ui设计参考文献(ui设计参考文献举例)
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一、关于虚拟现实的科技论文2500字
虚拟现实(VR)是一种由计算机和电子技术创造的新世界,是一个看似真实的模拟环境,下面是我为大家精心推荐的关于虚拟现实的科技论文2500字,希望能够对您有所帮助。
关于虚拟现实的科技论文2500字篇一
直觉交互界面与虚拟现实
摘要:为了研发更高水准的直觉交互界面,有必要引入虚拟现实技术,借助具备沉浸性、交互性和想象性的人机交互环境来获得真正意义上的直觉体验。通过特定的物理器件装置,以及先进的手势识别技术,使用者不必学习专门的操作命令,就可以与计算机进行交流并获得实时的反馈,而独特的沉浸式环境更能创造出人机一体的融合感。结果表明,虚拟现实技术有效地提升了用户的体验度,大大简化了操作的复杂性,而且可以应用于从娱乐到专业制造等各种场合,是直觉交互界面的有力驱动平台。
关键词:直觉交互;人机交互;虚拟现实
中图分类号:J0-05 文献标识码:A
本文是在“人―计算机” 交互(Human-Computer Interaction)的意义上来谈论“交互”。随着计算机技术几十年来突飞猛进的发展,计算机已经完全进入了日常生活的方方面面,其影响无处不在,人机之间的互动操作问题也越发显得重要。由于计算机尚未能摆脱冯・诺依曼体系的根本制约,与人类思维模式之间的鸿沟依然如同天堑,人机交互问题的一个重要着眼点就在于如何尽量地缩小人类使用者的操作模式与计算机的操作模式之间的差别。这意味着我们仍在不断地摸索和探讨,去提供更优秀的交互界面,使人可以顺畅地、高效率地与计算机进行对话。
一直以来,交互设计思维首要强调的就是以人为本,换而言之就是让设计物适应人,而非人适应设计物。这种观点在计算机还是国防机密的年代中显得有些奢侈,人们只能痛苦地训练自己去迎合机器(例如,使用完全机器式的编程语言与计算机交谈)。在当下,相对廉价的个人计算机都可以提供可观的计算能力,因此交互界面的设计原则也就顺应了这样的思路,去尽可能地将界面做得人性化,让人用得舒服,而繁重的计算则交给计算机在幕后默默地处理。
正是在这样的大背景下,“直觉”一词吸引了大家的目光。毕竟相对于日常物件,计算机的交互界面还是太不人性了,依旧保持着冰冷的面孔。如果能将我们习以为常的动作引入与计算机的交互之中,在不知不觉中将完成与计算机的沟通,那么这样的人机界面才能称得上是以人为本。而在呈现直觉界面方面,新兴的虚拟现实技术则提供了最有价值的工具。
本文正是拟探讨直觉交互界面及其与虚拟现实技术间的关系,为了完成这样的任务,首先我们要对人机交互意义上的直觉作出一个明确的定义,它实际上与大众文化中的“直觉”概念有着相当的差别。之后我们将谈论如何将上述意义上的直觉与虚拟现实结合起来,并提供具体的案例分析来支撑我们的探讨。
一、直觉交互界面
直觉(Intuition)这个概念属于大众词汇,但实际上不同的学科对直觉都有着不同的定义。本文研究的对象是人机交互,因此将在“凭着直觉去与计算机进行交互” (interaction with computer by intuition)这个上下文中去探讨它。首先要注意到,交互是双方面的,也即人与计算机在进行着双向的互动,但直觉却是人才能拥有的,也是仅仅用来修饰人的判断与感觉的,因此直觉人机交互关心的是以人为中心的交互场景中各参与元素对人是否直觉。从人的角度考虑交互界面,这实际也就奠定了“以人为本”在理论上的基础性质。
