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關(guān)鍵詞:技術(shù)應(yīng)用型;通信電子線路;課程體系擴(kuò)展教學(xué)
作者簡介:楊宇(1976-),女,工程碩士,上海電機(jī)學(xué)院通信工程系講師
通信電子線路課程是電子、信息類相關(guān)專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,有很強(qiáng)的理論性、工程性和實(shí)踐性,對于技術(shù)應(yīng)用型本科院校學(xué)時(shí)壓縮、學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、技術(shù)技能要求高等矛盾,筆者在不斷地思考和探索,提出以下改進(jìn)措施。
一、課程體系擴(kuò)展教學(xué)
通信電子線路不僅是電子信息學(xué)科的一門專業(yè)課程,而且與學(xué)科中眾多課程有著密切相關(guān)的聯(lián)系。比如,電路分析和模擬電子線路課程為通信電子線路提供了電路分析的知識(shí)基礎(chǔ),信號(hào)與系統(tǒng)課程為其提供了信號(hào)分析的基本方法,同時(shí)通信電子線路又是通信原理課程的基礎(chǔ)。此外,通信電子線路還與高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、電磁場與天線等課程有著必然的聯(lián)系。如果相關(guān)基礎(chǔ)課程沒有掌握,學(xué)習(xí)通信電子線路課程就一定困難重重。應(yīng)用型本科教學(xué)對理論教學(xué)沒有傳統(tǒng)的本科教育的要求高,學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)不能很好地融會(huì)貫通,只在該課程的立場上理解問題,這導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)通信電子線路課程時(shí)感覺壓力很大。課程體系擴(kuò)展教學(xué)就是在講課過程中,幫助學(xué)生建立各課程之間的聯(lián)系,以一個(gè)學(xué)科體系為背景,讓學(xué)生建立課程的知識(shí)架構(gòu),理解學(xué)習(xí)內(nèi)容。在進(jìn)行通信電子線路課程的教學(xué)中,適時(shí)對基礎(chǔ)知識(shí)回溯教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生用已學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)解決通信電路問題。同時(shí),在通信電子線路教學(xué)中,講述實(shí)際應(yīng)用可以幫助學(xué)生展望后續(xù)課程的教學(xué)內(nèi)容,提高學(xué)生對通信電路的認(rèn)識(shí)和實(shí)用掌握。在教學(xué)中,提出課程體系的概念,能幫助學(xué)生全面了解學(xué)科的研究內(nèi)容和未來的方向,為學(xué)生指明學(xué)習(xí)的方向。
二、具體措施
1.精煉基礎(chǔ),引導(dǎo)引入
由于學(xué)生課程基礎(chǔ)不牢,所以教師要在教學(xué)中用精煉有效的描述帶學(xué)生復(fù)習(xí)回顧基礎(chǔ)知識(shí),并正確引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)理解分析通信電子電路的知識(shí)點(diǎn)。比如,在筆者講述諧振回路的過程中,對于電路中的電阻、電容、電感的參數(shù)等,從其高頻應(yīng)用的模型進(jìn)行介紹,并結(jié)合電路分析課程中三者的特性;在講解高頻小信號(hào)諧振放大電路時(shí),先復(fù)習(xí)模電中基本放大電路的結(jié)構(gòu)和分析方法,總結(jié)知識(shí)要點(diǎn),展示其與高頻放大器之間的相同之處,引出高頻放大電路的學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn),使學(xué)生可以很快進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。
2.引問題,重結(jié)論
