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固態(tài)電容范文第1篇

[關(guān)鍵詞]固態(tài)電子盤 抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī) 指標(biāo)

中圖分類號(hào)：P256 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）40-0007-02

1、概述

近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)提出更高要求，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。在研制、開(kāi)發(fā)抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，制約其可靠性的關(guān)鍵部件之一就是外部存儲(chǔ)器。

以往抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)外部存儲(chǔ)器采用的機(jī)械式硬盤。由于機(jī)械式硬盤是機(jī)電一體化產(chǎn)品，其工作溫度、機(jī)械震動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)性遠(yuǎn)不能滿足抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)的要求。隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)日漸成熟、完善，固態(tài)電子盤逐步取代機(jī)械式硬盤成為抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)的外部存儲(chǔ)器。但由于儲(chǔ)存容量較小難以滿足大數(shù)據(jù)量存儲(chǔ)，為尋求一種大容量高可靠性的外部存儲(chǔ)設(shè)備，我們著手對(duì)大容量固態(tài)電子盤的研制開(kāi)發(fā)工作。

2、構(gòu)成

固態(tài)電子盤由存儲(chǔ)載體、控制器、接口以及電源管理等部分構(gòu)成。

2.1 存儲(chǔ)載體

固態(tài)電子盤利用超大規(guī)模集成電路flash存儲(chǔ)芯片陣列作為儲(chǔ)存載體，取代硬盤高速旋轉(zhuǎn)磁盤載體。其特點(diǎn)是減少尋道延遲時(shí)間，由于沒(méi)有精密機(jī)械設(shè)備提高了使用壽命，降低了功耗。為提高存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)載體選用k9k4g080um存儲(chǔ)芯片。

2.2 控制器

控制器是固態(tài)電子盤的關(guān)鍵元器件之一，完成存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在flash存儲(chǔ)芯片陣列讀寫管理。

2.3 接口

固態(tài)電子盤接口設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)硬盤接口一致，接口采用2.0mm標(biāo)準(zhǔn)IDE接口。

3、設(shè)計(jì)方案

3.1 Flash盤控制器

經(jīng)過(guò)查閱大量的資料及分析，F(xiàn)lash盤控制器采用了SST公司生產(chǎn)具有的IDE接口控制器SST55ld019。該控制器具有電路簡(jiǎn)單、速度快、可靠性高等特點(diǎn)。其中最大特點(diǎn)是控制容量大（最高可達(dá)24G），為今后固態(tài)電子盤持續(xù)升級(jí)帶來(lái)很大方便。其功能框圖如圖1：

SST55ld019控制器內(nèi)部包含了一個(gè)微控制器和嵌入式Flash文件管理系統(tǒng)?？刂破骱椭鳈C(jī)的接口允許數(shù)據(jù)寫入Flash介質(zhì)以及從Flash介質(zhì)讀出。MCU負(fù)責(zé)把IDE命令轉(zhuǎn)換成Flash介質(zhì)操作所需的數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。SRAM緩沖極大地優(yōu)化了主機(jī)和Flash介質(zhì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。內(nèi)部DMA直接把緩沖數(shù)據(jù)傳輸?shù)紽lash介質(zhì)，越過(guò)MCU，提高數(shù)據(jù)吞吐率。嵌入式Flash文件系統(tǒng)為基于文件的操作系統(tǒng)提供了方便。多任務(wù)接口可以對(duì)多個(gè)Flash介質(zhì)器件進(jìn)行讀/寫、編程和擦除操作。SCI接口用于重新進(jìn)行芯片初始化過(guò)程和配置ID號(hào)，為硬件調(diào)試提供方便。

NAND Flash存儲(chǔ)器

NAND Flash存儲(chǔ)器是固態(tài)電子盤的關(guān)鍵元器件之一，其性能直接影響到設(shè)備性能優(yōu)劣。

該存儲(chǔ)器為采用頁(yè)面管理方式，基本存儲(chǔ)容量為128MΧ8，頁(yè)容量為512字節(jié)。其原理框圖見(jiàn)圖2所示：

NAND型閃存的基本存儲(chǔ)單元是頁(yè)（Page）（可以看到，NAND型閃存的頁(yè)就類似硬盤的扇區(qū)，硬盤的一個(gè)扇區(qū)也為512字節(jié)）。每一頁(yè)的有效容量是512字節(jié)的倍數(shù)。所謂的有效容量是指用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的部分，實(shí)際上還要加上16字節(jié)的校驗(yàn)信息，因此我們可以在閃存廠商的技術(shù)資料當(dāng)中看到“（512+16）Byte”的表示方式。目前2Gb以下容量的NAND型閃存絕大多數(shù)是（512+16）字節(jié)的頁(yè)面容量，2Gb以上容量的NAND型閃存則將頁(yè)容量擴(kuò)大到（2048+64）字節(jié)。

NAND型閃存以塊為單位進(jìn)行擦除操作。閃存的寫入操作必須在空白區(qū)域進(jìn)行，如果目標(biāo)區(qū)域已經(jīng)有數(shù)據(jù)，必須先擦除后寫入，因此擦除操作是閃存的基本操作。一般每個(gè)塊包含32個(gè)512字節(jié)的頁(yè)，容量16KB；而大容量閃存采用2KB頁(yè)時(shí)，則每個(gè)塊包含64個(gè)頁(yè)，容量128KB。

尋址時(shí)，NAND型閃存通過(guò)8條I/O接口數(shù)據(jù)線傳輸?shù)刂沸畔?，每包傳?位地址信息。由于閃存芯片容量比較大，一組8位地址只夠?qū)ぶ?56個(gè)頁(yè)，顯然是不夠的，因此通常一次地址傳送需要分若干組，占用若干個(gè)時(shí)鐘周期。NAND的地址信息包括列地址（頁(yè)面中的起始操作地址）、塊地址和相應(yīng)的頁(yè)面地址，傳送時(shí)分別分組，至少需要三次，占用三個(gè)周期。隨著容量的增大，地址信息會(huì)更多，需要占用更多的時(shí)鐘周期傳輸，因此，NAND型閃存的一個(gè)重要特點(diǎn)就是容量越大，尋址時(shí)間越長(zhǎng)。而且，由于傳送地址周期比其他存儲(chǔ)介質(zhì)長(zhǎng)，因此NAND型閃存與其他存儲(chǔ)介質(zhì)相比不太適合大量的小容量數(shù)據(jù)的讀寫請(qǐng)求。

決定NAND型Flash存儲(chǔ)介質(zhì)的主要因素有：頁(yè)數(shù)量、頁(yè)容量、塊容量、I/O位寬、頻率等等。

目前我們所選用的K9K4G080u Flash存儲(chǔ)介質(zhì)為頁(yè)數(shù)量為512MΧ8，頁(yè)容量為2KB，則它的尋址時(shí)間（即傳送地址時(shí)間）為4個(gè)周期。

NAND型閃存的讀取步驟分為：發(fā)送命令和尋址信息將數(shù)據(jù)傳向頁(yè)面寄存器（隨機(jī)讀穩(wěn)定時(shí)間）數(shù)據(jù)傳出（每周期8bit，需要傳送512+16或2K+64次）。NAND型閃存的寫步驟分為：發(fā)送尋址信息將數(shù)據(jù)傳向頁(yè)面寄存器發(fā)送命令信息數(shù)據(jù)從寄存器寫入頁(yè)面。K9K4G080 Flash存儲(chǔ)介質(zhì)讀一個(gè)頁(yè)需要：6個(gè)命令、尋址周期×50ns+12μs+（2K+64）×50ns=131.1μs；K9K4G08U0M實(shí)際讀傳輸率：2KB字節(jié)÷131.1μs=15.6MB/s；寫一個(gè)頁(yè)需要：6個(gè)命令、尋址周期×50ns+（2K+64）×50ns+300μs=405.9μs。K9K1G080實(shí)際寫傳輸率：2112字節(jié)÷405.9μs=5MB/s。

塊是擦除操作的基本單位，由于每個(gè)塊的擦除時(shí)間幾乎相同（擦除操作一般需要2ms，而之前若干周期的命令和地址信息占用的時(shí)間可以忽略不計(jì)），塊的容量將直接決定擦除性能。大容量NAND型閃存的頁(yè)容量提高，而每個(gè)塊的頁(yè)數(shù)量也有所提高，一般4Gb芯片的為2KB字節(jié)×64個(gè)頁(yè)=128KB。

接口設(shè)計(jì)

為提高固態(tài)電子盤的通用性，接口設(shè)計(jì)為目前硬盤廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)IDE接口。該接口在物理上實(shí)現(xiàn)了IDE-40芯插座和IDE-44芯插座兼容的方式，可直接連接到PC機(jī)硬盤連線，也可直接用于連接移動(dòng)式（筆記本連接方式）接口，電信號(hào)與通用標(biāo)準(zhǔn)IDE接口完全兼容。其排列如圖3所示。

