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数字电子技术论文范文1
多媒体技术的发展为教学中的视听结合提供了可能,将多媒体适时地、合理地引入课堂教学,利用其对视觉、听觉等多渠道、多感官的综合刺激,不仅有利于激发学生的学习兴趣、营造和谐互动的课堂气氛,而且有利于提高教学效率和学生学习效果。
在充分分析课程内容的基础上,我们设计了一套“板书式”的多媒体教学课件,实现了多媒体与教学思路的同步、与传统板书的有机结合。
所谓“板书式”的多媒体课件,是指根据教学思路,将复杂的器件内部结构、电路原理图以及时序图等,按照其内在的逻辑关系、时序关系,以动画的形式分层、逐步的出现。这样,一方面节省了大量板书画图表的时间,提高了教学效率;另一方面,利用了多媒体形象、动态、多彩的特点,弥补了传统板书的不足,使现实中原本动态的、立体的内容重现其动态本质,使教学生动、直观,活跃课堂气氛。通过动画的剖析,充分展示了教师分析问题、解决问题的思维过程,有助于培养学生的学习和思维能力。
三、EDA技术的引入
数字电子技术基础主要包括数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路等。这些内容理论难以掌握,但通过一些与实际生活联系紧密的实例,用实验的方式可以直观形象地展示电路的功能及特性。如555定时器可构成门铃电路、监控电路;触发器可组成抢答器;计数器可以组成数字电子钟等。
在理论课教学中,由于无法接触到实物直接用于实验实现,我们引入了EDA技术用于搭建虚拟电子工作平台,主要是用到EWB软件。
EWB(E1ectronlcsWorkbench)又称虚拟电子工作平台,目前EWB已经成为在我国高校电子技术课程教学中应用最为广泛的一种软件,被誉为“计算机里的电子实验室”。教师在理论教学过程中可随时利用EWB对所讲授元器件或电路进行仿真和分析,增加学生对所学知识的感性认识,提高理论教学效果。学生也可利用业余时间自己动手使用EWB分析设计各种在实验教学中无法实现的电路,开展各种探索性、研究性实验,培养创新能力。这一切仅需要一台计算机和一部EWB软件,不再受场地、实验学时、设备等各种客观条件的限制。
四、EWB在课堂教学中的应用
在课程讲授中,我们结合多媒体课件,首先提出问题引导学生思考,例如,在讲授触发器章节内容时,先引入了基本RS触发器的电路图,如图1所示,要求同学们分析这个电路的真值表,因为通过组合逻辑电路章节的学习,这个分析工作他们是能够胜任的。通过课堂讨论,同学们纷纷表示,这个电路真神奇,用的还是基本的逻辑门电路,但是输出不仅仅跟当时的输入有关,还跟电路以前的输出有关。
引起了同学们的兴趣后,我们又在EWB平台上进行仿真实验,验证了我们分析得到的真值表。通过预分析和仿真实验,学生们对触发器这类电路很感兴趣,接下来的内容就很容易被大家接受了。如图2所示。
在讲授优先编码器内容时,根据优先编码器的原理,我们设计了一个8线-3线优先编码器,它具有8个低电平输入有效的编码输入端和1个低电平有效的编码器片选信号。输出为3位二进制反码。电路设计出来我们需要了解其效果,以验证电路是符合我们的真值表的。在EWB的库中,74148是一个根据我们的设计思路实现的8线-3线优编码器,其功能表与我们的真值表完全一致,所以用74148代替我们设计的电路,连线后利用高电平有效的红色探测器演示输出信号的高低电平情况,发现当片选信号为低电平并且所有的输入编码请求都无效时,显示输出编码结果三盏灯全亮,说明输出编码结果为“111”,如图3所示;当片选信号为低电平并且输入编码端7有效时,不论其它输入编码端是否有效,显示输出编码结果的三盏灯全灭,说明输出编码结果均为“000”,如图4所示,与真值表一致。
通过EWB的仿真演示,学生们不仅掌握了优先编码器的功能,还了解了其使用方法,促进了他们对组合逻辑电路设计方法的信任,对自己设计结果的信心。
五、结语
教学手段的不断进步是课程教学模式改革的基础。从教学方式上,我们将单一的课堂讲授,转变为课堂教学、实验教学等多种形式交叉并用的新型教学方式。注重“教师主导、学生主学”的教育思想,在改革教学方法的同时,将传统教学手段与先进的教学手段相结合,通过把电子教案、多媒体课件等多种教学手段引入教学过程中,极大地丰富了教学内容。
而通过课堂上的仿真实例,不仅让学生了解EDA技术,而且也帮助学生加深对抽象概念的理解,增加授课的生动性和灵活性,激发学生的学习兴趣,大大提高教与学的效率,达到了事半功倍的效果。
【摘要】《数字电子技术基础》是通信、电科、自动控制等专业的一门重要的专业基础课,是一门实践性较强的课程。将理论学习与实验教学无缝衔接一直是电子技术教学过程中需要着重解决的问题。本文拟将EDA软件带入数字电子技术基础课程的理论教学中,以此培养学生的学习兴趣,提高教学效果。
【关键词】数字电子技术课程教学改革
参考文献:
[1]黄瑞祥.数字电子技术[M].浙江大学出版社,2007.
