第一篇：現(xiàn)代陶瓷技術(shù)的3個主要領(lǐng)域及應(yīng)用
現(xiàn)代技術(shù)陶瓷的3個主要領(lǐng)域及應(yīng)用
陶瓷材料一般分為傳統(tǒng)陶瓷和現(xiàn)代技術(shù)陶瓷兩大類。傳統(tǒng)陶瓷是指用天然硅酸鹽粉末(如黏土、高嶺土等)為原料生產(chǎn)的產(chǎn)品。因為原料的成分混雜和產(chǎn)品的性能波動大,僅用于餐具、日用容器、工藝品以及普通建筑材料(如地磚、水泥等),而不適用于工業(yè)用途?，F(xiàn)代技術(shù)陶瓷是根據(jù)所要求的產(chǎn)品性能,通過嚴格的成份和生產(chǎn)工藝控制而制造出來的高性能材料,主要用于高溫和腐蝕介質(zhì)環(huán)境,是現(xiàn)代材料科學(xué)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。下面對現(xiàn)代技術(shù)陶瓷3個主要領(lǐng)域:結(jié)構(gòu)陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料和功能陶瓷作一簡單介紹。
一、結(jié)構(gòu)陶瓷同金屬材料相比,陶瓷的最大優(yōu)點是優(yōu)異的高溫機械性能、耐化學(xué)腐蝕、耐高溫氧化、耐磨損、比重小(約為金屬的1/3),因而在許多場合逐漸取代昂貴的超高合金鋼或被應(yīng)用到金屬材料根本無法勝任的場合,如發(fā)動機氣缸套、軸瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。結(jié)構(gòu)陶瓷可分為三大類:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。
1、氧化物陶瓷主要包括氧化鋁、氧化鋯、莫來石和鈦酸鋁。氧化物陶瓷最突出優(yōu)點是不存在氧化問題,原料價格低廉,生產(chǎn)工藝簡單。氧化鋁和氧化鋯具有優(yōu)異的室溫機械性能,高硬度和耐化學(xué)腐蝕性,主要缺點是在1000℃以上高溫蠕變速率高,機械性能顯著降低。氧化鋁和氧化鋯主要應(yīng)用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高溫爐管、密封圈和玻璃熔化池內(nèi)襯等。莫來石室溫強度屬中等水平,但它在1400℃仍能保持這一強度水平,并且高溫蠕變速率極低,因此被認為是陶瓷發(fā)動機的主要候選材料之一。上述三種氧化物也可制成泡沫或纖維狀用于高溫保溫材料。鈦酸鋁陶瓷體內(nèi)存在廣泛的微裂紋,因而具有極低的熱膨脹系數(shù)和熱傳導(dǎo)率。它的主要缺點是強度低,無法單獨作為受力元件,所以一般用它加工內(nèi)襯用作保溫、耐熱沖擊元件,并已在陶瓷發(fā)動機上得到應(yīng)用。
2、非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅和賽龍(SIALON)。同氧化物陶瓷不同,非氧化物陶瓷原子間主要是以共價鍵結(jié)合在一起,因而具有較高的硬度、模量、蠕變抗力,并且能把這些性能的大部分保持到高溫,這是氧化物陶瓷無法比擬的。但它們的燒結(jié)非常困難,必須在極高溫度(1500～2500℃)并有燒結(jié)助劑存在的情況下才能獲得較高密度的產(chǎn)品,有時必須借助熱壓燒結(jié)法才能達到希望的密度(>95%),所以非氧化物陶瓷的生產(chǎn)成本一般比氧化物陶瓷高。這些含硅的非氧化物陶瓷還具有極佳的高溫耐蝕性和抗氧化性,因此一直是陶瓷發(fā)動機的最重要材料,目前已經(jīng)取代了許多超高合金鋼部件?，F(xiàn)有最佳超高合金鋼的使用溫度低于1100℃,而發(fā)動機燃料燃燒的溫度在1300℃以上,因而普遍采用高壓水強制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金鋼后,燃燒溫度可提高到1400℃以上,并且不需要水冷系統(tǒng),這在能源利用和環(huán)保方面具有重要的戰(zhàn)略意義。非氧化物陶瓷也廣泛應(yīng)用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比,其成本較高,但高溫韌性、強度、硬度、蠕變抗力優(yōu)異得多,并且刀具壽命長、允許切削速度高,因而在刀具市場占有日益重要地位。它的應(yīng)用領(lǐng)域還包括輕質(zhì)無潤滑陶瓷軸承、密封件、窯具和磨球等。
3、玻璃陶瓷玻璃和陶瓷的主要區(qū)別在于結(jié)晶度,玻璃是非晶態(tài)而陶瓷是多晶材料。玻璃在遠低于熔點以前存在明顯的軟化,而陶瓷的軟化溫度同熔點很接近,因而陶瓷的機械性能和使用溫度要比玻璃高得多。玻璃的突出優(yōu)點是可在玻璃軟化溫度和熔點之間進行各種成型,工藝簡單而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工藝性能和陶瓷的機械性能,它利用玻璃成型技術(shù)制造產(chǎn)品,然后高溫結(jié)晶化處理獲得陶瓷。工業(yè)玻璃陶瓷體系有鎂-鋁-硅酸鹽、鋰-鎂-鋁-硅酸鹽和鈣-鎂-鋁-硅酸鹽系列,它們常被用來制造耐高溫和熱沖擊產(chǎn)品,如炊具。此外它們作為建筑裝飾材料正得到越來越廣泛的應(yīng)用,如地板、裝飾玻璃。
二、陶瓷基復(fù)合材料復(fù)合材料是為了達到某些性能指標將兩種或兩種以上不同材料混合在一起制成的多相材料,它具有其中任何一相所不具備的綜合性能。陶瓷材料的最大缺點是韌性低,使用時會產(chǎn)生不可預(yù)測的突然性斷裂,陶瓷基復(fù)合材料主要是為了改善陶瓷韌性?；谔岣唔g性的陶瓷基復(fù)合材料主要有兩類:氧化鋯相變增韌和陶瓷纖維強化復(fù)合材料。氧化鋯相變增韌復(fù)合材料是把部分穩(wěn)定的氧化鋯粉末同其他陶瓷粉末(如氧化鋁、氮化硅或莫來石)混合后制成的高韌性材料,其斷裂韌性可以達到10Mpam1/2以上,而一般陶瓷的韌性僅有3Mpam1/2左右。這類材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常廣泛的應(yīng)用。纖維強化被認為是提高陶瓷韌性最有效和最有前途的方法。纖維強度一般比基體高得多,所以它對基體具有強化作用;同時纖維具有顯著阻礙裂紋擴展的能力,從而提高材料的韌性。目前韌性最高的陶瓷就是纖維強化的復(fù)合材料,例如碳化硅長纖維強化的碳化硅基復(fù)合材料韌性高達30Mpam1/2以上,比燒結(jié)碳化硅的韌性提高十倍。但因為這類材料價格昂貴,目前僅在軍械和航空航天領(lǐng)域得到應(yīng)用。另一引人注目的增強材料是陶瓷晶須。晶須是尺寸非常小但近乎完美的纖維狀單晶體,其強度和模量接近材料的理論值,極適用于陶瓷的強化。目前這類材料在陶瓷切削刀具方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,主要體系有碳化硅晶須-氧化鋁-氧化鋯、碳化硅晶須-氧化鋁和碳化硅晶須-氮化硅。
三、功能陶瓷功能陶瓷是具有光、電、熱或磁特性的陶瓷,已經(jīng)具有極高的產(chǎn)業(yè)化程度。下面根據(jù)性能對幾類主要的功能陶瓷作一簡介。
1、導(dǎo)電性能陶瓷材料具有非常廣泛的導(dǎo)電區(qū)間,從絕緣體到半導(dǎo)體、超導(dǎo)體。大多數(shù)陶瓷具有優(yōu)異的電絕緣性,因而被廣泛用于電絕緣體。半導(dǎo)體分為電子型和離子型半導(dǎo)體。以晶體管集成電路為代表的是電子型半導(dǎo)體。離子型半導(dǎo)體僅對某些特殊的帶電離子具有傳導(dǎo)作用,最具有代表性的是穩(wěn)定氧化鋯和β-氧化鋁。穩(wěn)定氧化鋯僅對氧離子具有傳導(dǎo)作用,主要產(chǎn)品有氧傳感器(主要用來測定發(fā)動機的燃燒效率或鋼水中氧濃度)、氧泵(從空氣中獲得純氧)和燃料電池。β-氧化鋁僅對鈉離子具有傳導(dǎo)作用,主要用來制造鈉-硫電池,其特點是高效率、對環(huán)境無危害和可以反復(fù)充電。陶瓷超導(dǎo)體是近10年才發(fā)展起來的,它的臨界超導(dǎo)轉(zhuǎn)化溫度在所有類超導(dǎo)體中最高,已經(jīng)達到液氮溫度以上。典型的陶瓷超導(dǎo)體為釔-鋇-銅-氧系列材料,已經(jīng)在計算機、精密儀器領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2、介電性能大多數(shù)陶瓷具有優(yōu)異的介電性能,表現(xiàn)在其較高的介電常數(shù)和低介電損耗。介電陶瓷的主要應(yīng)用之一是陶瓷電容器?，F(xiàn)代電容器介電陶瓷主要是以鈦酸鋇為基體的材料。當鋇或鈦離子被其他金屬原子置換后,會得到具有不同介電性能的電介質(zhì)。鈦酸鋇基電介質(zhì)的介電常數(shù)高達10000以上,而過去使用的云母小于10,所以用鈦酸鋇制成的電容器具有體積小、電儲存能力高等特點。鈦酸鋇基電介質(zhì)還具有優(yōu)異的正電效應(yīng)。當溫度低于某一臨界值時呈半導(dǎo)體導(dǎo)電狀態(tài),但當溫度超過這一臨界值時,電阻率突然增加到103～104倍成為絕緣體。利用這一效應(yīng)的產(chǎn)品有電路限流元件和恒溫電阻加熱元件。許多陶瓷,如鋯鈦酸鉛,具有顯著壓電效應(yīng)。當在陶瓷上施加外力時,會產(chǎn)生一個相應(yīng)的電信號,反之亦然,從而實現(xiàn)機械能和電能的相互轉(zhuǎn)換。壓電陶瓷用途極其廣泛,產(chǎn)品有壓力傳感元件、超聲波發(fā)生器等。
