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调制技术的研究与分析论文

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调制技术的研究与分析论文

有些网友觉得fsk调制技术论文文难写,可能是因为没有思路,所以我为大家带来了相关的例文,希望能帮到大家! fsk调制技术论文篇一 摘要 在本二进制移频键控调制解调电路中,Multisim仿真,其中调制系统由模拟开关电路以及两个射随、选频电路组成。解调是用非相干解调,即包络检波法。本方案的优点是产生的2FSK信号频率稳定度好,转换速度快,波形好。 关键词:射随/选频电路;模拟开关;包络检波; 目录 摘要 前言.................................................................................................................4 2FSK的调制解调原理介绍.....................................................................................................5 2.1 2FSK的调制原理.....................................5 2.2 2FSK信号的解调原理..................................6 二、各单元电路设计 ............................................................................................. 8 3.1 2FSK调制单元............................................8 3.1.1 射随、选频电路.......................................8 3.1.2 模拟开关电路........................................8 3.2 2FSK解调单元............................................9 三、总体电路与电路仿真 ................................................................................... 10 4.1 总体电路设计...........................................10 4.2 调制和解调的仿真结果图................................10 参考文献.......................................................13 设计总结 ............................................................................................................... 14 附件1: 各元件引脚图......................................................................................15 附件2: 元器件清单...........................................................................................16 前 言 2FSK是利用载频频率的变化来传输数字信息的。数字载频信号有相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间的相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号;若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。 一、2FSK的调制解调原理介绍 1.1 2FSK的调制原理 FSK信号的产生有两种方法:直接调频法和频移键控法。 直接调频法是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,如(a图)所示,使其能够输出两个不同频率的码元。虽然方法简单,但频率稳定度不高,同时转移速度不能太高。 频移键控法有两个独立的振荡器。它是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出,(b图)所示。 以上两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同,只是由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的,如(c)图所示;而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号,故相邻码元的相位是不一定连续的,如(d)所示。 图1.3 综上所述,我们这次设计采用键控法产生2FSK信号。 1.2 2FSK信号的解调原理 2FSK信号的解调可分为相干解调和非相干解调两种方法。其解调原 理是将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调,然后进行判决。这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限。判决规定与调制规定相呼应,调制时若规定“1”符号对应载波频率f1,则接受时上支路的样值较大,应判为“1”;反之则判为“0”。 本次设计采用非相干法(即包络解调法),其方框图如下。 用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为f1和f2的高频脉冲经过包络检 波后分别取出它们的包络。把两路输出同时送到抽样判决器进行比较,从而判决输出基带数字信号。 图1.4 设频率f1代表数字信号1;f2代表数字信号0,则抽样判决器的判决准则: x1-x2>0 判决输入为f1信号 X1-x2<0 判决输入为f2信号 式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。 二、 各单元电路设计 2.1 2FSK调制单元 要将NRZ码经过2FSK调制成为2FSK信号,我们采用一个受基带脉冲控 制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。键控法产生的FSK信号频率稳定度可以做得很高并且没有过度频率,它的转换速度快,波形好。 2.1.1 射随、选频电路 图2.1 射随、选频电路 电路中的两路载频由内时钟信号发生器产生,经过开关送入。两路载频分别经射随、LC选频、射随再送至模拟开关。 LC选频电路函数: f2LC 2.1.2 模拟开关电路 输入的基带信号由转换开关分成两路,一路控制f1=8KHz的载频,另一路经倒相去控制f2=4KHz的载频。当基带信号为“1”时,模拟开关1打开,模拟开关2关闭,此时输出f1=8KHz,当基带信号为“0”时,模拟开关2开通。此时输出f2=4KHz,于是可在输出端 得到FSK已调信号。 4066模拟开关电路如下图所示: 图2.2 4066模拟开关电路 CD4066是四双向模拟开关,主要用作模拟或数字信号的多路传输。引出端排列与CC4016一致,但具有比较低的导通阻抗。另外,导通阻抗在整个输入信号范围内基本不变。CD4066由四个相互独立的双向开关组成,每个开关有一个控制信号,开关中的p和n器件在控制信号作用下同时开关。这种结构消除了开关晶体管阈值电压随输入信号的变化,因此在整个工作信号范围内导通阻抗比较低。 2.2 2FSK解调单元 2FSK信号的解调方法有:包络检波发、相干解调发、鉴频法、过零点检测法等,在这次课设中我们采用包络检波法。 由于一路2FSK信号可视为两路2ASK信号,所以,2FSK信号也可以采用包络检波解调。性能分析模型如下所示: 图2.3 解调原理框图 与同步检测法解调相同,接收端上下支路两个带通滤波器的输出波形和分别表示为下式 : 观察上述的公式和实验框图可把其实验框图和实验波形图一起表示,同学们可以再进一步了解一下 包络检波器是一种线性不失真检波电路,其主要指标是:电压传输系数(检波效率)、输入阻抗。 在选择检波器的元件参数时,二极管的导通电压尽可能小. 三、 总体电路与电路仿真 3.1 总体电路设计 以下电路即为本次设计的调制解调电路: 图3.1 Multisim仿真电路 . 经过放大、选频后送入模拟开关调制出2FSK信号。然后将调制信号送 入解调器,经滤波、整流后解调处所用信号。 3.2 调制和解调的仿真结果图 图3.2 调制电路仿真结果 其中上面的正弦波即为调制出的2FSK信号,下面的为输入的同频率的方 波信号,与2FSK信号做对比。 图3.3 解调电路仿真结果 以上即为出的波形图,其中蓝色的线表示的是判决门限电平,与绿色的作对比。当解调出的波大于判决门限电平时,输出“1”,反之则输出“0”。红色的线即代表输出结果。 参考文献: [1] 侯丽敏.通信电子线路.清华大学出版社.2008 [2] 谢阮清.解月珍.通信电子线路.北京邮电大学出版社.2000 四、设计总结 本次课程设计的目的是让我们掌握电子系统的一般设计方法,掌握2FSK调制器的调制原理以及2FSK调制器的设计方法,同时也让我们巩固了本学期所学的理论知识并能够指导实践。 附件1:各元件引脚图: 1、74LS04非门芯片引脚图 2、CD4066多路复用开关 附件2:元器件清单 fsk调制技术论文篇二 第一章:绪论 1.1引言 随着电子计算机的普及,数据通信技术正在迅速发展。数字频率调制是数据通信中常见的一种调制方式。频移键控(FSK)方法简单,易于实现,并且解调不须恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能也较强。因此,FSK调制技术在通信行业得到了广泛地应用,并且主要适用于用于低、中速数据传输。 由于FSK调制解调原理相对比较简单,作为数字通信原理的入门学,理解FSK后可以容易理解其他更复杂的调制系统,为以后的进一步发展打下基础。 1.2 FSK简介 数字频率调制又称频移键控(FsK—Frequency Shift Keying),二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即用所传送的数字消息控制载波的频率。 2FSK信号便是符号“1”对应于载频,而符号“0”对应于载频(与不同的另一载频)的已调波形,而且与之间的改变是瞬间完成的。从原理上讲,数字调频可用模拟调频法来实现,也可用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频,是频移键控通信方式早期采用的实现方法。2FSK键控法 则是利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现,故应用广泛。 第二章:理论基础 2.1 2FSK 调制原理及方法 2.1.1 2FSK调制的基本原理 用基带信号f(t)对高频载波的瞬时频率进行控制的调制方式叫做调频,在数字调制系统中则称为频移键控(FSK)。频移键控在数字通信中是使用较早的一种调制方式,这种方式实现起来比较容易,抗干扰和抗衰落的性能也较强。其缺点是占用频带较宽,频带利用串不够高,因此,额移键控主要应用于低、中速数据的传输,以及衰落信道与频带较宽的信道。 2.1.2 2FSK信号的表达式和波形图 频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中,载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为: (式2.1) 假设二进制序列s(t)为l01001时,则2FSK信号的波形如图2.1.2所示 图2.1.2 2FSK信号的波形 从图中可以看出,一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。因此,2FSK信号的时域表达式又可写成 式中:g(t)为单个矩形脉冲,脉宽为 Ts; ax是ax的反码,若ax=1,则ax=0;若ax=0,则ax=1,于是n和n分别是第n个信号码元的初相位。在移频键控中,n和n不携带信息,通常可令和为零。 2.1.3 2FSK信号的带宽 由式(2.1)可知,2FSK信号可以看成是两个不同载频的振幅键控信号之和,因此它的频带宽度是两倍数字基带信号带宽(B)与fc2fc1之和,即:BW2Bfc2fc1sfc2fc1 2.1.4 2FSK调制方案的比较 2FSK信号产生的方法主要有两种。一种可以采用模拟电路来实现(即直接调频法);另一种可以采用键控法来实现。 (1) 直接调频法原理 所谓直接调频法,就是用数字基带信号去控制一个振荡器的某种参数而达到改变振荡频率的目的。如图2.1.3所示 图2.1.3 直接调频法原理框图 (2)键控法原理 该方法就是在二进制基带矩形脉冲序列的控制 下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通,使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。其原理如图1.2.2所示,它将产生二进制FSK信号。图中,数字信号控制两个独立振荡器。门电路(即开关电路)和按数字信号的变化规律通断。若门打开,则门关闭故输出为f1,反之则输出f2。这种方法的特点是转换速度快、波形好,而且频率稳定度可以做得很高。频率键控法还可以借助数字电路来实现。 以上两种FSK信号的调制方法的差异在于:由直接调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。(这一类特殊的FSK,称为连续相位FSK而键控法产生的2FSK信号,是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成,故相邻码元之间的相位不一定连续。 图2..1.4 键控法原理框图 2.1.5 2FSK调制方案的选择 我们组选择采用键控法来产生2FSK信号,主要基于以下2个原因: 1:直接调频法产生的移频键控信号虽易于实现,但由于是同一振荡器产生两个不同频率的信号,在频率变换的过渡点相位是连续的,其频率稳定度较差。而且这种方法产生的FSK信号频移不能太大,否则振荡不稳,甚至停振,因而实际应用范围不广,仅适用于低速传输系统。 2:频率键控法是用数字矩形脉冲控制电子开关,使电子开关在两个独立的振荡器之间进行转换,从而在输出端得到不同频率的已调信号。由于产生f1和f2载频是由两个独立的振荡器实现,则输出的2FSK信号的相位是不连续的。这种方法的特点是转换速度快,波形好,频率稳定度高,电路不甚复杂,在实用中可以用一个频率合成器代替两个独立的振荡器,再经分频链,进行不同的分频,也可得到2FSK信号。 2.2 2FSK信号解调方案的比较与选择 数字调频信号的解调方法很多,如相干检测法、包络检波法、过零检测法、差分检测法等。下面就相干检测法、非相干检测法、过零检测法和差分检测法进行介绍。 2.2.1 滤波+包络检波法 2FSK信号的包络检波法解调方框图如图2.2.3所示,其可视为由两路2ASK解调电路组成。这里,两个带通滤波器(带宽相同,皆为相应的2ASK信号带宽;中心频率不同,分别为f1、f2起分路作用,用以分开两路2ASK信号,上支路对应 下支路对应,经包络检测后分别取出它们的包络及,;抽样判决器起比较器作用,把两路包络信号同时送到抽样判决器进行比较,从而判决输出基带数字信号。若上、下支路及的抽样值分别用表示,则抽样判决器的判决准则为 图2.2.1 2FSK信号包络检波方框图 2.2.2 相干检测法 相干检测的具体解调电路是同步检波器,原理方框图如图2.2.2所示。图中两个带通滤波器的作用同于包络检波法,起分路作用。它们的输出分别与相应的同步相干载波相乘,再分别经低通滤波器滤掉二倍频信号,取出含基带数字信息的低频信号,抽样判决器在抽样脉冲到来时对两个低频信号的抽样值 可还原出基带数字信号。 进行比较判决(判决规则同于包络检波法),即 图2.2.2 2FSK相干检测方框图 2.2.3 过零检测法 单位时间内信号经过零点的次数多少,可以用来衡量频率的高低。数字调频波的过零点数随不同载频而异,故检出过零点数可以得到关于频率的差异,这就是过零检测法的基本思想。过零检测法方框图及各点波形如图2.2.4所示。在图中,2FSK信号经限幅、微分、整流后形成与频率变化相对应的尖脉冲序列,这些尖脉冲的密集程度反映了信号的频率高低,尖脉冲的个数就是信号过零点数。把这些尖脉冲变换成较宽的矩形脉冲,以增大其直流分量,该直流分量的大小和信号频率的高低成正比。然后经低通滤波器取出此直流分量,这样就完成了频率——幅度变换,从而根据直流分量幅度上的区别还原出数字信号“1”和“0”。 图2.2.3 过零检测法方框图及各点波形图 2.2. 4 差分检波法 差分检波法的原理如图2.2.4所示,输入信号经接收滤波器滤除带外无用信号后被分成两路,一路直接送到乘法器(平衡调制器),另一路经时延τ送到乘法器,相乘后再经低通滤波器提取信号。解调的原理可作如下说明:设输入为 ,它与时延之波形的乘积为Acos(0)t Acos(0)tAcos(0)(t) 2V(A2)COS(0)若用低通滤波器除去倍频分量,则其输出为 可见,V是角频率偏移的函数,但却不是一个简单的函数关系。现在我们是当地选择使cos00 2sinV(A)sin 当02时 01则有=,故此有 22时 或 V(A2)sin 当0 2V(A) 当02时 若角频偏较小;<<1,则有 2V(A) 当02时 或 由此可见,当满足条件 鉴频特性所要求的。 cos00及<<1时,输出电压V将与角频偏呈线性关系。这是 2.2.5 2FSK解调方案的选择 过零检测法较其他三种分析方法更简单,因此我们决定用过零检测法来实现FSK信号的解调。 2.3 FSK系统性能 Pe 对于FSK采用非相干解调,在高斯白噪声信道环境下的平均误码率为:E1b)22N0 Eb N对于一个实际通信设备,其性能一般较理论性能在0上要恶化几个dB,一般可达(23dB)。 因而,对于一个调制方式已确定的信道设备,对于其误码率的测量是一个十分重要的环节。一方面可以衡量其在实际信道环境下的性能,比理论值所恶化的程度;另一方面,通过测量设备的信道误码率指标,可以判断当前设备是否工作正常。 对设备信道误码率指标的测量,不仅仅对该设备的性能有所了解,同时它也是通信系统工程方面(系统建立、维护)重要的工具。 1.误码率测量 对信道误码率的测量一般需通过误码测试仪进行。误码测试仪首先发送一串伪码给信道设备,信道设备将FSK信号发送,并经信道返回(主要是完成加噪功能),然后解调。将解调之后的数据再送入误码测试仪进行比较,将误码进行计数。而后将误码率显示出来: Pe接收的误码数 发送的总码数 3.调制指数 调制指数(h,单位为bit/Symbol),也被称为带宽效率,是以bit/s/Hz为单位来度量。较高的h会有较高的设备费用、复杂性、线性、以及为了保持与低h系统相同的误比特率而引起的SNR的增加。 信噪比(SNR:Signal to Noise Ratio)工程应用中,SNR的定义信号和噪声在功率上的比值。 总结:通过FSK调制,可以采用直接调频或频移键控,将数字信号调制为以频率表示的余弦波信号,在传播中有效防止误码的发生,提高传输可靠性。FSK检波可采用相干检测法、非相干检测法、过零检测法和差分检测等方法,从而将包含在余弦波中的信号恢复,已达到数字传输的目的。

