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冲压模具设计中对机械运动的控制和运用摘要：在冲压过程中，机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理，这种运动是与模具密切相关的，各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动，直接影响到冲压件的品质，所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求，不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中，而应不断发展和创新，在模具设计中对机械运动灵活运用。关键词：冲压模具设计，机械运动，控制，灵活运用1.引言本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。2.冲压过程中机械运动的概述冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。3.冲裁模具中机械运动的控制和运用冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。4.弯曲模具中机械运动的控制和运用弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。有些工件弯曲形状较奇特，或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落，这时，往往需要用到斜楔结构或转销结构，例如，采用斜楔结构，可以完成小于90度或回钩式弯曲，采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。值得一提的是，对于有些外壳件，如电脑软驱外壳，因其弯曲边较长，弯头与板料间的滑动，在弯曲时，很容易擦出毛屑，材料镀锌层脱落，频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。通常的做法是把弯曲冲头镀钛，提高其光洁度和耐磨性；或者在弯曲冲头R角处嵌入滚轴，把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动，由于滚动比滑动的摩擦力小得多，所以不容易擦伤工件。5.拉深模具中机械运动的控制和运用拉深工艺的基本运动是，卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料体积成形，然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。卸料板和滑块的运动非常关键，为了保证拉深件的质量，必须控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则拉深件容易起皱，甚至裂开；其次应确保凹模滑块压力足够，以保证拉深件底面的平面度。拉深复合模设计合理，可以很好地控制结构件的运动过程，达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。另外，有些装饰品和日用品的拉深件需要有卷边（或滚边）工序，模具设计中也用到了滚轴结构，所以在卷边过程中滚动的摩擦力非常小，不容易擦伤工件表面。对那些需要在马达中旋转的拉深结构件,切边的高度、跳动度等要求相当高，需要在模具中设计特别的旋切结构，利用旋转（切）运动修边，不仅能保证切边的尺寸精度高，甚至切边的毛刺及冲切纹路亦相当美观。值得一提的是，此旋切结构在实际设计改良后，已经非常易于模具加工制作，并且已运用于连续拉深模具当中。6.连续模具中机械运动的控制和运用连续模具中常常同时包括了冲裁、弯曲和拉深等冲压工艺，因而其冲压过程中的机械运动也包括了这三种工艺的基本运动模式，对连续模具中运动的控制，应分成各基本工艺分别进行控制。通常连续模具要求不断加快冲压速度，提高生产效率，有些形状较复杂、较特别的冲压件，其冲压运动较费时，在连续模具设计中可以分解成效率较高的冲压运动。例如，工程膨胀螺钉圆筒件在连续模具设计中即可将其圆筒成型运动分解为两侧90度圆弧弯曲～中间60度圆弧弯曲～整体抱圆～圆度校正四个工序，不仅提高效率，亦能保证冲压件圆度。需要特别指出的是，连续模具因为在实际生产中还牵涉到送料机、吹风装置等，在设计中应充分考虑到这些因素，让冲床、模具、送料机和吹风装置的运动在时间上配合好，连续模具才能真正顺利生产。7.结束语尽管各种工艺的基本运动原理是不同的，但是也有共同点，就是卸料板（或滑块）的运动是重要的控制因素。实际上，在模具设计当中，产品的冲压工艺不可能都象各种工艺的基本运动那样简单，应当要根据具体情况对产品工艺作好运动分析，再据此作进一步的设计。在对产品工艺运动作分析时，应主要考虑其必要性、时间性、可行性，还应具有创造性。必要性是指运用基本运动原理判断需要那些运动来实现产品工艺；时间性是指所需各项运动的先后顺序；可行性是指能否通过结构设计和力学设计来实现所需运动；创造性是指在前述运动无法被实现或运动无法完全实现产品工艺的情况下，要善于大胆采用新方法去努力实现产品工艺，也就是前面所说的对机械运动的灵活运用。 冲压过程存在多种多样的机械运动，而各种机械运动对冲压工艺实现与冲压件品质的影响也各不相同，因而在冲压模具设计中对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质具有重要意义。