数字电子技术论文范文2
一、教学体系改革
修改教学大纲和授课计划,缩减“数字电子技术”课程的授课学时,由64学时改为48学时。在教学内容上要紧跟科技发展,结合实际工作需求调整教学内容,保证基础知识讲透彻,减少冗余知识点,摒弃陈旧内容,增加前沿科技,深入浅出的引导学生学习。对本科生教学要注重基本电路原理分析,将简单器件的原理解释清楚。将该课程分解为“数字电子技术”和“数字电子技术实验”两门课,增加实验课时,增加对实验室的建设投入,开放实验室,建立大学生创新实验室,鼓励学生利用实验室自主学习。
二、教学方法改革
1.探究式教学
在理论教学中,注意引导学生主动提出问题、思考问题、解决问题,以增强其对理论知识的理解。首先由老师提出问题,启发学生采用新方法解决问题。例如,由具有逻辑相邻性的最小项相加可以合并为一项,并消去一个不同因子,启发学生是否可以利用图形的方式,使逻辑相邻的最小项在几何位置上也相邻,由此引出卡诺图化简。在CMOS门电路讲解中,可以由普通CMOS反相器输出端直接连接引起的短路问题,引出OD门来解决输出端线与的功能。
2.计算机辅助教学
多媒体辅助教学(CAI)已经成为一种广泛应用的教学方式,在教学中如果能够充分利用多媒体技术,将大大丰富课程的内容、增强其理解性。因此在教学改革中,对PPT进行全面改进,增加电路板、集成芯片等实物照片,对复杂的工作原理和物理现象增加动画演示。在传统PPT教学的基础上,充分利用电路仿真软件Multisim对电路工作过程进行模拟仿真。该软件提供了一个丰富强大的元件库及虚拟仪器,可对复杂的电路原理图进行仿真分析。例如,教学过程中,理论分析之后,用该软件对CMOS和TTL门电路进行仿真,通过仿真软件可以测量出门电路各部分原件的电压、电流值,与理论分析相结合,使学生更容易理解CMOS和TTL门电路的基本原理。受到实验设备、经费、课时等条件的影响,理论知识有很大一部分不能在实验课当中得到验证,因此借助Multisim软件对数字电路进行仿真,可以提高学生的学习兴趣,增加学生理论与实践相结合的能力。
三、实践教学改革
1.实验教学
实验是工科类专业中非常重要的一个环节,通过亲自动手实验,可以增强学生对理论知识的理解,适当增加实验的趣味性,更容易激发学生的学习兴趣。但在实验教学中发现,很大一部分学生对理论知识掌握不牢固,其实验过程只是机械的按照实验指导书中的步骤进行操作,而并不思考其原理,也不会通过理论分析来判断实验结果的正误。针对这种情况,进行了如下改进:首先要求进行实验预习,提前复习相关理论课程,并通过分析得出实验内容的理论数据。其次在实验之前对实验原理进行讲解,强调实验注意事项。最后在实验结束后进行总结,将理论分析结果与实验结果相对比并分析误差原因。
2课程设计
数字电子技术课程设计是在学生完成《数字电子技术》、《Multisim仿真分析》《DXP电路设计》等课程之后,独立完成一个电路系统的设计,例如多路抢答器、电子闹钟的设计等。以往的选题由教师决定,导致部分学生对指定选题没有兴趣,设计积极性不高。我们做了如下改进,由教师对已有固定选题进行难易评估,学生可根据自身能力选择不同难易程度的题目,对于创新性思维活跃、动手能力强的学生,可自主选择题目,由教师对其复杂程度进行控制。选题完成之后,要求学生自主查阅资料,确定设计方案,并通过Multisim对电路进行仿真,仿真实现之后,通过DXP绘制电路PCB,完成电路板的制作,最后对电路进行安装和调试,以达到设计要求。
四、考核方式改革
将课程总考核成绩分为三部分:平时成绩占30%、期中考试占10%、期末考试占60%。其中平时成绩分为到课率、作业、课堂提问、课堂笔记几部分。增加平时成绩比重,并细化平时成绩考核内容,更有利用督促学生重视日常学习。传统闭卷考试形式,学生需要识记内容较多、负担较大,很多学生通过死记硬背应付考点,而开卷考试又不适合主干课程的考试。因此我们创新式的改变传统期末考试形式,采用半开卷考试方式。提前要求学生在复习时对重点知识进行归纳,并总结在一张A4纸上,期末考试时允许且仅允许携带该一张A4纸。通过自己完整的归纳总结一遍,学生可以更好地理解所学知识,并在不知不加深了记忆。这种方式在近几次的期末考试中取得较为满意的效果,既可以检查学生掌握知识的水平,也反映出教学中存在的问题,以便在以后的教学中改进。
五、结束语
科技发展越来越需要具有工程技术和创新能力的人才,在课程改革中要紧跟时代的步伐,注重对学生动手能力和创新能力的培养,教师也要不断学习提高自身水平,才能使教学质量不断提高。在教学中逐步引入双语教学,引导学生查阅外文文献资料,与国际接轨。此外,对电子技术兴趣较为浓厚的学生,要组织他们积极参加全国大学生电子设计竞赛、“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛等。总之,只有不断的改进教学方法,更新教学内容,注重创新能力培养,加强实践教学,才能提高教学质量,培养出社会需要的有用人才。
