电子技术范文研究

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电子技术研究1

1引言

现阶段，汽车行业快速发展，汽车厂商广泛应用电子系统，而且汽车电子技术有了更高的发展水平，此种情况下为我国汽车行业发展提供了重要判断指标。汽车行业发展中，对汽车电子系统而言传感器是重要构成，具有非常重要的地位与作用。汽车电子系统中，针对外部环境与细微数据变化反馈普通传感器还不够完整，与汽车行业快速发展需求存在很大的差距。当前电子技术快速发展，传感技术智能化发展趋势日益明显。所以，汽车电子技术中有效应用智能传感器技术，为整车智能与安全性的提高奠定了良好的基础。

2概述智能传感器

2.1阐释智能传感器定义

众所周知，电子技术发展中，传感器是非常重要的核心，能够结合相关规律与要求将非电量信号转换为电量信号。一般情况下，其主要包含敏感与转换元件两种，应用相关数学算法完成信号转换。现阶段，其次电子系统中传感器技术应用非常普遍，能够保障车辆安全，还可节省能源保护环境。随着电子技术快速发展，未来发展中传感器必将实现智能化发展，为汽车行业发展提供推动力。智能传感器装置有效融合了各类传感器集成化与微处理器技术，自动完成诊断及校准，分析相关数据信息，特殊环境下科学处理数据信息，全面保障车辆安全。

2.2传感器类型

当前，汽车发展中，电子技术融入日益明显，如常见电控悬挂、转向管控、自动化调控驾驶作为、灯亮度、废气排放与自动空调等。基于传感器技术，电子自动控制系统获得及时信息反馈。一般高档轿车传感器比较多，其中传感器装置超过上百个。结合传感器装置具体用途，其类型主要有干湿度与距离、速度与光亮度、气体浓度及位置、流量与压力、测定温度等。这些传感器装置有不同的功能，如某一传感器发生故障后，受自身功能影响设备停止运行。通过很长一段时间的发展，传感器广泛应用于汽车车身、底盘与灯光系统中。

2.3智能传感器技术优点

（1）传感器精度提升。智能传感器能够处理相关信息数据，利用软件对传感器非线性、零点及正反形等输入输出误差进行修正，同时微处理器利用拟合与差值计算方法非线性与飘移不查相关测试信号，获得更加精确的测量结果。（2）传感器更加可靠。智能传感器具有自诊断功能，接通电源后系统就会进入自检，以此对智能传感器组件故障问题进行判断，结合设备运行时间进行在线矫正，保障传感器计量的精确性，传感器系统稳定运行。（3）成本小。精度相同基础上，相较之普通传感器，智能传感器有更低的价格。现阶段，智能传感器通常以单片机为主，国产单片机价格比较低，几毛到几十块不等。（4）发展的集成性。微机芯片中智能传感器融合集成大量电路与传感器，此类集成化智能传感器能够利用集成电路信号放大弱信号并进行长距离传输，传感器噪信比得到了改善。另外，智能传感器自适应能力比较高，能够结合检测对象或条件，改变量程输出数据方式。而且，传感器具有数字化接口，向计算机发送检测到的数据进一步处理，有很好的兼容性，各类系统中都有很好的适应性。

3电子传感器智能化发展必然性

（1）传统传感器存在一定弊端、问题与适用性差等，为新型智能化传感器的出现创造了条件。分析研究传统传感器，其性能缺乏稳定性而且敏感性不高，也不能优化其噪音。但智能传感器就可优化处理上述这些问题。（2）功能与使用范围来看，深入探究不同智能传感器有重要的意义。汽车电子传感器自身比较特殊，要求应进行升级研发，智能传感器能够满足系统运行需求，还可针对性调整所处外部环境，具有自我校正与补偿作用。此外，安全方面，智能化传感器也是非常重要的，结合实际情况充分发挥其自动调节功能。基于汽车市场多功能性而言，此种效果是非常重要的，市场价值高而且发展前景广阔。所以，汽车电子技术中传感器智能化发展趋势是势在必行的，未来汽车传感器也将朝向安全稳定、准确多元及智能人性化方向发展。

4汽车电子技术中智能传感器技术具体运用

4.1应用于汽车制动系统

汽车系统中，制动系统是非常重要的构成，对车辆安全与稳定行驶发挥着决定性作用。所以，车辆设计生产中要重视制动系统。汽车主动保护系统中，ABS、ASR及EBD等系统是比较常见的，其中ABS旨在紧急刹车情况下快速停下车辆，减小后轮锁死造成的甩尾事故。而ASR作用在于驱动防滑，确保车辆正常启动与稳定行驶。EBD系统属于电子制动分配系统，使得ABS系统更加安全，ABS系统作用发挥前分配制动力，以防因该系统失效使得车轮出现抱死问题。智能传感器应用于制动系统，对各车制动力矩发挥着调节作用，降低事故发生几率。