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基于PID的锅炉温度控制系统设计 摘要:利用BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,将神经网络PID与LabVIEW友好地人 机交互结合,实现对锅炉温度的控制.仿真结果表明,该系统具有更小的超调量,并且更快地到达需要的控制温 度. 关键词:BP神经网络;PID控制;温度控制 温度是锅炉生产蒸汽质量的重要指标之一,也是保证锅炉设备安全的重要参数.同时,温度是影响锅 炉传热过程和设备效率的主要因素.例如,在利用烟化炉对锌、铝冶炼过程中,如果温度过低,则还原速度 和挥发速度都会降低;但温度也不宜过高,否则在温度超过1 250℃时,可能形成Zn-Fe合金,有害于烟 化炉的作业,因此温度的精确测量和控制是十分必要的.作为工业控制系统中的基本方式,PID控制对于 动态反应较缓慢的工业过程是非常好的控制规律[1].但是,当工业过程复杂,负荷变化很多,对象的纯滞 后又较大时常规PID控制达不到要求,为了解决上述问题系统采用PLC作为下位机,PC作为上位机,利 用labVIEW构造人机交互界面,应用神经网络PID对系统进行控制,设计锅炉温度的监制电路. 1 系统总体设计 系统通过热电偶传感器检测出锅炉的温度,采集的信号经过A/D电路转换后传给PLC控制器.PLC 根据数据做出判断,当锅炉处在升温阶段时对锅炉进行加热,当锅炉处于保温段时调用PID算法控制温 度满足输出要求.同时PLC把数据传给PC机,PC机做出显示和报警.具体电路如图1所示. 1·1 主控芯片 S7-300PLC是西门子生产的模块式中小型PLC,提供了大量可以选择的模块,包括:PS 电源模块、CPU模块、IM接口模块、SM信号模块、FM功能模块和CP通信模块.其中FM模块可实现高 速级数、定位控制、闭环控制功能;CP模块是组态网使用的接口模块常用的网络有PROFIBUS,工业以太 网及点对点连接网络.这些模块可以通过U形总线紧密地固定在轨道上,一条导轨共有11个槽号:1号槽 至3号槽分别放置电源、CPU、IM模块4号槽至11号槽 可以随意放置其他模块. 1·2 通信网络 一般的自动化系统都是以单元生产设备 为中心进行检测和控制,不同单元的生产设备间缺乏信息 交流,难以满足生产过程的统一管理.西门子全集成自动 化解决方案顺应了当今自动化的需求,TIA从统一的组态 和编程、统一的数据管理及统一的通信三方面集成在一 起,从现场级到管理级,可以使用如工业以太网、PROFIB- BUS,MPI,EIB等通信网络.根据设计的需要可以自由选择通信网络的配置[2]. 1·3 温度传感器 热电偶是将2种不同的导体焊接起来组成闭合回路,当两端节点有温度差时,两端点 之间产生电动势,回路中会产生电流,这种现象称为热电效应.热电偶温度传感器就是利用这一效应来工 作的.在工业生产过程中被测点与基准节点之间的距离常常过远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采 用补偿导线的方式进行补偿[3]. 1·4 显示界面 LabVIEW是美国NI公司推出的图形化工业控制测控开发平台,是目前应用最广、发展 最快、功能最强的图形软件集成开发环境.LabVIEW具有界面友好、开发周期短等优点,广泛应用于仪器 控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域.所以,我们可以在计算机上采用它来实现对设备运行状态的 监控,同时也可以对各种数据进行采集显示.系统的温度显示界面如图2所示. 2 系统控制算法设计 PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法, 但常规的PID控制在被控对象具有复杂的非线性时,如锅 炉的温度控制,不仅具有较大的纯延迟,而且模型也不确 定时,对于这种对象往往难以达到满意的控制效果.BP神 经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,通过神 经网络自身的学习,找到最佳组合的PID控制参数,以满 足控制系统的要求.具体的神经网络PID控制系统框图如 图3所示. 设PID神经元网络是一个3层BP网络,包括2个输入节点,3个隐含层节点,1个输出接点.输入节 点对应所选的系统运行状态量,如系统不同时刻的输入量和输出量等,必要时要进行归一化处理.输出节 点分别对应PID控制的3个可调参数KP,KI,KD.输入层的2个神经元在构成控制系统可分别输入系统 被调量的给定值和实际值.由文献[4]和[5]中的前向算法可得到输出层的权系数计算公式为: 3结论 PID控制算法是一种易于实现而且经济实用的方法,具有很强的灵活性,但在被控制对象具有复杂的 非线性时,难以满足控制要求,而神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,神经网络PID与 LabVIEW结合实现对锅炉温度的数据采集、控制和显示,提高了锅炉监控系统的效率. 参考文献: [1] 邓洪伟.供暖锅炉温度和压力的PLC控制[J].动力与电力工程,2008(18):93-94. [2] 张运刚.西门子S7-300/400PLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2007. [3] 何希才.传感器及其应用实例[M].北京:机械工业出版社,2004. [4] 何离庆.过程控制系统与装置[M].北京:重庆大学出版社,2003. [5] 舒怀林.PID神经元网络及其控制系统[M].北京:国防工业出版社,2006.