電路設(shè)計(jì)

由于NAND Flash存儲(chǔ)器的工作電壓是+3.3V，F(xiàn)lash盤控制器同時(shí)使用+5V和3.3V。因此在固態(tài)電子盤上單獨(dú)設(shè)計(jì)了一個(gè)電源轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓電路，通過(guò)這部分電路為固態(tài)電子盤提供所需要的5V和3.3V工作電壓和斷電保護(hù)。

固態(tài)電子盤外部時(shí)鐘設(shè)計(jì)為可調(diào)節(jié)模式，通過(guò)RC振蕩來(lái)激發(fā)外部時(shí)鐘，通過(guò)選擇不同的電阻和電容來(lái)調(diào)節(jié)到我們需要的外部時(shí)鐘，這里，我們的外部時(shí)鐘在10～100MHz可選，不同的外部時(shí)鐘可影響到固態(tài)電子盤的讀寫性能。外部時(shí)鐘越高，讀寫速度越快。

3.5 固態(tài)電子盤設(shè)計(jì)

通過(guò)上述分析固態(tài)電子盤用SST55ld019控制器來(lái)驅(qū)動(dòng)24片K9K4G080 Flash存儲(chǔ)芯片。并將全部元器件放置在一塊PCB板上。高速PCB設(shè)計(jì)為多層印制版，大小為 99×65mm？。外部時(shí)鐘頻率設(shè)計(jì)為23MHz，總?cè)萘繛?2G，最大讀速度：15.6MB/S；最大寫速度：5MB/S。接口設(shè)計(jì)為筆記本式標(biāo)準(zhǔn)的2.0mm間距IDE接口，支持主/副盤選擇。其原理框圖如下圖所示：

由固態(tài)電子盤的原理框圖可以得到，電子盤的設(shè)計(jì)邏輯實(shí)現(xiàn)了IDE接口，并將有關(guān)信號(hào)嵌入系統(tǒng)總線中，又在物理上實(shí)現(xiàn)了IDE-40芯插座和IDE-44芯插座兼容的方式，可直接連接到PC機(jī)硬盤連線，也可直接用于連接移動(dòng)式（筆記本連接方式）接口。

電子盤的設(shè)計(jì)是通過(guò)將IDE信號(hào)邏輯嵌入到Flash盤控制器中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器和總線驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)換，將命令和數(shù)據(jù)地址總線轉(zhuǎn)換成多個(gè)并行的數(shù)據(jù)地址總線和命令，操作時(shí)通由FALE和FCLE來(lái)鎖存信號(hào)區(qū)分，并用譯碼器來(lái)將片選信號(hào)轉(zhuǎn)換成多個(gè)片選信號(hào)，以此實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制器與多個(gè)NAND Flash存儲(chǔ)介質(zhì)的連接，從而實(shí)現(xiàn)增大電子盤容量。

同時(shí)，我們用全固件和工業(yè)級(jí)的芯片和器件設(shè)計(jì)整個(gè)固態(tài)電子盤，滿足了高低溫和震動(dòng)沖擊的要求，適應(yīng)了惡劣環(huán)境下對(duì)硬盤要求的需要。

4、固態(tài)電子盤的提升

通過(guò)設(shè)計(jì)12G固態(tài)電子盤，我們掌握了一些設(shè)計(jì)固態(tài)電子盤的關(guān)鍵技術(shù)和資料。目前，我們所設(shè)計(jì)成型的固態(tài)電子盤容量還不是很大，不能滿足大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和交換。但是，通過(guò)改進(jìn)性設(shè)計(jì)和選用高性能的Flash盤控制器以及大容量的Flash存儲(chǔ)芯片，我們可以提高固態(tài)電子盤的存儲(chǔ)容量和讀寫速度以及性能。

高性能的Flash盤控制器可以控制更多的Flash存儲(chǔ)芯片，并提高時(shí)鐘頻率，同時(shí)也增加對(duì)Flash存儲(chǔ)介質(zhì)的讀頻率。選用大容量的Flash存儲(chǔ)介質(zhì)，不僅增大了Flash存儲(chǔ)介質(zhì)本身的頁(yè)容量、頁(yè)數(shù)量和塊容量，同時(shí)也增加了I/O位寬，將數(shù)據(jù)線增大到16條，帶寬增加一倍，再通過(guò)時(shí)鐘頻率的增大，則其讀寫性能將大大增加，以一個(gè)K9K4G160u為列，每頁(yè)為2KB，但結(jié)構(gòu)為（1K+32）×16bit。K9K4G16U0u讀一個(gè)頁(yè)需要：6個(gè)命令、尋址周期×50ns+25μs+（1K+32）×50ns=78.1μs。K9K4G160u實(shí)際讀傳輸率：2KB字節(jié)÷78.1μs=26.2MB/s。K9K4G16寫一個(gè)頁(yè)需要：6個(gè)命令、尋址周期×50ns+（1K+32）×50ns+300μs=353.1μs。K9K4G160u實(shí)際寫傳輸率：2KB字節(jié)÷353.1μs=5.8MB/s。從以上可以看出，它的讀寫性能比起K9K4G080u大大增加。

通過(guò)改進(jìn)使固態(tài)電子盤總?cè)萘靠稍龃蟮?4G以上，更加適用于大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和交換，更能滿足惡劣環(huán)境下對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和交換的需要。并能根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)原理設(shè)計(jì)和重新選用芯片，設(shè)計(jì)出512M～24G或更大容量的電子盤，滿足用戶需求。

5、結(jié)束語(yǔ)

目前，已設(shè)計(jì)的12G容量固態(tài)電子盤已投入使用，并能在全加固和惡劣環(huán)境下運(yùn)行正常，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]李文博，F(xiàn)lash陣列存儲(chǔ)技術(shù)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010年

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[5]魯昌龍，固態(tài)硬盤存儲(chǔ)系統(tǒng)模型及存儲(chǔ)管理層算法的研究[D].景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院，2011年.

固態(tài)電容范文第2篇

摘 要：《歌劇院魅影》二十五周年版在2011年于皇家阿爾伯特音樂(lè)廳成功演出。這次演出中的舞美設(shè)計(jì)使用了大量如LED、投影儀之類的科技性設(shè)備。雖然《歌劇院魅影》中的LED大屏幕、投影儀在二十一世紀(jì)的舞臺(tái)上并不新鮮，但它出彩的地方在于將這種現(xiàn)代的形式有機(jī)地與整個(gè)歌劇的古典氣氛相融合。通過(guò)現(xiàn)代的手段來(lái)表現(xiàn)劇中充滿古典主義色彩的情節(jié)。在音樂(lè)的應(yīng)用上，歌劇也采用了古典主義的音樂(lè)形式與現(xiàn)代樂(lè)器結(jié)合的方式，給觀眾留下了經(jīng)典的魅影之音，而在舞美上，這種古典與現(xiàn)代的契合也同樣令人印象深刻。

關(guān)鍵詞 ：科技 古典 LED繪景 虛實(shí)結(jié)合 多功能燈架

一、繪景的新生命，LED屏幕的充分運(yùn)用

對(duì)于傳統(tǒng)戲劇來(lái)說(shuō)，由于受到繪景的限制，舞臺(tái)上要表現(xiàn)多個(gè)不同場(chǎng)景很多時(shí)候只能采取通過(guò)典型情境下典型物件的更換來(lái)達(dá)到這一目的，比如從客廳進(jìn)入曠野，就是將沙發(fā)與茶幾更換為石頭、樹(shù)木。而作為背景的畫面，在許多時(shí)候都只能是象征性、寫意性顏色的噴繪，“線條與色彩是布景的心臟”[1]，因而不同效果的布景藝術(shù)，代表了不同時(shí)代布景的特色。在古典主義盛行的17世紀(jì)，實(shí)景作為背景，三一律中的地點(diǎn)一致原則很大程度上是出于技術(shù)水平的不足考慮，即使是先進(jìn)的轉(zhuǎn)桿機(jī)械的換景方式在一場(chǎng)演出中所能進(jìn)行的變換也是有限的。更重要的是對(duì)于追求所謂“真實(shí)”的古典主義戲劇來(lái)說(shuō)，采用實(shí)景的方式來(lái)進(jìn)行寫意，以象征的方法確定地點(diǎn)顯然是不可行的，“于是一元化布景代替了多元化布景”[2]。這就造成了古典主義戲劇被束縛于有限的地點(diǎn)之中，缺乏廣闊的藝術(shù)表現(xiàn)空間，直接影響了這一流派戲劇的藝術(shù)魅力?！陡鑴≡瑚扔啊返娘L(fēng)格有著濃厚的古典主義的戲劇色彩，在大的方面，其舞美設(shè)計(jì)是與傳統(tǒng)歌劇相似的，雙層演出空間，樂(lè)隊(duì)位于上層，演員位于下層，然而在這個(gè)舞臺(tái)上，上層的舞臺(tái)背景繪景是使用投影儀的方式，而下層的舞臺(tái)背景繪景則使用了多塊LED屏幕。

