电气自动化专业英语翻译

电气自动化专业英语（翻译1-3）

第一部分：电子技术

第一章电子测量仪表

电子技术人员使用许多不同类型的测量仪器。一些工作需要精确测量面另一些工作只需粗略估计。有些仪器被使用仅仅是确定线路是否完整。最常用的测量测试仪表有：电压测试仪，电压表，欧姆表，连续性测试仪，兆欧表，瓦特表还有瓦特小时表。

所有测量电值的表基本上都是电流表。他们测量或是比较通过他们的电流值。这些仪表可以被校准并且设计了不同的量程，以便读出期望的数值。

1．1安全预防

仪表的正确连接对于使用者的安全预防和仪表的

正确维护是非常重要的。仪表的结构和操作的基本知识能帮助使用者按安全工作程序来对他们正确连接和维护。许多仪表被设计的只能用于直流或只能用于交流，而其它的则可交替使用。注意：每种仪表只能用来测量符合设计要求的电流类型。如果用在不正确的电流类型中可能对仪表有危险并且可能对使用者引起伤害。

许多仪表被设计成只能测量很低的数值，还有些能测量非常大的数值。

警告：仪表不允许超过它的额定最大值。不允许被测的实际数值超过仪表最大允许值的要求再强调也不

过分。超过最大值对指针有伤害，有害于正确校准，并且在某种情况下能引起仪表爆炸造成对作用者的伤害。许多仪表装备了过载保护。然而，通常情况下电流大于仪表设计的限定仍然是危险的。

1．2基本仪表的结构和操作

许多仪表是根据电磁相互作用的原理动作的。这种相互作用是通过流过导体的电流引起的（导体放臵在永久磁铁的磁极之间）。这种类型的仪表专门适合于直流电。

不管什么时候电流流过导体，磁力总会围绕导体形成。磁力是由在永久磁铁力的作用下起反应的电流引起。这就引起指针的移动。

导体可以制成线圈，放臵在永久磁铁磁极之间的枢钮（pivot中心）上。线圈通过两个螺旋型弹簧连在仪器的端子上。这些弹簧提供了与偏差成正比的恢复力。当没有电流通过时，弹簧使指针回复到零。

表的量程被设计来指明被测量的电流值。线圈的移动（或者是指针的偏移）与线圈的电流值成正比。如果必须要测量一个大于线圈能安全负载的电流，仪表要包含旁路或者分流器。分流器被容纳在仪表盒内或者连接到外部。

例子

一个仪表被设计成最大量程是10A。线圈能安全负载0。001A，那分流器必须被设计成能负载9。999A。当时。001A流过线圈时指针指示10A。

图1。1（A）说明了一个永久磁铁类型仪表。图1。1（B）显示了一个外部分流器连接到仪表端子上。永久磁铁类型仪表可以被用作安培表或者电压表。当量程被设计成指示电流并且内阻保持最小时，这个表可以作为安培表用。当量程被设计成指示电压，内阻相对高一些时，这个表可以用来测量电压值。注意：不管如何设计，指针移动的距离取决于线圈的电流值。

为了让这类表用在交流电中，在设计时必须作微小的改动。整流器可以把交流变成直流电。整流器合并进仪表中并且量程要指示出正确的交流电压值。整流器类型的仪表不能用于直流电中并且它一般被设计成电压表。

如图1。2，电测力计是另一种能用于交流电的既能作安培表也能作电压表的仪器。它由两个固定线圈和一个移动线圈构成。这三个线圈通过两个螺旋型弹簧串联在一起。这个弹簧支撑住移动线圈。当电流流行性过线圈时移动线圈顺时针方向移动。

电测力计因为属永久磁铁型仪表，量程不是均匀分布的。作用在动线圈上的力根据流过该线圈的电流平方来变化。有必要在量程开始比量程结束分割的密一点。分割点之间距离越大，仪表的读数越精确。争取精确的读值是重要的。

移动叶片结构是仪表的另一种类型。电流流过线圈引起两个铁片（叶片）磁化。一个叶片是可动的，另一个是固定的。在两个叶片间的磁的作用引起可动叶片扭转。移动的数值取决于线圈的电流值。

警告：所有描述的取决于磁力作用的仪器，都不

要放臵在另一个磁性物质附近。它的磁力可能对引起仪表

故障或者导致测量值不准确。

1．3测量仪器的使用

电压表是设计来测量电路的电压或者通过元器件

的压降。电压表必须与被测量的电路或元器件并联。

1．3．1压力检验计

交-直流电压检验计是一种相当粗糙但对电工来

说很有用的仪器。这种仪器指示电压的近似值。更常见类

型指示的电压值如下：AC，110，220，440，550V，DC，

125，250，600V。许多这种仪器也指示直流电的极性。那

就是说(i.e=that is)电路中的导体是阳性（正）的还是

阴性（负）。

电压检验计通常用来检验公共电压，识别接地导

体，检查被炸毁的保险丝，区分AC和DC。电压检验计很

小很坚固，比一般的电压表容易携带和保存。图1。31。4

描述了用电压检验计检查保险丝的用法。

为了确定电路或系统中的导体接地，把测试仪连

接在导体和已建立的地之间。如果测试仪指示了一个电压

值，导体没有接地。对每一个导体重复这个步骤直到零电

压出现（见图1。5）。

为了确定任意两个导体间的近似电压值，把测试

仪连接在导体之间。

警告：要认真读并遵守电压检验计提供的说明书。

1．3．2电压表

电压表比电压检验计测量更精确。因为电压表与

被测量的电路或元件并联，必须有相对高一点的电阻。内

阻要保证通过仪表的电流最小。流过仪表的电流越小，对

电路特性的影响越小。

仪表的灵敏度用符号O/V表示。这个数值越高仪

表的质量越好。高灵敏度可使电路特性的改变减到最小。

电工使用的仪表精确度在95%到98%之间。这个精

确度范围对大多数应用是满意的。然而，电力工作者力求

最精确的可能读数是重要的。一个精确读数可以在仪表盘

上显示也可以直接读出来。如果在指针后面有镜子，调整

视线的角度直到指针在镜子中看不到映象。如要更精确可

以使用数字表。

电压表有与电压检验计同样的应用。电压表比电

压检验计更精确。因而，也支持更多的应用。例如，如果

一个建筑物的供电电压低于正常值，电压表能指示出这个

问题。电压表也用来确定馈电线和支线电路导体的压降

值。

电压表有时有不只一个量程。选择一个能更精确

测量的量程很重要。选择器开关范围达到这个目的。注意：

开始用一个适当的高一点的量程，然后逐渐降低到在限定

范围之内的最低量程。设定选择器开关在可用的最低量程

上能使读数达到最精确。

使用仪表之前，要检查仪表确保指针指在零上。

在仪表盘下面有一个调整螺钉。一个轻微的扭动就能使指

针偏移。扭转调整螺钉使指针对准零线。

当在DC中使用电压表时，保持正确的极性是很重

要的。大多数的直流电源和仪表都用颜色标记极性。红色

指示阳极，黑色指示阴极。如果电路和元件的极性未知，

触一下端子的导线观察指针。如果指针犹豫着试图摆动，

仪表导线连接就要颠倒一下。

警告：不要让仪表连接反的极性。

1．3．3安培表

安培表是用来测量电路或部分电路的电流

数量的。他与被测电路元件串联连接。仪表的电阻必须非

常低这样不会影响流过电路的电流。当测量很灵敏的设备

的电流，安培表电流的轻微改变可能会引起设备的故障。

安培表象电压表一样，也有一个调零的调整螺钉。

许多仪表也有镜子帮助使用者保证读数精确。

安培表常用来找出过载或者开路。他们也用来平

衡线路的负荷和确定故障位臵。

安培表总是与被测电路或元件串联连接。如果使

用在DC下要检查极性。图1。6（A）显示了安培表测量电

路的电流。图1。6（B）显示的是AC安培表。

1.3.3 欧姆表

欧姆表用来测量电阻，它内装电池提供操作时需要的

动力。

警告：在接上欧姆表之前，必须确认电路或部件没有

与常规电源相连接。将欧姆表与一个没有断开电源的电路

相连可能回损坏仪表甚至导致使用者受伤。

欧姆表的刻度的读取方向与其它仪表相反，当仪表电

流开路时，指针应当指向无穷大。可以通过调整旋纽使指

针与无穷大标志对准。

多数欧姆表有数个量程，量程选择开关应当臵于最能

为精确测量的位臵（刻度）。量程一般为：r*1、r*10、r*100、

r*1000。如果选择开关臵于r*1，表盘显示的值即为测量

值；如果选择开关臵于r*100，表盘显示的值必须乘以

100。……

1.3.4 通断测试仪

1.3.3 兆欧表

兆欧表，一般认为是由其商品名MEGGER而得名，是

一种测量极高电阻的仪器。例如，用来测量电路导体或马

达绕组绝缘体的电阻。兆欧表被设计成用来测量兆欧级的

电阻；一兆欧等于一百万欧姆。

一个称之为磁发电机的小型发电机被包含于兆欧表

外壳之内，它为仪表提供动力，就像欧姆表中的电池所起

的作用。磁力发电机可以手动发电或由电池以及其它设备

提供电源。兆欧表有很多不同电压档，其中最常用的设计

工作于以下数值：500V、1000V、和1000V。磁力发电机产

生的电压取决于被测电阻的类型和欧姆值。

因为兆欧表是设计用于测量极高电阻，它们通常用于

绝缘测试。肉眼观测绝缘性能和用欧姆表进行漏电测试不

是非常可靠，而兆欧表测试是维修电工们最为可靠的测试

方法之一。

警告：在兆欧表连接到导体或电路之前，电路必须断

电。绝缘测试通常是在导体与地之间进行，所以良好的接

地是测试过程中至关重要的一部分。应当用兆欧表和低电

阻欧姆表检测以确认接地的良好连通性。

绝缘测试应当在安装期间进行，并在以后定期进行。

对于额定电压在600V或以下的电路和设备，可以使用

1000V磁力发电机。必须对测试进行记录，包括测试日期、

时间、温度、湿度和电阻值。

由于大气状况会影响绝缘电阻，一段时间内可能会有

很多不同的测试值，因为绝缘电阻随着温度、湿度和空气

质量的不同而不同。

绝缘的共同敌人是湿气、污垢、油污、和化学物质，

尽可能地保持设备和导体的清洁和干燥是非常重要的。良

好的保养习惯和定期的绝缘测试应该成为制度而不是偶

尔为之。兆欧表的快速通常被标注为最小10000欧姆，最

大200兆欧。额定工作于600V的导体的绝缘能力应当显示

其绝缘电阻在600000欧姆以上。对于马达、发电机、变压

器和类似额定工作于1000V或以下的设备，其最小绝缘电

阻必须在1兆欧以上。对于工作于额定电压在1000V以上

的导线和设备来说，一个不错的计算规则是：将额定电压

除以1000即得到了该设备以兆欧为单位的最小绝缘电阻。

周期性的绝缘测试应当至少每两个月进行一次，绝缘

电阻值随温度和空气状况的不同而不同，但是，1年到18

个月的长时期内，绝缘电阻持续下降的趋势意味着存在问

题，电路和设备必须接受检查。

1.3.7 多用表

1.3.8 功率计

1.3.9 电度表

电能表等于功率和时间的乘积。电表用于测量在某段

时间内消耗的功率。对于直流电表，其速度正比于功率，

它记录了给予用户的瓦时或千瓦时数。因为很多用户需要

大量能源，标准电表被设计成以千瓦时显示。

交流电表的工作原理为感应原理。移动磁场产生电流

流过铝制圆盘，这种电流称为涡流，它所产生的磁场于运

动磁场相互作用，使得圆盘转动。旋转的圆盘驱动一个齿

轮链，使指针依次显示（电功值）。

电表有四个或5个刻度盘，每个刻度盘有一个指

针，标刻有0到9，刻度盘读数从左到右（从右到左），从

右到左刻度盘分别显示个位、十位、百位、千位和万位。

如图1.11，4位刻度盘显示1238千瓦时。如果指针在两个

数之间，总是读取两个数中较小的那个

Chap2固体功率器件的基本原理

2．1引言（绪论）

本章将集中讨论固态功率器件或功率半导体器件，并且只研究它们在采用相控（电压控制）或频率控制（速度控制）的三相交流鼠笼式感应电机的功率电路中的应用。

2．2固态功率器件

有五种用于固体交流电机控制中的功率元器件：

（1）二极管

（2）晶闸管（例如：可控硅整流器SCR）

（3）电子晶体管

（4）门极可关断晶闸管（GTO）

（5）双向可控硅

晶闸管SCR和双向可控硅一般用于相位控制（相控）。各种二极管，晶闸管SCR，电子晶体管，门极可关断晶闸管的联合体用于频控。这些器件的共性是：利用硅晶体形成的薄片构成P-N结的各种组合。对二极管，SCR，GTO一般P结叫正极N结叫负极；相应的电子晶体管叫集电极和发射极。这些器件的区别在于导通和关断的方法及电流和电压的容量。

让我们根据他们的参数简单看一下这些元器件。

2．2．1二极管

图2。1显示了一个二极管，左边部分显示的是在硅晶体中的一个PN结，右边显示的是二极管的原理图符号。

当P相对于N是正时，由于节上有一个相当低的压降，前向电流开始流动。当极性相反时，只有一个极小的反向漏电流流动。这些用图2。2阐明。前向电压通常大约有1V，不受电流额定值的影响。二极管正向导通电流的额定值取决于其尺寸和设计，而这二者是根据器件散热的要求来确定的，以保证器件不超过最大结温（通常为

200C）。

反向击穿电压是二极管的另一个重要参数。它的值更取决于二极管的内部设计而不是它的物理尺寸。

注意：一个二极管只有当加上正向电压时才会正向导通。它没有任何固有（内在的）的方法控制导通的电流和电压值。

二极管主要用在交流电路中作整流器，这意味着它们把AC整流成DC，同时产生的直流电流和电压值没有固有的控制方法。单二极管可用额定值到4800A和最大反向电压1200V，2000A最大反向电压4400V。

2．2．2晶闸管

图2。3显示了晶闸管（一般也叫可控硅）的PN结排列和它的原理图符号。注意这不同的结从正到负是PNPN，还有一个门极连到了内部的P层。

如果没有连门极，并且阳极加反向电压，从正极到负极就没有电流通过。这是因为内部P结由于未通电而工作在阻断电路。这种情况对于正向阻断状态也是正确的。然而，当阳极是正的并且正信号作用到门上，则电流将从正极一直流向负极即使门极没有正信号。

换言之，门极能打开晶闸管但不能关断它。关断晶闸管的唯一方法是通过外部方式在正极强加上一个零电流。因此在前向导通只能通过强加零电流停止方面，晶闸管与二极管是相似的。然而，晶闸管与二极管在如何启动前向导通方面是不同的。（1）阳极是正（2）门时刻是正。这个特性暗指了术语?可控硅?。

图2。4阐明了晶闸管的稳态伏安特性。注意反向电压和反向泄漏电流的形状与二极管的很相似。反向电压导通时比二极管的高，通常有1。4V。阻断状态也有一个极小的前向泄漏电流。

在二极管中，稳态电流值是由器件的性能和底座（散热器）散发的热量确定的。晶闸管的最大结温比二极管要低，大约在125C。这意味着在同样的额定电流下，加上1。4V的前向压降，晶闸管比二极管的前向压降大的多。单晶闸管可用额定值在最大反向电压2200V超过2000A，在在最大反向电压4000V超过1400A。

2．2．3电子晶体管（电子管）

图2．5列出了一个典型功率电子管的结排列，原理符号图和伏安特性。如果集电极为正，除非在基电极和发射极间有电流才有电流从集电极到发射极。与晶闸管比较，只有在基极有电流时，电子管没有从集电极到发射极的自锁电流。基极开路，集电极到发射极将阻断电流。

功率电子管与晶闸管在控制前向导通的启动时相似。它与晶闸管不同的地方在于它能控制关断和交流电机频率控制所必需的换向。

注意伏安特性没有显示反向特性。一般的，一个

反向分流二极管连在发射极和集电极之间，以保护电子管

受反向电压伤害。功率电子管的可用额定值是最高反向电

压1000V400A。

2．2．4门极可关断晶闸管GTO

图2。6显示了GTO的原理符号。GTO与晶闸管的相

似处在于PNPN结的排列和前向电流的操作。如果阳极是

正的，导体的启动是通过作用在门上的正脉冲。然而硅片

和结是利用特殊特性设计的，所以即使阳极保持正值，加

到门上的强负电流作用迫使前向电流阻断。GTO常用的瞬

间额定值是PRV1200V2400A。

2．2．5双向可控硅

图2。7显示了双向可控硅的原理符号图。一个双

向可控硅由一个特殊的晶闸管包（包含前向和反向晶闸

管）组成，它的操作由一个门极控制。他们常用在调光器

电路中或者作为继电器的开关，这样截止态下很小的泄漏

电流不会引起其它控制器的误操作。随着增加电流容量可

控硅的可用性使他们用于交流电机的相位控制中。

2．3功率半导体容量

功率器件在稳态交流电机马力范围大于600V时如

何用，用在哪里摘要显示在表2。1中。马力额定值基于没

有并联的器件。

2．4功率半导体的物理特性

在物理特性条件下，有三类最常用的功率半导体：

（1）栓接式（2）薄片或冰球式（3）绝缘散热器类型。

他们的共同特征是需要与其它器件有物理联系。这器件叫

散热器，为了保持结温在设计值内把内部热量散发出去。

散热器吸收结的热量通过散热片，轮片（螺旋桨叶片）或

者液体冷却剂发散出去。液体冷却剂几乎从不用于600V

级的固态交流电动机控制中，而且也不包含在我们的讨论

中。这三类功率半导体的不同在于它们如何安装，他们如

何与散热器连接。

2．4．1栓接式

螺纹部分可能是PN结的一部分，或者是与有源电

子部分电子绝缘。在任一种情况下，螺纹部分常常插入散

热器的螺纹孔。

栓接式器件在小马力额定值下常用来作为直接功

率控制器件，在大马力额定值下常用来作为辅助保护器

件。在后一种情况下，它们常直接安装在较大器件使用的

散热器上，如冰球式设计。

2．4．2冰球式器件

典型冰球式功率器件可能是二极管，可控硅或

GTO。尺寸范围直径从近似25MM到100MM。每一个平坦的

面即不是P也不是N结。热传递和导电从这表面产生。冰

球式器件典型安装是联接铝型材的散热器。特别的箝位电

路，联接绝缘混合剂和扭矩扳手都是需要的，用来确定光

热传递和电导率。

由于栓接式和冰球式器件的散热器都能传递电

流，他们必须与机械底托电子绝缘。轮片能加到散热器上

增加热量排放并且增大固定负荷状态的完成。

由于散热器能在同样电压水平下作为功率器件，

冰球式和栓接式的固态AC电动机控制必须通过附件（外

壳）供给。附件（外壳）必须有合适的通风口或热交换器

使得热量能散发。它不会用在放在安全封套中的用法，例

如象NEMA12的密封盒或相似的外围物。

2．4．3绝缘散热器件

绝缘散热器功率器件可能是二极管，可控硅，GTO，

三极管或双向可控硅。单个的包包含器件的联合体，在内

部以线加固。区别的特征是术语?绝缘散热器?。有一个

铝底盘在每个包下面。这个底板与功率器件之间是导热并

绝缘的。结的大部分热量传给了铝盘。这个底板依次安装

在第二个更大的散热底板上。这个更大的散热底板在对面

有鳍状表面。

绝缘散热器的设计使它自己是个完全封闭的设

计。他们也有经过预包装的已经内部加固过的复合器件的

优点。他们的缺点是通过底部安装的底板散热的能力有

限，所以固定负荷状态必须小于开放的散热器—安装在冰

球式器件上。尽管如此，绝缘散热器在一般应用和器件容

量的使用上迅速增长。在较高的左上角的排列是唯一的，

同样它联合了有所有封闭设计的绝缘散热器概念的冰球

式的优点（例如，易替换，易互换）。它也被恰当的称为

?开放块状?模式。

2．5换流

在深入的讨论实际的固态交流电机的控制之前，

将换流的概念和种类阐述清楚是必要的。换流的不同类型

指所有讨论的固态电动机控制。

换流是功率半导体器件中负载电流被截止或停止

流动或转换到另一回路的过程。有以下三种换流方式：（1）

自然或线电压换流（2）负载换流和（3）强制换流。

2.5.1自然或电网（线电压）换流

图2.8为用于将交流转换为直流的功率半导体电路，

在数学上可以证明这种特殊电路可以将60Hz460V三相交

流电转换为包含60Hz脉动成分的600V直流电。

既然60Hz正弦交流线电压在每次正和负半周结束时

都会过零，因此在线电压的每个半周结束时，功率半导体

是自动（关断）换流的，这也就是自然或电网（线电压）

换流。

假设某一时刻图2.8电路产生的直流电压作用于一个

具有反极性的电压源之上（见图2.9），且该直流电压稍高

于600V，如果该半导体器件为二极管，则会导致短路的发

生。但是，如果这些器件是晶闸管、三极管或可关断晶闸

管，由于它们除非触发，都处于关断状态，没有电路流过，

所以不会有像使用二极管时的短路现象发生。因为器件将

在每个半周经历一次零电压，所以如果它们在每个半周的

任意时刻导通后，在每个周期结束时，交流线电压将使器

件换流。这也是有电流从直流端流向交流端的自然或电网

换流。

图2.10所示为一种连接于交流鼠笼感应电机交流接

线端的半导体功率装臵，如同图2.8和图2.9，图2.10中的

功率器件在将在每个交流线电压正弦波周期经历一次零

电压，因此，这些器件可以是二极管、晶闸管、三极管和

可关断晶闸管，或是双向可控硅。既然二极管可以导致线

路和电机短路，所以二极管是多余的。对图2.10，晶闸管

和双向晶闸管对于相控比较实用，因为它们可以被关断。

可关断晶闸管和三极管由于其固有的关断能力不相适应，

所以它们也不会用于图2.10。图2.10是另一种自然或电网

换流应用的例子。

2.5.2负载换流

负载换流发生于如下情形：负载具有某种特性可以导

致交流电压自动为零，继而将导致器件每半个周期换流或

关断一次。

电机的旋转加上直流场的效果导致电机输入端正弦

电压的产生。这种正弦波电压，如果连接到功率半导体器

件，将提供半周一次的换流或关断，这就是负载换流，见

图2.11。

电路见图2.11，它不能用于交流鼠笼式感应电机，因

为激励或励磁电流来源于与线电流功率部件相同的电源。

可以为功率半导体控制系统加装特殊电路，一旦感应电机

速度达到某一值时，可以为电机提供负载换流。对于大型

电机这样更为节省成本，但对于373kW/600V的电机不太

多见。强制换流技术用于这类电机。

2.5.3强制换流

图2.12所示为由功率半导体馈电的交流鼠笼式感应

电机，依次由直流源馈电。如上所述，交流鼠笼式感应电

机不能产生换流或使正弦波形转变极性，假设期望通过依

次开、闭功率半导体器件以提供电机的频率调节，则强制

换流必须用于器件的关闭。

如果是三极管，基极信号将使其导通，基极信号的撤

除将使其截止，三极管的强制换流不需要其它功率器件。

对可关断可控硅，正门极脉冲使其导通，而负门极脉

冲使其产生换流或关断，与三极管一样，其强制换流不需

要其它辅助功率器件

对于前面提到的晶闸管，门电路对关断无效，必须由

与阴极和阳极并联的辅助功率器件使阴极和阳极之间电

流为零。典型的结构包括一个电容和一个晶闸管，如图

2.13所示，当主晶闸管导通时，电容充电，主晶闸管关断

的同时，辅助晶闸管同时导通，因而电容放电，强制主晶

闸管阳极中的电流为零。

2.6 总结

紧记功率半导体器件在固态交流电机控制中使用的

三种重要的选项是：

（1）功率半导体器件（二极管、晶闸管、三极管和可关断晶闸管和双向可控硅）可以用于控制交流电压、交流转换为直流、直流转换为交流、和直流开关。

（2）采用哪种类型的器件取决于要实现的功能和器件输入和输出侧功率电流的特性。决定很大程度取决于可以使用的换流类型——电网、负载、或强迫换流。

（3）器件的物理特性（拴接式、冰球式、或绝缘散热式）和相关的冷却要求，在很大程度上取决于对成本的均衡考虑和控制器外壳的要求。

记住这三种选项的判据和性能，让我们期待下一步器件会有最好的表现，从将它们用于固态交流电机的相控启动器开始

chap 3

模拟电子

3.1介绍

3.1.1 模拟和数字电子学对照

我们已经研究过三极管和二极管怎样作为开关器件用于

处理以数字形式出现的信息。数字电子学中，三极管用作电子控制开关：它不是饱和就是截止。（三极管的）动态区域仅用于从一种状态过渡到另一种状态。

与之相对的是，模拟电子学依赖于三极管的动态区域和其它放大器的形式。希腊语词根?analog?的意思是?以一定的比例?，在这里表示信息被编码成为与表达量成正比的电信号。