3、光學(xué)性能陶瓷在光學(xué)方面的應(yīng)用主要包括光吸收陶瓷、透光陶瓷、陶瓷光信號發(fā)生器和光導(dǎo)纖維。利用陶瓷光吸收特性在日常生活中隨處可見,如涂料、陶瓷釉和琺瑯。核工業(yè)中,利用含鉛、鋇等重離子陶瓷吸收和固定核輻射波在核廢料處理方面應(yīng)用非常廣泛。陶瓷也可被制造用來透過不同波長的光線,其中最重要的就是紅外線透射陶瓷,它僅允許紅外光線透過,被用來制造紅外窗口,在武器、航空航天領(lǐng)域和高技術(shù)設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用。這類材料的典型代表有硫化鋅陶瓷和莫來石等。陶瓷還是固體激光發(fā)生器的重要材料,典型代表有紅寶石激光器和釔榴石激光器。光導(dǎo)纖維是現(xiàn)代通訊信號的主要傳輸媒介,它是用高純二氧化硅制成的,具有信號損耗低、高保真性、容量大等特性,是金屬信號傳輸線無法比擬的。
4、磁學(xué)性能金屬和合金磁性材料具有電阻率低、損耗大的特性,尤其在高頻下更是如此,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的需要。相比之下,陶瓷磁性材料有電阻率高、損耗低、磁性范圍廣泛等特性。陶瓷磁性材料的代表為鐵氧體,一種含鐵的復(fù)合氧化物。通過對成份的嚴格控制,可以制造出軟磁材料、硬磁材料和矩磁材料。軟磁材料的磁導(dǎo)率高,飽和磁感應(yīng)強度大,磁損耗低,主要用于電感線圈、小型變壓器、錄音磁頭等部件。典型的軟磁材料有鎳-鋅、錳-鋅和鋰-鋅鐵氧體。硬磁材料的特性是剩磁大、矯頑力大、不易退磁,主要應(yīng)用為永久磁體,代表材料為鐵酸鋇。矩磁材料的剩余磁感應(yīng)強度非常接近于飽和磁感應(yīng)強度,它是因磁滯回線呈矩形而得名,主要應(yīng)用于現(xiàn)代大型計算機邏輯元件和開關(guān)元件,代表材料為鎂-錳鐵氧體。
第二篇：現(xiàn)代生物制藥技術(shù)在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用及展望
對現(xiàn)代生物制藥技術(shù)應(yīng)用的認識及展望
（2009級）
課
程：
現(xiàn)代生物技術(shù)及其應(yīng)用
學(xué)
院： 藝術(shù)設(shè)計學(xué)院、人文·茶文化學(xué)院 學(xué)生姓名：
應(yīng)
佳
學(xué)
號：
200907030115
專業(yè)班級：
廣告學(xué)09
1指導(dǎo)教師：
周 偉
2011年 12 月 15日對現(xiàn)代生物制藥技術(shù)應(yīng)用的認識及展望
摘要:現(xiàn)代生物制藥技術(shù)是一項與制藥產(chǎn)業(yè)結(jié)合極為密切的高新技術(shù),不斷為醫(yī)藥行業(yè)提供新產(chǎn)品、新劑型,為制藥界開創(chuàng)一條嶄新之路,正在改變生物制藥業(yè)的面貌,為解決人類醫(yī)藥難題提供最有希望的途徑。作者根據(jù)自己短暫的選修課學(xué)習(xí)以及課后上網(wǎng)的查詢在本文中列舉了幾項生物制藥技術(shù),并利用廣告學(xué)專業(yè)知識對生物制藥的未來應(yīng)用展望進行了分析。
關(guān)鍵詞:生物制藥技術(shù) 應(yīng)用 展望
1、生物制藥技術(shù)簡介
1.1基因工程技術(shù)
激素和許多活性因子是調(diào)節(jié)人體生理代謝與機能的重要物質(zhì),其活性強,臨床療效明顯,但這些物質(zhì)自然界甚為稀少,從人體及動物中提取難度大,來源有限,無法滿足臨床需要,而現(xiàn)代生物制藥技術(shù)卻為臨床提供了這類廉價、高效的藥品。胰島素是治療糖尿病的激素類藥物,一般從動物中提取,其資源缺乏,價格昂貴,利用基因工程手段將人或動物胰島素合成基因分離后移植到微生物細胞中,并實現(xiàn)基因表達,這樣用基因工程手段得到基因重組微生物被稱為基因工程菌,利用基因工程菌在200L發(fā)酵灌中產(chǎn)生10克胰島素相當于450千克胰臟中提取的產(chǎn)量。人生長激素(簡稱HGH)是腦下垂體前葉分泌的由191種氨基酸組成蛋白質(zhì)類激素,分子量為22000D。以前,人生長激素只能從人腦垂體前葉中分離純化,應(yīng)用深受限制,而目前利用基因工程技術(shù)動物細胞工藝可得到,并且與人生長激素相同,臨床用于治療垂體前葉HGH分泌障礙引起的侏儒癥,促進燒傷及骨折等創(chuàng)傷性組織的恢復(fù),也用于改善老年性腎萎縮的癥狀及治療胃潰瘍。
1.2酶及細胞固定化技術(shù)
微生物轉(zhuǎn)化及酶催化工藝早已在制藥工業(yè)中廣泛應(yīng)用。酶與固定化技術(shù)結(jié)合彌補酶的不足,在制藥界取得顯著發(fā)展,如用大腸桿菌酞化酶生產(chǎn)6一APA、犁頭霉素生產(chǎn)氫化可的松、乳酸菌轉(zhuǎn)化蔗糖制備右旋糖醉等。原西德BeohringerNannhein公司在青霉素酞化酶固定化方面取得了很大的進展,他們用聚丙酞胺凝膠包埋法制成微型小球狀固定化酶已投人生產(chǎn),其表面活性為100一150U/g,1kg固定化酶可生產(chǎn)500kg6一APA,能連續(xù)反應(yīng)300次,他們用第二代工程菌的固定化酶轉(zhuǎn)化率達到85%一90%,反應(yīng)次數(shù)達900次,有人用固定化后活力可維持100天以上,固定化細胞、特別微生物細胞在抗生素、激素、氨基酸等藥物的合成中得到廣泛的研究和應(yīng)用。用固定化酶的膜反應(yīng)器分離布洛芬可得到許多有光學(xué)活性的化合物,體外試驗證明其S一異構(gòu)體比R一異構(gòu)體活性高100倍。近年采用多種固定化系統(tǒng)組成的人工腎可在體內(nèi)反復(fù)返轉(zhuǎn)具有顯著臨床效果。
1.3細胞工程及單克隆抗體
植物細胞工程培養(yǎng)技術(shù)為開辟藥物新資源、使微生物原料生產(chǎn)工業(yè)化、保護自然界生態(tài)平衡具有重要意義。中醫(yī)臨床應(yīng)用之中,中草藥數(shù)千種,其中89%來源地植物,初始靠手集野生資源,最后鑒于野生資源有限,及不斷開發(fā)利用,難以滿足需要,許多名貴藥材如天麻、人參、當歸、黃茂等均采用植物細胞,大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù),其所含有效成份較天然植物含量高。如培養(yǎng)的人參細胞中Ginselagoside含量較天然植物高5.7倍。培養(yǎng)的煙草細胞C。QIO含量較天然植物高16.30倍等等。由此可知,植物細胞工程將為人類創(chuàng)造一代新型中藥制劑造福人類。動物細胞培養(yǎng)技術(shù)主要以植物的微生物難以生產(chǎn)出蛋白質(zhì)類藥品,并實現(xiàn)工業(yè)化、商品化。英國韋爾科母公司采用8立方米培養(yǎng)罐培養(yǎng)生產(chǎn)a一干擾素為工業(yè)化動物細胞培養(yǎng)典型實例,被稱為“超大規(guī)?！眲游锛毎囵B(yǎng)獲得成功。1975年英國科學(xué)家通過淋巴細胞與骨髓細胞融合產(chǎn)生的雜交瘤,經(jīng)體外培養(yǎng)、分離可得到一些無性繁殖細胞株,它們能分泌免疫學(xué)均一抗體。這種抗體為單克隆抗體,單克隆抗體一經(jīng)間世顯示巨大生命力,由于單克隆抗體目前在醫(yī)藥領(lǐng)域具有特異性強、操作方便等特點,因此現(xiàn)在已有越來越多的單克隆抗體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的抗血清用于臨床診斷。1981年美國批準第一個單克隆抗體診斷試劑后,1983一1984年又批準了37種,1985年美國FDA認可就有55種,到1987年底,美國已批準單克隆診斷試劑在上百種以上,它主要用于艾滋病、腫瘤性疾病、乙型肝炎及細菌性感染等疾病的診斷,臨床療效顯著。由于單克隆抗體對相應(yīng)抗原結(jié)合,具有高度專一性,因此有人試用腫瘤抗原的抗體作為抗腫瘤藥物的攜帶者,將藥物導(dǎo)人腫瘤細胞,從而使腫瘤藥物有選擇性殺傷腫瘤細胞而不傷害正常細胞,這種由單克隆抗體和抗癌藥物組成的導(dǎo)向藥物為“生物導(dǎo)彈”。