在下層演劇空間中，LED屏幕的使用使得原有的繪景得到了突破。在這部歌劇中，我們可以看到，隨著背景LED所呈現(xiàn)畫面的變化，地點(diǎn)也是在不斷變換的，舞臺(tái)可以在劇場(chǎng)中，可以是女主的房間，還可以是劇院地下的胡泊與魅影居住的房子。更加巧妙的是，其所使用的LED屏幕是可以通過(guò)遠(yuǎn)程操控進(jìn)行伸縮移動(dòng)的，它本身不僅僅是一個(gè)背景，也成了戲劇中的一個(gè)物件，一個(gè)有機(jī)的組成，它能變成鏡子、變成大門，供女主角進(jìn)入地下迷宮，還能變成地下迷宮中的蠟燭。這就使得束縛古典主義戲劇風(fēng)格的地點(diǎn)一致得到了突破。以前的戲劇一般在換場(chǎng)之時(shí)才能對(duì)舞臺(tái)上的物造型做大的搬動(dòng)，但是，LED的使用卻可以讓同一場(chǎng)戲中物造型隨著情節(jié)的發(fā)展而不斷變化，同時(shí)這種布景的真實(shí)感十分強(qiáng)烈，更是減少了人為的對(duì)舞臺(tái)上物造型的搬動(dòng)，使得戲劇的過(guò)渡十分自然，讓觀眾在觀賞戲劇的過(guò)程中，審美更加流暢。因此，這個(gè)LED已經(jīng)不僅僅是代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繪景來(lái)作為背景使用了，它本身就是舞臺(tái)上不可缺少的物造型。

在上層的背景使用的投影儀更是讓劇場(chǎng)氣氛具有真實(shí)感、動(dòng)態(tài)感。魅影出現(xiàn)時(shí)，投影儀會(huì)伴隨著聲音而變換的恐怖的圖像。同時(shí)上層背景也具有場(chǎng)景配合場(chǎng)景變換的作用。作為舞臺(tái)演區(qū)的一個(gè)部分，上層空間表現(xiàn)的是相對(duì)較高的部分或者較遠(yuǎn)的部分，如劇中戲中戲里的遠(yuǎn)方迦太基軍隊(duì)的營(yíng)帳、劇中劇院的天臺(tái)，而這個(gè)景的切換就是靠投影儀所投射的圖像的變換完成的。但是上層空間的變換顯然不如下層空間變換得頻繁，也不需承擔(dān)作為舞臺(tái)物造型的作用，因此，使用投影儀顯然要比LED屏幕更實(shí)際一些，也更經(jīng)濟(jì)一些。

在這部歌劇中，前景實(shí)景與背景繪景虛實(shí)結(jié)合形成了視覺(jué)焦點(diǎn)的布景特點(diǎn)，比如，蠟燭，前景中的燭臺(tái)是真實(shí)存在的，而背景中的蠟燭則是通過(guò)LED實(shí)現(xiàn)的。古典主義時(shí)期的劇場(chǎng)布景，自從法兒納斯劇場(chǎng)之后，盛行于十七、十八世紀(jì)的歐洲。所以，從視覺(jué)審美的角度來(lái)講，這部戲的布景是古典主義而非現(xiàn)代化的，但是卻將現(xiàn)代的LED融入布景當(dāng)中，來(lái)完善古典主義戲劇的視覺(jué)審美效果。

二、巧妙的多功能燈架

劇場(chǎng)中橫在上層與下層演劇空間中的燈架可算是被導(dǎo)演使用得淋漓盡致，它不僅僅是舞臺(tái)上打光使用的燈架，也是劇情中的劇場(chǎng)里用于劇場(chǎng)人員工作用的架子。而且還能通過(guò)不斷地向下移動(dòng)來(lái)表現(xiàn)女主與魅影不斷向下進(jìn)入劇場(chǎng)下面的湖泊。這是一個(gè)相當(dāng)創(chuàng)新性的應(yīng)用。甚至，還被作為兇殺案的發(fā)生地。像進(jìn)入劇場(chǎng)地下的湖泊與兇殺案這些比較關(guān)鍵的情節(jié)都是在這燈架上發(fā)生的，這個(gè)燈架可以說(shuō)是除了上層與下層之外的第三層演劇空間。這個(gè)燈架不僅僅有著實(shí)際的作用，也有著充當(dāng)戲劇中的物造型與戲劇中的演出空間的作用。作為傳統(tǒng)的古典主義戲劇，劇場(chǎng)空間顯然只有一處，演劇空間的上下的油泵升降臺(tái)是在19世紀(jì)德國(guó)使用，“1833年奧地利的阿斯福利亞集團(tuán)最早開(kāi)發(fā)出升級(jí)臺(tái)”[3]。但在歌劇院魅影中使用的升降臺(tái)似乎是電動(dòng)產(chǎn)品。通過(guò)這種現(xiàn)代的科技手段，不僅僅可以實(shí)現(xiàn)雙層演劇空間，讓演員在極短的時(shí)間內(nèi)從下層演劇空間進(jìn)入上層演劇空間，更是可以利用燈架作為演劇空間進(jìn)行創(chuàng)新。然而，舞臺(tái)上下層在明場(chǎng)是有樓梯連接的，雖然用燈架緩緩下降是考慮到了要表現(xiàn)這段路程的漫長(zhǎng)，但是實(shí)際上這個(gè)樓梯的距離也不短，用燈架下降來(lái)對(duì)這個(gè)情節(jié)進(jìn)行表現(xiàn)破壞整個(gè)場(chǎng)景中氛圍感。燈架的金屬色與周圍要表現(xiàn)的黑暗的環(huán)境是不相適應(yīng)的。

三、現(xiàn)代科技下道具營(yíng)造的真實(shí)感

電腦控制的煙花也使得劇院大燈掉下這個(gè)場(chǎng)景顯得更加逼真，煙花雖然是向上噴射的，但是在黑暗中，就好像大燈中掉下的火花一樣。而劇中開(kāi)頭大燈閃著的燈光與燈上噴射的煙花更是使得恐怖的氣氛更加真實(shí)。而魅影的法術(shù)也是通過(guò)電控火焰來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在墳?zāi)怪械哪且粓?chǎng)，魅影在象征著力量的上層操縱火焰陷女主及其愛(ài)人于困境之中，舞臺(tái)上四處噴出的火焰帶來(lái)的效果是冰冷的道具所無(wú)法達(dá)到的。因此，用這種手段塑造的氛圍感與場(chǎng)景是真實(shí)的，但是它又不同于現(xiàn)實(shí)主義的真實(shí)，現(xiàn)實(shí)主義強(qiáng)調(diào)的是舞臺(tái)上物造型的真實(shí)，而不是氣氛的真實(shí)，哪怕這種場(chǎng)景是在現(xiàn)實(shí)生活中并不存在的。初一看，把此種真實(shí)歸于古典主義文論中要求的真實(shí)也并不太妥，畢竟古典主義理論家布瓦洛所說(shuō)的真實(shí)、可信并非從舞美設(shè)計(jì)論述，而主要從情節(jié)論述，即情節(jié)前后合理。從布景上可以理解為要求布景符合情節(jié)需求。但這么一來(lái)，火焰、閃爍的燈光是為了符合情節(jié)真實(shí)而非是現(xiàn)實(shí)中出現(xiàn)的事物進(jìn)行塑造的，所以，可以說(shuō)這種真實(shí)是古典主義要求的真實(shí)感，而非現(xiàn)實(shí)主義要求的真實(shí)感。更重要的是作為一個(gè)音樂(lè)劇，其音樂(lè)感是帶著很濃的古典主義色彩，甚至在其結(jié)尾上都是如此，魅影的理性戰(zhàn)勝了，放走了女主及其情人，帶有濃厚的理性戰(zhàn)勝意味，這是古典主義結(jié)局。但是十七世紀(jì)古典主義戲劇的舞臺(tái)上，卻遠(yuǎn)沒(méi)有這些科技支撐。所以這種舞美的渲染手段是對(duì)傳統(tǒng)古典主義舞美設(shè)計(jì)的一種突破，而非簡(jiǎn)單結(jié)合。

四、結(jié)語(yǔ)