在图3.1中，我们的信息是某种音乐，物理上由乐器的激励和共鸣产生。辐射的声波由空气分子的有序运动组成，准确的理解为声波，它使话筒的振动膜移动，依次产生电信号。电信号的变化与声波成比例。电信号被用电子的方法放大，即利用输入放大器的交流电能将信号的功率放大。放大器的输出驱动一个记录头，并且在一个圆盘上产生起伏的沟槽。如果整个系统正常，每一次声波振动都会记录在圆盘上，并且当该记录通过类似的系统重放，信号以声能的形式从扬声器辐射出来，所产生的声音能忠实地重现原始音乐。

基于模拟原理的电子系统形成了一类重要的电子仪器。收音机和电视机的播放是模拟系统的典型例子，许多仪器也是模拟系统，它们的应用领域包括偏差检测（应变计量器）运动控制（测速仪）和温度测量（热电偶）。许多电子仪器——电压表、电流计欧姆表、和示波器应用或至少是部分应用了模拟技术。

模拟计算机在数字计算机成熟之前就已存在。在模拟计算中，用电信号模拟微分方程的未知量。用电子的方法对这些信号积分、比例运算和求和以获得方程的解，比起解析或数值求解方法要容易一些。

3.1.2本章内容

模拟技术广泛地使用了频域的观点，我们以将频域的概念扩展到周期性的、非周期性的、和随机信号作为开始，我们将看到大多数模拟信号和过程都可以在频域中表示。我们将介绍频谱的概念，也就是，用同时存在的许多频率来表达一个信号。频域中的带宽（频谱宽度）将与时域中的信息率有关。

这种对频域概念的扩展也有助于我们区别模拟器件的线

性效应和非线性效应。线性电路被证明（be shown）可以滤除不需要的频率成分，与之对照的是，像二极管和三极管这样的非线性器件将产生新的频率成分。这种特性允许我们通过调频和调幅调制技术在频域中改变模拟信号，它被广泛应用于公共和私人通信系统。作为一个例子我们将讨论调幅收音的工作原理。

然后我们将讨论反馈的概念，它是一种技术，通过用模拟系统增益（的损失）交换其它期望特性如线性度或带宽。没有反馈，模拟系统如音频放大器或电视机将更贵而性能更差。对反馈优点的理解是欣赏运放在模拟电子学中应用的基础。

运算放大器（缩写为op amps）是模拟电路的基本构成单元，正如NOR和NAND门电路为数字电路的基本单元一样。我们将给出一些最为常见的运算放大器的应用，包括它们用于模拟计算机中的例子。

运算放大器 (简写OP amps)是模拟电路的基本组成部分，正如NOR或非和NAND与非门电路是数字电路的基本单元一样。我们将介绍一些运算放大器一般应用，以在模拟计算机里的他们的用途来结束。

3.2运算放大器电路3.2.1介绍

(1)运算放大器的重要性。运算放大器是一个在受负

反馈控制的高增益的电子放大器，用来在模拟电路中完成

很多运算功能。这样的放大器最初被发展完成运算，例如

在模拟计算机里为微分方程的求解的积分和求和。运算放

大器的应用被增加了，直到目前为止，大多数模拟电子

电路基于运算放大器技术。例如,你需要一个放大器获得

10倍的增益，便利,可靠性，费用考虑将确定使用一个运

算放大器。因此，运算放大器形成模拟电路的基本构件，

正如NOR或非和NAND与非门电路是数字电路的基本单元

一样。

(2)运算放大器模型典型的特性。典型的运算放大

器是利用十多个晶体管，几个二极管和很多电阻器的一个

复杂的晶体管放大器。这样的放大器被在半导体芯片上批

量生产并且售价少于1美元一个。这些部件是可靠，耐用

的，并且在他们的电子特性接近理想。

图3.2显示一台运算放大器的基本特性和符号。有

两个输入电压u+和u _ ,用大的电压增益差分放大，通常

达105 - 106. 输入电阻R也很大，100 K -100 M欧。输

出电阻Ro很小，10-100欧.放大器经常用正极(+ Ucc)和

负极(-Ucc) 电源提供直流电源。对这个情况来说，输出

电压在供电电压之间，- Ucc

接地(即,"-Ucc" =0). 这样的话输出电压在0

之间。电源连接很少被画进电路图，可以认为运算放大器

和合适的电源连结起来。因此运算放大器接近一个理想的

电压放大器，有高的输入电阻，低的输出抵抗和高的增益。

高增益通过使用强大的负反馈变为其他有用的特征。

负反馈的全部好处被运算放大器电路利用了。对那些早在

这章里列举，我们将为运算放大器电路还增加3个好处：

低扩张性，便于设计，和简单的构造。

(3)这节的内容。我们首先分析两个普通运算放大器

应用，反相和同相放大器。我们通过一个简单而有效对任

何运算放大器电路使用的一种方法，推导出这些放大器的

增益。我们然后讨论有源滤波器。这是有（带了）增加

了频率响应的电容器的运算放大器。然后我们简单讨论模

拟计算机，以讨论运算放大器的一些非线性的应用来结

束。

3.2.2运算放大器

(1)反相放大器。反相放大器，用图3.3显示，使用

一个运算放大器和两个电阻。运算放大器的输入是地(零

信号) ;负(-)电源连接输入信号(通过Ri)并且(通过RF)

反馈到输出信号.在下列讨论中容易混淆的是我们必须同

时谈到两个放大器。运算放大器是在负反馈放大器里形成

放大要素的一种放大器，负反馈放大器包含运算放大器加

上相关电阻。为了减少混乱，我们保留术语"放大器"只用

在反馈放大器的总体上。运算放大器绝不是一个放大器；

而被叫为运算放大器。例如，如果我们对放大器提及输入

电流，我们指通过R1的电流，并非进运算放大器的电流。

我们在图里能求出3.3反相放大器的增益，通过求

解基本的电路法则(KCL和KVL)或者通过试图把电路分成

主要放大器和反馈系统模块。不过，我们将提出另一方法，

这种方法基于运算放大器增益很高，接近无限。在如下内

容里，我们将给一般的假设，这可提供给任何运算放大器

电路；然后我们将把特定假设用于目前的电路。因此，我

们将建立反相放大器的增益和输入电阻。

(1)我们假定输出表现良好不试图达到无限。因此

我们假定负反馈使放大器稳定，因此适度的输入电压产生

适度的输出电压。如果电源是+ 10和-10 V，例如，那些

输出必须位于这些有限值之间。

(2)因此，运算放大器的输入电压非常小，基本上

零，因为它是输出电压除以运算放大器的大的电压增益

U+-U _ =0 =》U+= U _

例如，如果lUol<10 V并且A= l05，然后我u+ u _

l<10 /lOs = 100 UV。因此对任何运算放大器电路通常

u +和u _在100 uV或更少内相等。对在图3.3的反相放大

器来说，u+接地；因此，u _ =0.从而，放大器的输入电

流将为

Ui-u _ Ui见（3。

1）

il = Ri ~ R 1

(3)因为u+=u _并且Ri很大，进入放大器的+极和-

极的运算放大器的输入电流将非常小，基本上零

见 (3.2)

例如， Ri = 100 k， {i _ }<10-4 /lOs = 10-9 A。

对于反相放大器，公式 (3.2)暗示输入端的电流I

流过RF，如图3.4所示.这允许我们计算出输出电压。RF

两端电压是iiRF，因为RF的一端连接u-=0，因此电压增

益将是

见 (3.3)

在增益表达式中的负号表明输出和输入反相：在输入

端的一个正的信号将在输出端产生一个负的信号。公式

(3.3)显示增益取决于Rf和R1的比率。这将暗示那只是

比率而不是Rf和 Ri个别价值。如果放大器的输入阻抗

是不重要的，这将是真实的，但是一个放大器输入阻抗经

常是关键的。反相放大器的输入阻抗将由公式 (3.1)显

示;

Ri = Ui

i ~ ~ R，

(3.4)

对一个电压放大器来说，输入电阻是一个重要的因

素，因为如果Ri太低信号源(Ui)可能负担过重。因此在

设计过程中，Ri一定充分高以避免负荷问题。一旦Ri固

定，RF可以选择取得所需要的增益。因此个别的电阻的

值变得重要，因为他们影响放大器的输入阻抗。

让我们设计一个增益是-8的反相放大器。输入信号

是来自一个有100欧的输出电阻的电压源。降低负载，输

入电阻Ri，必须比100大得多。对削减5%负载来说，我们

将确定R 1 = 2 000 .取得增益-8(实际上-8的百分之95，

考虑到负载) ,我们需要Rf = 8 x 2 000= 16 k .

反馈影响支配放大器的特性。当输入电压被提供，u_

的值将增加。这将引起Uo迅速朝着负的方向增加。这负

电压增加了那些值，在哪里 Uo通过RF对-负输入的影响

通过 R1取消Ui的影响。换句话说，由于运算放大器的输

入电流极其小，输出将自我调整通过Rf收回任何电流（通

过R1，Ui注入的）。在这种方式下输出只取决于RF和Ri。

(2)同相放大器。对于在图3。5显示的同相放大器

来说，输入连接阳极。从输出，反馈连结到运算放大器的

负输入端，作为所要求的负反馈。为确定增益，我们使用

上面略述的假定。

(1)因为u+ ~=u _ ,那么

u _ =Ui(3.5)

(2)因为i _ =0，RF和R1有相同的电流。因此通过

一种分压器关系Uo与u_有关。

u _ =Uo R1 + RF

(3.6)

结合公式(3.5)以及(3.6) ,我们建立增益是

Ui = UORi+RF = Au = +(1 + )

(3.7)

'在增益表达式之前的正信号强调放大器的输出与

输入有相同的极性：正的输入信号产生一个正的输出信

号。再次我们看到Rr和Ri的比率确定了放大器的增益。

当一电压加到放大器上，输出电压迅速增加并且将

继续上升直到Ri的端电压等于输入电压。因此小输入电

流将流入放大器，并且增益只依赖Rr和Ri。同相放大

器的输入阻抗将非常高，因为放大器的输入电流也是运算

放大器的输入电流，i+，必须极其小。超过1 000M的输

入电阻值用这条电路很容易达到。高输入电阻的特征是同

相放大器的一种重要的优势。

3.2.3有源滤波器

(l)有源滤波器是什么？一个有源滤波器把滤波与

放大结合起来。我们早先研究的电阻过滤器被叫作无源滤

波器，因为他们只提供滤波。有源滤波器使用一运算放大

器提供增益，同时在输入和反馈电路中加入电容器以形成

过滤器特性。

我们早先在时域得到反相放大器的增益特性。在

图3.6我们显示频域版本。我们很容易的把早先的出处转

换成为频域。

滤波器功能，F u(w) ,因此是二个阻抗的比率，并

且通常给出滤波的增益。我们可能写负号作为180度移动，

因为在频域反相相当于180的相移。

(2)低通滤波器。把一个电容器与RF并联的(参阅图

3.7)，在高频上倾向于降低Zf因此有了放大器增益，从

而，这个电容器通过增益把一台反相放大器转变成低通滤

波器。我们可能写

(3.8)

因此增益将是 (3.9)

这儿Au = -RF/Ri，增益中没有电容器，Wc = 1 /RrCF将

截止频率。放大器的增益近似常数直到频率超过Wc，在

此之后,增益随WC的增加而减少。滤波器功能的波特图显

示在3.8，在这儿RF = 10 k Rl = l kl'l和CF=1UF

(3)高通滤波器。高通滤波器被用图3.9显示，使用了一个电容器与R1串联以在低频段降低增益。分析的细节将被留到下一个问题。滤波器的增益是

在这里Au = -RF/Rl是没有电容器的增益，WC= I/Ri Cl是截止频率，低于截止频率放大器增益将降低。这个滤波器特性的波特图显示在3.10.

(4)其他有源滤波器。通过使用更先进的技术，能仿真RLC窄带带通滤波器，并且通过使用另外的运算放大器，很多复杂的滤波器特性可以被获得。这种应用的讨论不属于本文的范围，但是有很多手册显示了电路并且给出有源滤波器的设计资料。

3.2.4模拟计算机

经常一个微分方程通过积分求解。积分可以通过解析的方法或者以数值法在一台数字电子计算机上被完成。积分也可通过一个运算放大器电路执行。的确，运算放大器最初是为了微分方程的电子积分被发展的。

(1)积分。在图3.11中运算放大器电路通过一个电容器使用负反馈进行积分。

我们已经把反馈线路上电容器充电到U1的原始值，然后在t= O时除去这预偏电压。在开关打开之后，让我们检查电路的初态（在调查将发生什么之前）。由于u +大约是零，因此将是u-，并且因此，输出电压被固定在-U1。放大器的输入电流，Ui/R，将流过U1电源并且进入运算放大器的输出。因此输出电压将保持在 - Ul直到开关打开。

在t = 0开关被打开之后，输入电流将流过电容器，因此Uc将是

因此电路的输出电压是

(3.10)

除了负号，输出是Ui的积分值被1 /RC除，我们通过选择适当的R和C.的值取得任意数。

(2)缩放比例和求和。我们需要两条其他电路以模拟计算机方法解决简单的微分方程。缩放比例涉及乘以一常量，例如

U2 = -

这里K是常量。这是一个放大器的方程式,并且因此我们将在图3.3里使用反相放大器为获得–信号，或者在图3.5中使用同相放大器以获得+信号。

加法器产生两个或更多信号的加权和。图3.12显示有二输入端的一个加法器。我们可能通过使用我们早先使用的理解反相放大器的相同的推理理解电路的操作。由于u _ =0，通过Ri和R2的电流总数为

(3.11)

输出电压将调整自己通过RF拉这个电流，并且因此输出电压将是

Uo =-iiRF =-(U，' R + U2 ' ) 输出将是被增益系数，Rr/Rl和Rr/R 2分别加权后的Ul和U2的和。如果反相不需要加法器产生，加法器随后跟一个反相，一个增益为-1的放大。很清楚，我们能加上另外的输入与Rl和R 2并联。在下面例子里，我们将对3个信号求和以解决一个二阶微分方程。

(3)微分方程的求解.。让我们设计一个模拟计算机电路求解微分方程

(3.12)

除最高阶导数之外，移动所有项到右侧

(3.13)

对公式(3.12)的求解电路被用图3.13显示。这个电路包含两个积分电路对公式(3.13)左边进行积分，一个加法器表达公式右边部分,两个反相器改正信号符号。同相输入接地，并且输入和反馈连接到运算放大器的反相输入端。因此我们只显示反相的输入。用d2u/dt2作积分电路的输入，第一个积分电路的输出将是 - du/dt [电池给出3 V的起始条件，如同在公式( 3.13 )里。],因此第二个积分电路的输出将是+ u（初始条件-2 V) . 这个输出被输入到加法器，随同du/dt反相，驱动函数COS I0 t也必须反相以取消在加法器中的反相。连结3个信号进加法器的输入电阻产生了公式(3.13)里的加权因子，因此加法器的输出表达了公式(3.13)的右边。我们因此连结输出到我们的"输入" d2u/dt2以满足公式(3.12). 观察这个解

决Eq(3.12)的方法，我们仅仅在t = 0打开开关。

很清楚，这种技术能被用于更高阶的方程式。对模拟计算机的复杂的使用需要多种精致附件。经常，被求解的方程式在时间上划分(时间在计算机上被加速或者减速)来适应实际的电阻器和电容器的值。此外，电压和电

流值可以被划分，带来在计算机的可允许的范围内的未知

数。在下一部分内，我们显示以模拟方法非线性操作来求

解非线性的微分方程。

3.2.5非线性运算放大器的应用

运算放大器能与非线性的电路元件（例如二极管和

晶体管）相结合产生多种有用的电路。下面我们讨论几个

这样的应用。更多的电路在他们的产品的标准手册和说明

书里详述。

一个改良的半波的整流器。在图3.14运算放大器驱

动一个半波整流器。当输入电压是负的时，运算放大器的

输出将是负的，二极管将关断；因此输出将是零。当输

出是正的时，这个二极管将导通，输出将与输入相同，因

为电路将象在图3.5中RF = 0时显示的同相放大器执行。

有效的使用运算放大器降低了二极管的导通电压。如果输

入电压大于0。7/A，这儿A是运算放大器的电压增益，输

出电压超过0.7 V并且使二极管导通。因此导通电压被有

效地从0.7 - 0.7/ A降低。

这个电路不会用在电源电路内相反，它将用在检测

器或者其他处理小信号的电路里。这里二极管的导通电压

将是一个问题。

4数字电子

4.1数字的概念

4.1.1什么是数字信号

(1)一个历史例子。 "听，我的孩子们，你们将会听

到保罗〃瑞维尔午夜策马飞奔的传奇，"根据朗费罗的诗，

保罗〃瑞维尔通过波士顿老北教堂的钟楼那里给新英格兰

农民发信号。（如果英军今晚无论是从陆地还是从海上来

犯，在老北教堂钟楼的拱门上高挂一盏灯笼作为信号）"

一盏灯笼表示从陆地来，两盏灯笼表示从海上来"。那就

是说，如果英国军队从波士顿陆地向康科德前进，展示

一盏灯，如果他们穿过Mystie河走间接航线，两盏灯将

被展示。

爱国者们收到的消息就是数字形式的编码。我们今

天将说这两个"位"的信息通过代码运传送(严格地说，二

位能表明4个可能消息，并且要求可分辨的灯，一个红灯

和一个白色的灯) .第一个灯光通知英国军队正前进，第

2盏灯指示他们通过什么路线来。因为想象只有两条路，

信息的第二位能被解释为表明两条路线之一。

如果信息能被一系列的YES/NO所定义，信息就能以

数字形式确定。每个变量只可能有两种状态在传送信息方

面使用。这种方法把信息简化为一系列是/不看起来有局

限性，但是这种方法实际上十分有用。数目可以以基数2

表示，字母表可以表示成数字代码。的确，有限输出的

任何情形都可以被简化成数字代码。具体的，n位数字

能描述成2n个可能状态。如同在我们的历史例子中，数

字通讯能用明确定义的代码在两种情况下都通知到大家。

(2)瑞维尔通讯码分析。为了更进一步确定数字的

信息的概念，我们将定义两个来描述保罗瑞维尔通信系

统的数字变量，让B描述是否英国人正来，并且L描述

他们正来的路线。数学变量，B和L，是不平常的数学变

量，因为每一个只能有两个值。我们可以用我们希望的

任何名字给两值命名：是/不，真/假，一/ 0，高/低，

甚至黑色/白色。当这类数学被通过符号逻辑用于哲学论

据分析时，变量的值被叫对还是错，根据逻辑命题被阐述

的正确性。近来，命名一/ 0已经开始被工程师和程序员

(处理数字代码)更喜欢。这种命名有明显的优势，适用

于二进制数字系统(base2)处理数字信息，但是这些命名

偶尔对数字系统的讨论造成混乱。虽然如此,我们将使用

ONE/ZERO的1/0作为我们数字变量B和L的两种可能的状

态。因此B和L的定义是

如果英国人将来，B = 1

如果英国人不来，B = 0

如果通过海上来，L = 1

如果由陆路来，L = 0

第一个光(B) 唯一确定他是否骑马。当第一光出现

时，他骑上他的马。但是他不能离开直到第2盏灯(L)出

现(或者不出现) ,对于第2盏灯来说显示英国人的路线并

且因此部分确定要被宣布的消息。

(3)用电力描述数字信息。在数字电子方面，数字变

量通过逻辑级描述。在任何规定时间，电压预计有一值或

者另一个，或者更确切在一个范围内。在一个典型系统

里， 0和0.8 V之间的电压将被认为是数字的零，在0.8

和2 V之间的电压将被禁止；如果电压属于这范围，你

知道数字设备需要修理了。这些定义显示在图4.1中。

作为一个数字电路的插图，我们将考虑放大器开关

作为一条非门电路。非电路的输出是输入的数字?补码?