一般而言,人们对直觉的交互有着如下诉求:它不需要经过有意识的思考便能做出。例如在翻动一页书的时候,人不需要去有意识地考虑该用多大的力气,手指该走怎样的空间路线,或有意识地等待书页翻动之后出现的非常规情况并作出反应,等等。在这个意义上,一本实体书的交互界面是直觉的。依据以上诉求,Blackler等人的研究指出,直觉是“基于已往经验的无意识的反应”[1]。这个定义强调了两个要点:基于以往经验和无意识。关于直觉往往是无意识的(下意识的)举动,这一点几乎已成共识,这里就不再展开论述。需要厘清的是“基于已往经验”这一点。
在日常生活中,人们或许并不认为直觉与已往经验之间会有什么关联。相反,许多人会认为,如果不需要经验就能进行某种操作,那么这种操作显然更符合直觉。特别地,中国传统文化中的“直觉”概念充满了反智主义的特征,直接将“直觉”与“本能”联系起来,往往意味着“不需要通过知识或经验便可以下意识地完成”。但这实际上是一种错误的观点,它不但误解了人的本能,而且未能认识到已往经验的真实存在及其影响。事实上,现代理论表明,人类绝大多数行动――简单的或复杂的――都是后天习得的,并非先天刻印于脑中。如果仅凭本能,人几乎无法完成什么人机交互操作:拿按钮这种最简单的人机界面元素来说,如果没有事先通过各种例子认识到存在按钮这种东西并且按下它之后会启动某些关联反应,使用者甚至都无法做出按下按钮的行为。或者用K.R.Popper[2]的话来说,所有行动都承载着理论――后天习得的理论。
将直觉与已往经验联系起来,这不仅揭示了直觉在人机交互中的真正面貌,而且指出了设计人机交互界面时的一条基础准则:由于不同的人有着不同的生活经验与知识水平,那么他们的已有经验也是不同的,这也就意味着每种类型的人都有着他们对“直觉交互界面”的不同衡量标准。有一个简单的例子可以说明这一点。
考虑一款在电脑上运行的收音机软件,它的作用是播放网络上的各类实时音频流(包括传统电台的在线音频流)。图 1模拟半导体收音机的调频指针窗口,从传统眼光而论这样的界面便是直觉的。然而,对于没有用过半导体收音机的新一代年轻人而言,他们由于频繁地接触电脑,反而会觉得图2的界面是直觉的,因为这样的界面使用的是为电脑用户所熟知的UI(User Interface,用户界面)元素,包括菜单、按钮、列表框和滚动条等等。
习惯半导体收音机操作的用户多半用不惯新式界面,而习惯新式界面、没使用过半导体收音机的用户却很可能对传统界面不知所以。这个例子充分说明了,在考虑直觉交互界面的时候,必须考虑用户群体的已往经验,依据不同的已往经验去断定直觉因素。并不存在唯一的、普适的、通用的直觉界面,这给了设计师以极大的挑战,但同时也是极大的创新动力。 此外,虽然直觉的定义没有直接体现对审美的考虑,但审美和直觉显然是互有关联的[3]。由于直觉使用与交互过程中唤起的先前知识有关,那么审美判断作为人类感知过程的起点之一,恰是诱发直觉的重要因素。一个富于美感的界面,可以抵消用户使用过程中的不安感和隔膜感,并在潜意识上促使和鼓励用户做出交互行为并保证交互行为的持续性和统一性。上面的例子也表明,对于传统用户,设计精美、极富质感的模拟界面有效地抵消了传统用户对电脑软件的不适感,方便他们使用,并且大大降低了潜在的学习成本。而对于年轻用户,他们也可以在自己熟悉的控件界面中运作自如,拉近了老技术(传统流媒体)与新技术间的距离。简而言之,具备良好审美特性的直觉界面具有重要的价值与意义,体现了人机交互界面的发展趋势。
二、直觉界面与虚拟现实
自上世纪70年代起,虚拟现实(Virtual Reality)技术的发展异常迅猛,从专业研究到商业应用乃至家用娱乐都可见其身影。从根本上而言,虚拟现实恰是交互界面直觉化的总趋势的一个反映,因为人机交互演进的内在逻辑在于,呈现和交互手段总在致力于让用户以更直观、更自然、更简便的操控方式去获得更丰富、更多态、更实时的数据资源。