通信電子線路課程知識(shí)點(diǎn)分散,理論性強(qiáng),又對基礎(chǔ)要求高,對于應(yīng)用型本科學(xué)校的學(xué)生來說,一直是難點(diǎn)。要解決這個(gè)問題,就需要先緩解學(xué)生心中的畏難情緒。在教學(xué)中,教師要多設(shè)計(jì)一些具有啟發(fā)性的有趣問題,讓學(xué)生在思考中學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí),在講解問題的過程中,盡量避免冗長的公式推導(dǎo),重要的是問題的結(jié)論,要能形象地描述出結(jié)論,持續(xù)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如,怎么理解LC回路的諧振狀態(tài)?LC回路失諧是呈現(xiàn)什么特性?在講解時(shí),公式的推導(dǎo)很多,學(xué)生懶得看或深究,實(shí)際諧振狀態(tài)就是回路輸出參量最大時(shí)的狀態(tài),可以結(jié)合小學(xué)自然課上橋梁共振的現(xiàn)象,幫助基礎(chǔ)不扎實(shí)的學(xué)生理解和掌握諧振的結(jié)論。講失諧時(shí)回路是容性還是感性,由于學(xué)生基礎(chǔ)不扎實(shí),容易混淆,可以并聯(lián)回路為例,討論電容、諧振電阻、電感三條之路并聯(lián),可以理解為不同的頻率信號(hào)選擇不同的三條路,頻率較低的選擇電感,頻率較高的選擇電容,頻率適當(dāng)?shù)模ㄖC振頻率)選擇電阻通道,這樣學(xué)生就較易理解這部分的結(jié)論。
3.合理運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)迅猛發(fā)展,對于電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有開拓意義。在通信電子線路課程的教學(xué)中可以適當(dāng)運(yùn)用此技術(shù),在課堂上展示通信系統(tǒng)模塊電路的運(yùn)行和結(jié)果,加深學(xué)生對內(nèi)容的理解,提高教學(xué)效果。通信電子線路作為電子信息相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課,地位毋庸置疑。筆者結(jié)合自身多年的教學(xué)工作,不斷探索適合的教學(xué)方法,希望對課程改革有一定促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】電子線路 自動(dòng)測試技術(shù) 在線測試 功能測試
電子線路的測試通常分為兩大類:
(1)在線測試(In Circuit Test ICT);
(2)功能測試(Funcdona|Test FT)
不同的測試方案所達(dá)到的故障檢測率也不一樣,第一個(gè)測試方案注重的是質(zhì)量,第二個(gè)測試方案注重的則是效率。不同的電子產(chǎn)品具有不同的電子線路,電子線路在不同的測試環(huán)境中,所檢測出來的結(jié)果是不同的,目前大多數(shù)電子檢測儀器檢測出來的故障大約在90%以上。
1 ICT在線測試
大部分在線檢測主要就是將安裝完畢的電路板進(jìn)行軟件測試,安裝之后的電子元件需要經(jīng)過仔細(xì)的檢查,確保每一個(gè)元件參數(shù)值都在規(guī)定的范圍之內(nèi)。每個(gè)元件的參數(shù)值都要和數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)值進(jìn)行對比,不合格的電子元件參數(shù)值,要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。參數(shù)值的檢查可以有效的判定該元件是否安裝正確,每一個(gè)電子產(chǎn)品的元件是不同的,元件不同就會(huì)導(dǎo)致電子參數(shù)值不同。元件檢查大致上分為有源測試和無源測試,無源測試就是指不接通電源,此時(shí)電路板和電源并不會(huì)聯(lián)通,簡單來說就是通過端口阻抗的方法來判斷元件的安裝是否正確。這種測試方法所適用的元件包括電阻,電容,電感,二極管,三極管等。有源測試則與無源測試的安裝原理不同,在測試的過程中,電路板和電源會(huì)相互整體連接,將每個(gè)所要測試的元件作為一個(gè)多端口網(wǎng)絡(luò)在輸入端口加上適當(dāng)?shù)男盘?hào)序列,檢測輸出端口響應(yīng)信號(hào)序列,從而判斷該元件的安裝是否正確。
2 有源測試
在電路板和電路接通的情況下,進(jìn)行的在線檢測成為有源檢測,這個(gè)時(shí)候被測試的原件可以通過端口,檢測電子產(chǎn)品的測試信號(hào)和測試矢量。在經(jīng)過電子產(chǎn)品端口檢測之后,可以根據(jù)具體的信號(hào)反應(yīng)來判斷元件是否正常。在測試電子產(chǎn)品尤其是變壓器時(shí),我們可以利用該種檢測技術(shù),對電子產(chǎn)品進(jìn)行檢測,最重要的就是要我對電子產(chǎn)品的電路芯片進(jìn)行功能測試。