或者?反?。首先我们将用一个真值表描述非电路的定义。

这在图4.2显示：A描述输入，可能1或者0；B描述输出，

也可能是1或者0，但是由输入决定。非或者逻辑补的操

作，以真值表以下的那些方程式用代数方式被表达。

我们现在将确定放大器开关的逻辑级这样它能执行

非的功能。电路的输入输出特性被在图4.3中重复。显然，

我们希望10 V为1区域，0.7 V在 0区域。那就是说，输

入是10 V(数字1) ,输出应该少于0.7 V(数字0) ,反之亦

然。因此，我们可能考虑数字0的范围从0-1V，数字1的

范围大约从8 -10 V。这对一个工作的数字系统能很好工

作，但是离开能胜任的范围。那就是说，希望扩展区域1

和0的有效范围，以允许晶体管和电源电压的变化以及混

杂在信号里的噪音等因素的影响。在目前例子中，我们

能以错误操作的范围0-1.5 V作为数字0，好的操作范围5

-10 V作为数字1；即由于这些定义电路作为一条并非电

路，即，它执行合乎逻辑的补足。这些逻辑级被用图4.4

显示。

4.1.2幅数字的信息的画像

(1)电梯门控制器。已经解释数字的信号的性质，

信息被用电力描述多么数字啊，并且晶体管电路怎样有

进行数字的操作的可能性，我们转向显示怎样以数字形式

描述一种形势的一个更完整的例子。我们的目的介绍和

和或者数字功能并且更进一步说明那些语言和数学的那

些数字方法。

在一个典型的升降机上的门在自动关门的它上有一

只定时器，如果没有人进入升降机并且敦促一只按钮另

一层。它也喝一"电的眼睛" 防止门接近一位乘客。让

我们描述一命令给门关闭机制与二进制的易变的D(D = 1

途经关闭如果)一起. 门(D)的状况将被3个二进制的变

量控制：T描述州(定时器正跑的T = 1方法，时间还没有

过去)的定时器; B描述某人敦促一只按钮的另一层(一枚

钮扣已经被推的B = 1方法)的结果; S描述州安全装臵(某

人在门内的S = 1方法) . 我们看见D是因变数，并且是

一个3项自变数(T，B和S)的功能. 记住这些全部是二进

制的变量，并且因此可能只是1或者O。

D = f ( T , B , S )

这样的一个数学函数怎样可以被描述？如图中所

示,描述一个二进制的功能的一种有用的方法是一张事实

桌子 4.5.这里我们已经列举自变数的全部可能的结合并

且表现因变数的合适的价值。通常，有n自变数，每一

个有两可能状态什么时候，将有2 n可能结合(23在这箱

内) ,可能被列举确定函数。事实桌子为展示这样的列举

提供一个有系统的形式。名字事实桌子历史上从代表的

朱鹭类型的应用到合乎逻辑的辩论的有系统的调查起源。

因为这些个协会，数字电路经常被叫为逻辑电路。

(2)事实桌子表现。图4.5礼物事实桌子给电梯门功

能。让我们看出我们怎样在图4.5确定1 ' s和0 ' s。 1

' s和0 ' s在前3根柱子起因于一有系统的8种可能性的

数，或者说明。我们叫它"数" 因为我们已经使用的图案

形成计入这个基础2个数字系统。但是你想起它，这种图

案是清楚的：我们为S最迅速地更送l和O，更为B慢，

和为T最慢，因此包括全部可能的结合。这些代表我们

的自变数的价值。为在最后柱子里填写1 ' s和O ' s，

我们首先地看着S柱子，这描述保险开关。当保险开关

指示某人站在门(S = 1)里时，我们不想要门关上,我们把

0放进D专栏(0方法不关门的D =) 为每1在S柱子里。 8

个国家中的4个的这账。其它4个国家取决于按钮和定时

器。如果S = 0(没有什么堵塞门) ,如果两枚这枚钮扣

中的任一枚被推，门应该关上(B = 1) 或者定时器终止(T

= 0) . 我们检查剩下的4个国家并且把1放进栏目D，如

果他们1岁在那些T专栏内在那些B专栏或者0内。使用

这个角色，我们发现3结合导致门的关上。第一个，全部

0 ' s，描述对门的结束用尽的定时器。第2描述被推的

一枚钮扣和同时用尽的定时器，并且在定时器用尽之前，

第3描述被推的一枚钮扣。当然，在安全机制允许门关上

的全部3容易。

(3)并非功能。这种真值表法是用于描述一个二进

制的功能一种暴力方式。相同信息可能用代数方式描述

通过和，或者以及并非二进制功能。没考虑第一个并非

功能,合乎逻辑的补足,在图的忠诚桌子里描述 4.2.那些

并非功能涉及这个问题，因为并非S允许那些门关闭，而

不T促使那些被定时器那些门的关闭。 S功能的不以加

变量或者表示指出的一最好时期描述用代数方式：S '没

表示并非S。我们需要不到那时0是引发或者或者和因为

由1开出的这几次扳机的结合。

(4)或者功能。或者二进制起作用在&lined在图4.6。因变数，C =一或者B，1什么时候或者一或者B(或者两) 是(是)是 1.这如此包括的或者因为包括那些箱在哪里两个一和B在1。或者功能在描述那些对这定时器和那些钮扣的被结合影响涉及我们的升降机问题。当定时器过去时，我们希望门得到信号关闭(T = 0) 或者钮扣被推(B = 1) 或者两个。用代数方式表示这的这种方法是T '或者B。这个功能的事实桌子被用图4.7显示。在在图里建造事实桌子方面 4.7，我们增加一根并非T柱子。然后我们在在任何一个以前的两根柱子里有1的任何地方把1放进最

后柱子，因为这些是变量我们是ORlng。

(5)和功能。下一步我们需要解释保险开关。和功能被要求，因为我们表示必须那些同时对关门的脉冲和那些缺乏那些门障碍的事件。那些忠诚桌子适合和在图4.8功能出现。这里我们得到1只有当时两个一和B在1。为我们的关上门的易变的(D)完成事实桌子,我们必须和S '有最后一柱子在内图 4.7为了盖住全部可能性。因此，我们可能说明关闭的途经起的作用

被解释为二进制或者合乎逻辑的功能，Eq。 (4.1)

在图里用代数方式说明与忠诚桌子相同的信息我们通过考虑到全部可能的结合解决的4.5。我们以数字形式代表信息现在已经介绍一种方法了，我们已经确定一些基本的逻辑关系。电路能执行逻辑操作多电的紧挨着描述的我们毫米象那样和和或者。

4.2异步数字系统

4.2.1逻辑符号和逻辑家族

逻辑符号。数字系统由大量的与非、或非和非门，加上我们以后要讨论的存储器和定时电路构成，所有的相互连接执行某些有用的任务，例如计数器和时间显示、电压测量。或进行数学运算。如果我们画出这种系统的电路图，包括所有三极管、二极管和相互连接，我们将面临的是一个不可能完成的，而且是不必要的任务，之所以说是不必要，是因为任何读电路的人都会在心中将这些元器件组织在

一起成为标准电路，并且用独立门的系统函数的方式思考。由于这个原因，我们用标准逻辑符号设计和绘制数字电路，如图4.9所示（门；中＋（或）和－（或）标志是可选的，门的符号定义了其功能），输出端的小圆圈表示反相，这样没有小圆圈的话，三角形将表示一个放大倍数为一的放大器（或缓冲器），第二个符号表示或门。如上所示，不过，普通电路哪个倒臵的那些。这些个逻辑符号只显示输入和输出连接。实际门，被电报告知进一条数字电路，将有电源(Ucc) 并且也建立于连接基础上。图4.10为一座四倍，二输入端门NAND门显示连接。注意到输出功率被用打下好基础的7在别针之间使用14和7。

(2)逻辑系列。如果你希望建造一条数字电路，你将不装配一大堆二极管，电阻器并且着手把他们布线在一起，进标准门电路第一个，然后进更大的功能。你将购买已经在一条集成电路(IC)上建立的门,并且在一个塑料胶囊内包装。这商业的IC"片" 包括一同包装的4扇NAND 门。一个设计的重要的部分将是选择一个细节"逻辑系列，" 取决于你的最后的产品的自然和工作环境。逻辑系列由可以被一同连结做数字的系统的大量可选的兼容

电路组成。逻辑系列在用来进行逻辑操作的电路的细节方面不同。这是一些逻辑系列。

(1)二极管晶体管逻辑(DTL) 电路现在过时。我们使用这类简单的逻辑只说明逻辑门的原则。

(2)高阈值逻辑(HTL) 电路类似于DTL门，但是代替两个系列二极管包括一个齐纳二极管，并且使用更大的能力电源电压，Ucc。这个齐纳二极管为接通晶体管提高阈电平并且因此通过大的边为1和0分开电压地区，说10 V。电噪音是一个问题的地方，这个逻辑系列有用，为了防止适度的噪音信号，可以漏入电路，从影响电路作为有效的数字的信号。例如，你电路必须经营在附近一大dc电动机或者焊接机器的一电弧，你将使用HTL电路

(3)晶体管晶体管逻辑电路(TTL) 电路代替二极管

使用专用晶体管。这些电路被广泛地使用，因为他们迅速接通，要求谦虚的权力操作，并且是廉价的。在这个逻辑系列使用的电路相当大比DTL电路错综复杂。

(4)补充的金属氧化物半导体(CMOS) 逻辑电路使用场效应晶体管(FETs) ,不同于晶体管的类型。这些电路要求极少权力经营并且用于低的功耗是重要的要求的地方，如同在电池经营的计算器。

(5)发射极耦合逻辑(ECL) 非常迅速的门开关和被

用象高计频器那样的高速电路使用。

有与其说是这些，倒不如说是逻辑系列。逻辑电路的设计非常复杂，并且在这个地区的专家必须亲密熟悉

在规定的时间可提供的全部可能的产品和逻辑系列。

4.2.2实现逻辑函数

(1)并非功能。经常并非电路被要求，那些设计者

挣一将在之外一也非或者NAND电路。图4.11显示做的两

种方法一台并非(或者逆变器) 在一条NAND电路之外。

要被在更低的实现方面在数字的1修理的输入将通过一台

电阻器附着Ucc电源。与此类似，如果一个人要求一次

输入被在0修理，这次输入将被打下好基础。建立于一次

输入基础上用来用A也非门没意识到并非功能，我们在

本章的末端将前往一个实践问题的。

(2)电梯门控功能的实现。在4.1.2部分，我们得

到适合给(D = 1方法关闭)的一电梯门服药的一逻辑表达

式基于定时器(T = 1表示那些定时器仍然跑，不要关

门) ,一按钮开关(某人已经敦促按钮另一层的B = 1方法，

关门) ,以及一个安全装臵(S = 1方法某人正堵塞门，de

不关门) . 进我们已经发展的表达式逻辑表达式,改写,

见图 4.12.我们首先将意识到与NAND一起的功能也不

门。在图4.12的实现利用6扇门：也非，一NAND和4 NOTs，

这被NANDs完成的一。这实现进逻辑门符号基于直接的

逻辑表达式的翻译。

图4.12直截了当的和也不门的使用NAND的电梯门功能的

实现。

我们可能通过为D操作表示到一个更方便的

形式完成更简单的实现。 Eq。 (4.2)显示这样的一次操

作。

在Eq里。 (4.2)第一个形式如同在图4.12是D的

相同的表示，除了我们注意到它两次。我们做这，因为

我们想要最后的结果让D被准备，即，不某些事情。如

果我们，这被要求意识到那些最后操作A也非或者NAND

门。第2个形式起因于使用de摩根的定理对个别的条件

分配一NOTs。 3个形式与第2相同,除了我们已经从S。除

去双倍的补足这最后形式证明方便因为实现与一起也非

门。图4.13显示实现。注意，以致于我们使一不在之外

也非类似于这种方式我们意识到一不与早NAND一起。 de

摩根的定理如此导致更简单的实现。

图 4.13简单实现d使用的电梯门功能也非门。

4.3时序数字系统

4.2节中的逻辑电路被称为组合逻辑电路，因为其输出直

接与输入相关而且没有存储器。当存储电路成为逻辑电路

的一部分时，这样的系统被称为时序电路，因为其输出与

电路的输入和历史有关（取决于输入加上其历史）。在这

一节中，我们将展示在逻辑电路中存储器如何被逐步引

入，以及存储单元如何大大地增加了逻辑电路的应用。

4.3.1双稳态电路

基本的存储器为双稳态电路，我们将在这一节中进行

讨论。在图4.14中，我们给出了两级串联的放大－开关电

路，第一级T1的输入作为第二级T2的输入，它被称为两

级放大器，因为两级放大发生在相对独立的两级，每一级

都与原始的放大－开关单元相同。在图4.15中，给出了输

入电压从零开始时的电路整体输入输出特性。当输入为零

时，第一级晶体管T1将截止，第二级晶体管T2将饱和，

当输入电压上升，第一级晶体管将在输入电压上升到0.7V

以上时脱离截止，但是，的二级晶体管将继续保持饱和，

直到第一级的输出下降到大约4V，这样的4V输出大约需

要3V输入；因此，在脱离饱和以及整个两级放大器的输

出增加前，输入必须增加到大约3V。在这一范围内两级晶

体管都处于动态范围，输出快速上升，当第二级晶体管输

出降到低于0.7V时，第二级晶体管将截止。这样当输入

在3到4V之间时，两级晶体管工作于动态范围。

如果我们将两级放大器的输入和输出相连，将会发生

什么呢？图4.16（a）给出了这样一个电路，它为了强调

改动后电路的对称性而重新绘制过。我们还增加了输入

端，我们不久将对此加以讨论。从数学上看，这种连接要

求Ui=Uo，它定义了一条通过原点，具有相同斜率的直线，

图4.16（b）中，我们在放大器特性中画出了这条直线，

而放大特性也应当被满足。这条直线不是负载线，但是我

们在考虑负载线时所遵守的同样的前提也适合于这里：要

满足两种特性，解必须位于它们的交点（S）。结果，我们

为三个交点作出标记，S1和S2为稳定解，但标记为U的

交点不稳定。在图4.16（c）中我们提出一种力学模拟装

臵：当杠杆静止于每面墙时处于稳定平衡，但处于无摩擦

支点的平衡位臵是不稳定平衡而且实际上不会发生。标记

为S1的稳定位臵发生在晶体管T2饱和而T1截止，标记为

S2的稳定位臵发生在晶体管T1饱和而T2截止。电路将永

远保持在两个稳定状态除非施加外部信号迫使它变为另

一个状态，就像图4.16（c）中的杠杆，将斜靠在一面墙

上，除非外力将它移向另一面墙。通过给截止的晶体管施

加一个足够的正电压，我们可以切换电路的状态，在输入

端加入二极管以确保电路的状态不会影响输入端的驱动

电路。

图4.16（a）所示电路称为双稳态（或锁存）电路，它可

以作为电子存储器。例如当你按下计算器的按键时，信号

被锁存在计算器中以在你释放按键后保留按键信息，然后

保留的信息在所有数字信息输入后被提供给计算器进行

处理。

4.3.2触发器

1）R-S触发器。我们可以用标准逻辑门实现锁存

功能，图4.17给出了用两个或非门构成的锁存电路。每个

或非门的输出作为另一个或非门的输入，输入端被标注为

S（用于臵位）R（用于复位），输出端被标注为Q和Q’，

因为搓搓多路提供反相输出，这种电路称为R-S触发器，

与她在图4.16（b）双稳态电路中的运算类似。.

让我们考虑R和S都为零但是Q’为1的情况，这时输入

NOR1为1，因此其输出（Q）为零，而这与Q’为1的假设

一致这意味着两个输入都为零。由对称性，锁存电路在Q

＝1和Q’＝0时也是稳定的。

2）门控和钟控触发器。R-S触发器需要进行一些改

进来实现存储器和数字信号处理的完全的功能。一个问题

是所有时间里，R-S触发器立即响应R和S输入的信号，

当逻辑信号应当同时到达而事实上由于不同的延时而到

达时间有轻微的不同时，就会发生定时问题（竞争冒险），

这种定时问题可能产生短暂的无用的脉冲，被称为?干

扰?。

门控触发器见图4.19（a），它只在门控信号抵达G（门

控端）时才响应R和S端的输入。注意我们这里用与非门

构造触发器，这时，交叉耦合的与非门的禁止状态为00，

它对应于以前的R和S端的11输入，这种触发器也具有臵

位（Pr）和清除（Cr）输入端用于设臵门的锁存状态，它

们在0状态有效，在逻辑符号中用输入端的小圆圈显示。

图4.19（c）所示真值表列出了输出状态，脉冲（Qn+1）

是输入R和S和脉冲（Qn）之前的状态的函数。特别地，

当RS＝00，输出脉冲信号不发生变化（Qn+1＝Qn）。注意

如果在门控输入端使用一个反相器，我们可以使得选通发

生在G＝0，这在图4.19（b）中触发器符号中用门控输入

端的小圆圈表示。

这样R和S输入在门控信号为1 时有效。一般来说，这种

定时，或同步，信号由时钟脉冲通过数字系统传送，如图

4.20。这种对称时钟信号在开关完成时每个周期提供两次

（例如，当CK =>1 和当 (CK) ′=>1)时）。

输入的控制时间可能被更进一步通过如图4.21中所

示在一电阻电路内使时钟信号有差异降低，并且把结果

用于输入门。引发的这边缘通过建造小耦合电容器进集

成电路的输入被完成。电路可以被用于在主要或者钟的

后沿引发。

边缘的符号引发突然倒转被在汞内显示。为主要和

后沿引发的4.22。区分对于边缘来说注意引发是在时钟

输入的三角形。在波形的边缘引发限制时间，在其期间

输入是活跃的，因此消除故障的服务器。通过使用电路

在主要或者后沿引发，设计者在每个时钟周期里能在两次

在一条电路内通过信号。

第二部分：电机、控制元器件和传感器

电机的介绍

5.1电机的简要历史

电机存在了多年。从他们多年前的第一个使用，电

机的应用已经迅速扩大了。目前，应用继续快速增加。

托马斯〃爱迪生因为电力的普遍阶段和电力传输（配

电）的概念的发展获得荣誉。他对被蒸气机驱动的直流

(DC)发电机进行了发展的工作。爱迪生对电灯和电力产品

的工作带来了直流电动机和相关控制设备的发展。

大多数早期的发明都与处理直流电系统的电机操作

有关。交流电(AC)发电机和传输后来才变得广泛。转变为

交流电能产生与传输的主要原因是变压器能升高交流电

压电平以适适合电能的长距离传输。因此，变压器的发明

允许电能的产生与传输系统从DC到AC系统的变换。目前，

几乎所有电力系统产生与传输使用三相交流电。变压器允许交流发电机产生的电压在以相应数量级减少电流时被增加。这样，允许在很低的电流下远距离传输，降低了电力损耗，增加系统效率。

电机的使用增加了家庭用具的使用，驱动电机和复杂设备的工业和商业上的应用也增加了。很多机器和自动化的工业设备现在需要准确的控制。由于早期直流电动机主要用于铁路，因此，电动机设计和复杂性都改变了。对机器和设备的经济性和有效操作来说，电动机控制方法现在已经变得更关键。象伺服控制系统和工业机器人这样的革新，已经导致了在电机设计方面的新发展。

传输系统的复杂也已经对电机使用有影响。汽车及其他地面交通工具采用电机启动，并用发电机对蓄电池充电。在电机驱动的汽车的发展过程中最近他们被强调了。飞机用类似于汽车的方式使用电机。不过，他们也在运行中使用复杂的同步和伺服控制的机器。

5.2电机的基本结构

旋转电机完成机电的能量转换。发电机把机械能转变成电能，而电动机把电能量输入转变成机械能输出。发电机和电动机有基本结构特性，它们在机器的很多类型中普遍存在。各种机器的功能也不同，即使他们的结构相似。发电机有旋转运动作为原动力（提供），以提供机械能量输入。在导体和发电机的磁场之间的有关运动产生电能输出。电能供给电动机绕组和磁场，产生电磁感应作用，使电动机产生机械能或者转矩。

许多旋转的电机的结构有点相似。大多数机器有一稳定部分叫定子，而旋转的装臵叫转子。定子包括一个轭或者框架（因为磁通量在机器中发展，框架起到一个支持和金属道路的作用。）

5.2.1磁极和绕组

旋转机器有磁极，它是定子装臵的一部分。磁极由钢制薄片构造，并且给机器框架保护。他们通常在转子附近部分弯曲，为磁通提供一条低磁阻路。励磁绕组或者电磁线圈被放在磁极周围。电磁线圈是电磁场与转子的相互作用产生电压或者在一台机器里产生力矩的电磁体。

5.2.2转子结构

在电机的研究过程中，有一个需要理解的是，电磁场是被一台电动机或者一台发电机的旋转的部分产生。这个部分被叫为电枢或者转子。一些机器使用固体金属转子叫鼠笼式转子。

5.2.3滑环，开口环，电刷

为了电能能被提供给一个旋转的设备例如电枢，必须建立某一类滑动电刷的接触（联系）。滑动电刷可以是滑环或者开口环。滑环由两个单独固体环胶合在一起的绝缘材料的汽缸构成。滑动刷由碳和石墨做成，接在金属环上并且允许在旋转期间从环那里使用或者抽出电能。开口环的换向器类似于滑环除了金属环被切开两个或更多单独的部分。通常，滑环用在交流电动机和发电机里，而直流设备用开口环的换向器设备。换向器上的那些火花隙或者开口要保持最小量，以降低电刷冒火花的可能。滑环和开口环显示在图5.1中。

5.2.4其他机器部件

有几个其他部件用在旋转机器的构件中。在他们正中是转子轴，在轴承之间旋转。轴承可能是球形，滚柱或者套管类型。轴承封条经常由毡制（毛）材料做成，用来在轴承周围保存润滑剂并且不许灰尘入内。转子核心通常由叠制钢片构造，在机器的磁极和降低涡流之间提供一条低磁阻磁通路。内部和外部电气装线提供一种传递或者抽选电能的方法。

5.3电气设备的结构特征

能量转换过程通常在一个特定的机电装臵里与两个重要的特征的存在有关。这些励磁绕组，产生磁场密度和电枢绕组，在那里"工作" 电动势被感应。在这节中电器的主要类型的显著结构特征部分被描述，显示了这些绕组的位臵，并展示了这些机器的一般组成。

5.3.1三相感应电动机

这是最强壮并且最广泛地在工业里使用的机器。它的定子由高等级的片钢层压组成。内部表面被安排适应三相绕组。在图5.2(a)三相绕组有3个线圈，在轴上它们被相隔120度。线圈aa '代表从一对极点分配到A相的全部线圈，类似的，线圈bb '代表b相线圈，线圈cc '代表c相线圈。当每相的一个末端被系在一起时,象图

5.2(b)描绘的那样,三相定子绕组就叫作Y连结。这种绕组被称为三相（对称）绕组的原因是旋转磁场在三相绕组中的感应电动势互差120度电角度-----三相对称系统的特点。