简而言之,虚拟现实提供了一个具有沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination)的虚拟数字富媒体环境;用户不仅可以如同设身处地一般沉浸在它所提供的丰富多彩的虚拟环境中,更可以通过各种创新的途径来与环境中的元素进行互动。沉浸性、交互性和想象性,正是虚拟现实的三个基本特征[4]:一是沉浸性,通过各种技术手段让用户产生“身临其境”的感觉,包括视觉(利用人的立体视觉原理产生虚拟的三维纵深感)、听觉(利用立体声产生虚拟物体的方位感)、触觉(通过力觉设备使用户以为在与真实的物理实体打交道)等等;二是交互性,用户可以实时地与虚拟现实系统中的各种物体进行互动操作,用户的操作不再局限于传统的键盘、鼠标或游戏杆,还包括先进的数据手套、穿着式回馈服等等;三是想象性,给用户呈现的虚拟现实场景具有超越现实场景的特殊魅力,真正做到某种意义上的“心想事成”。
从虚拟现实的上述特征可以看出,它的基本出发点就是要超越传统人机交互界面的非人性化的一面,不仅要让用户尽量溶入整个交互场景中(沉浸性),而且要让用户以更直觉的方式去操作计算机(交互性):首先,虚拟现实技术能够有效地将计算机交互界面直觉化,提供与日常场景尽量类似的界面,完全基于人类日常的视觉直觉。其次,虚拟现实技术能够有效地消除人机交互之间的阻隔,让用户能够通过日常的动作和行为与计算机交互。
从上文的概念分析可知,判定直觉程度要看与使用者本身的已知经验,而且使用情境和审美等其他因素也要考虑在内。虚拟现实技术本身提供了多种多样的方法,但具体的构建和应用也要遵循这样的准则。下一节将提供几个应用案例来说明这些,并综合讨论如何真正地利用虚拟现实技术去设计直觉交互界面。
三、应用案例及讨论
以虚拟现实技术为基础的直觉交互界面被广泛应用于各种层次、各种领域的实践应用之中,其目标用户群体不仅包括非专业人士(普通民众),也包括熟悉计算机但希望寻求更直观的交互操作方式的专业人士。对于前者,他们需要能够尽量降低学习和记忆成本、兼或附带娱乐趣味性的人机界面。而对于后者,操控感良好的直觉界面可以大大提升生产率和成品率,并推动整个生产流程的优化。
日本大阪大学人机工程实验室的伊藤雄一等人研发了ActiveCube(动态积木)[5],这个作品将直觉界面引入儿童和青少年认知学习及娱乐之中,并辅以虚拟现实或增强现实设备以提升其应用价值。每个积木都是一个边长五厘米的塑料立方体;积木里面有一块可编程集成电路,控制着一系列可选的感应器或小型设备,包括超声感应器(感知外界物体的接近)、坐标感应器(三维坐标的相对角度)、触觉感应器(最多可装两个,每个可以感应八个方向的触觉)、红外感应器、灯和电动机等。因此,每个积木实际上已经是一个独立的玩具,可以感知环境并产生相应的动态行为。更绝妙的是,这些积木还能彼此连接,连接起来的各个部分之间也可以互相通信,构成整体行为。儿童使用者不需要额外教学就可以通过直觉使用它们。这样的直觉操作界面,很好地避免了其内部的复杂结构对使用者的影响,小学低年级学生就可以独立操作。
ActiveCube的一大特色在于可以在虚拟现实场景里使用。在这种情形中,红外感应器捕捉搭建好的积木形态,并将符合此形态的虚拟物品显示出来。应用了虚拟现实技术之后,规整的积木可以任意变换成为植物、动物、日常器具等,不仅视觉效果有可观的提升,还借此允许用户进行进一步的玩耍和操控。
ActiveCube还可以在虚拟现实场景里使用。在这种情形中,红外感应器捕捉搭建好的积木形态,并将符合此形态的虚拟物品显示出来。由于ActiveCube本身只是一个简单的立方体,其六面自由连接功能限制了表面的装饰性,最后的拼装效果不一定能吸引儿童用户的兴趣。而应用了虚拟现实技术之后,古板规整的积木可以任意变换成为植物、动物、日常器具等,不仅视觉效果有可观的提升,还借此允许用户进行进一步的玩耍和操控。在上面的例子中,外表相对简陋的十字架形积木摇身一变,可成为精美的飞机,并随着积木在实际环境中的位移而在现实设备上呈现相应的飞行轨迹。