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调制与解调的研究论文

有些网友觉得fsk调制技术论文文难写,可能是因为没有思路,所以我为大家带来了相关的例文,希望能帮到大家! fsk调制技术论文篇一 摘要 在本二进制移频键控调制解调电路中,Multisim仿真,其中调制系统由模拟开关电路以及两个射随、选频电路组成。解调是用非相干解调,即包络检波法。本方案的优点是产生的2FSK信号频率稳定度好,转换速度快,波形好。 关键词:射随/选频电路;模拟开关;包络检波; 目录 摘要 前言.................................................................................................................4 2FSK的调制解调原理介绍.....................................................................................................5 2.1 2FSK的调制原理.....................................5 2.2 2FSK信号的解调原理..................................6 二、各单元电路设计 ............................................................................................. 8 3.1 2FSK调制单元............................................8 3.1.1 射随、选频电路.......................................8 3.1.2 模拟开关电路........................................8 3.2 2FSK解调单元............................................9 三、总体电路与电路仿真 ................................................................................... 10 4.1 总体电路设计...........................................10 4.2 调制和解调的仿真结果图................................10 参考文献.......................................................13 设计总结 ............................................................................................................... 14 附件1: 各元件引脚图......................................................................................15 附件2: 元器件清单...........................................................................................16 前 言 2FSK是利用载频频率的变化来传输数字信息的。数字载频信号有相位离散和相位连续两种情形。若两个振荡频率分别由不同的独立振荡器提供,它们之间的相位互不相关,这就叫相位离散的数字调频信号;若两个振荡频率由同一振荡信号源提供,是对其中一个载频进行分频,这样产生的两个载波就是相位连续的数字调频信号。 一、2FSK的调制解调原理介绍 1.1 2FSK的调制原理 FSK信号的产生有两种方法:直接调频法和频移键控法。 直接调频法是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,如(a图)所示,使其能够输出两个不同频率的码元。虽然方法简单,但频率稳定度不高,同时转移速度不能太高。 频移键控法有两个独立的振荡器。它是用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出,(b图)所示。 以上两种方法产生的2FSK信号的波形基本相同,只是由调频器产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续的,如(c)图所示;而开关法产生的2FSK信号则分别由两个独立的频率源产生不同频率的信号,故相邻码元的相位是不一定连续的,如(d)所示。 图1.3 综上所述,我们这次设计采用键控法产生2FSK信号。 1.2 2FSK信号的解调原理 2FSK信号的解调可分为相干解调和非相干解调两种方法。其解调原 理是将2FSK信号分解为上下两路2ASK信号分别进行解调,然后进行判决。这里的抽样判决是直接比较两路信号抽样值的大小,可以不专门设置门限。判决规定与调制规定相呼应,调制时若规定“1”符号对应载波频率f1,则接受时上支路的样值较大,应判为“1”;反之则判为“0”。 本次设计采用非相干法(即包络解调法),其方框图如下。 用两个窄带的分路滤波器分别滤出频率为f1和f2的高频脉冲经过包络检 波后分别取出它们的包络。把两路输出同时送到抽样判决器进行比较,从而判决输出基带数字信号。 图1.4 设频率f1代表数字信号1;f2代表数字信号0,则抽样判决器的判决准则: x1-x2>0 判决输入为f1信号 X1-x2<0 判决输入为f2信号 式中x1和x2分别为抽样判决时刻两个包络检波器的输出值。 二、 各单元电路设计 2.1 2FSK调制单元 要将NRZ码经过2FSK调制成为2FSK信号,我们采用一个受基带脉冲控 制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出。键控法产生的FSK信号频率稳定度可以做得很高并且没有过度频率,它的转换速度快,波形好。 2.1.1 射随、选频电路 图2.1 射随、选频电路 电路中的两路载频由内时钟信号发生器产生,经过开关送入。两路载频分别经射随、LC选频、射随再送至模拟开关。 LC选频电路函数: f2LC 2.1.2 模拟开关电路 输入的基带信号由转换开关分成两路,一路控制f1=8KHz的载频,另一路经倒相去控制f2=4KHz的载频。当基带信号为“1”时,模拟开关1打开,模拟开关2关闭,此时输出f1=8KHz,当基带信号为“0”时,模拟开关2开通。此时输出f2=4KHz,于是可在输出端 得到FSK已调信号。 4066模拟开关电路如下图所示: 图2.2 4066模拟开关电路 CD4066是四双向模拟开关,主要用作模拟或数字信号的多路传输。引出端排列与CC4016一致,但具有比较低的导通阻抗。另外,导通阻抗在整个输入信号范围内基本不变。CD4066由四个相互独立的双向开关组成,每个开关有一个控制信号,开关中的p和n器件在控制信号作用下同时开关。这种结构消除了开关晶体管阈值电压随输入信号的变化,因此在整个工作信号范围内导通阻抗比较低。 2.2 2FSK解调单元 2FSK信号的解调方法有:包络检波发、相干解调发、鉴频法、过零点检测法等,在这次课设中我们采用包络检波法。 由于一路2FSK信号可视为两路2ASK信号,所以,2FSK信号也可以采用包络检波解调。性能分析模型如下所示: 图2.3 解调原理框图 与同步检测法解调相同,接收端上下支路两个带通滤波器的输出波形和分别表示为下式 : 观察上述的公式和实验框图可把其实验框图和实验波形图一起表示,同学们可以再进一步了解一下 包络检波器是一种线性不失真检波电路,其主要指标是:电压传输系数(检波效率)、输入阻抗。 在选择检波器的元件参数时,二极管的导通电压尽可能小. 三、 总体电路与电路仿真 3.1 总体电路设计 以下电路即为本次设计的调制解调电路: 图3.1 Multisim仿真电路 . 经过放大、选频后送入模拟开关调制出2FSK信号。然后将调制信号送 入解调器,经滤波、整流后解调处所用信号。 3.2 调制和解调的仿真结果图 图3.2 调制电路仿真结果 其中上面的正弦波即为调制出的2FSK信号,下面的为输入的同频率的方 波信号,与2FSK信号做对比。 图3.3 解调电路仿真结果 以上即为出的波形图,其中蓝色的线表示的是判决门限电平,与绿色的作对比。当解调出的波大于判决门限电平时,输出“1”,反之则输出“0”。红色的线即代表输出结果。 参考文献: [1] 侯丽敏.通信电子线路.清华大学出版社.2008 [2] 谢阮清.解月珍.通信电子线路.北京邮电大学出版社.2000 四、设计总结 本次课程设计的目的是让我们掌握电子系统的一般设计方法,掌握2FSK调制器的调制原理以及2FSK调制器的设计方法,同时也让我们巩固了本学期所学的理论知识并能够指导实践。 附件1:各元件引脚图: 1、74LS04非门芯片引脚图 2、CD4066多路复用开关 附件2:元器件清单 fsk调制技术论文篇二 第一章:绪论 1.1引言 随着电子计算机的普及,数据通信技术正在迅速发展。数字频率调制是数据通信中常见的一种调制方式。频移键控(FSK)方法简单,易于实现,并且解调不须恢复本地载波,可以异步传输,抗噪声和抗衰落性能也较强。因此,FSK调制技术在通信行业得到了广泛地应用,并且主要适用于用于低、中速数据传输。 由于FSK调制解调原理相对比较简单,作为数字通信原理的入门学,理解FSK后可以容易理解其他更复杂的调制系统,为以后的进一步发展打下基础。 