锅筒是锅炉整体构造中不可缺少的一部分，是一个万分重要的部分。锅筒主要是用来接收冷水和高温蒸汽传输过程的设备。锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率；降低锅炉和电站的单位功率的设备造价；提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平；发展更多锅炉品种以适应不同的燃料；提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性；减少对环境的污染。锅筒是锅炉中最笨重且价格昂贵的厚壁承压部件。锅筒不但承受很高的内压，而且由于运行工况变化，还会由于壁温的波动产生热应力，因而工作条件恶劣，需进行有效的运行工况监督。结构和材料锅筒工作条件复杂，出现事故的后果严重，必须严格控制锅筒所用材料的化学成分、机械性能和焊接与加工工艺质量，并经过一系列的严格检验。一、锅筒的发展18世纪上半叶，英国煤矿使用的蒸汽机，包括瓦特的初期蒸汽机在内，所用的蒸汽压力等于大气压力。18世纪后半叶改用高于大气压力的蒸汽。19世纪，常用的蒸汽压力提高到兆帕左右。与此相适应，最早的蒸汽锅炉是一个盛水的大直径圆筒形立式锅壳，后来改用卧式锅壳，在锅壳下方砖砌炉体中烧火。19世纪中叶，出现了水管锅炉。锅炉受热面是锅壳外的水管，取代了锅壳本身和锅壳内的火筒、火管。锅炉的受热面积和蒸汽压力的增加不再受到锅壳直径的限制，有利于提高锅炉蒸发量和蒸汽压力。这种锅炉中的圆筒形锅壳遂改名为锅筒，或称为汽包。初期的水管锅炉只用直水管，直水管锅炉的压力和容量都受到限制。二十世纪初期，汽轮机开始发展，它要求配以容量和蒸汽参数较高的锅炉。直水管锅炉已不能满足要求。随着制造工艺和水处理技术的发展，出现了弯水管式锅炉。开始是采用多锅筒式。随着水冷壁、过热器和省煤器的应用，以及锅筒内部汽、水分离元件的改进，锅筒数目逐渐减少，既节约了金属，又有利于提高锅炉的压力、温度、容量和效率。二、锅炉的结构锅炉整体的结构包括锅炉本体和辅助设备两大部分。锅炉中的炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等主要部件构成生产蒸汽的核心部分，称为锅炉本体。锅炉本体中两个最主要的部件是炉膛和锅筒。三、锅筒锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中，接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。锅筒是自然循环和多次强制循环锅炉中，接受省煤器来的给水、联接循环回路，并向过热器输送饱和蒸汽的圆筒形容器。锅筒简体由优质厚钢板制成，是锅炉中最重的部件之一。1.锅筒的功能锅筒的主要功能是储水，进行汽水分离，在运行中排除锅水中的盐水和泥渣，避免含有高浓度盐分和杂质的锅水随蒸汽进入过热器和汽轮机中。锅筒内部装置包括汽水分离和蒸汽清洗装置、给水分配管、排污和加药设备等。其中汽水分离装置的作用是将从水冷壁来的饱和蒸汽与水分离开来，并尽量减少蒸汽中携带的细小水滴。中、低压锅炉常用挡板和缝隙挡板作为粗分离元件；中压以上的锅炉除广泛采用多种型式的旋风分离器进行粗分离外，还用百页窗、钢丝网或均汽板等进行进一步分离。锅筒上还装有水位表、安全阀等监测和保护设施。锅炉烟气中所含粉尘(包括飞灰和炭黑)、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质，未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍。控制这些物质排放的措施有燃烧前处理、改进燃烧技术、除尘、脱硫和脱硝等。借助高烟囱只能降低烟囱附近地区大气中污染物的浓度。烟气除尘所使用的作用力有重力、离心力、惯性力附着力以及声波、静电等。对粗颗粒一般采用重力沉降和惯性力的分离，在较高容量下常采用离心力分离除尘静电除尘器和布袋过滤器具有较高的除尘效率。湿式和文氏—水膜除尘器中水滴水膜能粘附飞灰，除尘效率很高还能吸收气态污染物。锅炉的分类2.锅炉的分类。锅炉按用途可分为工业锅炉、电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等；按锅炉出口压力可分为低压、中压、高压、超高压、亚临界压力、超临界压力等锅炉；锅炉按水和烟气的流动路径可分为火筒锅炉、火管锅炉和水管锅炉，其中火筒锅炉和火管锅炉又合称为锅壳锅炉；按循环方式可分为自然循环锅炉、辅助循环锅炉(即强制循环锅炉)、直流锅炉和复合循环锅炉；按燃烧方式，锅炉分为室燃炉、层燃炉和沸腾炉等。在水汽系统方面，给水在加热器中加热到一定温度后，经给水管道进入省煤器，进一步加热以后送入锅筒，与锅水混合后沿下降管下行至水冷壁进口集箱。