作者:郑丽媛 李如 单位:河南科技学院机电学院 河南科技学院高等职业技术学院
参考文献:
[1]任希,侯建军,李赵红,路勇,曾涛.研究性教学在“数字电子技术”课程中的探索[J].电气电子教学学报,2010.08
[2]赵航.“数字电子技术”课程教学改革与实践[J].吉林工程技术师范学院学报,2012.04
[3]陆冰,魏芸,闾燕,张琛.“数字电子技术”课程教学改革的实践[J].电气电子教学学报,2013.08
数字电子技术论文范文3
(1)专业特色鲜明,表达准确电子科技词汇翻译中可以使用直译、意译、音译等方法,但万变不离其宗,它专业特色鲜明,要求表达准确、精炼,体现电子专业词汇特点。如Theinstrumentisnotworkingwell.假如按常规翻译为“这台仪器工作不好”,则没有体现科技英语的特色,失去准确和科学性,正确翻译应为“这台仪器失灵了”。如Likechargesrepeleachotherwhileoppositechargesattracted.如果翻译为“同样的费用相互排斥,相反的费用相互吸引”则没有准确理解charge这个专业术语的含义,正确翻译应为“同种电荷相斥,异种电荷相吸”。如Forceisanypushorpullthattendstoproduceorpreventmotion.正确翻译是力是能产生或阻止运动的任何形式的推或拉。”错误翻译是力是任何倾向于产生或阻止运动的形式的推或拉。”如把Connecttheblackpigtailwiththedoghouse.翻译为“把黑色的猪尾巴系在狗窝上”则是犯了理解性错误,正确翻译应为“将黑色的引线接在高频高压电源屏罩上”。
(2)大量使用缩略语缩略语的大量使用是科技英语词汇的另一特点。缩略语主要分三类:①首字母缩略语如VCD(VideoCompactDisk)、ADC(Analog-DigitalConverter);②将原来的单词缩略一部分字母变成新词如inf(oinformation)、lab(laboratory)、kil(okilogram);③将两个词合成缩略为一个词,如transceive(rtransmitter+receiver)、positro(npositive+electron)。此外,科技英语词汇有不少源于希腊语和拉丁语,使用词根、词缀如friction(摩擦力)、expansion(膨胀)、radiatio(n辐射)、combinatio(n组合)等。此外,还有不少新兴词汇,这些词汇有的属于新造词,有的则为活用词,如hyperon(s超子)、antimatte(r反物质)、cyberspac(e信息空间)等。理解缩略语的使用方法后,在翻译科技文章时就会胸有成竹。
(3)需要时使用减词和增词英语与汉语在语言使用和表达方面有些不同,在翻译中,为更好地消除语言差异,翻译者应在准确理解和把握文章内涵的前提下,翻译出符合中文表达习惯的内容,这样有时势必要使用到一些增减词,才能使翻译表达顺畅、正确。只有增减都恰到好处,才不至于让读者摸不着头脑或产生歧义。减词翻译法又称省略法或省译法,指在译成汉语时,把原文中的某些词不译出来。常见的有代词、冠词、动词、介词、连词的省略。例如Allofusknowthattheconductivityofsemiconductorschangeswithtemperature.翻译为“众所周知,半导体的导电性随温度而变化。”(省译引导宾语从句的连词that),如果不使用减词翻译法,则失去了中文句子表达的严谨和规范性,无法体现科技英语简洁之美,甚至产生理解方面的歧义。增词的翻译是指译者在英译汉时,为了使译文通顺表达,在译文中增加某些必要的词,正确使用增词法,能使译文顺畅、语义清晰。常见的增词法有增加动词、某些概括性的词如inshort等。如TheletterIstandsforthecurrentinAmperes,Etheelectromotiveforceinvolts,andRtheresistanceinohms.字母I代表电流的安培数,E代表电动势的伏特数,R代表电阻的欧姆数。(E和R后均省略了standsfor),这是增加原文中省略部分的翻译法,如果不使用增词法,则中文句子无法成句,意思无法准确理解。增译和减译都是科技英语翻译中的实用和重要的技巧。翻译者唯有牢牢把握科技原文的风貌,对专业、英语、中文都有一定了解,才能做到熟练、准确地翻译,才能真实展现科技英语的科学之美。
二、电子科技英语的语法特点与翻译对策
