光電子技術及應用精選(九篇)
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第1篇：光電子技術及應用范文
1概述
自本世紀五十年代未第一只晶閘管問世以來，電力電子技術開始登上現代電氣傳動技術舞臺，以此為基礎開發的可控硅整流裝置，是電氣傳動領域的一次革命，使電能的變換和控制從旋轉變流機組和靜止離子變流器進入由電力電子器件構成的變流器時代，這標志著電力電子的誕生。進入70年代晶閘管開始形成由低電壓小電流到高電壓大電流的系列產品，普通晶閘管不能自關斷的半控型器件，被稱為第一代電力電子器件。隨著電力電子技術理論研究和制造工藝水平的不斷提高，電力電子器件在容易和類型等方面得到了很大發展，是電力電子技術的又一次飛躍，先后研制出GTR.GTO，功率MOSFET等自關斷全控型第二代電力電子器件。而以絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的第三代電力電子器件，開始向大容易高頻率、響應快、低損耗方向發展。而進入90年代電力電子器件正朝著復臺化、標準模塊化、智能化、功率集成的方向發展，以此為基礎形成一條以電力電子技術理論研究，器件開發研制，應用滲透性，在國際上電力電子技術是競爭最激烈的高新技術領域。論文百事通
2電力電子器發展回顧
整流管是電力電子器件中結構最簡單，應用最廣泛的一種器件。目前已形成普通型，快恢復型和肖特基型三大系列產品，電力整流管對改善各種電力電子電路的性能，降低電路損耗和提高電流使用效率等方面都具有非常重要的作用。自1958年美國通用電氣GE公司研制出第一個工業用普通晶閘管開始，其結構的改進和工藝的改革為新器件開發研制奠定了基礎，在以后的十年間開發研制出雙向，逆變、逆導、非對稱晶閘管，至今晶閘管系列產品仍有較為廣泛的市場。
1964年在美國第一次試制成功了0.5kV/0.01kA的可關斷的GTO至今，目前以達到9kV/0.25kA/0.8kHz的可關斷的GTO至今，目前以達到9kV/2.5kA/0.8kHZ及6kV/6kA/1kHZ的水平，在當前各種自關斷器件中GTO容量量最大，但其工作頻率最低，但其在大功率電力牽引驅動中有明顯的優勢，因此它在中壓、大客量領域中占有一席之地。70年代研制出GTR系列產品，其額定值已達1.8kV/0.8kA/2kHZ，0.6kV/0.003kA/100kHZ，它具有組成的電路靈活成熟，開關損耗小、開關時間短等特點，在中等容量、中等頻率的電路中應用廣泛，而作為高性能，大容量的第三代絕緣柵型雙極性晶體管IGBT，因其具有電壓型控制，輸入阻抗大、驅動功率小，開關損耗低及工作頻率高等特點，其有著廣闊的發展前景。而IGCT是最近發展起來的新型器件，它是在GTO基礎上發展起來的器件，稱為集成門極換流晶閘管，也有人稱之為發射極關斷晶閘管，它的瞬時開關頻率可達20kHZ，關斷時間為1μs，dildt4kA/ms，du/dt10-20kV/ms，交流阻斷電壓6kV，直流阻斷電壓3.9kV，開關時間<2ks，導通壓降3600A時，2.8V，開關頻率>1000Hz。
3電力電子器件發展趨勢
進入90年代電力電子器件的研究和開發，已進入高頻化，標準模塊化，集成化和智能時代。從理論分析和實驗證明電氣產品的體積與重量的縮小與供電頻率的平方根成反比，也就說，當我們將50Hz的標準二頻大幅的提高之后，使用這樣工頻的電氣設備的體積與重量就能大大縮小，使電氣設備制造節約材料，運行時節電就更加明顯，設備的系統性能亦大為改善，尤其是對航天工業其意義十分深遠的。故電力電子器件的高頻化是今后電力電子技術創新的主導方向，而硬件結構的標準模塊是器件發展的必然趨勢，目前先進的模塊，已經包括開關元件和與其反向并聯的續流二極管在內及驅動保護電路多個單元，并都以標準化和生產出系列產品，并且可以在一致性與可靠性上達到極高的水平。目前世界上許多大公司已開發出IPM智能化功率模塊，如日本三菱、東芝及美國的國際整流器公司已有成熟的產品推出。日本新電元公司的IPM智能化功率模塊的主要特點是：新晨
3.1它內部集成了功率芯片，檢測電路及驅動電路，使主電路的結構為最簡。
3.2其功率芯片采用的是開關速度高，驅動電流小的IGBT，且自帶電流傳感器，可以高效地檢測出過電流和短路電流，給功率芯片以安全的保護。
第2篇：光電子技術及應用范文
【關鍵詞】地面數字化 電視 傳輸
地面數字化電視以高清晰的圖像、較快的傳播速度、傳播面更寬廣的功能，向世界的各個角落傳播著社會的實時新聞、娛樂快報及其他信息，實現信息傳送的自動化處理性能和信息數字化，加速各國與各國之間的相互交流，具有重要的現實意義。
1 地面數字化電視的基本概述及特點
（1）傳統的模擬信號是通過電視塔發送再到電視機上，地面數字電視技術是對這一技術的進一步深化，是另一種重要的傳送類型。隨著通訊衛星采用數字化方式，廣泛傳播著高清晰、高質量的節目源的發展，相應地推動促進了地面數字電視廣播的加速發展，通過融合芯片將通訊衛星傳播的節目源翻譯成規定的編碼，轉化為數字信號，然后通過電視廣播傳送到電視機上，展現在受眾面前。地面數字化傳送技術的發展和普及，帶動地面數字化電視產業的發展，在我國已是大勢所趨，前景無限廣闊。
（2）地面數字化電視技術具有內容豐富、信息容量大、支持固定和移動信息接收；操作模式靈活、支持數據廣播、互聯網等不同信息的應用；同時設計了先進的調制系統，降低了發射功率，增強了抗干擾能力；播放質量高、清晰度強、發射頻率網絡覆蓋區域廣；最具特色的是具有便民性，在當地數字電視信號沒有加密的狀態下，人們可以用自代的拉桿天線接收到數字電視信號，觀看到當地的電視節目。
2 地面數字化電視的發展過程及影響因素分析
二十世紀九十年代末，我國研制成功了繼世界三國之后的數字電視，數字電視在我國發展成了一個新型產業。數字電視試行初期，主要用于沒有網絡覆蓋的地區，以及移到客戶終端，比如鄉村、工程機市場、手機等；2005年，我國發射直播衛星成功后，開始直播地面數字電視；2007年倡導數字電視一體機的思想，提出符合我國數字電視地面傳輸標準接收設備的研發，形成產業化；地面數字化電視抓住契機，進行了研發培育，希望實現數字一體機規模化；在中國地面數字電視的元年（2008年），國家用數字電視一體機全程高清地播放了北京奧運會比賽盛況。這代表了我國數字電視的技術走向成熟，并拉開了全面推進地面數字電視廣播的序幕，預示著我國數字電視將發生跨越式的突破進展，鑒于老式模擬信號電視機仍在市場占有一定比例，用戶也不在少數的情況，國家數字電視產品技術科研發人員設計了一款將數字信號轉換成模擬信號，通過視頻輸出電路傳送的裝置―機頂盒。這是將系統架構、軟硬件設計等關鍵技術整合一體的數字電視接收設備，便于所有家庭智能電視和交互式多媒體的應用。
但是地面數字電視也具有它的局限性，一是地面數字電視信號頻道數量有限，不能滿足受眾的多樣需求，二是數字信號采用單向傳輸，不能實現與有線電視網絡的智能互動，三是目前信號傳送質量沒有完全過關，信號仍不太穩定，四是造價高，收費檔期節目，不受觀眾的喜愛。
3 地面數字化電視技術在實踐中的應用探討分析
3.1 正確選擇天線及著落地址，確保數字電視信號質量高
