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序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇光电工程论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
英文名称:Optical Technique
主管单位:国防科学技术委员会
主办单位:中国兵工学会
出版周期:双月刊
出版地址:北京市
语
种:中文
开
本:大16开
国际刊号:1002-1582
国内刊号:11-1879/O4
邮发代号:2-830
发行范围:国内外统一发行
创刊时间:1975
期刊收录:
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
核心期刊:
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
期刊荣誉:
Caj-cd规范获奖期刊
联系方式
依据新时代先进的科学技术,我国机电企业迈向了智能化的飞跃,从而实现了自动化操作手段。在当今机电工程施工领域,机电一体化电子信息技术,通过电脑一手掌控,其发展的主要动力来自于当今时代先进的科学技术,并且结合计算机软硬件所构成的一个智能化系统。机电一体化系统的出现,一方面,机电施工工程实现科学规范化管理,另外,给新时代机电企业创造了更大的经济价值,传统的机电施工工程管理相比,机电一体化更可靠、更安全,对我国机电企业在未来的发展意义非凡。
2机电一体化向智能化迈进的发展历程
2.1数控机床。与西方发达国家相比,我国机电企业出现较晚,随着我国建筑行业规模不断扩大,机电企业的发展是确保实现高质量建筑工程的必然要求。在我国机电一体化的出现,一开始受数控机床技术的影响,在20世纪中期,人们的日常生活开始触及电子应用设备,电子应用设备是推动机械产物必然发展的需求,由于当时电子应用设备实际操作受限,其机械化产物质量达标还不能得到保证,因此,机电一体化的运作还不能广泛地应用在我国机电企业中。2.2微电子技术。在20世纪中期,机电一体化应用数控机床技术领域存在着较大的问题,不能满足当今时代机电工程施工的具体要求,所以,仍需要借助其他技术进一步实现机电一体化。微电子科学技术的出现,给机电一体化的发展带来了新的希望,随着我国机电工程规模不断扩大,对其施工技术的要求也在不断增加,这一时代机电。一体化应用微电子技术,推动了机电一体化顺利实施,微电子技术的出现,将我国机电工程带到了一个崭新的发展领域,其各项技术的共同运行促使机电一体化技术的正常运行。2.3可编程控制器的出现在20世纪中后期阶段,机电一体化技术的发展迈向了较为成熟阶段,先前的微电子技术虽然在一定程度上能为机电一体化技术的发展奠定基础,随着新时代的发展,机电一体化技术实际应用领域越来越多,微电子技术还不能完全满足机电一体化技术在任何情况之下解决所有问题,因此,在这一时期,出现了可编写程序的控制器,该控制器主要功能是通过可编写的特点使之自动化操作,应用该控制器最早的国家是美国,美国汽车制造行业中将该控制器应用得十分充分。随着机电控制器技术的不断成熟,在我国机电施工的过程中大量应用该控制器,技术的不断成熟,并且通过大量实践应用将新时代研制出的新型机电控制器大量投入到生产过程。随着这项技术的成熟,国家为了更好地控制新时代研制出的新型机电控制器,制定了很多关于该领域技术相应的管理条例,从宏观角度上来看,机电一体化技术的发展经历了从单一到复杂的过程,从单一的结构体演变成各个复杂的系统,在机电一体化技术的功能方面,不但实现了自动化机电一体化技术,同时赋予机电一体化技术智能化特点。当今时代,机电一体化技术具有远程控制操作端,使新型机电一体化技术实现便捷化转换,而且通过远程控制端信息快速传达各个接收端,接收端在接收信息后的第一时间通过新时代信息处理技术快速筛选和整理,新时代机电一体化技术在研发领域更偏向于它的实际应用价值,形成了新时代机电一体化系统。2.4激光光电子技术。随着新时代社会科技水平的不断提高,机电一体化规模不断扩大,可控制的编程器已经不能完全满足新时代机电企业的发展,为了更好地迎合当代机电一体化企业可以更好地向智能化推进,激光光电子技术的出现,将机电一体化智能化推向了至高点,利用当下十分先进的激光技术,借用光电子在激光中的优势,而且光电子技术能够在可编程操控基础之上,能够进一步优化先前所有用于机电一体化所有技术,完善整个智能化过程,从根本上改变机电一体化智能化发展的很多干扰因素,摆脱不必要因素的影响,确保在激光光电子技术的支撑之下,更加快速高效地实现机电一体化智能化发展。总而言之,利用当下十分先进的激光技术,我国机电企业可以抓住这一优势,对光电子在激光技术的支撑之下,能够让机电企业一体化智能化推进目标更快实现,机电企业应根据当今社会机电行业发展的趋势,并且一直关注当下社会先进的科学技术,利用新时代先进的科学技术和机电一体化企业发展的趋势的动态,并且根据自身企业在社会发展过程中的发展趋势,将机电一体化和新时代先进的科学技术巧妙地融合在一起,研制出更为先进的机电一体化技术,迎合新时代社会发展的趋势,重点研究机电一体化向智能化发展需要的哪些前提条件,并根据自身机电企业发展的优势,加强机电一体化相关技术的研究,研制出高质量高效率机电一体化向智能化发展的先进技术,以确保我国机电企业在未来发展中能够一直处于世界前沿水平。