转子也由铁磁性的材料层压组成，但是转子绕组可

能是鼠笼式或者绕线式类型。后者具有一类似于定子绕组

的那种形式。绕组终端被连到3个滑环上。这允许一外部

三相电阻器连接转子绕组来提供速度控制。事实上，它是

大部分绕线式电感应电动机使用的对速度控制的需要。否

则鼠笼式感应电动机将被使用。鼠笼式绕组仅仅包括一定

数量的铜棒嵌入在转子槽孔，通过铜圆环末端被连接。(在

一些更小的尺寸上使用铝.)鼠笼构造不仅比绕线式转子

更简单，而且更经济。而且不需要滑环或者碳刷。

在正常的操作过程中三相电压被用于图5.2所示定子

绕组的a-b-c点。磁化（励磁）电流流入一同建立的有两

个磁极的旋转磁场每一相中。场的速度由磁化电流的频率

和被设计的定子绕组的极的数量决定。图5.2显示两极的

构造。如果A '-' b c-b '仅占180度机械角度，并在剩

余的180机械角度内重复一次，则该电机有四个极。对一

个P极机器来说，这种基本的绕组模式必须在定子内表面

的周长内重复P/ 2次。

定子绕组切割转子转向器产生旋转磁场，因此产生电

压。由于转子绕组通过端环短路，则感应电动势形成（转

子）电流，电流与磁场相互作用产生电磁转矩，结果使电

动机旋转起来。

根据上述的说明，有一点应该是清楚的，即三相感应

电机绕组位于定子和转子绕组电枢上。值得注意到的另一

个点是，这台机器是单边激励的,即电力只被定子绕组提

供。被感应的电流通过转子绕组。结果磁化电流的两个，

设定磁场和电力电流，允许能量被提供到轴负载流过定子

绕组。因此，为了保证磁化电流尽可能小，为了电源组

成部分能相应的比给定的额定电流更大，感应电机的气隙

被制造的象允许的机械间隙一样小。气隙长度的变化从小

机器的大约0.02英寸到更高额定值和速度的机器的0.05

英寸。

5.3.2同步电机

同步电机的主要的（基本）结构特征用图5.3描绘。

定子包括一个定子框架，一个开槽的定子核心，为磁通量

提供一条低磁阻通路，并且一三相绕组埋臵在槽孔里。注

意图5.2(a)的基本的二极图案被重复两次，表明三相绕组

设计了四个极。如图5.3描绘，那些转子或者圆柱体和装

有分配绕组或者别的，在每条腿上有凸起的极上面有绕线

线圈。圆柱体的结构专门被汽轮发电机使用，这可以高

速操作。另一方面凸极式结构被专门用于速度每分1 800

转或更少的同步电机的操作中。

当被作为一台发电机操作时，同步电机从一个原动力

接收机械能，例如汽轮机和被以一些固定的速度驱动的原

动力。此外，转子绕组从一DC电源激励，因此沿着气隙

形成一磁场分配。转子在静止和DC流过转子绕组时，在

绕组定子内没有感应电压，因为磁通没有切割定子线组。

但是，当转子被全速驱动时，电压在定子绕组内引起（感

应），并且在合适（适当）的负荷电能的应用上可能被交

给它。

对同步电机来说励磁绕组位于转子；电枢绕组位于定

子。即使当同步电机作为一台电动机的时候，这个陈述也

是有效的。在这种方式下，为了给磁极提供能量，交流

电源被用于定子绕组，直流电源被用于转子绕组。机械能

取自轴。同时注意到,与感应电机不同,同步电机是一台双

边激励的机器; 即,能量被用于转子和定子绕组。实际上

这是以一个速度使这台机器提供非零力矩的这种特性 --

故名同步。

因为同步电机的磁化电流起源于一个单独的来源(直

流供应) ,空气间隙长度比那些在可比较的大小和额定值

的感应电机里找到的更大。但是，同步电机更昂贵，并且

不如更小的功率额定值的感应电机强壮，因为为了允许直

流电被传导到励磁绕组，转子必须装配滑环和电刷。

5.3.3直流设备

具有直流电特征的机电能量转换装臵比AC类型要复

杂。除励磁绕组和电枢线圈之外，第3个组成部分是需要

的，它起把交流电枢电压转变成直流电压的转换作用。基

本上这种设备是机械整流器，被叫作换向器。

在图5.4出现是直流电机的主要特征。定子包括一个

非叠制的铁磁材料，它装配有一个突出结构，而在其周围

包裹了线圈。直流电流流动通过线圈，用在同步电机的转

子里发生的几乎一样的方式，沿着气隙的周围建立一种磁

场分配。因此在直流电机里励磁绕组位于定子。绕组电枢

在转子上。转子有一锤打成薄片的核心，转子的安臵可以

容纳电枢绕组。它也包含换向器 --一系列铜段互相连接

并且排列成圆柱状。在换向器恰当（位臵）安臵碳刷，其

作用是当电机作为电动机或发电机运行时，使直流电流流

入或流出电枢绕组。

在图5.4里，电枢绕组被描绘为线圈裹住的环状物。

这仅仅是为了图解方便。在实际的绕组中，没有导线浪费

在转子核心的内部表面上，那儿没有磁通穿过。在图5.3

中，那些在刷子下面直接横向放臵的电枢绕组部分被假设

除去绝缘,即铜是裸露的。这允许当转子旋转时，电流从

电枢绕组穿过电刷被传导。在实际绕组中，通过把线圈和

换向片连结起来并将电刷放在换向器上，使得每个线圈与

电刷都是相接。

因为电反应的直流电流过励磁绕组和电枢绕组。

如图5.4所示，如果假定电流由电刷Bl流入，则应注意到，

转子左边的外部导体电流是流入纸面的，而位于转子的右

边的外部导体电流方向是相反的。在每一导体上产生力，

因此产生力矩(引起顺时针方向旋转)。现在，换向器的作

用就是保证当图5.4所示的导体（如导体1）由电刷B1子

表的左侧旋转到右侧时，电流的方向也随之改变，这样

对整个电枢绕组而言就可产生一个方向不变的连续转矩。

回忆一下，反向磁场的反向导体电流的保证转矩方向不

变。无论电枢是否旋转，由于换向器使电流总是同样的方

向流入电枢绕组的两边，则电流反向。

在图5.4中感兴趣的另一个点是关系到电刷的位臵。

通过将电刷放于一条与全部导体磁场轴线垂直的线上，有

助于产生方向不变的转矩。另一方面，如果电刷与磁场轴

线被放在同一条线上，则一半的导体产生顺时针方向转

矩，另一半的导体产生逆时针方向转矩，使有效转矩为零。

电气自动化专业英语（翻译9上）

默认分类 2008-06-19 16:51 阅读2226 评论9

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第三部分计算机控制技术

计算机网络介绍

独立技术已经支配了过去3个世纪中的每一个。18

世纪是伴随工业革命的大机械系统的时间。19世纪是蒸气

机的时代。在20世纪，关键技术是信息的收集，处理，以

及分配（分类）。在其他发展中，我们已经看见全世界电

话网络的安装，收音机和电视的发明，计算机工业的诞生

和空前的发展，以及通信卫星的发射。

由于技术的快速进步，这些领域正在快速融合。信

息的收集、传送、存储和处理之间的区别正在迅速消失。

拥有数百遍布世界各地的办公室的组织，通常期望只按一

下按钮，即使他们在最遥远的村落也能检查当前工作状

态。作为我们收集，处理，分配信息的才能的增长，更复

杂信息处理的那些需求更迅速的增长了。

虽然计算机工业与其他工业相比很年轻(例如,汽车

和空运) ,在很短的时间内计算机工业已经取得壮观的进

步。在他们存在的前两十年期间，计算机系统是高度集中

的，通常在一个单独的大房间内。通常，这个房间有玻璃

墙，参观者能通过它看到里面的电子奇迹。一个中型公司

或者大学可能有一两个计算机，而大机构有至少几打。在

20年内，比邮票还要小的同样大功率的计算机将会成千上

万的大量生产，是纯粹的科学幻想。

计算机与通信的合并已经对电脑系统组织的方式有

深远的影响。一台大型计算机充斥一个房间给用户处理他

们的工作，这样的"计算机中心"的概念，现在完全是过时

的。为组织内部所有的计算需求提供服务的旧的单机模式

已经被另一个模式替换，在这个模式中，由许多独立的但

又相互联系在一起的计算机完成工作任务。这些系统被叫

为计算机网。这些网络的设计和组织是这章的主题。

我们将使用"计算机网络"这个术语，来表达自治计算

机的相互连接的集合。如果两台计算机之间能交换信息，

也可以说他们是互连的。连接不一定非要通过铜线，光纤，

微波，通信卫星也能被使用。通过需要计算机是自治的，

我们希望从我们定义的系统中排除哪一个有清楚的主/从

关系，如果一台计算机能强迫启动，停止，或者控制另一

个，计算机不是自治的。有一个控制单元和很多从属机器

的系统不是一个网络；有远程打印机和终端的大型计算机

也不是。

在计算机网络和分布系统之间在文献（资料）上相

当混乱。在分布系统内关键区别是,那些存在的多自治计

算机对用户是透明的(即,不可见)。他能键入一个命令运

行程序，并且运行它。选择最好的处理器是操作系统的责任，发现并且把全部输入的文件传送到处理器，并且把结果放进合适的地方。

换句话说，一个分布系统的用户不会意识到有多台处理器；它看起来象实际上的单处理机。处理器的工作分配和文件存入磁盘，文件在他们被储存的地方和需要的地方的运动，心脏全部其他系统函数都必须是自动的。

对于一个网络，用户必须明确地登录到一台机器，明确地远程提交作业，明确地移动文件并且一般亲自处理全部网络管理。对于一个分布系统，没有什么必须被要求去做；不依赖于用户的知识，它全部自动通过系统做了。

实际上，一个分布系统是在一个网络之上建造的一个软件系统。软件给它一种高度的内聚性（粘结性）和透明度。因此在一个网络和分布系统之间的区别在于软件(特别是操作系统) ,而不是硬件。

虽然如此，在两个主题之间有相当多的重叠。例如，分布系统和计算机网都需要移动文件。差别在于谁产生运动，系统还是用户。

9.1计算机网络的用途

在我们开始详细检查技术问题之前，很值得投入一些时间，指出人们为什么对计算机网络感兴趣和计算机网络能被用来作什么。

9.1.1公司网络

很多组织有大量的计算机运行，经常他们离得很远。例如，一个公司有很多工厂，可能每个地方都有一计算机在跟踪存货清单，显控生产，并且做本地的薪水名册。最初，这些计算机中的每个可能与其他隔离，但是在一些点上，管理者可能决定连结它们，以选出和关联整个公司的信息。

放进更一般的形式考虑，这里的问题是资源共享，目标就是将全部程序，设备，特别是数据，不管物理位臵在哪儿的资源和用户，在网络上的任何人可得到。换句话说，一个用户碰巧离他的数据1 000公里的事实不应该阻止他使用数据，好象他们在本地。这个目标可能被总结为结束"地理暴行（专政）"的尝试

第2个目标是通过有可选的资源提供高可靠性。例如，全部文件可能复制在2或者3台机器上，如果他们中的一个是不可获得(由于硬件失败)的，,其它副本可以被使用。另外，多CPU的存在表明如果其中一个坏了，其他的能接管它的工作，虽然以降低的性能的代价。对于军队，银行业，空中交通管制，核反应堆安全和很多其他应用来说，在硬件问题前持续操作的能力具有最大的重要性。

另一个目标是省钱。小型计算机与大的相比较，有更高的性价比。主机(空间尺寸计算机) 大约比个人计算机快十倍，每用户，有数据保存在一台或更多共享文件服务器中。这个模型，那些用户被叫为客户机，并且整个安排被叫作客户机/服务器模型。它在图9.1说明。

在客户机服务器模型里，一般从客户机到要求工作的服务器，通讯采取一条请求消息的形式。服务器响应并且送回回复。通常，有很多客户使用小数量og服务器。

另一联网目标是可伸缩性，这种性能是通过增加更多的处理器，工作量增长是逐渐增加系统的性能。对集中化主机，当系统是完整时，它必须被更大的替换，通常对用户有更大的花费和更大的混乱。由于客户机服务器模型，新客户机和新服务器可以按需要增加。

建立计算机网的又一个目标确实与技术无关。计算机网能在广泛分开的雇员中提供一种强有力的通讯媒介。使用一个网络，为两个或更多离得很远的人们写同一份报告更容易。一个工人对在线资料作一下变动的时候，其他的人能立即而不是等了几天就看见变化。这样的加速使遥远的许多人之间的合作容易，而在以前这是不可能的。归根结底（从长远看），使用网络提高人与人间的通讯或许将证明比技术目标更重要，例如改进的可靠性。

9.1.2面向人们的网络

以上给出的建造计算机网的动力（动机），性质上全部基本是经济的和技术的。如果足够大而且大功率的主机以可接受的价格提供，大多数公司将选择仅仅把他们的全部数据保存在主机中，只给雇员终端并连接起来。在20世纪70年代和80年代的初期，大多数公司以这种方法操作。当个人计算机网络超过主机，能提供一个很高的性价比优势时，计算机网变得更受欢迎。

在20世纪90年代开始，计算机网开始在家里把服务提供给私密个人。这些使用的服务和动机与先前章节里描述的"团体效率" 方式非常不同。下面我们将概括开始发

生的令人激动的其中3个：

(1)接入远程信息。

(2)人与人间通信。

(3)交互式娱乐。

远程信息的接入将有很多形式。已经发生的一个领域

是进入金融机构。人们付账，管理他们的银行账户，并且

通过电子方式处理他们的投资。家庭购物也变得受欢迎，

能检查数千家公司的在线目录。一些目录不久将提供在任

何产品上只点击产品的名字，得到瞬间录像的能力。

报纸将在线并且个性化。把你想要的一切告诉报纸都

是可能的，如关于腐败的政治家的，大火灾，丑闻，流行

病，但是没有足球，谢谢。当夜里你睡时，报纸将被下载

到你的计算机磁盘或者在你的激光打印机上打印。小规模

中，这种服务已经存在。在报纸以外(加上杂志和科学杂

志)下一步是在线的数字图书馆。依赖费用，尺寸，和笔

记本电脑的重量，打印的书可能变得过时。怀疑者应该注

意印刷机对中世纪照亮手稿的作用。

属于这个范畴的另一应用是，接入象当今的万维网

一样的信息系统，包括有关艺术，生意，烹饪，政府，

健康，历史，业余娱乐，科学，体育，旅行和提及的太多

其他题目的信息。

所有上述应用都与个人和远程数据库之间的相互作

用有关。网络的第2大类使用作叫面对面（人与人）交互，

基本上是21世纪对19世纪电话的答案。电子邮件已经广泛

地被数百万人使用，并且不久将很普遍的包含音频，视频

以及正文。可闻的杂志将花费稍微长一些时间到完美。

实时电子邮件将允许远程用户无延迟交流，也许能

彼此看见和听到。这项技术使遥远人们之间的虚拟会议成

为可能，这叫电视会议。有时说传输和通信之间有一比赛，

无论哪个获胜将使另一个过时。虚拟会议可能用于遥远学

校，从远方的专家那里得到医学意见，以及许多其他应用。

万维新闻组，在特定的人群中关于一切可以想象的

题目的讨论已经很平常，并且这将渐渐地包括所有人口。

一个人邮寄一消息和全部其它用户在新闻组能读它，这些

讨论的全部从幽默到热情。

第3种类是娱乐，这是一个巨大的且正在增长的工

业。这里最受欢迎的应用是视频点播(可能占据了全部休

息时间)。因此大约十年后，选择在任何国家的任何电影

或者电视节目，都是可能的，并且它立刻显示在你的屏幕

上。新电影可能变成交互式，偶尔地提示用户指示故事方

向(应该MacBeth谋杀邓肯还是等待时机)供选择的情景

提供给所有情况。电视实况转播节目可能也变成交互式，

与观众参加智力竞赛节目，在选手中选择，等等。

另一方面，或许最受欢迎的应用将不是视频点播。

或许它将是电子游戏。我们已经有多人实时模拟（仿真）

游戏，象在一座虚拟的地牢里捉迷藏，通过模拟射击，一

个队的玩家努力击落对方队的玩家。如果使用护目镜并进

行3维实时，以摄影质量移动图像，我们在世界范围内分

享虚拟现实。

简而言之，合并信息的能力，通讯娱乐将肯定引起一

个基于计算机联网的巨大新工业。

9.1.3社会问题

联网的广泛介绍将涉及新社会的，伦理的，政治的

问题(伦敦，1995)。我们只简单提及他们中的一些；一项

彻底的研究将至少需要一整本书。很多网络的受欢迎的特

征是新闻组或公告板，在上面人们能与有同样思想的人交

换信息。只要主题限制在技术主题或者象园艺一样的爱好

上，不会出现太多问题。

当新闻组建立的题目是关于人们关心的象政治或者

宗教一样的问题时麻烦就来了。公布到这样的组的观点可

能是对一些人深深的冒犯。此外，信息不局限于文本。高

分辨率彩色照片，甚至短的录像剪辑，现在能很容易的传

输到计算机网络中。某些人带和平共处的观点,但是另一

些人感到那些记录的某些材料(例如，儿童色情)是完全不

可接受的。因此辩论很强烈。

人们起诉网络操作员，要求他们对他们传送的内容负

责，正象报纸和杂志那样。不可避免的反应是一个网络象

一家电话公司或者邮局，并且不可能期望用户说的送给警

方。尽管他们很强大而且他们被起诉的可能性很小，让网

络操作员检查信息可能会造成他们删除所有内容，因此会

破坏他们用户自由言论的权利。说这场辩论将继续一段时

间或许是安全的。

另一个有趣领域是雇员权利与雇主权利。很多人在

工作时读写电子邮件。一些雇员消息，包括下班后从一个

家用终端传送消息。并非全部雇员都同意这点。

即使雇主有支配雇员的权力，这咱关系也管理大学

和学生吗？中学和学生怎么样？在1994年,卡内基-梅隆

大学决定关闭几个新闻组的有关性的消息流，因为大学感

觉资料不适当未成年人(即，这些少数学生是在18以下)。

来自这次事件的副作用将要花费数年解决。

计算机网提供传送匿名消息的潜能。在一些情况

下，这能力可能是合乎需要的。例如，它为学生，士兵，

雇员和公民提供一种方式，揭发教授、军官、雇主和政客

的非法行为，不用惧怕报复。另一方面，在美国和大多数

其他民主国家，法律明确允许一被告在法庭内有面对和挑

战原告的权利。匿名指责不能被用作证据。

简而言之，计算机网，象500年以前的印刷机一样，

允许普通市民以不同方式发表意见给不同观众比以前更

有可能。用这种新发现的自由带来很多未解决的社会，政

治和道德问题。解决这些问题的方法作为读者的练习留

下。

9.2网络硬件

现在是时间转移我们的的注意力,从网络的应用和

社会方面到关于网络设计的技术问题。没有所有计算机网

络都适合的通遍承认的分类法，但是二个因素显然很重

要：传送技术和规模。我们现在将依次检查每一个。

一般说来，有两类传送技术：

(1)广播式网络。

(2)点对点的网络。

广播式网络有单个的通讯通道让网络上全部机器共

享。任一机器传送短报文（在某些上下文里叫作包）其它

全部机器都能得到。在包之内的一个地址字段指定谁想收

到。当收到小包后，机器检查地址字段。如果小包供本身

使用，它被忽略。

作为比喻，考虑站立在有许多房间一个走廊的末端某

人，并且呼喊?华森，过来。我想你?。虽然包实际上

可能被很多人收到(听到)，只有华森回答，其他人忽略它。

另一个例子是要全部644次航班乘客向第12门报告的一个

飞机场通告。

广播系统一般也允许通过使用地址字段的一个特别

代码向全部目的地提出一个地址包的可能性。当带着这条

代码的包被传送时，它被网络上每台机器收到并且处理。

这种工作方式被叫作广播。一些广播系统也支持对机器的

子集的传输，有时叫作多点传送。一个可能的计划是预留

一位表明多点传送，剩余的n - 1个地址位可能是个群号。

每个机器可能?预定?任一或所有小组。当小包寄发到某

一小组时，它被交付到预定那组的所有机器。

相反，点对点的网络由个别的对机器之间的很多连

接组成。从源到目的，在这种网络上的包首先必须访问一

个或更多中间机器。经常不同长度的多条路线是可能的，

因此路由算法在点对点的网络中起重要作用。作为一个一

般的角色或者更小的(虽然有很多例外)，地理上局限的网

络倾向于使用广播，而更大的网络通常是点对点的。

分类网络的可选择的标准是他们的规模。在图9.2我

们通过他们的物理尺寸给出了一个多处理器系统安排的

分类。最高的数据流机器，是着手做相同的程序有很多功

能单元的并行计算机。其次是多计算机，通过在非常短小

非常快的总线上传送信息的系统。在多计算机以外是真正

的网络，通过在更长的电缆上交换消息的计算机。这些可

以被分成局域网，城域网和广域网。最后，连接两个或更

多网络被叫作因特网。距离作为一种分类制度非常重要，

因为不同的技术被用在不同的规模里。这里我们只关心真

正的网络和他们的相互联系。下面我们对网络硬件的主题

作简要介绍。

9.2.1局域网

局域网，通常叫LANS，是在几公里内的一座单个

的大楼或者大学校园内的私有网络。他们广泛用来连结个

人计算机和工作站，在公司办公室和工厂共享资源(例如,

打印机) 并且交换信息。局域网按3种特性与其他网络区

分：(1)尺寸，( 2 )传送技术，( 3 ) 拓扑结构。

局域网在尺寸上是有限的（被制约），这表明最坏情

况下传输时间在规定范围内并事先知道。知道这种界限

可确定某种设计，而不知道就不可能确定。它也简化网络

管理。

局域网经常使用一项输送技术，全部机器接到一个

单个的电缆上，象曾经在农村地区使用的电话公司共用电

话线路一样。传统局域网以10M到100 Mbps的速度传送，

有低的延迟(数十微秒) ,并且很少犯错误。更新的局域网

有更高的速度,多达百个百万比特/秒。我们将坚持传统用

百万比特/秒(Mbps)测量线速度,而不是百万字节/秒(MB

/秒)。一兆是1 000 000位，不是1 048 576 (220)位。

各种各样的拓扑用于广播式局域网是可能的。图9.3显示其中的2个。有一公共总线的 (例如一个线缆)网络，在任何情况下那个机器是主人并且允许传送。所有其他机器被要求重复接收。当两台或更多机器想要同时传送时，需要一个仲裁机制来解决冲突。仲裁机制可能被集中或者分配（分布）。IEEE 802.3，通常叫以太网，例如，基于总线的广播式网络有分布控制在10M或者100 Mbps操作。每当他们想传送数据的时候，在以太网上的计算机能传送；如果两个或更多的包相撞，每台计算机只等待随机时间并且稍后再次试验。

第2类广播系统是环网。在环网中，每一位都独立传播，不等待它属于的小包的空余。通常，每个比特在传送一些位的时间内环航整个环，经常在完整的包被传送之前。象所有其他广播系统一样，某一规则作为仲裁，对圆环的同时存取是需要的。使用了各种各样的方法，并且稍后将被讨论。IEEE 802.5(IBM令牌环) ,是一普遍的基于圆环的在4和16 Mbps速度下操作的局域网。

广播网络能更进一步分成静止和动态，取决于信道怎样被分配。一个典型的静态分配是把时间分成分离的间隔并且运行一种循环算法，只有当它的时间间隙出现时，允许每台机器广播。在它分配的时隙中，机器没什么可说时，静态分配浪费通道容量。因此多数系统试图动态地分配信道(即，只有在要求时)。

一个普通信道的动态分配方法或者集中或者分权。在集中信道分配方法里，有一个单个的实体，例如一个总线仲裁单元，它确定谁下一步发送。根据一些内部算法，通过接受请求并且做决定。在分布式信道分配方法里，没有中心实体；每台机器自己决定是否传送。你可能认为这总是导致混乱，但是不会。我们以后将研究许多设计的算法，规定一种规则排除潜在的混乱。

使用点对点线，另一种局域网被建立。一个具体机器和另一个具体机器用专用线路连接。这样一个局域网真的是一个微型广域网。我们以后将看到这些。

9.2.2城域网

一个城域网或者MANS(复数形式：MANs，不是MEN) 基本上是一个更大的局域网的版本，并且通常使用相似的技术。它可能覆盖附近的一组组合的办公室或者一座城市，可能是私人的或者公众的。一个城域网同时支持数据和声音，并且甚至可能与本地电缆电视网有关。一个城域网只有一根或两根电缆并且不包含交换设备，它能够把数据包在几条潜在的输出线之一上分流。没有交换设计简单化了。

把城域网作为一个特别类型的主要原因是一个标准

已经为他们采用，并且这个标准现在正被实现。(分布式队列双总线)被叫为DQDB，或者人们喜欢数目胜过字母，802.6(IEEE定义的标准的数字量)。如图9.4中所示， DQDB 由两根单向的总线(电缆)组成，全部计算机连结在上面。每根总线有一个起点，起动传输活动的一个设备。预定好发送者右边的计算机使用上面的总线。左侧的使用下面的总线。

一个城域网的关键因素是有一种广播媒介(对802.6来说，2个电缆)全部计算机被连接上去。这与其他类网络相比是非常简化的设计。

9.2.3广域网

广域网，或者LANS，跨越一个大的地区，经常是一个乡村或者大陆。它包含准备给机器用户使用的(即,应用)程序的集合。我们将依据传统用法叫这些机器主机。术语端系统有时也用于文学方面。主机由通信子网或者简称子网连接。子网的工作是从主机到主机传送消息，正如电话系统把话音从发言者带给倾听者。通过把网络(子网)的纯通讯和应用 (主机)分离,完整的网络设计很大地被

简化。

在大多数广域网里，子网由两个不同的组成部分组成：传输线和交换设备。传输线(也叫电路，信道，或者中继线路)在机器之间传送动比特。

交换设备是一种专门的计算机，用来连结两个或更多被排列的传输。当数据在一条输入线到达时，交换设备必须选择一条输出线转接他们。令人遗憾，没有标准专有名词被用来命名这些计算机（交换机）。除了别的之外在，他们分别还叫作分组交换节点，中间系统和数据交换机。作为交换计算机的一个一般术语，使用将在这里存在。这个方式,用图9.5显示，每个主机一般通过路由器连接局域网。通信线路和路由器(不是主机)的集合形成子网。

一离题的术语"子网" 值得看一看。最初，它唯一的意思是路由器和通信线路的集合，它们把包从源主机移动到目的地主机。不过，多年以后，它也与网络地址一道获

得第2种意思。因此这个术语有某种关于它含糊的意义。

令人遗憾，并不广泛使用适合它最初意思，因此有一些踌

躇（犹豫），我们将使用两种意思。从上下文中，意味着

哪个，总会清楚。

在大多数广域网中，网络包含许多电缆或者电话线

路，每一条线连结一对路由器。然而如果两路由器不共享

电缆，希望交流的话，他们必须通过其他路由器间接连接。

当一包被通过一个或更多中间路由器从一路由器传送到

另一个路由器时，包在每个中间路由器被全部得到，储存

在那里，直到被要求的输出线是空闲的，然后分发出去。

使用这个原则的子网叫作点对点，存储转发或者包交换子

网。差不多全部的广域网(除那些个别使用的卫星之外)

有存储转发子网。当包很小且全部大小相同时，他们经常

被叫作信元。

当一个点对点的子网被使用时，一个重要的设计问

题是路由器相互联系的拓扑是如何的。图 9.6显示几种可

能的拓扑。局部网被设计时通常有一种对称的拓扑。相反，

广域网通常有不规则的拓扑。

第2种广域网的可能性为卫星或者地面接收系统。每

路由器有一条天线，通过它能传送并且接收信号。全部路

由器能从卫星听到输出，并且他们也能在某些情况下听见

他们的路由器向上传输到卫星的信号。有时路由器连接一

个实际的点对点的子网，他们中只有一条卫星天线。当广

播特性是重要的时，卫星网络本质上是广播并且非常有

用。

9.2.4无线网络

便携式电脑，例如笔记本电脑和个人数字助手

(PDA) ,是计算机工业增长最快的部分。大多数这些计算

机的拥有者在办公室的局域网和在广域网上面上有台式

机器，甚至在离开家或者路径地想要连接他们的家。因为

在汽车和飞机里有一个有线连接是不可能的，有许多人对

无线网络感兴趣。在这节我们将简单介绍这个课题。

实际上，数字无线通信不是一个新想法。早在1901

年时，意大利物理学家Guglielmo Marconi展示了船对岸

的使用莫尔斯电码的无线电报机(毕竟是电报符号二进

制)。现代数字无线系统有更好的性能，但是根本意思是

相同的。

无线网络有很多用途。普通的用法是便携式办公室。

在路上的人经常想要使用他们的便携式电子设备发送并

且接收电话，传真和电子邮件，读远程文件，在遥远机器

上登录等等，并且从任何地方或者大陆，海上，或者飞机

上这样作。

无线网络对那些保持和家有联系接触的卡车，出租

车，公共汽车和维修工人具有巨大的价值。另一种用途在

灾难场所(火灾,洪水,地震,等等)的营救人员，这里电话

系统已经被破坏。那里的计算机能发送信息，作记录等等。

最后，无线网络对军事上很重要。如果你必须在地球

的任何地方马上有一场战斗，指望使用本地网络基础设施

或许不是一个好主意。最好带来你们自己的。

虽然无线联网和移动计算杨经常连在一起,但是他

们不相同,象图9.7显示的。便携式计算机有时是有线的。

例如，如果一名旅游者在一家饭店把一台便携式计算机插

进电话接口，我们有机动性有用无线网络。另一个例子是

带一台便携式计算机的某人，当他为技术问题检查一辆火

车时。这里一根长的绳子拖在后面 (真空吸尘器模型) .