發射天線是連接電視塔與地面數字電視信號的橋梁，是對電磁波的空間輻射。選址一般原則是：山高路陡地形，發射塔就低裝置，平地寬敞地形，發射塔就制高點安裝。發射天線將電視塔發出的信號輻射到地面數字電視，但是地面數字電視信號的磁場具有方向性，對信號的傳輸質量有著不小的影響。因此對發射天線的選擇不可掉以輕心，不以為然。針對不同的地域，不同的地形條件，選擇不同的發射天線，比如多林、多水地帶、潮濕的區域，選擇垂直極化的發射天線，其原因是樹葉茂盛、含水量增多，使天線和地面之間的介電常數、電磁波等發生變化的影響；寬敞無遮擋的地方，選擇水平極化的發射天線為宜。在裝置設備的位置確定中，要避免兩種情況，一是選定發射地址距離過于稀疏，產生數字電視信號輻射不到，信號強度不夠，造成傳輸死角；另一種情況是位置距離設定太密，產生傳輸信號重疊、相互干擾，影響收視質量，同時增大了經濟成本，造成極大的浪費。
3.2 不同的地域選擇不同的發射頻率
地面數字電視實驗對于工作頻率是有要求的，一般的功放模塊都要在一定的工作頻率范圍內操作，再者就是調制系統是用芯片來完成輸送，對于不同速度的移動接收，就有不同的頻率變動，高速移動接收采用頻率低，多普勒頻率移動小的裝置比較有利，否則就是以頻率大，多普勒頻率移動大的裝置適宜。再次就是在規定的工作頻率范圍內的最低端，根據實驗證明，電磁干擾極為嚴重，發射頻率過大。尤其在多水、濕地、樹密的地域，這些地形狀況對無線數字信號的吸附率非常強，并隨著工作頻率的增高變成更加增大，大大減低了數字信號的傳播速度，因此在這樣的地段，要選擇正確的工作頻率裝置。
3.3 充分合理地利用場強的作用
場強是客觀存在的事物，是兩種以上電荷之間的相互作用，相互移動，形成電磁場。電磁場強度取決于電磁波的變動，電磁波強弱不斷的變化，這種變化就代表了信息的傳遞。因此場強越強，傳播的信息速度就越快，數字電視信息接收的質量就越高，電視節目就越清晰。不同的地區的地形特點，增加發射機功率來提高載噪比，提高信號接收的靈敏度；但如果一個地區，有足夠的場強，就意味著覆蓋性能較好，接收信號的靈敏度就高，發射天線處的信噪比就低，大可不用增加發射機功率，減少成本費用，就可以收到良好的收視效果。
隨著國家對數字電視的高度重視，全國各個部門從加快普及地面數字電視接收機角度來推動數字電視產業的發展，加強宣傳，積極引導，提高人民大眾的認知度和執行力，促進了我國的地面數字電視產業的健康、穩步的發展。
參考文獻
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第3篇：光電子技術及應用范文
【關鍵詞】自動化儀表測量；光電傳輸系統；光電技術；原理
1.前言
高科技技術以飛速度發展，越來越高的工業自動化水平，使得自動化控制技術應用的領域在逐步的擴大。伴隨著微電子技術以及計算機技術的發展，測量儀器和技術也得到了最大水平的發展，先后研制出了很多的高科技、高智能的測量儀器。任何一臺儀器都離不開計算機的硬件以及軟件的支持，充分利用了其優勢，使儀器的測量功能大大增多，技術性能也得到了大幅度的提高。對于一些電參數的測量，包括電壓、電流、相位、功率等，因為有很多模擬指針式儀表的存在，例如電壓表、電流表、相位表、功率表等等，雖然很多儀器有了較高的智能化，可是這些智能儀器只能以計算機為媒介實現數據基本的打印和處理工作，未能實現真正意義上的自動化測試，工作人員的工作量還是很大，很多工作都是通過人工完成，譬如測試點必須通過人眼進行瞄準定位，手動完成儀器的操作，這樣的工作方式不但使工作效率低，而且使工作人員的工作強度較大，并且引入了大量的人為誤差。為了減小測量工作的工作周期，降低工作人員的工作量以及提高工作效率，實現儀表測量的自動化是迫切需要解決的問題。
2.光電傳輸系統的組成原理
一般情況下，光電傳輸系統是由包括光源在內的發射電路、光纖和包括光檢測器的接收電路組成。結構如圖1所示。發射電路常常由信號處理、調制以及E/O即電光轉化構成，發射電路的作用主要是使先將測量信號轉化為便于調制的信號，再通過被調制好的信號使發光二極管工作，使電信號向光信號轉化。通過光纖，光信號傳至接收電路；通常情況下，接收電路由光電轉換、信號的解調以及處理三部分組成，接收電路的主要功能是將通過光纖傳進來的光信號通過光電轉換裝置還原為電信號，再由信號解調以及處理裝置恢復成最初要被測量的電信號。光電傳輸系統通常使用由光電二極管以及發光二極管組合成的電光及光電轉化裝置，進行傳輸的光纖多采用多模光纖。
根據信號的調制和解調方式的不同，將光電傳輸系統分為三大類：模數轉換方式、壓頻轉換方式、調幅方式。詳見以上結構圖。
模數轉換方式也被稱為脈沖編碼調制方式，就是信號將通過ADC即模數轉換器來使光源工作，此時的信號為數字信號，低壓側兩端將使數字信號通過數模轉換器轉換成模擬信號.脈沖編碼調制方式的應用大大提高了光電傳輸系統的傳輸精度。對于不必將信號還原為模擬信號的電路其接收端的電路相對來說比較簡單，不必對信號進行處理，直接將信號和計算機進行連接。因為脈沖編碼調制方式對時序控制電路有要求，所以對應的電路系統比較復雜，并且導致傳輸的速度較低。可是這種調制方式易與數字式的儀表連接，所以在電力控制系統以及繼電保護領域應用的較為廣泛。
壓頻轉換方式也被稱為脈沖頻率調制方式，就是通過對基帶信號的模擬進行對載沖脈波調頻，脈沖頻率的變化規律通過基帶信號的幅值變化規律進行觀察，進而光源的光強通過脈沖調頻信號進行調制。在低壓側一端，通過頻壓轉換器解調脈沖信號。通過壓頻轉換方式，存在于下文將要介紹的調幅方式中的溫度穩定性以及非線性的問題能夠有效的得到解決。并且不需要編碼，較為方便的進行解調與調制，不管環境多么復雜都可以應用該系統。在中短途的傳輸中比較適合。此外，對于光電轉換模塊的輸出，可以直接將數字信號進行輸出，不必解調。處理之后的信號在微機單元里面進行應用。
一般情況下，調幅方式即是將要進行測量的信號可以不通過調制而直接作為光源的驅動信號，通過觀察光信號的強弱來判斷被測信號的大小，光越強，被測信號越大，反之就會越小，而且在與之對應的低壓側的接收電路，也是不需要解調電路的。此種方式的光電電路具有比較簡單的結構電路，但是通過光纖的信號是模擬信號，一些外界因素例如噪音溫度等將會對信號產生較大的影響，線性度比較低，穩定性相對來說較差，所以在實際應用時具有一定的難度。其適用在外界溫度變化較小的環境里，且僅適合較短距離的傳輸。
3.光電技術在自動化儀表中實現方法及原理
要想實現測量電參數的自動化，首先要研制出可以實現人眼功能的儀器來代替人眼的測量，而且該儀器的性能和瞄準度一定要高，當前大多數使用的標準儀器例如標準源、標準表等都自帶和上位機向連接的端口，在硬件方面，要想實現測量系統的自動化還是比較簡單的，若將質量在不斷提高的CCD器件看作是一個人眼仿真技術的標準，是完全能夠實現電參數測量的自動化的。具體的結構圖如圖2所示。
3.1 利用光原理的成像系統以及分辨率較高的CCD
圖3所示的為光學成像原理圖，其體現的主要是通過遠心光學系統，使被測量的儀表指針以及表盤映射到CCD器件的表面，通過驅動器的作用，CCD器件把指針以及表盤的相關信號傳送給模數數據采集系統進行轉換。傳輸的數據在存儲器中以矩陣的形式進行存儲，便于計算機識別成像數據。通常情況下敏單元的尺寸為10m×10m的。而1024×1024為面陣CCD的尺寸。此種照明方式為同軸照明，通過光源亮度的自動調節來實現的。使用16位的模數數據采集卡進行模數信號的采集，這種采集方式可以將非線性誤差控制在0.006FSR以內，進行轉換的時間不大于17微秒。
3.2 微機控制技術
當前的計算機控制技術可以被分為兩部分內容，一部分是將VC語言作為計算機的操作平臺，與數據庫管理系統相結合共同構成了計算機控制系統的軟件，控制方式如下：通過計算機對需要檢測的指針表的測試點進行設置，譬如對于5安培的表，可以將五個點設置在20%、40%、60%、80%、100%處，分別對應著1到5安培五個點，然后通過計算機給標準源發出信號令電流進行平滑的上升，當指針與表盤的20%刻度向吻合的時候計算機將向標準源再次發出信號，令計算機對標準源上的數值進行讀數，隨之與1安培進行比較，得出誤差，對測量的結果進行儲存。當五個點都測試完以后進行測試證書的打印。
