制版、電子儀器測量技術、計算機網絡技術、嵌入式(ARM)技術、DSP技術、智能儀表技術、表面貼裝(SMT)技術、電子設計自動化、電子產品營銷、電子工藝實習、電子設備裝接實訓、電子信息綜合實習、機械工學等。

電子信息工程技術專業就業方向 本專業學生畢業后從事電子類產品的生產、開發、銷售，電子信息系統的開發、應用、維護等。也可從事網絡與信息產業及相關崗位的工作。

從事行業：

畢業后主要在電子技術、新能源、建筑等行業工作，大致如下：

1 電子技術/半導體/集成電路;

2 新能源;

3 建筑/建材/工程;

4 儀器儀表/工業自動化;

5 互聯網/電子商務;

6 計算機軟件;

7 其他行業;

8 通信/電信/網絡設備。

電子信息工程技術專業培養要求 1.具備對新知識、新技能的學習能力和創新創業能力;

2.具備使用通用電子儀器完成電子產品調試、測試的能力;

3.具備實施弱電工程和網絡工程的綜合布線能力;

4.具備工程制圖和識圖能力;

5.具備識讀技術文件、工程文件的能力;

6.具備系統集成產品調試和測試能力;

7.具備典型系統運行與維護能力;

8.掌握電子技術的基本知識;

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【關鍵詞】計算機電路基礎；教學方法；教學內容；教學手段

1.引言

《計算機電路基礎》是計算機類專業的重要專業基礎課程，也是一門理論性和實踐性都很強的課程，由于它的課程性質決定了該課程教學過程中存在很多難點。它使學生通過學習計算機電路的基本概念、基本原理和典型電路的實用性分析，掌握計算機電路的有關知識，學會計算機電路的應用設計技巧，為計算機組成、數字信號處理、單片機應用等后續課程打下堅實的基礎。但由于計算機專業和電子專業掌握的知識點不同，一些電類基礎課程（如電工基礎等）已經不可能作為獨立的課程列入教學計劃，那些沿襲傳統的教學觀念、教學模式已不適用于目前的教學環境。為適應計算機專業培養要求，為實現21世紀計算機專業對高素質專業人才培養模式的需求，《計算機電路基礎》課程的教學改革勢在必行。

2.課程存在的問題

（1）傳統教學方法存在的問題

傳統的教學手段以板書為主、其他手段為輔，講述順序按照教學思路首先介紹電路的主要的功能，分析電路組成及工作原理，給出電路模型，對該模型分析計算；《計算機電路基礎》的課程的主要特點是合理利用視圖及表達方法表達各種元件及電路圖的結構及有關國家標準的介紹。為了能有效的達到較好的教學效果，教師往往在課堂中，繪制各種電路圖。這個過程要占用課堂許多時間，如果刻意的減少繪圖，勢必會影響教學效果。這樣在50分鐘的課堂教學過程中，往往講不了多少知識，教師不但付出了許多體力；同時由于黑板的限制，教師完成本節課的教學內容，要不斷的更新板書。這樣，教師在課堂小結時，就無法把本節課所講內容再現出來。更重要的是不能生動形象的表現計算機電路的動態；此外，教師在繪圖的過程中，無法同時和學生進行交流，很不利于組織教學。

（2）理論聯系實際不夠，知識系統性太強

高職院校以就業為導向，面向產業第一線，培養具有豐富理論知識和很強動手能力的高級技術應用型人才。大多數學生畢業后將從事電子儀器、電子設備的使用和維護，要求能準確并迅速地排除故障，因此，特別強調理論聯系實際，培養他們的實踐能力。但是目前《計算機電路基礎》課程的教學內容理論聯系實際不夠，應用性知識和技能介紹的較少，不利于培養學生的崗位任職能力。另外，多年來所采用的教材在教學內容上與本科教材相差無幾，整個教學內容的系統性和理論性較強，理論的深度要求過高。鑒于計算機專業和電子專業的側重點不同，課程涉及電路的基本概念和基本分析方法、模擬電路和數字電路的基本知識和基本內容。相當于把《電路基礎》、《模擬電子技術基礎》、《數字電子技術基礎》三門課程壓縮成一門課，并且總學時沒有增加，這樣會使學生感到學起來很困難，失去學習興趣和信心。

（3）教學內容更新緩慢，授課方式單一

現在的《計算機電路基礎》課程教學授課方式過于死板，只是簡單的《計算機電路基礎》教學教師進行計算機電路知識的講解，學生并不能很好的領悟老師所教授電路知識的來源，對于電路的一些原理方面的知識，學生會感到疑惑，這就要求《計算機電路基礎》課程教授的教師對現在的《計算機電路基礎》課程教學授課方式進行調整，努力培養學生對《計算機電路基礎》知識學習的興趣。

3.教學改革幾點建議

3.1 改進教學方法，將多媒體教學與傳統板書教學結合起來

為解決教學內容和教學學時的矛盾，我們改進了教學方法，將多媒體教學與傳統板書教學結合起來發揮現代教學技術和傳統教學技法的各自優勢。對于典型電路的分析方法、典型的應用電路等我們采用板書教學。教師能夠發揮個性化教學，學生也有時間思考和做筆記，為學生打下扎實的理論基礎。對于結構復雜的電路的特性及應用我們充分發揮多媒體課件生動形象、直觀快捷、信息量大等優勢，先將已學電路清晰、扼要地演示，助學生理順基本概念，基本電路、基本方法、再利用仿真軟件演示電路的動態效果，寓教于樂，提高學生的學習興趣，充分發揮多媒體教學方式的優點，達到鞏固基本概念，提升感性認識，適應新的教學方式的目的。

3.2優化教學內容，提高教學質量

考慮到《計算機電路基礎》課程學時數少但內容多，重點和難點多，學生普遍反映比較難等問題，為此我們重新整合了《計算機電路基礎》課程內容結構，編寫教學大綱，逐步減少理論學時，增加實訓環節，使二者的比例達到一個最合理值。刪減部分陳舊內容，融入新技術的應用，課程內容的構成注重新技術的引入和理論與實踐的結合，內容更加新穎，信息量大，具有先進性，以此激發學生學習的積極性。我們隊教學內容進行優化以分立為基礎，突出集成，以理論為基礎強調應用，精選理論內容，加強新技術應用內容，將理論與實踐、技術與應用很好的融合在一起。

3.3 改進授課方式，注重老師與學生間的互動

任何一門課程的教學方法都很重要，這是眾所周知的事實，在《計算機電路基礎》課程教學中，對現在的《計算機電路基礎》課程教學方法進行改革和完善要做到：第一，注重老師與學生之間的互動，老師在授課過程中起到啟發和引導的作用，授課教師要把握好課堂的節奏。第二，作為學生，要全力配合授課老師的授課，即使將自己的想法傳達給授課教師，自己喜歡什么樣的授課方式和方法，要增加與授課教師的交流，并且對于自己不懂、有迷惑的問題及時的提出，要讓老師明白哪里應該停下進行更加細致的講解。