另一方面，一些无线计算机不便于携带。这里一个重

要例子是一个公司拥有一旧大楼，没有网络电缆安装，并

且想要连结它的计算机。安装一个无线局域网可能仅仅需

要买一个有一些电子设备的小箱子并且建一些天线。这个

解决办法可能是比有线方式便宜。

虽然无线局域网很容易安装，但是他们也有一些不

利条件。通常他们的容量（带宽）为1到2 Mbps，这比有

线局域网慢得多。出错率也非常高，从不同的计算机的传

送能相互干扰。

但是当然，还有真实的移动，无线应用，范围从便

携式办公室到在商店附近用作存货清单的使用PDA的人

们。在很多繁忙的飞机场，汽车租金回报办事员用无线便

携式计算机在停车场解决。他们键入返回的汽车的牌照号

码，以及他们便于携带的一台内臵打印机，打电话给主计

算机，得到租赁信息，并且当场打印账单。

无线网络有很多形式。一些大学已经遍及大学校园安

装了天线，允许学生坐在树下参考图书馆的卡片目录。这

里计算机以数字形式用无线局域网直接交流。另一种可能

性使用有一个传统的模拟调制解调器的蜂窝电话 (即，便

携式的)。直接的数字蜂窝服务，叫CDPD(蜂窝数字式分

组数据交换网络)正在很多城市使用。

最后，有线和无线的联网的不同结合是可能的。例如，

在图9.8(a) ,我们描述一架飞机，有使用调制解调器和座

机电话打电话给办公室的许多人。每个电话都独立于（不

依赖）另一个。不过一种更有效的选择是图9.8(b)的飞行

局域网。这里每个位子装备乘客能插入他们的计算机的以

太网连接器。当它飞行时，航空器的一个唯一路由器维护

地面上一些路由器的一个无线电路，更换路由器。这种

配臵是传统局域网，除了它与外界的连接是一个无线电路

而不是一条硬联接的线。

当很多人相信无线便携式计算机是未来的波浪时，至

少一反对意见已经被听到。鲍勃〃梅特卡夫，以太的发明

者，写到："移动的无线计算机看起来象移动的无管线的

浴室-portapotties。他们在车辆上，在建筑工地和摇滚

音乐会上普通。我的忠告是在您的家架线并且呆在那里。

"大多数人将听从梅特卡夫的建议吗？时间会证明一切。

9.2.5因特网

世界上存在很多网络，有不同的硬件和软件。连接

一个网络的人们经常想要与连接在不同的网络上的人联

系。这个需求要求连接不同的而且通常是不兼容的网络，

有时通过采用称为网关的机器进行连接并提供硬件和软

件方面的必要转换。一个相互连接的网络的集合被叫作网

络或者只叫作因特网。

普通形式的因特网是通过广域网连结的局域网的集

合。实际上,如果我们把图9.5里的标签"子网'用"广域网"

替换，在图中没有别的必须改变。在子网和广域网之间的

唯一真正区别是主机是否在场。如果它包含路由器和有自

己用户的主机，它就是广域网。

为避免混乱，请注意词"因特网" 永远用于普通情况。

相反，互联网(大写) 表示广泛地用来连结大学，政府机

关，公司和最近包括私人个人的具体的全世界的因特网，

子网，网络和因特网经常被混淆。子网鉴于一个广

域网最有意义，它指的是路由器和属于网络操作者的通信

线路的集合，例如，象美国在线和CompuServe这样的公

司。类似的，电话系统包括以高速线路连结的电话交换办

公室，和由低速线路连接的家庭，公司。这些线和设备，

被电话公司拥有并且管理，成为电话系统的子网。电话本

身(在这个类似里的那些主机)不是子网的一部分。一个子

网和它的主机的结合形成一个网络。就一个局域网而论，

电缆和主机形成网络。那里真的不是子网。

当清楚的网络被连结在一起时，形成网络。在我们

看来，连结一局域网和广域网或者连结二个局域网形成互

联网络，但是在这个区域工业上还没有达成术语上的协

议。

9.3网络软件

第一个计算机网络硬件设计为重点和软件作为想法

以外的。这个策略不再使用了。网络软件现在被高度关注。

在以后的章节里我们检查软件构造技术的一些细节。被描

述的方法形成整个书的基本原理，并且稍后将反复发生。

9.3.1协议层

为了降低他们设计的复杂性，大多数网络被组织为

一系列层或者阶，每一层建立在下面层次之上。层的数量，

层的名字，每层的内容，和每层的功能根据网络的不同而

不同。但是，全部的网络，每个层的目的是给更高的层提

供某些服务，屏蔽这些层被提供的服务怎样实际的细节。

在一台机器上的n层与在另一台机器上的n层继续一

次谈话，在这次谈话过程中使用的规章和制度统一地被

称为n层协议。基本上，协议是关于通讯在交流的当事

人之间怎样进行的一项协议。作为比喻，当一名妇女被介

绍给一个人时，她可能选择伸出她的手。反过来，他，也

许决定摇动它或者亲吻它，例如，依靠的是，她是否是美

国律师在业务会议上或者一位欧洲公主在一场正式的舞

会上。如果不是不可能的话，违犯协议将使通讯更难。

一个5层的网络被在图9.9.里说明。包括在不同的机

器上的相应层的实体被称为同层。换句话说，它是使用

协议沟通的同层。

实际上，没有数据直接的从一台机器上的n层转发

到另一台机器上的n层。相反，每个层立即把数据和控制

信息传递给它下面的层，直到到达最低的层。在第1层下

面是实际通讯发生的物理媒体。在图9.9里，实际上的通

讯由虚线和物理通讯的实线显示。

在每对相邻层之间有一个接口。那些接口定义了原

始操作和低层为上层提供的服务。当网络设计者决定包括

在一个网络中多少层，每一层应该做什么时，最重要的考

虑之一是确定层之间的清晰的接口。如此做，反过来，要

求每层执行被很好了解功能的具体收集。除使必须在层之

间传递的信息数量减到最小之外，清晰的接口也使用完全不同的实施替换另一层的实施更简单(例如,卫星信道

替换全部电话线路) ,因为要求的全部新的实施，象旧实施做的那样，是完全由它楼上邻居提供同一套的服务。

这些所有层和协议被叫作网络体系结构。结构的规范必须包含足够的信息，允许使用者为每一层写程序或建立硬件以便于正确地遵守特有的协议。实施的细节和接口的说明（规范）都不是体系结构的一部分，因为这些隐藏在机器内部在外部是不可见的。规定每台机器能正确地使用全部协议，在同一个网络的全部机器上的接口相同甚至是不必要的。一系列协议被某种系统使用，每层有一份协议，被叫作一个协议栈。网络体系结构，协议栈，和协议本身的主题是这本书的主要题目。

一个比喻可以帮助解释多层通讯的思想。想象有二个哲学家(在3层),其中一人讲乌尔都语和英语，其中一人讲汉语和法语。因为他们没有共同语言，他们每一个聘请一翻译 (在层数2)，依次，他们——翻译与秘书联系(在1层)。把他的对oryctolagus cuniculus的爱表达给他的同等的人的哲学家1愿望。为此，他传一条消息(用英语) 穿过2/3的接口，对他的翻译，说"我喜欢兔子，" 象在图9.10说明的那样。那些翻译已经同意一种中立的语言。荷兰语，因此消息变为" lk hou konijnen。"语言选择2层协议，并且到2层贵族过程。

哲学家1希望表达他的对穴兔串孔的喜爱对他的同辈。要做如此，他通过一则消息(用英语)横跨2/3接口，到他的译者，称?我喜欢兔子?，如Fig.9.10所示。翻译对一种中立语言达成协议。荷兰语，因此消息被转换成?lk hou konijnen?。语言选择是层数2协议并且是由层数2

同辈过程决定。

然后那些翻译给输送给秘书给那些消息，以，例如，传真(那些协议第1层) . 当消息到达时，它被译成法语并且掠过2/3的接口到哲学家2。注意每协议随着接口是网变化完全不依赖另一个作为长。那些翻译从荷兰人改变能说，芬兰语，任意，假若他们并非两个都同意，并且两者都不用或者层改变他的接口我或者第3层。类似那些秘书能从传真改变以电子邮件形式发送或者没有扰乱(或者甚至通知)的电话其它层。每个过程可能增加只为它的同等的人打算的一些信息。这信息向上没被递给上面的铺设者。

现在考虑一个更多的技术例子：怎样在图9给5个层的网络的最高的层提供通讯。 I1。一条消息，M，被在第5层跑的一个应用进程生产并且给用于输送分层4。第4层在消息的前面放一个集箱鉴定消息并且传结果分层3。集箱包括控制信息，象顺序号那样，在允许4层在递送消息在战斗内的目的地机器上命令低层不保持顺序。在一些层里，集箱也包含尺寸，时代和其他控制字段。

用很多网络，没有对在第4层协议里传送的消息的大小的限制，但是差不多总是有一个限制被第3层协议强加。从而，3层必须破碎进小单位，包装工人，prepending 一3层集箱在每包的进入信息，在这个例子里，M被分成两个部分，山和立方米。

3层决定使用并且通过包分层2的出线中的哪个。 2层不仅增加一集箱给每片，而且增加一拖车，并且给最终单位分层适合物质输送的1。在消息向上移动的得到的机器，从要分层的层，随着集箱作为被作为它剥去的发展。低于n的层的集箱都不被放弃分层n。

要关于图9.11理解的重要的事情是在协议和接口之间的在实际上和实际通讯和差别之间的关系。贵族过程在4层，例如，观念认为他们的通讯是"水平，" 使用第4层协议。每一个很可能有某些事情喜欢"的一次过程调用送到其他边" 并且"从其他边得到，" 这些程序实际上不有其它边穿过3/4接口与低层进行信息交流即使。

贵族过程抽象观念对全部网络设计决定性。使用它，难以控制设计完整网络的任务可以插入几小，容易管理，设计问题，即个别的层的设计。

虽然秒。9.3被叫"网络软件" ,这值得指出一个协议阶层的低层经常被用硬件或者固件实现。虽然如此，复杂的协议算法被包含，(全部或部分)即使他们被嵌入在硬件内。

在9.3.2个设计压条的问题

在计算机联网过程中发生的一些关键设计问题存在

于几个层。下面，我们将短暂提及一些更重要的。

每个层要给鉴定发送人和接收者买一个机制。自从一个网络通常有很多计算机，其中有一些有多个过程，方法被在一台机器上为一个过程需要确切说明与其它想

要交谈。由于有多目的地，为了指定具体的目的地，一些称呼被需要。

另一套设计决定关系到给数据传输的角色。在一

些系统里，数据只朝一个方向旅行(单纯通讯) . 在其它

人里他们能在两个方向，但不是同时(双柄的通讯)中的任

一个旅行. 在他们在两指示内旅行同时的其它人(全双工

通讯)的还有. 协议也必须确定连接符合多少逻辑通道，

以及他们的优先权是什么。很多网络提供至少每个连接

两条逻辑通道，一适用于标准数据，一个适用于紧急的数

据。

错误控制是一个重要的问题，因为物理通迅回路不

完美。很多错误检测和纠错码被知道，但是连接的两端

必须同意哪一个正被使用。另外，那些接收者有一些路

必须告诉那些发送人消息被正确收到哪个和哪个不。

并非全部通讯通道都保护在他们身上寄给的消息的

订货。为了处理一个排序的可能的损失，协议必须制定

明确规定让接收者允许那些个被放回原处。一个明显的

解决办法是对数目那些个，这解决办法仍然保持处理得

出有故障的片的问题有回旋余地。

在每水平发生的一个问题是怎样阻止一个快的发送

人用数据淹没慢的接收者。各种各样的解决办法已经被

提议，稍后将被讨论。他们中的一些与某种反馈有关从

接收者到发送人，或者直接或者间接，关于接收者的当前

局势。其它人把发送人限制在一个同意的传输率。

必须在几步被解决的另一个问题是任意接受长报文

的全部过程的无能力。这财产导致拆卸，传送的机械作

用，然后重新聚集消息。当过程坚持用如此小以致于分

别送每一个是无效率的的单位传送数据时，一个有关的问

题是做什么。这里这个解决办法聚集几小消息朝前进进

一单个大消息的一普通目的地和肢解大消息在其它面是。

当为每对传达过程建立一个单独的连接是不方便或

者昂贵的时，基础的层可以决定把相同的连接用于倍数，

无关的谈话。只要这次多路复用和demultiplexing被透

明做，它可以因为任何压条被使用。例如，在物理层方

面，多路复用被需要，这里全部全部连接的信息量必须

被在在大多数一些物理电路上方使。

当在来源和目的地之间有多路径时，一条路线一定

被选择。有时这个决定必须被劈开超过两个或更多层。

例如，把数据从伦敦送到罗马，一个高级决定可能必须

被做出，以通过基于他们的各自的隐私法律的法国或者德

国去，并且一个低水平的决定可能必须被做出，以选择

基于当今的通信负载的很多可得到的电路之一。

9.3.3个接口和服务

每个层的功能是应对它提供对层的服务。在这内我

们部分确切看将服务更详细什么，但是第一个我们给一些

专有名词将。

在每个层里的有效元件经常被叫为实体。一个实体

可能是一个软件实体(例如一个过程) ,或者一个硬件实

体(例如智能化的I/O片) . 实体在相同层在不同机器上

内叫盯着看实体。在n层里的实体实现n + 1使用的一

种服务。这样的话n层被叫为服务提供商，n + 1层被叫

为服务用户。 n层使用可能那些服务的n层-1为了提供

服务。它可能提供服务的几个班级，例如，快，昂贵的

通讯和慢，便宜的通讯。

服务在汁液(服务访问点)可提供. 层n汁液是n + 1

层能进入提供的服务的地方。每汁液有地址唯一鉴定它。

使这个点更清楚，在电话系统里的汁液是标准化的电话

可以被塞的插座，并且汁液地址是这些插座的电话号码。

为了寄一封信，你必须知道地址的汁液地址。

为了两位铺设者交换信息，必须有一套同意的关于接

口的规章。在一个典型的接口,n +层1个实体通过IDU (接

口数据单位) 对层实体通过汁液如图中所示 9.12. IDU

由SDU(服务数据单元)组成以及一些控制信息。对贵族

实体然后向上掠过网络分层n+ 1，SDU是信息。控制信

息是需要帮助低层做(e。的它的工作 g.,在SDU里的字

节的数量) 但是不是数据的一部分本身。

为了转移SDU，层n实体可能必须打碎它成为几片，

每个被给一个集箱并且作为不同的PDU(协议数据单位)送

例如一包。

贵族实体使用PDU集箱进行他们的同等的人协议。

他们鉴定PDUs包含控制信息的，提供顺序号和数字，等

等。

面向连接的9.3.4和Connectionless服务

层能在他们上方给层提供两类不同的服务：连接面

向和connectionless。在这个部分里我们将锁住在这两

种类型并且检查在他们之间的文件差别。

面向连接的服务被仿效电话系统。为了交谈某人，

你拿电话，拨号码，交谈，然后挂电话。与此类似，对

使用一连接面向网络服务，第一个的服务用户建立一个连

接，使用连接，并且释放连接。一个连接的必要的方面

是它表现为一根管：发送人推物体(一点儿) 在在一个末

端，和接收者在另一端在相同的命令里带他们外出。

相反，connectionless服务被仿效邮政系统。每

条消息(信) 带挤满人的目的地址，并且每一个被通过与

全部其他无关的系统减弱。通常，当两条消息被送到相

同的目的地时，送的第一个将是到达的第一个。不过，

第一个寄是可能的可以耽误2 1年代到达前。由于一种面

向连接的服务这是不可能的。

每个服务罐头以服务质量为特点。一些服务是可靠

的，由于他们从未丢失数据。通常，一种可靠的服务通

过让接收者告知收到每条消息被实现，因此发送人确信它

到达。承认过程介绍在头顶和延迟，哪个是经常值得，

但是有时不良。

一种可靠的面向连接的服务合适的一种典型的形势

是文件传输程序。文件的拥有人想要确信全部一点儿正

确和在相同的订货里到达他们被送。非常少文件传输程

序用户更喜欢偶尔争夺或者丢失几一点儿，快得多的ff

的即使的一服务。

可靠的面向连接的服务有两个较小变化量：消息顺

序和字节溪。在前者里，消息边界被保护。当两条1 KB

消息被寄给时，他们到达作为2条不同的1 KB消息，从未

作为一条2 KB消息。 (笔记：KB表示千字节.) 在后者里，

连接是的确一连串的字节，没有消息边界。当2 K字节

到达接收者时，没有方法告诉是否他们被作为一条2 KB

消息，两1 KB或者2 048 1个字节消息送。如果一本书

的页被作为单独的消息在一个网络上方寄给到

phototypesetter，保护消息边界可能是重要的。另一方

面，由于末端伐木工作进一个遥远timesharing系统，

一个字节流从终点站到计算机是被需要的全部。

如上所述，为一些应用，因为承认被介绍的延迟是不

可接受的。一这样的应用是被使数字化的电话业务。时

不时地在界线或者一句断章取义的话上电话用户听一点

噪音是更好的，而不愿介绍一次延迟等承认。与此类似，

传送一部录像电影，有一些象素错不是问题，但是在流

停下来改正错误时，有电影急推非常使人生气。

并非全部应用都需要连接。例如，既然电子邮件变

得更普通，电子废品邮件能离得远吗？电子废品邮件发

送人或许不想要特意安装并且过后扯下一个连接仅仅为

了寄给一项目。百分之100的可靠的交付也不必要，特别

是ff它很贵。被需要的全部都是送有到达，但是没有保

证的高的可能发生的事件的一条单个的消息的一种方法。

不可靠的(不承认的意思) connectionless服务经常被叫

为数据报服务，在用电报服务的类似里，这也不向后给发

送人提供承认。

在其他形势，不必须确定一个连接送一条短报文被

想要，但是可靠性是必要的的便利里。被承认的数据报

服务能为这些申请提供。它看起来象寄一封挂号信并且

请求一张返回收据。当收据回来时，发送人绝对确信信

被递送到计划的聚会并且不一路上失去。

仍然另一种服务是请求答复服务。在这里军用发送

人传送一份单个的数据报(控制一个请求)；答复包含答

案。例如，对问维吾尔族人在哪里被讲的本地图书馆的

一个质问掉进这个种类。请求回答通常用来通讯在内客

户机服务器模特：客户发布一个请求，服务器对它作出

反应。图9.13总结在上面讨论的服务的类型。

9.3.5种服务原语

一种服务被正式用一套原语(行动)说明对一个用户

或者其他实体可提供进入服务。这些原语告诉服务执行

一些行动或者报道有关一个贵族实体采取的一次行动的

情况。把服务原语分类的一种方法将如图中所示把他们

分成4种种类 9.14. 为了说明原语的用途，考虑一

个连接怎样被建立并且释放。正式介绍实体做一"连结。

请求" 导致一包被送。接收者然后拿到一"连结。指示"

宣布一个实体在某处想要建立对它的一个连接。实体拿

到"连结。指示" 然后使用"连结。回答" 告诉接受还是

拒绝被提议连接想要是否的原始。两种方式中的任一种，

发布最初的实体"连结。请求" 查明什么发生通过一"

连结。确认" 原始。

原语能有参数，并且他们中大多数做。参数对一"

连结。请求" 可以指定要连接的机器，服务的类型想要，

以及被在连接上使用的最大的消息尺寸。参数对一"连

结。指示" 可以包含呼喊者的身份，服务的类型想要，

以及被提议的最大的消息尺寸。那些电话实体不同意提

议最大消息尺寸，打counterproposal能在方面确认。这次谈判的细节是协议的一部分。例如，在便于两个相反的关于最大的消息尺寸的提议里，协议可以确切说明更小

的价值总被选择。

作为一在专有名词上到一旁，我们仔细避免那些条件将"打开一个连接" 并且"关闭一个连接" 因为在机电工

程师，一"断路" 一用一个缺口或者开始工作它。电只能泛滥"闭路。"计算机科学家绝不会同意让信息泛滥闭路。为了保持两个阵营被使镇定，我们将使用那些条件"建立一个连接" 并且"释放一个连接。 "

服务可能是或者确认或者未证实的。在证实服务内，请求，指示，反应，和一确认。在一种未证实的服务里，只有一个请求和一个迹象。连结总在证实服务，因为最遥远的贵族同意建立连接必须。数据传输，另一方面，可能是或者确认或者未证实的，取决于是否发送人需要承认。两种多种服务被用网络使用。

在使一服务的概念更多混凝土，让我们考虑作为一个例子一简单面向连接服务与8种服务原语一起如下：

(1)连结。请求需要的被建立的一个连接。

(2)连结。指示发信号被叫的聚会。

(3)由要接受/拒绝的呼喊者的CONNECT.response

使用打电话。

(4)连结。确认告诉那些呼喊者是否那些电话接受。

(5)一个数据被送的DATA.request请求。

(6)数据。指示发信号数据的到达。

(7)一个连接被释放的DISCONNECT.request请求。

(8)拆开。指示用信号通知贵族大约请求。

在这例子内，连结在证实服务(明确反应被要求) ,鉴于拆开是未证实的(不反应) .