另一个实例来自于工业设计领域。当下的设计师一般都有较高的学历和较专业的计算机技能,但进行三维产品建模的时候,复杂的软件界面依然是最重要的阻碍因素,更遑论键盘加鼠标的操控方式根本就与人手的自然行为大相径庭,严重干扰了设计师的思维和创作习惯。荷兰Delft大学工业设计工程团队在这方面进行了大量研究,提出了新的解决方案,其关键就在于引入直观的手势来与计算机交互,于虚拟现实环境中完成建模工作[6-7]。
一般而言,手势比面部表情和眼动更易于捕捉和识别,又比全身姿势更易于实施(特别是在狭小空间中),因此比较受直觉界面研究者的青睐[8]409-420。但手势也分为几个细类,不一定都适合用于人机交互。Hummels指出了三类手势,第一类是从计算机角度去定义的手势,因而非常便于计算机识别,但需要使用者去刻意学习和掌握,称不上直觉。第二类与之相反,指的是人类日常生活中的手势,优点是非常直观,但计算机程序需要特别的设计才能对其进行识别。综合了以上两种类别之优点而又尽量规避其不足的第三类手势称为描述性手势,原本自身也有着应用范围过窄的缺憾,但辅以虚拟现实技术,便可以成为有效的途径以联通设计师和计算机。 为了提高描述性手势的效果,研究人员特地设计了一个虚拟现实实验环境,见图3。在此环境中,普通设计师作为被试,不受拘束地使用他们惯常的手势进行设计创作,而这些以直觉为基础挥舞出来的手势被动作感应器记录下来,最后进行统计分析。通过这样的过程,研究人员能够采集到和分析出最适合虚拟现实环境的直觉手势。最后,对设计师而言非常直觉、对计算机而言又是相当便于识别的手势方案即可得到确定。设计师在此系统中,可以像往常操作日常物体(胶泥或板材等)一样与计算机辅助设计软件进行人机对话,不仅直觉高效,而且得益于虚拟现实环境,整个设计流程形同真实体验,大大提高了设计效率。
四、结论与展望
一直以来,“以人为本”都是人机交互设计领域的核心口号之一。但本文的分析指出,这绝不能是一句抽象的口号,而必须落实到具体的应用情境之中。另一方面,近年来关于“用户体验”的声音不绝于耳[9],它本质上也是“以人为本”的精神的一种体现,但这个提法也存在着过于含糊的缺点,导致了许多不同的理论都以它为逻辑基础。实际上,只要明确了“人”(也即“用户”)的特定性,问题也就解决了。既然不同的人和不同的用户其自身情况多有差异,同样着眼于“以人为本”或“增进用户体验”的产品,也就必须随着人/用户的不同而给出不同的解决方案,提供不同的交互界面,才能在交互过程中让使用者满意。
直觉概念得到了厘清,但这显然并不意味着直觉交互设计的种种问题也就有了答案。如何让某种交互界面更少地占用使用者的逻辑意识(也即做到“无意识地或下意识地被使用”),以及如何明确地定性定量分析特定用户的已往经验,并以之支持交互界面的设计,这依然是非常复杂的问题。幸而在各领域学者的努力下,此领域已有许多成功的理论或实践得以依循。在这方面最重要的一项就是关于直觉交互中的手势问题,它旨在解决人机交互场景中用什么有效的手势去操作计算机。由于手势不受传统输入设备的限制,它天然地与虚拟现实技术结合在一起[8]409-420。此外,针对现在方兴未艾的商业以及家用娱乐虚拟现实应用,直觉交互界面也是其中的研发热点。限于研究的深度及文章篇幅,本文遗憾地未能在这些方面展开论述,希望能在后继研究中逐步展开。