3对新时代机电一体化向智能化发展的思考
当今时代,社会飞速发展,带动了我国各行各业的不断发展,机电一体化智能化的发展趋势是我国新时代顺应社会发展的必然要求,新时代机电一体化发展以其智能化的存在优势,是一个控制机电领域的系统组织,依靠新时代微电子技术,在机电一体化设备的制作过程中,其数字化管理系统实现过程利用微电子控制器更简单地解决了这一问题。当今时代数控机床技术不断成熟,计算机应用系统飞速发展,给新时代机电一体化技术数字化系统奠定了基础,并且通过计算机先进的技术实现虚拟化管理和集成管理。在我国机电行业的发展中,机电一体化技术是实现机电产品数字化属性的重要手段。在20世纪末,最早将机电一体化推向智能化迈进的国家是西方很多发达国家,机电一体化智能化推进不但给这些发达国家创造巨大的经济价值,并且将机电一体化这一伟大的智能成果推向了世界前沿。比如:像很多可编程的控制器可以促使机电一体化向智能化迈进所生产的机电产品拥有数字化管理系统,当今时代,电子信息技术尤为发达,在机电一体化数字化管理系统中,更加有力地提升了机电一体化数字化管理系统的数字化创造。新时代下,机电一体化已经向智能化推进,随着时间的推移,机电一体化向智能化推进的步伐在潜移默化的影响着我们国家。
4结语
当今时代快节奏的生活越来越普遍存在于我们的生活之中,机电一体化向智能化推进符合新时代生活理念,机电一体化向智能化可以推进的过程大体分成几个阶段,首先在数控机床技术的出现,机电一体化向智能化推进有了一点起色,接着微电子技术和可编程的控制器将机电一体化智能化推向了十分成熟阶段,为机电一体化智能化数字系统奠定了发展基础,光电子技术的出现将机电一体化智能化迈进推向了最高端,是新时代先进科学技术的必然发展产物,随着机电一体化智能化技术的不断发展,机电一体化技术在我国慢慢的发展起来。
作者:王涛 单位:陕西交通建设集团公司西长分公司
参考文献
[1]苏迅文.机电一体化技术的现状与发展趋势[A].石家庄市翰坤文化艺术有限公司,2015年第九届杂文学术研讨会论文集[C].2015:2.
[关键词]水电站 隧洞工程 测量控制
[中图分类号] TV74 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-9-225-2
贯通测量是坑道施工中和贯通后的测量。前者是为了确保掘进的坑道或者竖井能够按照计划的标准贯通进行,一般是指地面联测、地下导线测量和坑道掘进测量。后则是在隧道贯通后,测定实际的横线、纵向和竖向的贯通误差。贯通测量又包括了平面贯通测量和高程贯通测量。前者是随着洞内控制的形式而变化,后者是从水准点开始的获得高程差的一种方法。
在水利水电工程建设中,隧洞开挖过程存在着贯通误差。如果我们不对贯通误差采取一定的控制测量措施,这些小的误差积攒起来就将影响到以后的工程建设,比如说隧道断面的扩大以及衬砌工作进行等。所以说,进行隧道贯通测量控制是必要的且重要的。在实际的建设测量中,横向、纵向、竖向的贯通误差都需要测量。只有当这些贯通误差都满足要求的时候,测量的工作才算达到了实际的效用。
1建立施测贯通误差控制网的原则
首先,最基本的就是能够在精度上满足隧洞施工开挖横向贯通误差的要求,如果是混凝土建筑轮廓点放样也能够满足其精度的要求。其次保证控制网能够做到一网多用。最后,最好能减少控制点的数量,且控制点能够长期保存并稳定使用。
2一个工程实例
2.1工程概况
假设现在要建设一个水电站,其主要任务是发电。这个水电站上游也有个水电站,距离为32.8km,距离下游的水电站73km。水电站的总库容为10.79亿,电站正常蓄水位为2452m,最大坝高为250m。
其中,这个水电站的双曲薄拱坝、坝身泄洪建筑物、坝后消能建筑物和右岸全地下厂房组成了这个水电站的枢纽建筑物。前期工程的右岸低线交通洞的建设是建设水电站的关键工程。这是因为右岸低线交通洞对整个水电厂的地下厂房和调压井的施工运输交通都有重要的作用。由于施工地址的地理环境的不利,造成了施工控制点不易布设。这个水电站所处的位置是高山峡谷之中。峡谷两岸的地势险峻,岸坡陡峭,高度差了接近700米,河谷十分狭窄,属于典型的V字型河谷。
2.2控制测量技术
2.2.1首级平面控制测量