2.1 強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)技術(shù)
電子設(shè)備的在線測試非常重要,被檢測的電子元件一定要在輸出的端口與本身原件相連接,被檢測的元件還包括前級驅(qū)動(dòng)電路。對于電子產(chǎn)品的原件檢測首先要發(fā)動(dòng)一定的信號(hào),不同的電子元件所存在的問題也是不一樣的,不同的電子元件存在著不同頻率的信號(hào)識(shí)別系統(tǒng)。在檢測的過程中我們可以通過頻率的反射,具體的評斷元件的具體故障位置,然后對元件的故障位置進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。存在問題的元件在檢測之后,需要電路和電源相接通,接通之后我們再來測試電子元件的信號(hào)頻率。這時(shí)經(jīng)過檢測的原件所發(fā)出的信號(hào),處于一種穩(wěn)定的狀態(tài),我們可以將電子產(chǎn)品的頻率設(shè)置為低電平。在檢測的過程中過高的電壓有可能會(huì)燒毀信號(hào)的來源,并且對元件本身也具有一定的損害。在對電子產(chǎn)品檢測的過程中,電子元件的內(nèi)部會(huì)傳出一定的信號(hào),信號(hào)在一定程度上都會(huì)對電子元件的內(nèi)部造成一定的輸出阻礙。所以在檢測的過程中,我們一定要將電壓調(diào)試在一定的范圍之內(nèi),這樣才可以更加精準(zhǔn)地去檢測信號(hào)的正確性。
2.2 邊界掃描技術(shù)
邊界掃描技術(shù)可以使電路芯片得到規(guī)范化的測試,在一定程度上可以減少電子元件的檢測步驟,可以節(jié)約電子元件的檢測時(shí)間。應(yīng)用邊界掃描測試技術(shù),可以擴(kuò)大電子元件的生產(chǎn)規(guī)模和規(guī)模集成化,在檢測的過程中,首先我們要對電路中的電壓進(jìn)行穩(wěn)定測試,其次還要對電子元件中的芯片進(jìn)行檢測。只有在測定信號(hào)處于一種穩(wěn)定的狀態(tài),才可以展開更加深層次的電子原件檢測。DI是測試信號(hào)的串行輸入端口;DO是測試信號(hào)的串行輸出端口;DC是測試信號(hào)的時(shí)鐘脈沖輸入端口。在檢測的過程中,首先要確保內(nèi)部的每一個(gè)電路都處于一種暢通連接的狀態(tài),其次就要對每一個(gè)電路進(jìn)行正常的開關(guān)閉合。只有當(dāng)電路長期處于種聯(lián)通的狀態(tài)之下,才可以確保當(dāng)端口輸入指令事才會(huì)做出相應(yīng)的應(yīng)急狀態(tài)。引腳相連的開關(guān)必須接通,在這種穩(wěn)定的情況下才可以更好的去檢測外部電路的穩(wěn)定性,對引腳直接進(jìn)行測試。與此同時(shí)還可以相應(yīng)的去檢查外部電路是否存在這短路的現(xiàn)象,如果電路出現(xiàn)了問題要對電路進(jìn)行及時(shí)的解決。確保電子產(chǎn)品的集成芯片可以多次串聯(lián),從而可以簡化電路的整體測試步驟。
3 FT功能測試
將一臺(tái)電子設(shè)備,或者是一塊兒電路板作為黑箱進(jìn)行處理,這種工作理念才是功能測試的主導(dǎo)思想。通過這種對外連接的信號(hào)輸出方式,可以確保電子產(chǎn)品在一段時(shí)間內(nèi)位置在正常的運(yùn)作狀態(tài),當(dāng)電子產(chǎn)品顯示正常的輸入信號(hào)時(shí),可以對電子設(shè)備進(jìn)行電源接通準(zhǔn)備。在一定程度上可以減少電子元件的檢測步驟,可以節(jié)約電子元件的檢測時(shí)間。這種方案存在著許多的優(yōu)點(diǎn),可以使電子設(shè)備的檢查更加的專業(yè)化。在一定程度上,有效地提高了故障的檢測率,節(jié)約了許多成本,同時(shí)也降低了設(shè)備的維修價(jià)格。當(dāng)把電子元件插入到計(jì)算機(jī)的各個(gè)步驟之中時(shí),我們可以精準(zhǔn)的發(fā)現(xiàn),計(jì)算機(jī)的軟件編程具體內(nèi)容,通過解決方案,我們可以具體地了解子元件的故障位置。在電子元件維修的整體,我們不難發(fā)現(xiàn),電子元件的開發(fā)周期非常的長。電子設(shè)備的在線測試非常重要,被檢測的電子元件一定要在輸出的端口與本身原件相連接。
4 結(jié)束語