4.2应用于温度传感器

汽车电气技术发展中，温度传感器能够对车辆发动机、气体吸入量、燃油及冷却水温度进行有效检测。传感器可转换此类温度参数变成电信号，控制喷油嘴针阀确保准确开启并保持长时间运行，使得发动机获得最佳混合气增强排气净化效果。现阶段，其次电子技术中，该传感器可对车轮温度进行检测，以此判断车轮与路面间摩擦，借助智能控制器加强车速控制。另外，该传感器还可对车内外温度进行检测，以此判断汽车发动机工作功率是否达到最佳，有效控制发动机转速，增强发动机效率的基础上延长其使用寿命。日常工作中，以下温度传感器是比较常用的：（1）线绕电阻式，其有很高的精测精确性，然而响应效果不是很好。（2）热电耦合式，此类传感器精确度高而且温度检测范围大，实际工作中要注意冷端处理问题。（3）热敏感式。其有很高的灵敏性，响应特性好，在低温环境中适用性比较强。

4.3应用于底盘控制系统

汽车变速器控制系统中，有效应用动力、制动及安全系统等，系统整体控制程度高，这对保障车辆安全、准确、稳定行驶及获得更好的体验感具有非常重要的意义。实际工作中，汽车底盘进口端安装线性减速传感器，其中包含压阻式与电容式两种传感器。一般，角速度传感器是结合系统感应分析类型、结果与模式不同的汽车，安装于车辆第一排及稳定系统中。而变速传感器是结合自动变速器提高动力输出，车辆行驶中有效控制车身温度与加速度，科学有效的处理整个信息数据系统。车辆加工生产中，底盘至关重要，很大程度上课平衡车辆稳定性与安全性。车辆行驶中要重视底盘管控系统，底盘良好操控发挥着重要的作用，因而要重视汽车底盘管控系统的应用。

4.4应用于汽车压力传感器

本质上而言，压力传感器是压力检测分析并传递相关数据。通常是结合检测气体压力或装置液体压力，准确检测并搜集测量轮胎气压与大气压力数据。此过程中，制动液压系统中，尤其压力检测是最为重要的。一般，液压传感器包含电容式、压阻式与差压式几种传感器。其中，电容式传感器环境适应能力强，可很好地适应外部不断变化的工作环境，保障车辆有稳定的性能；压阻式传感器可接受外部输入的很多能力，极易遭受外部环境温度影响；另外差动式变压器传感器自身没有很好抗干扰性能，但可准确采集信息数据。

4.5应用于车身操控与导航传感器

其主要包含车距、车内空调、倒车超声波及加速度等几类传感器。车辆行驶中导航系统必不可少，导航控制传感器融合GPS定位系统准确定位车辆并采集其车速信息，有效反馈车辆周边路况与车辆距离，以此为车辆安全而便捷的行驶奠定基础。导航控制传感器包含两种即速度与陀螺仪传感器，当前，很多轿车都安装有多媒体视听系统，使得车辆功能更加丰富

。车辆行驶中，开启该视听系统播放音频，就会使用音频信号传感器，以此智能化控制音频系统。促使驾驶员根据自身需求语音控制各类音响装置，保障安全行驶。

5智能传感器未来发展方向

5.1电路集成化设计趋势

现阶段，车辆内部电路综合设计过程中，要合理制定方案提高整体设计质量。特别是车辆内部狭小空间中，各部门要详细制定应对方案，优化车辆内部电路提升空间使用效率。设计集成化电路，可缓解传统电路设计不足，使得电子元器件有丰富综合性能。如，当前车辆内部电路设计中，利用集成化设计方案整合相关电路系统，促使各电路模块充分发挥其作用，保障系统稳定运行。有限空间中集成化电路设计利于设备模块有更多性能，提高方案设计高效性。另外，集成化设计可有效汇总并实时处理各传感器数据，保障自动化控制系统高效运行。