水在水冷壁管内吸收炉膛辐射热形成汽水混合物经上升管到达锅筒中，由汽水分离装置使水、汽分离。分离出来的饱和蒸汽由锅筒上部流往过热器，继续吸热成为450℃的过热蒸汽，然后送往汽轮机。在燃烧和烟风系统方面，送风机将空气送入空气预热器加热到一定温度。在磨煤机中被磨成一定细度的煤粉，由来自空气预热器的一部分热空气携带经燃烧器喷入炉膛。燃烧器喷出的煤粉与空气混合物在炉膛中与其余的热空气混合燃烧，放出大量热量。燃烧后的热烟气顺序流经炉膛、凝渣管束、过热器、省煤器和空气预热器后，再经过除尘装置，除去其中的飞灰，最后由引风机送往烟囱排向大气。3.锅炉锅筒构造一般的锅炉炉膛横切面都是规则的形状。可燃物燃烧产生火焰和高温蒸汽，因此炉壁必须采用耐热型和保温型材料。而且一般情况下炉壁内层常包裹一层冷壁管，它一边吸收火焰和蒸汽的温度一边保护炉壁不让其被高温烧坏。锅炉炉筒组成结构包括分离装置和清洗装置以及排污装置等。分离装置是用来把从前一个环节过来的高温蒸汽和水分分离出来，而且提高高温蒸汽的纯度。低压锅炉一般采用简单的隔离板进行分离处理；而高压锅炉除一般形式的粗分离外，还用精细分离。并且锅炉本身还配置了一些列的安全保护设施。4.锅炉的设计为了提高性能还要对锅炉进行过热平衡测试。这种平衡测试分为两部分，即正平衡和反平衡。正平衡是通过能量的有效转化率来测试锅炉性能的一种测试，儿反平衡是能量的损失率来计算锅炉性能的测试。 锅炉中的燃料在燃烧的过程中所产身份的烟气对空气有很大的污染作用，如果对这种烟气没有进行处理直接排放到空气中所造成的污染是难以想象的。对这些延期的处理方式有很多种方法，在锅炉内部循环的时候对其进行直接过滤也是一种可行的有效措施。这对锅炉的炉筒设计就有了一定的要求。四、小结锅炉未来的发展将进一步提高锅炉和电站热效率；以节能和环保为主要发展目标，降低锅炉和电站的单位功率的设备造价；提高锅炉机组的运行灵活性和自动化水平；发展更多锅炉品种以适应不同的燃料；提高锅炉机组及其辅助设备的运行可靠性；减少对环境的污染。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
此现象应该是汽水共滕导致的。汽水共腾是指锅炉蒸发面或水位计内汽水共同升起，产生大量泡沫并上下波动翻腾的现象。此时，蒸汽中大量带水，严重时发生水冲击。产生汽水共腾原因：锅水品质太差，悬浮物或含盐量大，在锅筒水表面上产生很多泡沫，当泡沫破裂时，汽泡中的蒸汽逸出，同时将溅出的水带走；严重超负荷运行，水面汽化加剧造成水面波动或蒸汽带水；表面排污不够；并炉时开启主汽阀过快。 当产生汽水共腾时，应减弱燃烧，降低负荷，关小主汽阀；全开连续排污阀，适当开启定期排污阀；加大给水以改善水的质量；开启过热器与蒸汽管道的疏水阀；增加对锅水的分析次数，待水质改善，水位清晰时可恢复运行。防止汽水共腾的主要措施是：加强锅炉给水的处理及分析监视；根据水的质量注意排污量；中压以上锅炉应采用连续排污；负荷增加时注意抽气速度不要过快，保证水位处于正常状态；并炉时注意开主汽阀门的速度不能太快。
一、分集式接收二、信号检测器三、频率稳定度四、音频频率响应范围五、动态范围与信噪比楼主可以参考下上面的大纲。
基于单片机的语音录放系统设计关键词: 单片机;数字语音电路; ISD1490;波形存储法 摘要：设计了基于单片机的语音录放系统.该系统以 MCS89C51 单片机为核心器件, 控制四片 ISD1490 语音芯片工作, 每个语音芯片配以简单的外围电路自成独立的语音录放电路, 各个语音录放电路的录放功能及录放时间由单片机来控制, 编写不同的程序可实现不同的录放效果。 前沿用磁带记录、 存储、 还原模拟语音信号的方法已有很长的历史, 基于这一方法的电子产品也到处可见,且这些产品的体积都很大,在使用的范围上受到了一定的限制. 单片机语音录放系统就是为解决这一问题而设计的.单片机语音录放系统是以数字电路为基础, 利用数字语音电路来实现语音信号的记录、 存储、 还原等任务. 数字语音电路是一种集语音合成技术、 大规模集成电路技术以及微控制器技术为一体的并在近十几年迅速发展起来的一种新型技术.语音集成电路与微处理器相结合, 具有体积小、 扩展方便等特点, 具有广泛的发展前景。1 固体录音机原理 语音数字处理方法可以分为规则合成法、 参数合成法和波形存储法三类, 前两类复杂且难度大, 目前使用较少, 波形存储法是普遍采用的一种.波形存储法的技术基础是A / D、 D/ A 转换技术和多种的编码、 解码算法.图1 说明了波形存储法的语音数字处理、 记录及存储过程:首先用麦克风取得语音的电模拟量信号, 经适当放大后, A/ D转换器以一定的频率对其进行采样并转换为二进制数字量,并实时地对其进行编码,实现对实时数据的压缩以减少数据量,然后送入数据存储器中储存.