2、應(yīng)用展望
2.1加大研發(fā)投入,建立高效研發(fā)產(chǎn)品線。
國內(nèi)大多數(shù)生物醫(yī)藥中小企業(yè)缺乏完善的自主研發(fā)體系,新產(chǎn)品研發(fā)效率低下。這與國內(nèi)生物醫(yī)藥業(yè)研發(fā)投入嚴重不足有關(guān)。目前,國內(nèi)生物醫(yī)藥企業(yè)大多數(shù)研發(fā)投入占銷售收入不足10%,甚至低于2%,遠低于國外同類企業(yè)的研發(fā)投入。沒有足夠的研發(fā)投入往往造成后續(xù)產(chǎn)品開發(fā)乏力。國內(nèi)生物醫(yī)藥企業(yè)需要加大研發(fā)投入,建立或完善從上游構(gòu)建、小試、中試放大、臨床研究到最終生產(chǎn)的高效通用技術(shù)平臺,為企業(yè)發(fā)展提供源源不斷的新產(chǎn)品。國內(nèi)少數(shù)企業(yè),如沈陽三生,每年的研發(fā)投入占銷售收入的10%,該公司陸續(xù)開發(fā)出了干擾素、IL-
2、EPO、重組人血小板生成素等一系列產(chǎn)品,經(jīng)營業(yè)績良好。
2.2哺乳動物細胞表達藥物開發(fā)是國內(nèi)生物醫(yī)藥的重大發(fā)展機會。
全球銷售領(lǐng)先品種大部分都采用哺乳動物細胞培養(yǎng)的技術(shù)平臺,目前,特別是單克隆抗體藥物已經(jīng)成為了生物醫(yī)藥的重要發(fā)展方向。在國內(nèi),大多數(shù)銷售領(lǐng)先的主要品種不能實現(xiàn)國產(chǎn)化,往往不是由于專利限制,而是國內(nèi)基本未能掌握該技術(shù)平臺。預(yù)期在未來數(shù)年內(nèi),能真正解決哺乳動物細胞高效表達及大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)這一重大技術(shù)平臺的國內(nèi)企業(yè),將會獲得豐厚的利潤回報。
2.3選擇合適的產(chǎn)業(yè)化項目。
醫(yī)藥產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險大,即使產(chǎn)品開發(fā)成功,一般每10個新藥中大約只有3個能獲得超過其開發(fā)費用的收入,而另外7個新藥的收入還不足以補償其研發(fā)費用。與其它化學(xué)藥一樣,大多數(shù)生物醫(yī)藥產(chǎn)品盈利能力低下,甚至虧損。因此,在生物醫(yī)藥研發(fā)立項前,必須對其進行科學(xué)、市場等方面的全面論證,以減少項目研發(fā)及市場銷售失敗風(fēng)險。
生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是發(fā)展前景巨大的一個產(chǎn)業(yè),隨著“人類基因組”等生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展,越來越多的生物基因藥物將被研發(fā)和投入生產(chǎn),生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)將蓬勃發(fā)展。
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第三篇：現(xiàn)代測試技術(shù)及應(yīng)用學(xué)習(xí)心得
《現(xiàn)代測試技術(shù)》課程總結(jié)
學(xué)校：太原科技大學(xué) 班級：力學(xué)141802班姓名：曹華科 學(xué)號：201418020202
《現(xiàn)代測試技術(shù)》課程總結(jié)
經(jīng)過這學(xué)期現(xiàn)代測試技術(shù)的學(xué)習(xí)，讓我對測試技術(shù)有了一個全新的認識和理解。讓我以前對現(xiàn)代測試技術(shù)淺薄的認知有了很大的變化，現(xiàn)代測試的飛速發(fā)展也讓我對之充滿信心。
隨著自動化技術(shù)的高速發(fā)展，儀器及檢測技術(shù)已成為促進當代生產(chǎn)的主流環(huán)節(jié)，同時也是生產(chǎn)過程自動化和經(jīng)營管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，沒有性能好、精度高、質(zhì)量可靠的儀器測試到各種有關(guān)的信息，要實現(xiàn)高水平的自動化就是一句空話。隨著自動化程度要求的不斷提高，測試技的作用越來越明顯?？梢哉f，自動化的提高很大作用取決于現(xiàn)代測試技術(shù)的提高?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)展歷史表明，許多新的發(fā)現(xiàn)和突破都是以測試為基礎(chǔ)的。同時，其他領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進步又為測試提供了新的方法和裝備，促進了測試技術(shù)的發(fā)展。
測試的基本任務(wù)是獲取有用的信息，而信息又是蘊涵在某些隨時間或空間變化的物理量中，即信號之中的。因此，首先要檢測出被測對象所呈現(xiàn)的有關(guān)信號，再加以分析處理，最后將結(jié)果提交給觀察者或其他信息處理裝置、控制裝置。測試技術(shù)已成為人類社會進步和各學(xué)科高級工程技術(shù)人員必須掌握的重要的基礎(chǔ)技術(shù)。
測試系統(tǒng)是執(zhí)行測試任務(wù)的傳感器、儀器和設(shè)備的總稱。當測試的目的、要求不同時，所用的測試裝置差別很大。測試系統(tǒng)的基本特性是測試系統(tǒng)與其輸入、輸出的關(guān)系，它一般分為兩類：靜態(tài)特性和動態(tài)特性。在選用測試系統(tǒng)時，要綜合考慮多種因素，其中最主要的一個因素是測試系統(tǒng)的基本特性是否能使其輸入的被測物理量在精度要求范圍內(nèi)真實地反映出來。
基于計算機的測量師現(xiàn)代測試技術(shù)的特點。20多年來，儀器開始與計算機連接起來。如今，計算機已成為現(xiàn)代測試和測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)。隨著計算機技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)者3大技術(shù)的結(jié)合，使測試技術(shù)領(lǐng)域發(fā)生了巨大變化。
第一種結(jié)合是計算機技術(shù)與傳感器技術(shù)的結(jié)合。其結(jié)果是產(chǎn)生了智能傳感器，為傳感器的發(fā)展開辟了全新的方向。多年來，智能傳感器技術(shù)及其研究在國
內(nèi)外測控領(lǐng)域扮演著舉足輕重的角色。
第二種結(jié)合是計算機技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合。其結(jié)果是產(chǎn)生了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這一結(jié)合所帶來的劃時代意義已是有目共睹的，它使人類真正進入了信息化時代。