一般对隧洞进行首级平面控制测量采用的方法有两种个,一种是导线布网,另一种是三角锁布网。如果隧道的长度过长,毫无疑问的是横向误差就会越积攒越大,对于隧道的建设是非常不好的。因此在这个水电站的建设中,我们采用二等CPS控制网来控制横向误差,其最大异步环相对闭合差在1/10 万以上。同时为了保证首级控制点之间的精度的提高,我们需要采用来卡TCR1101 全站仪。按三等号线的精度要求对GPS 成果进行了复测。由于本隧洞采用两端洞门开挖,相向掘进,对方位角的测量精度要求较高。GPS 控制网经高斯投影后,其方位角与地面常规测量仪器测出来的角度之间有一个差值,称为垂线偏差,应尽可能将其减小。在本工程首级GPS 控制测量选点时,应尽量使洞口控制点的高程与洞口设计高程基本接近,这样就能减小垂线偏差影响。
垂直偏差的计算公式:
2.2.2加密平面控制测量
加密平面控制测量是一种布点测量。这一种控制方法主要围绕洞口加密控制、洞内基本导线、洞内施工导线的测量精度进行的。
在洞口部位,利用两个三等控制点和洞口点的通视关系,可以直接对导线网和洞口进行联测。洞口加密控制点的布设必须满足一下几个条件。首先要满足点位保护,而且还要有利于保证测量精度及便于点位加密。
导线网是用在洞内控制测量中的。如果要想导线边足够长,而且由于视线与洞壁有一定的距离,如果能够减少旁折光的影响,导线点应尽可能位于洞室中线附近。这样可以减少干扰,有利于控制点位的稳定。导线尽可能布设成等边直伸型导线,在测量环境允许范围内尽可能地选长边。在施工过程中,由于进洞端为曲线段,且洞室设计曲线较多,考虑到施工影响和目标成像清晰,洞内边长一般为150~200m左右,在接近贯通部位时,导线边长应适当缩短,边长在100m 左右。洞内测量的频率及时间。结合洞室开挖施工进度,每一个月左右进行全面复测(此时洞室进尺约200m ),同时对洞室开挖后的净空进行测量检查。对混凝土衬砌段约每5m 一个断面进行检查,非混凝土衬砌段约每20m 一个断面进行检查。
2.2.3高程控制测量
在这个实际例子中,进洞口和出洞口附近各自埋设了两个洞外高程控制点,采用三等水准测量与附近高等级水准点进行联测。洞内高程控制测量,采用四等光电测距三角高程导线,全部进行两组独立观测。过去一般采用的是等级水准测量方法,随着光电测距仪的广泛使用,光电导线方法已经成为了主要的针对隧洞内外平面和高程控制的测量方法。
2.3隧洞贯通测量的设计精度分析
针对水电施工单位来说,洞内控制测量精度的效果是会直接影响到贯通的精度效果的。如果隧洞想要能够在允许的精度范围内贯通,我们就需要对洞内控制测量进行设计,在未贯通前就需要对己施测的测量成果进行精度估算,确定测量方案的采用,保证控制测量精度。隧洞工程的贯通测量,主要应重视在贯通重要方向上(即沿贯通前进方向的重要方向)的误差。洞内控制测量受洞室开挖方式的限制,绝大部分采用导线测量。但是,导线测量极易导致测量误差的积累,同时在其它因素影响下,使得最终导线点位置产生误差,与设计位置产生偏离。因此,在隧洞工程的施工组织设计阶段,就需要对所拟定的测量方案和方法进行误差预计,估算采用此方案是否满足工程精度需要,并及时修正测量方案或测量方法,以满足工程施工精度需要。
2.4洞内平面测量控制方法
贯通误差施测方法是分为两种的。一种是先用中线法测量隧道,在贯通之后从头尾的两个方向分别向中线贯通,并钉上临时桩来做出标示,显示出两点的距离和位置。这两点临时桩之间的距离实际上就是横向误差,两个临时桩之间的里程差实际上就是纵向的贯通误差。而两个临时桩之间的高程差实际上就是竖向的贯通误差了。还有一种方法,叫做地下导线法。这种是先采用地下导线做为洞内控制隧道,只需要在贯通面上做出临时标桩,然后分别记下来它们的坐标,其中的横轴坐标差就是实际的纵向贯通误差,纵轴的坐标差就是实际上的横向贯通误差。在这个实际的例子中,我们采用地下导线的方法来测定贯通误差。根据上平线路和下平线路提供二等控制点,最后得到起算点和起算边的范围。
3隧洞贯通测量控制的重要性
在水电站的工程建设中,隧洞是电站建设的十分重要的组成部分。贯通误差是测量控制隧洞贯通最重要的参数之一,它能够影响整个工程建设的全过程,隧洞贯通与否都和它息息相关。施工质量的保证也和它有着密切的关联。因此,在施工开挖之前,首先我们要确定能指导隧洞开挖的控制导线的等级,这是一项极其重要的任务,如果隧洞开挖的控制导线的等级过高,必然会增加测量人员的难度,造成测量人员的浪费,严重的会影响工期。隧洞控制测量是关系到隧洞能否按设计要求精确施工的前提条件,隧洞控制测量的精度高低直接影响到隧洞的开挖及成型质量。在进行隧洞控制测量时,一定要按照规范的各项规定执行,严格谨慎,切勿马虎。
4小结
本文通过一个实例简单的对水电站隧洞贯通测量控制进行了分析。隧洞的贯通测量在实际建设的工程中有着不可或缺的重要地位,它能够影响整个工程建设。如果在贯通测量控制中,放松了标准,加大了横向、纵向或者是竖向误差,即便只是一种,也可能会造成很大的失误,最严重的可能就是整个隧洞的不通。这样不仅造成工期的延误,也是很大的人力及物力的损失。所以在实际的建设工程中,要坚守住贯通测量的方法与标准,保证工程的完成质量,这样才能建成合格的隧洞工程。
参考文献
[1]韩有文,杨德芳. 全站仪中点法在公路高程控制测量中的应用思路研究[J]. 科技资讯. 2011(21).