在進行《計算機電路基礎》課程教學時，教師可以利用不同的提問方式進行提問，由于課堂提問是教學過程中的必要手段，也能夠幫助學生更好的牢記所教授的知識，實踐表明，在教師提出一些具有啟發性的問題時，學生的思維跳躍是最為活躍的。在進行《計算機電路基礎》課程教學時，教師可以進行設想性提問、發散性提問以及質疑性提問。設想性的提問能夠達到培養學生創造性思維能力的目的，有利于學生在電路知識的學習中進行創新和發現。發散性提問是指主體從已知的條件出發，對一個問題從不同角度、不同方向、不同層面運用推測、聯想、假設等形式尋找并解決問題的一種思維方式。而質疑性提問需要教師挖掘所教授的電路知識的亮點，在可以提問的地方向學生精心設置疑問，從而引導學生對所學習的內容進行更深切的思考。

3.4 《計算機電路基礎》課程的教學方法研究

現在的《計算機電路基礎》課程的教學方法總體來說比較死板，《計算機電路基礎》課程要求學生有很強的動手能力，在教師對計算機電路進行講解、滲透過程中，學生不應該是一板一眼單純的記筆記、聽課，而應該積極思考，緊跟老師的思路。教師的教學方法對于學生汲取知識、牢記知識有很大的影響和作用，因此，《計算機電路基礎》課程的教學方法應該是豐富的，并且是學生參與率高的，作為《計算機電路基礎》課程教學教師，應該具有很強的教案編排的能力，并且能夠主動自發的調節課堂氛圍，做到關注每一個學生，而不是單純的抓重點學生進行重點培養。

4. 總結

針對《計算機電路基礎》課程知識點多、內容抽象，學習過程中困難大，教師要注意將原理應用到實踐中去，原理指導實踐，實踐也反饋原理，探索總結了該課程的教學方法、教學內容和教學手段，以幫助學生克服課程入門的困難，并較快的激發起學習興趣。由于課程內容還在進一步發展，我們需要進一步探索和更新教學內容，進一步改進教學方法，根據教學實踐對《計算機電路基礎》課堂教學方法不完善的地方進行更改和補充，科學設計實踐教學，更好的培養學生的應用能力。

參考文獻

[1]徐玉如.構建精品課程動態教學模式的思考[J].福建論壇:社科教育版,2008(8).

[2]王峰.模擬電子技術教學的幾點思考[J].計算機教學與信息化,2010(09):2191-2193.

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關鍵詞：RS-485；75176芯片

中圖分類號：TP273文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2011) 07-0000-01

MCU-based RS-485 Communication Design

Chen Yong1,Guo Aiping2,Qin Yue1

(1.Artillery Command College,Information Department,Xuanhua075100,China;2.Staff Communication Training Base,Xuanhua075100,China)

Abstract:This paper discusses the rs-five 485 hardware circuit basic structure.Introduces the use of 75176 chip,analyzes the basic principle,

the circuit for the rs-five 485 control side DE described the design.This paper introduced the selection and use of serial card,and finally presents the basic method of RS485 software design flow general.

Keywords:RS-485;75176 chips

一、功能介紹

在許多工業過程控制中，需要用最少的信號線來完成通訊任務。目前廣泛應用的RS-485串行接口總線就是為了適應這種需要而產生的。它實際上就是RS-422總線的變形。兩者不同之處在于：RS-422為全雙工，而RS-485為半雙工；RS-422采用兩對平衡差分信號線，RS-485只需其中的一對。RS-485更適合多站互連。在MCU之間中長距離通信的諸多方案中，RS-485因硬件設計簡單、控制方便、成本低廉等優點廣泛應用于工廠自動化、工業控制、小區監控、水利自動報測等領域。但RS-485總線在抗干擾、自適應、通信效率等方面仍存在缺陷，一些細節的處理不當常會導致通信失敗甚至系統癱瘓等故障，因此提高RS-485總線的運行可靠性至關重要。

RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達3000米，另外RS-232-C接口在總線上只允許連接1個收發器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設備網絡。因RS-485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長的傳輸距離和多站能力等。這些優點使其成為首選的串行接口。因為RS485接口組成的半雙工網絡一般只需二根連線，所以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。RS485接口連接器采用DB-9的9芯插頭座，與智能終端RS485接口采用DB-9（孔），與鍵盤連接的鍵盤接口RS485采用DB-9（針）。

在工業控制及測量領域較為常用的網絡之一就是物理層采用RS-485通信接口所組成的工控設備網絡。這種通信接口可以十分方便地將許多設備組成一個控制網絡。本文討論了基于單片機RS-485通訊的相關技術細節。

二、基于單片機RS-485通訊的設計

（一）支持RS485通訊的核心芯片75176簡要介紹

75176差分總線收發器是用于多點總線傳輸的雙向數據通信的單片集成電路。它是為平衡傳輸線而設計的，符合EIA RS-422/RS-485規范，將三態輸出的差分線驅動器和差分輸入線接收器合為一體，其差分輸出和差分輸入內連成差分輸入、輸出總線I/O口，而且驅動器和接收器均具備有源的外接控制端，以適應其分時享用公共總線和雙向傳輸信息之用。其總線口具有很寬的正、負共模電壓范圍。

驅動器吸收或供給電流可達60mA，具有很強的負載能力，而且具有正負電流限制和熱斷路保護，以防止線路故障，熱斷路在結溫150攝氏度時發生。

（二）電路基本原理

光電耦合器TLP521讓單片機與75176之間完全無電連接，提高了工作可靠性。當單片機P1.3=0時，光電耦合器的發光二極管發光，光敏三極管導通，輸出高電平（＋5V），選中RS485接口芯片的DE端，允許發送。當單片機P1.3=1時，光電耦合器的發光二極管不發光，光敏三極管不導通，輸出低電壓（0V），選中RS485接口芯片的RE端，允許接收。75176的R端（接收端）和D端（發送端）的原理與上述類似。

為了進一步提高系統的抗干擾性，還在發射端配置了匹配電阻和穩壓管。其中，匹配電阻可以防止遠距離通訊時阻抗不匹配時發生的反射現象。穩壓管則可以去掉信號的高頻干擾，對器件有保護作用。

（三）RS485串口的擴展

一般一臺計算機有兩個或者一個串口，而對于一臺播控計算機需要控制的設備遠遠不止兩臺設備，我們需要同時控制視頻服務器，錄像機、切換臺、字幕機等各種設備。所以就需要對串口進行擴展，我們可以使用串口擴展卡對串口進行擴展，比如我們在播控系統中使用的串口擴展卡MOXA CI-134。