不同的測試方案和功能測試都存在著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),從整體上來說我們需要根據(jù)電子產(chǎn)品的具體特點(diǎn)來選應(yīng)相應(yīng)的測試方案,這樣我們可以保證電子產(chǎn)品的質(zhì)量。通過不同的方案對電子產(chǎn)品進(jìn)行測試,可以保證電子產(chǎn)品的優(yōu)秀出產(chǎn)率,一般來說電子產(chǎn)品首先要進(jìn)行在線測試,然后再對其功能進(jìn)行精準(zhǔn)的測試,最終才可以確保電子產(chǎn)品的最終產(chǎn)品質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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1簡述
電子線路的干擾也就是在電子產(chǎn)品進(jìn)行正常工作時(shí),對自己或者是別的設(shè)備帶來的影響,干擾包括很多方面,其中主要是溫度的干擾、振動(dòng)的干擾、濕度的干擾、聲波的干擾以及電磁波的干擾等。同時(shí)干擾通常具有干擾源,它可能是設(shè)備本身帶來的,也可能是設(shè)備外部系統(tǒng)帶來的,其中電磁干擾在生活中比較常見,并且危害也比較大,不僅對設(shè)備周圍的事物造成傷害,還容易對設(shè)備自身造成傷害。
2電子線路中常見的干擾
2.1電網(wǎng)的干擾
在電子線路常見到的干擾中,電網(wǎng)的干擾分布比較廣泛,不僅在繁華的地區(qū),在人煙稀少的地區(qū)也有電網(wǎng)的干擾。通常,電網(wǎng)的交流電通過進(jìn)行整流,然后濾波以及穩(wěn)壓的工作為各種電子線路提供直流電源。在這個(gè)過程中,干擾信號(hào)和交流電源一塊進(jìn)入電子設(shè)備的系統(tǒng)中,導(dǎo)致電子線路出現(xiàn)故障,影響電子線路的正常工作。
2.2地線的干擾
地線的干擾在電子設(shè)備系統(tǒng)干擾中占主要部分。通常在電子設(shè)備系統(tǒng)中各個(gè)電子線路使用同一個(gè)直流電源,在這個(gè)過程中,各個(gè)地方的電子線路的電流都會(huì)經(jīng)過同一個(gè)地電阻,這時(shí)會(huì)形成電壓降,而電壓降也就是各個(gè)電子設(shè)備的噪音干擾信號(hào),這也就是地線的干擾。
2.3信號(hào)通道的干擾
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,信號(hào)通道的干擾逐漸被人們所關(guān)注。在進(jìn)行遠(yuǎn)距離的測量工作或者通信工作中,由于距離很遠(yuǎn),導(dǎo)致電子設(shè)備的輸出以及輸出信號(hào)都比較的長,然而線間卻很近,所以信號(hào)在傳遞的過程中,容易受到信號(hào)線之間的串?dāng)_和電磁場的干擾等,導(dǎo)致傳遞的信號(hào)發(fā)生突變,影響電子線路的正常運(yùn)行。
2.4空間電磁輻射的干擾
在一系列的干擾中,地線的干擾和電網(wǎng)的干擾對人們的影響比較嚴(yán)重,然后是信號(hào)通道的干擾和電磁輻射的干擾。對于空間電磁輻射的干擾,工作人員只要確保電子設(shè)備與干擾源的距離,并且采取相應(yīng)的保護(hù)措施即可。
3解決電子線路中干擾線路設(shè)計(jì)法
3.1抗電網(wǎng)干擾的線路設(shè)計(jì)法
在電子線路中,抗電網(wǎng)的干擾措施可以參考圖1。在這個(gè)過程中,工作人員主要要確保交流電的穩(wěn)定,避免電源出現(xiàn)電壓過?;蛘唠妷翰蛔愕默F(xiàn)象。同時(shí)選擇合理的電源濾波器,消除串模的干擾,然后選擇帶有屏蔽層的變壓器,來減少電容,避免高頻信號(hào)的干擾,并且采取雙T濾波器抑制頻率的干擾,最后使用0.01—0.1uF的電容連到直流穩(wěn)壓的電路上來濾除高頻的干擾,是電子設(shè)備能夠正常的工作運(yùn)營。
3.2抗地線干擾的線路設(shè)計(jì)法
在電子線路工作中,對于地線的干擾,工作人員可以采取以下措施:首先工作人員一定要使用一點(diǎn)接地的方法,也就是把各個(gè)線路整合到一起,從一個(gè)統(tǒng)一的地方進(jìn)行接地處理。但是在印制電路板上由于使用此方法不太方面進(jìn)行施工,因此工作人員可以采取串聯(lián)接法來避免噪音的干擾,同時(shí)在安裝的過程中可以把地線的寬度增大。其次對于強(qiáng)信號(hào)和弱信號(hào)的安裝,一定要分開,保持一定的距離,最后在使用一點(diǎn)接地的方法。同時(shí)對于模擬地和數(shù)字地也要分開進(jìn)行安裝,避免交叉在一起。除此之外,工作人員一定采取合適的接地線,以便于減少接地電阻。
3.3抗信號(hào)通道干擾的線路設(shè)計(jì)法