另一部分則是對數字圖像的處理軟件。首先計算機先對指針信號以及表盤刻度信號進行處理，通過中值濾波以及高斯濾波進行噪聲信號的處理；利用CANNY算子對提取圖像的邊緣，可以對噪聲的干擾進行抵抗，使得提取數據更加準確，采用灰度矩法的亞像素細分定位可以提高細分精度；為了達到更高精度的擬合度，可以將最小二乘法應用在圖像擬合工序里面。經過了上面的數字圖像化處理，可以使計算機的識別精度比人眼對刻線以及指針的識別精度高出五倍左右。
3.3 標準的三相交流源
這種交流源通常分成三個部分：（1）由精度較高的數字所合成的三相信號源。波形存儲器以及數模轉換器組成的精度非常高的三相信號源。通過脈沖調寬技術對信號源的調幅進行直流基準源的設計，對于信號源的相頻的調制可以通過頻率綜合器、鎖相環技術以及脈沖移相技術的設計來實現。將信號源作為標準，標準源的交流基準可以在較短的時間里使其穩定時間保持在20×10-6/3min；（2）電流及電壓放大器內帶有前饋控制：放大器的作用是將信號在幅值和功率方面進行放大，以便可以使自身能夠帶動功率為20瓦的負載，之所以將前饋控制技術引進來是因為此項技術為無差調節的技術，它對基準信號的準確跟蹤不受任何負載變化的影響，始終保持放大器輸入與輸出信號的一致性；（3）矢量的采樣：這是一種對全部信息進行采樣的技術，不僅包括了信號中的相位信息，還包括了幅值以及諧波信息，這些都可以在采樣完成后通過反饋控制送至控制回路。此種方案對標準源的研制結果在控制相位精度、時間響應和采用了計算式反饋以及有效值反饋所研制出的結果進行比較更符合自動化測量的要求。
4.尚未解決的問題
4.1 發射電路的供電問題
應用在較多領域中的光電傳輸系統均屬于有源系統，高壓側的供電電源是否穩定影響到了整個傳輸系統運行的可靠性，當前所了解到的有源的給高壓側的供電形式主要有三種：（1）通過高壓母線進行供電；（2）把低壓側的電能轉化為光能，然后由光纖輸送至高壓端，再轉為電能為系統供電；（3）通過電池進行供電。方法一存在的缺點是一旦流經母線的電流過小的時候電路就無法得到正常的供電，但是當流經母線的電流過大的時候又會使系統受到較大的沖擊，此時電路極易受到損壞；方法二的性能雖然比較穩定，卻受到激光輸出功率的約束，尤其是受到光電轉換效率的影響，所以提出了微功耗的要求。方法三存在的問題是因為電池所提供的能量有限，要求對電路進行設計時必須要考慮到供電控制，除此以外就是更換電池的工作比較麻煩。另外，其它的供電方式譬如說風能供電、太陽能受外界環境的影響比較嚴重，所以穩定性比較差。
4.2 傳輸過程中的抑制干擾問題
雖然與傳統的傳輸系統相比較，光電傳輸系統具有較高的抗電磁干擾的能力，可是由于光電傳輸系統由發射和接收電路以及光纖三部分組成，為了保證系統的整體抑制干擾的能力均衡，要對電路進行加強，特別要注意高壓側的電路對電磁干擾的抑制能力。為了保證發射電路不受電磁的干擾，必須要做好發射電路的屏蔽工作，除此以外，還要對發射電路的電源以及與其相連接的導線的屏蔽給予高度重視。
4.3 運行過程中的穩定問題
系統的穩定性對處在環境較復雜的系統來說尤為重要，所以，長期運行的光電傳輸系統中的各個電子元器件的穩定性及可靠性亟待解決。
4.4 精度問題
要想使光電技術逐步的替代傳統的傳輸技術，傳輸的精度是首要解決的問題，所以對于光功率波動的消除以及溫度的變化等問題都要及時采取措施解決。
4.5 工藝加工問題
光纖、發光二極管以及光電檢測器件都屬于光電傳輸系統內的器件，這里面存在著較大的光纖與光源的耦合問題，所以，光電傳輸的工藝要求比傳統的要求更高，除此以外，對工作中不可避免振動的抑制以及消除的要求也使得光電傳輸的工藝要求提升了一個水平。
5.結束語
光電技術應用在測量領域中已經有較長時間，伴隨著光電技術的不斷發展，自動化儀表中以點測量為主的自動化儀表也在慢慢地發生著變化，較高水平的功能技術使自動化儀表測量技術得到了更加寬廣的發展領域，并且也促進了電參數測量方式的不斷發展。雖然完全的自動化測量功能并沒有在電能表測量中得到實現。但是當前的電子信息技術以及光電技術正在高速的發展著，自動化儀表測量的發展前景將會更加光明，并且逐步實現儀表測量的全自動化。所以，有必要在測量系統領域中給出更深入的探究，使自動化儀表測量得到發展，發揮光電技術的最大優勢。
參考文獻
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第4篇：光電子技術及應用范文
關鍵詞：廣播電視工程；數字音頻技術；應用
中圖分類號：TN948 文獻標識碼：A
廣播媒體是最先出聲的媒介，發展至今已經有上百年的歷史。不同歷史時期廣播發揮的作用存在差異，20世紀80年代廣播是各類媒介中的佼佼者，隨著電視和互聯網的蓬勃發展，廣播一直以低調的身份存在著。改革開放以來，調頻收音機越來越普及，并憑借高度的伴隨性、便捷性以及及時性成為大眾喜愛的傳媒方式，20世紀80年代至21世紀初，到處可以聽見廣播的聲音，并以各種豐富多彩的節目內容吸引聽眾的注意力。隨著現代科學技術的發展，廣播電視已經從傳統的音頻技術時代專項數字化時代，傳統的卡帶被現代光盤所取代。數字音頻技術是集數字轉換技術、音頻處理、存儲以及傳輸等為一體的高科技，有效提升了廣播電視工程的精準性和細微性，為用戶帶來更加清晰的視聽效果。下面本文將對數字音頻技術的優勢及運用做詳細分析。
1 數字音頻技術的優勢
1.1 擴展音頻軌道
隨著計算機技術的蓬勃發展，數字音頻技術也隨之發展起來，并被廣泛應用于廣播電視工程中，主要包含錄制音頻、節目管理以及數字音頻播出三大領域。數字音頻技術大大拓展了廣播電視音頻的軌道，提升了音樂節目品質，改善了語言類節目制作效率。數字音頻技術利用64軌硬盤錄音，在錄制過程中如果出現偏差，可以通過補錄或搬軌等進行修補，拓展了音頻擴音軌道操作，提升了電視畫質和音質，從而為用戶提供更優質的視覺聽覺體驗。
1.2 音頻剪輯精準
采用數字音頻技術對廣播電視節目進行管理，它能夠實現精準的音頻剪輯功能，它能夠在高解像度的計算機屏幕下對數字音頻盡心精確編輯，引用了當下最先進的波形技術，能夠將待修補的文件中的聲音數據顯示在電腦屏幕中。節目剪輯師可以通過對其便捷而高效的音頻剪輯，實現高效率、高精準地劍姬，從而有效提升音頻的精確度，改善電視節目音頻播放的效率，讓用戶感受到高質量的音頻節目體驗。
1.3 存儲信息
廣播電視工程中數字音頻技術屬于較為先進的技術，與傳統的音頻技術相比，它具備高效的存儲信息的功能，依托互聯網通信技術和計算機技術，具有及時性、便捷性、中心化、交互、個性化等優點，能夠對資源進行共享。數字音頻技術中存儲的資源與電腦數據存儲資源想死，同時也能夠為用戶提供音頻信息存儲，在查找音頻數據時，能夠在短時間內查找到目標數據，方便快捷，有效地促進了廣播電視工程的發展。
1.4 廣播系統
數字音頻技術還具有無線傳輸、壓縮編碼、運用組網等功能，無線傳輸能夠實現隨時隨地數據傳輸操作。壓縮解碼技術能夠通過人耳對聲音信號的接收和辨別的能力對音頻數據進行何學油畫編碼，解決人耳對弱信號音頻辨別能力弱的問題，從而改進廣播電視傳播技術，提升用戶滿意率，促進廣播電視在用戶群體中廣泛推廣使用[3]。
2 數字音頻技術在廣播電視工程中的應用
2.1 數字調音臺