MOXA CI-134是專為工業環境通信應用設計的RS-422/485四串口卡。它支持4個獨立的RS-422/485串口，在一對多點的通信應用下，最多可控制128個設備。為使RS-485 2線半雙工操作變得更加簡單，每片CI-134卡都具有數據流向自動控制（ADDC），不需軟件操作。因此，在Windows應用下不需額外的編碼就能控制RS-485半雙工協議。為達到工業環境對高可靠性產品的要求，本系列產品提供可選擇的光電隔離（2KV）和浪涌保護（25KV ESD）功能。

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【關鍵詞】電力自動化；通信技術；信息安全

電力行業在國民經濟中占主導地位，近幾年，憑借科技不斷發展，電力行業正日益向自動化方向邁進。通信技術在電力自動化中起到了舉足輕重的作用，但其涉及到的信息安全問題卻關系到供電穩定性與安全性。因此，強化對信息安全方面的探究，找出現階段存在的問題，采取有效防護措施予以處理和加強，是具有重要作用與現實意義的。

1信息安全防護范圍與重點

某城區通信網的主要任務為對市區內22座變電所提供縱向通信，所有通信網均采用光纖通信電路，根據方向的不同，可分成東部與西部兩部分。其中，東部采用ATM網絡，設備選擇為Passport6400；西部采用IP+SDH交換機網絡，設備選擇為Accelar1100與150ASDH。該市區通信網負責縣級調度與少數樞紐變電所通信，主要采用自帶兩類適配端口的設備。在通信網中，信息安全防護范圍為整個信息通信網，主要防御對象為黑客或病毒等經過調度數據網絡與實時監控系統等主動發起的攻擊與破壞，確保傳輸層上的調度數據網絡與實時監控系統可靠、穩定、安全運行。

2安全防護原則分析

電力調度數據網絡與實時監控系統在實際運行過程中各個變電所和調度通信中心之間存在若干條縱向通信，根據相關規定，在系統總體技術層面上主要提出以兩個隔離為核心的安全防護基本原則。其中，涉及通信隔離的基本原則可總結為以下幾點：（1）為確保調度數據網運行安全，網絡需要在通道上借助專用網絡的設備組網，并采取同步數字序列或準同步數字序列，完成公用信息網絡及物理層面上的有效安全隔離；（2）根據電力系統信息安全防護技術路線明確的有關安全防護區涉及的幾項基本原則，為所有安全防護區當中的局域網均提供一個經過ATM配置的虛擬通信電路或者是經過同步數字序列配置的通信電路，采取這樣的方式為各個安全等級提供有效的隔離保護[1]。

3通信網絡的安全分析

根據上述目標要求與基本原則，通信網必須向不同的應用層提供具有良好安全性的傳輸電路，即VirtualPrivateNet-work，虛擬專用網絡，其原理如圖1所示。該市區已經完成了各項初步設計工作，具備充足的條件嚴格按照目標要求與基本原則開展后續工作。在現有通信網的ATM系統中，根據實時要求或非實時要求，已完成對四個安全區的有效劃分，每一個安全區都可以配置虛電路，因虛電路的端口主要適配于ATM系統的適配層，借助ATM系統的信元完成信息傳輸，各個虛電路的內部連接屬于典型的端與端物理式連接，不同虛電路之間不涉及橫向上的通信，并且與外界也不存在通信聯系。因此，對于通信網絡的ATM系統而言，其在虛擬專用網絡方面的虛電路之間主要為物理隔離，不同區的虛擬專用網絡傳輸具備良好的安全性。對1100IP交換機系統而言，它需要承擔不少于四個區的實時業務通信，因為這些業務通信區在所有站上都采用交換機完成傳輸與匯接，不同區之間僅僅是根據IP地址方面的差異而進行劃分，形成各自的VLAN（VirtualLocalAreaNetwork，虛擬局域網），區之間并未完成原則上要求的物理隔離，作為虛擬專用網絡主要傳輸鏈路，無法滿足其在專用局域網方面的基本要求[2]。根據上述分析結果可以看出，該城區通信網絡將ATM視作虛擬專用網絡的信息傳輸鏈路基本滿足安全性要求，但交換機實際傳輸與匯接卻存在不同程度的安全隱患，違背了安全防護方面提出的各項基本要求，為了從本質上確保通信網絡安全，必須對此予以有效改造，可采取如下改造方案：充分利用西部系統現有電路，增設2M/10M適配設備，借助同步數字體系為所有安全區構建透傳電路，在中心站集中交換機，每個安全區都配置一個交換機，以此達到“一區一網”的根本目標，即一個安全區配置一個虛擬專用網絡。

4安全防護技術手段

該城區設置的電力信息通信網本質上屬于專門為電力系統提供服務的通信網絡，其自身作用較為單一，僅為信息中心和調度通信中心與各個變電所間的通信，根據安全防護提出的各項基本原則，充分考慮現階段網絡基本狀況，可實施采取以下技術手段：（1）切斷與外界之間的直接通信，確保系統和外界不存在直接通信關系；（2）采用同步數字體系向所有安全防護區提供專用電路，同時采用速率適配裝置等實現和業務端之間的連接；而不同業務端之間則可以使用點與點的方式進行通信，以此滿足安全防護區以內通信業務方面的縱向通信要求。由同步數字體系設置的專用電路通常不會產生橫向通信[3]；（3）由ATM系統向所有安全防護區提供虛電路，以此構成一個完整的虛擬專用網絡，并確保不同虛擬專用網絡間沒有產生橫向通信的可能；（4）城區整體電力信息通信網與市縣級通信網在完全相同的安全防護網中構成相同的虛擬專用網絡。

5總結

（1）根據電力系統信息安全防護明確的防護范圍與各項圖1虛擬專用網絡基本原理低碳技術基本原則，對某城區所用通信網潛在的各類安全問題進行深入分析，并結合現階段實際發展要求，提出一系列技術手段，為制定合理、有效的處理方案提供依據。（2）該城區電力信息通信網本質上屬于一個具有封閉性特點的單一用途通信網絡，可實現與外部間的完全隔離以及系統內部電路之間的相互隔離，其具備的安全防護能力可以很好的滿足系統安全運行要求。然而，考慮到系統安全防護水平的提高必然會引起相關要求的改變，因此以上結論僅限當前水平。

作者:周建新 單位:國網湖南省電力公司沅江供電分公司

參考文獻

[1]程雪.電力自動化通信技術中的信息安全及應用[J].網絡安全技術與應用，2014（12）：46+48.