图一 语音记录过程图2 是数字语音还原的基本过程:按一定顺序从数据存储器中读出数据, 以对应的算法进行解码,合成为语音数据,这是一种实时的数据解压过程,恢复的语音数据送入D/ A 转换器还原成语音的模拟信号输出.图二 语音回放过程2. 1 ISD1490 基本录放电路 ISD1490 语音芯片的内部已以 EEPROM 作为数据存储器,因此无需电池即能保存数据10 年以上,擦除和写入均可在片内自动完成而无需外部设备. 此外, 其片内还含有时钟振荡器、 话筒扩大器自动增益控制电路、 抗干扰滤波器、 音频功率放大器等.因此它自身已具备了语音录放系统所需的全部基本电路, 只需配备一只驻极体话筒、 一只喇叭、 两只按钮、 一个电源及少量电阻电容,就可以构成一个基本的录放系统(如图3 所示) .图 3 ISD1490 基本的语音录放系统该芯片具有下列显著特点:外围元件少, 操作方便;零功率信息存储, 无需备用电源; 信息能可靠保存10 年以上,可重复录音10 万次;语音固化无需编程开发设备; 通过地址的选址可以分段录放,因此可以独立存放汉字语音,构成语音库;具有自动省电模式,在非录放状态时自动省电.有单一电源供电( + 5v) ;静态电流典型值 0. 5uA,最大值2uA;工作电流典型值15mA,最大值30mA. 2. 2 单片机语音录放系统本电路使用了四片 ISD1490, 每片都如图 3 所示接成基本的录放电路,最后用单片机将四个基本录放电路连接成一个整体. 因为每片录音芯片可录音 90 秒,四片共可录音 360 秒, 用单片微处理器 MCS89C51 进行控制, 当录音时间在 90秒之内时,只用 1# 芯片, 如录音时间超过90 秒时,启用2# 芯片, 在录音时间超过 180 秒时, 启用3# 芯片, 这样,用微处理器来完成定时和芯片自动选择,就可实现360 秒内任何时间长度 的语音录制与回放, 从而实现录音放音功能. 系统结构如图4.图 4 单片机语音录放系统结构图3 系统的软件设计 本系统软件设计较为简单, 主要是定时选片控制,每片语音电路的地址端均接地,录放控制端受MCS89C51 控制, 根据微处理器的定时, 当需要某一芯片录放时, 单片机相应的控制端起作用,即启动语音电路工作,部分程序框图如图5 所示.图 5 部分程序框图4 结束语 单片机语音录放系统解决了传统录放机体积大、 扩展不方便的缺点.本系统所设计的电路可实现360 秒内任意长时间的语音录放. 在此基础上对硬件和软件稍作改动, 便可完成其他的功能,如语音报警器,智能语音控制器等,为各种智能仪器仪表扩展语音功能奠定了基础, 具有广泛的发展前景。
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声控灯是一种声控电子照明装置，由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强，控制灵敏的声控灯，它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声，即可方便及时地打开和关闭声控照明装置，并有防误触发而具有的自动延时关闭功能，并设有手动开关，使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。 声音控制就能让楼道里的灯亮一段时间，这样可以节能；对手机说出要拨打的姓名，手机会自动接通相应的电话号码。如今，人们对声控技术越来越熟悉。用声音代替肢体动作给人们带来了很多的好处和便利。因此，越来越多的声控设备广泛地应用到人们的生活当中。声控技术是模拟人的听觉系统和理解系统的原理实现的。一般的声控电脑设备在应用之前都要进行长时间“训练”。这个“训练”过程有点类似教婴儿听说，首先要把我们知道的告诉声控电脑设备，比如一句话怎么说才正确。电脑在“学习”这些话时，会把这些话拆成字或拼音中的声母和韵母去一点一点学习。这个“训练”或 “学习”过程很费时间。当然，“学习”时间越长，该声控设备也越灵。由于每个人的声音千差万别，因此声音可以用作安全认证的依据之一。别人可以模仿你的签字，猜测你的密码，甚至能留下你的指纹，但要模仿你的声音就有点太困难了。美国的一座智能化大厦就采用了声音识别的方式。到达公司门口，你必须通过安全检查。电子声控门卫将问候“早上好！”你也该回答“你好！”或“早上好！”之类的礼貌用语。此时电子门卫通过你的声音来辨别你是不是该公司的工作人员，如果确认你是，它将主动为您打开门，但如果不是，电子门卫将客气地将你 “拒之门外”。如果你视力不好或行走不便，声控设备也可助一臂之力。比如，你可以通过说话控制洗衣机、电视机、电脑等设备。让它们执行开启、关闭等简单的任务。装有声控设备的电脑还能为你朗读新收到的电子邮件，告诉你最新的消息。