導語：如何才能寫好一篇電路設計原則，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關鍵詞:電阻電容電感參數(shù)性能

電阻、電容、電感作為常見的電路元件,在任何電路中幾乎都能看他們的存在。由于這些電子元件太普通,以至于電路設計者在進行電路設計時一般只關心其基本的參數(shù),即電阻阻值,電容容量,電感感量,而對其他的參數(shù)卻不太關心甚至忽略了,因此往往會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,雖然電路設計原理正確,但在把電路圖紙轉化為實物以后,經(jīng)常出現(xiàn)一些意想不到的現(xiàn)象,但又很難找出出現(xiàn)故障的原因。該文將通過幾個實例分析,簡要的介紹一下基本電子元件電阻、電容、電感在實際電路設計中進行選擇的基本常識。

1電阻的選擇

1.1電阻的分類及特點

電阻主要有四種,碳膜電阻,線繞電阻,金屬膜電阻,金屬氧化膜電阻。碳膜電阻穩(wěn)定性良好,負溫度系數(shù)小,高頻特性好,受電壓和頻率影響較小,噪聲電動勢較小,阻值范圍寬,但精度不高。線繞電阻具有較低的溫度系數(shù),阻值精度高,穩(wěn)定性好,耐熱耐腐蝕,主要做精密大功率電阻使用,缺點是高頻性能差。金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高,穩(wěn)定性好,溫度系數(shù)小。金屬氧化膜電阻在高溫下穩(wěn)定,耐熱沖擊,負載能力強。

1.2案例分析

如圖1所示電路,該電路是一個常見的濾波電路,在設計中電阻R的功率為1/16瓦,該電阻在此電路中的作用主要是衰減電路中的噪聲,但在實際運行中,經(jīng)常出現(xiàn)電阻爆裂的現(xiàn)象,經(jīng)過測試,造成該現(xiàn)象的主要原因是在設計中只關注了電阻阻值,而忽視了對電阻額定功率的選擇。1.3電阻選擇要點在選擇電阻時,首先考慮的是電阻阻值的大小,這可以通過計算得到。由于電阻上有電流通過,因此電阻會消耗功率,為了保證電路的可靠運行,這時還需要考慮電阻的額定功率,特別是在功耗高的支路上,電阻額定功率的選擇尤為重要,否則很容易損壞電阻。在一般的電源電路和其他設定器件工作參數(shù)的電路中,如電源電路中的電壓或電流取樣電阻,在晶體管放大電路中用于設置電路工作點的偏置電阻等,為了保證電路的穩(wěn)定工作,對相關電阻的精度要求將會大大提高,在這種情況下一般應選用金屬膜電阻或金屬氧化膜電阻。對于繞線電阻,雖然精度高,但分布參數(shù)較大,不適合用于高頻電路中。

2電容的選擇

2.1電容的分類及特點

陶瓷電容:用高介電常數(shù)的鈦酸鋇一氧化鈦擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質,并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成,體積小,價格低,穩(wěn)定性好,但容量較低。鉭電容:使用鉭作為介質,是一種電解電容,但不使用電解液,適合在高溫下工作。其特點是溫度特性好,適宜于小型化。主要缺點是耐壓耐電流能力較弱。鋁電解電容:鋁電解電容是由鋁圓筒做負極,里面裝有液體電解質,插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。它的特點是容量大,但是漏電大,穩(wěn)定性差,有正負極性,適宜用于電源濾波或者低頻電路中。

2.2電容的主要作用

從電容的容抗公式Z=1/ωC可以看出,信號頻率和電容容量都會影響其阻抗的大小,正是基于此原因,電容的一個重要作用就是濾波,幾乎所有的電源電路中都會用到。從理論上說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上超過1uF的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大的電解電容并聯(lián)了一個小電容,這時大電容通低頻,小電容通高頻。電容的第二個主要作用就是起旁路作用,旁路電容為本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化,降低負載需求,就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向器件進行放電。電容的第三個主要作用是起去耦作用,避免電路間的耦合干擾。

2.3案例分析

如圖2所示電路,在少量數(shù)據(jù)處理時,電路工作正常用,而一旦出現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理,偶爾會發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。在一般情況下,可能會認為是時鐘或CPU出了問題,但實際上在此電路中并非如此。測量CPU供電引腳,發(fā)現(xiàn)紋波電壓很高,最后在該引腳增加兩個小電容以加強濾波作用,此時數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象即消失。