[2]薛天云,许长军,韩有文. 应用RS对三江源地区生态安全评价研究[J]. 测绘与空间地理信息. 2011(05).
[3]宋吉宁,孙楹森,郑殿松,孙绍夫. 梁家煤矿煤4一采皮带上山贯通测量设计方案优化及精度分析[J]. 山东煤炭科技. 2002(03).
[4]肖根旺,许提多,朱顺生. 杭州湾跨海大桥高精度GPS高程在海中桥墩承台面施工高程控制的应用研究[A]. 中国公路学会桥梁和结构工程分会2005年全国桥梁学术会议论文集[C]. 2005.
[5]易志华,吴仁平,张伟东. 全站仪中间法三角高程测量在远海测量工程中的应用[A]. 浙江省公路学会2005年年会论文集[C]. 2006 .
关键词 星敏感器 星图降噪 边缘检测 Laplacian算子 目标提取
中图分类号:U491 文献标识码:A
0引言
星敏感器定位精度是星敏感器最重要的性能指标。噪声是影响星敏感器定位精度的重要因素。实际应用中所获得的图像一般都会由于各种原因受到一定程度的干扰和损害,从而使图像中包含噪声信号。这些噪声恶化了图像质量,使图像模糊,甚至淹没特征,给分析带来困难。
导航星的定位精度是星敏感器中最重要的精度指标,是星敏感器整体测量精度的基础和保证,将直接影响姿态角测量精度、光轴指向精度和系统噪声等效角。本论文主要就如何降低噪声,提高信噪比进行了讨论。
1噪声来源及分析
星图噪声的来源主要有:星空背景噪声、分子噪声、电子噪声等。由于CCD器件本身问题而产生,与成像无关的电子噪声,如热电子噪声等,这部分噪声信号无法和有用信号加以区别,这部分噪声不考虑,本文主要考虑的是星空背景噪声。
星空背景噪声主要有:
(1)太阳杂光。太阳光进入系统入口(遮光罩),经系统内表面的多次反射、折射或衍射到达接收器。太阳杂光属平行入射杂光。
(2)地气杂光。地气光直接或经卫星及其外部仪器壁面反射而进入系统入口(遮光罩),经系统内表面的传递最终到达接收器。地气杂光属漫入射杂光。
(3)内部杂光。系统内辐射源(如小电机、温控热源及光学元件等)产生的红外射线,经传递最终到达接收器。
2基于微分算子的边缘检测
2.1基于二阶微分的边缘检测算子
Laplacian(拉普拉斯)算子是根据经过平滑的阶跃型边缘二阶导数在边缘点处是过零函数的原理构造的。拉普拉斯算子是二阶导数的二维等效式。
二维拉普拉斯数字实现可由这两个分量相加得到:
可得到近似拉普拉斯算子的边缘滤波。
拉普拉斯算了的特点是:各向同性、线性和位移不变性,对细线和孤立点的检测效果好。其缺点是:边缘的方向信息丢失,常产生双像素的边缘,对噪声有双倍加强作用。由于拉普拉斯算子是二阶导数运算,与只包含一阶导数的算子相比,它对噪声更加敏感,增强了噪声对图像的影响,因此在实际应用中通常需要先对图像进行滤波平滑处理。
2.2星图噪声消除
处理后图像灰度值均扩大大约16倍,导致处理后的方差会变大;由于中间值为4,处理后图像灰度值扩大4倍左右,但是在边缘检测滤波中就明显的不足;中间值为8,虽然其在滤波后方差是最为乐观的,但是其缺点是会产生双边缘。本文根据目标星点的特点(3~5个像素单元)将结合LOG算子具有平滑作用的特点,对模板算子进行改进,处理结果方差是最小的,降噪效果最佳。
3结论
试验表明:Laplacian算子对噪声具有无法接受的敏感性,它的幅值产生双边缘,不能检测边缘的方向;LOG算子卷积模板比较大,计算比较复杂;改进模板具有较好的边缘检测性能和抗噪性能,且卷积模板大小是Laplacian模板的尺寸,计算比LOG简单。
参考文献
[1] 王洪涛,罗长洲,等.基于背景自适应预测的星点提取算法[J].光学技术,2009,35(3):413-414.