(1)普遍使用被动语态电子科技英语作为工程技术类知识的载体,其语法特点之一是被动语态的使用频率远高于主动语态。原因是被动语态可以使科技人员在句子的开头就引出最重要的信息,被动语态将主语放在句首,读者可以第一时间关注到关键信息,而且使用第三人称的被动语态与使用第一、第二人称主语的主动语态相比可使描述减少主观色彩,更能体现科技论文侧重推理和客观准确的特点。如Threemachinescanbecontrolledbyasingleoperato“r.三台机器能由一个操作者操纵。”、Electronicsclosertothenucleusareheldmoretightlythanthoseintheouterorbits.“靠近原子核的电子比外层轨道上的电子结合得紧。”、Theelectricresistanceismeasuredinohms“.电阻以欧姆为测量单位。”、Ithasbeenprovedthatamaterial’sdimensionisoneofthefactorsinfluencingitsabilitytoconductelectric.“据证明,材料的尺寸是影响其导电能力的因素之一。”在翻译中如能准确把握各种时态的“be+V.过去分词”的被动语态结构,加之一定的科技英语专业知识和中文素养,那么就不难做到翻译的“忠实、准确、通顺”,也就是“信、达、雅”。
(2)广泛使用名词化结构名词化结构指表示动作意义的“名词+of+名词+修饰语”的语法结构。科技英语经常使用名词化结构代替日常英语中用动词表达的内容,能使文章更为简洁明了并能在有限的篇幅中承载更多的信息和内容。电子科技英语中也广泛使用名词化结构,使行文简练、结构紧凑。对比以下两种翻译:原文:数字集成电路对现代社会的影响是显而易见的。译文1:Theimpactofdigitalintegratedcircuitsonmodernsocietyhasbeenpervasive.译文2:Itispervasivethatdigitalintegratedcircuitshasimpactonmodernsocietygreatly.显然,译文1的名词化结构要比译文2的动词结构要言简意赅、浅显易懂。英汉互译时也要注意此点并将名词化结构准确翻译,不犯理解上的错误。
(3)大量使用定语从句和非谓语动词结构电子科技英语阐述定义或描述现象时常常需要对一些核心词汇进行限定修饰。采用定语从句进行修饰,可使被描述的定义或现象的适用范围更准确,如Thefirststageisatunedradiofrequency(RF)amplifier,themainpurposeofwhichistoimprovesignal-tonoiseratioandtoprovideasufficientdegreeofselectivity.翻译为“第一级为调谐高频放大器,其主要作用是改进信噪比并提供足够的选择性”,通过非限制性定语从句对RF的作业进行修饰,使得句子更为简洁,表达更为严谨精确。又如Theinductorisacoilofwirethatmayhaveanaircoreoranironcoretoincreaseitsinductance.翻译为“电感器是一组线圈,有的电感器是空心的(空气芯),有的线圈中有可增加其电感量的铁芯”。通过限制式定语从句对核心名词wire进行限定修饰,使inductor的定义更加清晰准确。动词不定式是非谓语动词的一种,可在句中起名词、形容词和副词的作用,可担任除谓语以外的其它任何成分,它使整体句子结构紧凑合理,指代关系更加明确、简洁明了。如Theabilityofamaterialtoconductcurrentdependsuponthenumberoffreeelectronsinthematerial.“材料的导电能力取决于材料中自由电子的多寡”。Whenonewantstomeasuretheelectriccurrent,voltageandresistance,onehastouseelectricinstruments.“人们想要测量电流、电压和电阻时需要使用电子仪器。”关注科技英语中的非谓语动词用法,有助于准确和顺畅翻译好英语句子和篇章。
(4)词序表达与中文不一致科技英文篇章中,还时有词序表达与中文不一致的情况,此时,应清楚区分中英文表达习惯的不同,不生搬硬套,而是在正确理解原文的基础上对语句加以结构重组,以达到次序调整,保证翻译的准确性。如Themaindevicefailuremodeissecondarybreakdown.如果直接译为“主要器件的实效模式是二次击穿”就错了,应调整语序翻译为“器件的主要失效模式是二次击穿”。Whileacurrentisflowingthroughawire,thelatterisbeingheated.错误译法是“电流流过导线时,电流在后面发热”,正确译法应为“电流流过导线时,导线就发热。”