數字調音臺是廣播電視工程中的組成部分之一，它的主要作用是處理廣播電視中的雜音，確保向用戶呈現的音質的完整優質的，進一步完善電視節目播放的音質水平。數字音頻技術能夠有效組織播放中音效產生的串音、雜音或參雜的噪音，利用數字調音臺和高效的修補技術，能夠大大提升電視廣播整體播放的質量和效率，使廣播電視播放環境更加豐富和廣泛，實現占用體積小、切換通路多的目的，進而滿足用戶高技術、高標準的需求。
2.2 音頻嵌入技術
從當前的實際情況來看，音頻嵌入技術在廣播電視工程中運用非常普遍，譬如其能夠使存在問題的節目進行技術監督和介入，能夠在很大程度上保障節目的完整性以及精確性，提高節目視聽效果。目前音頻嵌入技術主要用在廣播電視節目的前期和后期制作中，促使廣播電視工作逐漸細致化分工，其可以有效的解決了廣播電視節目制作中很多難題。
2.3“云端”廣播電視技術
傳統廣播電視節目具有稍縱即逝、過耳不留的特點，用戶在收聽過程中廣播信息保留在用戶記憶中的內容較少，且呈現碎片狀，缺乏完整性。隨著電子計算機技術和數字化媒體技術的更新進步，各種云存儲、云計算等網絡技術蓬勃發展，廣播也逐漸運用了數字音頻技術中的云存儲功能，重新改變了廣播電視的收聽方式。云存儲將大量的音頻信息存儲在云端，也就是說廣播電視節目被保存在互聯網上的數據庫內，用戶只要在聯網的情況下通過任何終端就能接入云平臺隨時隨地收聽云廣播。而這些被存儲在云端的音頻資料采用云計算和數據庫的功能，為客戶提供更多元化、更精準、更人性化的服務。現階段跨地域、跨平臺、跨終端收聽廣播節目已經成為現實，在互聯網平臺下，傳統廣播實現云端廣播夢成為顯示，并逐漸成為一種可以平等自由分享的大眾化廣播平臺。以美國著名網絡電臺“潘多拉”為例，它將“音樂組計劃”收錄了全球80多萬首經過單獨分析的歌曲，這些歌曲來自8萬名歌手，總計擁有超過14億個“云斷私人電臺”，平均每名注冊用戶擁有的“云端私人電臺”超過17個，而這些保存在云端的數據資源在大數據庫的影響下，可以為用戶提供更豐富、更精準的視聽服務。
2.4 社交廣播電視技術
現代都市人群中中日常社交活動是必不可少的生活內容，社交是媒體實現“人與人溝通”的重要體現。擁有社交屬性的媒體更能夠激發用戶的主動傳播性和主動連接性，用戶也更樂衷于內容自創自產。互聯網時代的數字音頻技術改變了傳統“你說我聽”的單向傳播路線，更多的是以“一對一、一對多、多對多”的多元化傳授模式進行廣播服務，豐富了廣播電視傳播渠道，又使傳播過程中充滿無限變數和新奇，讓互聯網時代的廣播電視媒體具有強大的交互式社交功能，有效加強了用戶之間的社交聯系，強化內容提供者的相互關聯度。以美國的網絡社交電臺“潘多拉電臺”為例，該電臺在建立之初到現在，逐步退出了社交網絡功能，用戶可以建立個人主頁，在主頁上有分享、聊天、貼吧等功能，加強了以音樂為主的社交關系。
結語
數字音頻技術是指以互聯網通信技術和計算機技術為依托的產生于報紙、廣播、電視之后的具有數字化、多媒體化、時效性和交互性的新型媒體傳播形式，它具有快速、準確、廣泛地傳遞新聞信息的功能，也具有傳統傳播方式所不能實現的新型功能，比如傳播速度快、覆蓋面廣、互動性強等。現階段，在數字化信息技術的更新換代趨勢下，數字音頻技術的普廣度越來越高，數字音頻技術的用戶已經從高端用戶、個別人群向普通群眾和大眾人群推廣，成為老百姓居家必備的生活必需品。從當前越來越普及的網絡電視、車載移動網絡電視、網絡光桿、視頻點播、樓宇電視等的發展態勢來看，數字音頻技術以其信息量大、覆蓋面廣、使用方便快捷、傳播速度快等優勢備受廣大人們群眾的喜愛。廣播電視工程中廣泛引用數字音頻技術，大大提高了音頻錄制、剪輯工作的工作效率，有效改善了電視節目質量。未來數字音頻技術將會與新媒體傳播技術相結合，改變在互聯網信息時展下的廣播電視工程技術的新格局。
參考文獻
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[2]沙建鵬.廣播電視工程中數字音頻技術的優勢與應用[J].新聞傳播，2015（04）：98.
第5篇：光電子技術及應用范文
關鍵詞：光學技術；數字電影放映；應用
進入數字電影時代以來，傳統膠片電影的放映系統已經逐步淡出了電影舞臺，影院工作者們曾經輕車熟路的放映膠片電影的技術也幾乎沒有用處了，因此，要了解數字電影放映系統，發展完善其放映技術，就必須深入開展數字電影放映系統工作原理和程序的研究。21世紀以來，光學技術的應用范圍日益增加，研究和探討光學技術在電影放映系統的應用不但可以了解光學技術在該領域的應用實效，而且可以增加人們對數字電影放映系統的知識累積，促進電影行業的穩健發展。
一、光學技術
光學，即研究光的科學，它的主要研究對象為光的產生、本質以及光與物質的相互作用。雖然光學是一門專門的學科，但是就光學的發展性來說，光學及自身工程學的應用領域已經發生了很大的變化。光學技術是一種應用極為廣泛的載體，幾乎所有大型系統都需要發揮其載體作用，信息技術、醫療行業、能源應用等諸多領域都需要光學技術的支持和傳載。
二、數字電影放映系統
數字電影系統最重要的部分就是放映系統，它是決定數字電影放映實際效果的最終技術關口。絕大多數觀眾認為只有好的電影放映機加上最原始的拷貝電影，電影畫面才能栩栩如生。然而，傳統的膠片電影因為放映次數的增加，質量會隨之下降，數字電影的效果不如將原始膠片電影進行拷貝的效果，但是他們也不得不承認數字電影的質量不會隨著放映次數的增多而有所改變。
雖然傳統膠片電影已經淡出電影舞臺，但是從電影院發展放映技術的歷程來看，數字電影放映系統的工作原理和使用的技術同傳統的膠片電影的放映技術之間并不存在不可逾越的差距。同傳統膠片電影相比，數字電影放映方式有所變化的是：膠片電影的放映機被數字電影的放映機和服務器所取代，衛星、光纖、硬盤等數字載體取代了傳統的膠片拷貝。
三、光學技術在數字電影放映系統中的應用
（一）光學原理在數字電影成像中的應用
1.光學技術在數字電影投影成像中的應用
現今使用最為廣泛的電影投影技術主要有數字光處理、直接光放大影像以及液晶顯示三種，發展最為成熟的是數字光處理技術。數字光處理技術的關鍵部分是數字微鏡器件[2]。它的工作原理：通過集合半導體晶片的“偶極”效應來驅使電路內部的微小動量圍繞某一固定的軸進行偏轉，以達到使在轉向結構中位置相對固定的所有微鏡都發生有規律的偏轉的目的，在這種情況下，如果能夠對電場電路進行控制，這些微鏡就能按照電路控制進行預定的方向偏轉，而照在微鏡上面的光線也會隨之反射在不同方向。把其中同一方向的光線經過鏡頭投射在銀幕上，就形成了微鏡在銀幕上組成的圖像了。
2.光學技術在數字電影彩色成像中的應用
光學技術應用在投影成像中雖然能得到圖像，但是要得到完整的彩色圖像，必須要將一個過濾光波的彩色輪應用在照射至靶面的光路中，如圖1，2所示。彩色輪是由扇形的紅色、綠色和藍色的濾光片組成，它的旋轉頻率為60Hz，一秒內能刷出180個彩場。在該結構中，數字處理技術在確定彩色模式的順序后，其被分解為RGB的數據會按照對應順序存儲入DMD。隨后，彩色輪接收到聚光系統聚集的白光后，會將白光以單色光的形式照射到DMD的表面，隨著彩色輪的旋轉，紅光、綠光和藍光都會依序投射到DMD表面（如圖2所示）。因為視頻信號同彩色輪是同步的，因此當紅光投射到DMD表面時，微鏡就會根據紅光的強度和位置等信息而決定“開啟”狀態，其他兩種光線也是如此。DMD的圖像被投射到屏幕以后就會形成方形的像素，這些像素就構成了數字投影的圖像。人眼的“暫留視覺”將紅光、綠光和藍光的信息進行綜合以后，就能得到全部的彩色圖像了。微鏡在“開啟”狀態（-10°）時，投射和聚焦的鏡頭就會將微鏡反射出來的光線投射到屏幕上；相反，在“關閉”狀態時，吸收表面就會將反射出來的光線吸收干凈，從而消除無效光線干擾圖像的可能性（如圖1所示）。