5.2元器件稳定性发展趋势

汽车电子技术中智能传感器的应用，要求各部门要根据设备实际需求优化设计方案，增强设备整体性能。设备内部元器件稳定性不高，就会影响汽车安全行驶。所以，应用智能传感器时，各部门要注意企业生产情况详细制定应对方案，从整体上增强设备性能。当前，设计人员设计汽车电路系统时，应用稳定性与器件保障车辆稳定、安全的行驶。元器件稳定发展，特别是品牌汽车制造升级换代中发挥着重要的作用，通过改进元器件总结传统设计不足，推出下一代产品前优化该元器件功能，节省研发成本的同时确保车辆有稳定的性能。汽车生产中，元器件稳定发展是非常必要的，现有工作人员要注意设备升级，根据行业实际发展情况与已有元器件，研发出高品质汽车产品。

5.3操作系统发展的稳定性

汽车操作系统发展更加稳定，要根据现有系统设计从整体上增强设备性能。汽车产业中，操作系统对现有汽车资源整合发挥着重要的作用，特别是智能传感器的应用，为了高效传递数据，借助可靠中央处理单元整合现有汽车资源增强设备性能。汽车操作系统进行设计师，假若车辆各部位分布的传感器无法有效调用，就会使得整个设备发生故障，车辆运行的稳定性受到影响。因而，现有技术人员要根据操作系统发情况加强优化系统功能，应用嵌入式开发软件，整合汽车现有资源提高汽车安全性能。

5.4电子系统发展的智能化趋势

汽车电子技术中，随着智能化发展趋势的加强，各部门要重视此种发展趋势，全面了解行业领域前沿发展技术，尽可能罗列车辆行驶中可能出现的异常，以此从整体上保障车辆安全与稳定行驶。近些年，AI技术快速发展背景下，此项技术广泛应用于各类汽车制造中，应用该技术可为驾驶司机提供可靠的参考信息保障安全行车。汽车急刹过程中，利用车辆防抱死制动系统自动调节车辆制动力矩，以此逐步增强设备性能。实际工作中应用此类先进技术，对提高车辆自身性能发挥着重要的作用，因而各部门要重视汽车电子系统的智能化发展，为车辆安全、稳定的行驶奠定良好的基础。

6智能传感器发展关键技术

6.1非线性自校正关键技术

汽车电子技术中，非线性自动校正技术的应用保障智能传感器精确测量相关数据，应用该技术可减小智能传感器非线性出现几率。传统传感器非线性校正器主要用于电路设计中，但智能传感器综合应用时期，利用相关软件实现非线性校正功能。项目应用过程中，有效测量传感器相关参数及电压长输，利用具体数学算法拟合各类数据。基于智能传感器的汽车电子技术中应用非线性自校正加护，要采取有效手段优化已有数据信息，以此逐步实现智能非线性校正此类数据。特别是随着神经网络技术的快速发展，当前相关人员应用深度学习算法，从整体上增强数据精确性，以此确保智能传感器正常完成输出。

6.2多信息融合性关键技术

汽车电子技术中智能传感器的应用，涉及的物理量比较多。目前，日常操作中技术人员倾向于应用智能传感器融合各类信息开展设计。实际工作中，应用智能传感器及设备全面了解工作中遇到的问题，有效获得汽车各运行阶段数据。因单个传感器有简单的应用场景，因而综合设计中技术人员要注意场景设计，合理制定设计方案从整体上确保设备稳定运行。整个设计工作中，技术人员应参考成熟设计方案整合各类传感器，有效传输相关数据内容以此实时监测车辆运行状态。

6.3网络化关键技术

汽车加工制造中，应用智能化网络传感器技术，可根据统一数据处理单元完善现有设计方案。数据信息处理过程中，相关技术人员要关注信号数据采集，合理构建数据处理单元。网络接口的应用，可高效处理现有相关数据信息。日常工作中，企业技术人员要积极应用嵌入式技术，借助TCP/IP协议实时传输各类数据信息，确保向中央处理器模块有效传输此类智能传感器中的相关数据，从根本上提高现有设备管理效率。设备运行过程中，利用总线传输技术高效分析现有相关数据，科学而合理地制定工作方案，全面满足汽车智能传感器实际设计要求。汽车产品电子发展过程中，相关工作人员要根据已有生产工艺技术，科学选择工作方案保障智能传感器接口与标准体系保持一致，从根本上提高工作效率，为车辆安全而稳定的运行提供保障。

7结束语

综上所述，随着时代的进步，汽车电气技术快速发展，此过程中电子传感器技术应用范围不断扩大，对提升汽车行业整体智能与安全性发展具有非常重要的意义。汽车行业未来发展中，要深入开发并研究智能化传感器技术，以此保障产业实现智能化发展目标，为城市居民制造高品质产品，保障居民生活品质，推动行业全面实现可持续发展目标。