在電子線路工作中,對于信號(hào)通道的干擾,工作人員主要采取兩種措施:一種是雙絞線傳輸,另一種是光電耦合傳輸。在雙絞線傳輸工作中,工作人員首先選擇好兩條線,一個(gè)是信號(hào)線,另一個(gè)是地線。在電子線路的工作中使用這種方法,主要是為了避免信號(hào)地線的干擾、空間電磁的干擾以及線路之間的串?dāng)_等。通常在空間電磁場中,各個(gè)絞環(huán)里面所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢幾乎是相同的。當(dāng)使用雙絞線傳輸時(shí),每個(gè)線之間的感應(yīng)電動(dòng)勢可以抵消。所以信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中,不會(huì)遭到干擾的破壞。除此之外,由于兩條線上的信號(hào)電流方向相反,且大小相同,可以相互抵消,避免干擾的影響。對于噪音的干擾,工作人員可以采取光電耦合器進(jìn)行解決。其中光敏三極管和發(fā)光二極管是它最重要的組成部分,把它們結(jié)合在一起,就能夠有效地避免噪聲的干擾。除此之外,若是電子設(shè)備的各個(gè)電路之間都設(shè)計(jì)成使用光電耦合器進(jìn)行傳輸信號(hào),那么即使進(jìn)入的噪聲的信號(hào)的內(nèi)阻比較高,但由于光電耦合器的作用,會(huì)使噪音信號(hào)變小,因此只能產(chǎn)生微電流,不能夠使二極管發(fā)光,因此也就阻止了信號(hào)地線上噪音的干擾。
結(jié)束語
1.1改進(jìn)教學(xué)方法,豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段
依據(jù)學(xué)生主體的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、年齡特點(diǎn)、心理特點(diǎn),科學(xué)合理地綜合利用各種方法,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、研究興趣和創(chuàng)新意識(shí),提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和有效性。⑴根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),靈活采用現(xiàn)代的信息技術(shù)手段。不同知識(shí)點(diǎn)有其最佳的表現(xiàn)方式,數(shù)學(xué)推導(dǎo)性強(qiáng)、需要較多反應(yīng)和思考時(shí)間的內(nèi)容,宜用板書,可以使推演、講解和思考步調(diào)一致;簡單陳述性、直觀性的內(nèi)容適合采用視覺表現(xiàn)力強(qiáng)的多媒體課件(如各類典型電路和曲線圖)。課程建設(shè)計(jì)劃在原有多媒體課件的基礎(chǔ)上,補(bǔ)充新技術(shù)、新發(fā)展,并進(jìn)一步優(yōu)化其內(nèi)容和形式。⑵鼓勵(lì)教師從科研成果中提煉教學(xué)題材,豐富教學(xué)內(nèi)容,以科研促進(jìn)教學(xué)。《高頻電子線路》工程特色濃厚,不僅知識(shí)點(diǎn)繁多,而且分析方法靈活,既有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摲治鲇钟泄こ躺系慕坪雎?,往往使初學(xué)者難以適應(yīng)。在教學(xué)中,鼓勵(lì)教師結(jié)合自己的科研工作,用生動(dòng)的科研實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握分析問題的要領(lǐng),與學(xué)生分享科研過程中的成功經(jīng)驗(yàn)與失敗教訓(xùn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高學(xué)習(xí)的動(dòng)力。⑶課內(nèi)教學(xué)與課外創(chuàng)新相結(jié)合,將理論傳授-綜合應(yīng)用-自主創(chuàng)新三個(gè)環(huán)節(jié)貫通一體?!陡哳l電子線路》理論來源于實(shí)踐,學(xué)以致用是理論學(xué)習(xí)的最終目的。通過在原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步增加綜合性、設(shè)計(jì)性、開放性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容,以提高學(xué)生的實(shí)踐能力、分析問題、解決問題的能力及創(chuàng)新能力。通過課外科技活動(dòng)的開展,盡可能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力。