雖然《歌劇院魅影》首映于80年代，而二十五周年紀(jì)念版更是2011年才上演，但看完《歌劇院魅影》卻再次領(lǐng)略到那種古典主義色彩的音樂(lè)劇給人帶來(lái)的震撼感。這種古典主義并沒(méi)有落后于時(shí)代，反而在二十一世紀(jì)的今天展現(xiàn)出其強(qiáng)大的魅力。在音樂(lè)上，這表現(xiàn)在將古典主義音樂(lè)與現(xiàn)代樂(lè)器相結(jié)合，但是在舞臺(tái)上，這當(dāng)然是與利用現(xiàn)代科技的手段幫助其進(jìn)行舞美設(shè)計(jì)使其打破由技術(shù)限制產(chǎn)生的金規(guī)玉律息息相關(guān)的。更重要的是，這種現(xiàn)代科技幾乎是與這部《歌劇院魅影》融合在一起，除了燈架作為樓梯這個(gè)環(huán)節(jié)略顯生硬之外，幾乎看不出任何違和感，這是十分難得的。這對(duì)于今天舞美如何表現(xiàn)出傳統(tǒng)流派、甚至是古老流派的藝術(shù)有著十分重要的意義。

注釋：

[1]愛(ài)德華·戈登克雷：《論劇場(chǎng)藝術(shù)》，北京：文化藝術(shù)出版社，1986年版，第2頁(yè)。

固態(tài)電容范文第3篇

電容技術(shù)

電容具有各種尺寸、額定電壓和其他特性，能夠滿足不同應(yīng)用的具體要求。常用電介質(zhì)材料包括油、紙、玻璃、空氣、云母、聚合物薄膜和金屬氧化物。每種電介質(zhì)均具有特定屬性，決定其是否適合特定的應(yīng)用。

在電壓調(diào)節(jié)器中，以下三大類電容通常用作電壓輸入和輸出旁路電容：多層陶瓷電容、固態(tài)鉭電解電容和鋁電解電容。

多層陶瓷電容

多層陶瓷電容(MLCC)不僅尺寸小，而且將低ESR、低ESL和寬工作溫度范圍特性融于一體，可以說(shuō)是旁路電容的首選。不過(guò)，這類電容也并非完美無(wú)缺。根據(jù)電介質(zhì)材料不同，電容值會(huì)隨著溫度、直流偏置和交流信號(hào)電壓動(dòng)態(tài)變化。另外，電介質(zhì)材料的壓電特性可將振動(dòng)或機(jī)械沖擊轉(zhuǎn)換為交流噪聲電壓。大多數(shù)情況下，此類噪聲往往以微伏計(jì)，但在極端情況下，機(jī)械力可以產(chǎn)生毫伏級(jí)噪聲。

電壓控制振蕩器(VCO)、鎖相環(huán)(PLL)、RF功率放大器(PA)和其他模擬電路都對(duì)供電軌上的噪聲非常敏感。在VCO和PLL中，此類噪聲表現(xiàn)為相位噪聲；在RF PA中，表現(xiàn)為幅度調(diào)制；而在超聲、CT掃描以及處理低電平模擬信號(hào)的其他應(yīng)用中，則表現(xiàn)為顯示偽像。盡管陶瓷電容存在上述缺陷，但由于尺寸小且成本低，因此幾乎在每種電子器件中都會(huì)用到。不過(guò)，當(dāng)調(diào)節(jié)器用在噪聲敏感的應(yīng)用中時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須仔細(xì)評(píng)估這些副作用。

固態(tài)鉭電解電容

與陶瓷電容相比，固態(tài)鉭電容對(duì)溫度、偏置和振動(dòng)效應(yīng)的敏感度相對(duì)較低。新興一種固態(tài)鉭電容采用導(dǎo)電聚合物電解質(zhì)，而非常見(jiàn)的二氧化錳電解質(zhì)，其浪涌電流能力有所提高，而且無(wú)須電流限制電阻。此項(xiàng)技術(shù)的另一好處是ESR更低。固態(tài)鉭電容的電容值可以相對(duì)于溫度和偏置電壓保持穩(wěn)定，因此選擇標(biāo)準(zhǔn)僅包括容差、工作溫度范圍內(nèi)的降壓情況以及最大ESR。

導(dǎo)電聚合物鉭電容具有低ESR特性，成本高于陶瓷電容而且體積也略大，但對(duì)于不能忍受壓電效應(yīng)噪聲的應(yīng)用而言可能是唯一選擇。不過(guò)，鉭電容的漏電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于等值陶瓷電容，因此不適合一些低電流應(yīng)用。

固態(tài)聚合物電解質(zhì)技術(shù)的缺點(diǎn)是此類鉭電容對(duì)無(wú)鉛焊接過(guò)程中的高溫更為敏感，因此制造商通常會(huì)規(guī)定電容在焊接時(shí)不得超過(guò)3個(gè)焊接周期。組裝過(guò)程中若忽視此項(xiàng)要求，則可能導(dǎo)致長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題。

鋁電解電容

傳統(tǒng)的鋁電解電容往往體積較大、ESR和ESL較高、漏電流相對(duì)較高且使用壽命有限(以數(shù)千小時(shí)計(jì))。而OS-CON電容則采用有機(jī)半導(dǎo)體電解質(zhì)和鋁箔陰極，以實(shí)現(xiàn)較低的ESR。這類電容雖然與固態(tài)聚合物鉭電容相關(guān)，但實(shí)際上要比鉭電容早10年或更久。由于不存在液態(tài)電解質(zhì)逐漸變干的問(wèn)題，OS-CON型電容的使用壽命要比傳統(tǒng)的鋁電解電容長(zhǎng)。大多數(shù)電容的工作溫度上限為105℃，但現(xiàn)在OS-CON型電容可以在最高125℃的溫度范圍內(nèi)工作。

雖然OS-CON型電容的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的鋁電解電容，但是與陶瓷電容或固態(tài)聚合物鉭電容相比，往往體積更大且EsR更高。與固態(tài)聚合物鉭電容一樣，這類電容不受壓電效應(yīng)影響，因此適合低噪聲應(yīng)用。

為L(zhǎng)DO電路選擇電容

1　輸出電容

低壓差調(diào)節(jié)器(LDO)可以與節(jié)省空間的小型陶瓷電容配合使用，但前提是這些電容具有低等效串聯(lián)電阻(ESR)；輸出電容的ESR會(huì)影響LDO控制環(huán)路的穩(wěn)定性。為確保穩(wěn)定性，建議采用至少1μF且ESR最大為1Ω的電容。

輸出電容還會(huì)影響調(diào)節(jié)器對(duì)負(fù)載電流變化的響應(yīng)。控制環(huán)路的大信號(hào)帶寬有限，因此輸出電容必須提供快速瞬變所需的大多數(shù)負(fù)載電流。當(dāng)負(fù)載電流以500mA／μs的速率從1mA變?yōu)?00mA時(shí)，1μF電容無(wú)法提供足夠的電流，因而產(chǎn)生大約80mV的負(fù)載瞬態(tài)，如圖1所示。當(dāng)電容增加到10μF時(shí)，負(fù)載瞬態(tài)會(huì)降至約70mV，如圖2所示。當(dāng)輸出電容再次增加并達(dá)到20μF時(shí)，調(diào)節(jié)器控制環(huán)路可進(jìn)行跟蹤，主動(dòng)降低負(fù)載瞬態(tài)，如圖3所示。這些示例都采用線性調(diào)節(jié)器ADP151，其輸入和輸出電壓分別為5V和3.3V。

2　輸入旁路電容

在VIN和GND之間連接一個(gè)1μ“F電容可以降低電路對(duì)PCB布局的敏感性，特別是在長(zhǎng)輸入走線或高信號(hào)源阻抗的情況下。如果輸出端上要求使用1μF以上的電容，則應(yīng)增加輸入電容，使之與輸出電容匹配。

3　輸入和輸出電容特性

輸入和輸出電容必須滿足預(yù)期工作溫度和工作電壓下的最小電容要求。陶瓷電容可采用各種各樣的電介質(zhì)制造，溫度和電壓不同，其特性也不相同。對(duì)于5V應(yīng)用，建議采用電壓額定值為6.3～10V的X5R或X7R電介質(zhì)。Y5V和Z5U電介質(zhì)的溫度和直流偏置特性不佳，因此不適合與LDO一起使用。

圖4所示為采用0402封裝的1μF、10V X5R電容與偏置電壓之間的關(guān)系。電容的封裝尺寸和電壓額定值對(duì)其電壓穩(wěn)定性影響極大。一般而言，封裝尺寸越大或電壓額定值越高，電壓穩(wěn)定性也就越好。X5R電介質(zhì)的溫度變化率在－40～+85℃溫度范圍內(nèi)為±15％，與封裝或電壓額定值沒(méi)有函數(shù)關(guān)系。