1.2 FSK简介 数字频率调制又称频移键控(FsK—Frequency Shift Keying),二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即用所传送的数字消息控制载波的频率。 2FSK信号便是符号“1”对应于载频,而符号“0”对应于载频(与不同的另一载频)的已调波形,而且与之间的改变是瞬间完成的。从原理上讲,数字调频可用模拟调频法来实现,也可用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频,是频移键控通信方式早期采用的实现方法。2FSK键控法 则是利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现,故应用广泛。 第二章:理论基础 2.1 2FSK 调制原理及方法 2.1.1 2FSK调制的基本原理 用基带信号f(t)对高频载波的瞬时频率进行控制的调制方式叫做调频,在数字调制系统中则称为频移键控(FSK)。频移键控在数字通信中是使用较早的一种调制方式,这种方式实现起来比较容易,抗干扰和抗衰落的性能也较强。其缺点是占用频带较宽,频带利用串不够高,因此,额移键控主要应用于低、中速数据的传输,以及衰落信道与频带较宽的信道。 2.1.2 2FSK信号的表达式和波形图 频移键控是利用载波的频率变化来传递数字信息。在2FSK中,载波的频率随二进制基带信号在f1和f2两个频率点间变化。故其表达式为: (式2.1) 假设二进制序列s(t)为l01001时,则2FSK信号的波形如图2.1.2所示 图2.1.2 2FSK信号的波形 从图中可以看出,一个2FSK信号可以看成是两个不同载频的2ASK信号的叠加。因此,2FSK信号的时域表达式又可写成 式中:g(t)为单个矩形脉冲,脉宽为 Ts; ax是ax的反码,若ax=1,则ax=0;若ax=0,则ax=1,于是n和n分别是第n个信号码元的初相位。在移频键控中,n和n不携带信息,通常可令和为零。 2.1.3 2FSK信号的带宽 由式(2.1)可知,2FSK信号可以看成是两个不同载频的振幅键控信号之和,因此它的频带宽度是两倍数字基带信号带宽(B)与fc2fc1之和,即:BW2Bfc2fc1sfc2fc1 2.1.4 2FSK调制方案的比较 2FSK信号产生的方法主要有两种。一种可以采用模拟电路来实现(即直接调频法);另一种可以采用键控法来实现。 (1) 直接调频法原理 所谓直接调频法,就是用数字基带信号去控制一个振荡器的某种参数而达到改变振荡频率的目的。如图2.1.3所示 图2.1.3 直接调频法原理框图 (2)键控法原理 该方法就是在二进制基带矩形脉冲序列的控制 下通过开关电路对两个不同的独立频率源进行选通,使其在每一个码元Ts期间输出f1或f2两个载波之一。其原理如图1.2.2所示,它将产生二进制FSK信号。图中,数字信号控制两个独立振荡器。门电路(即开关电路)和按数字信号的变化规律通断。若门打开,则门关闭故输出为f1,反之则输出f2。这种方法的特点是转换速度快、波形好,而且频率稳定度可以做得很高。频率键控法还可以借助数字电路来实现。 以上两种FSK信号的调制方法的差异在于:由直接调频法产生的2FSK信号在相邻码元之间的相位是连续变化的。(这一类特殊的FSK,称为连续相位FSK而键控法产生的2FSK信号,是由电子开关在两个独立的频率源之间转换形成,故相邻码元之间的相位不一定连续。 图2..1.4 键控法原理框图 2.1.5 2FSK调制方案的选择 我们组选择采用键控法来产生2FSK信号,主要基于以下2个原因: 1:直接调频法产生的移频键控信号虽易于实现,但由于是同一振荡器产生两个不同频率的信号,在频率变换的过渡点相位是连续的,其频率稳定度较差。而且这种方法产生的FSK信号频移不能太大,否则振荡不稳,甚至停振,因而实际应用范围不广,仅适用于低速传输系统。 2:频率键控法是用数字矩形脉冲控制电子开关,使电子开关在两个独立的振荡器之间进行转换,从而在输出端得到不同频率的已调信号。由于产生f1和f2载频是由两个独立的振荡器实现,则输出的2FSK信号的相位是不连续的。这种方法的特点是转换速度快,波形好,频率稳定度高,电路不甚复杂,在实用中可以用一个频率合成器代替两个独立的振荡器,再经分频链,进行不同的分频,也可得到2FSK信号。 2.2 2FSK信号解调方案的比较与选择 数字调频信号的解调方法很多,如相干检测法、包络检波法、过零检测法、差分检测法等。下面就相干检测法、非相干检测法、过零检测法和差分检测法进行介绍。 2.2.1 滤波+包络检波法 2FSK信号的包络检波法解调方框图如图2.2.3所示,其可视为由两路2ASK解调电路组成。这里,两个带通滤波器(带宽相同,皆为相应的2ASK信号带宽;中心频率不同,分别为f1、f2起分路作用,用以分开两路2ASK信号,上支路对应 下支路对应,经包络检测后分别取出它们的包络及,;抽样判决器起比较器作用,把两路包络信号同时送到抽样判决器进行比较,从而判决输出基带数字信号。若上、下支路及的抽样值分别用表示,则抽样判决器的判决准则为 图2.2.1 2FSK信号包络检波方框图 2.2.2 相干检测法 相干检测的具体解调电路是同步检波器,原理方框图如图2.2.2所示。图中两个带通滤波器的作用同于包络检波法,起分路作用。它们的输出分别与相应的同步相干载波相乘,再分别经低通滤波器滤掉二倍频信号,取出含基带数字信息的低频信号,抽样判决器在抽样脉冲到来时对两个低频信号的抽样值 可还原出基带数字信号。 进行比较判决(判决规则同于包络检波法),即 图2.2.2 2FSK相干检测方框图 2.2.3 过零检测法 单位时间内信号经过零点的次数多少,可以用来衡量频率的高低。数字调频波的过零点数随不同载频而异,故检出过零点数可以得到关于频率的差异,这就是过零检测法的基本思想。过零检测法方框图及各点波形如图2.2.4所示。在图中,2FSK信号经限幅、微分、整流后形成与频率变化相对应的尖脉冲序列,这些尖脉冲的密集程度反映了信号的频率高低,尖脉冲的个数就是信号过零点数。把这些尖脉冲变换成较宽的矩形脉冲,以增大其直流分量,该直流分量的大小和信号频率的高低成正比。然后经低通滤波器取出此直流分量,这样就完成了频率——幅度变换,从而根据直流分量幅度上的区别还原出数字信号“1”和“0”。 图2.2.3 过零检测法方框图及各点波形图 2.2. 4 差分检波法 差分检波法的原理如图2.2.4所示,输入信号经接收滤波器滤除带外无用信号后被分成两路,一路直接送到乘法器(平衡调制器),另一路经时延τ送到乘法器,相乘后再经低通滤波器提取信号。解调的原理可作如下说明:设输入为 ,它与时延之波形的乘积为Acos(0)t Acos(0)tAcos(0)(t) 2V(A2)COS(0)若用低通滤波器除去倍频分量,则其输出为 可见,V是角频率偏移的函数,但却不是一个简单的函数关系。现在我们是当地选择使cos00 2sinV(A)sin 当02时 01则有=,故此有 22时 或 V(A2)sin 当0 2V(A) 当02时 若角频偏较小;<<1,则有 2V(A) 当02时 或 由此可见,当满足条件 鉴频特性所要求的。 cos00及<<1时,输出电压V将与角频偏呈线性关系。这是 2.2.5 2FSK解调方案的选择 过零检测法较其他三种分析方法更简单,因此我们决定用过零检测法来实现FSK信号的解调。 2.3 FSK系统性能 Pe 对于FSK采用非相干解调,在高斯白噪声信道环境下的平均误码率为:E1b)22N0 Eb N对于一个实际通信设备,其性能一般较理论性能在0上要恶化几个dB,一般可达(23dB)。 因而,对于一个调制方式已确定的信道设备,对于其误码率的测量是一个十分重要的环节。一方面可以衡量其在实际信道环境下的性能,比理论值所恶化的程度;另一方面,通过测量设备的信道误码率指标,可以判断当前设备是否工作正常。 对设备信道误码率指标的测量,不仅仅对该设备的性能有所了解,同时它也是通信系统工程方面(系统建立、维护)重要的工具。 1.误码率测量 对信道误码率的测量一般需通过误码测试仪进行。误码测试仪首先发送一串伪码给信道设备,信道设备将FSK信号发送,并经信道返回(主要是完成加噪功能),然后解调。将解调之后的数据再送入误码测试仪进行比较,将误码进行计数。而后将误码率显示出来: Pe接收的误码数 发送的总码数 3.调制指数 调制指数(h,单位为bit/Symbol),也被称为带宽效率,是以bit/s/Hz为单位来度量。较高的h会有较高的设备费用、复杂性、线性、以及为了保持与低h系统相同的误比特率而引起的SNR的增加。 信噪比(SNR:Signal to Noise Ratio)工程应用中,SNR的定义信号和噪声在功率上的比值。 总结:通过FSK调制,可以采用直接调频或频移键控,将数字信号调制为以频率表示的余弦波信号,在传播中有效防止误码的发生,提高传输可靠性。FSK检波可采用相干检测法、非相干检测法、过零检测法和差分检测等方法,从而将包含在余弦波中的信号恢复,已达到数字传输的目的。

浅谈数字调制技术与地面数字电视广播论文

摘要: 我国地面数字电视广播的发展过程,离不开数字调制技术的支持。信号的接收与传输受很多不确定因素的干扰,对整个系统的稳定性造成了严重的影响。而地面数字电视广播正常的工作,需要保证其信号的产生及传输过程的科学合理性。数字广播信号的发送及相关频率的调制,都受到一些国际通用的标准协议约束。做好地面数字电视广播的整体工作,就必须对其中涉及的数字调制技术的相关原理进行必要的掌握。

关键词: 数字调制技术;地面数字电视广播;协议;信号

早期的电视广播一般采用的是模拟调制技术,这与信号本身的来源相关。随着通信技术研究范围的扩大,数字调制作为全新的通信技术手段,对于地面数字电视广播的发展,产生了深远的影响。数字调制技术与相关的解调技术是对应的。在实际的应用中,二者对于电视广播的作用也非常地明显。