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l 電力線載波通信電磁兼容問題分析

1．1 電磁兼容分析模型

一個電子系統如果能與其他電子系統相兼容的工作，也就是不產生干擾又能忍受外界的干擾則稱為該電子系統與區環境電磁兼容。對于一般的電磁兼容問題的基本分析模型如圖1所示。

對于PLC系統來說，干擾源要整體考慮。不僅包括PLC設備，而且要考慮當信號加到電力線上時，由于電力線是一種非屏蔽的線路，有可能作為發射天線對無線通信和廣播產生不利影響。此外還要考慮多種PLC設備間的相互影響。PLC的耦合途徑是非常復雜的，是不同的途徑相互作用的結果。總體上分為兩種，一種是空間的輻射，對應的擾設備是無線通信和廣播信號；另一種是沿電力線的傳導騷擾，主要造成對電能質量的影響。因此PLC系統的電磁兼容問題涉及多個PLC系統的共存，以及與無線網絡的共存等。

1．2 PLC系統電磁干擾產生機理

由于電力線的特性和結構是按照輸送電能的損失最小并保證安全可靠地傳輸低頻(50 Hz)電流來設計的，不具備電信網的對稱性、均勻性，因而基本上不具備通信網所必須具備的通信線路電氣特性。而PLC系統所產生的電磁干擾問題正是由于電力線的這種對地不對稱性產生的。

電力線產生干擾的機理有兩種(如圖2)，一種是電力線中的信號電流Id(差模電流)回路產生的差模干擾，另一種是電力線上的共模電流Ic產生的共模干擾。差模電流大小相等方向相反，因此一般近似認為由其產生的電磁場相互抵消。而共模電流的方向是一致的，其產生的電磁場相互疊加，所以電力線的干擾主要來自共模干擾。

1．3 改善PLC系統電磁兼容性的主要措施

(1)充分利用或改善PLC系統電力線的對稱性

PLC系統的輻射強度取決于PLC網絡或其電纜的對稱性。高度對稱線路的特征是異模電流與共模電流的比值很大，故輻射非常小。可以選擇對稱性好的導線，例如4芯電纜，但此法不適用于室內網絡，而且成本較高。

(2)減小PLC系統中高頻信號的功率譜密度

減小PLC信號的功率譜密度(PSD)能降低輻射電平，但不影響總的發送功率。因此，PLC系統適宜采用寬帶調制技術，但其擴頻效率受電力線低通特性的限制。

(3)合理選擇調制技術

OFDM是一種高效的調制技術，其基本原理是將發送的數據流分散到許多個子載波上，使各子載波的信號速率大為降低，從而提高抗多徑和抗衰落能力。

(4)合理設計EMI濾波網絡

將濾波器安裝在緊鄰變壓器和緊鄰家庭用戶的連接點上，或者直接在電力線調制解調器內部引入濾波器。這樣既可以保持PLC信號的異模傳播，又可以阻止PLC信號進入輻射效率高的導線或其他附接設備。本文將主要對EMI濾波網絡進行研究設計。

2 濾波電路設計

基于以上對于電力線通信電磁兼容性的分析，可以在電力線通信系統的收端接一個EMI濾波器，用以抑制系統所產生的共模干擾。由于兩根電力線不可能完全重合，也就是說差模電流所產生的電磁場不能完全抵消，所以在設計濾波電路時，也應考慮到差模干擾的抑制。

EMI濾波電路基本網絡結構如圖3所示。

圖3中，差模抑制電容為Cl和C2，共模抑制電容為C3和C4，共模電感為L，并將共模電感纏繞在鐵氧體磁芯圓環上，構成共模扼流圈。共模扼流圈對于共模信號呈現出大電感具有抑制作用，而對于差模信號呈現出很小的漏電感幾乎不起作用。由于干擾信號有差模和共模兩種，因此濾波器要對這兩種干擾都具有衰減作用。其基本原理為：

(1)利用電容通高頻隔低頻的特性，將電源正極，電源負極高頻干擾電流導入地線(共模)，或將電源正極高頻干擾電流導入電源負極(差模)。

(2)利用電感線圈的阻抗特性，將高頻干擾電流反射回干擾源。

3 實驗結果

在圖3濾波電路中取差模電容C1，C2為7 000 pF，共模電容C3，C4為0．015 μF，共模扼流圈磁芯采用錳一鋅鐵氧體，每路繞30匝，電感量為3．7 mH。

3．1 EMI濾波網絡濾波性能仿真

圖4為干擾噪聲隨頻率關系的模擬仿真，由此可見干擾信號的頻率越高，則干擾信號通過該濾波網絡后衰減越大。共模干擾的頻率一般在2 MHz以上，所以說該濾波電路能對共模干擾起到良好的抑制作用。

3．2 EMI濾波網絡輸出結果分析

當采用輸入為24 V，輸出為12 V，功率為25 W的開關電源模擬輸入信號時，用帶寬為20 MHz的示波器測得濾波前后信號紋波分別為50 mV和5 mV。由此可見該濾波網絡對干擾信號衰減了20 dB，良好地抑制了電路中所產生的干擾噪聲。

篇7

關鍵詞：光纖通信；實踐教學；教學效果

作者簡介：王文珍（1977-），女，山東煙臺人，中南民族大學電子與信息工程學院，講師。（湖北 武漢 430074）

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0134-01

光纖通信是以光波為載波，以光纖為傳輸介質的一種信息傳輸方式。光纖通信系統因其巨大的帶寬、優良的傳輸特性已成為信息社會最重要的通信傳輸手段。[1]“光纖通信技術”是電子信息、通信工程、光電子等專業的重要專業課，培養具有光纖通信理論和一定實際操作能力的人才，也成為相關專業越來越迫切的任務。[2]該課程主要講述了光纖的傳輸理論、光纖通信系統的組成及工作原理、光纖通信的新技術等。為了進一步提高“光纖通信原理”課程的教學質量，開設了光纖通信實驗課，使學生進一步消化課堂上學到的理論知識，加深學生對光纖通信系統工作原理的理解，并為以后從事實踐技術工作奠定基礎。[3]

在教學過程中，理論部分采用引入主動式的教學方法，使學生積極主動地參與教學活動，保持與前沿知識同步，實踐教學部分除了利用光纖通信實驗系統開出的固定的基礎實驗之外，還通過光纖通信仿真軟件OptiSystem，對實驗設備無法滿足的實驗進行仿真驗證，取得了滿意的教學效果。

一、光纖通信實驗系統介紹

光纖通信實驗系統由光無源器件實驗平臺、模擬圖像傳輸系統、計算機數據傳輸系統、光終端機、電終端機以及誤碼測試模塊、OTDR功能等幾大部分組成。系統布局如圖1所示。

光無源器件主要由兩個波分復用器，一個分路器，一個衰減器，兩個連接器和多根尾纖，用這些器件可以構成單芯雙向光纖通信系統以及波分復用光纖通信系統等。

模擬傳輸系統把來自攝像頭的視頻基帶信號進行適當地處理，送入光發送模塊。經過光纖傳輸，進入光接收模塊進行視頻基帶處理后，由監視器顯示來自發端的視頻信號。模擬傳輸系統主要由圖像傳輸（收／發）模塊組成。

計算機數據傳輸系統是一個雙向雙工的不對稱信道。它把來自計算機1的數據經過數字光纖信道，發送到計算機2。計算機2可把數據通過直通信道，傳送到計算機1。

光終端把來自電終端的信號經過線路接口電路（HDB3編譯碼）后，進行擾碼（解擾）、光纖線路編碼（CMI／5B6B編譯碼），然后進入光收發模塊，經過光纖之后，可以通過光無源器件，傳輸到對端。