要確定溫度、元件容差和電壓范圍內(nèi)的最差情況下電容，可用溫度變化率和容差來(lái)調(diào)整標(biāo)稱電容，見(jiàn)公式1。

CEFF＝CBIAS×(1-TVAR)×(1－TOL)　(1)

其中，CBIAS是工作電壓下的標(biāo)稱電容；TVAR是溫度范圍內(nèi)最差情況下的電容變化率(百分率)；TOL是最差情況下的元件容差(百分率)。

本例中，X5R電介質(zhì)在40～+85℃范圍內(nèi)的TVAR為15％；TOL為10％；CBIAS在1.8V時(shí)為0.94μF，如圖4所示。將這些值代入公式1，即可得出：

固態(tài)電容范文第4篇

小知識(shí)：華碩的多個(gè)世界第一

1989年―世界第一款個(gè)人計(jì)算機(jī)主板386/33

1992年―世界第一款支持VISA插槽主板486sv

1993年―世界第一款帶有PCI插槽主板P5MP4

1995年―世界第一款有PB SRAM的主板P55T2P4

1996年―世界第一款Pentium pro主板P6RP4

1999年―世界第一款帶“Suspeed”的主板P2BF

2000年―世界第一款支持PC133主板P3C2000

2003年―世界第一款無(wú)線主板A8V Deluxe

2004年―世界第一雙PCI-E主板A8N SLi Deluxe

2004年―第一款支持人工智能的主板P4P800SE

2005年―P5WD2主板6次打破世界超頻記錄

2006年―全球首款支持第三代迅馳平臺(tái)Yonah核

心移動(dòng)處理器桌面主板N4L-VM DH

2006―華碩專為游戲的“玩家國(guó)度R.O.G”系

列的第一款主板―M2-CROSSHIRE

……

絕佳品質(zhì) 板卡教科書

固態(tài)電容不要錢：華碩玩家國(guó)度R.O.G系列的Command及EXTREME Striker主板規(guī)格上與普通主板大不相同，如其為超頻玩家設(shè)計(jì)的多個(gè)風(fēng)扇電源接口，還有包括你能想到的各種擴(kuò)展功能，可謂一應(yīng)俱全。除此之外，其全部采用固態(tài)鋁質(zhì)電解電容的方式讓人贊嘆不已。固態(tài)鋁質(zhì)電解電容與液態(tài)鋁質(zhì)電解電容最大差別在于采用了不同的介電材料，液態(tài)鋁電容介電材料為電解液，而固態(tài)電容的介電材料則為導(dǎo)電性高分子。固態(tài)電容具備環(huán)保、低阻抗、高低溫穩(wěn)定、耐高紋波及高信賴度等優(yōu)越特性，是目前電解電容產(chǎn)品中最好的產(chǎn)品。而且，由于固態(tài)電容特性遠(yuǎn)優(yōu)于液態(tài)鋁電容，固態(tài)電容耐溫達(dá)攝氏260度，導(dǎo)電性、頻率特性及壽命均非常出色。

高品質(zhì)源自精細(xì)工藝

主板布局有講究：主板有限的空間內(nèi)要符合小而不亂的概念，才真正能體現(xiàn)出主板廠商的設(shè)計(jì)實(shí)力。如果主板布局零亂，實(shí)現(xiàn)某一功能的芯片和相應(yīng)的電容電阻之類的元器件相隔較遠(yuǎn)，主板電路勢(shì)必出現(xiàn)交叉和干擾，進(jìn)而影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和超頻能力。比較重要的如各種接口要靠近主板邊緣，利于插接。仔細(xì)觀察Command及EXTREME Striker，如其SATA接口，IDE接口，不僅是邊緣排列，而且采用側(cè)置方式擺放，在安裝到機(jī)箱內(nèi)部時(shí)，連接不僅更為容易，而且線序整理也更加方便了。同時(shí)，如PCI-E等插槽的位置也非常合理，你幾乎找不到這兩款主板上有什么缺點(diǎn)、不足。

除了無(wú)比豪華的做工外，華碩獨(dú)家的功能、設(shè)計(jì)也十分值得關(guān)注。這些設(shè)計(jì)、功能都是其他產(chǎn)品不具備，甚至是沒(méi)有類似概念的產(chǎn)物。

八相EL-Capless電源設(shè)計(jì)

可靠的電源延長(zhǎng)組件壽命：華碩開(kāi)發(fā)的八相EL-Capless電源設(shè)計(jì)包含兩項(xiàng)主要優(yōu)勢(shì)：提升超頻極限和達(dá)到最佳穩(wěn)定度。供電系統(tǒng)一直是主板設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)之一，也是玩家最關(guān)注的部分。主板的CPU供電電路最主要是為CPU提供電能，以保證CPU在高頻、大電流工作狀態(tài)下穩(wěn)定地運(yùn)行，同時(shí)也是主板上信號(hào)強(qiáng)度最大的地方，處理得不好會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_效應(yīng)，影響處理器的穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)也會(huì)為玩家超頻造成不可彌補(bǔ)的障礙。

但是，這樣的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工程，需要考慮到元件特性、PCB板特性、銅箔厚度、CPU插座的觸點(diǎn)材料、散熱、穩(wěn)定性、干擾等多方面的問(wèn)題，它基本上可以體現(xiàn)一個(gè)主板廠商的綜合研發(fā)實(shí)力和經(jīng)驗(yàn)。而華碩這個(gè)八相EL-Capless電源設(shè)計(jì)就完全消除了上述問(wèn)題。每增加一項(xiàng)供電，承載電流就更大，濾波后輸出的電壓也更為平穩(wěn)。

導(dǎo)熱管

值得信賴的散熱系統(tǒng)：華碩特別打造的精細(xì)導(dǎo)熱管設(shè)計(jì)，能將芯片散發(fā)出的熱量傳導(dǎo)至兩個(gè)銅制散熱片，并通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)異的空氣流動(dòng)設(shè)計(jì)將熱量排出，此項(xiàng)技術(shù)能夠保證主板的穩(wěn)定度與運(yùn)作時(shí)的靜音環(huán)境。對(duì)于超頻玩家來(lái)說(shuō)，超頻前再也必為北橋、穩(wěn)壓模塊單獨(dú)MOD散熱系統(tǒng)了。

Extreme Tweaker

一手掌握所有性能調(diào)節(jié)：Command及EXTREME Striker共同擁有的Extreme Tweaker能夠一次找到所有最優(yōu)化的性能設(shè)定，不論是頻率調(diào)節(jié)、電壓調(diào)節(jié)或內(nèi)存頻率調(diào)節(jié)，都能在Extreme Tweaker里找到。

SupremeFX

SupremeFX聲卡為你呈現(xiàn)身臨其境的游戲音頻：無(wú)論是耳機(jī)或7.1聲道喇叭，Command及EXTREME Striker配備的SupremeFX聲卡都可以支持全頻道高達(dá)192KHz/24-bit品質(zhì)的音頻輸出，玩游戲、聽(tīng)音樂(lè)，對(duì)于PC玩家而言也可以更加享受，而不是劣質(zhì)的低端音效芯片可以比擬的。

Command

突擊手

經(jīng)常使用華碩高端主板的玩家對(duì)華碩主板PCB的顏色一定非常了解，Commando采用了經(jīng)典的黑色PCB，顯得高貴而不失穩(wěn)重。主板PCB采用大面積覆銅技術(shù)，并使用了華碩專利的Stack Cool 2冷卻技術(shù)，能迅速將元器件產(chǎn)生的熱量從PCB底部傳遞走，延長(zhǎng)使用壽命。Commando主板采用Intel P965+ICH8R芯片組設(shè)計(jì)，最高支持1066MHz前端總線設(shè)計(jì)、采用LGA775接口處理器。此外還支持雙通道DDR2-800內(nèi)存，主板提供4個(gè)DIMM插槽，最大支持到4GB內(nèi)存（64Bit環(huán)境下）。和顯卡一樣，主板也有PCB層數(shù)的概念，這在很大程度上決定了一塊主板超頻時(shí)的穩(wěn)定性。Commando采用了豪華的6層PCB，雖然不及Striker Extreme的8層，但和市場(chǎng)上其他同類產(chǎn)品比，6層PCB無(wú)疑能提供更好的電氣特性，體現(xiàn)出華碩專業(yè)的主板制造技術(shù)。另一方面，板載的各種芯片也極大豐富了Command的易用特性。如TI的IEEE 1394芯片、提供P-ATA接口的JM363芯片、SupremeFX PCI-E 1X的聲卡采用了Analog Devices出品的AD1988B，完全符合Intel的HD-Audio規(guī)范。而最特殊的是其雙千兆網(wǎng)卡芯片，分別采用了88E8056及88E8001兩塊Marvell網(wǎng)卡，最不可理解的是兩款芯片的封裝完全不同，設(shè)計(jì)上肯定會(huì)比較麻煩，很難理解華碩出于何種目的如此設(shè)計(jì)。