荷兰飞利浦公司最近还研制出了一种新型音响设备，如果你想听音乐，不用走到音响前找按钮，也用不着遥控器，即使你在厨房，只要喊一声“开始放音乐吧”,远在客厅的音响就能自动开启，再说出歌曲的名字，音响就能在几秒钟之内找到这首歌自动播放。更为神奇的是，如果你想不起来歌曲的名字，只要哼几句歌曲的旋律，音响就能辨别出是哪首歌，然后播放给你听。经过“学习”后的声控设备当然也可用来教大人和小孩们学习语言。举个例子吧，如果您不知道怎样发出‘WO’这个音，学过这个音的声控设备就可通过发这个音，配以嘴唇与舌头运动图像的同步播放来让您反复练习，直到发音准确为止。即使你听力有问题也不用担心，因为可以通过看嘴唇与舌头怎样运动来模仿和练习。未来的声控设备还可以成为人们的贴心朋友和助手。当你烦恼时，它能陪你聊天解闷；当你生病时，能告诉你得了什么病，应该吃什么药；当你上路出行时，能替你指路，为你保驾护航。不过，声控设备还有些问题有待解决。现在“训练”出的声控设备只能听懂我们所教的那些话，我们没有教的，它可就永远“听”不懂。另外，在嘈杂的马路边或者说话人口音很重的情况下，它也不一定能听懂。由于当前对人的听觉和理解系统还有很多地方没有完全研究清楚，所以声控技术还有很大的发展空间。
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电视纪录片创作中声音和画面的关系 电视纪录片作为电视节目中一种独立的表现形式，在创作过程中，声音的创作远比画面的创作要复杂得多。这不仅仅是因为声音成分复杂，更是因为人们对声音的重视程度也越来越高了。纪录片中的声音成分主要有：人物同期声、自然音响、效果音响、解说词、音乐，它们在作品中经常相互配合、相互作用，形成一种综合性的声音效果。关于声音和画面的关系，一直是电视纪录片创作过程中争论不休的问题，而这种声画关系的争论又往往表现在对声音的认识上。在过去的很长一段时间里，对声音的认识，主要有这样两种偏差：一种是主张以画面为主，声音是为了补充画面的不足，它注重的是画面的冲击力和表现力；而另一种则是强调解说的作用，画面只是图解解说的意义而已，它注重的是解说词的表意作用及创作者主观情感的抒发。虽然这两种认识各有各的理由，但从某种意义上讲，它们都忽视了电视本身所具有的表现特点。电视是一种直观的视听形象系统，它的画面与声音是同时存在的，而且两者是相辅相成、缺一不可的，它们共同作用构成了活动着的情境，只不过在不同的情境中，它的偏重点有所不同而已。如在浙江台摄制的电视纪录片《浙江精神》中，人物的行为是主要的，尽管片中有音响效果和语言，但这些声音因素只是作为活动的伴生物。而在另一类电视纪录片如《往事歌谣》中主要的叙事是靠片中主人公本人的讲叙完成的，讲叙占了全片很大的比重，其声音信息成为主体。片中，由于被采访人物的讲叙自然生动，有实际内容，它仍然能满足电视观众接受信息的需求，从而得到观众的认可。片中人物讲话的画面，虽然有时没有太多的动作和场景变化，缺乏一定的形象性特征，但那被采访者讲话时的表情、体态及讲话内容相互作用，生动地表现了他开朗豪放、豪无顾忌的性格特征。这种声画一体化的复合结构，并没有哪个更重要或谁补充谁的区别，而只是要表达一种真实的物质存在。例如：现场效果声的运用，声音本身并没有补充画面在表达意义方面的不足，人们之所以大量运用这种方法，本意也并不是为了补充画面的不足，而是要利用声音信息的潜在能力，通过双重信息的相互作用，创造出一种真实感和现场感。那种音乐垫底，一铺到底的做法，之所以不受同行及观众的认可，也并不是因为它没有补充画面的不足，而是因为它忽视了声音传播信息的功能。那些附加的声音成分——解说和音乐与画面的关系则较为复杂。画面作为直接的信息形态，主要用来传达现场气氛和形象细节。声音作为间接的信息形态，主要用来表现概念运动，表达抽象的意思和创作者的主观情感。在这里，视觉信息和听觉信息各自执行着不同的任务，起着不同的作用。它们之间不仅仅是一个相互补充的关系，而且还是一个相互作用、相互加强的关系。比如在一些政论、历史、文化题材的电视片，如浙江台的电视系列片《潮起浙江》、甘肃台的电视艺术片《再塑昆仑》及浙江台的六集电视纪录片《浙江精神》等类型的电视纪录片中，解说词是重要的，因为它本身就是为了说理，表达观点，并影响观众，不说，就达不到目的。而对另一类以形式感为主的电视纪录片，画面的形式美远比声音更重要。如探索性的电视纪录片《潘天寿》全剧没有一句解说，片中完全通过画面之间剪接的节奏变化、画面本身的景别变化，以及被采访者的叙述来表达作者所要表述的意念和情感，而片中声音只有音乐，它作为一种情绪的烘托。 所以对于电视纪录片的创作来说，题材的要求、作者审美趣味的偏好以及创作中风格因素等等，都会影响到对声画关系的认识。同样，声画结合的最佳值，也很难用一种定量分析的方法来确定。两者有时会相互干扰，会起抵消作用，而单纯强调一种因素而忽视对另一种因素的潜在能力的发挥，都会给人以不满足感。这需要创作者根据节目的要求，有效地利用它们，追求一种最佳的传播效果。