用电话系统制造一个类似看出这些原语怎样被使

用可能有帮助。对这个类似来说，认为台阶要求为茶打电话给米丽姑母并且邀请她去你家。

(1)连结。请求表盘的米丽姑母的电话号码。

(2)连结。指示她的电话打电话。

(3) CONNECT.response她拿电话。

(4)连结。确认你听到打电话停止。

(5) DATA.request你邀请她喝茶。

(6)数据。指示她听到你的邀请。

(7) DATA.request她说她将很高兴来。

(8)数据。指示你听到她的接受。

(9) DISCONNECT.request你挂电话。

(10)拆开。指示她听到它并且也挂电话。

图9.15显示这与一系列服务原语相同的台阶的顺序，包括拆线的最后确认。每个台阶在一台计算机上与在两个层之间的相互作用有关。每个请求或者反应引起一个迹象或者稍微晚一点在其它边确认。在这个例子,

服务用户(你和米丽姑母)里 inlayer是n + 1 和服务提供商(电话系统)吗在n。层里在每支箭的末尾附近的数目参考在这个部分里讨论的8种服务原语。

9.3.6服务在协议的关系

虽然他们经常被弄糊涂，但是服务和协议是清楚的概念。这种区别如此重要，不过，我们在这里再次强调它。一种服务是一套原语(行动) 一个层在它上方给铺设者提供。服务阐明层准备代表它的用户进行什么手术，但是它关于这些行动怎样被实现根本什么也没说。一种服务与在两个层之间的一个接口有关，随着低层是服务提供商和高层作为服务用户。

相反，一份协议，套角色管理那些形式和意思的那些框架，包或者消息在以前以那些在层内的实体贵族交换。为了实现他们的服务定义，实体使用协议。如果他们不改变他们的用户可见的服务，他们自由地任意改变他们的协议。以这种方法，服务和协议被完全分离。

有编程语言的一个类似值得做。一种服务看起来象一个抽象数据类型或者一种面向对象的语言一个物体。

它确定可以被在一个物体上进行的手术，但是不确切说明这些手术怎样被实现。一份协议与服务的实施有关，因此服务的用户不可见。

很多老协议没分辨服务和协议。实际上，一典型层可能有一服务原语寄给与提供一指针对一足有集合的包

的用户一起的包。这次安排意味着协议的全部变化立即可见死用户。大多数网络设计者现在认为这样的一种设计是一个严重的大错。电气自动化专业英语（翻译12.13）

默认分类 2008-06-19 16:54 阅读887 评论5

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电分配 (电子配电)

12.1基本配电系统

在发电厂和最后的配电点之间的这根导线被叫为基

本配电系统。有几种方法用于在这两个点之间传送电力。

两种非常普遍的方法是辐射型系统和闭路（循环）控制系

统。 :

12.1.1辐射型系统

术语放射来自单词散发，这表示从一个中心点出发或

者发出。辐射型系统是一类起源于主电站并向各种分电站

传递电能的电力传输系统。

以它最简单的形式，一个辐射型系统由一座发电厂

组成，它生产电能。电能被从发电机(或发电机组)传送到

主电站，它们一般是那些发电厂的一部分，或者在发电厂

附近。为长距离输电，在主电站将电压升高到较高的值。

从主电站，几条线把电力传送到各个分电站。为了在

人口密集地区配电，在分电站将电压降低到合适的值。从

分电站，线把电力传到配电变压器。这些变压器把电压降

低到消费者需要的值。

12.1.2闭路控制系统

闭路控制系统从主电站或者一个分电站启动，并且通

过被服务地区成一个完整的环，并且返回到起点。这导

致从两个末端被供应的区域，允许部分在故障的情况下被

隔绝。连接形成一个非常大的环，闭路控制系统的一个扩

大的形式由几个主电站组成。

12.2消费者配电系统

消费者使用传送在上述各点内的配电系统的类型取

决于特殊安装的要求。住宅用户一般使用最简单的类型。

广告和工业体系随负荷要求而广泛变化。

12.2.1单相系统

大多数单相系统从三相基础上提供。一台单相变压器

的初级连接到三相系统的一个相上。副边包含两个带中间

接点的两个串联连接线圈以构成单相三线系统。这种安排

普遍用于住宅用户和一些商业部门。示意图用图12.1显

示。

对住宅用户来说，服务导体安装在头顶或者地下。

单身家庭和小的多家庭住宅在大厦外面安装电度表。从电

度表中，导体连接主要分离点。图12.2(a) 以及12.2(b)

显示这次安排。

三个独立的分离点表示使于一个公共地。

从主要分离点，导体给分支电路盘提供电源。对住宅

用户有三种基本类型分支电路：一般照明电路、厨房装臵

和洗衣房电路以及各自的分支电路。个人的分支电路经常

被用来提供集中供热系统和/或空调系统，水加热器和其

他特别的负荷。

12.2.2接地要求

全部交流服务按照服务分离方法在供应方面要求接

地。这根接地导线从组合系统和地面设备到接地电极来运

行。对于多家庭用户来说允许使用多达6个服务断开手

段。一根足够大小的单个的接地导线应该用于系统接地

(参阅图 12.2(b) ).

12.2.3商业和工业生产设备

商业和工业生产设备比小的住宅装臵复杂。大公寓住

宅区和公寓，虽然归类为住宅居住，经常使用商业风格的

服务。一单相3线或者4线服务可能被带入大楼，通常来自

在地下。用户引入线导体终止于主要分离点。从这个点，

导体连接每套公寓的个别电度表然后到更小的分离点提

供过电流保护装臵。分支电路盘一般在每套公寓里安装。

馈电导体连结个人分离点到分支电路盘。根据用户的数

量，商业和(或)工业建筑可能有不止一个电度表。服务尺

寸根据需求变化。服务通常是一个三相4线的系统。可得

到的电压可能是120/208 V或者277/480V。如果系统提供

277/480 V，为了获得120 V.,一台变压器必须被安装。如

果建筑物覆盖括一个大的地区，建议服务安装在大楼的中

心附近。这种安排使馈线和分支电路导体上的线路衰减减

到最小。一些公共事业提供三相3线或者三相4线的德尔塔

系统。从3线三角形系统获得的普通电压可能是240 V，

440 V，或者550 V。由于这种安排，一台变压器必须用

来获得120 V。从4线三角形系统提供的那些通常电源电压

三相是是240 V，单相时是120 V。

很多大的消费者购买初次电压的电能，变压器安装

在他们的房屋（地基）上。高达15千伏的三相电压经常

被使用。

这类装臵的服务一般由金属小室组成叫作支局单

元。变压器或者安装在小室内或者在它附近。抽屉类型

的隔离开关被在小室内安装。这些开关用来在维护或者修

理期间把主开关或者断路器与提电分隔开。

12.2.4个消费者闭路控制系统

虽然配电的辐射型系统或许从消费者属性上最常使

用的传送系统，但是闭路控制系统也被应用。两个系统

的方框图在图 12.3(a) 以及12.3(b)说明。这些系统的几

个变化量在工业里使用，但是在这里说明的系统显示基本

的结构。

当安装任何系统时，过电流保护装臵和接地一定要

重点考虑。设计和安装这些系统的电工人员必须遵循NEC

标准和本地要求。

12.2.5次级/高电压配电

大的工业公司可能发现在比600 V高的电压上配电

是更经济的。基于安装类型和负载需要，可以采用高达

2300v的电压。降压变压器安装在战略性（关键）位臵上，

降低电压到实用的工作值。高电压辐射型系统用图12.4.

显示。

有时高电压(初级)系统可能是辐射型的，低电压

(次级)系统可能被连结进一个环。另一种方法是把初级

和次级连接形成一个环。图 12.5(a) 以及图 12.5(b) 显

示这些方法。

12.2.6次级环闭路系统

在变压器之间的点上把负荷和这种次级导体连结起

来是很方便的。这些导体被叫为次级结。按NEC第450款

给出的具体要求涉及导体尺寸和过电流保护装臵。

12.3电气系统的接地

通常，大多数电气系统必须被接地。接地的目的是

限制被闪电，瞬间的浪涌和偶然的与高电压的接触引起的

电压的大小。当接地故障发生时，为确保过流设备工作，

必须设臵系统接地以提供最小阻抗通路。电流在正常的操

作期间不应该流过接地导线。

直流电系统一般把接地导线在供电站连接系统，而

不在个别的装臵上。另一方面，交流电系统，必须在每个

独立的服务的主要分离点的边上提供。关于接地的位臵和

方法的具体信息，参考NEC的第250条。

12.4电气设备的接地

装入电子导体的金属导管和容器必须被接地。如果非

接地 (火线) 导体和没接地的金属外壳建立联系，电压将

在外壳和地之间存在。这表现了潜在危险。将外壳和地建

立联系的人将完成一条电路。

电气装臵的全部非电流传输的金属零件应该一同被

紧紧地联结并且连接一个接地电极。好的电子连续性应

该保证被通过全部金属外壳。偶然的原因引起的电流将被

通过金属外壳，接地导线和接地电极传导到大地。如果电

流足够大，它将引起过电流设备开路。

12.5接地故障保护

接地故障保护器(GFP)是一种当接地电流达到预设值

时能够检测接地故障并断开电路的设备。接地故障电路断

路器(GFCI) 是当非常小的电流流到地时断开电路的设

备。

没有方法预先确定偶然的（意外）接地阻抗。大多数

电路被15A(安培) 或者更大的过电流设备保护。如果接地

故障的阻抗足够低，这样的设备将断开电路。少于15 A

的电流怎么样？已经证明小到50毫安的电流通过心脏、肺

或大脑是致命的。

暴露在潮湿或者振动环境中的电气设备可以有高的

接地阻抗。在导体和设备的框架之间的电弧可能引起火

灾，然而电流可能少于1安培。灰尘和/或水分引起的漏电

流可能在导体和框架之间进行。便携式工具经常接地不良

好，并且唯一的通向大地的路径就是通过操作者的身体。

接地故障电路断路器被开发提供接地故障电流少于

15 A的保护。GFCI设计为按照双线电路工作，双线中的

一根线接地。标准回路电压是120 V和277 V。操作花费

的时间依赖接地故障电流的值。在电路被断开之前，10

mA或更少的小电流可以有多达5 s的流动。一个20 mA

的电流将在少于0.04 s时间内引起GFCI操作。这种时间

/电流元件提供足够安全范围没有讨厌的失误。

GFCI操作原理是相等数量的电流流过这两个导线。当接地故障发生时，一些电流流过火线而不流过接地线；它通过偶然地完成电路。GFCI意识到在两电线之间的电流的值的不同，就断开电路。GFCIs可能合并入断路器，安装在线上，或者合并进电源插座或者设备。

接地故障保护器一般被设计来用于商业和/或工业设备使用。他们对接地故障电流2A(特别类型低达50 mA)到多达2 000 A提供保护。GFPs一般被安装在主要，分支和/或反馈导体上。GFCIs被安装在分支电路上。GFP通常用于三线单相和三相电路，而GFCI用于两线单相电路。

被安装在提供的导体上的接地故障保护器，必须附上全部电路导体，如果有的话也包括中性导体（不导电）。当在正常状态下操作时，来自和到负荷的全部电流流过电路导体。这些电流产生的电通量代数和为零。当一相对地的故障发生时，故障电流通过接地导线返回。在这个条件下交变通量在传感器内产生。当故障电流达到一个预定值，磁通量引起继电器驱动一台断路器。

有时GFP被安装在系统的接地导线上。在这个条件下，单元感应到在接地导线里流动相对大地电流的量。当电流超过GFP的底座时，它将引起断路器打开。当电流超过GFP的设臵值时，它将断路器断开。

接地故障保护器实际上是一台特别设计的连接固态

继电器的电流变压器。

12.6三相系统

在正常的使用过程中的各种各样的三相系统将被描述。在理想的状况下，这些系统在完全平衡下操作，如果一种中性的导体已给出，它是零电流。在实际操作过程中，完全平衡的系统很少遇到。因此电力工程师，必须能在不平衡系统里计算电流和电压的值。单相负荷经常被从三相系统里提供。单相负载要求相当大地变化，使保持理想均衡实际上不可能。

在一个平衡的三相系统里，在3线内的电流是相等的。三相里的电流也相等。换句话说，Iix = ILY = llz 和Ip = Iv =Ip。不过，如果, ILX / ILZ，那么Ipx Ipy Ipz并且系统不平衡(参阅图 12.6).

为了在一个不平衡的三相系统里计算线电流，在下列例子里的这种方法可能被使用。

例子1

3个纯电阻,单相负荷连接在一德尔塔结构横跨在

三相上,在图12.6.说明。负载X要求30A，负载Y要求50A，并且负载Z要求80 A。通过每线计算电流。

例子1中应用了在三角形连结的百分之100的功率因子。由于不同的功率因子，相位角将从120变化。对一个字母Y连接来说，线电流等于相电流。

一些连接可能是单相和三相负荷的合并。在这些条件下，在那些三相负荷和单相负荷之间的那些相位角必须被考虑。

12.7荧光照明设备的谐波效应

在美国和加拿大的大多数配电系统在60 Hz.的频率

上操作。某些类型的电气设备产生是供应频率的倍数的次级频率。这些次级频率被叫为谐波。例如，60赫兹的二次谐波是120赫兹；3次谐波是180赫兹，等等。

交变通量通过变压器产生，用在荧光照明设备的镇流器内，产生180赫兹的频率的电压。这导致一额外的电流流入供应导体。在相导体内的电流的值通常大约是供应电流的百分之25。 3次谐波电流增加到供应电流，在导体内引起一个更大的热效应。这增加的加热效应相当小，也许在百分之3-5附近，。

对中性导体的影响十分不同。各相线路来的三次谐波电流叠加在一起，使中线电流大幅度升高。与如果3次谐波电流没存在相比，热效应增大了75% ~ 80%。

注意：当安装供电，导体和大的荧光负荷的分支电路导体时，中性导体的大小应该至少等于相导体的。

控制工程介绍

13.1介绍

每当能量被有目的使用时，某种形式的控制是必要的。近期，在自动控制策略方面已经取得了很大的发展。不过，策略十分陈旧，可以回溯到大约1790年，当时詹姆士〃瓦特发明了离心式调速器控制他的蒸气机的速度。然而他发现，在很多应用内，发动机速度与负荷力矩无关是必要的，实际上当一个负荷被使用时，速度下降，当负荷被除去时，速度增加。

一台简单的离心式调速器被用图13. I.显示。在这个系统里，在发动机速度方面的变化被识别并用来控制进入发动机的蒸汽的压力。在稳定情形下，金属球平衡重量的时刻，是由于离心力和打开的蒸汽阀门只足够保持发动机速度在要求的水平上。当额外的负荷力矩被用于发动机

时，它的速度将倾向于下降，离心力将减少，金属球将

倾向于略微下降。他们的高度控制蒸汽阀门现在开的更

大，允许更大的蒸汽压力加到发动机上。速度于是倾向于

上升，抵消了速度原先下降的趋势。如果额外的负荷被除

去，相反的过程发生了，金属球倾向于稍微地提高，因

此倾向于关闭蒸汽阀门并且抵消任何速度提高的趋势。

这个系统在末端负荷增量有调节器和没有调节器的

典型反应用图13.2显示。

很明显，没有调节器，速度将相当多的落在负荷上。不过，

在一个精确设计有调节器的系统里，在速度方面的下降将

非常少。随着一个系统被设计，对速度的变动太敏感的一

个不受欢迎的特点是，倾向对最终速度的‘寻找’或振荡。

在这种类型的全部系统的综合过程中的真正的问题是将

防止过度的动摇，但是同时产生好的调节作用。调节作用

定义为负载条件下被控量相对空载条件下被控量数值的

变化百分比。控制器（调节器）形成一类重要的控制系统，

通常是他们的对象保持某一物理量恒定(即速度、电压、

液位、湿度等等)不管负荷变化。一个好调节器仅有很小

的调节作用。

1914年-1918的战争使得军事工程师意识到，要赢得

战争精确和迅速的安臵重型纵队是必要的(例如船和枪)。

在美国1920年初,在自动驾驶的船上和甲板上自动安臵的

枪上，N. Minorsky执行了经典的工作。在1934年单词'

伺服系统' (从拉丁servus得到,意味着奴隶) 被H。L。

hazen第一次在资料上使用。他把一个伺服机构定义为

‘驱动输出的放大器元素被在对伺服的输入和它的输出

之间的差额驱动’的能量放大的设备。这个定义能被用于

多种'反馈控制系统'。近年来建议那些术语'伺服系统'

或者'伺服'限制到反馈控制系统，被控制的变量是机械

位臵。

各种各样的大规模工业过程的自动控制，象在化学

制品，食品和金属的制造和处理过程中遇到的那样，在

过去30年间，已经作为一个控制工程的一般领域的极其重

要的部分出现。在发展的开始阶段几乎没意识到过程控

制的理论与伺服机构和控制器的理论密切相关。即使现

在由于我们对过程动力学的糟糕理解，完全学术设计的过

程控制系统实际上不可能的。在大部分被引进这本书的理

论里，伺服机构和控制器被用作例子说明分析方法。不

过，这些方法经常适用于过程控制系统，这将分别介绍他

们自己。

13.2定义

通常有二种控制系统，开环和闭环。

13.2.1开环控制系统

在开环控制系统(看图 13.3)输入信号或者命令被

使用，在'控制器'内放大，电源输出从'输出元素'获得。

输出元素的位臵经常远离输入站。输入可能被手工

使用，比如转动一个表盘。被期望的输出通常被预先校准，

并且输入控制可能伴随着一些校准图表。获得的实际输出

取决于校准的有效性,并且如果系统的组成部分被时间,

温度,湿度,润滑等等影响,实际输出可能与被期望的输出

产生变化。这样的系统也因为负荷变化被影响。

一个开环控制系统的简单的例子是没有调节器的蒸

气机。这样的安排在图13.4.里被图解表示。

速度主要通过在负荷力矩方面的变化被影响，但

是也将被在锅炉蒸汽压力方面的变化，润滑的状况和可动

部件里的磨损改变。

13.2.2闭环系统

在简单的闭环系统里(参阅图13.5),控制器不再受

输入而是受?偏差?激励。偏差被定义为在系统输入和它

的输出之间的差别。这样的系统象那些开环控制系统一

样，包含相同基本元素，以及两额外特征---一个'偏差检

测器'和一个反馈电路环。偏差检测器是这样一种设备，

它产生一个与在输入和输出之间的偏差成正比的信号。

图13.4的开环控制系统可能通过一个输出速度计和

一位人类操作者做'手工封闭环'。操作者必须连续看发

动机速度并且当变化发生时调整打开的蒸汽阀门使它合

适，试图保持速度恒定。为什么在很多实例自动控制系统

内更喜欢操作者的原因见图13.6.。

蒸汽引擎也许被合并作为一个闭环速度控制系统一

部分如图所示13.6。

在13.1已经解释过，由于负荷力矩的改变，被管理

的蒸气机如何调节速度变化。除了这个超过开环控制系统

的明显的优势外，有另一个更细微的优势。系统具有对它

自己的缺陷改正的能力。例如，假设锅炉蒸汽压力应该有

一点减少。这将导致速度下降；偏差检测器将意识到这种

下降并且引起蒸汽阀门更进一步打开，给被控制的蒸汽压

力相应增加。这个速度于是将倾向于增加由此抵消了原先

速度下降的趋势。对在负荷方面的变化的反应的速度也

比开环控制系统的迅速。

13.2.3控制系统部件

很显然从闭环系统的那些方块图里 (图 13.5)有3

个基本的组成部分被要求：

(1)偏差检测器。这是一个设备，收到低功率输入

信号，输出信号可能具有不同的物理性质，为了减法的

目的，把他们转化成共同的物理量，执行减法，并且给

出一正确物理性质的低功率偏差信号来驱动控制器。偏差

检测器通常包含'转换器'；它们是把一个物理形态的信

号转变成另一物理形态信号的设备。

(2)控制器。这是一个放大器，它收到低功率偏差信

号，以及一个来自外部的电源。被控制能源的数量(正确

的物理性质) 被提供到输出要素。

(3)输出要素。它根据从控制人员那里收到的信号

为负荷提供正确的物理性质的能力。

其他设备，例如齿轮箱和'补偿'的设备在控制系统里

经常有特色，但是这些通常被认为成为其它要素的一部

分。后面将给出用于控制系统的一些部件的详细说明。

13.3位臵控制系统

管理者，那个对象是保持一些物质数量的价值在一

款待的水平尽管骚动，一重要一个闭环系统的例子是。同

样重要和当然更多挑战象工程设计练习在对象是遵循输

入命令的那些伺服机构的那样。一个这样的一个设备的

例子是运动适用于一个手车轮的必须在一些遥远点繁殖

的位臵控制伺服机构位于一个局部的命令车站。生产运

动可以用来开车重物，例如进一个要求的位臵的一个导弹

发射器；命令的功率放大和准确的再生如此必要。

信号可以通过直接的机械联系或者通过水力，装满

空气，或者电的渠道被传送。除机械联系外，最迅速输

送可能与电气装线一起取得和这经常是但不是总是使用。

这里它被使用，机械输入和输出信号是第一个变为的成

比例电信号，经由电线到减的设备然后传送，这生产一

用信号通知与这个错误成正比。一次典型的安排被用图

显示 13.7. 低功

率错误信号用来驱动也收到来自一个外部来源的动力并

且将控制电源送到电动机的一个放大器。

转换器和减的要素的结合形成错误检测器，放大器

是控制器和电动机以及它的齿轮箱形成产量dement。

那些放大器可能完全电，如果那些电动机电，但是一

定是或者选举，米装满空气那些电动机或者水力或者装满

空气。

强调系统的对象是做rotatable群众尽可能差不多

复制这个手车轮的运动。让我们考虑将发生什么，如果

这个手车轮的位臵被非常迅速通过一angle01开采，群众

最初安静。最初，群众没有速度和产量位臵0 o 0，我瞬

间在放大器的终端出现的一个信号的因此；那些源头的

权力被允许驾驶那些群众，然后开始的那些电动机到达当

时降低那些错误。当0 o接近错误使更小的0 i时，，因

此较少的动力被允许达到电动机。系统通常被设计，因

此群众只越过被要求的位臵；因为0 o然后大于0 i，错

误变得负和电动机迫使群众停止和反向。在群众最后在

需要有等于0的0 o的位臵解决之前，一些负脉冲信号和

更进一步的超过或许于是将进行；只，什么时候精确的

符合出现做放大器收到零信号，因此电动机被迫移动，或

者无论如何直到全部运动渐渐消失。当进入放大器的信

号是零时,因此电动机能只停止,即当生产位臵确实等于

命令0 i时。

天气从，巨大小心接受设计除非的上述讨论那里变得

明显，关于被要求的位臵的动摇将增加而不是迅速渐渐

消失是十分可能的。在哪个动摇增加的系统据说不稳定

和大部分设计在控制工程工作与有关生产稳定系统。足

够的稳定当然是只有几要求之一。另一要求是多种输入

信号的忠实的再生,并且已经被看见了图的系统 13.7不

可能复制在输入位臵与忠实的任何学位一起的一突然变

化。输入命令的另一种类型可以由恒定角速度的手车轮

运动组成。系统于是将回答用一振荡瞬间变化和群众最

后将与一等于命令和有落后命令以一小角的一位臵的速

度一起安定下来。轻微的差别，在输入和输出位臵之间

将具有如此的大小以致从足够驱动混乱的电动机产生生

产力矩，在被要求的速度依照摩擦力矩。错误不能是零

否则电动机将停止，错误于是将增加。

产量0 o将自动与命令0 i在静态条件下结盟当时是

如此明显的，在动态的条件下生产运动只接近命令的。

亲密的那些接近能无论通常被挣得象最解决物质问题是

必要的一样好；例如，在自动控制的外形铣床的某些类型方面0.000 1英寸的黑客准确已经被取得。

位臵控制系统的另一个对象是它必须能举行等于命令的生产位臵，在严厉的负荷骚动的情况下。例如，不管随机暴风，一个发射器必须仍然朝着被要求的方向指。图的位臵控制系统 13.7 ,如果正确地设计，能达到十分好的规章反对这种的负荷骚动但是一次恒定负载骚动将