作者:魏文强 单位:福建省南安市人民检察院

电子技术研究2

基于“中国制造2025”“一带一路”等国家重大战略和区域发展需求，高等教育需要不断拓展传统工科专业的教学内容。因此，研究新环境、新背景下集成电路设计与集成系统专业的新工科示范课程具有迫切性和必要性[1]。单片系统化设计方法是一种综合化的系统设计方法。单片系统化教学体系的研究瞄准集成电路设计与集成系统专业的前沿技术和交叉领域—现代电子设计自动化技术，着力培养学生的系统化、智能化、集成化设计能力。为培养学生的现代电子设计综合能力，我校集成电路设计与集成系统专业设置了电子设计自动化技术、数字系统组成原理和嵌入式原理与应用三门专业基础课及专业核心课。随着半导体加工技术的快速发展，电子设计的复杂程度不断增加，现有的教学体系已不能满足实际要求。以电子设计自动化技术课程为核心，拓展连接数字系统组成原理和嵌入式原理与应用课程的知识点，使学生能够在掌握电子设计自动化基础知识的同时完成现代电子系统设计先进思想和方法的融会贯通，并将其应用于数字系统组成原理和嵌入式原理与应用课程的学习之中。由于这三门课程现有的知识架构不尽相同，无法做到有机结合与相互联系，使得在教学过程中对知识点的讲授顾此失彼，无法做到尽善尽美。举例来说，状态机的设计在电子设计自动化技术课程中通常以“三段式”有限状态机描述，而在嵌入式原理与应用课程中则以“两段式”辅助C语言实现状态机的设计。为了将这三门课的知识脉络厘清，并深入挖掘这三门课的内在联系，引入了单片系统化教学体系。

1课程现状

目前，部分高校电子设计自动化技术、数字系统组成原理和嵌入式原理与应用课程的教学现状如下。

1.1电子设计自动化技术课程

电子设计自动化技术是现代电子技术的基础，它以计算机仿真为基础，融合电子技术、计算机技术、数据技术、人工智能技术等最新的研究成果。学生通过学习能够了解现代电子系统领域的理论前沿和发展动态，系统掌握电子系统的基础理论，深入理解现代电子系统设计的核心—自顶向下的设计原理，培养使用EDA技术设计开发电子系统的能力，为后续课程的学习及从事集成电路电子系统开发设计工作奠定良好的基础。原课程使用的是GW48开发板进行实验教学。由于GW48开发板存在可编程逻辑器件的逻辑资源较小、电路连接方式较死板、插线方式性能不佳等问题，导致实验的可升级性差，不能较好地支持电子系统级设计。

1.2数字系统组成原理课程

该课程在本科教学第六学期开设。学生通过学习能够了解数字电子系统领域的理论前沿和发展动态，系统掌握数字系统的基础理论，深入理解微型计算机系统核心—微处理器(CPU)的结构组成和工作原理，培养使用EDA技术设计开发数字系统的能力，为后续课程的学习及从事数字系统开发设计工作奠定良好的基础。原课程按照教材中的内容—“现代计算机组成原理—结构原理设计技术与SOC实现”来展开教学。课程的实验教学也按照教材各章节中“实验与设计”的相关内容展开。课程基于HDL和EDA技术，可为学生提供CPU和计算机系统硬件设计理论与设计技术方面较为完整和丰富的教学内容，以及相关的实验和设计项目，旨在培养具备数字系统软硬件综合设计能力的人才。由于缺乏对以FPGA为核心的数字系统硬件电路设计的认识，教材中讲授的CPU系统仅可用来阐明其结构组成原理和设计技术，且该CPU系统是理论模型，与实际应用的CPU系统尚存在一定差距。1.3嵌入式原理与应用课程嵌入式技术的快速发展，离不开片上芯片技术、电子设计自动化、第五代数字通信技术、现代信号处理技术、计算机网络技术等现代电子技术的高速发展，它驱动着电子技术未来的发展方向[2]。目前，大部分高校开设的此门课程存在重视理论知识讲解、忽略实践动手能力提升的问题。具体体现为该课程共36学时，其中理论教学28学时，而实验教学只有8学时。同时，该课程的讲授集中在理论习题的讲解与分析上，忽视了对学生动手能力和创新能力的引导与开发。众所周知，现代电子技术得以飞速发展的根源在于不断创新和实践。如果仅仅通过题海战术来完成该课程的教学，那么培养出的学生很可能是只会完成固定题目的“书呆子”，而不是勇于创新和实践的先行者。