1.2完善教材建設(shè)
教材建設(shè)是課程建設(shè)的重要內(nèi)容,教材的選擇直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果,課程組成員通過課程負(fù)責(zé)人的帶領(lǐng)來完成實(shí)驗(yàn)教材和輔助資料的自編和整理工作,主講教材和輔助教材的自編和出版也將制定詳細(xì)的計(jì)劃。同時(shí),在教材建設(shè)過程中注重青年教師的同步培養(yǎng),盡可能讓青年教師更多參與此項(xiàng)工作,擴(kuò)大受益面。編寫教材是一項(xiàng)艱苦繁重的工作,好的教材需要作者全面的知識(shí)結(jié)構(gòu)、對內(nèi)容的透徹理解、豐富的科研實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及流暢的文字表達(dá),這會(huì)促使青年教師對自身不足有清醒的認(rèn)識(shí),將壓力轉(zhuǎn)化為動(dòng)力,積極參與科研和教改實(shí)踐,加快青年教師的成長步伐。
1.3建立數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享
以重點(diǎn)課程建設(shè)為契機(jī),利用數(shù)字化校園的網(wǎng)絡(luò)課堂,搭建課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。該平臺(tái)突出課程資源滾動(dòng)積累與共享,主要包括課程基礎(chǔ)信息、課程教學(xué)內(nèi)容、課程授課視頻錄像、課程互動(dòng)答疑、教學(xué)評價(jià)與評測、課程組織與管理、輔導(dǎo)教學(xué)工具等子系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上講義瀏覽與下載、作業(yè)處理、師生討論、教師答疑、問題集錦、自測練習(xí)、教學(xué)信息等功能。
2總結(jié)
【關(guān)鍵詞】高沖擊;電子線路灌封材料;緩沖機(jī)理
現(xiàn)在國際競爭日趨激烈,國際武器裝備朝著更加先進(jìn)的方向發(fā)展,為了提高武器的先進(jìn)性,現(xiàn)在大多數(shù)武器都追求較高的速度與大功率。在武器有較高的速度與功率的同時(shí),也帶來了一些問題,例如速度較高時(shí)具有較高的沖擊性與振動(dòng)性,武器在使用的過程中存在沖擊與振動(dòng),將會(huì)使得電子器件受損嚴(yán)重,電子器件的受損嚴(yán)重就會(huì)進(jìn)一步影響到武器的精度和使用效率,為了減少在高速度與大功率的條件下對武器的精度和使用效率所造成的影響,就必須選用緩沖吸能效果比較好的電子灌封材料,從而減少這種不利的影響。
1電子線路灌封材料的緩沖機(jī)理
電子線路灌封材料在進(jìn)行緩沖的過程中,就是能量吸收的過程,利用能量稀松來減弱或隔離武器發(fā)射或撞擊目標(biāo)時(shí),電子線路所受到的,沖擊,就比如灌封材料具有較強(qiáng)的粘彈性,例如硅橡膠,在硅橡膠受到外界應(yīng)力的沖擊下,會(huì)發(fā)生分子鏈的變形,而分子鏈之間也會(huì)產(chǎn)生一定的位移,在外界的沖擊力消失之后,受到變形的分子,還要恢復(fù)原形。根據(jù)能量守恒原理,此時(shí)就必須交所受的外力釋放出來,但是材料的變形不能完全地還原為起初的樣子,這時(shí)候就能夠一定的沖擊能量,此時(shí)的變形與所能能夠吸收的外界力成正比例關(guān)系。如下圖所示可以進(jìn)一步進(jìn)行分析得出:圖1為典型的低密度多孔緩沖材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線,它包括3個(gè)階段:彈性變形AB;屈服平臺(tái)BC;材料壓實(shí)區(qū)CD。表明材料在進(jìn)入C-D區(qū)之前經(jīng)過了B-C區(qū),即材料在壓實(shí)之前經(jīng)過了一個(gè)屈服平臺(tái),說明材料具有吸能緩沖作用。而且鑒于這個(gè)平臺(tái)的比值較低,所以材料在被壓實(shí)之前不可能傳遞高于平臺(tái)的力。灌封材料在另一方面還能有效的將物體所受撞擊力時(shí)的應(yīng)力波進(jìn)行衰減,在物體受到外力沖擊的情況下,材料的彈性變形會(huì)將一部分作用力進(jìn)行有效的隔離與衰減。此外電子線路灌封材料的粘彈性,也會(huì)使應(yīng)力波在傳播的過程中逐漸的衰減,直至消失。有實(shí)驗(yàn)曾經(jīng)表明,常用灌封材料的波阻抗低,僅有鋼材的0.001-0.0001倍,在沖擊波,從彈性載體投射到灌封材料中時(shí),應(yīng)力幅值減少,約0.001-0.0001倍。圖2為某種密度聚氨酯泡沫塑料在SHPB實(shí)驗(yàn)中經(jīng)歷了應(yīng)變率為102~103/s的沖擊時(shí),輸入桿輸出與桿上典型的應(yīng)力波形,從圖中可以看出,透射波形的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過入射脈沖的長度,透射波的強(qiáng)度福祉叫入射波的小許多,因此泡沫材料在受到外界的沖擊下,由于泡沫材料的緩沖效果使得應(yīng)力波在穿過其后產(chǎn)生了較大的衰減。