（二）光學技術在終端投影鏡頭中的應用
1.光學技術在鏡頭工作環境中的應用
任何使用光學技術進行投影的系統，都必須有關于工作環境參數的具體要求，如鏡頭焦距、投影孔直徑和安裝尺寸等[1]。數字電影的放映鏡頭需要考慮的工作參數則更多，如投射靶面的尺寸、靶面反射彩色輪單色光線的光程、聚合鏡片的有效厚度、分離色彩光線、鏡頭鑒別靶面像素的極限值等等。同時，在實際操作過程中，一旦圖像亮度超過5000流明，就要考慮氙燈使用時產生的過高溫度，提高鏡頭耐高溫的水平。
2.確定鏡頭焦距
按我國目前使用最為廣泛的BARCO公司出產的有2K像素水平的DP100的機型來說，依據以往設計和使用放映電影鏡頭的經驗，影院都是在固定距離下進行放映，因此固定鏡頭的設計符合絕大部分影院的要求。從上面提到的DP100來看，有35mm-41mm， 42mm-52mm，40mm-67mm以及70mm-95mm這幾種從35mm到95mm都有覆蓋的焦距鏡頭可供選擇，以最少的鏡頭達到了大多數使用者的要求。然而，雖然變焦鏡頭的種類較少，但是其價格相當昂貴，增加了使用者的消費成本。所以，通過自行設計變焦鏡頭，我們生產出了從40mm到120mm的10鐘變焦鏡頭，在涵蓋范圍同上述機型基本一致的前提下，大大降低了使用者的采購成本。
3.確定光學鏡頭后工作的距離
要確定后工作距離有兩種方法，第一種就是對放映機的光學引擎進行實際測量，但是因為光學引擎作為放映機的關鍵部分被存放在一個密封的地方，我們很難對其進行實際測量[3]；第二種方法則是在了解靶面的長和寬以及分離色光和聚合鏡片的形式后，根據逆向運算其對應比例得出相近的后工作距離的數值。這種運算方式能夠實現，最主要的原因是分離色光和聚合鏡片的形式都是固定的，其計算尺寸也是根據光束的尺寸而進行比例縮放的，在整個逆向計算過程中，唯一的可變因素就是分離紅光和綠光的角度差異，而這個差異可以從放映機的外型結構獲得，無需進入機器內部，相對第一種方法更為方便。
4.確定鏡頭結構
所有對光學技術了解透徹的工程師們都清楚的知道，當電影放映鏡頭的后工作距離同焦距的比例在0.5-0.7的范圍內時，鏡頭的結構設計比較簡單。然而，一旦鏡頭焦距達到40mm，兩者之間的比例接近于3，這種情況下就只能選擇遠心光路的鏡頭結構。因為遠心光路的鏡頭孔徑相對較小，其設計難度較大，再加上要將鏡頭要承受照度為6000流明時的高溫納入考慮范圍，因此，只能將遠心光路進行權全分離式的改進，以期使改進后的結構滿足以上所有要求。
（三）像差
使用光學技術形成的投像畫面，畫質效果會受到光學像差的影響，電影放映機也不例外[3]。光源、分離色光、靶面投射、聚合鏡片以及投射鏡頭都會影響最終放映圖像的效果，影響觀眾觀看影片的效果。因此，研究投影像差、根據光學原理減少像差就變得極其重要。
四、結語
數字電影是以數碼技術為工具進行拍攝、傳播和保留的具有廣大觀眾源的新型電影，光學技術對數字電影放映系統領域的發展有著至關重要的作用。了解光學技術在數字電影系統中的應用范圍和應用原理是符合社會需要的具有實際意義的課題，它不但能滿足學者們研究光學技術領域的要求，而且能為人們不斷發展和完善數字電影放映系統提供技術支持和保障。
參考文獻：
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[3]鄒靜嫻.數字光處理（DLP） 投影系統[J].電視技術，2003（1）：4-8.
第6篇：光電子技術及應用范文
關鍵詞：電子技術；燈光控制；應用探討
一、電子開關的種類
電子開關的種類繁多，其中常見的是聲光控延遲開關、觸摸式延時開關、紅外線感應開關、光電感應開關等。日常樓道中的燈光控制一般采用聲光控延時開關與觸摸式延時開關。
二、工作原理
1、聲光控延時開關
所謂聲光控延時開關，就是通過聲音和光線來實現開關的開啟，并于一段時間后開關自動閉合，等待下次的聲音或光線來重新啟動開關。聲光控延時開關主要由以下幾部分構成，即與門電路、活筒和光敏電阻、由光控電路、聲控電路和延時電路等。其原理可以簡單的解釋為利用話筒來搜集聲音，比如擊掌聲、腳步聲等，將這些聲音信號轉換為電信號，再經過耦合與放大處理后，實現電子開關效應。
當聲光控延時開關所處環境光線較強時，光敏電阻阻值會很小，其兩端電壓近似為零，失去光控作用，電子開關始終處于斷開狀態，與此同時，即使發生很大的響聲，燈也不會變亮，以利于白天的節電作用；當聲光控延時開關所處環境光線較暗時，光敏電阻阻值會很大，兩端電壓變高，光控電路處于導通狀態，此時一旦有足夠的聲響，再有聲控電路處理聲音信號，從而實現電子開關開啟，達到了延時照明的作用，待一定時間后，開關自動斷開，保持節電，等再有聲響實現照明。
聲光控延時開關的結構為開關面板的表層配有光敏二級管，其內部配有柱極體話筒。光敏二級管在黑暗之中時會非常敏感，有效發揮其作用。當光線的暗度達到一定程度時，光敏二級管可以感應，并在其電子線路板上形成一股脈沖電流，此時光敏二級管一路電路為關閉狀態，此時一旦有足夠的聲響，柱極體話筒會形成一樣的脈沖電流，使得開關電路連通起來，出現燈亮照明。
2、觸摸式延時開關
觸摸式延時開關的工作原理較為簡易，其主要由電源電路、晶閘管開關電路、延時電路等來構成。無人觸摸其開關外面的金屬片時，整個電路處于斷開狀態，以節約電量。一旦人觸摸了其電極，即那片金屬時，燈就會變亮，其原理是利用人體泄露電流形成回路，待觸摸時產生一個觸摸電壓，使得電路中的融發器發生作用，開通了開關，實現亮燈。待人手離開后，電路失去了觸發電壓，開關被斷開，電容逐漸向外放電，待一定時間耗盡電容電量時，燈自動滅掉。如果想要經觸摸后長時間照明，通過提升電容數值即可滿足。
3、電子技術在燈光控制中的應用趨勢
多年以來，我國的建筑物使用的都是傳統的照明控制技術，很多樓宇都是使用電子開關來進行區域內的照明或是定時開關。隨著科學技術與經濟水平的飛速發展，人們對生活與工作環境條件的不斷提高，傳統的照明系統已經無法滿足節能、環保、舒適等要求，從而一種智能化的照明控制系統應運而生。
智能化照明控制系統就是利用了電子等現代高科技手段，輔以改良的燈具設備，通過計算機系統來控制整個照明，實現人性化服務。目前智能化照明控制系統主要包括兩種，即中央集中控制系統與區域式控制系統。
以日常工作的樓宇為例進行分析，依照其功能來劃分區域，通常包括門廳、會議室、辦公區、多功能廳等，每個區域對于照明度都有相應的要求。辦公區域的光源常以白熾燈、熒光燈為主。在白天進行工作時，智能化照明系統可以融入自然光，實時配以燈具來補償照明度，在節約能源的同時，維持了工作人員舒適度視覺環境。
一座辦公樓宇按時間劃分，常包括白天、午休、晚上、清掃等，利用智能化照明控制系統預先設定好相應時間段的照明效果，在白天工作人員進入室內時，系統會自動開燈，配合自然光調節至合理程度。即使是陰天下雨時自然光變弱，但是室內等會相應增加亮度，確保工作人員舒適工作。當午休時間來到時，室內光線會變得柔和，保障工作人員能夠休息或放松精神；待一天工作結束，進入晚上時，樓宇內的光線會在智能照明系統控制下，相應關閉或調暗不同區域的照明度，與此同時，智能傳感器的動靜探測功能啟動，以保證萬一有人員進出時，可以提供有效照明，保障其安全。當處于清掃時間時，需要打掃區域的燈僅保持清掃所需亮度，并有智能傳感器配合發揮作用，有清掃時提供照明，待保潔人員離開后，燈會自動關閉，節省電源。