電終端首先把各路基帶信號復接為E1標準的群路電信號，通過光終端發送電路變換為光信號，然后經光纖傳輸到接收端，在接收端再經光終端的光檢測電路變換為電信號，送入電終端分路處理。

在實驗系統中，系統的組成、功能電路、信息流程與實際光纖通信系統在技術上保持基本一致。學生通過實驗能夠較全面地掌握光纖通信的系統組成、基本原理、關鍵技術以及主要技術指標的測量方法。這對學生理解與掌握光纖通信理論和技術，提高實驗教學質量具有重要意義。

以5B6B碼型變換的實驗為例，該實驗的主要目的是讓學生熟悉5B6B線路碼型的編碼、譯碼的基本原理。圖2給出了示波器的觀察結果：（a）是編碼輸入數據的波形；（b）發送分組指示的波形；（c）編碼輸出數據的波形；（d）是接收譯碼輸出數據的波形。兩信號完全同步，但存在時延。

二、軟件仿真

對實驗設備無法滿足的實驗，利用軟件仿真的方式，可以比較直觀形象地掌握各個參數對光纖線路或通信系統的性能影響，彌補試驗設備的局限性，拓寬學生的視野和知識面。鑒于復雜光通信系統和網絡研發和工程規劃的需要，學習通信工程專業的學生在大學專業課程學習過程中，輔修一些軟件分析和設計光通信系統的知識也是非常必要的。光通信系統的軟件輔助分析設計工具在行業中已發展多年，相關軟件產品品種較多。其中商業化應用較為成功的是由加拿大OptiWave生產的OptiSystem軟件，OptiSystem是一款光通信系統模擬軟件包，它集設計、測試和優化各種類型寬帶光網絡物理層的虛擬光連接等功能于一身，從長距離通信系統到LANS和MANS都能使用的一個基于實際光纖通信系統模型的系統級模擬器。

OptiSystem開啟，圖形用戶界面如圖3所示。

創建一個由外調制激光器所組成的光發送器模型。如圖4所示。OptiSystem提供了多種觀察仿真結果的途徑，通過展開Component Library下的Visualizer Library菜單，可以瀏覽后處理仿真結果。可視化根據輸入信號的不同分為電可視化和光可視化。在時域中利用示波器（圖5（a））觀察電信號，在頻域內用光譜分析儀觀察光信號的光譜（圖5（b）），在時域內用光纖觀測儀觀察光信號（圖5（c））。

三、結論

本文結合光纖通信技術的特點，對實驗系統從實驗箱和仿真軟件兩個方面進行了論述。學生通過在實驗箱上測試，把理論和實踐聯系起來，能更好地理解整個光纖傳輸過程、掌握光纖相關理論及具體性能測試。而且，實驗系統具有擴充功能，能和計算機連接，實現圖像傳輸及圖像處理等功能。同時對實驗設備無法滿足的實驗，利用軟件仿真的方式，可以比較直觀形象地掌握各個參數對光纖線路或通信系統的性能影響，拓寬學生的視野和知識面。

參考文獻：

[1]鄧大鵬.光纖通信原理[M].北京：人民郵電出版社，2006.

篇8

關鍵詞：模擬電路；講一練二考三；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）07-0077-02

2011年，南開大學開始推行《素質教育實施綱要》，提升辦學理念，根據綱要中提出的“公能”素質教育培養目標，南開大學在國內高校中率先提出了大學生也要全面發展，提倡從“學科為本”轉變為“學生為本”。堅持“以學生為主體，以教師為主導”，在教學中推行啟發式、討論式等教學方法，加強教學互動，引導學生主動學習知識并發現問題，開展自主研究。探索以“講一練二考三”為特點的教學組織與課程考試方式，即精講、多練、廣考，強化“學習、實踐、協作、創新”能力訓練，激發學生自主學習。以此為宗旨，大力開展教學改革，加強基礎課程建設，積極調整課程內容，提高教學質量，提高學生的學習能力，培養創新思維。《模擬電子技術》（以下簡稱模電）是面向電子信息類專業二年級本科生開設的一門重要的專業基礎課程，是一門理論性和實踐性都很強的課程，在電子信息類本科教學中起著非常關鍵的作用。模電課程要求學生對模擬電子電路的基本概念、基本電路和基本分析方法有一個清晰的了解，并能夠對電路進行定性分析和定量計算，培養學生分析問題和解決問題的能力，為后續電子信息類專業課程的學習打下必要的基礎[1，2]。對于模電課程而言，由于教學知識點較分散，僅僅通過相應的課堂學習是不夠的。激發學生的興趣，讓學生主動學習非常重要。

本文根據多年的模電教學經驗，深入貫徹“講一練二考三”的本科教學指導思想，對模電課程的教學改革進行探討，對教學方法進行設計與創新，提出體現“講一練二考三”要求的教學組織形式與課程考核方式，并在課程教學實踐中檢驗改革成果。

一、模電教學改革的必要性

模電課程是一門與實際應用緊密結合的課程，它既有自身的理論體系，又有很強的實踐性，是后續電子信息類專業課程的基礎。并且，隨著電子技術深入到國民經濟的各個領域，這門課程也越來越多地成為非電子類專業本科生的必修課，其教學質量的好壞將直接影響到本科教學質量。但是在目前的理論課教學過程中，存在著以下問題：教學大綱內容多，授課時理論課占時過多。教學內容涵蓋范圍廣，知識點相對分散。模電課程是學生第一次真正接觸電子電路，缺乏感性認識，進而影響了相關知識的理解與運用。雖然有模電實驗課與理論課配合，但實驗課內容仍較為基礎，無法滿足學生日益增長的電子設計的需求。且考試形式相對單一。

本文結合學校自身的情況和要求以及電子類專業的特點，深入貫徹“講一練二考三”的本科教學指導思想，通過對模電課程教學組織與教學方式和考核方式的有益的改革與探索，解決模電實踐教學中遇到的問題。使學生在獲得了模擬電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能的同時，培養了其分析問題和解決問題的能力，提高了實踐能力，為以后深入學習電子技術某些領域中的內容，以及為電子技術在專業中的應用打下良好的基礎。