1数字调制技术相关原理综述

数字调制技术的逐渐成熟,直接推动了我国地面数字电视广播的发展。而传输数据的主要方式包括单载波调制和多载波调制。这两种技术的主要内容也是数字广播系统的主要发展的方向。无论是串行的数据传输方式,或是并行,其中具有代表意义的数据帧作为特殊的符号,对于调制方式的选择具有决定性。这些数据帧只有通过调制的方式加载到载波上,才能形成一定频率的数字传输信号。在信号传输的过程中,存在着信道的概念。同时在载波的振幅与相位调制的过程中,也存在着符号映射的相关原理。所有已经标注的点代表着载波的振幅与相位,二者的关系属于正交。不同的坐标代表着载波振幅和相位的不同,对于研究数字调制技术具有重要的意义。由于载波的振幅与相位在实际的研究中基本将二者的关系近似为正交,平面坐标的分布上也呈现出一些规律性。因此,把这种载波相关参数的位置关系又称为星座的符号映射。在调制技术中,载波的振幅与相位随着波形的变化而变化,平面坐标的表示又是一一对应的关系,故成为映射关系。相位和和振幅都是衡量载波变化的主要技术参数,则将它们作为符号来模拟实际中波形的变化。因此,图1所有的标注都是具有特定的意义,称之为星座图的符号映射。单载波的调制方式主要的原理是指在载波波形变化的过程中,用符号帧代表一个完整的整体,所有不同的波形变化组成了一个符号帧。而这些符号的存在主要是为了表示调制过程中载波的技术参数变化。这些技术参数主要包括载波的幅度和相位。所有的符号依照串形的方式进行排列,最后形成了单载波。所谓的多载波主要是指所有符号组成的符号帧的过程中,每个子符号对应的载波不再是同一个载波。对应载波的不同,最后经过叠加方式的处理,形成了特殊的输出信号。

2我国地面数字电视广播相关技术标准综述

我国的地面数字电视广播的参考标准制定相对较晚,但也形成了一定的体系。它主要强调的是传输系统中信道编码及相关载波技术参数的参考标准。常见的有多载波传输方式及GB20600的数据帧结构。

2.1GB20600数据帧结构分析

GB20600中3个不同的帧体组成了对应的PN序列。这些帧体在传输系统中所用的传输时间各不相同。帧体中数据块所占用的时间大约为500微秒。不同PN的序列,导致信号帧所占用的时间也存在着很大的不同。对于传输系统的载波来说,这些技术参数的不同,对广播电视信号的接收与发射工作,造成了很大的影响。地面广播电视的传输系统,充分利用了数字调制技术的相关原理。对于其中涉及的帧头和帧体,在信道编码过程中所花费的'占用时间是不同的。

2.2多载波方式的相关原理

多载波的传输方式无论在结构上还是传输机制上,其相对的技术原理都比较复杂。它的帧体和帧头对应的符号数是不同的。一般由3780个符号数构成帧体部分,意味着3780个不同的载波发挥着各自的作用。对于我国的地面数字电视广播的传输系统来说,多载波技术的应用对于信号传输系统的稳定性,具有重要的作用。在多载波方式的传输机制中,PN序列对于整个信道的估计及抑制噪声的工作方面,具有显著的作用。无线信道的正常工作中,很容易受到噪声的影响,这对信号的传输非常不利。而相关的相位噪声必须通过相关的技术手段进行必要的抑制,这对整个信道的正常机制都造成了巨大的影响。其中保护间隔是多载波方式的显著特征,这对抗多径干扰的能力起着主要的作用。只有除去一些有效的数据,才有可能达到抑制噪声的最终目的。

3结束语

在现代通信的发展过程中,调制技术对于信号的传输起着至关重要的作用。载波的主要参数是指振幅和相位,这对研究地面数字广播有着重要的参考意义。数字调制技术对于整个系统稳定性的研究,都产生了深远的影响。只有了解和掌握数字调制技术的相关原理,才能更好地为我国的地面数字广播建设事业做出更多贡献。

参考文献:

[1]杨知行,王昭诚.下一代地面数字电视广播系统关键技术[J].电视技术,2011,(8):22-27.

[2]白杨,冯景锋.地面数字电视广播单频网组网调制器实现关键技术[J].广播与电视技术,2011,(12):50-53.

[3]李玲.QDPSK全数字调制解调技术研究[D].南京理工大学,2014.

. 毕业设计总结篇一 经过四个月的努力我的毕业设计终于完成了,但是现在回想 起来做毕业设计的整个过程,颇有心得,其中有苦也有甜,艰辛 同时又充满乐趣,不过乐趣2. 毕业设计总结篇二 毕业设计是我们作为学生在学习阶段的最后一个环节,是对 所学基础知识和专业知识的一种综合应用,是一种综合的再学 习、再提高的3. 毕业设计总结篇三 随着毕业日子的到来,

报告主要包括以下几个方面:(一)论文名称论文名称就是课题的名字第一,名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,论文的名称一定要和研究的内容相一致,不能太大,也不能太小,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。第二,名称要简洁,不能太长。不管是论文或者课题,名称都不能太长,能不要的字就尽量不要,一般不要超过20个字。(二) 论文研究的目的、意义研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实当中存在这个问题,需要去研究,去解决,本论文的研究有什么实际作用,然后,再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点,有针对性一点,不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴ 研究的有关背景(课题的提出): 即根据什么、受什么启发而搞这项研究。 ⑵ 通过分析本地(校) 的教育教学实际,指出为什么要研究该课题,研究的价值,要解决的问题。(三) 本论文国内外研究的历史和现状(文献综述)。规范些应该有,如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题,从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。(四)论文研究的指导思想指导思想就是在宏观上应坚持什么方向,符合什么要求等,这个方向或要求可以是哲学、政治理论,也可以是政府的教育发展规划,也可以是有关研究问题的指导性意见等。(五) 论文写作的目标论文写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题,也就是本论文研究要达到的预定目标:即本论文写作的目标定位,确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确; 目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。确定论文写作目标时,一方面要考虑课题本身的要求,另一方面要考率实际的工作条件与工作水平。(六)论文的基本内容研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现,他们不一定是一一对应的关系。大家在确定研究内容的时候,往往考虑的不是很具体,写出来的研究内容特别笼统、模糊,把写作的目的、意义当作研究内容。基本内容一般包括:⑴对论文名称的界说。应尽可能明确三点:研究的对象、研究的问题、研究的方法。⑵本论文写作有关的理论、名词、术语、概念的界说。(七)论文写作的方法具体的写作方法可从下面选定: 观察法、调查法、实验法、经验总结法、 个案法、比较研究法、文献资料法等。

空调与制冷技术论文3000字

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制冷是为了适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。下面是我为大家精心推荐的高级制冷技师职称论文,希望能够对您有所帮助。

制冷技术分析

摘要 制冷技术是为了适应人们对低温条件的需要而产生和发展起来的。制冷技术是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度,并保持在规定低温状态的一门科学技术,它随着人们对低温条件的要求和社会生产力的提高而不断发展。制冷的 方法 很多,常见的有以下四种:液体气化制冷,气体膨胀制冷,涡流管制冷和热电制冷。其中液体汽化制冷的应用最为广泛,它是利用液体汽化时的吸热效应而实现制冷的。蒸汽压缩式,吸收式,蒸汽喷射式和吸附式制冷都属于液体汽化制冷方式。本文重点介绍蒸汽压缩式制冷的工作原理及几种形式。

关键词蒸汽压缩式制冷压-焓图理想制冷循环制冷系数ε 绝热膨胀

双级蒸汽压缩制冷循环

中图分类号: TB6文献标识码: A

一、蒸汽压缩式制冷的工作原理 蒸汽压缩式制冷系统由压缩机,冷凝器,膨胀阀,蒸发器组成,用管道将其连成一个封闭的系统。

工质在蒸发器内与被冷却对象发生热量交换,吸收被冷却对象的热量并汽化,产生的低压蒸汽被压缩机吸入,经压缩后以高压排出。压缩过程需要消耗能量。压缩机排出的高温高压气态工质在冷凝器被常温冷却介质(水或空气)冷却,凝结成高压液体。高压液体经膨胀阀时节流,变成低压,低温湿蒸汽,进入蒸发器,其中的低压液体在蒸发器中再次汽化制冷,如此周而复始。

液体转变为气体,固体转变为液体,固体转变为气体都要吸收潜热。任何液体在沸腾过程中将要吸收热量,液体的沸腾温度(即饱和温度)和吸热量随液体所处的压力而变化,压力越低,沸腾温度也越低。而且不同液体的饱和压力、沸腾温度和吸热量也各不相同。如下表一

例:在1 个大气压下

制冷工质 沸点 (℃) 气化潜热 r (kJ / kg)

水 100 2256

R717(氨) -33.4 1368

R22 -40.8 375

据所用制冷液体(称制冷剂)的热力性质,创造一定的压力条件,就可以在一定范围内获得所要求的低温。 要实现制冷循环必须要有一定的设备,而且要以消耗能量作为补偿。 蒸汽压缩式制冷循环就是用压缩机等设备,以消耗机械功作为补偿,对制冷剂的状态进行循环变化,从而使用冷场合获得连续和稳定的冷量及低温。在制冷循环中,制冷剂经历了汽化、压缩、冷凝、节流膨胀等状态变化过程。为了分析,比较和计算制冷循环的性能,必须知道制冷剂的状态参数变化规律。对目前常用的制冷剂,这些状态参数间的关系已经制成各种图和表来表示。

制冷剂的热力性质图,常用的热力性质图有温熵(T-S)图和压焓(㏒p-h)图,形式如下图,图中x=0为饱和液体线,x=1为饱和蒸汽线,两线之间为湿蒸汽区,其中等干度线(x=0.1,x=0.2……)。

由于定压过程的吸热量,放热量以及绝热压缩过程压缩机的耗功量都可再㏒p-h图上表示,利用过程初、终状态的比焓差计算,因此㏒p-h图在制冷循环的热力计算上得到了广泛的应用。由于制冷剂的热力参数h、s等都是相对值,因此,在使用上述热力性质表及图时,必须注意他们之间的h、s的基准点是否一致,对于基准点取值不同或单位制不一致的图或表,最好不要混用,否则必须进行换算和修正。

二、 理想制冷循环—逆卡诺循环

卡诺循环分正卡诺循环和逆卡诺循环,均是由两个定温和两个绝热过程组成,他们是一个理想循环。研究蒸汽压缩式制冷循环的主要目的,是为了分析影响制冷循环的各种因素,寻求节省制冷能耗的途径。 逆卡诺循环是使工质(制冷剂)在吸收低温热源的热量后通过制冷装置,并以外功作补偿,然后流向高温热源。逆向循环是一种消耗功的循环,制冷循环就是按逆向循环进行的, 在温—熵或压—焓图上,循环的各个过程都是依次按逆时针方向变化的。

逆卡诺循环设备示意图

2.实现逆卡诺循环必须具备的条件:

(1)高、低温热源温度恒定;

(2)工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差;

(3)工质流经各个设备时无内部不可逆损失;

(4)作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。

逆卡诺循环是可逆的理想制冷循环,它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内部和外部不可逆损失。虽然逆卡诺循环无法实现,但是通过该循环的分析所得出的结论对实际制冷 循环具有重要的指导意义。

3.制冷系数ε

制冷循环常用制冷系数 ε 表示它的循环经济性能,制冷系数等于单位耗功量所制得的冷量。

ε=q/∑W

q: 1kg 制冷剂在T0温度下从被冷却物体吸收热量q (kJ/kg)

W:循环1 kg的工质消耗功

对于逆卡诺循环而言:

εc=T0/(Tk- T0)

T0:蒸发温度; Tk:冷凝温度

从公式可知,逆卡诺循环的制冷系数仅与高、低温热源温度有关,而与制冷剂的热物理性能无关。由于逆卡诺循环不考虑各种损失,而且压缩机利用了膨胀机对外输出的功,因此,在恒定的高、低温热源区间,逆卡诺循环的制冷系数最大,在该温度区间进行的 其它 各种制冷循 环的制冷系数均小于逆卡诺循环制冷系数。

所以,逆卡诺循环制冷系数可用来评价其它制冷循环的热力完善度。

三、蒸汽压缩式制冷理论循环及热力计算

1.理论制冷循环不同于逆卡诺循环之处是:

(1)制冷剂在冷凝器和蒸发器中按等压过程循环,而且具有传热温差;

(2)制冷剂用膨胀阀绝热节流,而不是用膨胀机绝热膨胀;

(3)压缩机吸入饱和蒸汽而不是湿蒸汽。

用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失:不但增加了制冷循环的耗功量,还损失了制冷量。这两部分损失必然使制冷系数和热力完善度有所下降。

2.用干压缩代替湿压缩后的过热损失包括:

(1)用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失导致后果:膨胀阀的节流是不可逆过程,节流前、后焓值不变;制冷剂干度增加,液体含量减少,制冷量减少,消耗功上升,制冷系数下降,其降低的程度称为节流损失。节流损失的大小与下列因素有关:与冷凝温度和蒸发温度差有关,节流损失随其增加而增大;与制冷剂的物性有关,一般节流损失大的制冷剂,过热损失就小;与冷凝压力有关,冷凝压力Pk越接近临界压力Pkr节流损失越大。

(2)用干压缩代替湿压缩后的饱和损失

原因:在制冷压缩机的实际运行中,若吸入湿蒸汽,会引起液击,并占有气缸容积,使吸气量减少,制冷量下降。过多的液体进入压缩机气缸后,很难全部汽化,这时,既破坏了压缩机的润滑,又会造成液击,使压缩机遭到破坏。因此,蒸汽压缩式制冷装置在实际运行中严禁发生湿压缩,要求进入压缩机的制冷剂为干饱和蒸汽或过热蒸汽,干压缩式制冷机正常工作的一个重要标注。如何实现干压缩,如下图,可在蒸发器出口增设一个液体分离器。分离器上部的干饱和蒸汽被压缩机吸走,保证干压缩,进入压缩机的制冷剂状态点位于饱和蒸汽线上。制冷剂的绝热压缩过程在过热蒸汽区进行。因此,制冷剂在冷凝器中并非定温过程,而是定压过程。

热力计算制冷剂在蒸发器中的单位质量制冷量:

q0 = h1-h4[kJ/kg]

压缩机的单位质量绝热压缩耗功量:

W= h2- h1 [kJ/kg]

制冷剂单位容积制冷量:

Qv= q0/V[kJ/m3]

理论制冷系数:ε= q0/ W

3.蒸汽压缩式制冷循环改善

为了使膨胀阀前液态制冷剂得到再冷却,可以采用再冷却器或回热循环。

(1)设置再冷却器对于同一种制冷剂,节流损失主要与节流前后的温差(Tk- T0)有关,温差越小,节流损失越小。一般可再冷凝器后增加一个再冷却器,使冷却水通过再冷却器,然后进入冷凝器。再冷却后可使液体制冷剂在冷凝压力下被再冷至状态点3′,图中3-3′是高压液体制冷剂在再冷却器中的再冷过程,再冷却所能达到的温度Tr,称为再冷温度,冷凝温度与再冷温度之差△Tr称为再冷度,这种带有再冷的循环称为再冷循环。

增加过冷可以使制冷系数提高:制冷剂R717每过冷1℃,制冷系数可提高0.46%;冷制冷剂R22每过冷1℃,制冷系数可提高0.85%。

(2)回热循环为了使膨胀阀前液体的再冷度增加,进一步减少节流损失,同时又保证压缩机吸气有一定过热度,可再在制冷系统中增设一个回热器。回热器的作用是使膨胀阀前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂蒸汽进行热交换,使压缩机吸入的蒸汽有一定的过热度,由于过热(过热量△q)增加了压缩机的耗功量(△w)。因此,回热循环的制冷系数是否提高,视△q/△w的比值定。

下表示几种常用制冷剂采用回热循环后,制冷系数及排气温度的变化情况。

制冷剂 R717 R22 R502

制冷系数增减率% -4.18 -1.88 +3.02

排气温度变化 ℃ 140.3→102 84.7→53.5 66.5→37.3

由上表可看出采用,采用回热循环后制冷系数不一定增加,制冷剂R22采用回热循环后制冷系数降低不多但保证了干压缩金额热力膨胀阀的稳定工作,所以实际中采用回热循环。R502和R12适合采用回热循环。R11和R717因为制冷系数降低很多不适合采用回热循环。

四、双级蒸汽压缩制冷循环

对于活塞式制冷压缩机单级制冷循环,在通常的环境下,一般只能制取

-25℃~-35℃以上的蒸发温度。如果采用单级制冷循环制取较低的蒸发温度,将会产生很多有害因素,如:

(1)压缩机排气温度很高,不但加大了过热损失,使制冷系数下降,而且会恶化润滑油效果,影响压缩机的使用寿命和正常运行。

(2)压缩比(Pk/P0)增大,在正常环境温度下,当蒸发温度T0下降时,Pk/P0增加,压缩机容积效率降低,实际吸气量减少,制冷量下降,当压缩比达到一定值时,活塞式制冷机此时已不能进行制冷。

(3)节流损失增加,制冷剂单位制冷量减少,消耗功加大,制冷系数下降。

(4)过低的蒸发温度可能会使制冷系统的运行工况超过压缩机标准规定的设计和使用条件,造成不允许的危险情况发生。如活塞式压缩机(制冷剂R22)的压缩比,大能大于6(高温机)和16(低温机)压力差(Pk- P0)不能大于1.6MPa;螺杆式压缩机(制冷剂R22)排气温度不能高于105℃,制冷剂R22当压缩比≤10时,采用单级压缩, 压缩比>10时采用双级压缩;制冷剂R717当压缩比≤8时,采用单级压缩, 压缩比>8时采用双级压缩。因此对于活塞式压缩机,当T0低于-25~-35℃时,采用双极制冷循环能使上述不利影响得到改善。对于螺杆式压缩机,由于其具有良好的油冷却装置,排气温度比活塞式压缩机低,允许的压缩比和压力差均较大。因此,一般螺杆式压缩机单级制冷循环可制取-40℃左右的低温(Tk 在40℃~45℃时)。空气源热泵机组,其压缩机至少要能在蒸发温度为-15℃~+15℃(双级压缩可达-35℃)冷凝温度≤65℃的条件下正常工作。

下图是双级压缩制冷循环示意图:

双级压缩制冷循环通常采用闪发蒸汽分离器(节能器)和中间冷却器两种形式。下面介绍带有中间冷却器的双级压缩制冷循环。该循环式把来自蒸发器的制冷剂蒸汽,以串联的两台压缩机(有中间冷却器)或者同一台压缩机的两组气缸“接力”式压缩。每一级的压缩比、排气温度等都符合压缩机的使用条件,又可获得较低的蒸发温度T0,制冷系数比相同制冷能力的单级制冷循环大,因而比较经济。下面介绍常用的双级压缩制冷循环。

一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环,所谓完全中间冷却时指来自低压级压缩级的过热蒸汽在中间冷却器内完全冷却至饱和状态如下图:

由于氨制冷系统排气温度高,吸气过热不能大,因此这种循环形式广泛应用于氨双级制冷系统。这种系统的特点是由于采用完全中间冷却,可以减少过热损失,因此,耗功量较单级少,制冷系数较单级大。中间压力Pm=( Pk.P0)0.5

氨双级压缩的最佳中间温度t佳=0.4 Tk+0.6T0+3 ℃

T0:蒸发温度; Tk:冷凝温度

压缩比=Pk/P0 Pk:冷凝压力 P0:蒸发压力

当已知制冷量Q0,通过蒸发器的制冷剂质量流量Mr,则Mr= Q0/(h1-h8)

制冷循环压缩机的理论总耗功率为Pth, Pth= Pth1+ Pth2

Pth1为低压级压缩机的理论耗功率(KW)

Pth2为高压级压缩机的理论耗功率(KW)

则理论制冷系数εth= Q0/ Pth

五、结论

随着技术现代化的发展以及人民生活水平的不断提高,制冷在工业、农业、国防、建筑、科学等国民经济各个部门中的作用和地位日益重要。特别是人们对生活水平的要求提高,不同食品储藏温度不同,双级压缩可以满足更低温度要求,人们在任何季节都可以品尝到新鲜的食物。农牧业中,制冷用于对农作物种子进行低温处理;建造人工气候育秧室。制冷在医疗卫生方面和工业生产中发挥着日益重要的作用。总之通过本文的学习,对制冷系统原理有了全面认识,对如何提高制冷系数的 措施 有所了解。