我在这里之所以要强调声音在电视纪录片创作中的作用，是希望在我们的电视纪录片创作中能够更好地发挥声音因素潜在能力和声音因素的表现力，为电视纪录片开辟更广阔的创作空间，这也是电视本身的要求。纪录片的第一生命是真实。纪录片的真实性不仅要靠有真实的画面，还要靠有真实的声音。纪录片不仅要重视画面语言的应用，还要重视声效语言的表达。与电影不同，电影有一个从默片到有声电影的发展过程，而电视的声音是与生俱来的，电视是声音和画面合一的艺术。作为最具电视特性的纪录片当然是“视听并茂”的艺术，其听觉部分当然是不可忽视也不可偏废的，在你感受画面语言带来的冲击力的同时，声效语言元素也发挥了重要作用。 ��声音和画面的关系一直是电视纪录片创作过程中争论不休的问题，在我看来这种声画关系的争论往往表现在对声音认识偏差,一种是主张以画面为主，声音是画面的补充，它注重的是画面的表现力；而另一种主张是强调解说的作用，解说可以深化画面，表达画面没有办法表达的意义，它注重的是解说词的表意作用。这两种认识应该说各有各的理由，但是从某种意义上讲 ，它们都忽视了电视本体特性，声画合一的艺术。 ��在相当长的时间中国电视界没有ENG，没有现场话筒的音乐加解说加画面的传统专题片创作风格延续了很多年。可以说，是拍摄设备进步使纪录片恢复真实性，纪录原声状态几乎成为一场纪录片创作的革命。大型电视系列纪录片《望长城》就是这种原声纪录探索的先驱。《望长城》很注重前期拍摄，打破以往纪录片重画面构图重光线处理的模式，抓住纪实拍摄这个基点，大量采用一机多声源，多机多声源方式，在拍摄现场做文章，抓拍生活中原态的质朴的美，其画面和声音均具有强烈的现场性。 ��声音，作为视听媒介的基本物化元素，与画面一起构成特定的审美时空。电视纪录片中对人物同期采访声的大量运用可以说是突破传统电影纪录片的巨大技术跃进。电视的采录设备为我们提供了同步记录真实声画时空的手段，声音的全方位传播使画面的内涵得到伸延，使人物的情感得到更充分的展现。在《纸殇》的开头，古老的造纸机器发出的音效与多机位的画面同步，让我们感受到原始的造纸技术在现代文明中的那份沉重。 ��目前，各类型的现场声效和人物同期声逐渐取代不必要的冗长解说已成为电视纪录片的新时尚。而穿插在现场纪实画面之间的同期访问谈话，直接向观众叙述，不仅提供了背景材料，发表了议论，又避免了编导的主观介人，使作品更加客观、公正和可信。 ��留心观察，可以发现在纪录片访谈中大量使用的微型无线话筒和吊杆话筒，主持人和被访对象衬衫上别着的微型无线话筒替代了叫人生厌的“棍棒式”大话筒，使每次采访（或人众或人寡）都犹如春天里轻松自然的促膝谈心一般透着生活中真实、浓郁的人情气息。这种无线话筒和吊杆话筒的使用，彻底拆除了摄像机镜头前采访人与采访对象之间无形的墙。采访人不再是生硬的话筒架子，而是一个可以平等交流的对象。屏幕上的人际交流更加接近生活状态下的自然交流，具有良好的效果。 ��除了同期声的采录，纪录片中利用多轨调音录音技术记录生活背景声、使用数字一体化摄像机的多个声道在闹市区的采访音效记录等都极大地丰富了声音在作品中的艺术表现力，为观众展开了真实的生活氛围时空。 ��实际上，纪录片中的声音成分相当复杂，它不仅仅只有解说词，它还包括：人物同期声、自然音响、效果音响、音乐，它们在作品中经常和画面相互配合、相互作用。 ��人们注意到现在纪录片创作中，解说的声音在减少，创作者已经不是事先写好解说词然后再按解说词拍摄画面了。解说词在片中的比例已经缩小了，有许多是化为同期声和字幕。解说词的写作和“播读”也不再那么张扬创作者的主观感情和态度，而是作为客观的叙述者为观众交代背景、连接内容。所以多数纪录片的画外音解说 “读”出来的感觉不再是“宣传腔”、“播音腔”，而是追求平实的，客观的、冷静的风格。 ��我们也看到了一些纪录片通片没有解说词的，我在这里并不是在提倡纪录片通片都不用解说。解说词为听而写，解说词并不是不可以用来表现概念抽象的内容和创作者的主观情感，以及对画面视觉信息起整合作用，但是纪录片的解说词和画面不能够脱离，他们之间不仅仅是一个相互补充的关系，而且还是一个相互作用、相互加强的关系。在一些政论、历史、文化题材的电视片，如泉州电视台的电视系列片《誓言的回声》、中央电视台的电视系列片《中华之门》及文献纪录片《孙中山》等类型的电视纪录片中，对承载了许多信息的画面而言，更应该突出解说词的重要性，因为这类节目本身就是为了说理，表达观点，并影响观众，不说，就达不到目的。但是，就综合的声效语言表现来说，人物同期声、自然音响、效果音响、音乐也都是不可缺少的。我们常说传统的专题片“画面声音两张皮”， 传统的专题片不是没有声音，只是它往往是后期播音员配上的解说词和后期配的音乐或者效果声，听起来非常完美，但是完美得不真实。纪录一个人物的生活，听不到这个人的声音、听不到大自然的声音能够说是真实的吗？一个没有声音的人就有可能是哑巴。