最后要强调的是,随着普适计算(ubiquitous computing)这个概念在强大的计算机硬件的支持下渐渐变为现实,设计和实现各种直觉交互界面已成为人机交互的核心任务。普适计算要求计算机设备可以感知周围环境的变化并执行相应的任务,在这一过程中如果交互界面做不到直觉易用,那么其计算机人性化的核心价值也就无从体现了。由此,直觉交互界面的理论与实践必将日益凸显其无比的重要性和关键性。
[参考文献]
[1] Blackler A,Popovic V,Mahar D.Investigating users' intuitive interaction with complex artefacts[J].Applied Ergonomics,2010,41(1):72-92.
[2] 波普尔.猜想与反驳:科学知识的增长[M].傅季重,纪树立,周昌忠,等,译.杭州:中国美术学院出版社,2003.
[3] Naumann A,Hurtienne J,Israel J H,et al.Intuitive use of user interfaces: defining a vague concept[M]∥HARRIS D.Engineering Psychology and Cognitive Ergonomics.Berlin:Springer-Verlag,2007:128-136.
[4] Alonso M A G,Gutierrez M A,Vexo F,et al.Stepping Into Virtual Reality[M].New York: Springer-Verlag New York Inc,2008.
[5] Watanabe R,Itoh Y,Kawai M,et al.Implementation of ActiveCube as an intuitive 3D computer interface[M]∥Butz A,Olivier P.Smart Graphics. Berlin: Springer,2004:43-53.
[6] Hummels C,Overbeeke C J. Kinaesthesia in synaesthesia:the expressive power of gestures in design[C]∥Design and semantics of form and movement.Eindhoven:Eindhoven University of Technology,2006:34-41.
[7] Hummels C,Smets G,Overbeeke K.An Intuitive T-wo-handed Gestural Interface for Computer Supported Product Design: International Gesture Workshop[C].Bielefeld:Springer Verlag,1998.
[8] Nielsen M,Strring M,Moeslund T B,et al.A procedure for developing intuitive and ergonomic gesture interfaces for HCI[M]∥Gamurri A,Volpe G.Gesture-Based Communication in Human-Computer Interaction.Berlin:Springer,2004:409-420.
[9] Garrett J J.The elements of user experience[M].Berkeley,CA:New Riders,2002.
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二、产品设计的步骤是什么?