三、現代智能照明技術的優勢
科學技術不斷更新、進步，提升了當今照明技術走向智能化，發揮出了其顯著的優越性，目前智能照明技術在我國建筑當中的應用日益普及，因為它可以為我們的工作生活帶來五個方面的好處。
1、智能照明系統實現了智能化的照明控制。智能化的照明控制能夠令建筑照明系統處于全自動狀態，系統可以預先設定好所需要的工作運行狀態，并且這些狀態可以按照規定時間自動實現切換，實現照明效果的最佳程度。智能化照明系統在任何地點、時間、氣象條件下都可以順利運行，因為系統會搜集自然光，自動化地調節照明強度，以確保每個區域的照明度符合預先設定的要求，滿足人們的正常工作與生活。
2、智能化照明系統可以改善環境，提高效率。在工作場所中良好的光線是保證工作效率的必要條件之一。適宜的照明度、人性化的照明控制系統需要有智能化的照明系統來實現。智能照明系統能夠調節光模塊的控制面板，來保證每個房間內相適宜的照明度，在提升了照明均勻度的同時，也卓有成效地解決了頻閃效應問題，避免了工作人員出現頭昏腦脹、眼睛疲勞等身體不適問題。
3、智能照明系統可以靈活地變換場景。智能化照明系統可以預先設定好在不同場景中，提供相應的照明效果，僅需要操作其控制面板即可設置照明場景模式，不同的場景模式可以更好地配合具體工作環境所需的照明度，比如會議照明模式、工作照明模式、酒會照明模式等。此外，用戶利用便捷式編程器來接入編程接口，也可以來變換各種場景模式。
4、智能照明系統能延長燈具壽命、減少維修工作量。電網過壓是損害燈具的主要原因之一，然而智能化照明系統是一種軟啟動方式，可以控制電網的沖擊電壓或浪涌電壓，避免燈絲遭受熱沖擊，據試驗統計表明，智能化照明系統可以延長燈具壽命至少為原來的2倍。
第7篇：光電子技術及應用范文
關鍵詞：衛星技術 廣播電視 應用
中圖分類號：TN943.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）12-0000-00
衛星廣播電視利用衛星作為信號的中繼站來傳送無線電廣播和電視信號。衛星廣播電視，作為一種比較先進的傳送方式，其由衛星、上行地球站、接收站、測控站等組成。衛星廣播電視使用到的衛星可以是通信衛星，也可以使廣播衛星，但是其中效果最好的還是廣播衛星。
1我國廣播電視衛星直播應用技術發展情況
直播衛星具有頻率高、覆蓋功率大的特點，直播衛星的這些特點使其在提高傳輸速度，擴寬覆蓋面積等方面可以發揮很大的作用。我國對于農村娛樂休閑情況十分重視，電視節目作為傳播社會新聞豐富農民生活的重要方式之一更是發揮著十分重要的作用，因此我國提倡廣播電視進農村，而且還要做到“村村通”。在這些政策的影響下，提高廣播電視的質量，使農民朋友可以看上喜歡的節目等要求，都對提高衛星直播技術提出了更高的要求。不過，衛星電視直播在進農村實現“村村通”的過程中，還是存在一些問題的。例如：Ku 頻段受惡劣天氣影響，比如：大風、雨雪等，會出現節目模糊的情況。另外，隨著城市化進程的加快，城市中高層建筑的數目不斷增多，會影響到電視直播節目的質量，導致無法實現節目的本地化。雖然衛星直播技術還存在一些問題，可是衛星直播技術在收視效果和直播到戶等方面有很大的優勢。同時，衛星直播技術對于提高用戶的收視數量，降低成本，提高信號強度有很大的作用，而且其安裝方便，很適合大規模的推廣。綜上所述，我們可以看出改進完善衛星直播技術是多么重要。
2衛星電視廣播系統的組成
衛星電視廣播系統主要有五部分組成，分別是：節目源、上行發射站、電視廣播衛星、衛星地面接收站和衛星測控站。（1）節目源，也就是提供節目的一方，提供的節目可以是衛星系統方面自己制作的，也可以是專門的節目制作單位制作的還可以是通過視頻信號、錄像帶、光盤等傳送上去的。（2）上行發射站，利用調頻正調制方式，把接收到的節目轉換成可以傳輸的電視信號，通過上行發射信道發到電視衛星或者通信衛星上去。（3）電視廣播衛星（或通信衛星），通過接收天線將地面上行站發射的上行信號，進行頻率和功率的改變，然后使用轉換器將信號發到地面接收站。（4）衛星地面接收站，有兩類或者是設備較多的集體接收站，或者是個人簡單的接受天線，通過接收站或者接收天線來接收衛星發射出的電視信號。想要接收由通信衛星發送的信號，只能是技術相對較高的集體接收站，個人天線目前還接收不到。（5）衛星測控站，利用遙測遙控技術來跟蹤衛星的姿態，及時的調整衛星轉發器的工作狀態。分析衛星上接收到的遙測信號來判斷出廣播衛星系統的工作狀態，進而對衛星進行一些必要的調整，使衛星處在一個比較好的工作狀態中。為了完成這項任務，需要配合龐大的地面測控網絡。
3數字衛星傳輸技術在廣播電視行業中的應用
（1）節目建立的平臺。節目平臺是節目播放和集成的重要組織部分，與節目采集、編碼復用等多個系統都有著密切的關系。節目采集的主要任務是對節目源信號進行處理，然后利用編碼復用技術對節目進行解碼。比如：視頻動態編碼為500kbps～10M bps之間，這樣才能為群眾提供好看的節目。同時，有關部門對于衛星直播曾做好明確的指示，要努力發展機頂盒業務，讓觀眾通過廣播電視指南可以實現對節目的檢索和收看，進而推動廣播電視的發展。衛星直播進農村，做到“村村通”是國家關心農村文化生活的重要體現，需要有關部門的積極配合。
（2）衛星傳輸工作。為了推動廣播電視的發展，掌握知識產權技術的核心，直播衛星傳輸信號的編碼需要使用具有國際水平的ABS-S 標準，利用上、中、下三級信號進行傳輸，以保證信號可以快速、準確的到達電視接收端。將電視節目進行壓縮生成信道編碼，使用衛星進行數據的傳輸，將數據傳輸到接收端，不僅能夠保證觀眾可以看到優質的電視節目，而且還有助于推動我國的精神文明建設。
（3）實現衛星接收。標準接收方式可以有效的保證我國廣播電視衛星直播的安全性和信號的高質量傳播，所以在衛星數據信號傳輸的過程中，拒絕標準方式之外的“村村通”機頂盒可以很好的保障我國衛星廣播電視的穩定播出，進而有效的促進我國廣播電視事業的發展。在接收視頻的同時也要有音頻接收的接收，兩者使用同一標準可以很好的兼顧速度和成本。而且，對于直播衛星的接收要求，要兼顧很多的條件和環境因素，類似天氣的變化等都可能引起直播質量的變化，這時就需要調整接收天線來保證直播的質量。
總的來說，數字衛星傳輸技術是一種高新技術，具有很強的創新性，完善的數字衛星傳輸技術是保證我國廣播電視事業蓬勃發展的保障，是促進社會主義精神文明建設的有效橋梁。所以，數字衛星傳輸技術的應用對衛星廣播電視事業發展起到了很大的作用，根據實際的情況和特殊的要求，采取不同的措施，保證廣播電視節目的正常穩定播出，提高信號傳輸的抗干擾性，促進我國廣播電視事業的不斷向前發展。
參考文獻
第8篇：光電子技術及應用范文
【關鍵詞】光刻技術微電子設備應用分析展望
光刻技術在微電子設備中應用的關鍵，是光的應用能力及相關操作問題。我國光刻技術經歷了較長時間的發展，從最開始的技術落后到現今的逐漸成熟，我國光刻技術在微電子設備上的應用取得了可喜的成果。今后隨著微電子設備的不斷發展，光刻技術仍然需要進一步改進和提升。因此，對于光刻技術在微電子設備上的應用研究是非常有意義的。
1光刻技術在微電子設備上的應用