2原有课程存在的问题

一是原有课程使用GW48开发板进行实验教学。由于GW48开发板存在可编程逻辑器件的逻辑资源较小、电路连接方式较死板、插线方式性能不佳等问题，导致实验的可升级性差，不能较好地的支持电子系统级设计。二是目前部分高校开设的电子设计自动化技术课程并未强化前期相关基础配套课程的硬件知识体系，导致学生学习该课程的目标不明确，极易忽略EDA系统的硬件电路设计方法，影响学习的积极性。

3构建单片系统化教学体系

单片系统化教学体系是构建电子类课程教学体系的理论基础，是集成电路设计与集成系统专业落实新工科培养方案的重要任务。教学团队开发的创新型教学实验箱涵盖嵌入式软件与硬件设计，利用该实验箱可完成电子设计自动化技术、数字系统组成原理和嵌入式原理与应用三门课程的理论教学与实验教学。为了突出单片系统化教学体系的优势，提高电子设计自动化技术课程的教学质量，利用这三门课程知识体系的内在联系，将这三门课程整合为一个完整的知识脉络，进一步强化教学效果。

3.1以创新型教学实验箱为主导

突出本质教学提高教学效果将现有的实验平台GW48开发板升级为KONGXIN模块化创新设计FPGA综合实验开发系统。该系统基于DE0FPGA扩展板的设计与制作，具有逻辑资源大、电路连接方式灵活、支持系统级设计、实验拓展性高等特点，学生能够灵活发挥所学的EDA设计知识完成各种难度不一的FPGA设计。另外，该系统可以在教学过程突出本质教学，让教师在课堂讲授中重点讲述电子设计自动化技术知识点的思维本质与核心内容，而不是“填鸭式”灌输知识点[3]。教师应利用该系统积极创造实验和实践条件，引导学生在学习中发挥主动性、积极性、创造性，使学生做到理论联系实际，培养创新能力。

3.2强化目标课程的硬件基础

将升级后的KONGXIN模块化创新设计FPGA综合实验开发系统作为数字硬件系统原型，从电源电路、复位电路、时钟电路、FPGA芯片与外围功能组件接口电路的电路设计等方面阐明EDA系统硬件电路设计方法，提高学生在硬件基础方面的理论深度和知识广度。注重EDA技术的实用性，从设计方法、开发工具等方面进行较为系统的讲解，尤其重视实践技能的训练。内容主要包括面向FPGA的数字系统开发流程、可编程逻辑器件、FPGA的结构与工作原理、硬件描述语言、QuartusII软件、EDA的工程设计流程及模块化创新设计FPGA综合实验开发系统等。

3.3深化基于电子设计自动化技术的单片系统化教学体系的内涵

构建单片系统化教学体系的目的是通过对课程内容进行合理修订，提高学生的综合素质和创新能力。已有的电子设计自动化技术课程在实践环节，要求学生从基于FPGA的数字频率计设计、乐曲播放器设计、VGA彩色条纹控制器设计、基于FPGA的乘法器和除法器设计、四状态交通信号灯控制器、基于FPGA的数字钟技术中选择一个课题完成综合性课程设计。结合数字系统组成原理和嵌入式原理与应用课程的特点，确定以微型计算机系统中的微处理器为设计原型，构造一台基本模型微处理器。这样既能够深化本课程的教学内涵，又能够与后续课程实现无缝连接，使得课程教学内容更贴近实际的应用系统，拓展本课程的深度，切实提高本课程的教学质量。因此，在单片系统化教学体系中，为学习能力强的学生增加了16位MIPS架构CPU的硬件描述语言设计、基于FPGA的拔河游戏模拟设计、多功能FPGA彩灯控制等课题，从而使得该课程能够在先修课程与后续课程之间更好地发挥承上启下的作用。课程的设计课题由易及难、层层递进，可以有效提升学生的工程科技创新、创造能力，以及团队协作能力。

4结语

在当今电子设计发展水平和复杂程度不断提高的情况下，高校电子设计自动化技术课程现有的教学体系已不能满足实际要求。我校以电子设计自动化技术课程为核心，构建单片系统化教学体系，拓展连接数字系统组成原理和嵌入式原理与应用两门课程的知识点，使学生能够在掌握电子设计自动化技术课程基础知识的同时完成现代电子系统设计先进思想和方法的融会贯通，并将其应用于数字系统组成原理和嵌入式原理与应用课程的学习之中。基于单片系统化教学体系的电子设计自动化技术课程的理论研究和实施，有助于推进教学模式改革，也为教学方法的研究和改进提供了一种新思路。