参考文献

吴业正制冷原理及设备 西安交通大学出版社

尉迟斌实用制冷与空调工程手册机械工业出版社

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技术对标研究与性能分析论文范文

在现代技术中,理化检验是指借助一些测量工具进行物理、化学方面的测试和检验,因而又称“器具检验”。下面是我精心推荐的一些理化检验技术论文,希望能对大家有所帮助!理化检验技术论文篇一:《试谈理化检验质量控制考核中有关技术》 【摘要】 随着最近几年国家科学技术的飞速发展,各项科研工作也不断扩大。理化检验是我国进行科学研究检测的重要组成部分,尤其是在卫生监督管理方面。而理化研究由于其高要求的精密性而要求在检测的过程中必须提高检测的准确率,质量控制是一种提高准确率非常行之有效的方式,对于不同的检测,质控控制的技术也不一样。 【关键词】 理化检验;质量控制;技术分析;物理;化学 理化检验就是借助一些测量工具进行物理、化学方面的测试和检验,因而又称“器具检验”,这种测量工具或器具都是非常精密,比如说一般常用的测量工具有千分尺、千分表、验规、显微镜等等。随着我国对于卫生行业的改革和对卫生监督管理的加强,卫生部门在进行检测的时候就提出了更高的要求,而理化检验是卫生检测的一种重要手段,它为监督执法提供更加精确的检测数据,在劳动卫生监督管理工作中具有重要作用。 1 理化检验质量控制考核中有关技术 根据多年来众多研究者不断的探索发现和 总结 ,理化检验质控考核主要可以分为以下几个方面。 1.1 滤膜上沉着的金属含量分析 这种技术就是运用化学 方法 ,通过添加相关化学剂使其沉淀然后过滤,对过滤金属进行类型、含量多少等分析。滤膜沉着的金属样品的稳定性比较高,在正常环境下不会随着自然环境的变化而发生损失,在进行滤膜上沉着的金属含量分析的过程中需要注意防止灰尘的污染,提取考核样品的时候应注意对工具的消毒、干燥处理,以免发生污染,致使考核结果数据不准确。考核完成后要将样品放入洁净的干燥器中。 1.2 固体盐中金属含量分析 顾名思义,这中理化检验考核技术就是通过对固体盐类中的金属含量和类型进行考核,同滤膜沉着的金属样品一样,固体盐中金属样品也具有较好的稳定性。在提取样品的时候应注意样品量不宜过多,在提取样品前一定要对其进行干燥处理,干燥的时间至少在一个小时以上,考核完成后要将样品放入洁净的干燥器中。 1.3 活性炭管吸附有机毒物含量分析 这种技术考核原理是化学亲和力的作用,因为活性炭管的吸附有机会具有很强的吸附能力,如果运用物理办法则不容易对其进行分离,用化学亲和力将其分离和样品考核分析。在日常的样品保存中要注意防尘和防潮。因而,活性炭管吸附有机毒物样品不适宜保存在冰箱里。 1.4 水溶液中毒物含量分析 水溶液中待检测的毒物考核样品很多,比如:水溶液中氯化氢含量、水溶液中三氧化铬含量等,水溶液中待检测的毒物考核样品的稳定性比较差,在正常自然状态下会随着环境的变化而发生变化,比如当环境温度升高了,就会增大样品水分的自然蒸发,在样品保存的时候,如果水溶液瓶盖密闭不严也会导致水分蒸发。所以,考核水溶液样品的保存非常重要,在保存的时候要注意放在温度不会发生变化的环境里,冰箱或者冷藏箱就是很好的方式,同时还要注意样品瓶是否密封好。 2 样品考核过程中应注意的问题 2.1 样品考核流程要严格按照规范标准 对于理化检验的质量考核,国家出台了相关的流程规范标准。因此,在实际的操作中要严格按照规范标准,以防出现错误或者测试不准。在考核前应将操作分析的计划详细书写清楚,按照相关指标和标准配置试剂,同时要取少量的考核样品先试验分析,主要是检测其浓度,以决定分析所用考核样品的取样量。在实际的考核过程中,首先做好标准曲线,包括空白点共五个点,每点做六份,计算变异系数小于百分之二,列出回归方程,计算回归系数。为了提高考核的准确率,应该取考核样品3份按标准曲线同样的方法进行操作,然后计算这三次测定的平均值作为最终测定结果,注意还要计算其相对标准值,标准值应小于百分之五,否则就说明误差过大,数据不能作为测定结果。注意书写过程中各种格式及单位等要严格按照标准格式。 2.2 考核过程中各器具及试剂运用的注意事项 首先是实验所用的吸液管,要求必须使用取得计量认证的单位生产的标准计量器具,或者是经过了考核人员本人的校正,因为吸液管的指标参数也会影响着测试的准确性。整个分析考核样品的过程中,要特别注意吸取标准试剂和考核样品溶液的剂量。其次是对实验所用的蒸馏水的注意,样品分析过程中,蒸馏水的质量会深深影响着化学分析铅的空白值,最终影响着分析结果。而分析试剂的纯度也会对分析结果造成很大的影响。因此,在实际考核中,为了保证考核样品结果的准确性,应使用重蒸馏水和分析纯以上试剂,气相色谱的考核用GR级色谱纯试剂。 3 结 语 理化检验质量控制考核并非一项复杂的工程,但是由于其检测结果的重要性就要求了检测结果必须更加的精确,因此在考核过程中必须要保证各项操作严格按照标准规范进行,保护样品不受污染,检测结果 报告 一定按照相关格式要求,全面、准确。通过各方面的规范操作来加强理化检验的质量控制。 参考文献 [1] 黄家钿,李诚,杜宏,张茵,方辰.卫生检验与检疫技术专业实践教学新模式的构建[A].浙江省医学会.2012年浙江省医学 教育 学学术年会论文集[C].浙江省医学会,2012.4. [2] 关于举办全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会暨《理化检验》创刊40年庆典活动的征文通知(第一号)[J].理化检验(物理分册),2012,02:92. [3] 张云霞,蔡望伟,周代锋.以素质教育为导向,深化医学院生物化学实验教学改革[J].海南医学,2011,15:135-137. [4] 张秀丽,廖兴广,张蒙,高葆真.2010年河南省食品卫生微生物检验质量控制考核结果的评价与分析[J].中国卫生检验杂志,2011,07:856-857. 理化检验技术论文篇二:《浅谈茶叶理化检验样品制备技术》 摘要:本文初步分析研究了茶叶理化检验样品的制备技术,并且从挑选与加工新鲜叶子、预处理与磨碎毛茶、均匀混合与分装磨碎样品、检验样品的均匀稳定性、检测特性数值等方面对茶叶理化检验样品制备技术进行了分析,最终提出了对标准化样品进行定值时,可以把定值根据转向实验室所提供的检测相关数据等发展建议,希望可以为我国的茶叶质检事业发展添砖加瓦并且奉献自己的力量。 关键词:茶叶 理化检验 制备样品 全球三大饮料之一便是茶叶,与 其它 饮料相比茶叶更加的实惠和经济,因此茶叶的饮用范围也在逐渐的扩大,拥有越来越大的消费人群,并且已经成为了21世界健康饮品的首先选择对象。可是,伴随着迅速发展壮大的商品经济,日益激烈的市场竞争环境,出现了各种各样的伪劣产品,茶叶也不能被排除之外。为了能够满足商品市场的要求,对各种形式的假茶叶进行严厉打击,有效整顿非常混乱的茶叶市场,迫切需要对茶叶进行理化检验。 一、茶叶理化检验标准化样品概述 对茶叶进行检测的内容包含了检验茶叶的品质、理化标准以及卫生标准等。其中,理化检验程序重点是对出物水浸、水分、茶多酚、咖啡碱等指标进行检验;卫生检验则是对存在于茶叶中的六六六成分等各种残留农药实施检测,以及重金属与微生物等项目的科学检验。 标准化样品具体是指一种或是各种均匀充足以及特点价值已经确定了的物质材料,主要用途是对设备仪器、评测方式以及材料具有的赋值进行校准。当前,通过国家生态环境科学研究院等有关单位研究制作、并且由我国标准物质机构特定销售的是存在于茶叶中的具备赋值特点的无机元素的茶叶标准样品。其它能够对茶叶理化各个指标体现的赋值标准化样品始终没有地方购买。为了可以有效提升全国检测茶叶机构的工作能力,加强检测机构对数据进行测定的可靠性,势必要设计针对茶叶理化各个指标所产生复制标准化样品,这也成为了各个检测单位对实验室检测茶叶项目技术水平客观了解的事实根据。 二、茶叶理化检验标准化样品制备技术 (一)挑选与加工新鲜叶子 影响茶叶理化指标数值的因素主要包括茶树的种类、产茶的时间、原材料的鲜嫩程度以及加工环节等。要想从根本上对原材料整体质量进行控制就需要挑选相同的种类、相同的茶园、根据一致的采摘要求对鲜叶实施采摘。并且在相同的步骤下加工生产等级相同的毛茶样品。需要关注两个方面:一方面是对毛茶所含水平有效控制。保证茶叶品质的重要因素就是茶叶所含的水分,毛茶样品要想成为标准化的茶叶样品,其含有的水分应当在6.5%以下。另一方面是对原材料的鲜嫩程度进行合理控制。加工茶叶使用鲜嫩程度良好的茶叶,不仅消耗较高的成本,同时出现较多的绒毛也对制备均匀样品非常不利。制作茶叶标准化样品,最好选择一芽的对夹叶或者三四叶的新鲜叶子作为原材料,使用二级或者二级以下作为毛茶的原材料。曾经根据以上的要求制作了一些茶叶的相关样品,已经被实验室国家认可组织作为了验证茶叶能力的标准化样品。不但具有较低的成本,并且在开始就已经对其均匀性获得了保障。 (二)预处理与磨碎毛茶 刚刚加工出来的毛茶通常会包含一些杂物。为了能够确保整批毛茶统一的质量标准,迫切需要挑剔全部茶叶,同时除去茶梗与石粒等,可以避免这些杂物对指标 产生的影响。国际相关标准对茶叶理化检验样品进行了规定必须使用磨碎之后的茶叶,因此,在预处理的前提条件下,必须磨碎处理毛茶的样品。磨碎之前,首先要清理干净磨碎设备,其次放入一小部分样品实施磨碎,并且清理掉这些磨碎样品。最后开始对样品正式进行磨碎,选择孔径在0.6毫米到1毫米之间的筛子对磨碎样品进行筛选并且将其作为制备样品。 (三)均匀混合与分装磨碎样品 制备标准化的样品与平常检测使用的样品不同。制备一次样品的数量比较大,为了能够确保样品具有较高的均匀性,必须在进行分装操作之前充分混合均匀筛选后的磨碎样品。样品在混合均匀之后分别盛放在干燥清洁的设备中,盖紧瓶盖,为保存茶叶样品提供一个密闭、干燥、避免阳光照射的环境。 (四)检验样品的均匀稳定性 随机在整体样品中选择超过10个样品后检验其均匀性。检验均匀性可以使用待测项目,选择具有代表性或者对不均匀样品产生敏感的项目。对每一个抽取的样品,通过相同的检测人员在不变的环境条件下测试2次以上。应用单因子方差对检验结果进行分析,充分验证样品之间不会存在显著的差异性,只有这样才能证明其是均匀的样品。在验证茶叶能力所需样品的均匀性检验工作中,选择了总灰分和粗纤维等相关项目检验均匀性。由于前期制备均匀样品工作操作正确,应用单因子方差对上述检验均匀性结果进行验证表明其具有均匀性。上述茶叶项目在密闭与干燥的环境中状态稳定,因此,上述项目应用的样品可以不进行稳定试验。 (五)检测特性数值 检测某一个特性数值,通过需要具备检测茶叶能力的几十家实验室,根据国家规定的检测方法,应用各个实验室之间的联合检测方法,联合定值对应的特质数值。也就是根据相关准则规定的方法,统计和计算各个实验室获得检测结果,最终确定标准化样品各个特性数值体现出的测量的不确定性。 三、茶叶理化检验样品的发展 我国当前正在努力对各种能力开展计划验证,在验证茶叶能力的各项活动中,参与单位具有极高的积极性,参加个别项目的实验室超过了百家。开展工作的过程中,工作人员深刻的意识到制备大量样品非常不容易,在制备样品过程中,怎样保证样品具有均匀性以及对其进行有效检验等工作耗费了较多的财力与精力。因此,相关工作人员认为可以凭借验证茶叶能力这个机会,增加制备验证样品的数量。由于每一次验证茶叶能力之后剩余的样品都已经通过了均匀性检验,同时在验证能力过程中进一步获得确认;通过验证能力又可以产生一些具有较高技术水平的优秀实验室。所以,对标准化样品进行定值时,可以把定值根据转向这些实验室提供的检测相关数据。比如:可以将某种样品相关项目所需的标准数值规定为各个实验室得出的测定数值中的中位值,把标准化的IQR定义为标准偏差。假如能够科学有效的应用这些资源,不但能够大量减少制备与验证茶叶标准化样品所需的成本,同时也促使定值的结果更加无限接近真实数值,符合了各个质检单位对茶叶理化检验标准样品产生的要求。 结束语 目前,在制备茶叶标准样品工作上,茶叶工作者具备了丰富专业的茶叶背景优势,可是要想将验证茶叶能力提升为茶叶的标准化样品,还要对相关的研究程序作出进一步的分析理解,以便可以制备出具有稳定结果、准确定值、均匀样品同时充分发挥法律效力的茶叶标准化样品,也为我国发展茶叶质检工作贡献自己的力量。 参考文献: [1]GB/T8303―2002.茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定[M].中华人民共和国国家标准,2009. [2]CNAS-GL03.能力验证样品均匀性和稳定性评价指南[M].中国合格评定国家认可委员会2008. 理化检验技术论文篇三:基于工作过程的《食品理化检验技术》课程教学过程设计 食品理化检验技术作为食品营养与检测专业的一门重要的核心课程之一,该课程的教学会直接影响到学生的培养质[]量,因此,需要对课程进行教学过程的设计,来培养学生学习的积极性、主动性和创造性,调动学生的学习兴趣,从而提高教学的课堂效果,教学过程是知识、 经验 、方法、能力的整体综合体现,教学过程既要体现做事的方式方法,又要重视知识的掌握和应用[1-2]。为了搞好该课程的教学工作,本文对《食品理化检验技术》课程进行教学过程设计,通过教学过程设计来保证课堂的教学效果,达到合乎企业要求的人才培养目标。 一、食品理化检验技术课程开发 食品理化检验技术课程的开发是以企业的理化检验的工作过程为导向进行的,将理化检验的工作过程设计成企业岗位需要的工作任务,并以该工作任务为载体设计学习情境,确定开发的流程,具体为首先对食品营养与检测专业进行调研,写出 调研报告 ,分析企业理化检验工作岗位所要求的职业能力和工作能力,根据职业能力和工作能力的要求,分析食品理化检验技术的课程结构,优化出该课程的课程体系,从而分析出课程的教学内容,制定出课程标准和实验实训指导书,然后进行教学设计。 二、教学内容的选择和课程内容结构 在食品理化检验技术课程的教学内容选取上,根据国家和地方食品企业行业发展以及高职食品营养与检测专业的培养目标,按照食品理化检验的工作岗位对学生知识、能力、素质的要求,根据“够用、必需”原则来选取教学内容,按照职业性、实践性的原则选取食品理化实训教学项目。 三、食品理化检验技术教学过程的设计 食品理化检验技术课程的教学过程采用具体的工作任务来引领学生学习的整个过程,按照食品理化检验工作岗位的流程进行设计该课程的教学过程,从工作岗位所需的工作任务来选择理化检验项目,检验项目选择完成后,学生根据检验项目查找资料进行方案设计,方案设计确定出来后,需要教师和学生共同进行反复讨论、修改,通过后才能实施,根据确定的方案,学生在教师的指导下完成实验实训的各项准备工作,然后开始进行实训操作,操作完成,对实训的结果进行分析,再广泛收集教师和学生们的意见,最后教师把问题反馈给学生,避免学生下次出现同类错误。《食品理化检验技术》课程的教学过程设计见图1。 图1 食品理化检验技术教学过程的设计 四、推行基于工作过程的项目导向、任务驱动教学法