在光刻技術和微電子設備的發展過程中，二者是共生、依存的關系，二者的發展進步都離不開對方的演變。在上世紀第一臺光刻機問世后，光刻技術一直都在以驚人的速度發展，我國的光刻技術發展成果也非常顯著，已經可以熟練掌握2μm、1μm、0.5μm、0.25μm等不同要求的光刻技術，并著重研發了1μm光刻技術，且取得了較大成就。當然，在光刻技術發展的過程中，微電子設備的發展也在不斷進行著。世界上第一個半導體晶體管同樣誕生于上個世紀，到目前為止，半導體晶體管的發展已經經歷了半個多世紀的時間，加工尺寸越來越小，目前我國以及跟可以加工納米為單位的半導體晶體管，可見微電子設備發展的迅速。微電子設備的迅速發展，和光刻技術的進步是分不開的，可以說光刻技術的技術能力對于微電子設備的研發有著最為關鍵的影響作用。光刻技術的應用貫穿了微電子設備生產的各個環節，隨著光刻技術發展的多樣化、成熟化、獨立化，微電子設備的生產也顯現出了同樣的趨勢。
隨著光刻機激光功率的提升以及光刻抗腐蝕能力的增加，光刻技術的成本下降了很多，這引發了微電子設備發展的一次新的浪潮。但是我們需要重視是，光刻技術雖然已經取得了讓人可喜的成就，但是其仍然存在一些固有的缺點，因而，微電子設備在依賴光刻技術的情況下，要想實現大跨越式的發展，就必須克服當前光刻技術的一些缺點，革新相關技術。這正是當前相關科研工作者在努力研究的方向，也是未來微電子設備發展的瓶頸。
2微電子設備應用光刻技術的發展展望
2.1微電子設備發展對集成電路的高要求
從微電子設備誕生以來，微電子設備的生產就對集成電路的要求較高，集成電路制造工藝的高低也直接決定了微電子設備的質量高低。在未來微電子設備的繼續發展過程中，要想進一步提升質量、提升工作能力，就必須加大對集成電路的科研工作，提升集成電路的技術含量。可以預見的是，未來微電子設備對集成電路制造過程中的光刻要求會越來越高，而目前的光刻技術是難以滿足那樣的高要求的，因此，未來光刻技術的發展仍然會是相當長一段時間內制約集成電路和微電子設備發展的重要因素，除非有新的集成電路制造技術能夠在高標準的要求下取代光刻技術。不過從目前的科研情況來看，要利用新型技術實現對目前光刻技術的合理取代仍然需要一段較長的研究時間。
2.2光刻技術發展面臨的瓶頸
在經歷了半個世紀左右的發展后，光刻技術已經基本成熟，其理論依據、技術能力已經到達了一定的瓶頸。從光刻技術的發展歷程來看，隨著光刻手段的不斷更新，光刻技術能夠完成的尺寸越來越小，但是這種光刻技術的發展不會讓其能夠完成的尺寸無限小下去，根據相關科研人員和業內人士的觀點，光刻技術的完成尺寸瓶頸將會是50nm，50nm可以說是在目前的光刻原理下光刻技術所能完成的極限尺寸，小于50nm的光刻尺寸光刻技術將很難能夠完成。也許當光刻技術到達50nm后，由于其工作能力無法和微電子設備的發展相匹配而會滋生出新興的技術來取代光刻技術，但是為目前為止，人類的光刻技術還未能達到50nm，而且，在未來幾年之內，人類的光刻技術也最多只能到達70nm，要達到50nm的光刻標準，光刻技術還將經歷一段較長的發展歷程。據科研人員描述，70nm光刻技術已經具有相當的難度，包含了多種高科技的光刻手段，而光刻技術要想超越50nm的瓶頸，必須采用跨越式的光刻技術，這將是未來人類光刻技術發展的一大目標。
2.3極紫外曝光光刻技術的應用
在未來光刻技術的發展中，極紫外曝光光刻技術的應用可能是光刻技術發展的重要方向。極紫外曝光光刻技術是人類的新發現，源于稀有金屬的發現。極紫外曝光光刻技術目前的研究還遠未達到成熟，但是其在光刻技術中的超強能力已經逐漸體現了出來，受到相關科研工作者的關注。研究人員表示，在未來極紫外曝光13nm將會在光刻技術中有很大的發展前景，將有可能成為人類突破50nm的光刻技術瓶頸的關鍵。通過目前的一系列研究同樣可以發現，極紫外曝光光刻技術具有非常大的發展潛力，其應用范圍較為廣泛，甚至可以讓微電子設備電路板的寬度小到0.05μm左右，這項技術一旦成熟，其成就將會是突破性的、歷史性的，對于未來微電子設備的發展有著重要的影響作用。在目前光刻技術面臨瓶頸的情況下，未來極紫外曝光光刻技術的發展將會是微電子設備科研工作者的主要研發方向。
3總結
21世紀將會是光刻技術和微電子設備發展的黃金時間，隨著相關科研工作者的努力，相信下一代光刻技術一定會在未來某個時間點誕生，突破目前的光刻技術瓶頸，迎來光刻技術發展的新階段。當然，光刻技術和微電子設備之間的相互依賴關系仍然將會在未來一段時間內保持下去，光刻技術的進步仍然將深刻地影響微電子設備的發展。
作者：任杰 中國空空導彈研究院 河南省洛陽市 471000
參考文獻
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第9篇：光電子技術及應用范文
【關鍵詞】 110kv 數字化變電站 技術應用與推廣
自2006年全國首座全數字化變電站在云南投入運行以來，數字化變電站技術發展十分迅速，江蘇、江西、寧夏、黑龍江、內蒙古等省市相繼有數字化變電站建成投運。當前全國各地已掀起一股數字化變電站技術應用的熱潮，多個供電企業紛紛計劃開展數字化變電站的試點建設工作。隨著科學技術的發展，網絡技術的普及，數字化技術成為當今科學技術發展的前沿，變電站數字化對進一步提升變電站綜合自動化水平將起到極大促進作用，是未來變電站建設的發展方向，在工業生產中起到了不可估量的作用。
1 數字化變電站概述
數字化變電站是變電站自動化技術的發展方向，其核心技術是智能化的一次設備和網絡化的二次設備，在過程層、間隔層及站控層上，按照國際標準IEC61850通信規范，實現變電站內部及變電站與集控站間的信息共享和互操作。數字化技術的使用使變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數字化，基本特征為設備智能化、通信網絡化、模型和通信協議統一化、運行管理自動化等。
2 數字化變電站研究的目的
近年來，隨著變電站智能化開關、光電式互感器、一次設備在線檢測、計算機網絡技術在實時系統中的開發應用日趨成熟，為變電站的信息采集、傳輸以及測量、計量、保護等方面實現數字化處理提供了理論和技術支撐。110kV數字化變電站運行已呈現以下趨勢：
（1）國際上數字化變電站的研究已從實驗室階段進入實際工程應用階段。我國已建成了互感器數字化的變電站，各電力公司均開展數字化變電站的相關應用研究工作，數字化變電站將是我國變電站技術的發展方向。國內廠家已能提供數字化變電站所需的大部分設備，可實現設備國產化。（2）全國各主要變電站數字化研究采用數字輸出和光纖傳輸的光電式電流互感器、電子式電壓互感器，并通過在原有一次設備上加裝智能單元，按IEC61850協議建模，使變電站的信息采集、傳輸、處理、輸出過程全部數字化。（3）數字化變電站由于采用數字化網絡、智能設備，對現有的運行、維護和管理方法提出了新的要求。所以數字式變電站研究時應充分考慮運行、維護和管理的因素，調整運行、維護和管理模式，編制新的規程、作業指導書，以適應數字化變電站的特點。
3 數字化變電站的技術特點
數字化變電站有別于傳統綜合自動化變電站的主要特點表現在：
（1）以目前常用的磁光式、全光纖式和電子式數字式互感器替代傳統的電磁式互感器，使用智能型斷路器或者用傳統的斷路器加裝智能單元，實現信號的數字化轉換，并且能夠接受數字化的信息指令改變運行狀態。（2）不再使用電纜連接一次設備和二次設備，而是采用百兆光纖以太網，站內除了少量的直流、交流電源電纜，二次電纜全部被光纜替代。（3）IEC61850標準通信協議具有良好的完整性、系統性和開放性，使站內設備的互操作性大大加強，為實現信息資源共享、自動化功能集成創造了良好的條件。（4）數字化變電站從結構上可以分為站控層、網絡層、過程層和間隔層四個層次，與常規綜合自動化相比增加了過程層。
4 我國目前110kv全數字化變電站的主要技術應用