作者:傅文渊 王燕琼 单位:华侨大学信息科学与工程学院 厦门市专用电路系统重点实验室

电子技术研究3

1引言

现代社会人们对汽车功能的要求越来越高，不但要求着汽车驾驶的安全性，更追求驾驶过程中的舒适性与功能性，这也意味着传统意义上的汽车结构需要与时俱进的革新，各类控制性能更好的元件应在汽车系统中得到有效应用。而人们常提到的汽车操纵感，则与汽车电气控制系统的各部分元件应用密切相关，不同类型的元件对电压的要求都有所不同，技术人员以分压电路的形式将各类元件连接到一起，通过调节电压的方式让其得到稳定运行，才能更好的保障汽车在驾驶途中的安全性。然而分压电路的应用分布于汽车电气控制系统的各个方面，既有为三极管提供偏置电压结构的应用，也有辅助传感器发射控制信号的应用，要想研究分压电路的应用情况，就需要结合实例来分析分压电路在不同结构中的不同作用，可以帮助技术人员在复杂的汽车电路中找到一些具有共性的基本规律，有助于技术人员更好的学习并应用汽车电子技术于实践中。

2分压电路的主要构成内容

现代汽车控制系统中应用的分压电路在本质上就是串联电路，即每一个电阻元件按照固定的顺序依次连接，构成了一个完整的串联电路，在这个电路中流通的电流是同一种，可以用基尔霍夫电压定律可以表示为“U=U1+U2+U3+U4+……+Un”，因为“U=IR”，所以又可以表示为“U=I×R1+I×R2+I×R3+I×R4+……+I×Rn”，又可以写为“U=I×（R1+R2+R3+R4+……Rn）”，而基本的串联电路电阻公式为“R总=R1+R2+R3+R4+……Rn”，即“U=I×R总”。由于串联电路各个部分的电流是相同的，所以电路电流可以表示为“I=U÷R总”，而本串联电路中每一个电阻元件的电压都可以用以下公式来表示，如1号元件两端的电压可表示为“U1=I×R1=U/R总×R1”，同理，2号元件两端的电压可表示为“U2=I×R2=U/R总×R2”，3号元件两端的电压可表示为“U3=I×R3=U/R总×R3”，4号元件两端的电压可表示为“U4=I×R4=U/R总×R4”……n号元件两端的电压可表示为“Un=I×Rn=U/R总×Rn”。从这些表达公式中可以看出，在以串联电路形式构成的分压电路中，电路中每一个电阻元件两端的电压都会与该元件自身的电阻形成正比的关系，根据“I=U/R”公式可知，串联电路电流不变时，电阻元件的电阻值越大，则其在串联电路中的电压分压就会越大。如图1所示，是分压电路作为汽车控制系统中的分压器使用时的使用模型，其中图1中标注的U0为电路中电阻R2分压值，可以作为输出信号使用。

3分压电路在现代汽车电气系统中的具体应用形式

3.1分压电路与偏执电压

现代汽车内部结构的充电系统结构包括蓄电池部分、充电指示灯部分及电压调节器等等，这些部分构成了完整的现代汽车充电系统，需要满足汽车日常的充电需求。当前汽车的充电系统中多数使用交流发电机，这类发电机的实用优势比较明显，其体积较小且结构简单，后续出现问题也易于维修，并且具有较长的使用寿命，即便是在汽车低速行驶时，也具有较好的充电效果，所以可以维持汽车的正常行驶，也成为多数现代汽车内部结构中为整车电气设备提供电能及蓄电的主要装置。从现代汽车充电系统中使用的交流发电机性能分析可知，其输出电压与转速之间的关系是正比例的，也就是说当交流发电机的转速上升，其电压值也会逐渐增大，但是现代汽车的日常行驶状况会逐渐变化，充电系统中的交流发电机的转速也会不断发生变化，最低为700r/分钟，最大为6000r/分钟，变化值就处于这两个数值之间，这种情况容易给交流发电机带来一定的负荷压力，导致发电机输出的电压值会不稳定，那么汽车内部的电器元件就容易因为电压不稳而受到损害。在这种情况下为保证汽车内部系统中各项电子元件与电子设备能够延长使用寿命并处于正常的工作状态，设计师通常会在充电系统中安装电压调节器来稳定电压输出。这类电压调机器包括两种形式，既有机械式的电压调节器，随着现代电子信息技术的发展，也出现了电子式的电压调节器，多数现代汽车充电系统中会安装电子式的电压调节器，因其精度较高且结构简单的优点而备受青睐，况且电子式电压调机器不需要维修，尤其是在一些日系汽车上，这种电压调节器的使用更为广泛。