而全部用“音乐打底”，真实性就大打折扣了。从专题片制作到纪录片创作，一个很重要的变化就是“声音”受到人们的重视。 ��在纪录片的声效语言，同期声也许是最重要也最复杂的。 ��同期声：即在画面中可见其声音来源的声音，或视频和音频同步记录的现场声。同期声实际上包括现场采访的人声（即人物同期声）、现场动物和背景自然音响。 ��我们在拍摄纪录片，摄象机的话筒必须永远开着，哪怕在后期编辑的时候有些同期声没有派上用畅�纪录片运用同期声有什么作用呢？首先，它能够增强现场的真实感，把观众带入纪录片所表现的环境和氛围里去，达到对真实世界的完整复原，其次，它可以增强节目的参与性和可看性，使节目不再是单方面的播音员解说。纪录片《望长城》的纪实魅力就在于大量使用同期声。今天的电视观众早就不满足于看到嘴巴在动没有听到声音的画面，为什么可以让主人翁说的话非要让播音员去说呢。同期声不是背景，同期声也是解说词，是表现人物和事迹的重要手段。 ��纪录片的同期声运用必须尽量在技术上保持声画同步，以获得真实的效果。但是，在编辑纪录片的时候我们有时候会出现这样的情况，即声音比画面早出现，这就是前延声。还有一种后延声：即画面已经转换仍持续着声源的声音。为了不让同期声过于冗长，增加画面的节奏感和信息量，编辑片子就要注意使用前延声和前延声。 ��同时，我们还要注意这样一种倾向，人物同期声采访不能滥用，有许多纪录片在重视人物同期声的时候过了头，人头接人头，采访接采访，老让被采访人去说，人物同期声采访用得太长，太多，影响了作为电视本体语言的画面的作用，纪录片的主要功能应该是画面，让画面传递信息，让画面自己“说话”，凡是画面能够说清楚的能够表现的，能够让事实说话，让真实镜头表现的，就不要刻意安排同期声采访，实在是画面拍摄不到，无法表现才用人物同期声采访。 ��如孙增田获得亚广联大奖的纪录片《最后的山神》，以真实的画面纪录为主，客观而有限的背景解说，通过人物的行动和场景画面纪录，表现了我国北方大兴安岭鄂伦春族一户人家的生活。片中的孟金福是鄂伦春族最后的萨满，每年去森林中打猎、祈祷、敬山神。这个纪录片包涵了现场自然音响、效果音响、音乐和同期声，但这些声音因素只是作为人物活动的伴生物，在不同的场景发挥着不同的作用。孟金福说，“山上舒服，在家里不行，三天两头就感冒，在外头不感冒。”像这样富有个性的同期声并不多，但却是孟金福自己的话。而在孙增田最近的另一类电视纪录片如《点击黄河》中，主要的叙事是靠片中主人公本人的讲叙完成的，讲叙占了全片很大的比重，其声音信息成为主体，孙增田说，这是讲述历史。片中，由于被采访人物是历史事件的亲历者，他的讲叙自然生动，有实际内容和细节，它仍然能满足电视观众接受信息的需求，从而得到观众的认可。片中人物讲话的画面，虽然有时没有太多的动作和场景变化，缺乏一定的形象性特征，但那被采访者讲话时的表情、体态及讲话内容相互作用，生动地表现了人物的性格特征和讲叙了真实的故事。 ��纪录片的音乐，实际上是后期配上去的，运用得好，当然能够抒情表意，纪录片的音乐绝对不可以一灌到底，因为画面的节奏是变化的，孤立于画面以外的音乐，是没有效果的，或者是反作用的，也会影响作品的真实性的。好的纪录片的音乐是有声源的，即画面上交代出发声体，如纪录片《英和白》有许多音乐不是后期加上去的，而是通过画面上交代出发声体，自然表达出来的，抒发了作品的感情色彩。纪录片的音乐运用要慎重，因为音乐是表现主观的感情，而纪录片是追求客观的真实的。 纪录片声画一体化的复合结构，声音和画面往往并没有哪个更重要或谁补充谁的区别，它们都在表达一种真实的物质存在。例如：画面是田野山村，有狗叫声、流水声或者特定的现场自然音响，这些现场效果声本身并没有补充山村画面在表达意义方面的不足，人们之所以大量运用这些声音，是在利用声音信息的潜在能力，通过声音和画面双重信息的相互作用，创造出一种真实感和现场感。那种传统的音乐垫底，一铺到底的做法，之所以不受同行及观众的认可，也并不是因为它没有补充画面的不足，而是因为它忽视了声音传播信息的功能。在《伴》的结尾，画面上再次出现了老人在大清早拄着拐杖去拣猪食，艰难地行走，人们也许会担心，老人快走不动了，她倒下了，那头养了七年的猪也活不了啦，猪要是先死了，老太婆也活不了啦，而这个时候，老人的拐杖发出的声音似乎越来越响，加剧了人们的担心。 毫无疑问，人们看电视，不仅要“看”，而且要“听”。� ��在我看来，纪录片的声音效果比画面的拍摄要复杂得多，纪录片的声效语言构成了电视屏幕的“声音形象”，它和画面语言一样，都是纪录片创作的一个重要手段，只不过在不同的情境中，它的偏重点有所不同而已，有时候是画面语言在发挥作用，有时候是声效语言在发挥作用，纪录片的声效语言应该引起我们的重视，进一步研究。
一、分集式接收二、信号检测器三、频率稳定度四、音频频率响应范围五、动态范围与信噪比楼主可以参考下上面的大纲。