三、结语
数字电子技术论文范文4
【论文摘要】文章从目前中职学校电子技术课程在教学上普遍存在的问题出发,探讨电子技术教学课程改革的有效方法与途径。
《电子技术基础》是中等职业学校一门专业基础性质的课程,它是理论性、实践性都很强的课程,且内容多,课时紧。而就目前的学生来说,普遍存在基础差、学习动力不足的现象。
因此,如何让学生能完全接受这门课的全部知识,特别是重点内容的理解和应用,为以后的专业知识打下良好基础,是中等职业学校需要解决的课题。
一、传统教学中存在的问题
很多电子技术基础的专业课老师在教学中投入很大精力,但是效果不太理想。仔细分析其原因主要有以下三个方面:
(一)教材内容安排不合理。有些地方该详的不详,该简的不简,学生学习难度大,造成厌学情绪。教学内容没有做好基础课程与后续专业课程的衔接,也未能针对学生毕业后可能从事的工作进行相应的调整。课程单调,缺少实践性题目,课程内容大部分比较陈旧,多年的老习题不变,已跟不上时代的要求。
(二)教学方法没能跟上时代的步伐。一些教师习惯在"粉笔+黑板"的教学模式下发挥其聪明才智,教学方法基本采用灌输式,他们不熟悉和不适应新的教学方法和教学手段,课堂教学讲得过多、过细,并且缺乏新意,没有给学生充分的思考空间。学生学起来一点兴趣也没有,兴趣是最好的老师,没兴趣也就没有学习的动力。
(三)评价体系呆板。一直以来,考试内容主要是电子线路的分析计算以及有关名词、术语、概念的记忆;考试方式多采用闭卷笔试来判断学生学习的好坏。学生为了应付考试,把主要精力放在了怎样死记硬背课本和笔记上,养成"上课记笔记,考前背笔记,考试默写笔记,考后扔笔记"的坏习惯。这样不利于学生对知识的全面掌握,难以反映出学生的真正水平,不能充分体现学生对知识的运用和他们的实践动手能力,不利于教师教学水平的提高,没有充分发挥考试的积极作用。因此改革考试方式和考试内容也是教改的重要课题。
二、课程建设的实践性探索
(一)理论教学坚持以应用为主,适当调整教学内容。理论教学方面,坚持以"应用"为主旨,课程建设在教学中应以应用为目的,以必需、够用为度。在教学实践中,我对原来的课程内容进行了适当的"删、并、增、改",增加新知识、新技能的训练,对教学内容进行了调整。重点的知识精讲、细讲,非重点知识,一带而过。不过,这需要专业教师花很大精力对教材加工,否则会出现偏离教学目标的危险。
(二)改变传统实验教学方法,建立以学生为主体、以教师为主导的实验教学新模式。让学生变被动为主动,变消极为积极,使实验课程成为学生自主学习、培养创造性思维和创新能力、掌握科学技术与研究科学理论的有效途径。将现代技术引入实验室,推动实验教学手段现代化,丰富实验教学内容,扩大信息量,提高实验教学质量和效果,使学生在校期间接受较为完整的知识与操作技能的训练,为毕业后尽快适应专业工作打下坚实的基础。电子实验教学是培养学生实践意识,启迪学生创新思维,提高学生工程素质的重要环节,必须不断深化改革,才能适应中等教育发展的要求。
(三)采用多媒体教学,使电子技术教学更趋生动、形象。多媒体教学进入课堂,开辟了趣味教学的新天地,它以图文并茂、声像俱佳、动静皆宜的表现形式,以跨越时空的非凡表现力,将教学中所涉及的难以实现或表达的事情、现象、过程再出现于课堂教学中,加大了课堂教学的容量,大大增强了学生对抽象事物与过程的理解与感受,教师与学生处于互动的学习状态,容易吸引学生的注意力,激发学生的学习兴趣,使学生的认知过程更为生动和深刻,并拓宽了学生的认知、想象和思维空间,营造了和谐的学习氛围,增强了课堂教学的凝聚力,提高了教学效果。超级秘书网
(四)改变考核方法。对于中职的学生来说,理论的学习在于应用,所以每门专业课的教学中都要求学生掌握一门实用的技术,真正做到理论与实践相结合,并且考试采用理论考试与操作考试相结合的方式,用这种考评方式来检查专业课的教学质量。在课程中,每讲完一部分内容,都要求学生掌握相应的实验和操作技能,整门课程讲完后,则必须掌握全部操作技能。考试是检验教学质量和教学效果、督促学生学习的重要手段。中职教育是针对生产、经营、管理、服务第一线培养实用型人才,在对教学质量的评价还是对学生成绩的考核上,都应以职业岗位的能力要求为依据,特别是电子技术这门应用性强的课程,应避免"一份试卷定成败"的做法,采取理论知识与实践应用能力并重的方法。我们可以采用多方位考核的方法对学生进行考核和成绩认定。在考题类型上以应用性、方案设计题型为主,在一题多解、多题一解上下功夫,重在培养学生的独立思考能力、分析解决问题的能力,实践能力则采取现场操作形式进行考核,而对综合能力则采用写调查报告,写实习等报告等形式加以考核,最后各方面成绩加以综合确定分数。课程教学要有针对性,并与考证相结合。课程的知识要结合当地经济发展的现状及对人才的需求。