为东风某车型中的电子式电压调节器使用模型，图示中以R1和R2两个部分串联成分压电路的结构，经过分析可以看出，a为两个电路串联以后分压线路的输出端口，可以直接检测到整体交流发电机的输出电压值，并向系统的三极管提供基础的偏置电压。该电子式电压调机器的运行原理是，当交流发动机处于较低的转速状态时，其输出的电压也会比调节电压更低，此时a点作为输出电压的端口，分压值就会较小，那么电子式调压器就会进行反向截止，导致V1端口的基本电压处于截止状态，而电源处的电压经过电阻元件R3的作用，会在V2处进行导通，那么交流发电机与励磁线圈之间是相同的，可以对交流发电机的电压起到调整作用。同理，在交流发电机的转速不断提升以后，其输出的电压值也会高于调节的电压值，此时a点处的分压会反向击穿V1处，并在V1处形成偏置电压，那么V1会导通，V2处的电压会因为V1处已经导通而数值变低，直到V2处的电压处于截止状态，则汽车充电系统内的交流发电机与励磁线圈处于断电的状态，那么发电机的输出电压就会处于调低电压的状态。

3.2分压电路与传感器

分压电路在汽车传感系统中的应用主要体现为控制信号的作用，多数汽车的环境及水温传感器会与汽车空调之间形成连接，均可以采用负温度系数所表示的热敏电阻，用于监控汽车内部的温度并维持其环境温度的舒适度。但是汽车系统中普遍使用的空调ECU只能对数字类信号进行处理，而不能在电子元件电阻变化的基础上直接进行处理，反而是通过电子元件电阻变化以后，将数值传输到传感器中，将电阻值的变化转换为能够与温度表达一致的数字信号后，可以进行处理，再以信号的形式返还给处理系统，而这些过程都是在分压电路过程中实现传递的。其基本的传输过程如下，汽车的环境传感器及水温传感器会分别于空调ECU连接，构成了以串联电路为主要形式的分压电路进行工作，分压端包括不同功能所需要的Va、Vb及Vc等等端口，经过整体串联系统中的A/D转换电路处理以后，会改变为数字形式的信号，核心设备空调ECU将数值进行运算，得出了相应的控制信号，即可以完成对车内温度、风速的调控，并为车内外循环系统的应用提供基础条件。

4结束语

现代汽车的电气控制系统构成比较复杂，各个功能的应用都需要相应的内部控制系统予以调节，所以现代汽车在构造过程中应用的电子元件较多，也需要相应的电阻元件予以调节电压，用于适应汽车在行驶过程中电压不断变化的环境，维持汽车各项功能的稳定。分压电路作为现代汽车电气控制系统中比较基础的串联电路形式，是以各类电阻元件的使用为主要形式的调压模式，在汽车系统的供压及传感等方面均有应用，无论是维持发动机的电压稳定，还是在汽车空调系统中的应用，都体现出非常重要的作用。

作者:陈海芹 单位:江苏省连云港工贸高等职业技术学校

电子技术研究4

数字电子技术是电类专业一门实践性很强的技术基础课，其实践教学在整个课程教学中占有极其重要的地位。数字电子技术实践教学设计以培养和提升学生实践能力和创新精神为目标，强化实践教学平台建设，创新实践教学模式，增加设计应用性和综合设计性实践内容，倡导自选性、协作性实验。这种教学设计对提高学生的自主学习能力、综合设计能力以及创新意识非常重要[1]。

1实践教学目标

数字电子技术实践教学分为实验教学和课程设计两个教学环节。实验教学为课内18学时、课外12学时。通过实验教学，学生掌握电子电路设计、安装、调试和测量技术，训练工程实践的基本技能，培养实事求是、严肃认真的科学态度和基本工程素质。课程设计为16学时，学生通过解决一两个实际问题，掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程，培养综合运用所学知识解决实际问题的能力，提升工程设计和创新能力。

2实践教学设计

在有限的时间内和一定的实验室条件下，以何种方式和内容进行课程的实践教学，是实践教学改革中一直探讨的问题。本着“精选内容、注重应用、启发创新”的原则，根据实践教学各环节的教学目标进行通盘考虑，使教学内容相互联系、相互渗透，形成较为完整的实践教学体系。数字电子技术实践教学设计如图1所示。实践教学设计以工程实践能力和创新能力培养为主线，将技能训练和素质培养贯穿于实践教学的各个环节。实践教学分为实验教学和课程设计两个教学平台，对学生进行三个阶段的技能训练，即基础、专业和综合技能训练；开设三个层次的实践项目，即基础性、设计应用性和综合设计性实验。实验教学设有7个实验项目，减少了验证性的基础实验，增加了设计应用性实验。实验教学安排由浅入深，从基础性到设计应用性，再到综合设计性实验，对学生进行基础技能、专业技能和综合技能的训练，提高学生的实际应用设计能力。在课程设计中，主要对学生进行电子技术综合技能的训练，设置了多路抢答器、数字频率计等综合设计训练项目，使学生掌握电子系统设计的一般方法和步骤。