EXTREME Striker

固態(tài)電容范文第5篇

在品牌林立的主板廠商中，說(shuō)到“信步”很多人會(huì)認(rèn)為它是一個(gè)后來(lái)者。其實(shí)不然，接觸DIY時(shí)間稍久一些的玩家肯定還記得“則靈”這個(gè)老主板品牌――國(guó)內(nèi)最早開(kāi)始自主研發(fā)主板的廠商之一，而信步正是由當(dāng)初最早一批“玩主板設(shè)計(jì)”的工程師們創(chuàng)建的。業(yè)界曾有人戲言，內(nèi)地?fù)碛惺暌陨现靼宀季€經(jīng)驗(yàn)的工程師鳳毛麟角，甚至不超過(guò)十人，而李先生應(yīng)該就是其中之一，李先生早年在美國(guó)康柏(compaq)從事主板可靠性測(cè)試工作，后來(lái)成為香港海洋主板的研發(fā)主力，爾后輾轉(zhuǎn)來(lái)到則靈公司任研發(fā)中心總經(jīng)理，現(xiàn)就職信步公司擔(dān)任研發(fā)中心總經(jīng)理一職，是中國(guó)電腦主板研發(fā)界頗具傳奇色彩的人物之一。

很長(zhǎng)一段時(shí)間，大家都認(rèn)為評(píng)價(jià)主板好壞的因素就是超頻性能和各種附加的功能，功能越多，超頻幅度越高的產(chǎn)品就是好產(chǎn)品。誠(chéng)然這種觀點(diǎn)并沒(méi)有錯(cuò)，但是用如此標(biāo)準(zhǔn)衡量出來(lái)的往往都是高端、甚至旗艦級(jí)的產(chǎn)品：產(chǎn)品雖好但并不是每個(gè)用戶所需要的，除了極少數(shù)發(fā)燒玩家之外，更多用戶需要的是性能穩(wěn)定，運(yùn)行安全的主板?？此茦銓?shí)的要求，卻對(duì)主板的設(shè)計(jì)和制造提出了非?？量痰臈l件。今天我們就邀請(qǐng)到信步主板的資深工程師李輝先生，來(lái)聽(tīng)一下他對(duì)主板穩(wěn)定性的獨(dú)到見(jiàn)解。

對(duì)電子產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，穩(wěn)定應(yīng)壓倒一切!

Q1：說(shuō)到計(jì)算機(jī)時(shí)，大家首先會(huì)想到處理器速度怎樣、顯卡性能如何以及配置多大內(nèi)存等等，而對(duì)于支撐這些配件的關(guān)鍵角色――主板反倒不是特別關(guān)心。李先生與“默默無(wú)聞”的關(guān)鍵角色打了十余年交道，請(qǐng)問(wèn)你是如何看待主板產(chǎn)品的呢?

李：懂汽車的行家都知道，決定一輛車好壞的不僅僅是發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車的底盤和懸掛系統(tǒng)也是決定質(zhì)量的關(guān)鍵因素，這種情況與計(jì)算機(jī)中的主板非常類似。買車時(shí)我們要注意哪些要素呢?穩(wěn)定性、可靠性、安全性、兼容能力、擴(kuò)展能力、環(huán)境的適應(yīng)程度、使用壽命、技術(shù)保障以及售后服務(wù)等等；但是就有一些人買車的時(shí)候只看重排量和一些花哨的功能，而忽略更加重要的穩(wěn)定性和安全性。如果說(shuō)能夠多一些“行家用戶”，主板就不會(huì)如此“默默無(wú)聞”(笑)。

我們一直認(rèn)為主板作為整臺(tái)計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)配件，其核心價(jià)值就是保證CPU、內(nèi)存、硬盤、圖形加速卡等各種功能部件能夠良好地運(yùn)行。還用汽車的例子來(lái)說(shuō)，就好像我們有一臺(tái)強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)，那就要找一個(gè)穩(wěn)定性非常好的底盤；否則其性能發(fā)揮不出來(lái)，一段時(shí)間之后，車子也要出這樣或者那樣的問(wèn)題。

當(dāng)然，“默默無(wú)聞”并不是說(shuō)沒(méi)有技術(shù)含量，“默默無(wú)聞”的背后需要強(qiáng)大的技術(shù)支撐和苛刻的穩(wěn)定性要求。我們知道主板上每個(gè)部件的型號(hào)、規(guī)格都非常多，廠商不可能對(duì)這些部件提出詳細(xì)的使用限制或者一一測(cè)試，因此研發(fā)一片穩(wěn)定、安全、可靠的主板離不開(kāi)強(qiáng)大的技術(shù)支持。針對(duì)市場(chǎng)上很多人宣傳“性能價(jià)格比”的說(shuō)法，我個(gè)人認(rèn)為是不太妥當(dāng)?shù)?，如果用戶以此為依?jù)，只用性能指標(biāo)除以價(jià)格因素，穩(wěn)定性放在哪里?很多人因此省了一丁點(diǎn)錢(10～20元)卻吃了大虧，甚至有時(shí)候連自己都不知道。

Q2：很多DiY用戶心中存在兩個(gè)極端――“買主板就要挑能上高頻率的。越能超的主板就越是好主板”，“主板這東西樣子都差不多、性能也接近，那就買最便宜的，越便宜越好”。這兩種觀點(diǎn)都有一定的市場(chǎng)，那李工作為專業(yè)的主板設(shè)計(jì)工程師，您是如何看待這個(gè)問(wèn)題的?

李：對(duì)于“能超頻的主板就是好主板”，我有一個(gè)比喻：打興奮劑能使人在短時(shí)間內(nèi)精力旺盛，精神處于高度亢奮狀態(tài)，但是這對(duì)人的身體來(lái)說(shuō)非常有害，也會(huì)縮短人的壽命。電腦超頻也是同樣的道理，雖然超頻會(huì)提升電腦的性能，但也會(huì)損害電腦的配件，造成電腦故障率上升，縮短整臺(tái)機(jī)器的使用壽命。

在設(shè)計(jì)主板時(shí)，每一個(gè)配件都有它標(biāo)稱的安全頻率，超過(guò)了這個(gè)頻率運(yùn)行是不可靠的，甚至是有害的?？赡苊考抑靼鍙S商都有所謂的“超頻”產(chǎn)品，部分廠家還大張旗鼓地鼓勵(lì)大家去玩“極限運(yùn)動(dòng)(超頻)”；但在一些特殊領(lǐng)域中，廠商甚至采用鎖頻技術(shù)來(lái)限制用戶超頻使用，以此來(lái)確保計(jì)算機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全。

至于“越便宜越好”的觀點(diǎn)也是非常錯(cuò)誤的。一塊主板上少則有六、七百個(gè)零件，這些零件質(zhì)量好與壞的差別，足以讓一塊主板的成本相差幾十甚至上百元；且零配件的質(zhì)量和性能決定著主板成品的好壞甚至壽命。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，信步針對(duì)安防監(jiān)控領(lǐng)域的DVR主板采用了特殊的穩(wěn)壓模塊設(shè)計(jì)，即使電腦在130V左右的低壓下依然可以正常工作，這跟性能沒(méi)有任何關(guān)系，只能說(shuō)其的環(huán)境適應(yīng)性非常好，以此來(lái)確保產(chǎn)品在各種惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。

觀察主板質(zhì)量的好壞，就像觀察一個(gè)人不能只看外表一樣，模樣相似但是“內(nèi)心”卻相差甚遠(yuǎn)。俗話講“只有買錯(cuò)的，沒(méi)有賣錯(cuò)的”，如果用戶一味重視價(jià)格，最后受傷的還是自己。

微機(jī)的讀者很多都是超頻愛(ài)好者，或許一塊不能超頻的主板對(duì)大家來(lái)說(shuō)沒(méi)有吸引力；但對(duì)于行業(yè)用戶來(lái)講比如說(shuō)網(wǎng)吧、安防監(jiān)控行業(yè)等，他們對(duì)穩(wěn)定性的要求是壓倒一切的。

影響主板穩(wěn)定運(yùn)行的因素都有哪些?

Q3：很多朋友都遇到過(guò)這樣的問(wèn)題，計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中非常不穩(wěn)定，但是經(jīng)檢查各種零配件都沒(méi)有問(wèn)題。這時(shí)很多人都會(huì)把目光投向主板身上，那么主板運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性都和哪些因素相關(guān)呢?