软件技术是一个发展变化非常快的行业,软件人才要按照企业和领域需求来确定培养的方向。下面是由我整理的软件技术论文范文,谢谢你的阅读。

浅谈软件项目估算技术

摘 要:由于软件产品自身的特殊性,导致软件项目的估算工作进行困难,估算结果准确性差。为了解决这一问题,产生了很多不同的软件项目估算技术,本文对各种估算技术的主要思想及其优缺点进行简单的阐述。尤其是对功能点估算技术,本文做了详细的介绍,并通过实例加以说明其应用方法。

关键词:规模估算;成本估算;实例应用

中图分类号:TP311.5

软件项目的估算历来是比较复杂的事,因为软件本身的复杂性、历史经验的缺乏、估算工具缺乏以及一些人为错误,导致软件项目的估算往往和实际情况相差甚远。因此,估算错误已被列入软件项目失败的四大原因之一。由此,也证明了正确对软件项目进行估算是何等重要。

在软件项目管理中,估算就是对项目将持续多长时间或花费多少成本的预测。所以说,估算正是一种对未来的预测。从这里也看以看出估算的重点就在“工作量估算”或“成本估算”,而在对这两者进行估算的过程中大多数情况下都少不了“软件规模”这个条件,所以本文将软件估算分为两种类型,第一个种是软件项目规模的估算,第二种是将估算得出的规模转换为工作量的估算或成本的估算。目前使用比较广泛的规模估算技术,如:代码行估算技术、功能点估算技术;而使用比较广泛的成本估算技术,如:COCOMO算法模型估算技术。

除了上述所列举的几种技术外,还有几种估算技术既可以用于估算规模,也可直接应用与估算工作量或估算成本,如:Delphi估算法、类比估算技术、PERT估算技术。这几种估算技术不似前面所列的技术,比较有针对行,且有具体的计算过程、计算公式。这几种技术只是一种思想,依据某个选定的科目进行估算。下面本文将简单介绍上述提到的几种估算技术,并通过具体的实例重点阐述功能点估算技术。

1 估算技术简介

1.1 代码行估算技术。代码行(LOC)指所有的可执行的源代码行数,包括可交付的工作控制语言(JCL:Job Control Language)语句、数据定义、数据类型声明、等价声明、输入/输出格式声明等[1]。代码行估算技术主要是估算软件的规模,即通过该技术估算待研发软件项目有多少行代码。一般为了方便表示,使用较大的单位千代码行(KLOC)来表示待研发软件项目的规模大小。这种方法比较适用于有经验积累和开发模式稳定的公司。如果是新成立公司,使用这种估算技术则会存在很大误差,加大项目失败的风险。

1.2 功能点估算技术。功能点法是一种经过实践验证的方法,但应用成本很高,估算的工作量投入也较大。功能点估算技术最终结果是规模,仍然需要知道项目的生产率数据才能得出实际的工作量。功能点估算技术将系统功能分为输入、输出、查询、外部文件和内部文件5种类型。其中,输入是一个数据跨越系统边界,从外部到内部的基本数据处理过程。数据的来源可以是人机输入界面/接口,或是另一个应用系统;输出是一个衍生数据跨越系统边界,从内部到外部的基本数据处理过程。这些输出的数据可能会产生报表,或发到其他外部系统的输出文件;查询是一个不包含衍生数据和数据维护的基本数据处理过程,包括输入和输出两部分;内部文件存在于系统边界之内,用户可识别的一组逻辑上相互关联的数据;外部文件存在于系统边界之外,用户可识别的一组逻辑上相互关联的数据。使用功能点估算技术估算的大概步骤为:

(1)通过需求分析将系统功能按照上述5种类型进行分类。

(2)分析每个功能项的复杂程度,大致分为一般、简单、复杂三种类型,每一种类型都对应一个权重值,具体如表1。

(3)根据每个功能项的复杂权重值,求出功能项的加权和,即为未调整功能点数(UFC)。

(4)分析该系统的技术复杂度,功能点估算将与系统相关的技术影响因素分为14组(用Ai表示),每个分为6个级别,权重分别从0至5。根据分析结果及公式计算技术复杂度因子(TCF),即TCF=0.65+0.01(SUM(Ai))。

(5)将UFC与TCF相乘即为功能点数。

1.3 COCOMO算法模型。Cocomo模像是一个分层次的系列软件成本估算模型,包括基本模型、中级模型和详细模型3个子模型。3个模型采用同一个计算公式,即E=asb×EAF[2]。其中,E是以人月为单位的工作量;S是以KLOC为单位的程序规模;EAF是一个工作量调整因子,在基本模型中该项值为1,中级模型和详细模型中根据成本驱动因素确定;a和b是随开发模式而变化的因子,这里开发模式被分为3中类型,即有机式、半分离式和嵌入式。

Cocomo算法模型是一种精确易用的估算方法,如果项目没有足够多的历史数据,会使得各调整因子和系数很难确定,进而使得估算比较困难。但是一旦项目建立起这种模型,则通过Cocomo模型得出的项目工作量和项目周期具有更高的准确度。

1.4 Delphi估算技术。Delphi估算技术又被成为专家估算技术,它是由一个被认为是该任务专家的人来进行估算,且估算过程很大一部分是基于不清晰,不可重复的推理过程,也就是直觉。所以该技术中专家“专”的程度及对项目的理解程度是该技术的重点,也是难点,它的好坏直接影响估算结果的准确程度。

Delphi估算技术估算过程并不像功能点估算技术或COCOMO算法模型那样,有明确的计算方法或计算公式。它是将待估算的项目的相关信息发给专家,专家估算后由专门的负责人进行汇总,然后再发给专家估算,反复几次后得到一个估算结果,可见只是一种思想,所以它除了用来估算规模,也可以用来估算成本、风险等,即对选定的某个科目进行估算。

1.5 类比估算技术。“类比估算”,顾名思义是通过同以往类似项目(如应用领域、环境和复杂程度等)相比较得出估算结果。类比估算技术是一种粗略的估算方法,它估算结果的精确度取决于历史项目数据的完整性和准确度。类比估算技术与Delphi估算技术类似,它的用途不仅仅用在规模估算上,也可以估算成本、工作量等。 1.6 PERT估算技术。PERT估算技术,又称为计划评审估算技术,它对需要估算的科目(如规模、成本、工期等)按三种不同情况估算:一个乐观估算结果,一个最可能估算结果,一个悲观估算结果。再通过这三个结果计算得到一个期望规模和标准偏差。这种估算技术可以用于估算规模,同样也可以用于估算工期,相比较来说PERT技术估算的结果比类比估算技术的结果要更准确。

2 功能点估算技术应用实例

假设某员工管理系统,经过需求分析得知,该系统所包含功能如下:

(1)员工信息维护:添加员工、修改员工信息、查询员工信息;

(2)部门信息维护:添加部门、修改部门信息;

(3)工资统计:统计员工年薪,并打印输出。

其中,在该系统中添加一个员工资料,会使用到员工的基本信息:员工ID(标签控件)、姓名、性别、年龄、婚否、部门ID;教育情况:学校名称、所学专业、学历。对部门的维护会使用到部门的信息:部门ID(标签控件)、部门名称。员工工资信息由另外一个财务系统提供,工资表信息有员工的基本信息:员工ID(标签控件)、姓名、部门名称;工资信息:工资级别、工资金额。

根据功能点估算技术估算步骤,首先计算未调整功能点数,即各种类型功能项的加权和,分析该系统6个功能项所属类型及其复杂权重值如表2:

假设该项目的14个技术复杂度因子均为“有一定影响”,即权重值均为2,则该项目功能点数为:FP=45×(0.65+0.01×14×2)=41.85。如果知道该项目使用何种语言,可以将功能点数转换为代码行数。

3 结语

本文对目前比较流行的几种软件项目估算技术做了简单介绍。重点讲述了功能点估算技术,并通过一个实例演示了功能点估算技术的应用方法。通过本文描述可以看出每种项目估算技术都有其自己的优缺点,如果想要得到比较准确的估算结果,不能仅靠一种估算技术,而应该综合运用各种估算技术,才能得到比较全面的信息和比较准确的结果。目前,也有一些基于这些估算技术的思想的自动化估算工具产生,相信通过不断的发展,将解决软件项目成本估算难的问题。

参考文献:

[1]朱少民.软件项目管理[M].北京:清华大学出版社,2009-11.

[2]覃征等.软件项目管理[M].北京:清华大学出版社,2004.

[3]李明树,何梅,杨达,舒风笛,王青.软件成本估算方法及应用[J].Journal of Software,Vol.18, No.4, April 2007,775-795.

[4]The David Consulting Group ,Function Point Counting Practices Manual Release 4.2.1,January 2005,

[5]刘谦.软件项目估算方法在敏捷开发中的实践.中国管理网,2010-06-18.