[2] 王永义.复杂背景下弱小目标的特征提取与识别[D].长沙:国防科技大学硕士学位论文,2007:9-12.
[3] 田金文,欧阳桦,等.一种星图中星的提取方法[J].华中科技大学学报:自然科学版,2005,33(4).
[4] 王伞,杨幸元.基于空间匹配滤波的红外背景抑制技术明[J].应用科技,2006,33(1):26-28.
[5] 邹江威,姜卫东,陈曾平.基于形态学的低信噪比图像序列目标提取方法[J].光电子技术与信息,2005.
教育国的核心是培养创新型人才。全国大学生数学建模竞赛是高校中参加人数最多、影响最广泛的学科竞赛之一,此项赛事由教育部高教司和中国工业与应用数学学会联合主办,迄今已举办21届,它对创新型人才的培养起到了不可估量的作用,未来也将日益显现它这方面的作用。长春理工大学从1996年开始参赛,成绩斐然,已累计获得国家级奖40余项,年均3项,2013年我校共有51队153人参加全国赛,是吉林省除吉林大学外参赛队数最多的高校。其中9队获得国家一等奖,11队获得省一等奖,21队获省二等奖,8队获省三等奖,获奖率位居吉林省参赛高校前列。这主要归益于以下几方面:
一、赛前的动员及组织情况
赛前周密的宣传组织工作是本次大赛取得成功关键因素之一。我校一直把组织数模竞赛作为一项重要的教学活动纳入了全年工作日程,专门成立了数学建模竞赛领导小组,协调、督促、组织数学建模竞赛各项准备活动。通过海报、课堂、网站等多种形式宣传开展数学建模活动,鼓励各学院学生踊跃报名。
二、竞赛具体过程管理和实施情况
由专人统筹负责竞赛工作。从每年四、五月份开始采取校级、省级竞赛层层选拔的制度,把最优秀、最渴望参赛、最有能力的队员吸纳进来组成国家赛参赛队伍。对于国赛队员将认真组织赛前培训和辅导工作。
三、本年度竞赛获奖情况分析
今年我校共有51个队参加了全国大学生数学建模竞赛,获得国家奖9项,省级奖40项,获奖率几近100%。
四、竞赛过程中存在的问题及拟解决的措施
1.竞赛过程中存在的主要问题还是数学软件使用和写作两方面,在今后的培训和其他级竞赛中应加强这两方面的训练。另外宣传力度也有待加强。
2.今年全国赛我校51队中有35支代表队选择了A题,此题是交通占道问题对城市交通能力的影响问题,实质是利用数学方法建立模型,需要学生有较好的微积分、常微分方程、运筹学等课程基础,正是由于我校平时对大一大二的数学基础课的精心讲解和严格要求才使得我校学生有信心也有能力作出此题并取得了如此好的成绩,今后我们将继续加强数学基础科的教学工作,同时注意在教学中渗透数学建模的思想、方法,培养学生参加建模的兴趣。并希望以数学建模工作为平台,通过多种形式大力开展数学建模教学与研究活动,以赛促学、以赛促教,以竞赛推动教学研究,以教学研究提高竞赛质量。B题选择队数相对较少,原因主要是该题是关于碎纸文字的拼接复原模型,需要队员熟悉算法,精于编程,大多数同学不敢碰此题原因就是编程能力过弱。
3.国家赛获奖结果反映出理学院、计算机科学与技术学院、光电工程学院、电子信息工程学院的学生获奖人数占到98%,创新实验班参赛人数并不多,仅占总人数的33%,特别是计算机科学与技术学院的创新实验班仅有8人参加,不及总人数的6%。
五、对学校的建议和意见
1.认真组织各级数学建模竞赛,建议提前到3月中旬组织校数学建模竞赛,改进选拔方式,通过评审、教师推荐、答辩精选国赛参赛队员,加大对数学软件、算法的培训;5月下旬到7月中旬,利用周六对选拔出的学生进行实战培训,建议全体队员模拟实战,完成3-4道往年的竞赛题目,并提交论文,指定专门教师负责指导。
2.进一步宣传发动,动员更多的学生参加数学建模竞赛,特别是加大对计算机学院的宣传力度,争取更多的计算机科学与技术学院,特别是动员计算机科学与技术学院创新实验班的同学参赛。
3.继续举办大学生数学建模培训,切磋技艺,交流经验,提高水平。组织教师精讲获国家奖的学生论文。同时每年选派2至3名指导教师参加建模交流会议及理论学习,也让更多教师参与数学建模类教改科研项目,将数学建模作为一件可持续发展的项目开展。
4.抓好数学建模基地建设,定期做讲座和研讨,打造一支高素质建模指导教师队伍。
关键词: OLED;驱动电路;设计
中图分类号:TN383+.1;TN873+.3 文献标识码:A
Research and Design on OLED Driving Circuit
JIN Wei
(Suzhou Institute of Industrial Technology, Suzhou Jiangsu 215104, China)
Abstract: Based on the structure and luminescence mechanism of OLED, this paper Introduces the OLED driving circuits, discusses some problems of the various driving circuits, and puts forward their applicability.