第三種結(jié)合是計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能傳感器的結(jié)合。其結(jié)果是產(chǎn)生了基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)智能傳感器，使傳統(tǒng)測控系統(tǒng)的信息采集、數(shù)據(jù)處理等方式產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，而且使測控系統(tǒng)本身也發(fā)生了質(zhì)的飛躍，使測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生了重大變革。對系統(tǒng)的擴充和維護都提供了極大的方便。
現(xiàn)代測試系統(tǒng)組成的結(jié)構(gòu)一般來說是由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)及數(shù)字信號處理器等先進技術(shù)在測試中的應(yīng)用，就共性及基礎(chǔ)技術(shù)而言，現(xiàn)代電測技術(shù)在集成儀器、測試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、測試技術(shù)、人工智能測試技術(shù)等方面有了長足發(fā)展?，F(xiàn)代測試系統(tǒng)主要是以通用計算機為核心，采用標準總線，選取標準硬件模板及必要的專用接口與設(shè)備，構(gòu)造滿足領(lǐng)域中多種應(yīng)用要求的分布式測試系統(tǒng)。
現(xiàn)代測試技術(shù)的發(fā)展幾乎是與計算機技術(shù)同步、協(xié)調(diào)向前發(fā)展的，計算機技術(shù)是測試技術(shù)的核心，若脫離開計算機、軟件、網(wǎng)絡(luò)、通信發(fā)展的軌道，測試技術(shù)產(chǎn)業(yè)就不可能壯大。
測試技術(shù)的發(fā)展主要包括傳感器的發(fā)展、測試手段的發(fā)展、測量信號處理的發(fā)展。第一、傳感器的發(fā)展：傳感器的作用主要是獲取信息，是信息技術(shù)的源頭。主要發(fā)展方向是面向智能化傳感器、多傳感器、多功能化和高精度化及傳感器的融合。第二、測試手段的發(fā)展：主要面向硬件功能軟件化、集成模塊化、參數(shù)整定與修改實時化、硬件平臺通用化。第三、測量信號處理的發(fā)展：主要是面向信號處理芯片方向。
在以后的學(xué)習(xí)的生活中，測試技術(shù)對未來工業(yè)發(fā)展有很大重要。對各行各業(yè)都非常重要，讓我以后對測試技術(shù)更加的重視。也希望以后能從事這方面的工作。
第四篇：現(xiàn)代DSP技術(shù)及應(yīng)用課程總結(jié)報告
電 子 信 息 學(xué) 院
現(xiàn)代DSP技術(shù)及應(yīng)用
課程總結(jié)
專
業(yè) 班
級 學(xué)
號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 時 間 段 完成日期
xxx xxx xxx xxx xxx xxx xxx 摘要：本文是在學(xué)習(xí)信號處理與DSP應(yīng)用課程的基礎(chǔ)上，結(jié)合所學(xué)知識和課后查找資料，主要整理了DSP的基礎(chǔ)知識和芯片的基本結(jié)構(gòu)和特點、DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS的工作原理、DSP系統(tǒng)的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。
關(guān)鍵詞：DSP 基礎(chǔ)知識
基本結(jié)構(gòu)和特點
工作原理
應(yīng)用
一、DSP的相關(guān)知識
1.1、DSP的簡介
DSP（Digital Signal Processing）又稱的數(shù)字信號處理，它的目的是對真實世界的連續(xù)模擬信號進行測量或濾波。因此在進行數(shù)字信號處理之前需要將信號從模擬域轉(zhuǎn)換到數(shù)字域，這通常通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）實現(xiàn)。而數(shù)字信號處理的輸出經(jīng)常也要變換到模擬域，這是通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A）實現(xiàn)的。
1.2、DSP的特征和分類
信號(signal)是信息的物理體現(xiàn)形式，或是傳遞信息的函數(shù)，而信息則是信號的具體內(nèi)容。
模擬信號(analog signal)：指時間連續(xù)、幅度連續(xù)的信號。
數(shù)字信號(digital signal)：時間和幅度上都是離散(量化)的信號。
模擬信號處理缺點：難以做到高精度，受環(huán)境影響較大，可靠性差，且不靈活等。
數(shù)字系統(tǒng)的優(yōu)點：體積小、功耗低、精度高、可靠性高、靈活性大、易于大規(guī)模集成、可進行二維與多維處理。
1.3、DSP芯片的基本結(jié)構(gòu)和特點
[1] 為了快速地實現(xiàn)數(shù)字信號處理運算，DSP芯片一般都采用特殊的軟硬件結(jié)構(gòu)。以TMS320系列為例，其基本結(jié)構(gòu)包括：：（1）哈佛結(jié)構(gòu)；（2）流水線操作；（3）專用的硬件乘法器；（4）特殊的DSP指令；（5）快速的指令周期。這些特點使得TMS320系列DSP芯片可以實現(xiàn)快速的DSP運算，并使大部分運算（例如乘法）能夠在一個指令周期內(nèi)完成。由于TMS320系列DSP芯片是軟件可編程器件，因此具有通用微處理器具有的方便靈活的特點。
二、DSP集成開發(fā)環(huán)境CCS的工作原理
2.1 CCS概述
CCS提供了基本的代碼生成工具，它們具有一系列的調(diào)試、分析能力。CCS支持如下所示的開發(fā)周期的所有階段。
設(shè)計概念性規(guī)劃編程和編譯創(chuàng)建工程文件、編寫源程序和配置文件調(diào)試語法檢查、探測點設(shè)置和日志保存等分析實時調(diào)試、統(tǒng)計和跟蹤
在使用本教程之前，必須完成下述工作：
? 安裝目標板和驅(qū)動軟件。按照隨目標板所提供的說明書安裝。如果你正在用仿真器或目標板，其驅(qū)動軟件已隨目標板提供，你可以按產(chǎn)品的安裝指南逐步安裝。? 安裝CCS.遵循安裝說明書安裝。如果你已有CCS仿真器和TMS320c54X代碼生成工具，但沒有完整的CCS，你可以按第二章和第四章所述的步驟進行安裝。? 運行CCS安裝程序SETUP.你可以按步驟執(zhí)行第二章和第四章的實驗。SETUP程序允許CCS使用為目標板所安裝的驅(qū)動程序。
CCS包括如下各部分： ? CCS代碼生成工具：參見1.2節(jié) ? CCS集成開發(fā)環(huán)境（IDE）：參見1.3節(jié) ? DSP/BIOS插件程序和API：參見1.4節(jié) ? RTDX插件、主機接口和API：參見1.5節(jié) CCS構(gòu)成及接口見圖1-1。
圖1-1 CCS構(gòu)成及接口
2.2 代碼生成工具
代碼生成工具奠定了CCS所提供的開發(fā)環(huán)境的基礎(chǔ)。圖1-2是一個典型的軟件開發(fā)流程圖，圖中陰影部分表示通常的C語言開發(fā)途徑，其它部分是為了強化開發(fā)過程而設(shè)置的附加功能。
圖1-2 軟件開發(fā)流程