作者简介:王颖,女,研究生,软件工程专业;江文焱,男,研究生,软件工程专业。

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软件质量评估技术分析与研究论文

浅谈软件开发过程的质量度量技术 摘要:本文讨论软件开发过程中度量对质量管理的重要性。如果没有度量,没有对软件过程的可见度,就无法控制软件质量。 关键词:软件开发质量度量 软件工程的唯一目标是生产出高质量的软件“。软件质量保证”(Software Quality Assurance,简称SQA)是一种应用于整个软件过程的保护性活动。目的是验证在软件开发过程中是否遵循了合适的过程和标准。SQA应用软件质量度量技术使其在软件生命周期各阶段均得以保证。 软件度量是测度。测度用于整个软件过程:辅助估算、质量控制、生产率评估、及项目控制,目的是改进它。软件工程管理和其它工程管理相比有其特殊性。首先,软件是知识产品,进度和质量都难以度量,生产效率也难以保证。其次,软件系统复杂程度也是超乎想象的。正因为软件如此复杂和难以度量,为生产出高质量的软件这个目的,软件工程质量度量显得更加重要。 1、软件需求是进行“质量”度量的基础软件质量度量考虑两种不同的质量:设计质量和符合质量。设计质量包括系统的需求、规约和设计。符合质量则主要关注实现问题,如果实现了设计、得到的系统满足需求和性能目标,则符合质量较高,缺乏需求符合性则质量不高;指定的质量标准定义了一组软件开发的准则,缺乏开发标准就缺少质量“;隐含需求”没有满足,软件质量也值得怀疑。 为了保证软件产品满足需求,质量控制应用于整个开发周期的一系列审查、复审和测试。质量控制的任务就是策划可行的质量管理活动,然后正确地执行和控制这些活动以保证绝大多数的缺陷可以在开发过程中被发现。质量控制在创建工作产品的过程中还包括一个反馈循环。度量和反馈相结合,使得监测产品不满足规约时可调整开发过程。质量控制将视为整个制造过程的一部分。 2、软件度量的三个步骤 软件度量有数据收集、度量计算及度量评估三个必须执行的步骤。要度量软件质量,可通过创建一个包含过程及产品测量的数据库,让软件工程师及管理者能够更好地了解他们所做的工作及所开发的产品各个时段的质量状态。 软件工程是一种层次化技术,包括过程、方法和工具,它对技术或实体的分析、设计、建造、验证和管理。其基础是过程层,软件过程是建造高质量软件需要完成的任务框架,它定义了软件开发中采用的方法,而方法层是技术上如何实现,工具层对过程和方法提供自动化和半自动化工具的支持。软件工程探索软件开发过程的研究现状,以有组织的质量保证为基础。质量管理刺激了不断的过程改进,正是这种改进导致了更加成熟的软件工程方法的`不断出现。 3、软件工程用技术度量评估质量软件工程的最高目标就是产生高质量的系统、应用软件或产品。为了达到这个目标,软件工程师必须掌握在成熟的软件过程背景下对有效的方法及现代化的工具(如CASE)之应用。由于硬件成本持续降低,可支持运行CASE工具的工作站和网络已经成为软件工程使用的工作平台,CASE工具可完成一些特定的软件开发过程。这些工具提供给软件设计者以图形方式描述软件设计的能力,这样就易于维护、易于交叉检查、易于理解。除此之外,优秀的软件工程师及优秀的软件工程管理者必须不时评估是否能够达到高质量的目标。 4、有用的软件质量的测量指标 为了保证软件质量,人们用直接的或间接的测量方法测度质量因素,书中提出四种常用测量指标:正确性:正确性是软件完成所需的功能的程度。正确性的最常用的测量是每千行(KLOC)的缺陷数,在这里,缺陷定义为验证出来的与需求不符的地方。 可维护性:指遇到错误时程序能被修改的容易程度;环境发生变化时程序能够适应的容易程度,用户希望改变需求时程序被增强的容易程度。可维护性无法直接测量,采用间接测量。如面向时间的度量用平均修改时间(mean-time-to-change,MTTC),即分析改变的需求、设计合格的修改方案、并将修改的结果发布给用户所花的时间。 完整性:现在软件完整性日益重要。它测量系统在安全方面的抗攻击能力。这些攻击可能发生在软件的三个主要成分上:程序、数据及文档。为了测量完整性必须加入两个附加的属性:威胁和安全性。一个系统的完整性可以定义为:完整性=Σ[l—威胁×(1—安全性)]可用性:即“用户友好性”。根据四个特性量化“用户友好性”:(1)学会系统所需的体力的和/或智力的投入;(2)使用系统达到中等效率所需的时间;(3)当系统由某个具有中等效率的人使用时,测量到的生产率的净增长率(与被该系统替代的老系统相比);以及(4)用户对系统的态度的主观评估(可以通过调查表获得)。 上述的四个因素仅仅是被建议作为软件质量测量显的众多因素中的一个样板,软件质量因素还有:健壮性、效率、可用性、风险、可理解性、可维修性、灵活性(适应性)、可测试性、可移植性(、有一种定量度量的方法是:用原来程序设计和调试的成本除移植时需用的费用)。可再用性、可运行性等等。 5、结语 差异控制是软件工程质量控制的核心。要生产出高质量的软件,就要注意差异控制,注意项目需求分析。在需求分析阶段要注意:(1)质量指标对不同人群、不同目的、不同时段要求可能不同,具体质量控制指标需供需双方共同约定;(2)质量指标与度量标准、目的相关,一般的情况是高指标具有高技术难度、需要高投入、较长开发期;(3)软件开发不同于其他产品的制造,软件的整个过程都是设计过程(没有制造过程);(4)软件开发不需要使用大量的物质资源,而主要是人力资源。 充分认识软件工程的目标,为确保目标实现切实采用的软件度量技术,控制所有过程的质量,满足顾客和组织内部双方的需要和利益,定期评价质量体系,生产出高质量软件。 ;

探析软件项目管理中的PERT技术应用论文

软件项目管理是通过对项目参与人员、项目目标产品、实施过程和项目本身进行前期评估和开发阶段的管理等方式,确保项目能够在规定的时间范围内以更低的成本获取项目预期目标或超过预期。因此,软件项目管理决定着软件开发的成功与否,软件开发公司也通过先进管理技术的引入来提升软件项目管理质量,PERT技术就是代表性的技术之一 。 本文通过阐述软件 项目管理 现状、PERT技术基本内容以及该技术在软件项目管理中的应用,系统分析软件项目管理中PERT技术的应用现状及发展前景。

软件开发项目管理是软件开发领域的专业性项目管理活动,其成败关系到整个项目的成败,并影响到企业整体的商誉、市场和盈利能力。所以,软件企业需要关注项目管理能力的提升。而实现这一目的的重要途径之一就是在项目管理过程中应用各种技术对软件项目管理质量进行提升,从而确保项目的成功。PERT技术是软件项目管理中常用的技术之一,主要通过对项目进行整体评估和进度安排的方式提升项目的可行性以及开发效率,以降低项目风险,确保开发者的利益。因此,有必要对PERT技术进行深入的研究,从而更好的应用与软件项目管理,促进软件开发行业的发展与进步。

一、PERT技术简介

PERT技术全称计划评价与审查技术(Program Evaluation and Review Technique),是20世纪50年代中期发展起来的一种科学的计划管理技术, 最初是用于美国海军部开发北极星潜艇系统时为协调3000多个承包商和研究机构而开发的,其理论基础是假设项目持续时间以及整个项目完成时间是随机的,且服从某种概率分布。PERT可以估计整个项目在某个时间内完成的概率。

简单地说,PERT是利用网络分析制定计划以及对计划予以评价的.技术。它能协调整个计划的各道工序,合理安排人力、物力、时间、资金,加速计划的完成。在现代计划的编制和分析手段上,PERT被广泛的使用,是现代化管理的重要手段和方法。

PERT网络是一种类似流程图的箭线图。它描绘出项目包含的各种活动的先后次序,标明每项活动的时间或相关的成本。对于PERT网络,项目管理者必须考虑要做哪些工作,确定时间之间的依赖关系,辨认出潜在的可能出问题的环节,借助PERT还可以方便地比较不同行动方案在进度和成本方面的效果。

二、PERT技术在软件项目管理中的应用

计划评审技术属于网络计划技术的分支,主要用于项目管理和活动计划评估,最初是美国为了提升军事项目研发效率开发的计划管理模式,主要以数理统计为基础,运用网络方法和电子计算机方法进行实施,简称PERT技术。其基本原理是将一个完整的项目分割成单独的小项目,然后根据小项目间的关系进行分析,并绘制网络图;再通过网络图分析各项目运行时间和先后顺序,寻找出项目运行主线,并对项目的每一个环节进行可行性评价,确认项目整体的可行性,不断修正项目计划,从而达到项目管控和提高成功率的目的。

1.绘制活动分析表

PERT技术的主要操作步骤需要依据项目流程图绘制分析表格,而时间由三点法确定。三点时间法主要涉及三种时间:最乐观时间,最可能时间和最悲观时间。 其中最乐观时间为当所有外界影响因素均对项目产生正面影响时,项目完成的预期时间;最可能时间为当项目正常运行时,完成项目所需的时间,一般可参考同类项目的运行平均值;最悲观时间为假设项目会遇到比一般项目更多的不利因素影响时,项目完成最长需要的时间。通过以上分析,最终绘制出活动分析表。

2.绘制网络图

首先罗列出分割完毕的小项目即单独运行的活动,并筛选出不需要前提活动运行完毕即可实施的项目,也就是可以在项目初期直接运行的活动,然后依据这些项目进行紧前活动添加,逐步绘制出网络图。

3.网络时间计算

在时间轴上,时间对应的是点,在网络图上,节点与事件相对应,起始点表示事件开始,终止点表示事件的完成,中间节点表示该节点所在箭线的事件过程。根据上述对应关系进行活动的网络时间计算。

4.关键线路与时间差

关键线路为项目最佳运行方案,但是在实际操作过程中总会遇到各样的影响因素导致不能运行该线路,因此需要寻找最合适线路,而不同线路与关键线路的时间差很大程度上决定了线路的选择,同一个项目可以同时存在多个关键线路。

5.项目优化

项目优化的目的在于以最低的成本获得最高的项目成果。成本包括材料成本、人力成本、时间成本和其它成本,因此,需要考虑项目耗资和耗时两个方面。此外,项目的费用核算可以单独进行小项目核算,也可直接对项目整体进行成本评估。项目优化的主要途径为成本优化,成本优化的过程为:首先选取成本最小的关键线路进行实施,然后计算项目如果进行加速运行时带来的人力成本增加值,最后评估该线路整体成本,如满足预期则确定最终线路,如不能满足预期值则继续进行线路选取,重复上述步骤。

以上为PERT技术在软件项目管理中主要应用方式和常用管理路线,在具体的项目管理过程中需要针对具体项目特点进行调整,但是主要目的都是以最低成本获取最高成果。

三、结语

计划评审技术的应用有助于软件开发的项目管理人员更精确的评估项目完成时间、更有效的监督项目进展和预期完成质量,属于典型的项目进度控制方法。虽然PERT技术极大的促进了软件项目管理的质量,降低了软件开发风险,但是依然需要看到在该技术引入软件项目管理中后,容易对软件开发项目造成一定程度的专业性影响,如为了追求更低的成本和更快的工期,可能需要牺牲一部分软件附属功能,虽然不会对软件开发主体造成损害,但是可能会在一定程度上降低软件的用户友好度和使用舒适度,这些需要项目管理者正确把握该技术的应用尺度,不能一味追求利益而导致软件质量的低下。作为工程技术人员,应该对计划评审技术的应用研究应继续深入,探索更为合理和有效的引入方式,在不损害项目预期目标的前提下,提高项目质量和降低项目成本,为软件开发领域的进步做出贡献。

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