产品设计流程大致分为四个阶段:顶层设计、框架设计、项目实施、回归迭代。
1、顶层设计
概念上来讲,就是需求分析与设计,如何把握住用户的核心本质需求——是每一位优秀产品经理的必要涵养。
2、框架设计
通俗地讲准确理解原质化需求、对明确划限的需求进行结构性设计。明确产品需求范围和结构框架,构建细化产品信息架构。
3、设计产品结构模块和信息元素,随即交付UI美工的产品视觉设计。UI设计犹如”装修“,对产品经理设计的线框图/原型进行润色、美化、调整,以产出极具美感的产品,到达用户眼前。UI阶段谨记两大原则:
①产品框架结构不能偏移原型设计,结构清晰、模块分明、层次协调。
②不能被遗漏或串改产品内容信息架构,一字一眼、毫无误差。
4、用户通过产品需求反馈通道,给出使用新产品的感受,以及提交发现的产品问题和不足,及时响应用户的所求、为用户排忧解难也是新产品建立口碑的机会。
问题反馈通道建设对于一款新产品迭代优化初期显得尤为重要,对产品快速增量式迭代及改善用户体验的重要性都是不可估量的。
扩展资料;
产品规划主要内容:
(1)市场与行业研究
产品规划人员研究与产品发展和市场开拓相关的各种信息,包括来自市场、销售渠道和内部的信息。研究用户提出或反馈的需求信息,研究竞争对手,研究产品市场定位,研究产品发展战略等。
(2)沟通
产品规划人员应及时与消费者以及公司内部的开发人员、管理人员、产品经理等保持良好的沟通,而且不仅仅在规划阶段,这种沟通要覆盖整个产品生命周期。
(3)数据收集与分析
产品规划工作中最基本也最重要的一项内容就是收集与产品规划相关的各类数据,并对这些数据进行科学的分析。
(4)提出产品发展的远景目标
产品规划工作的基本任务是提出产品发展的远景目标,并通过各种沟通渠道,让公司内的相关人员熟悉和理解这个远景目标。
(5)建立长期的产品计划除了提出当前产品的远景目标外,产品规划人员还负责对产品的长期发展规划(如3到5年内的发展计划)进行设计和描述。
三、将交流电网电压转换为稳定的直流电压,要通过___,____和____等环节来实现
目 录
一、引言...............................................................1
二、设计目的............................................................2
三、设计任务和要求......................................................3
四、设计步骤............................................................4
五、总体设计思路........................................................5
六、实验设备及原器件...................................................6
七、测试要求...........................................................7
八、设计报告要求........................................................8
九、注意事项...........................................................9
十、此电路的误差分析...................................................10
十一、综合总结........................................................11
十二、参考文献资料.....................................................12
一、引言
直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组成。变压器把市电交流电压变为所需要的低压交流电。整流器把交流电变为直流电。经滤波后,稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路,通过变压,整流,滤波,稳压过程将220V交流电,变为稳定的直流电,并实现电压可在6-13V可调。
关键词:直流;稳压;变压
直流稳压电源的设计
二、设计目的
1.学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。
2.学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。