二、凝練教學內容，提高教學水平

模電課程主要講授模擬電子器件和電路方面的基本理論、基本知識和基本技能。包括半導體器件和典型集成電路的工作原理、特性和參數，放大器、比較器、穩壓器等電路的組成原理、性能特點、基本分析方法和工程計算及應用技術，等等。課程涉及內容較多，知識點較為分散，概念抽象，內容理解起來較為困難[3，4]。為此，在理論教學中，要凝練教學內容，突出重點，引入教學主線，做到精講多練，啟發引導，留有余地，歸納總結。兼顧必要的理論知識講解，重視實際應用的同時不拘泥于教材內容，適當引入新知識。在覆蓋電子專業要求的基本內容上，同時要根據我校學生“起點高”的實際情況，在深度和廣度上可以高于基本要求，適當地加深和拓寬教學內容，這符合因材施教的原則，并且適應當前科學技術的發展及經濟建設的需要。教師授課前廣泛查閱國內外相關教材，對教材的總體框架和教學內容進行深入透徹的研究。在此基礎上全面梳理，對課程內容進行合理調整，挖掘重點、難點，精心遴選教學內容。在授課過程中，避免進行煩瑣的數學公式的推導，重點突出對電子電路概念的物理含義的理解和電路工作基本原理的理解以及電路實際應用的學習，從而達到事半功倍的授課效果。同時，重視教師的理論教學水平和實踐教學能力，將科研實踐與理論教學相結合，用科研經驗豐富教學內容，在課堂講授的過程中，能夠吸引學生的注意力，激發學生對模擬電路的興趣和對電子設計的強烈需求。

通過本課程的講授與引導，要讓學生不但能夠掌握電子技術的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實驗技能，而且初步建立“系統觀念、工程觀念、科技進步觀念和創新觀念”，這對學生綜合素質的培養起著重要作用。

三、引入“課程設計主線”，加強課程練習比重

針對模電課程本身的課程特點，在保持原教學大綱的基礎上，通過引入“課程設計主線”，由教師綜合模電教學大綱結合當前信息技術的發展，尤其是與學生日常生活密切相關的電子信息技術，提出模電課程設計內容。在學期初始即引導學生感性認識，制定設計目標。在后續教學過程中，調整講授學時比例，增加與該設計相關的練習。在學期中結合課程進度，向學生提出不同階段的設計要求，加強電路系統設計練習。從而使學生的每一章節的理論學習內容都能夠與設計主線聯系起來，形成統一完整的知識體系。通過引導學生主動進行與課程內容相關的系統設計與實現，加強課程練習的比重。通過練習深化對知識的理解，培養學生的科學精神和創新意識，并逐步轉化為能力。讓學生不僅親身體驗到從實踐中學習知識，更可貴的是學會如何學習。從而使理論與實踐相互促進，實現學生的理論與系統設計能力的雙贏。在綜合考慮了模電教學內容、技術發展動態以及學生能力的基礎上，我們提出了模電教學課程設計的內容，要求學生在所學的模擬電路的基本原理和基本單元電路的基礎上，緊密聯系實際，自己動手設計單通道電壓測量的模擬示波器。在課程設計過程中，堅持以學生為本，教師指導，鼓勵分組完成任務，3～5人為一個團隊，采用自頂向下的設計方法，建議學生按照系統分析、原理框圖設計、各模塊分解原理及設計等結構，進行電路設計和性能的分析。引導有能力的學生進行電路的軟件仿真，并鼓勵學生使用元器件搭建相應的硬件電路，最終實現模擬示波器的功能。

通過模擬電路課程設計，學生能夠系統掌握所學的各章節知識，同時具備模擬電路的分析和設計能力，從元件到電路，最終達到了系統級的認識，提高了分析問題和解決問題的能力。通過課程設計的反饋結果，學生接受了這種課程教學的新方式，并且希望能夠繼續推廣，因為學生在整個課程設計過程中受益匪淺，真正把模電知識運用到實踐中，也激發了他們學習電路、設計電路的興趣和熱情，達到了非常好的學習效果，并且鍛煉了團隊合作能力和溝通能力。同時，教師通過與學生共同解決遇到的實際問題，也加強了教師的指導能力，實現了教學相長。

四、改革教學組織及考核方式

1.教學組織的改革。以課程設計為基礎，充分利用學院已有的開放實驗室資源和社團管理資源，將模電理論課程與社團相結合，教師與學生相合作，即促進了學生理論知識的學習，又可為學生的進一步發展提供基礎。以學生感興趣的電子設計競賽、國創、百項等為合作目標，利用開放實驗室資源，組織學生形成研發設計小組。授課過程中鼓勵學生利用這些資源進行系統設計、電路焊接調試等動手練習，并組織專業教師指導，充分發揮學生的主動能動性，進一步加強學生實驗動手能力的培養，為電子競賽等項目的開展打下良好的基礎。

2.考核方式的探索。考試本身并不是教學的目的，而是一種有效地促進教學的手段。考試的目的是檢測學生對知識點掌握的熟練程度以及獲得知識并靈活應用的能力，促進學生寺┎谷保煌時，也是教師檢測教學效果，反思教學得失，進而改進提高的重要依據。這就要求我們在教學過程中常用多種形式、多次考核，全面評價學生的學習能力和學習的主動性。

本文對課程考核方式進行探索，綜合學生筆試、練習和設計報告等評價，對學生進行多方面的考核，形成模電課程考核評價新方法。通過筆試和習題，考察學生掌握理論知識的程度，掌握學生汲取知識的情況，反饋到課堂教學任務中，培養學生的理論素養。通過提交課程設計報告，考察學生對知識的運用能力、分析問題和解決問題的能力，培養學生的專業技能和表達溝通能力以及團隊精神。這樣不僅能夠考核學生記憶性、認知性的知識，還能全面考察學生綜合分析能力、質疑能力、獨立思考能力和創造性思維能力，等等。

五、結語

本文針對模擬電路課程教學過程中遇到的問題，圍繞著“講一練二考三”的本科教學指導思想，進行了模擬電路課程的教學改革與實踐。文中提出了幾點改革措施，真正做到了精講、多練、廣考，將教學的各個環節組成有機的整體，讓學生成為教學過程中的主體，取得了預期目標和良好的效果。學生們在掌握了模擬電路理論知識的同時培養了專業實踐能力，激發了學生對電子電路的學習熱情與興趣，發揮了學生的主觀能動性。

參考文獻：

[1]清華大學電子學教研組.模擬電子技術基礎簡明教程[M].北京：高等教育出版社，2006.

[2]秦世才，賈香鸞.模擬電路基礎[M].天津：南開大學出版社，1997.