2.4電容選擇要點

陶瓷電容體積小、穩(wěn)定性好,但容量小,適用于高頻濾波。鉭電容溫度穩(wěn)定性好,容值較大,耐壓耐流能力弱,適用于高頻濾波。鋁電解電容容量大,耐壓高,但精度差,適用于低頻波波。另外還需要特別關注電容的阻抗與頻率變化的關系,事實上,一個電容器可等效成R、L、C二端線性網(wǎng)絡,不同類型的電容器其等效參數(shù)R、L、C的差異很大,等效電感大的電容器(如電解電容器)不適合用于耦合、旁路高頻信號,等效電阻大的電容器不適合用于Q值要求高的振蕩回路中。

3電感的選擇

3.1電感的作用

由電感的阻抗公式Z=ωL可知,頻率越高,電感的阻抗越高,而對直流的阻抗為零,因此電感的一個基本作用就是通交流阻直流。另外由于電感是由導線繞制而成,由法拉弟電磁感應定律可知,當通過電感的電流發(fā)生變化時,電感將產(chǎn)生感應電動勢,從而阻礙電流的變化,所以電感具有保持器件電流穩(wěn)定的作用。最后電感還有濾波的作用。

3.2案例分析

如圖3所示電路,電源電壓紋波較大,該電路中的LC濾波器本是用于濾波的,然而正是由于這個LC濾波器,導致了電路發(fā)生了諧振,該諧振信號疊加在輸出電壓上,從而使輸出電壓紋波增大,把濾波電感去掉,輸出電壓上幾乎波有紋波電壓。

3.3電感選擇要點

電感與電容構成低通濾波器時,要防止噪聲頻率點與諧振頻率點的重合,以免產(chǎn)生共振。電感串聯(lián)在電源電路中,要考慮電感器件的壓降。信號線上的電感,要注意其品質因數(shù)與頻率的關系,電源電路上使用的電感,要注意其直流電阻,額定電流大小等,特別需要強調的是在選電感時,首先應明確其使用頻率范圍,鐵芯線圈只能用于低頻,一般鐵氧體線圈、空心線圈可用于高頻。

4結語

電阻、電容、電感作為基本的電子元件,他們的性能參數(shù)對電路的正常工作有極大的影響。該文通過幾個簡單的案例分析,說明在電路設計時不能簡單的只考濾電阻阻值、電容容量、電感感量,為了提高電路的工作質量及電路工作的穩(wěn)定性還需要考慮其他的參數(shù),并簡單的說明了選型的基本原則。

參考文獻

[1]王劍宇.高速電路設計與實踐[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

[2]張金.電子設計與制作100例[M].北京:電子工業(yè)出版社,2009.

篇2

關鍵詞：城市道路；景觀設計；原則；要點

中圖分類號： TU984 文獻標識碼： A 文章編號： 1674-0432（2013）-10-73-1

1 人性化原則

在城市道路景觀設計中體現(xiàn)以人為本。人是構成城市社會的最基本單位，是城市的主體。人們的習慣、行為、性格、愛好都對空間選擇具有一定的作用，在城市道路景觀設計時要充分考慮人群的不同需求，反映各種不同理念，為廣大市民提供最佳服務。好的道路景觀設計要處處為人著想，從宏觀到微觀充分滿足使用者的需求，這樣才能吸引人，給人留下美好的印象。

2 尊重歷史的原則

對于傳統(tǒng)和現(xiàn)代的東西，我們不能照抄和翻版，現(xiàn)在中國很多城市街路綠化盲目模仿與借鑒其他城市的風格與經(jīng)驗，導致如今中國大多數(shù)城市街路看起來沒有風格，都是一個類型，體現(xiàn)不了當?shù)氐奶厣@就需要探尋傳統(tǒng)文化中適應時代要求的內(nèi)容、形式與風格，塑造新的形式，創(chuàng)造新的形象。