3.培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
三、设计任务及要求
1.设计并制作一个连续可调直流稳压电源,主要技术指标要求:
① 输出电压可调:Uo=+6V~+13V
② 最大输出电流:Iomax=1A
③ 输出电压变化量:ΔUo≤15mV
④ 稳压系数:SV≤0.003
2.设计电路结构,选择电路元件,计算确定元件参数,画出实用原理电路图。
3.自拟实验方法、步骤及数据表格,提出测试所需仪器及元器件的规格、数量,交指导教师审核。
4.批准后,进实验室进行组装、调试,并测试其主要性能参数。
四、设计步骤
1.电路图设计
(1)确定目标:设计整个系统是由那些模块组成,各个模块之间的信号传输,并画出直流稳压电源方框图。
(2)系统分析:根据系统功能,选择各模块所用电路形式。
(3)参数选择:根据系统指标的要求,确定各模块电路中元件的参数。
(4)总电路图:连接各模块电路。
2.电路安装、调试
(1)为提高学生的动手能力,学生自行设计印刷电路板,并焊接。
(2)在每个模块电路的输入端加一信号,测试输出端信号,以验证每个模块能否达到所规定的指标。
(3)重点测试稳压电路的稳压系数。
(4)将各模块电路连起来,整机调试,并测量该系统的各项指标。
五、总体设计思路
1.直流稳压电源设计思路
(1)电网供电电压交流220V(有效值)50Hz,要获得低压直流输出,首先必须采用电源变压器将电网电压降低获得所需要交流电压。
(2)降压后的交流电压,通过整流电路变成单向直流电,但其幅度变化大(即脉动大)。
(3)脉动大的直流电压须经过滤波电路变成平滑,脉动小的直流电,即将交流成份滤掉,保留其直流成份。
(4)滤波后的直流电压,再通过稳压电路稳压,便可得到基本不受外界影响的稳定直流电压输出,供给负载RL。
2.直流稳压电源原理
直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成,见图1。
图1直流稳压电源方框图
其中:
(1)电源变压器:是降压变压器,它将电网220V交流电压变换成符合需要的交流电压,并送给整流电路,变压器的变比由变压器的副边电压确定。
(2)整流电路:利用单向导电元件,把50Hz的正弦交流电变换成脉动的直流电
(3)滤波电路:可以将整流电路输出电压中的交流成分大部分加以滤除,从而得到比较平滑的直流电压。
(4)稳压电路:稳压电路的功能是使输出的直流电压稳定,不随交流电网电压和负载的变化而变化。
整流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图2所示。在u2的正半周内,二极管D1、D2导通,D3、D4截止;u2的负半周内,D3、D4导通,D1、D2截止。正负半周内部都有电流流过的负载电阻RL,且方向是一致的。电路的输出波形如图3所示。
在桥式整流电路中,每个二极管都只在半个周期内导电,所以流过每个二极管的平均电流等于输出电流的平均值的一半,即 。电路中的每只二极管承受的最大反向电压为 (U2是变压器副边电压有效值)。
在设计中,常利用电容器两端的电压不能突变和流过电感器的电流不能突变的特点,将电容器和负载电容并联或电容器与负载电阻串联,以达到使输出波形基本平滑的目的。选择电容滤波电路后,直流输出电压:Uo1=(1.1~1.2)U2,直流输出电流: (I2是变压器副边电流的有效值。),稳压电路可选集成三端稳压器电路。
总体原理电路见图4。
3.设计方法简介
(1)根据设计所要求的性能指标,选择集成三端稳压器。
因为要求输出电压可调,所以选择三端可调式集成稳压器。可调式集成稳压器,常见主要有CW317、CW337。317系列稳压器输出连续可调的正电压,337系列稳压器输出连可调的负电压,可调范围为6V~13V,最大输出电流 为1.5A。稳压内部含有过流、过热保护电路,具有安全可靠,性能优良、不易损坏、使用方便等优点。其电压调整率和电流调整率均优于固定式集成稳压构成的可调电压稳压电源。电路系列的引脚功能相同,管脚图和典型电路如图5.
图5典型电路
输出电压表达式为:
式中,1.25是集成稳压块输出端与调整端之间的固有参考电压 ,此电压加于给定电阻 两端,将产生一个恒定电流通过输出电压调节电位器 ,电阻 常取值 , 一般使用精密电位器,与其并联的电容器C可进一步减小输出电压的纹波。图中加入了二极管D,用于防止输出端短路时10μF大电容放电倒灌入三端稳压器而被损坏。
输出电压可调范围:1.2V~37V
输出负载电流:1.5A
输入与输出工作压差ΔU=Ui-Uo:3~40V
能满足设计要求,故选用稳压电路。
(2)选择电源变压器