实践表明,通过教学改革,学生学习兴趣得到普遍提高,能力也得到锻炼,学生们也普遍得到了用人单位的认可。当然,随着新形势、新问题的出现,相应的教学改革也必须同步
进行。总之,作为电子专业老师,应善于根据具体情况,综合运用多种教学方法,大胆实践、勇于改革、追求最佳的教学效果。
【参考文献】
数字电子技术论文范文5
关键词:数字电视模拟电视编码调制标准
1数字电视概念
1.1数字电视定义
数字电视是电视数字化和网络化后的产物。数字电视是一个系统,是指从电视节目采集、制作、编辑、播出、传输、用户端接收、显示等全过程的数字化,换句话说就是系统所有过程信号全是由O、1组成的数字流。
数字电视已不仅仅是传统意义上的电视,而是能提供包括图像、数据、语音等全方位的服务,是3C融合的一个典范,是计算机、传输平台、消费电子三个环节的聚焦点。
1.2数字电视与模拟电视的对比
数字电视采用的技术与原模拟电视有着很大的不同。其技术比较见下表。
1.3数字电视的优势
1)现有模拟电视频道带宽为8MHz,只能传送一套普通的模拟电视节目。采用数字电视后一个频道内就传送1—8套数字电视节目(随着编码技术的改进,传送数量还会进一步提高),电视频道利用率大大提高。
数字电视与模拟电视的技术比较
模拟电视
数字电视
描述
采用模拟信号传输电视图像、伴音、
附加功能等信号
采用数字信号传输电视图像、伴音、附加功能等信号
信源编解码
因为信号数据量不大。所以不存在信息编码压缩问题
电视信号数字化后,其信号的数据传输率很高。须具有良好的数据编码压缩技术
复用
无夏用器,视频、音频信号分别传输
将编码后的视频、音频、辅助数据信号分别打包后复合成单路串行的比特流,使数字电视具备了可扩展性、分级性、交互性、与网络的互通性
信道编解码调制解调
图像信号按行、场排列,并具有行、
场同步信号、前后均衡脉冲等,并对
视频信号有补偿处理。调制方式一般采用调频或调幅
有压缩及复用,传送时的信号不再有模拟电视场、行标志及概念。通过
纠错、均衡来提高信号抗干扰能力,调铡采用QAM、COFDM等新方法。
且随着调制方法技术的改进。传输效率会进一步提高
特点
信号数据量少,技术成熟.价格便宜
信号不易在传输中失真,清晰度高,占用频带窄。数字电视信号可方便地在数字网络中传输,与计算机具有良好接口。
2)清晰度高、音频效果好、抗干扰能力强。在同样覆盖范围内,数字电视的发射功率要比模拟电视小一个数量级。
3)可以实现移动接收、便携接收及各种数据增值业务,实现视频点播等各种互动电视业务,实现加密/解密和加扰/解扰功能,保证通信的隐秘性及收费业务。
4)系统采用了开放的中间件技术,能实现各种交互式应用,可与计算机网络及互联网等的互通互连。
5)易于实现信号存储,而且存储时间与信号的特性无关,易于开展多种增值业务。
6)由于保留了现有模拟电视视频格式,用户端仅需加装数字电视机顶盒即可接收数字电视节目,利于系统的平稳过渡,减少消费者的经济负担。
1.4数字电视的应用范围
1)基本业务:只要节目源许可,用户可以收看数百套数字电视节目,以及几十套调频广播节目和数字音频广播(DAB)节目。
2)扩展业务:可提供如图文电视、电视会议、数据信息广播、加密电视、视频点播等。
3)增值业务:可通过双向传输系统进行交互式的多功能应用,如互联网接入、远程教学、远程医疗、电子邮件、计算机联网、数据通讯、家庭保安监控等多媒体信息服务。
1.5数字电视的弱点
数字电视并不是完美无缺的,它同样存在着一些弱点。例如在取样的过程、量化误差、压缩编码所带来的信号损伤,在节目制作及传输过程中贯通延迟。有些损伤可以修复,并不影响图像的最终质量,而有些损伤只能通过一些补偿措施削弱它的影响,但这并不能影响电视领域向数字化的转变。与电视信号数字化后所带来的好处相比,这些影响往往会被忽略。
2数字电视分类
2.1按信号传输方式可分为:地面无线传输数字电视(地面数字电视);卫星传输数字电视(卫星数字电视);有线传输数字电视(有线数字电视)。
2.2按图像清晰度可分为三大类
1)数字高清晰度电视(HDTV):需至少720线逐行或1080线隔行扫描、屏幕宽高比应为16:9、采用杜比数字音响,能将高清晰格式转化为其他格式并能接收并显示较低格式的信号,图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平。
2)数字标准清晰度电视(SDTV):必须达到480线逐行扫描,能将720逐行、1080隔行等格式变为480逐行输出,采用杜比数字音响。对应现有电视的分辨率,其图像质量为演播室水平。
3)数字普通清晰度电视(LDTV):显示扫描格式低于标准清晰度电视,即低于480线逐行扫描的标准。对应现有VCD的分辨率。