在我國，變電站綜合自動化技術經過多年的發展已經走向成熟。變電站自動化技術的廣泛采用提高了電網建設的現代化水平，增強了輸配電和電網調度能力，降低變電站建設總造價，都已經成為不爭的事實。電子式互感器、智能化一次設備及其在線狀態檢測、變電站運行操作培訓仿真等技術日臻成熟，以及計算機高速網絡在實時系統中的開發應用，為全數字化變電站技術提供了新契機。
筆者經過一段長時間的調查研究和總結，發現數字化變電站技術在我國很多地區已相繼建立了多種完善的應用體系，其中具有典型代表的主要有以下地區：
（1）杜爾伯特220kV數字化變電站架構。杜爾伯特220kV變電站位于內蒙古烏蘭察布市四子王旗地區。該站建設初期作為終端站，各電壓等級接線形式簡單，出線回路少。接帶負荷輕且無重要負荷，具有測量精度高、信號傳輸的可靠性強、電力系統安全可靠性大、二次接線少、沒有設備間的互操作問題等優勢。（2）廣東首座110kV數字化變電站。2007年12月，廣東電網公司首座110kV數字化變電站——三江變電站改造完成并投運。該變電站采用了當今數字化變電站技術中多項前沿技術（如電子式互感器、IEC 61850標準、程序化控制等），對數字化變電站技術進行了實踐，為今后數字化變電站技術的發展奠定了基礎。
（3）無錫110kV數字化變電站。無錫地區110kV圓石變電站作為國家電網公司示范應用的數字化變電站、江蘇省電力公司的科技項目，于2006年12月30日送電。該變電站應用電子式電流電壓互感器，實現無人值班、程序化操作，并由計算機監控系統和數字化保護裝置組成變電站自動化系統。
以上僅僅是我國目前城市110kv數字化變電站諸多成果中較有代表性的幾個。其余各地中小規模的數字化變電站，各自配置、特征及優勢各有不同，綜合觀之，代表我國數字化變電站工程的迅猛發展，預示著我國于該領域的宏大方向。
5 陜西彬長小莊礦業公司110KV變電站
（1）概況。彬長小莊礦業公司變電站是按北京華宇設計院設計建設的數字化變電站，是全國煤炭行業首座全數字化變電站。
（2）特征及優勢。該變電站特點主要是：一次設備數字化，二次裝置網絡化，信息傳輸可靠性、完整性、實時性高。
其主要優點有六個方面：一是各種功能共用統一的信息平臺，避免設備重復投入。二是測量精度高、無飽和、無CT二次開路。三是二次接線簡單。四是光纖取代電纜，電磁兼容性能優越，耐老化。五是信息傳輸通道都可自檢，可靠性高。六是管理自動化。
變電站采用數字化微機保護裝置，使用國內知名度較高的南京南瑞繼保電氣有限公司產品。110KV統一組屏，10KV保護測控單元安裝于本開關內，通過光纜接于后臺機，信息可上傳至礦區調度中心，數字化微機保護系統可實現變電站運行監視及操作控制；自動巡回檢測、事故順序記錄、報表打印、事故報警、音響、語音推出畫面、漢字顯示等方式；全部常規的遠動功能（四遙：遙控、遙調、遙信、遙測）實現遠方監視及修改定值。
（3）設備與數量。變電站110KV線路保護屏為和上級變電站配合采用北京四方繼保自動化股份有限公司的保護裝置，通過架空復合光纜和上級站信號傳輸，實現線路縱差保護。主變保護屏可實現兩臺主變的差動保護和后備保護。另外兩臺主變還配備變壓器油色譜分析儀，可在線對變壓器油進行色譜分析，確保主變安全運行。進線分段操作測控屏可完成110KV 1、2號進線及母聯開關所組成的任意三種狀態的運行方式（三選二），并實現備用電源自投功能，縮短停電時間。公共屏完成全變電站的測量及信號管理，資源分配、規約轉換，使各種保護、測量功能發揮最優狀態。
站用電屏兩路電源分別引自I、II段10KV站用變柜，用于站內保護、通訊、直流系統、主變風機、戶外檢修、室內外照明等電源。逆變電源柜為后臺機提供不間斷電源，容量2KVA。消弧及選線控制屏控制偏磁式消弧線圈、接地變壓器和小電流接地選線裝置。控制戶外的消弧線圈、接地變壓器，對10KV I、II段母線電容電流進行補償和10KV系統在發生單相接地故障時選出故障回路。
直流系統采用220V/200AH高頻開關直流操作電源系統，系統能夠提供完善的蓄電池管理，裝置應用微機控制直流柜，具有完善的四遙功能，告警功能，供站內保護、信號及事故照明電源。在110KV配電室入口處設置有SF6在線監控報警系統，人員在進入110KV配電室前，應先根據SF6氣體監測儀確認氣體正常，方可進入，SF6在線監控報警儀在檢測到SF6氣體泄漏時可發出告警并自動啟動風機。
該站電源引自祿長大佛寺110KV變電站I.II段出線間隔，通過兩臺2F10-126/2000-40型氣體絕緣金屬封閉開關設備引入，110KV側配電裝置ZF10-126型戶內氣體絕緣金屬封閉組合電器（GIS），選用三相分筒式，共七個間隔，其中二回進線間隔、二回主變間隔、二回PT間隔、一回母聯間隔。正常運行時二回進線為一用一備。10KV側配備有44臺戶內金屬鎧裝抽出式開關設備型號為KYN28，其中進線柜4臺、聯絡柜2臺、PT柜2臺、所用變柜2臺，消弧柜2臺，無功補償柜2臺，饋線柜30臺。
主變壓器為2臺有載調壓變壓器，其型號為SFZ10-40000/110型。額定容量為40MVA，額定電壓為110/10.5KV，額定電流為209.9/2199.4A。一臺運行，一臺備用，擔負全礦負荷。還設置偏磁式消弧線圈自動跟蹤補償成套裝置兩套，由接地變壓器、偏磁式消弧線圈、微機控制柜和避雷器、隔離開關等組成。
110KV線路保護屏為和上級變電站配合采用保護裝置，通過架空復合光纜和上級站信號傳輸，實現線路縱差保護。主變保護屏可實現兩臺主變的差動保護和后備保護。（過流，過負荷，輕、重瓦斯，溫度等保護），另外兩臺主變還配備變壓器油色譜分析儀，可在線對變壓器油進行色譜分析，確保主變安全運行。進線分段操作測控屏可完成110KV 1、2號進線及母聯開關所組成的任意三種狀態的運行方式（三選二），并實現備用電源自投功能，縮短停電時間。
公共屏完成全變電站的測量及信號管理，資源分配、規約轉換，使各種保護、測量功能發揮最優狀態。遠動通訊屏收集全站信息，可將信息分類傳輸到不同的調度端。并安裝衛星對時裝置，確保全站裝置時間同步。數字電度表屏對兩回進線和主變兩側電度計量。站用電屏兩路電源分別引自I、II段10KV站用變柜，用于站內保護、通訊、直流系統、主變風機、戶外檢修、室內外照明等電源。
逆變電源柜為后臺機提供不間斷電源，容量2KVA。消弧及選線控制屏控制偏磁式消弧線圈、接地變壓器和小電流接地選線裝置。控制戶外的消弧線圈、接地變壓器，對10KV I、II段母線電容電流進行補償和10KV系統在發生單相接地故障時選出故障回路。直流系統采用220V/200AH高頻開關直流操作電源系統，系統能夠提供完善的蓄電池管理，裝置應用微機控制直流柜，具有完善的四遙功能，告警功能，供站內保護、信號及事故照明電源。
在110KV配電室入口處設置有SF6在線監控報警系統，人員在進入110KV配電室前，應先根據SF6氣體監測儀確認氣體正常，方可進入，SF6在線監控報警儀在檢測到SF6氣體泄漏時可發出告警并自動啟動風機。
6 我國數字化變電站發展展望
數字化變電站技術的先進理念已成為共識，經濟社會效益亦逐漸顯現，必將成為今后變電站建設的潮流。同時它是電網發展的方向，二次系統是數字化變電站最重要的組成部分，開展數字化變電站二次系統檢驗規范的研究可以解決數字化變電站生產運行中具體問題，能夠進一步促進數字化變電站技術發展。從長遠角度來看，隨著智能設備生產的標準化、數字化變電站設計檢驗驗收的標準化、運行維護管理標準化等工作的不斷推進，以及數字化輸電技術、數字化配電網、智能化調度等技術的發展，使得電網區域化管理成為可能，大電網數字化也將不再遙遠。
參考文獻：