1)确定副边电压U2:
根据性能指标要求:Uomin=3V Uomax="9V"
又 ∵ Ui-Uomax≥(Ui-Uo)min Ui-Uoin≤(Ui-Uo)max
其中:(Ui-Uoin)min=3V,(Ui-Uo)max=40V
∴ 12V≤Ui≤43V
此范围中可任选 :Ui=14V=Uo1
根据 Uo1=(1.1~1.2)U2
可得变压的副边电压:
2)确定变压器副边电流I2
∵ Io1=Io
又副边电流I2=(1.5~2)IO1 取IO=IOmax=800mA
则I2=1.5*0.8A=1.2A
3)选择变压器的功率
变压器的输出功率:Po>I2U2=14.4W
(3)选择整流电路中的二极管
∵ 变压器的副边电压U2=12V
∴ 桥式整流电路中的二极管承受的最高反向电压为:
桥式整流电路中二极管承受的最高平均电流为:
查手册选整流二极管IN4001,其参数为:反向击穿电压UBR=50V>17V
最大整流电流IF=1A>0.4A
(4)滤波电路中滤波电容的选择
滤波电容的大小可用式 求得。
1)求ΔUi:
根据稳压电路的的稳压系数的定义:
设计要求ΔUo≤15mV ,SV≤0.003
Uo=+3V~+9V
Ui=14V
代入上式,则可求得ΔUi
2)滤波电容C
设定Io=Iomax=0.8A,t=0.01S
则可求得C。
电路中滤波电容承受的最高电压为 ,所以所选电容器的耐压应大于17V。
注意: 因为大容量电解电容有一定的绕制电感分布电感,易引起自激振荡,形成高频干扰,所以稳压器的输入、输出端常 并入瓷介质小容量电容用来抵消电感效应,抑制高频干扰。
六、实验设备及元器件
1.万用表 2.示波器
3.交流毫伏表 4.三端可调的稳压器
七、测试要求
1.测试并记录电路中各环节的输出波形。
2.测量稳压电源输出电压的调整范围及最大输出电流。
3.测量输出电阻Ro。
4.测量稳压系数。
用改变输入交流电压的方法,模拟Ui的变化,测出对应的输出直流电压的变化,则可算出稳压系数SV. (注意: 用调压器使220V交流改变±10%。即ΔUi=44V)
5.用毫伏表可测量输出直流电压中的交流纹波电压大小,并用示波器观察、记录其波形。
6.分析测量结果,并讨论提出改进意见。
八、设计报告要求
1.设计目的。
2.设计指标。
3.总体设计框图,并说明每个模块所实现的功能。
4.功能模块,可有多个方案,并进行方案论证与比较,要有详细的原理说明。
5.总电路图设计,有原理说明。
6.实现仪器,工具。
7.分析测量结果,并讨论提出改进意见。
8.总结:遇到的问题和解决办法、体会、意见、建议等。
九、注意事项
1.焊接时要对各个功能模块电路进行单个测试,需要时可设计一些临时电路用于调试。
2.测试电路时,必须要保证焊接正确,才能打开电源,以防元器件烧坏。
4. 按照原理图焊接时必须要保证可靠接地。
十、此电路的误差分析
综合分析可以知道在测试电路的过程中可能带来的误差因素有:
① 测得输出电流时接触点之间的微小电阻造成的误差;
② 电流表内阻串入回路造成的误差;
③ 测得纹波电压时示波器造成的误差;
④ 示波器, 万用表本身的准确度而造成的系统误差;
可以通过以下的方法去改进此电路:
① 减小接触点的微小电阻;
② 根据电流表的内阻对测量结果可以进行修正;
③ 测得纹波时示波器采用手动同步;
④ 采用更高精确度的仪器去检测;
十一、综合总结
通过本次设计,让我们更进一步的了解到直流稳压电源的工作原理以及它的要求和性能指标.也让我们认识到在此次设计电路中所存在的问题;而通过不断的努力去解决这些问题.在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获.我们这次设计的这个直流稳压电源电路;采用了电压调整管(uA723)外加调整管(2SC3280)来实现电压的调整部分;还通过单片机(89C51)来实现电路的控制,也实现了扩充多功能;而稳流部分可调式三端稳压电源管来实现。
四、急求《图书评论管理信息系统报告》
1] 雷莉. 图书管理信息系统设计方案[J]. 西北职教, 2007,(07).
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[9] 肖燕成. 一个小型图书资料管理信息系统的设计[J]. 高校图书情报论坛, 2007,(02).
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以上就是小编对于ui设计参考文献问题和相关问题的解答了,如有疑问,可拨打网站上的电话,或添加微信。
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