2.3按照产品类型可分为
数字电视显示器、数字电视机顶盒和一体化数字电视接收机;
2.4按显示屏幕幅型比分类
数字电视可分为4:3和16:9幅型比两种类型。
3数字电视技术
数字电视的实现,以下几项技术是关键:
3.1数字电视的信源(视频、音频)编解码技术在1920x1080显示格式下,数字化后信号的数码率在传输中高达995Mbit/s,这比现行模拟电视的传输信息量大得多,因此必须去除图像信号中的多余信息,将数码率压缩到能在一个8MHz模拟电视信道中传送。视频编码技术主要功能是完成图像的压缩,使数字电视的信号传输量由995Mbit/s减少为20Mbit/s~30Mbit/s。国际组织已经制定了对图像进行压缩编码的标准有JPEG(静态图像压缩编码标准)、MPEG-2(运动图像压缩编码标准)等。音频编解码主要功能是完成声音信息的压缩。对伴音进行压缩编码标准有MPEG伴音压缩编码标准、AC-3等。
3.2数字电视的复用系统
数字电视的复用系统从发送端信息的流向来看,它将视频、音频、辅助数据等编码器送来的数据比特流,经处理复合成单路串行的比特流,送给信遭编码及调制。接受端与此过程相反。在HDTV复用传输标准方面,美国、欧洲、日本都采用了MPEG-2标准。
3.3数字电视的信道编解码及调制解调
为了提高传输的频带利用率,通过调制把传输信号放在载波或脉冲串上,为发射做好准备。数字电视采用多进制调制方法,例如:残留边带调制(VSB);正交振幅调制(QAM);四相相移键控调制(QPSK);差动四相相移键控调制(DQPSK);编码正交频分复用调制(COFDM)等。
为了提高数字电视传输的可靠性,通过纠错编码、网格编码、均衡等技术,提高信号的抗干扰能力,方法如:里德一索罗门码、卷积码、交织、格状编码调制等。美国、欧洲、日本数字电视的制式、标准不统一,主要是指在该方面的不同。
数字电视标准
数字电视标准是指数字电视采用的视音频采样、压缩格式、传输方式和服务信息格式等的规定。目前投入使用的有三种:
美国的ATSC(先进电视系统委员会);欧洲的DVB(数字视频广播);日本的ISDB(综合服务数字广播)。
每一种标准对于信源的处理、画面格式及传输方式等方面均有一些差别。每一种数字电视标准又可分为卫星传输、电缆传输和地面传输方式。
4.1美国ATSC标准
ATSC标准由四个层级组成,最高为图像层,确定图像的形式,包括象素阵列、幅型比和帧频。接着是图像压缩层。再下来是系统复用层,特定的数据被纳入不同的压缩包中。最后是传输层,确定数据传输的调制和信道编码方案。下面两层共同承担普通数据的传输。上面两层确定在普通数据传输基础上运行的特定配置,如HDTV或SDTV;还确定ATSC标准支持的具体图像格式。
另外,ATSC还开发并通过了可为采用50Hz帧频的国家使用的另行标准。
ATSC成员30个,其中有美国国内成员20个、来自阿根廷、法国、韩国等7个国家的成员10个,中国的广播科学研究院也参加了ATSC组织。
4.2欧洲DVB标准
支持室内接收、移动接收等需求,包括4个系统。
1)DVB传输系统:涉及卫星、有线电视、地面、SMATV、MMDS等所有传输媒体。
DVB-S数字卫星广播系统标准。卫星传输具有覆盖面广、节目容量大等特点。
DVB-C数字有线电视广播系统标准。系统前端可从卫星和地面发射获得信号。
pWB-T数字地面电视广播系统标准。本地区覆盖最好。传输质量高,但接收费用也高。
DVB-SMATV是数字卫星共用天线电视(SMATV)广播系统标准。
DVB-MS高于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。
DVB-MC低于10GHz的数字广播MMDS分配系统标准。
2)DVB基带附加信息系统:可传送接收IRD调谐、节目指南及图文、字幕、图标等信息。
DVB标准定义的画面格式
DVB-SI数字广播业务信息系统标准。
DVB-TXT数字图文广播系统标准,用于固定格式图文电视的传送。
DVB-SUB为数字广播字幕系统标准,用于字幕及图标的传送。
3)DVB交互业务服务:对应标准有:DVB—NIP、DVB-R.CC和DVB-R.CT。
4)DVB条件接收及接口标准:条件接收是付费电视广播的基本部分。DVB数字广播系统与其他电信网络(如SDH、ATM等)连接,可实现DVB向电信网络的过渡。标准包括:DVB-C11DVB-PDH,DVB-SDH,DVB—ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。
DVB成员已经达到265个(来自35个国家和地区),主要集中在欧洲并遍及世界各地,我国的广播科学研究院和TCL电子集团也在其中。
4.3日本ISDB标准