Keywords: OLED; driving circuit; design
引 言
在光电显示领域,经历了阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、发光二极管显示器(LED)和有机电致发光显示器(OLED)几个时期。CRT显示器由于体积大、重量大、功耗较大、长时间使用令人眼部不适、容易造成近视等缺点已经被淘汰。LCD显示器由于色域不够宽、颜色重现不够逼真、响应速度偏低也将逐渐淡出舞台。PDP显示器可以做到超大屏幕、超宽视角、亮度均匀、绿色环保、图像清晰、彩色鲜艳,处于发展的顶峰时期。OLED是自发光显示的半导体,具有柔软、透明、画质清晰、节能环保等特点,被视为下一代最具潜力的新型平面显示技术。
1 OLED的发光机理
OLED的发光原理和LED相似。其发光过程一般由(1)载流子的注入;(2)载流子的迁移;(3)载流子的复合;(4)激子的迁移;(5)电致发光五个阶段完成。在外界电压的驱动下,电子与空穴分别由阴极与阳极注入元件,两者在有机材料中复合而释放出能量,并将能量传递给有机发光物质的分子,使其受到激发产生发光现象。通过搭配不同的有机材料,可以使OLED发出不同颜色的光,来达成全彩显示器的需求。
2 OLED的驱动电路
为了能灵活地显示的图像和文字信息,OLED显示器屏幕通常由许多整齐排列的发光像素点组成,成为点阵结构。点阵越密集,灰度级别越高,则显示出来的图像就越逼真。OLED的驱动方式有很多种分类,通常可按驱动电压性质及寻址方式来分类。
2.1 按驱动电压性质来分
OLED的驱动方式按驱动电压性质来分,可分为直流驱动和交流驱动。
2.1.1 直流驱动
当OLED阳极接直流电源正极、阴极接直流电源负极时,空穴和电子分别从电源正、负极注入发光层,在发光层中形成激子,辐射发光。在OLED反向偏置时,由于势垒较强,电子和空穴复合的概率非常微小,OLED基本不变化或十分微弱。
2.1.2 交流驱动
在交流电压正半周时,OLED的发光机理与直流正向驱动时相同。在交流电压负半周时,原先在交流电压正半周作用时在发光层界面处积累的未复合的多余电子和空穴朝着相反方向运动,从而削弱了交流电压正半周驱动时多余载流子在OLED内部形成的内建电场,增强了下一个正半周时载流子的注入和复合,提高了复合效率。
2.2 按寻址方式来分
OLED的驱动方式按寻址方式来分,可分为静态驱动和动态驱动。
2.2.1 静态驱动
采用这种驱动方式时,OLED显示器的各像素的阳极分立引出,阴极连在一起引出。若要使一个像素发光,只要让加在阳极的恒流源电压与阴极电压差高于像素发光值。这种驱动方式适合于段式OLED显示器件,在图像变化较大时可能会出现交叉效应。
2.2.2 动态驱动
在显示像素较多时,如果采用静态驱动,则需要的电极数量会很多,这样显示器件的体积会很大,费用较高,所以一般采用动态矩阵扫描驱动。
动态矩阵扫描驱动是把像素以空间方式排列成X行和Y列做成矩阵结构,行和列分别对应像素的阳极和阴极。在驱动过程中通常采用逐行扫描的方式,列电极为数据电极。如果要点亮某一位置的发光显示像素,只需在该像素的对应行列电极加上电压差,输入电流即可。当要点亮整个屏的像素,则需采用动态驱动方法逐点点亮,要求点亮整个屏的时间小于人眼视觉暂留极限。具体实现方式为:循环地给每行电极施加脉冲,同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲,从而实现一行所有像素的显示。对于不在同一行或同一列的像素,就加上反向电压使其不显示,以避免出现“交叉效应”。