不可避免生产小失调，在生产之间和命令。在这样的失调将是无法忍受的的系统里，一种控制人员的更复杂的类型必须被使用，有特性除了简单的扩大。一个稳定系统的设计然后相应更难。

它应该用一足有自动系统感激那图的' 手车轮' 13.7可以被做，以生产必要命令信号没有人帮助。的确在很多实例里手轮回甚至可能不存在；命令可能性质上完全电，已经直接从传感元件得到。例如，在飞行控制系统里伺服机构通常开动控制表面，有命令信号哪个作为以那些飞行员到那些'控制杆'指引，不过，在包含汽车飞行员的飞机，飞行员可能转向'自动'，于是命令信号被从感觉自动识别与被要求的道路不符合的陀螺仪直接

产生。类似一些自动控制的机床有对从一台数字电子计算机收到的电信号反应直接的西阿-vomechanisms。部分作为一个存储器计算机通常行动，能按照某种顺序和部分复制多种错综复杂的命令作为算术设备执行减并且关于使生产非常准确的错误信号数字化各种各样的伺服机

构商人的生产位臵的测量数据它的控制的接待。

那些位臵控制伺服机构有很多应用在中哪个：

工作母机位臵控制系统

跟踪雷达系统

枪主管和导弹发射器

收音机和光学望远镜的Positioners

恒定紧张的对床单的控制转入造纸厂

对在热轧工厂过程中的薄金属板厚度的控制

导弹指导系统

飞机的自动驾驶仪

自动船舶驾驶

滚船的稳定

记录文件和伺服乘数

惯性的指导系统

材料的操作的自动装臵

帮助刹车和掌舵机动车里的设备

13.4过程控制系统

那任何把控制工程划分为'管理者'应该被理解，'伺服机构'和'过程控制系统'非常人造，并且真的由于有历史意义而不是合乎逻辑的原因。一个过程控制系统经常基本上是一个管理者。不过，当被分别考虑时，一个错综复杂的过程控制系统可能也许包含可能被定义为伺服

机构的几个设备。不过，下列是通常把归类为制造过程控制的控制问题的例子：

对在液体里的化学集中的控制

对液体水平的控制

对流体的流速的控制

电解的绘制的地图控制

蒸馏制造过程控制

调和气体控制

反应在核反应堆里控制

锅炉工厂控制

对炉膛温度的控制

热交换制造过程控制

过程控制系统的设计的哲学相当不同于伺服机构的设计的。但是，很多包含的分析的问题的相似，大多数试验的分析和综合和方法的技术对全部控制工程的分

部通用。过去那些控制人员和开车送dements的使用的制造过程中控制主要装满空气；电装满空气设备最近变得相当更受欢迎并且相当多证据那这趋势将继续，将来大的工厂将被通过电子数字电子计算机控制。

一个典型的过程控制系统的例子现在将被考虑。一张安排的示意图被用图显示 13.8. 系统的对象在固

定的价值是保持流体的流速，根据油煎命令称' sot估价'，不管供应压力和背压力骚动。实际流速被通过一块孔板发现；穿过这个盘子的压力差然后是一个流速的功能。一个信号(称'测定值') 与压力差成正比，并且因此对一个流体的流速的功能然后被通过到录音机控制器

的一台'不同压力发送器'传送。输送的方法可能是机械，电或者装满空气的。测定值通常被在形成录音机控制器单位的组成部分的自动记录仪上连续记录。测定值也是，与在一种'比较元件'，产生'不符合' 0描述在测定值和

sot价值之间的差别里的被确定的价值相比较。比较元

件的性质基本上依靠测定值的输送的方法和控制人员的

本性；在气动系统内简单不同机械联系经常被用来生产

一机械与不符合成正比地用信号通知着，或者装满空气

或者装满空气电的控制人员通过产生是一个不符合的功

能的装满空气的压力对不符合作出反应。这压力用来控

制移动的一台装满空气的电动机以便开动安臵在易流动

的供应管里的一个控制阀；控制阀将自动在这样的一条

路被移动，以致保持不符合为最小水平。流体的流速被

根据被确定的价值如此保持合理恒定。

它通常可能通过一个控制旋钮的手调或者通过一

个辅助自动控制系统的呻吟在这样的一个系统里改变被

确定的价值。

当命名法与制造过程控制相关时( 象在理学士里

推荐的那样 1523第2部分: 1960 ) 有点不同于民众用

于伺服机构的描述的那,系统的两种类型都基本上是封闭

环; 因此使感兴趣比较死图的过程控制系统用图显示

的有一个简单的闭环系统的一般的方框图的13.8 13.5.

定义和符号总是一个意见不合和在一个迅速移动的象控

制工程那样的领域里的困难的来源。尽可能这本书将粘

英国标准学会的被推荐的象征，但是在哪里这些易于引起

含糊的话，或者他们不受欢迎被使用，例外将被做。

一个特别有用的定义象用收音机工程师(美国)的机

构说明的那样一套反馈控制系统的那个给反馈控制系统

在专有名词上在他们的Standants内(行动I.R.E。 1956

年1月) .

一套反馈控制系统是一个控制系统包括一个或更

多反馈控制环，哪个结合控制信号与倾向于保持规定的

关系船的司令部的功能一起的功能，在命令和控制信号

之间一个伺服机构是一个或多个系统信号代表机械运动

的一套反馈控制系统。

13.5 AUTONOMIC控制系统

有有固定的参数的一位控制人员的一个控制系统的

性能永远在某种程度上依赖工厂或者系统(被控制)的参

数。现在已经修理参数在一个控制系统里生产最佳性能

的一位控制人员的设计将取决于植物参数和环境状况的

准确的知识。在系统，在那里植物参数的变化和环境状

况是严厉的里，控制人员不能被用这样的一种方式设计，

以致始终生产被要求的性能。

autonomic或者适合自我或者优化自我的系统可以，

不过，用来给最好的性能。在这类设备里，有几种种类，

控制人员的参数已经自动那调整系统根据功绩的一些内

部构造的标准给最佳性能。与普通的反馈控制系统相比

较，这样的系统仅仅复杂，需要很多辅助设备。棉布商

和李设想了并且第一个控制的autonomic的想法被在

1951年出版。

与autonomic控制系统有关的大量理论的工作现在

存在，包括学科的很多方面的一本教科书现在已经被出版

了。由于他们的相当多的花费，autonomic控制系统只

有，迄今，在传统的系统极度不令人满意的riel&里发现

应用。例如在飞机里旨在以高速飞，控制表面的效力能

从到高空低和从到高速低大大变化。飞行员能适应用一

个自适应控制系统的可能的但是一次大大改进的表演已

经被证明是的抵消这的在某程度上的在控制的他自己的

行为。

控制系统是被喜欢的人操作的13.6原因

除艰苦雇用人做道德上是错误的的思想上问题外，

破坏灵魂，不需要判断的重复的工作，并且远的帽商被

机器做，那里砍自动控制系统是被喜欢的人类接线员的

许多非常正确的工程原因，其中有一些是：

(1)人反应时间(1世纪3年代)的影响防止手控用

于高的反应速度被要求的地方(e。 g。 A。 A。枪雷达

下落哪个被要求请高速为目标) .

(2)在长期期间的连续的行动有性能的随后的恶化

引起厌烦和人类操作者的疲劳。此外操作者的大的一束

长发或者危险引起一迅速的用效率掉下。

(3)规范人类操作者的行为是不可能的，除非非常简

单的任务被承担。

(4)使用手控是经常不经济的。

(5)因为权力和速度限制，对很多应用来说人类操作

者进行一次行动身体上是不可能的，严厉的外界条件，

有害的辐射的存在，等等

13.7个达成的评论

实际的控制系统的分析和综合不简单，他们重靠物理

原理以及数学技术。如此非常以致于这本书的几章专门

致力于'必要的数学和物理学'的作者比率这些题目的重

要性。一些读者可能感到他们这些主题的把握已经完全

足够并且可能希望发展为题目直接与有关控制问题；他

们仅仅整个第2，3，和5章扫描应该是可能的。但是在4

和6章介绍的工作，，认为是绝对必要。作者希望强调大

多数数学课经常如此全部与控制工程无关以致于一个真

正的障碍能对全部的理解问题存在控制中，除非符号，

单位，定义和简单的数学技术被最初带来到完全适合于控

制要求的普通水平。在必要的数学和物理学上的章已经

被在心里这个物体设计；他们无论如何不被要使成为一

种全部的这些学科课的代用品。

近期，在自动控制策略方面已经取得了很大的进步。

对负载变化的响应速度也比开环系统的响应速度快得多。

调节器是闭环系统的一个重要例子，其目标是即使有

扰动也要将某些物

理量维持为恒值。

〃小功率的误差信号用于驱动放大器，放大器还是从外

部电源获取功率并

将被控功率传输到电动机。

只有当(给定和反馈)完全一致时，放大器接收零值信

号，从而使电动机

向某个方向或反方向旋转直至运动消失。

工作于振荡状态的系统称为不稳定系统，控制工程的

许多设计工作都与

建立一个稳定系统相关。

输入与输出位臵的轻微差别能够达到如此的幅度，足

以产生足够的电动机

输出转矩，能够克服摩擦转矩后以所需速度拖动控制对

象。

位臵控制系统的另一个目标是它在恶劣的负载扰动下

保证输出位臵和

命令相同。

但复杂的过程控制系统可能包含多个部件，当分别考

虑时可以把它们定

义为伺服机构。

这样，流体流速按照设定值维持在合理的恒值

而自动或自适应或自寻优系统可以用宋给出可能的最好

性能。

第九讲高中英语翻译技巧与能力训练(上)[讲义]

高考英语翻译技巧与能力训练 高考英语中的翻译（中译英）题要求考生能应用所学过的语法和词汇来准确地表达思想，是一种要求相当高的考查形式。要求考生把中文的句子译成通顺的、语法结构正确的、符合英语表达习惯的英语句子，并能准确地传达中文句子中的每一个信息。该题型全面地考查学生英语词汇、语法等知识的综合运用能力，它对学生的动词时态、语态、名词的单复数、冠词、形容词、副词、介词等应用能力，还对学生的词组、句型、句子结构等进行了全面考查。翻译不仅在高考英语主观题中占不小的比例，而且翻译能力还直接影响考生在作文中的表现。 高考评分标准: 1．每题中单词拼写、标点符号、大小写错误每两处扣一分；2．语法错误（包括时态错误）每处扣一分；3．译文没用所给的单词扣一分。 如何才能提高中译英水准，在高考中获得理想的分数呢？考生除了必须具备比较扎实的语言基础外，关键还在于学会总结规律，找准中译英的切入点。 一、分析句子结构、寻找合适的句型 中文必须仔细读，一定要看的就是题目给我们的关键字或关键的词组，也就是我们常说的key words。尤其是最后两句翻译句子，它们大都在句子结构上提高了难度。读什么？读出句子结构：对于简单句，辨别出主谓宾，分清定语、同位语和状语；对于并列句，记住两个语法意义上独立的分句，须由连词连接起来；对于复合句，须区分定语从句，名词性从句以及状语从句。一般来说，中译英的句型可分为三大类：1.简单句；2.并列句；3.复合句；同时我们也要注意非谓语动词及其他一些特殊结构。回顾近几年的高考试题时，也不难发现试题中考了一些特殊句式。如：It句型(近几年考得较为频繁)、倒装句、with结构。 例1: 昨天我的电脑坏了。(wrong) 解析：本题考查：1)简单句There be结构；2)wrong的用法；3)中英文表达的差异。 译句：There was something wrong with my computer yesterday. 例2: 遇到困难的时候，我们需要的不是彼此埋怨，而是互相帮助。(not…but) 解析：本题考查：1)复合句：when引导的状语从句；what引导的主语从句；2)not…but结构；3)“彼此埋怨”的英文翻译。 译句：When(we are)in difficulty/When we meet with difficulties/When we have difficulties ,what we need is not to blame each other but to help each other. 例3：我们能做什么来阻止这种疾病蔓延呢？（prevent） 分析：如果有学生没有读全中文原句的话，就很有可能看成是以前所做的“我们要做些什么来阻止这种疾病的蔓延”，而译为We should do something to prevent the spread of this disease.因为这个原因而造成扣分，就太不应该了。 译句：What can we do to prevent the spread of this disease? 例4：他很有可能通过自己的努力得到驾驶执照。（likely） 译句：He is likely to get the driving license with his own efforts. 分析：有些学生一看到有可能，就会想到自己比较熟悉的possible，想当然地翻译成It is possible that…的结构。其实，学生对likely这个key word的使用也是会的，完全能够使用be likely to do或It’s likely th at…的结构。 例5：上海近几年经历了许多变化，如今已成为世界闻名的经济中心。（go through） 分析：乍一看，学生很容易轻易下笔，Shanghai has gone through…,it has become…，这已成为很多学生的一个习惯，句子和句子中随便用逗号隔开，英语不像中文，必须要考虑到句子的结构，逗号也不能随意使用。而此句中，就要想到用并列句中的连接词and来连接两个成分。

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PART 3 Computer Control Technology UNIT 1 A 计算机的结构与功能 这一节介绍计算机的内部体系结构，描述了指令如何存储和译码，并解释了指令执行周期怎样分解成不同的部分。 从最基本的水平来讲，计算机简单执行存储在存储器中的二进制编码指令。这些指令按照二进制编码数据来产生二进制编码结果。对于通用可编程计算机，四个必要部件是存储器、中央处理单元（CPU，或简称处理器），外部处理器总线，输入/输出系统，正如图 3-1A-1所示。 外部处理器总线 存储器CPU输入/输出 图 3-1A-1 计算机的基本元件 存储器储存指令和数据。 CPU读取和解释指令，读每条指令所需的数据，执行指令所需的操作，将结果存回存储器。CPU所需的操作之一是从外部设备读取或写入数据。这利用输入/输出系统来实现。 外部处理器总线是一套能在其他计算机部件之间传送数据、地址和控制信息的电导线。 存储器 计算机的存储器是由一套连续编号的单元所组成。每个存储单元是一个能存二进制信息的寄存器。单元的编号称为地址。初始地址为0。制造商定义处理器的一个字长为单元的整数长。在每个字中，各位表示数据或指令。对于英特尔8086/87和摩托罗拉MC68000微处理器来说，一个字是16位长，但每个存储单元仅为8位，因此两个8位单元来存取获得一个数据字长。

为了使用存储器中的内容，处理器必须取来右边的内容。为了完成这一次读取，处理器把所需单元的二进制编码地址放到外部处理器地址总线的地址线上，然后，存储器允许处理器读取所寻址的存储单元的内容。读取存储单元的内容的这一过程并不改变该单元的内容。 存储器中的指令存储器中的指令由CPU取来。除非发生程序转移，它们按在存储器中出现的顺序来执行。用二进制形式所写的指令叫做机器语言指令。一种得到（指令）有效形式的方法是将（这些）位分成段，如图3-1A-2所示。每一段都包含一个不同类型信息的代码。 在简单的计算机中，每条指令可分为四段，每段有四位。每条指令包括操作代码（或操作码，每条指令有唯一的操作码）、操作数地址、立即数、转换地址。 在一个实际的指令集中，有很多指令。也有大量的存储单元来存储指令和数据。为了增加存储单元的数目，如果我们使用同样的方法，地址段的指令一定长于16位。除了增加指令长度外，还有很多增加微处理器寻址范围的方法：可变指令段、多字指令、多寻址模式，可变指令长度。我们不将详细讨论它们。 存储数据数据是存储器中代表代码的信息。为了有效利用存储空间和处理时间，大多数计算机提供了不同长度和表示方法的处理数据能力。能被处理器识别的各种不同表示称作数据类型。常用的数据类型有：位、二进制码、十进制数字（4位字节，BCD）、字节（8位）、字（2个字节）、双字（4个字节）。 有一些处理器提供了可处理其他数据类型。例如单精度浮点数据类（32位）和双精度浮点数据（64位）等的指令。还有另一类的数据–––特征数据。通常也表示为8位。在标准键盘上，每个计算机终端键和键的组合（例如shift和control功能键）有定为美国信息交换标准码的7位码。 存储器类型在数字控制系统的应用中，我们也关注不同存储技术的特征。对主存储器来说，我们需用它临时存储信息，并逐次地从不同单元写入或获得信息。这种类型的存储器称作随机访问存储器（RAM）。在某些情况下，我们不想让存储器中的信息丢失。因此我们愿使用特殊技术写入存储器。如果写入只在物理改变连接时才能实现，那么这种存储器称为只读存储器（ROM）。如果相互连接的模式可由程序设定，那存储器叫做可编程只读存储器（PROM）。如果需要实现改写的情况，我们有可擦的可编程只读存储器（EPROM）。电可擦除的PROM缩写为EEPROM。

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1.This electron beam sweeps across each line at a uniform rate，then flies back to scan another line directly below the previous one and so on，until the horizontal lines into which it is desired to break or split the picture have been scanned in the desired sequence． 电子束以均匀的速率扫描每一行，然后飞速返回去扫描下一行，直到把被扫描的图像按所希望的顺序分割成行。 2.The technical possibilities could well exist，therefore，of nation-wide integrated transmission network of high capacity，controlled by computers，interconnected globally by satellite and submarine cable，providing speedy and reliable communications throughout the word 因此，在技术上完全可能实现全国性的集成发送网络。这种网络容量大，由计算机控制，并能通过卫星和海底电缆实现全球互联，提供世界范围的高速、可靠的通信。 3.Transit time is the primary factor which limits the ability of a transistor to operate at high frequency． 渡越时间是限制晶体管高频工作能力的主要因素 4.The intensity of sound is inversely proportional to the square of the distance measured from the source of the sound. 声强与到声源的距离的平方成反比。 5.The attenuation of the filter is nearly constant to within 0.5 dB over the entire frequency band． 该滤波器的衰减近于恒定, 整个频带内的变化在0.5 dB以内。 6.At present, the state of most semiconductor device technology is such that the device design and process technology must be supplemented by screening and inspection procedures, if ultimate device reliability is to be obtained and controlled． 目前, 大多数半导体器件的技术尚未十分完善, 以至若要获得并控制器件最终的可靠性, 就必须辅以筛选和检验, 以弥补设计和工艺技术之不足 7.Bandwidth of transistor amplifiers vary from about 250 MHz in the L band to 1000 MHz in the X band． 晶体管放大器的带宽在L波段约为250 MHz, 在X波段为1000 MHz。 8.The output of the differential amplifier is fed to the circuit’s output stage via an offset-compensation network, which causes the op-amp’s output to center at zero volts. The output stage takes the form of a complementary emitter follower, and provides a low-impedance output. 差动放大级的输出通过一个失调补偿网络与输出级相连, 目的是使运放的输出以0 V为中心。输出级采用互补的射极跟随器的形式以使输出阻抗很低 9.Because of the very high open-loop voltage gain of the op-amp, the output is driven into positive saturation (close to +V) when the sample voltage goes slightly above the reference voltage, and driven into negative saturation (close to-V) when the sample voltage goes slightly below the reference voltage. 由于运放的开环电压增益很高, 当取样电压略高于参考电压时, 输出趋向于正向饱和状态(接近+V)。当取样电压低于参考电压时, 输出趋向于负向饱和状态(接近-V)。 10.If the signal source were direct connected instead of capacitor coupled, there would be a low resistance path from the base to the negative supply line, and this would affect the circuit bias conditions. 如果信号源和电路不是用电容耦合而是直接相连，从基极到负电源线就会一个低阻通路，并且这将影响到电路偏置状态 11.The differential amplifier has a high-impedance (constant-current)“tail”to give it a high input impedance and a high degree of common-mode signal rejection. It also has a high-impedance collector (or drain) load, to give it a large amount of signal-voltage gain (typically about 100 dB). 差动放大极有一个高阻抗的“尾巴”（恒流源）以提供高输入阻抗和对共模信号的深度抑制，同时，它还具有一个高阻抗和集电极或漏极负载以提供高的信号电压增益（典型的数据是100dB). 12.On the other hand, a DC negative-logic system, as in Figure 3.6(b), is one which designates the more negative voltage state of the bit as the 1 level and the more positive as the 0 level. 另一方面, 如图3.6(b)所示, 把比特的较低的电压状态记为1电平, 较高的电压状态记为0电平, 这样的系统称为直流负逻辑系统。 13.For example, to represent the 10 numerals (0, 1, 2, …, 9) and the 26 letters of the English alphabet would require 36

英文翻译 机械自动化类

Mechatronics Electrical machinery and electronics, also known as the integration of science, English as Mechatronics, it is by English mechanics of the first half of Mechanics and Electronics of the latter part of a combination of Electronics. Mechatronics 1971, first appeared in Japanese magazine, "Machine Design" on the supplement, with the mechanical-electrical integration of the rapid development of technology, electromechanical integration, the concept was widely accepted and we have universal application. With the rapid development of computer technology and extensive application of mechatronics technology unprecedented development. Mechatronics present technology, mechanical and micro-electronics technology is closely a set of technologies, the development of his machine has been cold humane, intelligent. Specific mechanical and electrical integration technologies, including the following: (1) mechanical engineering machinery and technology is the basis of mechatronics, mechanical technology, focused on how to adapt to mechanical and electrical integration technologies, the use of other high and new technology to update the concept, the realization of the structure, materials, the performance changes to meet the needs to reduce weight, reduce the size and improve accuracy, increase the stiffness and improving the performance requirements. Mechatronic systems in the manufacturing process, the classical theory and technology of mechanical computer-aided technology should help, while the use of artificial intelligence and expert systems, the formation of a new generation of mechanical manufacturing technology. (2) Computer and Information Technology Which information exchange, access, computing, judge and decision-making, artificial intelligence techniques, expert system technology, neural networks are computer information processing technology. (3) System Technology System technology that is the concept of the overall application of related technology organizations, from the perspective of the overall objectives and systems will be interconnected into the overall number of functional units, system interface technology is an important aspect of technology, it is an organic part of the realization of system guarantee connectivity.