日本数字电视首先考虑的是卫星信道,采用QPSK调制。并在1999年了数字电视的标准--ISDB。ISDB是日本的DIBEG(数字广播专家组)制订的数字广播系统标准,它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送各种不同种类的信号,同时已经复用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去。ISDB具有柔软性、扩展性、共通性等特点,可以灵活地集成和发送多节目的电视和其它数据业务。
ISDB筹划指导委员会委员17个,其他成员23个,其成员均为日本国内电子公司和广播ISDB标准定义的画面格式三种数字电视标准对比机构。
4.4三种数字电视标准的对比
无论哪一种制式,它们的视频压缩技术都采用了MPEG-2标准,但是由于美国和欧洲等在模拟电视的制式的差别,为了兼容性,它们的视频采样格式也存在差别,主要体现在行和列的分辨率及场频等。
在数字电视信号的传输中,卫星传输一般采用QPSK调制技术,电缆传输一般采用QAM调制技术,但地面传输采用的技术则在不同的制式中存在很大差别,如美国的ATSC采用的是VSB调制技术,而欧洲的DVB和日本的ISDB则使用oFDM调制技术。
服务信息是指在数字电视中开展增值服务所用的数据,美国ATSC制式中的PSIP部分和欧洲DVB制式中的SI部分分别规定了各自数字电视中的服务信息格式。
ATScATV优点:频谱效率高、功率峰均比低,明显地减少了脉冲干扰。可将与原模拟NTSC信号的同频和邻频干扰减至最小。缺点是不能抵抗多径干扰,不支持移动接收。
DVB-T优点:在基于大量小功率、工作在同一频道的众多发射机,每一个均覆盖一个较小的区域的这样一种单频网络来说,DVB是一三种标准数字地面广播系统的比较
种最佳选择。同时提供了良好的移动接收性能。缺点是:其载/噪比低于8-VBS,并且限制了信号的有效传输距离,对来自于电机的脉冲干扰较敏感,较高的峰/均值比,并且需要较高功率的发射机,保护间隔降低了频谱效率并明显减少带宽的比特/赫兹率。
ISDB-T和DVB-T非常类似,根据分层和窄带接收同时实现固定、移动和便携接收,是日本制式的特点;与DVB-T相比,ISDB-T增加了部分接收和分层传输功能。
5中国的数字电视
早在1996年,我国便开始了数字电视的研究工作,数字电视被列人原国家科委“八五”重大科技产业工程项目,并成立了数字高清晰度电视的总体组。1999年10月,高清晰度方案被成功用于国庆50周年大典的数字电视现场直播。后国家将数字电视发展计划纳入“十五”高新技术的12个重大专项之列,数字电视研究工作全面启动。
5.1中国数字电视标准
1)信源编码技术标准:
中国的数字音视频编解码标准工作组制定了面向数字电视和高清激光视盘播放机的AVS标准。该标准与MPEG-2标准完全兼容,也可以兼容MPEG-4AVC/H.264国际标准基本层,其压缩水平可达MPEG-2标准的2-3倍。
2)信道传输技术标准
中国的卫星数字电视标准采用欧洲DVB—S标准。
中国有线数字电视的标准还在报批过程中,大中型城市有线电视台多采用欧洲的DVB-T标准在试播。
中国的地面数字电视标准方案目前还在制定过程之中。
3)条件接收系统标准(CA)、用户管理系统(SMC)已制定完成。
5.2数字电视现状及发展:
1)中国数字电视规划:
国家广电总局制定了《我国有线电视向数字化过渡时间表>。
2003年数字电视标准出台(未按期实现)。
2005年进行数字电视的商业播出,有线数字电视用户超过3000万户,直辖市、东部地区地(市)级以上城市、中部地区省会市和部分地(市)级城市、西部地区部分省会市的有线电视完成向数字化过渡。
2008年用数字电视转播奥运会,东部地区县以上城市、中部地区地(市)级城市和大分县级城市、西部地区部分地(市)级以上城市和少数县级城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2010年全面实现数字广播电视,中部地区县级城市、西部地区大部分县以上城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2015年停播模拟信号,西部地区县级城市的有线电视基本完成向数字化过渡。
2)数字电视现实的困难:
要发展数字电视面临的问题还很多。一是原先电视台设备的更换,节目的制作成本高于模拟电视。这直接造成数字电视初期节目源紧张。二是数字电视的基础是双向电视网络,现有网络由单向改为双向改造成本较高,难度很大。三是我国数字电视标准的不确定也影响了数字电视的进程。
数字电子技术论文范文6
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3总结