圖1-2描述的工具如下： ? C編譯器(C compiler)產(chǎn)生匯編語言源代碼，其細節(jié)參見TMS320C54x最優(yōu)化C編譯器用戶指南。? 匯編器(assembler)把匯編語言源文件翻譯成機器語言目標文件，機器語言格式為公用目標格式（COFF），其細節(jié)參見TMS320C54x匯編語言工具用戶指南。? 連接器(linker)把多個目標文件組合成單個可執(zhí)行目標模塊。它一邊創(chuàng)建可執(zhí)行模塊，一邊完成重定位以及決定外部參考。連接器的輸入是可重定位的目標文件和目標庫文件，有關(guān)連接器的細節(jié)參見TMS320C54x最優(yōu)化C編譯器用戶指南和匯編語言工具用戶指南。? 歸檔器（archiver）允許你把一組文件收集到一個歸檔文件中。歸檔器也允許你通過刪除、替換、提取或添加文件來調(diào)整庫，其細節(jié)參見TMS320C54x匯編語言工具用戶指南。? 助記符到代數(shù)匯編語言轉(zhuǎn)換公用程序（mnimonic_to_algebric assembly translator utility）把含有助記符指令的匯編語言源文件轉(zhuǎn)換成含有代數(shù)指令的匯編語言源文件，其細節(jié)參見TMS320C54x匯編語言工具用戶指南。? 你可以利用建庫程序（library_build utility）建立滿足你自己要求的“運行支持庫”，其細節(jié)參見TMS320C54x最優(yōu)化C編譯器用戶指南。? 運行支持庫(run_time_support libraries)它包括C編譯器所支持的ANSI標準運行支持函數(shù)、編譯器公用程序函數(shù)、浮點運算函數(shù)和C編譯器支持的I/O函數(shù)，其細節(jié)參見TMS320C54x最優(yōu)化C編譯器用戶指南。? 十六進制轉(zhuǎn)換公用程序(hex conversion utility)它把COFF目標文件轉(zhuǎn)換成TI-Tagged、ASCII-hex、Intel、Motorola-S、或 Tektronix 等目標格式，可以把轉(zhuǎn)換好的文件下載到EPROM編程器中，其細節(jié)參見TMS320C54x匯編語言工具用戶指南。? 交叉引用列表器（cross_reference lister）它用目標文件產(chǎn)生參照列表文件，可顯示符號及其定義，以及符號所在的源文件，其細節(jié)參見TMS320C54x匯編語言工具用戶指南。? 絕對列表器（absolute lister）它輸入目標文件，輸出.abs文件，通過匯編.abs文件可產(chǎn)生含有絕對地址的列表文件。如果沒有絕對列表器，這些操作將需要冗長乏味的手工操作才能完成。2.3 CCS集成開發(fā)環(huán)境
CCS集成開發(fā)環(huán)境（IDE）允許編輯、編譯和調(diào)試DSP目標程序。2.3.1 編輯源程序
CCS允許編輯C源程序和匯編語言源程序，你還可以在C語句后面顯示匯編指令的方式來查看C源程序。
集成編輯環(huán)境支持下述功能： ? 用彩色加亮關(guān)鍵字、注釋和字符串。? 以圓括弧或大括弧標記C程序塊，查找匹配塊或下一個圓括弧或大括弧。? 在一個或多個文件中查找和替代字符串，能夠?qū)崿F(xiàn)快速搜索。? 取消和重復(fù)多個動作。? 獲得“上下文相關(guān)”的幫助。? 用戶定制的鍵盤命令分配。2.3.2創(chuàng)建應(yīng)用程序
應(yīng)用程序通過工程文件來創(chuàng)建。工程文件中包括C源程序、匯編源程序、目標文件、庫文件、連接命令文件和包含文件。編譯、匯編和連接文件時，可以分別指定它們的選項。在CCS中，可以選擇完全編譯或增量編譯，可以編譯單個文件，也可以掃描出工程文件的全部包含文件從屬樹，也可以利用傳統(tǒng)的makefiles文件編譯。2.3.3 調(diào)試應(yīng)用程序
CCS提供下列調(diào)試功能： ? 設(shè)置可選擇步數(shù)的斷點 ? 在斷點處自動更新窗口 ? 查看變量 ? 觀察和編輯存儲器和寄存器 ? 觀察調(diào)用堆棧 ? 對流向目標系統(tǒng)或從目標系統(tǒng)流出的數(shù)據(jù)采用探針工具觀察，并收集存儲器映象 ? 繪制選定對象的信號曲線 ? 估算執(zhí)行統(tǒng)計數(shù)據(jù) ? 觀察反匯編指令和C指令
CCS提供GEL語言，它允許開發(fā)者向CCS菜單中添加功能。2.4、開發(fā)一個簡單的應(yīng)用程序
使用hello world實例介紹在CCS中創(chuàng)建、調(diào)試和測試應(yīng)用程序的基本步驟；介紹CCS的主要特點，為在CCS中深入開發(fā)DSP軟件奠定基礎(chǔ)。2.4.1 創(chuàng)建工程文件
在本章中，將建立一個新的應(yīng)用程序，它采用標準庫函數(shù)來顯示一條hello world 消息。
1.如果CCS安裝在c:ti中，則可在c:timyprojects建立文件夾hello1。（若將CCS安裝在其它位置，則在相應(yīng)位置創(chuàng)建文件夾hello1。）
2.將c:tic5400tutorialhello1中的所有文件拷貝到上述新文件夾。3.從Windows Start菜單中選擇Programs→Code Composer Studio ‘C5400→CCStudio。(或者在桌面上雙擊Code Composer Studio圖標。)
注：CCS設(shè)置 如果第一次啟動CCS時出現(xiàn)錯誤信息，首先確認是否已經(jīng)安裝了CCS。如果利用目標板進行開發(fā)，而不是帶有CD-ROM的仿真器，則可參看與目標板一起提供的文檔以設(shè)置正確的I/O端口地址。4.選擇菜單項Project→New。
5.在Save New Project As窗口中選擇你所建立的工作文件夾并點擊Open。鍵入myhello作為文件名并點擊Save，CCS就創(chuàng)建了myhello.mak的工程文件，它存儲你的工程設(shè)置，并且提供對工程所使用的各種文件的引用。
2.4.2 向工程添加文件
1.選擇Project→Add Files to Project，選擇hello.c并點擊Open。
2.選擇Project→Add Files to Project，在文件類型框中選擇*.asm。選擇vector.asm并點擊Open。該文件包含了設(shè)置跳轉(zhuǎn)到該程序的C入口點的RESET中斷（c_int00）所需的匯編指令。(對于更復(fù)雜的程序，可在vector.asm定義附加的中斷矢量，或者，可用3.1節(jié)上所說明的DSP/BIOS來自動定義所有的中斷矢量)3.選擇Project→Add Files to Project，在文件類型框中選擇*.cmd。選擇hello.cmd并點擊Open，hello.cmd包含程序段到存儲器的映射。4.選擇Project→Add Files to Project，進入編譯庫文件夾（C:tic5400cgtoolslib）。在文件類型框中選擇*.o*，*.lib。選擇rts.lib并點擊Open，該庫文件對目標系統(tǒng)DSP提供運行支持。
5.點擊緊挨著Project、Myhello.mak、Library和Source旁邊的符號+展開Project表，它稱之為Project View。
注：打開Project View 如果看不到Project View，則選擇View→Project。如果這時選擇過Bookmarks圖標，仍看不到Project View，則只須再點擊Project View底部的文件圖標即可。6.注意包含文件還沒有在Project View中出現(xiàn)。在工程的創(chuàng)建過程中，CCS掃描文件間的依賴關(guān)系時將自動找出包含文件，因此不必人工地向工程中添加包含文件。在工程建立之后，包含文件自動出現(xiàn)在Project View中。如果需要從工程中刪除文件，則只需在Project View中的相應(yīng)文件上點擊鼠標右鍵，并從彈出菜單中選擇Remove from project即可。在編譯工程文件時，CCS按下述路徑順序搜索文件： ? 包含源文件的目錄
? 編譯器和匯編器選項的Include Search Path中列出的目錄（從左到右）? 列在C54X_C_DIR（編譯器）和C54X_A_DIR（匯編器）環(huán)境變量定義中的目錄（從左到右）。
2.4.3 查看源代碼
1.雙擊Project View中的文件hello.c，可在窗口的右半部看到源代碼。
2.如想使窗口更大一些，以便能夠即時地看到更多的源代碼，你可以選擇Option→Font使窗口具有更小的字型。
/* ======== hello.c ======== */ #include
CCS會自動將你所作的改變保存到工程設(shè)置中。在完成上節(jié)之后，如果你退出了CCS，則通過重新啟動CCS和點擊Project→Open，即可返回到你剛才停止工作處。