篇9

關鍵詞：跟蹤等值；比函數；最優搜索；電壓穩定

中圖分類號：TM744 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）20-0011-02

電力系統電壓的崩潰通常發生在高度緊張的電力系統中，當負荷攀升使系統功率難以保持平衡時，最終將導致電壓失穩。電壓崩潰首先是從電壓穩定裕度較小的弱節點開始的，因此確定網絡的重負荷弱節點，是電壓安全性評估的重要組成部分，確定了電壓穩定裕度低的弱節點，可以在負荷攀升的過程中采取相應的措施是防止電壓崩潰。阻抗模值分析是判斷符合節點穩定程度的簡單方法，起源于交流電路最大功率傳輸定理，利用節點向網絡看進去的戴維南等效阻抗與節點負荷阻抗之間的大小關系確定穩定裕度。由于電網的非線性從某一節點向網絡看進去的（面向節點的）等效阻抗隨運行工況變化并不是一成不變的，本文提出一種跟隨運行工作點變化的跟蹤等值估計電網的等效阻抗的方法，判斷電網的重負荷弱節點，估計網絡的靜態電壓穩定性。

1 跟蹤等值的數學模型

1.1 等值電路及等值參數

對于任何復雜的系統，都可以從某負荷節點向系統看進去用一個等值的電動勢與阻抗串聯的等效電路表示，如圖1所示。

圖1中A點是網絡中某負荷節點，在某一運行工況下，從該負荷節點向交流電網看進去的等值參數為等電勢Eeq、等值阻抗ZThev、等值阻抗角？準eq。根據電路基本理論關系建立負荷消耗的有功功率P和無功功率Q與等值參數以及負荷節點的電壓V之間的關系表達式為：

由于電網的非線性，交流電網的戴維南等值參數只能在運行工作點的極小范圍內考慮為常數，結合公式（6）和（7）在運行工作點及其鄰域建立估計電網等值參數的數學模型。

1.2 比函數的建立和極小化尋優估計法

2 負荷阻抗模值的電壓穩定裕度

根據最大傳輸功率傳輸定理時，當負荷阻抗與戴維南等值阻抗相等，即Zl=ZThev時，達到最大傳輸功率，達到電壓穩定的鄰界點。負荷阻抗Zl由負荷節點電壓和功率可以算出，將系統阻抗分為兩個部分。當負荷變化時，Zl的軌跡也在變化，當它進入等值阻抗圓內時，電壓會不穩定。跟蹤電壓臨界點變成了跟蹤此時的Zl到等值阻抗的距離，以等值阻抗為半徑的圓不是固定不變的，它是我們不關心的部分的等值，里面任何一個變化，就能改變等值阻抗的值。很可能在電壓不穩定時，ZThev圓擴大，Zl向它移動。3 算例分析

4 結 論

電力系統是一個具有高度非線性的復雜系統，電力系統的外部系統等值一直是電力系統的一個重要課題。本文應用了一種面向節點的跟蹤等值方法，分析了電網非線性的影響，具有較好的數值穩定性。

利用面向節點的跟蹤等值方法來分析電壓穩定問題。通過分析電壓穩定裕度，在電壓到來之前，可預先采取一定的措施。

參考文獻：

[1] VERBIC G，GUBINA F.A New Concept of Voltage-collapse Protection Based on Local Phasors[J].IEEE Trans on Power Delivery，2004，（2）.

[2] 李興源，王秀英.基于靜態等值和奇異值分解的快速電壓穩定性分析方法[J].中國電機工程學報，2003，（4）.

[3] 邱曉燕，李興源.電力系統實時等值及電壓穩定性分析[J].電網技術，2004，（7）.

[4] 付英，李興源，宋永華.基于靜態等值的在線實時電壓穩定性分析[J].電力系統自動化，1997，（11）.

[5] 李娟，劉修寬.一種面向節點的電網等值參數跟蹤估計方法的研究[J].中國電機工程學報，2003，（3）.

[6] 王漪，柳焯.基于戴維南等值的系統參數跟蹤估計[J].電網技術，2000，（11）.

篇10

模擬電子技術課程對于理解計算機硬件和通信原理方面的知識顯得十分重要，為強化基礎，培養合格的應用性人才，我們必須給予模擬電子技術課程的教學應有的重視。

2教學過程中存在的問題

模擬電子技術課程所涉及的理論、設計及分析方法具有很強的工程應用性和實用性，在學生的整個知識體系中占有相當的比例，對于培養學生的邏輯思維能力、工程實踐能力、創新能力及后續課程的學習都十分重要。計算機類專業的模擬電子技術課程在教學實踐中遇到的問題很多，主要有以下幾個方面：

2.1學時少，內容多

為了突出專業課程的學習，很多學校的做法是壓縮電路分析課程的學時數，甚至取消了電路分析課程。而模擬電子技術課程知識多且比較分散，它集高等數學、電磁學、物質結構理論和電路分析等知識于一體，該課程的學時數（含實驗）一般在80學時以下，在如此緊張的時間內要完成該課程的教學工作，不僅老師感到困難，學生也有很吃力。

2.2學生認識不到位

很多學生錯誤地認為模擬電子技術課程應該是電子、機械類專業學生的專業課程，他們在專業學習中一般都有重視軟件而輕視硬件的傾向，而且，學習模擬電子技術課程的成就感往往不及其他課程來得快和強烈，因此，就造成了學生的學習積極性不高。剛剛從中學過度到大學的學生，很多還沒有找到適合本課程的學習方法，模擬電子技術主要以原理分析為主，而學生更多地相信精確的數值計算，他們往往認為只有經過嚴格的數學推算得出的結果才是可信的，當實際結果與嚴格的理論演算結果有出入時，他們難免會感到困惑。學生的認識不到位和思維方式上的差異，導致了計算機類專業中該課程的教學效果一直不太理想。

2.3課程教學本身存在問題

計算機專業的模擬電子技術課程的教學內容和方法完全套用電子、機械類專業的那一套，有些學校甚至完全由機電類專業的老師來教授該門課程。這些教學內容和方法在一定程度上與計算機類專業存在脫鉤的現象，沒有突出本專業的特色。近些年來，很多高校的計算機類專業的同仁們對本課程進行了一定的改革探索，并總結了許多值得借鑒的經驗，但是，對于不同的學校和不同的學生，這些教學改革舉措應該不盡相同，在具體的教學實踐中，切忌“拿來主義”和生搬硬套。我們也對賀州學院的計算機類專業的模擬電子技術課程的教學做了一些研究和探索工作，實踐表明這些工作有益于提高教學效果。

3教學改革的內容和措施

為了使模擬電子技術課程的教學更切合計算機類專業的實際，我們做了一定的探索以提高教學效果和應用型人才培養質量。

3.1教學內容的甄別與整合

模擬電子技術課程涉及的內容多且知識面廣，為了提高學生的工程實踐能力和創新能力，我們根據計算機類專業的特點，依據“必用、夠用”的原則甄別和整合課程內容。受學時數的限制，計算機類專業一般無法系統開設電路分析等先導課程，但電路分析的基本原理和方法貫穿于模擬電子技術課程教學的全過程，因此，我們把電路分析課程的主干內容整合到模擬電子課程之中。在正式講解模擬電子技術課程的內容之前，我們花4至6個學時重點講解電路分析的基本原理及其應用，主要有KCL、KVL、疊加原理、戴維寧定理、諾頓定理及密勒定理。經過對多部國家級模擬電子技術教材的比較，我們選定康華光教授主編的《電子技術基礎（模擬部分）》（第五版）作為我院計算機類專業的教材。該教材加強了基礎理論，如加強了半導體的物理基礎和電路的基本分析方法；同時也注意吸取國內外的先進技術，如加強了線性集成電路和數字集成電路（包括中、大規模集成電路）的原理和應用，新增了電子電路的計算機輔助分析等內容。該教材歷經多次改版以緊跟當代電子技術的發展步伐，但我們不是全部講解教材內容，依據“必用、夠用”的原則甄選講解內容，其他內容留作學生課外閱讀，以開闊視野。經過討論，我們將教材內容整合成半導體器件、放大電路基礎、信號產生與處理三大部分，將直流穩壓電源的內容作為任務驅動式教學內容。