2電子線路灌封材料的選擇
在對電子線路灌封材料進(jìn)行選擇的時(shí)候,要根據(jù)電子產(chǎn)品所處的環(huán)境以及電子產(chǎn)品將來所使用到的性能進(jìn)行選擇,一定要將各種電子不同材料的性能,發(fā)揮到極點(diǎn),從而滿足產(chǎn)品所設(shè)計(jì)的要求。在進(jìn)行灌封材料選取時(shí),一定要選擇灌封材料必須是緩沖吸能效果好、應(yīng)力波傳播衰減速度快、幅值大的材料,對于灌封材料選取,可以從下面幾個(gè)方面進(jìn)行選擇。
2.1電子灌封材料的選擇
首先要對不同種類的材料緩沖吸效果有正確的判斷,要對材料進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)分析,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)完成后要選擇材料的吸能率較高的,因?yàn)椴牧系奈苈矢?,表示材料所緩沖吸能的效果好。有時(shí)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)果作出能量吸收圖,來幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)行直觀的觀察,從而做出正確的選擇。能量吸收圖,能夠直觀地表示出電子線路緩沖材料,在不同密度與應(yīng)變率的條件下它的性能狀態(tài)??梢杂梦芮€和能量吸收圖,表示低密度多孔材料的吸收特性,這兩種特性由實(shí)驗(yàn)測得。首先測出材料應(yīng)力應(yīng)變曲線,曲線上屈服平臺(tái)趨勢下所圍成的面積即為材料受力過程中所吸收的能量,用E表示材料的吸能率,I表示理想吸能率,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:從此公式中,我們能夠明顯的看出E、I值越大材料的吸能特性越好。所謂的吸能曲線,是指吸能效率圖和吸能理想圖,當(dāng)需要綜合了緩沖材料在不同密度,應(yīng)變率條件下的最佳吸能狀態(tài)點(diǎn)時(shí),應(yīng)借助于能量吸收圖。能量吸收圖,表示了某一密度范圍內(nèi)單位體積泡沫塑料吸收的能量與峰值應(yīng)力的關(guān)系,如果選擇了臨界損傷應(yīng)力,能量吸收圖給出不超過應(yīng)力峰值而吸收最大能量的泡沫材料的密度。圖3是給出的聚氨酯泡沫塑料的能量吸收圖,Ey為基體材料的楊氏模量。
2.2應(yīng)力波在粘彈性材料中傳播系數(shù)和衰減指數(shù)的確定
泡沫材料在應(yīng)力波加載條件下的緩沖效果,由傳播系數(shù)和衰減指數(shù)表示。以一個(gè)端部受到的軸向撞擊的一維線性粘彈性桿為例,粘彈性桿在軸向應(yīng)力的作用下,其中,,為某一橫截面處沿X軸正向和負(fù)向傳播的波,引起的軸向應(yīng)變的傅里葉變化,可由實(shí)驗(yàn)測得,在該點(diǎn)貼應(yīng)變片,測出由于撞擊產(chǎn)生的互不重疊的入射波和自由端的反射波,進(jìn)行傅氏變換得出。γ(ω)是一個(gè)重要參數(shù),反映了材料本身引起的應(yīng)力波的衰減和彌散,我們將其稱為傳播系數(shù),在傳播系數(shù)進(jìn)行確定時(shí),使用兩種方法。
2.3填料加入量的控制
圖4是一種典型的環(huán)氧樹脂固化物的內(nèi)應(yīng)力隨玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg的變化示意圖。通常要求有較高的Tg以確保灌封體有良好的可靠性,特別是當(dāng)灌封電路體在高溫條件下工作或可能發(fā)生熱循環(huán)的情況。試驗(yàn)表明,每種混合料都有一個(gè)適當(dāng)?shù)奶盍蠞舛?在此濃度下混合料的熱膨脹系數(shù)和彈性模量都具有最佳值,既達(dá)到低應(yīng)力狀態(tài),又具有較高的Tg。通過控制填料的加入量,可以改變灌封電路體的熱膨脹系數(shù),達(dá)到調(diào)節(jié)應(yīng)力的目的。
3電子線路灌封材料的緩沖措施