论文：浅析英语翻译能力提升的障碍和策略

论文：浅析英语翻译能力提升的障碍和策略摘要：翻译能力是英语综合能力的重要组成部分，也是英语专业学生必需具备的基本能力。要全面提升英语翻译能力，需要了解英汉两种文化的差异性，具备深厚的语言功底，掌握熟练的翻译技巧。 关键字：英语翻译能力；提升；障碍；策略 中西文化差异是影响英语翻译能力提升的重要因素，除了文化因素外，英语翻译能力的提升还受到其他因素的影响，本文将进一步的展开叙述影响英语翻译能力提升的障碍及其相应的策略。 一、影响英语翻译能力提升的障碍 1．中西文化的差异性容易造成英语翻译误会 英语翻译就是汉语和英语相互转换的过程，这个过程不仅仅是一种语言现象，也体现了跨文化现象。具体来说，中西方的文化差异体现在文化传统、生活习惯、价值观念和思维方式等方面，而这些层面的差异性往往会造成人们对同一事物有着不同的理解和解释，因此不同文化的差异性容易造成英语翻译的误会。比如，生活中最常见的信封的写法，在中国，习惯的书写顺序是国名，省、市、县、街道，最后才是收信人姓名。而在西方国家信封的书写顺序恰好相反。因此在学习英语知识的同时，需要更加注意对英语文化知识的了解和掌握。

2．语言基础知识掌握不扎实，影响了翻译的准确性 英语翻译就是英汉两种语言之间的相互转换，在转换的过程中主要涉及两个方面，首先翻译者要正确地领悟原文的意思，其次要通过译文将原文确切的表达出来，达到“信达雅”的标准。因此翻译者需要牢固地掌握英汉两种语言。但是由于多方面的因素，翻译者的语言基础知识掌握不扎实，很多翻译者的词汇量太少，经常背了忘，而又不重视巩固复习，或者死记硬背不会灵活运用，此外，语法掌握也不扎实，对一些基本的句型模棱两可，不能正确理解更不会运用。 二、提升英语翻译能力的具体策略 1．通过词汇、语法和阅读，了解中西文化之间的差异性 在英语的学习中，提高英语翻译能力，不仅要加强英语语言知识的学习，还要注重对英语文化知识的了解。具体来说，可以通过词汇、语法以及阅读等的学习获取英语文化知识。 首先，通过词汇的学习了解中西文化知识。词汇是英语语言的基本元素，掌握词汇的过程中，仅仅注重词汇正确的拼写和准确的发音是远远不够的，更主要的是学会如何恰当的运用词汇和组织词汇。因此，在背诵英语词汇意思的基础之上还需要进一步了解词汇产生的文化背景知识，尤其是了解习语、谚语和成语这一类词语的文化内涵、感情色彩以及

自动化专业英语_考试版的文章翻译

UNIT 1 A 电路 电路或电网络由以某种方式连接的电阻器、电感器和电容器等元件组成。如果网络不包含能源，如 电池或发电机，那么就被称作无源网络。换句话说，如果存在一个或多个能源，那么组合的结果为有源网络。在研究电网络的特性时，我们感兴趣的是确定电路中的电压和电流。因为网络由无源电路元件组成，所以必须首先定义这些元件的电特性. 就电阻来说，电压-电流的关系由欧姆定律给出，欧姆定律指出：电阻两端的电压等于电阻上流过的电流乘以电阻值。在数学上表达为: u=iR (1-1A-1)式中 u=电压，伏特；i =电流，安培；R = 电阻，欧姆。 纯电感电压由法拉第定律定义，法拉第定律指出：电感两端的电压正比于流过电感的电流随时间的 变化率。因此可得到：U=Ldi/dt 式中 di/dt = 电流变化率，安培/秒； L = 感应系数，享利。 电容两端建立的电压正比于电容两极板上积累的电荷q 。因为电荷的积累可表示为电荷增量dq的和或积分，因此得到的等式为 u= ，式中电容量C是与电压和电荷相关的比例常数。由定义可知，电流等于电荷随时间的变化率，可表示为i = dq/dt。因此电荷增量dq 等于电流乘以相应的时间增量，或dq = i dt，那么等式 (1-1A-3) 可写为式中 C = 电容量，法拉。 归纳式(1-1A-1)、(1-1A-2) 和 (1-1A-4)描述的三种无源电路元件如图1-1A-1所示。注意，图中电流的参考方向为惯用的参考方向，因此流过每一个元件的电流与电压降的方向一致。 有源电气元件涉及将其它能量转换为电能，例如，电池中的电能来自其储存的化学能，发电机的电能是旋转电枢机械能转换的结果。 有源电气元件存在两种基本形式：电压源和电流源。其理想状态为：电压源两端的电压恒定，与从 电压源中流出的电流无关。因为负载变化时电压基本恒定，所以上述电池和发电机被认为是电压源。另一方面，电流源产生电流，电流的大小与电源连接的负载无关。虽然电流源在实际中不常见，但其概念的确在表示借助于等值电路的放大器件，比如晶体管中具有广泛应用。电压源和电流源的符号表示如图1-1A-2所示。 分析电网络的一般方法是网孔分析法或回路分析法。应用于此方法的基本定律是基尔霍夫第一定律，基尔霍夫第一定律指出：一个闭合回路中的电压代数和为0，换句话说，任一闭合回路中的电压升等于电压降。网孔分析指的是：假设有一个电流——即所谓的回路电流——流过电路中的每一个回路，求每一个回路电压降的代数和，并令其为零。 考虑图1-1A-3a 所示的电路，其由串联到电压源上的电感和电阻组成，假设回路电流i ，那么回路总的电压降为因为在假定的电流方向上，输入电压代表电压升的方向，所以输电压在（1-1A-5）式中为负。因为电流方向是电压下降的方向，所以每一个无源元件的压降为正。利用电阻和电感压降公式，可得等式(1-1A-6)是电路电流的微分方程式。 或许在电路中，人们感兴趣的变量是电感电压而不是电感电流。正如图1-1A-1指出的用积分代替式(1-1A-6)中的i，可得1-1A-7 UNIT 3 A 逻辑变量与触发器

机械工程专业英语

机械工程专业英语 课程负责人： 课程中文名称:专业英语 课程英文名称：English for Mechanical Engineering 课程类别：选修 课程学分数：2 课程学时数：32 授课对象：机械电子工程专业本科生 本课程的前导课程：公共英语，机械专业的相关课程 考核方式：平时成绩+期末考试 使用教材：《机械工程专业英语教程》施平主编（第3版）电子工业大学出版社 教学要求及目的： 了解专业英语的语法特点，熟悉专业词汇，逐步培养学生具有比较熟练的专业文献阅读理解能力、翻译能力和英文学术论文的写作能力。 教学方式： 课堂讲授、讨论与自学相结合。以教师讲授为主，引导学生积极阅读指定参考文献，完成课外作业，参与课堂讨论。有意识地积累与自己研究方向相关的词汇与文献资料，掌握专业英语学习方法。 具体教学目标： ●掌握机械工程专业方面的专业名词、专业术语 rolling contact bearing, 滚动接触轴承journal bearing, 径向轴承resonance 共振 upright drilling machine 立式钻床radial ['re?d??l]drill 摇臂钻床shaper 牛头钻床 ●掌握习惯表达方式 machine design, kinematics [,k?n?'m?t?ks] 运动学，动力学dynamic 动态 slider-crank mechanism ['mek(?)n?z(?)m] 滑动曲柄机构, assembly drawing 装配图detailed [d?'teld]drawing 明细图engineering drawing 工程图 degree-of-freedom (DOF) 自由度 a four-bar mechanism 四连杆机构vibration mechanism 振动机构 CAD Computer - Aided Design, CAM computer-aided manufacturing CAE Computer Aided Engineering ●掌握基本的专业文献阅读能力与翻译能力 ●掌握基本的写作能力 ●培养基本的专业文献资料检索能力 ●了解机械工程方面的国内外动向, 并熟悉与机械工程专业相关的其他学科与

小议科技英语翻译技巧

小议科技英语翻译技巧 科技文体崇尚严谨周密，概念准确，逻辑性强，行文简练，重点突出，句式严整，少有变化，常用前置性陈述，即在句中将主要信息尽量前置，通过主语传递主要信息。科技文章文体的特点是：清晰、准确、精练、严密。那末，科技文章的语言结构特色在翻译过程中如何处理，这是进行英汉科技翻译时需要探讨的问题。现分述如下： 一、大量使用名词化结构 大量使用名词化结构（Nominalization）是科技英语的特点之一。因为科技文体要求行文简洁、表达客观、内容确切、信息量大、强调存在的事实。而非某一行为。 Archimedes first discovered the principle of displacement of water by solid bodies. 阿基米德最先发展固体排水的原理。 句中of displacement of water by solid bodies 系名词化结构，一方面简化了同位语从句，另一方强调displacement 这一事实。 The rotation of the earth on its own axis causes the change from day to night. 地球绕轴自转，引起昼夜的变化。 名词化结构the rotation of the earth on its own axis 使复合句简化成简单句，而且使表达的概念更加确切严密。 If you use firebricks round the walls of the boiler, the heat loss, can be considerably reduced. 炉壁采用耐火砖可大大降低热耗。 科技英语所表述的是客观规律，因之要尽量避免使用第一、二人称；此外，要使主要的信息置于句首。 Television is the transmission and reception of images of moving objects by radio waves. 电视通过无线电波发射和接受活动物体的图象。 名词化结构the transmission and reception of images of moving objects by radio waves 强调客观事实，而"谓语动词则着重其发射和接受的能力。 二、广泛使用被动语句 根据英国利兹大学John Swales 的统计，科技英语中的谓语至少三分之一是被动态。这是因为科技文章侧重叙事推理，强调客观准确。第一、二人称使用过多，会造成主观臆断的印象。因此尽量使用第三人称叙述，采用被动语态，例如：Attention must be paid to the working temperature of the machine.应当注意机器的工作温度。而很少说：You must pay attention to the working temperature of the machine .你们必须注意机器的工作温度。此外，如前所述，科技文章将主要信息前置，放在主语部份。这也是广泛使用被动态的主要原因。试观察并比较下列两段短文的主语。 We can store electrical energy in two metal plates separated by an insulating medium. We call such a device a capacitor, or a condenser, and its ability to store electrical energy capacitance .It is measured in farads. 电能可储存在由一绝缘介质隔开的两块金属极板内。这样的装置称之为电容器，

浅议英语翻译能力的培养-文档资料

浅议英语翻译能力的培养 高等学校很注重培养英语专业学生的翻译能力。要具备一定的翻译能力，学生必须具有深厚的语言功底?p广博的文化知识?p熟练的翻译技巧?p正确的翻译观念和严谨的翻译态度。因此，要培养和提高英语专业学生的翻译能力，教师应该从以下几个方面入手。 一?p掌握好汉语和英语的基础知识 翻译是一个语言转换的过程。从根本上讲，这个过程要解决两个问题：一是如何深刻地理解原文；二是如何用译文确切地表达原文的意思。因此，译者要较好地掌握英语和汉语两种语言，具备较强的语言理解能力和表达能力，这是做好翻译的前提条件。 从语言学角度讲，英语和汉语之间最大的区别莫过于形合和意合的区别。英语是重形合的语言，即英语中词语或句子间的连接主要依靠连接词来完成。汉语是重意合的语言，即汉语中词语或句子间的连接主要依靠语义或句子之间的逻辑关系来完成。例如“他今天没来，母亲住院了”（Hedidnotcometodaybecausehis mother was hospitalized），在这个例子中，汉语原文在表达因果关系时，没有使用任何表示因果关系的词汇，但是读者一看就能理解。然而，在翻译成英语的时候，必须加上连接词because，否则就会出现语法错误。二?p积累广博的文化知识 翻译材料涉及面极广，学生要具备渊博的知识。具体来说，文学性的翻译需要学生具备广博的文化知识，科技翻译需要学生具备相关的专业知识。另外，学生还要掌握大量的习语和俚语，这样在翻译时才不会被句子的字面意义所迷惑。如“I decidedto sit at his feet”这句话的字面意思是“我决定坐在他的脚上”，但实际上，“sit at his feet”是一个习语，表示“拜他为师”。 三?p培养严谨的翻译态度 英语和汉语的句子结构复杂，词汇意义也复杂多变，在翻译中出现错误是难以避免的，但是教师应该让学生尽量避免错误，避免粗枝大叶，望文生义。此外，学生在翻译时还应多关注细节，如单词的拼写?p标点符号?p小词等。例如，“中国政府”应该翻译成Chinese government还是the Chinese government这

考研英语怎样提高翻译能力

考研英语：怎样提高翻译能力？ 在英语翻译备考中，许多人总想一步登天，跨考教育英语教研室的孟老师在此着重强调，须知任何能力(包括英语翻译在内)的提升必定要经过反复练习的过程。当然，练习是有方法可循的，比如系统学习翻译的方法、原理、固定句式和译法、多学习比较优秀的译文等等。 要做好翻译其实并不是机械地在大量的词库句库中搜求配对，片面追求字面的精准，而是对信息的传达。这就要求译者不仅对源语言有准确的理解，并且对于目标语言也要有优秀的表达能力。很多时候你能明白一整段的意思，却觉得不能自如组织成书面汉语，是因为其实你的汉语表达能力也不够。 提高汉语表达能力，建议可以从经典作品的译本和各大电影字幕组的翻译作品中学习。前者的翻译作品比较严谨传神;后者则生动俏皮，富有时代气息。在学习这些资料时，并不是说某句英文只有资料里的一种翻译方法，以后碰到这句话就直接照搬照抄译文，资料只是辅助，要学习的是其中的思路和方法。 另外，不要太拘泥于所谓的翻译理论。语法和理论都是随着时代的更迭不断更新的，比如当下不断涌现出的各种新词汇，必须与时俱进。 翻译最重要的一点，就是对文章的理解，要彻底读懂文章想表达的思想，甚至尝试去体会原作者的想法，才能翻译出更贴切、更符合原文的译文。 所以，总结起来，你需要经历三个阶段： 首先，语法学好，能正确理解句子; 第二，接受系统的翻译训练，学会翻译方法; 第三，就在提高汉语能力形成地道的表达 你可以一边学习方法和原理、多加练习，一边做语言功底上的积累，才谓标本兼治的“有效”;至于“快速”，其实是你有多勤奋的问题——假设可以使你熟能生巧、从量变达到质变的那个量是一定的。 现在的你达到那个阶段了呢??? 综上就是小编给大家提供的高分技巧，技巧就是牢固的知识点和强悍的答题思路，预祝所有

电气自动化专业英语翻译

电气自动化专业英语（翻译1-3） 第一部分：电子技术 第一章电子测量仪表 电子技术人员使用许多不同类型的测量仪器。一些工作需要精确测量面另一些工作只需粗略估计。有些仪器被使用仅仅是确定线路是否完整。最常用的测量测试仪表有：电压测试仪，电压表，欧姆表，连续性测试仪，兆欧表，瓦特表还有瓦特小时表。 所有测量电值的表基本上都是电流表。他们测量或是比较通过他们的电流值。这些仪表可以被校准并且设计了不同的量程，以便读出期望的数值。 1．1安全预防 仪表的正确连接对于使用者的安全预防和仪表的正确维护是非常重要的。仪表的结构和操作的基本知识能帮助使用者按安全工作程序来对他们正确连接和维护。许多仪表被设计的只能用于直流或只能用于交流，而其它的则可交替使用。注意：每种仪表只能用来测量符合设计要求的电流类型。如果用在不正确的电流类型中可能对仪表有危险并且可能对使用者引起伤害。 许多仪表被设计成只能测量很低的数值，还有些能测量非常大的数值。 警告：仪表不允许超过它的额定最大值。不允许被测的实际数值超过仪表最大允许值的要求再强调也不过分。超过最大值对指针有伤害，有害于正确校准，并且在某种情况下能引起仪表爆炸造成对作用者的伤害。许多仪表装备了过载保护。然而，通常情况下电流大于仪表设计的限定仍然是危险的。 1．3测量仪器的使用 电压表是设计来测量电路的电压或者通过元器件的压降。电压表必须与被测量的电路或元器件并联。 1．3．1压力检验计 交-直流电压检验计是一种相当粗糙但对电工来说很有用的仪器。这种仪器指示电压的近似值。更常见类型指示的电压值如下：AC，110，220，440，550V，DC，125，250，600V。许多这种仪器也指示直流电的极性。那就是说(i.e=that is)电路中的导体是阳性（正）的还是阴性（负）。 电压检验计通常用来检验公共电压，识别接地导体，检查被炸毁的保险丝，区分AC和DC。电压检验计很小很坚固，比一般的电压表容易携带和保存。图1。31。4描述了用电压检验计检查保险丝的用法。 为了确定电路或系统中的导体接地，把测试仪连接在导体和已建立的地之间。如果测试仪指示了一个

机械工程专业英语翻译 华中科技大学版 李光布

1.机械设计过程 机械设计的最终目标是生产一种满足客户需求的有用产品，而且这种产品安全，高效，可靠，经济，实用。当回答这个问题时，广泛地思考，我将要设计的产品或系统的客户是谁？ 在产品设计之前，了解所有客户的期望和期望是至关重要的。营销专业人员经常被用来管理客户期望的定义，但是设计师可能会把他们作为产品开发团队的一部分。 许多方法被用来确定客户想要什么。一种被称为质量功能部署或QFD的流行方法寻求（1）识别客户期望的所有特征和性能因素，以及（2）评估这些因素的相对重要性。QFD过程的结果是产品的一组详细功能和设计要求。 考虑设计过程如何配合为客户提供令人满意的产品所必须发生的所有功能以及在产品的整个生命周期中为产品提供服务也很重要。事实上，重要的是考虑产品在使用寿命后如何处置。影响产品的所有这些功能的总和有时被称为产品实现过程或PRP。PRP中包含的一些因素如下： ?营销功能来评估客户的要求 ?研究确定可在产品中合理使用的可用技术 ?可以包含在产品中的材料和组件的可用性 ?产品设计和开发 ?性能测试 ?设计文件 ?供应商关系和采购职能 ?考虑全球材料采购和全球营销 参加工作的技能 ?物理工厂和设施可用

?制造系统的能力 生产计划和生产系统的控制 ?生产支持系统和人员 ?质量体系要求 ?销售操作和时间表 ?成本目标和其他竞争性问题 ?客户服务要求 ?产品在生产，操作和处置过程中的环境问题 ?法律要求 ?金融资本的可用性 你可以添加到这个列表吗？您应该能够看到，产品的设计只是综合过程的一部分。在本文中，我们将更加注意设计过程本身，但必须始终考虑设计的可生产性。产品设计和制造过程设计的同时考虑通常被称为并行工程。 2.机械设计所需的技能 产品工程师和机械设计师在日常工作中使用广泛的技能和知识。这些技能和知识包含在以下内容中： ?素描，技术制图和计算机辅助设计 ?材料的性质？材料加工*和制造过程 ?化学的应用，如腐蚀防护，电镀和喷漆 静力学动力学材料的强度，运动学和机制 流体力学，热力学和传热 ?流体动力，电气现象的基本原理和工业控制

《自动化专业英语》中英文翻译-中文部分

第二部分 控制理论 第1章 1.1控制系统的引入 人类控制自然力量的设计促进人类历史的发展,我们已经广泛的能利用这种量进行在人类本身力量之外的物理进程?在充满活力的20世纪中,控制系统工程的发展已经使得很多梦想成为了现实?控制系统工程队我们取得的成就贡献巨大?回首过去,控制系统工程主要的贡献在机器人,航天驾驶系统包括成功的实现航天器的软着陆,航空飞机自动驾驶与自动控制,船舶与潜水艇控制系统,水翼船?气垫船?高速铁路自动控制系统,现代铁路控制系统? 以上这些类型的控制控制系统和日常生活联系紧密,控制系统是一系列相关的原件在系统运行的基础上相互关联的构成的,此外控制系统存在无人状态下的运行,如飞机自控驾驶,汽车的巡航控制系统?对于控制系统,特别是工业控制系统,我们通常面对的是一系列的器件,自动控制是一个复合型的学科?控制工程师的工作需要具有力学,电子学,机械电子,流体力学,结构学,无料的各方面的知识?计算机在控制策略的执行中具有广泛的应用,并且控制工程的需求带动了信息技术的与软件工程的发展? 通常控制系统的范畴包括开环控制系统与闭环控制系统,两种系统的区别在于是否在系统中加入了闭环反馈装置? 开环控制系统 开环控制系统控制硬件形式很简单,图2.1描述了一个单容液位控制系统, 图2.1单容液位控制系统 我们的控制目标是保持容器的液位h 在水流出流量V 1变化的情况下保持在一定 可接受的范围内,可以通过调节入口流量V 2实现?这个系统不是精确的系统,本系 统无法精确地检测输出流量V 2,输入流量V 1以及容器液位高度?图2.2描述了这 个系统存在的输入(期望的液位)与输出(实际液位)之间的简单关系, 图2.2液位控制系统框图 这种信号流之间的物理关系的描述称为框图?箭头用来描述输入进入系统,以及

电子信息工程专业英语 课文翻译 Unit 12 译文

Unit 12 生物识别技术 Unit 12-1 第一部分：指纹识别 在所有的生物技术中，指纹识别是最早期的一种技术。我们知道，每个人都有自己独特的、不可变更的指纹。指纹是由手指表皮上的一系列峰谷组成的。指纹的独特性是由这些峰谷的形状以及指纹的细节点所决定的。指纹的细节点是指纹局部凸起处的一些特性，这些特性出现在凸起的分叉处或是凸起的截止处。 指纹匹配技术可以被分为两类：基于细节的指纹匹配技术和基于相关性的指纹匹配技术。基于细节的指纹匹配首先要找出细节点，然后在手指上对应出与它们相关的位置，如图12.1所示。但是，使用这种方法存在一些困难。要精确地提取指纹的细节点是很困难的。而且，这种方法不能很好地考虑指纹峰谷的整体形状。基于相关性的指纹匹配技术可以解决部分基于细节的指纹匹配方法存在的问题，但它也存在一些自身的缺陷。基于相关性的匹配技术需要给出已注册过的特征点的精确位置，并且该方法会受图像平移和旋转的影响。 图12.1 基于细节的指纹匹配 基于细节的指纹匹配技术在匹配不同大小的细节模型时（未注册过的）会存在一些问题。指纹上局部的凸起结构不能完全由指纹细节实现特征化。我们可以尝试另一种表达指纹的方法，它可以获得更多的指纹局部信息并且得到固定长度的指纹编码。于是，我们只需要计算两个指纹编码之间的欧几里得距离，匹配过程有望变得相对简单。 研发对于指纹图像中噪声更稳健并能实时提供更高精度的算法是重要的。商用指纹（身份）认证系统对给定的错误接受率要求具有很低的错误拒绝率。在这点上，任何一项简单的技术都很难实现。我们可以从不同的匹配技术中汇总多个证据从而提高系统的总体精确度。在实际应用中，传感器、采集系统、性能随时间的变化是关键因素。为了评价系统性能，我们有必要对少数使用者在一段时间内进行现场试验。 每天我们可以从法医鉴定、出入口控制、驾驶证登记等多个方面的应用中采集并保存大量的指纹。基于指纹的自动识别系统需要把输入的指纹与数据库中大量的指纹进行匹配验证。为了缩短搜索时间、降低计算复杂度，要以准确而一致的方式将这些指纹分类，从而使输入的指纹只需与数据库某一子集中的指纹进行比对。 指纹分类是将指纹划分入多个预定义指纹类型中的一类中的一项技术。这些预定义的指纹类型是由提供索引机制的文献建立的。图12.2表示了不同类型的指纹。它们有螺纹状的、右旋状的、左旋状的、弓形的、帐篷形的。输入指纹首先粗略地被匹配为预定义的类型中的一类，随后，输入指纹仅与这一大类指纹库中的子集作更精细的比较。 图12.2 不同类型的指纹 指纹自动匹配中关键的一步是自动并且可靠地从输入指纹图像中提取出细节。然而，细节提取算法的好坏很大程度上依赖于输入图像质量的好坏。为确保自动指纹识别或确认系统的性能对于不同指纹图像质量具有稳健性，必须在细节提取模块中加入指纹增强算法。快速指纹增强算法能根据对局部指纹脊方向和频率（密度）的估计自适应地改善输入指纹图像中脊和沟结构的清晰度，如图12.3所示。实验证明加入增强算法可以显著增强指纹认证的精度。 图12.3 指纹增强 Unit 12-2 第二部分：说话人辨认介绍 介绍 现代安全系统范围很广, 通常要通过多层系统才能完全被突破。除了标准的锁和警报系统以外，还有很复杂的方法来保护重要资料。其中多数的方法为可以允许或者不允许一个特定人员获取资料——计算机系统必须能够检测出指纹、读取个人眼孔图样、或者确定说话者的真实身份。最后一点是本文讨论的重点——说话人辨认。说话人辨认经常会与其他类似的术语混淆。以下对这些术语的精确定义做出解释。 说话人识别：确定是谁在说话。 说话人辨认：初始情况下不知道说话人是谁，必须在与模板比较后确定说话人的身份。通常会有很多相关的模板。 说话人确认：确定说话者是否就是他（她）自称的那个人。仅将说话者的话音与一个样板进行比对，即他（她）自称的那一个。 语音识别：识别出人们说话时的语句。换句话说，识别出一个人在说什么而不是谁在说话。这个术语经常与声音识别相混淆。声音识别是识别出说话人。