（1）半導體器件部分簡要介紹常用半導體二極管、三極管及場效應管的基本結構等基本知識，重點講解它們的應用及經典電路的分析方法。

（2）放大電路基礎部分重點分析三極管單管共射放大電路，包括靜態工作點的設計及穩定措施、輸入輸出特性、電壓增益計算、輸入輸出電阻等特性，然后介紹集成運算放大器的“虛短”和“虛斷”等基本概念及集成運算放大電路的基本分析方法等知識。

（3）信號產生與處理部分重點介紹有源濾波電路和正弦波振蕩電路，信號產生與處理部分知識是今后學習接口技術、理解芯片電路設計原理的基礎，所以，不能簡單地將這部分知識從模擬電子技術課程的內容中刪掉。

3.2教學方法的改革與創新

我院計算機類專業的模擬電子技術課程一般安排在大二的第一個學期，由于課程內容多、難度大，而且相當多學生的前導課程知識掌握不牢，所以，他們在心理上產生一定的畏懼感，鑒于我院學生的實際情況，我們對模擬電子技術課程的教學實踐做了一定的探索。

3.2.1理論教學靈活多變

課堂教學方法很多，常見的有講授法、討論法、直觀演示法、練習法、讀書指導法、任務驅動發、啟發式教學法等，要生動有趣講解好本課程的內容，往往要靈活應用多種教學方法才能取得預期效果。本文重點介紹啟發式教學法和任務驅動法在模擬電子技術課程教學實踐中的應用。

（1）啟發式教學法。

課堂教學最忌諱的是老師一言堂，教師必須想辦法活躍課堂氣氛，啟發式教學法是調動學生學習積極性，激發學生學習激情最有效的手段之一。這就要求教師在教學中根據教學內容的鋪展由表及里循序漸進地不斷引出問題，啟迪學生去思考、分析問題，直到提出解決問題的方法或途徑。比如，在講解KCL時有學生對定律無法理解，教師就可以用水管中水流的特性做類比以啟發學生的思維，然后借用中學電學中關于電流、電荷的知識來引出電荷在導線上不能積聚，從而得出任意時刻流進節點的電流之和必然等于流出節點的電流之和的結論。為了進一步鞏固KCL相關知識，教師應該提出節點的相對概念，即電路中的節點既可以是一個電路分支的交叉點，也可以是任何一部分電路。這樣擴大了節點的概念，學生自然就掌握了KCL的更廣泛的應用。比如在講到NPN和PNP型三極管時，發射極上的箭頭標識的方向不同于集電極和基極上的電流方向，如果將三極管看作是一個節點，那么從宏觀上就很容易得出放大電路中三極管三個極上的電流分配關系：Ie=Ib+Ic。有了宏觀認識以后，再講解三極管電流分配關系的微觀解釋就顯得較為輕松。

（2）任務驅動法。

任務驅動式教學方法是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學方法，它將傳授知識為主的傳統教學，轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學。模擬電子技術課程的工程實踐性比較強，因此，當學生具備一定模擬電子技術基礎以后，教師就可以在課程的教學中使用任務驅動式教學法。比如，當學生學完二極管電路的分析方法以后，學生具備了二極管半波整流的知識，然后給他們布置新的任務：查閱資料，掌握常用全波整流電路的相關知識。很多學生通過網絡和圖書館的資料掌握了橋式整流電路的結構特點和工作效率，在此基礎上，我給他們演示一臺卡式錄音機的故障現象：單獨用干電池供電時，錄音機工作正常；單獨用220伏交流電供電時，錄音機不工作。然后拆開錄音機，讓學生觀察電源部分電路的結構特點，最后給他們布置任務：畫出錄音機電源部分原理圖，分析各部分電路的功能。采用任務驅動式教學法可以將教材中直流穩壓電源部分知識的教學徹底轉換為以學生為主體，這樣，有利于培養學生的綜合能力，提高他們解決實際問題的能力。

3.2.2理論與實驗教學交叉融合

計算機類專業的學生大多計算機操作能力較強，因此，在模擬電子技術課程的教學中，我們引入了SPICE仿真軟件。有了此類仿真軟件，理論教學和實驗教學的界線越來越模糊。在理論教學中可以先用仿真軟件演示有關理論或電路的宏觀外在表現，使抽象知識具體化。學生在用物理器件做實驗前也可以先用仿真軟件做一遍，這樣可以提高實驗效率，降低實驗損耗。有了仿真軟件，課堂上無法及時完成的實驗，學生還可以在自己的電腦上完成。所以，利用仿真軟件可以實現理論教學與實驗教學的相互交融，當然，為了強化理論知識，突出學生工程實踐能力的培養，我們在實踐中堅持理論教學與實驗教學必須是同一位老師的做法，這樣，有利于老師掌握學生的學習動態，提高教學的針對性。

3.3多角化課程考核方式

課程考核是課程教學改革的重要方面，好的考核機制有利于提高學生的學習積極性、激發他們的學習興趣。實踐中，我們以專業知識和技能考核為主，兼顧學生德育和出勤率考查。課程考核項目包括出勤情況（占總分10%）、課堂表現（占總分20%）、平時作業（占總分20%）、期末測評（含理論筆試和技能測試，占總分50%）。按時出勤可以培養學生的集體主義觀念和遵守紀律的習慣，也是課程教學得以正常進行的必要條件。筆者的做法是全勤記10分，缺席一次扣2分，缺席三次者給予警告，缺席五次取消該門課程考核資格。為鞏固理論知識，適當加重對平時作業的考核是否必要的。筆者的做法是整個學期共布置、批改作業五次，每次4分，根據作業的質量分D、C、B、A四個檔次，每個檔次分別給為1分、2分、3分和4分。另外，為防止相互抄襲，限制作業必須按時完成，不得補交，一旦發現存在抄襲作業的情況，抄襲與被抄襲者雙方本次作業都做零分處理。為活躍課堂氣氛，激發學生的學習主動性，課堂表現考核顯得十分重要。筆者的做法是主動回答問題者，正確的一次記2分，錯誤的不扣分；被點名回答問題，正確的計1分，錯誤的不扣分。期末測評包括試卷筆試和技能測試。筆試是學生對知識掌握情況的集中體現，占課程考核40%的比重，專業技能測試是考查學生實際動手能力的主要手段，占課程考核10%的比重。通過多角化課程考核方式改革，取得了令人滿意的效果。學期課程的平均出勤率達到98%以上，學生的學習興趣和主動性明顯提高，課堂教學秩序良好，氣氛活躍，學習效果明顯提高。

4結語