李：影響主板穩(wěn)定運(yùn)行的因素有很多，包括主板上元器件的特性、PCB布線、電路設(shè)計(jì)等等，因?yàn)樵O(shè)計(jì)不合理而導(dǎo)致的靜電(ESD)損傷、電磁干擾(EMI)也會(huì)對(duì)主板的穩(wěn)定性造成影響。計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)藍(lán)屏、黑屏現(xiàn)象，與CPU供電電源設(shè)計(jì)不科學(xué)、內(nèi)存信號(hào)補(bǔ)償匹配不適當(dāng)以及主板本身的散熱結(jié)構(gòu)不合理等因素都有關(guān)系。

影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作的首要因素――靜電

Q4：剛才李工提到了ESD和EMI的概念，能不能給我們?cè)敿?xì)介紹一下這兩方面的內(nèi)容呢?

李：ESD就是靜電放電。靜電是一種客觀的自然現(xiàn)象，靜電產(chǎn)生的方式多種多樣，如接觸、摩擦等等；靜電具有高電壓、低電量、小電流和作用時(shí)間短四個(gè)特點(diǎn)。人體自身動(dòng)作或者與其它物體接觸、摩擦甚至感應(yīng)都可能產(chǎn)生幾千伏甚至上萬(wàn)伏的瞬間靜電。

在機(jī)箱內(nèi)部，電磁波與電子元件的相互作用很容易產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，我們把它們稱為電磁干擾(EMI)。應(yīng)該說(shuō)EMI是一種非常普遍的現(xiàn)象，所有的電子產(chǎn)品都會(huì)遇到，比方說(shuō)電視熒光屏上常見(jiàn)的“雪花”，就是由于接收到的信號(hào)受EMI干擾之后產(chǎn)生的信號(hào)畸變。

講到EMl，我們不得不提一下電磁兼容性(EMC)。電磁兼容性包含電磁干擾(EMI)和電磁敏感性(EMS)兩個(gè)方面。EMC是指某電子設(shè)備既不干擾其它設(shè)備，同時(shí)也不受其它設(shè)備的影響：EMS是指由于外界電磁能量造成性能下降的容易程度。如果我們將電子設(shè)備比喻為人，外界電磁能量就好比感冒病毒，敏感度就表示這個(gè)人是否易患感冒。如果不易患感冒，說(shuō)明免疫力強(qiáng)，即抗電磁 干擾性強(qiáng)；反之，則說(shuō)明抗電磁干擾能力弱。

Q5：剛才聽(tīng)李工介紹ESD靜電放電的過(guò)程會(huì)對(duì)主板造成傷害，那么靜電是通過(guò)什么機(jī)制來(lái)破壞元器件的呢?在平常的使用過(guò)程中我們可以通過(guò)什么方式來(lái)盡量避免靜電對(duì)主機(jī)的傷害?

李：靜電對(duì)人體來(lái)說(shuō)是沒(méi)有什么危害的，因?yàn)殪o電的電量通常都很??；但是靜電的高電壓對(duì)主扳上的元器件就是一個(gè)極大的威肋，因?yàn)楹芏嘣骷加形㈦娐方Y(jié)構(gòu)，而這些微電路對(duì)電壓的耐受能力是非常低的。

靜電的危害主要是毀壞電子元件的靈敏度。對(duì)于某些晶體管電路來(lái)說(shuō)，幾百伏的靜電釋放足以使其徹底報(bào)廢，例如主芯片中的CMOS電路可以承受的靜電沖擊電壓大約為200V左右，DRAM、EEPROM為300V，TTL芯片為1000V；而在正常情況下，人體積蓄的靜電可以超過(guò)20000 v(瞬間電壓)。由此可見(jiàn)，如果不注意控制靜電，用戶很可能在毀壞主板之后還全然不知。

靜電對(duì)PC的危害主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一是破壞CMOS(BlOS)參數(shù)，擾亂系統(tǒng)正常工作，碰到這種情況我們要將CMOS放電后再開(kāi)機(jī)，才能讓機(jī)器恢復(fù)正常工作狀態(tài)；其二是永久性損壞外設(shè)部件，包括芯片被擊穿甚至主機(jī)板被燒毀等。

在面對(duì)靜電的威脅時(shí)，我們也不是無(wú)所作為的。比方說(shuō)針對(duì)重點(diǎn)部位，如網(wǎng)卡控制芯片、D－Sub(VGA)輸出接口、USB信號(hào)線等容易受ESD破壞的部分Ic及Ic電路，給它們搭配防護(hù)ESD的二極管；針對(duì)聲卡控制芯片等易受ESD破壞的IC，搭配高頻濾波電容和分壓電阻，這樣在高壓時(shí)旁路接地、減少過(guò)沖，保證器件不受高壓脈沖影響而被燒毀。

另外，用戶在使用過(guò)程中養(yǎng)成正確的習(xí)慣對(duì)防止靜電危害也大有裨益。

電腦機(jī)箱外殼可靠接地，如果有條件可將一根導(dǎo)線接在機(jī)箱的金屬側(cè)板上，然后拖在地上；

保持室內(nèi)空氣的一定濕度，在北方地區(qū)有條件的可以在冬季使用空氣加濕器；

在板卡運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，注意用防靜電保護(hù)袋來(lái)包裝板卡；

維修和觸及機(jī)箱內(nèi)任何電路時(shí)，記得接觸機(jī)箱金屬外殼以釋放身上的靜電(前提是機(jī)箱已經(jīng)可靠接地，否則達(dá)不到預(yù)期效果)，有條件的還可以觸摸金屬材質(zhì)的水管來(lái)釋放靜電；

平時(shí)插拔USB設(shè)備時(shí)，最好能夠重復(fù)上面釋放靜電的過(guò)程，以減少USB接口損壞的概率。

Q6：ESD保護(hù)和EMl防電磁輻射是不是我國(guó)3G強(qiáng)制要求的測(cè)試項(xiàng)目呢?

李：為了防范ESD嚴(yán)重的危害，我國(guó)在1998年就了GB／T-17626.2(對(duì)應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000－4－2)電磁兼容、靜電放電抗擾度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，它詳細(xì)規(guī)定了ESD的級(jí)別判定，測(cè)試環(huán)境和測(cè)試方法，并作為CCC認(rèn)證的一部分在2002年5月1曰開(kāi)始實(shí)施。對(duì)于PC行業(yè)來(lái)說(shuō)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)更多的是針對(duì)電腦整機(jī)而制定的，但各家主板廠商為了預(yù)防ESD問(wèn)題都制定了自己的測(cè)試等級(jí)和實(shí)驗(yàn)方法。但總體來(lái)看，針對(duì)零配件市場(chǎng)上的ESD測(cè)試和認(rèn)證這方面的執(zhí)行強(qiáng)度要弱一些。

Q7：在了解了這么多關(guān)于ESD的知識(shí)之后，那李工能不能跟我們介紹一下在遇到靜電損壞時(shí)電腦都有哪些具體的表現(xiàn)呢?

李：ESD是電腦的無(wú)形殺手，但它的表現(xiàn)形式多種多樣，不能一概而定；但很多時(shí)候，大家遇到的各種奇怪的故障都有可能是由ESD引起的。

雷擊或者ESD經(jīng)常導(dǎo)致網(wǎng)卡損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至引起網(wǎng)吧或者家庭火災(zāi)；

芯片組被擊穿(燒毀)，這種問(wèn)題通常表現(xiàn)為USB接MESD靜電釋放導(dǎo)致南橋燒毀；

I／O接口(各種輸入輸出設(shè)備)保護(hù)不好導(dǎo)致主板上的I／O芯片損壞，部分電路燒焦等；

系統(tǒng)自動(dòng)重啟、硬盤數(shù)據(jù)丟失等，但用戶從其它方面遲遲找不到原因等；

舉個(gè)實(shí)際一點(diǎn)的例子，我們?cè)龅竭^(guò)一個(gè)網(wǎng)吧出現(xiàn)這樣的問(wèn)題：用戶用手去調(diào)節(jié)攝像頭的角度，但是手一碰到攝像頭就馬上死機(jī)，重啟后正常，這其中很大一部分原因就是因?yàn)殪o電。

影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作的因素之二――穩(wěn)壓設(shè)計(jì)

Q8：我國(guó)很多地方的電壓不是很穩(wěn)定，尤其是在夏天用電高峰時(shí)很容易造成電壓大幅波動(dòng)。很多計(jì)算機(jī)會(huì)因此出現(xiàn)死機(jī)，重啟等故障，雖然電源也有一定的穩(wěn)壓作用，但這時(shí)候也是對(duì)主板的一種考驗(yàn)，李工能不能給介紹一下這方面的內(nèi)容呢?