注：重新設(shè)置目標系統(tǒng)DSP 如果第一次能夠啟動CCS，但接下來得到CCS不能初始化目標系統(tǒng)DSP的出錯信息則可選擇Debug→Reset DSP菜單項。若還不能解決上述問題，你可能需要運行你的目標板所提供的復(fù)位程序。1.2.3.4.為了編譯和運行程序，要按照以下步驟進行操作：
點擊工具欄按鈕或選擇Project→Rebuild All，CCS重新編譯、匯編和連接工程中的所有文件，有關(guān)此過程的信息顯示在窗口底部的信息框中。選擇File→Load Program，選擇剛重新編譯過的程序myhello.out(它應(yīng)該在c:timyprojectshello1文件夾中，除非你把CCS安裝在別的地方)并點擊Open。CCS把程序加載到目標系統(tǒng)DSP上，并打開Dis_Assembly窗口，該窗口顯示反匯編指令。（注意，CCS還會自動打開窗口底部一個 標有Stdout的區(qū)域,該區(qū)域用以顯示程序送往Stdout的輸出。）
點擊Dis_Assembly窗口中一條匯編指令（點擊指令，而不是點擊指令的地址或空白區(qū)域）。按F1鍵。CCS將搜索有關(guān)那條指令的幫助信息。這是一種獲得關(guān)于不熟悉的匯編指令的幫助信息的好方法。點擊工具欄按鈕或選擇Debug→Run。
工具欄有些部分可能被Build窗口隱藏起來，這取決于屏幕尺寸和設(shè)置。為了看到整個 注：屏幕尺寸和設(shè)置 工具欄，請在Build窗口中點擊右鍵并取消Allow Docking選擇。當運行程序時，可在Stdout窗口中看到hello world消息。
三、DSP的應(yīng)用
廣義來說，數(shù)字信號處理是研究用數(shù)字方法對信號進行分析、變換、濾波、檢測、調(diào)制、解調(diào)以及快速算法的一門技術(shù)學(xué)科。但很多人認為：數(shù)字信號處理主要是研究有關(guān)數(shù)字濾波技術(shù)、離散變換快速算法和譜分析方法。隨著數(shù)字電路與系統(tǒng)技術(shù)以及計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)也相應(yīng)地得到發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。自從DSP 芯片誕生以來, DSP 芯片得到了飛速的發(fā)展。DSP 芯片高速發(fā)展, 一方面得益于集成電路的發(fā)展, 另一方面也得益于巨大的市場。在短短的十多年時間, DSP 芯片已經(jīng)在信號處理、通信、雷達等許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前, DSP 芯片的價格也越來越低, 性能價格比日益提高, 具有巨大的應(yīng)用潛力。DSP 芯片的應(yīng)用主要有:(1)信號處理, 如: 數(shù)字濾波、自適應(yīng)濾波、快速傅里葉變換、相關(guān)運算、頻譜分析、卷積等。(2)通信, 如: 調(diào)制解調(diào)器、自適應(yīng)均衡、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)壓縮、回波抵消、多路復(fù)用、傳真、擴頻通信、糾錯編碼、波形產(chǎn)生等。(3)語音, 如: 語音編碼、語音合成、語音識別、語音增強、說話人辨認、說話人確認、語音郵件、語音儲存等。(4)圖像/ 圖形, 如: 二維和三維圖形處理、圖像壓縮與傳輸、圖像增強、動畫、機器人視覺等。(5)軍事, 如: 保密通信、雷達處理、聲納處理、導(dǎo)航等。(6)儀器儀表, 如: 頻譜分析、函數(shù)發(fā)生、鎖相環(huán)、地震處理等。(7)自動控制, 如: 引擎控制、深空、自動駕駛、機器人控制、磁盤控制。(8)醫(yī)療, 如: 助聽、超聲設(shè)備、診斷工具、病人監(jiān)護等。(9)家用電器, 如: 高保真音響、音樂合成、音調(diào)控制、玩具與游戲、數(shù)字電話/ 電視等。
3.1 數(shù)字濾波器
數(shù)字濾波器的實用型式很多，大略可分為有限沖激響應(yīng)型和無限沖激響應(yīng)型兩類，可用硬件和軟件兩種方式實現(xiàn)。在硬件實現(xiàn)方式中，它由加法器、乘法器等單元所組成，這與電阻器、電感器和電容器所構(gòu)成的模擬濾波器完全不同。數(shù)字信號處理系統(tǒng)很容易用數(shù)字集成電路制成，顯示出體積小、穩(wěn)定性高、可程控等優(yōu)點。數(shù)字濾波器也可以用軟件實現(xiàn)。軟件實現(xiàn)方法是借助于通用數(shù)字計算機按濾波器的設(shè)計算法編出程序進行數(shù)字濾波計算。
3.2 快速傅里葉變換
1965年J.W.庫利和T.W.圖基首先提出離散傅里葉變換的快速算法，簡稱快速傅里葉變換，以FFT表示。自有了快速算法以后,離散傅里葉變換的運算次數(shù)大為減少，使數(shù)字信號處理的實現(xiàn)成為可能。快速傅里葉變換還可用來進行一系列有關(guān)的快速運算，如相關(guān)、褶積、功率譜等運算。快速傅里葉變換可做成專用設(shè)備，也可以通過軟件實現(xiàn)。與快速傅里葉變換相似，其他形式的變換，如沃爾什變換、數(shù)論變換等也可有其快速算法。
3.3 譜分析
在頻域中描述信號特性的一種分析方法，不僅可用于確定性信號，也可用于隨機性信號。所謂確定性信號可用既定的時間函數(shù)來表示，它在任何時刻的值是確定的；隨機信號則不具有這樣的特性，它在某一時刻的值是隨機的。因此，隨機信號處理只能根據(jù)隨機過程理論，利用統(tǒng)計方法來進行分析和處理，如經(jīng)常利用均值、均方值、方差、相關(guān)函數(shù)、功率譜密度函數(shù)等統(tǒng)計量來描述隨機過程的特征或隨機信號的特性。
數(shù)字信號處理的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。就所獲取信號的來源而言，有通信信號的處理，雷達信號的處理，遙感信號的處理，控制信號的處理，生物醫(yī)學(xué)信號的處理，地球物理信號的處理，振動信號的處理等。若以所處理信號的特點來講，又可分為語音信號處理，圖像信號處理，一維信號處理和多維信號處理等。
3.4 處理系統(tǒng)
無論哪方面的應(yīng)用，首先須經(jīng)過信息的獲取或數(shù)據(jù)的采集過程得到所需的原始信號，如果原始信號是連續(xù)信號，還須經(jīng)過抽樣過程使之成為離散信號，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換得到能為數(shù)字計算機或處理器所接受的二進制數(shù)字信號。如果所收集到的數(shù)據(jù)已是離散數(shù)據(jù)，則只須經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換即可得到二進制數(shù)碼。數(shù)字信號處理器的功能是將從原始信號抽樣轉(zhuǎn)換得來的數(shù)字信號按照一定的要求，例如濾波的要求，加以適當?shù)奶幚恚吹玫剿璧臄?shù)字輸出信號。經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換先將數(shù)字輸出信號轉(zhuǎn)換為離散信號，再經(jīng)過保持電路將離散信號連接起來成為模擬輸出信號，這樣的處理系統(tǒng)適用于各種數(shù)字信號處理的應(yīng)用，只不過專用處理器或所用軟件有所不同而已。
3.5 語音信號處理
語音信號處理是信號處理中的重要分支之一。它包括的主要方面有：語音的識別，語言的理解，語音的合成,語音的增強,語音的數(shù)據(jù)壓縮等。各種應(yīng)用均有其特殊問題。語音識別是將待識別的語音信號的特征參數(shù)即時地提取出來，與已知的語音樣本進行匹配，從而判定出待識別語音信號的音素屬性。關(guān)于語音識別方法，有統(tǒng)計模式語音識別，結(jié)構(gòu)和語句模式語音識別，利用這些方法可以得到共振峰頻率、音調(diào)、嗓音、噪聲等重要參數(shù)，語音理解是人和計算機用自然語言對話的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。語音合成的主要目的是使計算機能夠講話。為此，首先需要研究清楚在發(fā)音時語音特征參數(shù)隨時間的變化規(guī)律，然后利用適當?shù)姆椒M發(fā)音的過程，合成為語言。其他有關(guān)語言處理問題也各有其特點。語音信號處理是發(fā)展智能計算機和智能機器人的基礎(chǔ)，是制造聲碼器的依據(jù)。語音信號處理是迅速發(fā)展中的一項信號處理技術(shù)。