在动态驱动中,根据每个OLED像素中是否引入开关元件将OLED的驱动方式分为无源驱动(Passive Matrix,PM-OLED即被动式驱动)与有源驱动(Active Matrix,AM-OLED即主动式驱动)两种。
(1)PM-OLED
PM-OLED的电路原理如图1所示。PM-OLED中行、列相互正交,在交叉处连接OLED,在驱动时直接把各个像素的驱动电压加到各个像素点上,通常数据信号输入到列上,并与行扫描同步。对于PM-OLED显示器,每个像素点的结构和等效驱动电路如图2所示,每一个OLED发光器件都可以等效为一个发光二极管和一个电容并联的结构,整个OLED面板可以等效为各个点为发光二极管和电容并联构成的矩阵。面板上每列像素的ITO电极连接在一起形成数据线,每行的金属电极连接在一起形成扫描线。当对面板进行逐行扫描时,某列数据线上的信息将决定处在该行该列上的像素是否发光。
当某行刚开始扫描时,列驱动电路经数据线给寄生电容充电,在寄生电容上的电压达到等效发光二极管的开启电压时,二极管才发光。所以实际使用时,必须注意寄生电容的快速充电问题,以实现较好的显示效果。另外,由于每一行的显示时间非常短,要达到正常的图像亮度,每一行OLED的亮度都要足够高,需要很大的电流和电压,从而引起功耗增加,导致显示效率较低,这就使得PM-OLED在大面积显示中的应用受到限制。
(2)AM-OLED
AM-OLED为每个OLED像素设置了薄膜场效应晶体管(thin film transistor,TFT)和信号存储电容CS来驱动。OLED依赖电流驱动,其亮度与电流大小成正比。因为LCD采用的是电压驱动,所以与LCD相同的TFT结构无法用于OLED。因此AM-OLED除了需要具有开关功能的寻址TFT之外,还需要能让足够电流通过的导通阻抗较低的驱动TFT。AM-OLED的电路原理如图3所示,两个TFT均为P沟道器件,T1为寻址TFT,T2为驱动TFT。写数据时,扫描线(行)置负电平,打开T1,数据信号储存到电容CS上;显示时,扫描线置0,关闭T1,T2受存储电容CS上的电压驱动将数据输出至OLED使之发光。
有源驱动由于使用TFT驱动每个像素,使得发光元件在整个帧周期的时间里都是点亮的,克服了无源驱动中使用占空比很小的脉冲信号驱动带来的问题。在AM-OLED方式下,OLED不需要驱动到非常高的亮度,可以达到较佳的寿命。但是OLED有源驱动的制作成本及技术较高。
3 结 论
本文主要介绍了OLED的几种常用驱动方式。PM-OLED采用矩阵型结构,每个像素需要用很强的输入数据电流来达到较高的亮度。AM-OLED采用独立的结构,每个像素都有自己的驱动电路,可以同时驱动同一行的多个像素发光。AM-OLED相比PM-OLED,更适于实现高分辨率的图像,而且可以用较小的电流驱动,从而很节能。
参考文献
[1] 何其锐,成建波,蒋 泉,杨健君,张义德. OLED的无源驱动技术[J]. 光电子技术,2005 年6 月第25卷第2期:104-107.
[2] 付新虎,郑喜凤,丁铁夫. OLED驱动技术的发展与应用[J]. 电视技术,2005年第9期总第279期:36-39.
[3] 刘 辉. OLED驱动控制电路的研究[D]. 中国科学院硕士学位论文,2005.