3实践项目与内容

实验项目与内容如表1所示。在确保基础技能训练的基础上，增设了设计应用性实验，加强学生对中规模芯片的综合设计能力。每个实验设置了渐进性的实验内容，这既符合教学规律，使学生的实践能力逐步提高，又给不同专业、不同层次的学生提供了自由选择的余地，有利于因材施教地提高学生的综合素质。课程设计题目应具有综合性、趣味性、先进性，突出反映中大规模集成电路的应用，设置了多路抢答器、数字电子钟、交通信号灯等综合设计训练项目。

4教学方法与手段

在实践教学中，坚持以教师为主导、学生为主体的教学理念，积极推行启发式、探究式教学，根据教学内容选择适合的教学方式，实现教师从实践辅导到实践引导、学生变被动实践为主动实践[2]。

4.1教学方法

对于基础性实验，采取教师指导实验的教学方式，学生对单元电路进行理论验证和性能指标检测，了解实验的一般过程，进行基础技能训练。对于设计应用性实验，学生自行完成电路设计、元器件选择、电路安装和调试，培养分析检查、排除电路故障的能力，提高综合运用所学知识解决实际问题的能力，增强应用能力和工程设计能力。对于综合设计性实验，学生自行选择电路方案、设计实验电路、组装实验电路，拟订调整测试方案，了解各功能电路之间的相互影响，掌握各功能电路之间参数的衔接和匹配关系，提高电子系统设计的综合设计能力和创新能力。

4.2教学手段

采用多媒体课件、Multisim仿真等现代教学手段辅助实践教学，充分地展示教学内容，拓宽了学生知识视野，提高了实践教学效率和教学效果。将虚拟仿真和硬件实现相结合，利用Multisim软件进行中小型电子系统的设计、仿真，加快了电子电路设计实践的进程，为学生创新能力的培养搭建了平台[3]。

5教学实施与进程

数字电子技术实践教学实施进程如表2所示。采取课内(集中)、课外(分散)半开放式教学模式，学生除课内上实验课外，课外可在教室、宿舍或实验室自主进行电路设计、仿真、制板和调试，拓展了实践教学的空间和时间，摆脱了实验场所对学生的限制，提高了实验效率。实验二、五、六、七均安排电路板制作教学训练，每组的两个学生选择不同实验内容独立进行电路板制作、调试，加强了学生自主实践能力和团结合作意识的培养。所制作的电路板可作为课程设计的参考。课程设计以多路抢答器设计为例，多路抢答器系统结构方框图如图2所示。它由抢答电路、控制电路、秒脉冲发生电路、定时电路、报警电路和答题电路等构成。单元电路设计尽可能选择前期实验的设计电路，如秒脉冲发生电路、定时电路和报警电路，也可借助实验六内容(3)所设计的30秒定时/译码/显示/报警电路来实现。做课程设计时需要考虑定时电路、报警电路与抢答电路之间的时序关系，即控制电路如何控制定时电路中计数器和报警电路多谐振荡器的启停等。通过实验二内容(2)(3)、实验五内容(1)(2)(3)(4)、实验六内容(2)和实验七中所设计的8个电路为8位选手分配题目答案，如实验五内容(1)两数的加/减运算结果作为题目答案，或者实验五内容(3)两数的乘法运算结果作为题目答案。需要注意的是：答题电路输入信号的获得方式、输出信号的显示方式和相应位数等。实验教学和课程设计的有机结合，缩短了课程设计的周期，完成由单元设计向系统设计的过渡，掌握各功能电路之间参数的衔接和匹配关系，提高了学生综合运用知识的能力和创新能力。

6结语

本文对数字电子技术实践教学进行合理的教学设计，通过一系列设计应用性、综合设计性实验，使学生掌握电子系统设计的基本方法，培养学生综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力。实践内容以工程项目为背景，培养学生的工程实践能力。同时将虚拟仿真和硬件实现相结合，培养学生的创新能力和综合素质。

作者:梁丽 单位:北京工商大学人工智能学院