3.6 圖像信號處理
圖像信號處理的應(yīng)用已滲透到各個科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。譬如，圖像處理技術(shù)可用于研究粒子的運動軌跡、生物細胞的結(jié)構(gòu)、地貌的狀態(tài)、氣象云圖的分析、宇宙星體的構(gòu)成等。在圖像處理的實際應(yīng)用中,獲得較大成果的有遙感圖像處理技術(shù)、斷層成像技術(shù)、計算機視覺技術(shù)和景物分析技術(shù)等。根據(jù)圖像信號處理的應(yīng)用特點，處理技術(shù)大體可分為圖像增強、恢復(fù)、分割、識別、編碼和重建等幾個方面。這些處理技術(shù)各具特點，且正在迅速發(fā)展中。
3.7 振動信號處理
機械振動信號的分析與處理技術(shù)已應(yīng)用于汽車、飛機、船只、機械設(shè)備、房屋建筑、水壩設(shè)計等方面的研究和生產(chǎn)中。振動信號處理的基本原理是在測試體上加一激振力，做為輸入信號。在測量點上監(jiān)測輸出信號。輸出信號與輸入信號之比稱為由測試體所構(gòu)成的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（或稱轉(zhuǎn)移函數(shù)）。根據(jù)得到的傳遞函數(shù)進行所謂模態(tài)參數(shù)識別，從而計算出系統(tǒng)的模態(tài)剛度、模態(tài)阻尼等主要參數(shù)。這樣就建立起系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。進而可以做出結(jié)構(gòu)的動態(tài)優(yōu)化設(shè)計。這些工作均可利用數(shù)字處理器來進行。這種分析和處理方法一般稱為模態(tài)分析。實質(zhì)上它就是信號處理在振動工程中所采用的一種特殊方法。
3.8 地球物理信號處理
為了勘探地下深處所儲藏的石油和天然氣以及其他礦藏，通常采用地震勘探方法來探測地層結(jié)構(gòu)和巖性。這種方法的基本原理是在一選定的地點施加人為的激震，如用爆炸方法產(chǎn)生一振動波向地下傳播,遇到地層分界面即產(chǎn)生反射波,在距離振源一定遠的地方放置一列感受器，接收到達地面的反射波的延遲時間和強度來判斷地層的深度和結(jié)構(gòu)。感受器所接收到的地震記錄是比較復(fù)雜的，需要處理才能進行地質(zhì)解釋。處理的方法很多，有反褶積法，同態(tài)濾波法等，這是一個尚在努力研究的問題。3.9 生物醫(yī)學(xué)信號處理
信號處理在生物醫(yī)學(xué)方面主要是用來輔助生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論的研究和用于診斷檢查和監(jiān)護。例如，用于細胞學(xué)、腦神經(jīng)學(xué)、心血管學(xué)、遺傳學(xué)等方面的基礎(chǔ)理論研究。人的腦神經(jīng)系統(tǒng)由約 100億個神經(jīng)細胞所組成，是一個十分復(fù)雜而龐大的信息處理系統(tǒng)。在這個處理系統(tǒng)中，信息的傳輸與處理是并列進行的，并具有特殊的功能，即使系統(tǒng)的某一部分發(fā)生障礙，其他部分仍能工作，這是計算機所做不到的。因此，關(guān)于人腦的信息處理模型的研究就成為基礎(chǔ)理論研究的重要課題。此外，神經(jīng)細胞模型的研究，染色體功能的研究等等，都可借助于信號處理的原理和技術(shù)來進行。
數(shù)字信號處理在其他方面還有多種用途，如雷達信號處理、地學(xué)信號處理等，它們雖各有其特殊要求，但所利用的基本技術(shù)大致相同。在這些方面，數(shù)字信號處理技術(shù)起著主要的作用。
3.10 DSP在車用燃料電池發(fā)動機控制器中的應(yīng)用
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成
該控制器的研制使用全新的設(shè)計思路，對外部輸入及輸出信號采用電隔離技術(shù)，摒棄外購工控模塊的思想，利用D S P 技術(shù)，根據(jù)實際測控要求，自主開發(fā)核, OMCU模板。使原來的5 ～ 6個測控模板，減至為2 個。發(fā)動機控制器主要由信號調(diào)理板、D S P 主板構(gòu)成。系統(tǒng)組成參見圖4.1.1。
信號調(diào)理板將9
1、電路傳來的各種信號進行匯總、隔離、轉(zhuǎn)換成為統(tǒng)一的標準信號，傳送給D S P 主板；再將D S P 主板發(fā)出的信號隔離、轉(zhuǎn)換、調(diào)制成的各種控制信號，傳送給發(fā)動機所需被控的各執(zhí)行部件。
D S P 主板則將被調(diào)制好的各種信號直接進行收集、分析、判斷、處理，再通過各種電路模塊形成相應(yīng)的控制信號，然后發(fā)送給信號調(diào)理板。經(jīng)過信號調(diào)理輸出，控制發(fā)動機上的各個執(zhí)行部件，從而達到調(diào)整發(fā)動機工作狀態(tài)的目的。
系統(tǒng)工作原理
車用電系統(tǒng)測控是將由壓力傳感器、溫度傳感器、氫氣傳感器、轉(zhuǎn)速變送單元所傳來的相關(guān)組部件的工作狀態(tài)以相對統(tǒng)一的電信號輸入至發(fā)動機核心控制器，由控制器進行信號調(diào)理、A ／D 轉(zhuǎn)換、判斷、處理，再輸出不同形式的信號，控制繼電器、調(diào)節(jié)閥、電磁閥，從而達到控制發(fā)動機系統(tǒng)工作狀態(tài)的目的。
D S P 主板
核心D S P 主板主要由C P U 電路、C A N 接口電路、數(shù)字輸入／輸出、繼電器控制電路、模擬D ／A 輸出、模擬A ／D 輸入、R S 4 8 5 通信接口電路、J T A G 仿真器接口電路、調(diào)節(jié)閥電機隔離控制輸出電路、電平轉(zhuǎn)換電路、復(fù)位電路、電源供電電路1 2 部分組成。其原理框圖參見圖4.1.2
4、結(jié)束語
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，DSP的應(yīng)用必將越來越廣泛，對社會的進步將起到尤為重要的作用。短短一個學(xué)期的課程，并不能讓我們完全掌握所有知識，但它激發(fā)了我們學(xué)習(xí)DSP的興趣。只有我們在課后主動的花更多的時間去學(xué)習(xí)，才能更好的學(xué)好它，并將所學(xué)到的知識與實際結(jié)合起來，才能發(fā)揮DSP的強大功能。
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第五篇：冷凍干燥技術(shù)在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用
摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民物質(zhì)生活水平的日益提高，人們對身體健康也提出了新要求。藥品作為保障人類身體健康的重要成分，如何保證藥效的穩(wěn)定性、藥物的高質(zhì)性深受業(yè)內(nèi)人士的重視。冷凍干燥技術(shù)作為目前藥品生產(chǎn)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其在藥物生產(chǎn)穩(wěn)定方面深受業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。本文主要對冷凍干燥技術(shù)概念、原理、特點進行分析，著重探討了其未來發(fā)展和應(yīng)用前景，旨在為同行工作提供參考。
關(guān)鍵詞：冷凍干燥技術(shù)；制藥工藝；應(yīng)用情況