[关键词]机电项目机电系统运营管理
中图分类号: TU85 文献标识码: A 文章编号:
一、高速公路机电项目的概述
高速公路以其高速、安全、舒适的特点赢得了人们的广泛赞誉,而实现这些特点不能单单依靠公路设施,必须依靠对交通工程的研究才能实现。高速公路机电项目是高速公路系统的重要组成部分,主要是包括高速公路监控系统、收费系统和通信系统。它既是保证高速公路实现高速、安全、舒适功能的必要组成部分,也是保障高速公路正常运营的必要手段。
二、高速公路机电系统
高速机电系统隶属于交通工程(安全设施、管理设施和服务设施)的管理设施。在高速公路的建设和发展过程中,监控、收费、通信三大系统是同步进行,协调发展的。
1、监控系统
高速公路监控系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息提供子系统三大部分组成。信息采集子系统包括:车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车。监控中心是高速公路全线路监控系统的最高层即控制中心,主要负责全线路范围内交通情况的监视和控制。信息提供子系统包括交通标志、标线和信号等,是交通监控管理为汽车用户服务的主要形式。
2、通信系统
通信系统基于高速公路监控系统和收费系统的业务需求,通信系统一般也分为通信站、通信分中心、通信总中心几个层次。高速公路通信系统主要由光纤数字传输系统、数字程控交换机系统(含指令电话系统)、光电缆线路工程以及通信电源系统等几部分构成。通过通信系统把监控系统、收费等系统的业务需求(数据、语音和图像信息)逐级(站、分中心、总中心)进行连接,实现高速公路各管理部门之间信息的畅通,保障高速公路安全、舒适、快捷、高效的运营。
3、收费系统
收费系统高速公路收费系统从管理层次一般分为所收费站、收费分中心和收费总中心。高速公路收费站一般由收费站监控室计算机网络系统、收费车道计算机控制系统(IC 卡读写设施、金额显示设施、自动栏杆机、计重设施、票据打印机等)、视频监控系统(亭内、车道、收费广场摄像机)、对讲系统以及报警系统等部分组成。收费分中心、收费总中心根据功能和要求的不同,一般由网络数据/服务器和若干个工作站组成。
三、高速公路机电系统运营管理
高速公路机电项目的建设情况直接影响其运营管理体系和运营管理模式,反过来,运营管理体系和运营管理模式以及运营管理水平又直接影响了机电项目作用的发挥。两者是一个统一的整体。
1、高速公路运营管理的原则
现代管理学认为,组织管理体制由组织运作目标职能配置机构设置运行机制四大要素构成,相应地高速公路管理体制也由此构成。从功能上讲,高速公路管理体制是高速公路管理工作的载体,是高速公路持续快速健康发展的制度保证当前,高速公路管理体制过程中存在一些问题,究其根源很大程度上是由管理机构设置不合理职能配置不健全运本论文由整理提供行机制不完善等体制因素造成的:
(1)机构设置不够合理,交通政令难以畅通;
(2)职能配置不够健全,公众出行利益受损;
(3)运行机制不够完善,行业监管手段匮乏。
2、机电系统的运营管理行为
机电系统的运营管理就是提供和利用先进的、适用的机电设备设施为通行费征收、路况信息反馈、气象情况、交通安全保障等工作进行服务的过程和行为。随着路网建设的建成和展开,高速公路收费工作的自动化、智能化、联网化程度越来越高,也对机电系统的要求越来越高,其运营管理行为已不再是以前单一的通行费征收,而是涉及到收费、通讯、监控、稽查等多方位、多层次的立体行为,是高速公路正常运营的重要保证,成为高速公路运营体系中不可或缺的重要部分。
3、机电系统的运营管理方式
我省高速公路机电系统运营管理方式是按照省高速公路监控中心—各管理处(各分公司)监控分中心—各收费站监控室三级管理模式进行分级管理。省高速公路监控中心主要是从行业管理的角度对各管理处监控中心进行业务上的指导,制定相关的机电系统维护的规章制度,统一部署和规划全省机电系统运营体系,并对各路段的业务进行协调以及对各类突发事件的指导和解决。各路段监控分中心主要是管理本路段机电设备设施的正常运营和日常维护,在省监控中心的指导和规范下,对本路段的收费、通讯、监控等机电系统设备进行维护或升级,同时协助站级监控进行工作。站级监控室主要是对收费、监控设备设施的日常性、简单性维护和保养,并及时将紧急和突发事件上报处监控分中心。通过三级管理模式,使各级机电系统管理层次责权清晰,权责分明。
四、机电系统运营管理存在的问题和现象以及解决建议
1、机电系统运营管理的问题和现象
(1)管理模式不一,行为不一,造成设备设施不规范统一;
(2)维护模式不一,维护水平不一,导致维护成本和费用不一;
(3)缺乏机电系统养护评价标准;
(4)专业技术人员匮乏,机电维护人员配备不齐。
2、针对以上问题的一些建议:
就目前高速公路服务区的发展状况来看,要建设高速公路服务区特色,笔者有如下建议以供参考:
(1)有规划、有步骤的加大服务区基础设施的投资。服务区在运营后应统筹规划环保工作的实施,建议逐步实施分类化垃圾收集处理系统、污水污物处理系统、庭院绿化成“林”成“荫”、服务区亮化、闲置土地开发、新经营项目的扩展等。
(2)按照“以人为本”的要求发展服务区各类管理人才培养工作,为服务区的持续、稳定发展提供人力资源保障。一个服务区发展到高程度从某种意义上说体现高速公路经济带的复杂性、社会性。因此,服务区的发展需要大量的人才储备。
(3)服务区的发展应根据车流量的发展,扩大其服务功能。建议充分利用经济合同的约束力来管理经营活动,将对经营活动的部分行政管理职能的监管交与相应部门或接受相应行政部门的委托或授权,以达到有力控制经营活动中的违规行为。
高速公路营运管理工作都是一个复杂的系统工程。因此高速公路机电工程的建设和管理,通过“关爱设计”增强高速公路的容错功能,通过“人性管理”使高速公路交通更加和谐是每位工作者必须一直注重的问题。
参考文献:
[1] 段风翏.高速公路与铁路.