在武器彈丸發(fā)生作用的時(shí)候,如果引線電路沒有正確的緩沖措施,這個(gè)時(shí)候一旦彈丸開始發(fā)生作用就會(huì)發(fā)生劇烈的振動(dòng),設(shè)備中的元器件在受到這個(gè)劇烈的振動(dòng)后,因?yàn)槭芰Φ那闆r,這就會(huì)導(dǎo)致設(shè)備中的元器件受到很大程度的損壞,眾所周知元器件在武器中的作用是不可忽視的,它關(guān)乎著整個(gè)武器能否正確的發(fā)揮作用的全部過程,一旦設(shè)備中的元器件受到一定程度的損壞,甚至是微弱的損壞這將會(huì)進(jìn)一步影響到程序輸出過程中的錯(cuò)誤,所以為了防止元器件受到損失導(dǎo)致程序輸出錯(cuò)誤的發(fā)生。所以為了保護(hù)設(shè)備中的元器件不受到外界力的沖擊時(shí)所損壞某些器件,影響設(shè)備的準(zhǔn)確率,這就必須通過以下途徑來進(jìn)行電子線路緩沖。(1)電子元器件一定要選用具有抗高過載能力的,抗高過載能力的電子元器件在受到外界沖擊時(shí),能夠有較強(qiáng)的自我抵抗能力,防止電子元器件因?yàn)槭艿酵獠康?,撞擊,?dǎo)致自身的某些線路斷開,甚至是焊點(diǎn)脫落,抗高過載能力能夠保護(hù)電子元器件,保證電子元器件在高沖擊下具有一定的使用壽命。(2)電子元器件在電路板上要有一定合理的布局,使得他們在電路板上的質(zhì)量分布均勻。元器件的質(zhì)量中心,盡量為電路板的中心位置,防止在運(yùn)動(dòng)過程中,會(huì)因?yàn)殡x心力而受到損害。電子元器件一旦受到離心力的作用,將會(huì)受到巨大的損害,電子元器件的質(zhì)量中心如果偏離電路板的中心位置,這在離心力的作用下會(huì)嚴(yán)重的導(dǎo)致其某些器件,在旋轉(zhuǎn)運(yùn)行過程中受到質(zhì)量偏移問題,導(dǎo)致因?yàn)殡x心力的作用將某些元器件而甩落。(3)有一些質(zhì)量較大的電子元器件,他們在電路板上印刷時(shí),要采用固定的結(jié)構(gòu),必須要將引線進(jìn)行捆扎,并根據(jù)一定的距離進(jìn)行捆綁固定,這是因?yàn)檫@些較重的元器件與離心力作用發(fā)生時(shí)會(huì)導(dǎo)致其脫落,由前面可知,離心力將會(huì)導(dǎo)致電子元器件的線路斷裂或者是元器件的斷腳、脫焊等都有可能發(fā)生,所以為了防止電子元器件在離心力的作用下發(fā)生這種問題,一定要將電路板在進(jìn)行印刷時(shí)將其固定,用導(dǎo)線或者線束及電纜進(jìn)行捆扎,這樣就能夠有效地保障電子元器件受到離心力作用,發(fā)生斷線或者是脫焊的問題存在。(4)電子線路灌封材料還必須具有一定的工藝性,工藝性較好的灌封材料才能夠根據(jù)罐封裝形式,走線等來保證灌封的質(zhì)量,避免產(chǎn)生固化應(yīng)力。電子線路灌封材料中電子模塊元器件,在封裝時(shí)它的形式各不相同,而且電子模塊元器件的大小也不同,因此它的封裝形式是不同的。而且有一部分是相互重疊的,這部分重疊的地方,他們的線路走向是十分密集的,為了保證電子線路灌封的質(zhì)量,這就要求灌封材料在,常溫下具有較好的流動(dòng)性,較強(qiáng)的固化收縮率,借此來避免產(chǎn)生固化應(yīng)力,減小進(jìn)電子模塊元器件的損傷。(5)引信承受的過載超過50000g重力加速度時(shí),比如在彈丸侵徹混凝土或鋼板時(shí),電路圖需要用兩級緩沖,其中第一級采用灌封材料,將電路模塊固化與鋁制殼體內(nèi),該殼體固定在由V型或W型鋼性緩沖彈簧組成的二級緩沖體上,當(dāng)過載超過某一極限時(shí),剛性彈簧產(chǎn)生較大的塑性變形,達(dá)到減小過載峰值的作用。
4結(jié)論
高沖擊下電子線路灌封材料是比較關(guān)鍵的制作材料。本文通過以上對電子線路灌封材料的緩沖機(jī)理進(jìn)行了分析研究,得出了電子線路灌封材料,是由于灌封材料具有一定的能量吸收能力,其次還具有能力衰減與彌散的能力。后面又根據(jù)灌封材料的性能進(jìn)行了灌封材料的選取,根據(jù)電器元件的不同,使用性能與工作環(huán)境進(jìn)行材料的選擇。文章的最后又對電子元器件的緩沖措施進(jìn)行了一定的論述,為了保護(hù)電子線路在高沖擊下受到破壞,需要選用具有較高的抗過載能力,,還要求電子元件有合理的質(zhì)量分布,還要講究電子元器件灌封材料的工藝性,對于質(zhì)量較大的電子元件進(jìn)行元件的捆綁等措施。因此電子元件進(jìn)行得出了要想將武器的速度與功率進(jìn)行提高,就必要要將武器中的電子元器件采取一定的保護(hù)措施,與選擇措施。從而保證電子元器件在使用的過程中不會(huì)存在問題導(dǎo)致失敗。
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