新世紀，物質(zhì)生活不斷豐富、生活節(jié)奏的不斷加快使得人們對生活質(zhì)量也提出了新要求，這也促使了人類對健康認識的全面。制藥工藝的改革力度的不斷深入，無論是生產(chǎn)技術(shù)還是生產(chǎn)理念，都出現(xiàn)了巨大的轉(zhuǎn)變。基于這種社會發(fā)展形勢，冷凍干燥技術(shù)在制藥領(lǐng)域引起了人們的高度重視，并形成了一個涉及范圍廣、工作效率高的工作方式。藥品冷凍技術(shù)在應(yīng)用中是集制冷、真空技術(shù)為一體的綜合性技術(shù)，但在工作中，由于冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用容易受到外界環(huán)境的干擾，為此必須要提前進行嚴格的改革和設(shè)計，促使這門技術(shù)在應(yīng)用中朝著理想、可靠的方向發(fā)展。
一、冷凍干燥技術(shù)概述
冷凍干燥技術(shù)是一種在低溫條件下對產(chǎn)品進行干燥處理的一種工藝，其具備著常規(guī)干燥條件下不可比擬的工作優(yōu)勢。這種干燥技術(shù)最早出現(xiàn)于十九世紀世紀初期，是在食品加工領(lǐng)域應(yīng)用較多的一種，直至上個世紀后期才在制藥領(lǐng)域得到使用。這種技術(shù)的出現(xiàn)對于制藥生產(chǎn)而言可謂是一個質(zhì)的飛躍，對制藥行業(yè)的發(fā)展有著極大的推動和促進作用。
1、冷凍干燥技術(shù)概念
為了生存，人類每天都需要攝取食物中所含有的水分；為了生存，人類保存食物、藥物必須要除去水分，為了更好的生存，人類很多生活資料必須要徹底的去除水分。在這種時代背景下，我們便會發(fā)現(xiàn)干燥技術(shù)是一個多么重要的工作。干燥技術(shù)是保證物質(zhì)不致腐敗和變質(zhì)的主要方法之一，是目前社會生產(chǎn)領(lǐng)域中最為常見的工作。冷凍干燥技術(shù)作為一項干燥新技術(shù)，在近年來的社會發(fā)展中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其是在食品生產(chǎn)、藥品生產(chǎn)和農(nóng)副業(yè)加工等領(lǐng)域中，更是成為產(chǎn)品保鮮、保質(zhì)的主要手段。所謂的冷凍干燥技術(shù)也被人們廣泛的稱之為動感技術(shù)，是溫度在0℃以下進行水分去除的一種技術(shù)。
2、特點
在現(xiàn)階段的社會發(fā)展中，干燥技術(shù)的應(yīng)用不斷深入，這也使得干燥技術(shù)的使用方法得到了極大的優(yōu)化和改進。冷凍干燥技術(shù)作為一種工作新技術(shù)，其主要的特點表現(xiàn)在以下幾個方面：
2.1、冷凍干燥法通常都是在低溫條件下進行的，其在應(yīng)用的過程中熱敏性的物質(zhì)在高溫干燥條件下容易產(chǎn)生性能變化，而采用冷凍干燥方法則有效的避免了這一問題的產(chǎn)生。
2.2、冷凍干制品藥液在凍結(jié)前進行分裝，劑量十分準確，同時在制藥生產(chǎn)中對于藥品的生產(chǎn)優(yōu)勢也較為明顯。
2.3、冷凍干燥過程中避免了化學(xué)、物理和霉菌等相關(guān)變化模式，其需要確保制品的物理性質(zhì)不變。因此在應(yīng)用之中采用冷凍干燥方法進行處理，這對于提升藥品穩(wěn)定性十分有效。
2.4、冷凍干燥方法的選用有助于藥品穩(wěn)定性。在藥品生產(chǎn)中，凍結(jié)條件下的藥性經(jīng)濟危機穩(wěn)定，避免了藥物失衡而產(chǎn)生的藥效流失。這種方法的應(yīng)用中，藥物在在干燥之后，雖然其體積一定程度上縮小、變化，但是其顏色和形狀以及成分基本不變，避免了濃縮現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2.5、在冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用中，干燥后的材料多呈現(xiàn)出疏松多孔的工作方式，一般都成海綿狀，這種狀態(tài)之下的復(fù)水性能好、溶解度較為迅速，物料在水中溶解的時候其冰晶的形態(tài)出現(xiàn)較多，即容易融入無機鹽等相關(guān)的物料之中，避免了一般干燥無機鹽隨著水分表面淺議而出現(xiàn)變化以及硬化模式。
二、冷凍干燥技術(shù)工作原理及發(fā)展現(xiàn)狀
在科學(xué)技術(shù)大力發(fā)展的新時代，健康越來越被人們重視。但是，要想達到良好的健康狀態(tài)，就必須要更加有效的進行疾病治療、疾病預(yù)防，減輕患者痛苦和藥物所產(chǎn)生的副作用，在這種時代背景下，我們必須要大力發(fā)展制藥新技術(shù)，這樣使得冷凍技術(shù)出現(xiàn)受到人們的重視。
1、工作原理
藥品的冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用是一個從藥品的準備、預(yù)凍、升華乃至吸收干燥、密封為一體的工作環(huán)節(jié)，其在工作中主要的工作原理是在低溫作用下，將藥品中的溶液迅速凍結(jié)，進而在真空的條件下進行升華干燥，同時出去在這個時候所產(chǎn)生的冰晶問題，再通過分解作用來去除藥品中存在的水分，最終得到干燥的藥品。
2、冷凍干燥技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
在目前的制藥生產(chǎn)工作中，冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用極為廣泛，尤其是在國內(nèi)的西藥制取中，更是得到了深入的使用。但是就目前的應(yīng)用現(xiàn)狀而言，由于受到各種因素的影響，使得其中還存在著諸多的問題，這些問題主要表現(xiàn)在以下方面：
2.1、藥品準備環(huán)節(jié)
藥品的成份都將會影響到冷凍干燥的效果。藥液的生物活性度、藥液共熔點以及藥液中的液體和固體的比例都是進行藥品凍干加工的重要參考指標。為保證新產(chǎn)品的凍干能順利進行，制藥企業(yè)應(yīng)重視藥品凍干加工研究，通過熱分析法測定藥品共熔點，還可以通過凍干實驗記錄下不同成份的藥液對凍干過程中各項指標的不同要求，積極進行凍干效果對比，尋求最佳解決方案。
2.2、藥液預(yù)凍環(huán)節(jié)
預(yù)凍是冷凍干燥技術(shù)中重要環(huán)節(jié)，預(yù)凍的目的是要固化自由水和物化結(jié)合水，并保證產(chǎn)品的主要性能穩(wěn)定、物質(zhì)結(jié)構(gòu)合理。若藥液預(yù)凍沒有做好，產(chǎn)品凍結(jié)不實，會影響所產(chǎn)生的冰晶的形態(tài)和大小，并進一步影響藥品制作后期的干燥速率及質(zhì)量。
三、冷凍干燥技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢 藥液在凍干前分裝，分裝方便！準確！可實現(xiàn)連續(xù)化； 處理條件溫和，在低溫低壓下干燥，有利于熱敏物質(zhì)保持活性，可避免高溫高壓下的分解變性，以實現(xiàn)蛋白質(zhì)不會變性； 含水量低，凍干產(chǎn)品含水量一般在1%～3%，同時在真空，甚至可在通n2保護情況下干燥和保存，產(chǎn)品不易被氧化，有利于長途運輸和長期保存； 產(chǎn)品外觀優(yōu)良，為多孔疏松結(jié)構(gòu)且顏色基本不變，復(fù)水性好，凍干藥品能迅速吸水還原成凍干前狀態(tài)。
四、結(jié)語
通過冷凍干燥技術(shù)制備藥品，能最大限度地避免藥品產(chǎn)生變性或失去生物活力，已在醫(yī)藥領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。但因藥品制備過程中的復(fù)雜性和冷凍干燥技術(shù)的綜合性，在藥品冷凍干燥過程會產(chǎn)生多種應(yīng)力，容易使藥品發(fā)生不同程度的變性，而且凍干法本身也存在速率低、時間長、能耗高和設(shè)備投資大等缺點。因此，制藥企業(yè)應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實踐，在確保質(zhì)量的基礎(chǔ)上，就如何實現(xiàn)節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本等問題進行深入研究，進一步優(yōu)化和改進冷凍干燥技術(shù)。
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