李：說(shuō)實(shí)話，主板供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的技術(shù)，尤其是CPU部分的供電。像你說(shuō)的這個(gè)問(wèn)題就是一個(gè)非常典型的代表，CPU負(fù)載電流的動(dòng)態(tài)波動(dòng)范圍非常大，它要求給CPU供電的頻率響應(yīng)速度要足夠快、供電電流的適應(yīng)范圍要寬，而且還要做到過(guò)濾雜波(抗干擾性非常強(qiáng))。

在主板設(shè)計(jì)時(shí)，cPU供電部分的解決方案非常多。我們使用的是比較先進(jìn)的美國(guó)Intersil電源方案，這種方案的特點(diǎn)是電源能量轉(zhuǎn)換效率非常高，可以適應(yīng)較大范圍的市電電壓波動(dòng)，在測(cè)試中我們即使把市電電壓降到130v(正常電壓為220v)，主板依然可以給cPu提供足夠的能量，保證機(jī)器正常運(yùn)行。

影響系統(tǒng)穩(wěn)定工作的因素之三――保護(hù)電路的設(shè)計(jì)

Q9：除了剛才李工所講的內(nèi)容，我們還經(jīng)常聽(tīng)到主板因?yàn)槔擞康纫蛩卦斐傻膿p壞。那么什么是浪涌，它又是怎樣對(duì)主板造成傷害的呢?

李：浪涌電流是指電網(wǎng)上出現(xiàn)的短時(shí)間、像“海浪”一樣的高電壓引起的大電流。浪涌電流的成因是電網(wǎng)中存在電感，當(dāng)某些大容量的電氣設(shè)備接通或斷開(kāi)時(shí)，就會(huì)激發(fā)出瞬間強(qiáng)電流。

對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，浪涌電流分為兩部分。其一是電腦內(nèi)部的浪涌電流，即計(jì)算機(jī)電源接通瞬間，由于輸入濾波電容迅速充電，所以該峰值電流要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)輸入電流。此外，插拔大功率的USB設(shè)備也可能產(chǎn)生浪涌電流和脈沖電壓，如果主板上的保護(hù)電路設(shè)計(jì)不當(dāng)，極有可能導(dǎo)致南橋燒毀。通常的做法是在USB或者其它擴(kuò)展接口處設(shè)計(jì)大容量的濾波電容和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲，當(dāng)電流過(guò)大時(shí)，自恢復(fù)保險(xiǎn)絲會(huì)自動(dòng)斷開(kāi)電路，過(guò)一段時(shí)間后自行恢復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)功能。還有在電路上加共模式流電感線圈，也可起到很好的抑制作用。

其二則是來(lái)自外部的浪涌電流。比方說(shuō)夏天雷雨天氣比較頻繁，如果主板防雷擊設(shè)計(jì)沒(méi)有做好，雷電造成的瞬間電流會(huì)通過(guò)主板的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)入電路，將主板的芯片擊毀。我們?cè)谥靼宓木W(wǎng)絡(luò)接口部分設(shè)計(jì)了特殊的防雷擊保護(hù)，可抵擋3000V的瞬間電涌沖擊；在主板設(shè)計(jì)時(shí)，我們也要將網(wǎng)卡接口處做接地處理，以此起到“雙保險(xiǎn)”的作用。

讀者有問(wèn)

Q10：我們專家講堂欄目有一個(gè)保留部分，就是讓一些熱心讀者直接與工程師交流。下面有幾個(gè)讀者朋友想了解的問(wèn)題，請(qǐng)李工來(lái)回答一下：現(xiàn)在有很多廠商都在推廣固態(tài)電容，那固態(tài)電容都有那些優(yōu)點(diǎn)呢?使用固態(tài)電容對(duì)主板的穩(wěn)定性以及使用壽命有沒(méi)有直接影響?

李：要說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，首先就要了解一下電容是用來(lái) 做什么的。電容在主板中主要是保證電壓和電流的穩(wěn)定(濾波)，在開(kāi)關(guān)電源中起到儲(chǔ)能的作用。

眾所周知，主板穩(wěn)定工作的前提是必須有純凈的電流供應(yīng)。從計(jì)算機(jī)電源出來(lái)的電流如果用示波器觀察依然會(huì)有很多的尖峰和雜波，這些尖峰和雜波都是主板穩(wěn)定工作的大敵，所以主板上的電路必須對(duì)電源的信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾和凈化。在實(shí)現(xiàn)方式上，不同的雜波要經(jīng)過(guò)不同的器件進(jìn)行過(guò)濾和凈化一初始信號(hào)經(jīng)過(guò)電感線圈，初步過(guò)濾掉一些高頻雜波(電感線圈有儲(chǔ)能的作用)；之后再進(jìn)入電容組件進(jìn)一步過(guò)濾、凈化，將電源信號(hào)變成紋波很小的直流電壓。

在主板上我們通常使用的電容有兩種，固態(tài)電解電容和液態(tài)電解電容，它們最大的區(qū)別在于采用了不同的介電材料――液態(tài)電容的介電材料是電解液，而固態(tài)電容的介電材料則是典型的高分子材料。從固有的屬性上看，固態(tài)電容其有內(nèi)阻小、頻率響應(yīng)快、耐高溫、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)提高主板的穩(wěn)定性、延長(zhǎng)主板的使用壽命等都是有一定好處的。

Q11：部分動(dòng)手能力比較強(qiáng)的發(fā)燒友用戶喜歡把自己主板上的電容全部換成固態(tài)電容(或者更大容量的電容)，請(qǐng)問(wèn)這么做對(duì)主板的穩(wěn)定性和超頻能力有幫助么?

李：這個(gè)問(wèn)題問(wèn)得很好。主板上的器件講究按設(shè)計(jì)要求合理搭配，如果用戶不明就里自行更換主板器件，就有可能對(duì)主板的穩(wěn)定性造成負(fù)面影響。說(shuō)實(shí)話，我們?cè)跊Q定更換任何一個(gè)器件之前，都要經(jīng)過(guò)反復(fù)的驗(yàn)證和測(cè)試，其中很多條件是普通用戶根本沒(méi)有的。我們不贊成用戶自行更換電容，而且主板的電路結(jié)構(gòu)是多層的，如果用戶焊接技術(shù)不過(guò)關(guān)很容易造成電路短路等問(wèn)題。

正如前面所講的，每個(gè)器件都有一個(gè)安全頻率，超頻使用會(huì)對(duì)主板的穩(wěn)定性造成影響。而且，“將普通電容換成固態(tài)電容有利于超頻”這種說(shuō)法在理論上也是沒(méi)有根據(jù)的。

值得注意的是，同態(tài)電容也有它自身的缺點(diǎn)，與液態(tài)電容A相比它的容量偏小、耐壓值不夠高；在主板低頻信號(hào)的電路部分根本沒(méi)有必要使用同態(tài)電容，在一些小功率開(kāi)關(guān)電路中(如內(nèi)存和集成顯卡供電電路)，如固態(tài)電容數(shù)量不夠達(dá)不到容量要求，并不能起到很好的儲(chǔ)能作用，如果一味使用固態(tài)電容反而會(huì)引起系統(tǒng)溫度升高等并發(fā)癥，對(duì)主板穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

我們認(rèn)為主板上的固態(tài)電容與液態(tài)電容應(yīng)該合理搭配、科學(xué)使用，并不是全固態(tài)電容就一定好。至于以前主板出現(xiàn)的液態(tài)電容爆漿現(xiàn)象，都去怪罪電容的材料不好，這種說(shuō)法也是不完全正確的。電容有耐受時(shí)間的指標(biāo)，它跟電路本身出現(xiàn)的紋波電流大小有很大關(guān)系，也就是說(shuō)跟主板本身的電路設(shè)計(jì)和其它關(guān)聯(lián)器件都有很大的關(guān)系。這些問(wèn)題都應(yīng)該更系統(tǒng)地考慮，否則把罪名全部加到液態(tài)電容身上會(huì)有失偏頗。

Q12：現(xiàn)在主板集成的功能越來(lái)越多，這樣會(huì)對(duì)主板的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響么?

李：在主板上附加更多的功能一直是業(yè)界設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)，但我們?cè)谶x擇設(shè)計(jì)哪些功能時(shí)一直都堅(jiān)持以實(shí)用為主，可有可無(wú)的功能歷來(lái)不要。舉個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋确?，“是藥三分毒”，主板上多一組電路或者一組芯片，都會(huì)給主板帶來(lái)一些故障和穩(wěn)定方面的問(wèn)題。市面上常常聽(tīng)到一些主板增方一些不成熟的、而且比較花哨的功能；雖然從市場(chǎng)的角度考慮可以為產(chǎn)品增加“賣點(diǎn)”，但用戶用起來(lái)卻非常麻煩。長(zhǎng)期以來(lái)，我們面向行業(yè)用戶和網(wǎng)吧用戶的產(chǎn)品比較多，這部分專業(yè)人士對(duì)穩(wěn)定性更感興趣一些。