3 適用、經(jīng)濟、美觀的原則

道路景觀設計主要以滿足使用者的需求為目的，各種設施、設備及相關配置均應符合人性化，以最大程度地成為適合、適宜地設計，發(fā)揮景觀的最大效能。經(jīng)濟原則是指合理地利用費用、空間。在費用上，合理花費，使用當?shù)噩F(xiàn)有材料，因地制宜，比如植物可以使用當?shù)亍敿局参铮@樣價格會便宜許多。另外，對于不同品質、不同價格的建材多加比較、衡量。合理而充分地利用空間，可以考慮選擇能節(jié)省空間的材料，如立體綠化的藤蔓植物或用草地，以充分利用空間。景觀設計的美多偏重于視覺上的美觀。具體設計時往往會優(yōu)先考慮社會性、群眾性以及經(jīng)濟實用性而后再論及美。這種美有時又是抽象的，對美的感受因人而異。景觀設計方式應在統(tǒng)一中求變化，且表現(xiàn)出設計的獨特風格。

在如今高度密集型的時代，信息以及物流傳遞的速度使適應現(xiàn)代潮流的大城市中心和一般城市中心之間的時空距離縮短了，因而全國各地一些現(xiàn)代化城市和城鎮(zhèn)正失去自身的個性，看上去都很相似，有一種城市建設標準化的趨勢。這一點我們可以借鑒國外的經(jīng)驗，盡量保留城市10年以上的大樹，重點保護30年以上有歷史的老房子，重新開發(fā)具有歷史文化價值的景區(qū)，讓這些城市的痕跡得到保護并保留。

4 道路設施的設計

快速路的立交橋和匝道會產(chǎn)生大量的“失落空間”。利用這些空間可以在城市有限的綠化空間內(nèi)配以相應的喬木、灌木栽植與快速路自身的線型交織在一起，形成大尺度景觀的和諧。做成高密度的植物群落，可以降低機動車對城市產(chǎn)生的噪聲污染，尾氣污染，熱島效應。

現(xiàn)在有些城市為了加速機動車的發(fā)展取消了非機動車行車專用路線，這是一種舍本逐末的行為，一方面提倡節(jié)能減排，一方面取消非機動車的使用，這本身就是矛盾的。

對于公路建設項目而言，重要的是充分考慮道路沿線景觀和視覺效果。保護原始景觀，尊重河流、小溪及自然排水系統(tǒng)，充分認識到邊界、護欄、樹木形成的線條，尊重歷史形成的小路，認識遠山的景觀、山脈、河流、湖泊、海洋及地平線。保護原始地貌，創(chuàng)造良好的視野。

道路設施的配置及設計盡量搭配清晰可辨識度并且位置明顯的交通標志，可以配合景觀起到醒目的作用。

一板二帶的植物配植。這是最常見的綠化類型。中間為機動車道，兩側種植行道樹（各栽一行喬木）。一板二帶在城市內(nèi)三級街道居多，和生活區(qū)接近，為了美化市容，凈化環(huán)境，增強防護效益，一板二帶的植物配置應考慮行人和行車的遮陰要求，還要不影響交通和路燈照明，這類街道一般人、車混用。由于街道狹窄，光線不足，要選擇半耐陰樹種，以形成和諧相稱的綠色通道。在兩株喬木間，可適當配置耐陰花木或宿根花卉，不經(jīng)常通機動車的街道可設置花徑，以豐富道路景觀。住宅小區(qū)的街道兩側，可選用開花或葉色富于變化的亞喬木，為街道增色。城市小巷最好栽植落葉樹種，以免在蔥郁的樹冠覆蓋下，冬天得不到陽光照射，一般只宜在南北向街道上適當配置常綠樹種。臨街圍墻和圍柵要適當栽植些爬藤植物。

篇3

【關鍵詞】電子；電路設計；常用；調試方法；步驟探討

伴隨時代的不斷發(fā)展和科學技術的不斷進步，人們越來越關注社會生產(chǎn)力的提升。采取科學的方式進行電子電路的設計與工作流程的部署和管理，能夠滿足當下社會生產(chǎn)力發(fā)展的基本需求，也能夠促進行業(yè)的生產(chǎn)進步。當下我國電子行業(yè)發(fā)展的過程當中都越來越重視相關的技術升級，采取高效率的生產(chǎn)和設計模式才能夠實現(xiàn)對理論的進一步應用，也能夠滿足實際的生產(chǎn)工作需求。模擬的設計構想在實踐工作的驗證體系下常常顯示出各種問題，需要以更加科學、安全、有效的方式實現(xiàn)對相關工作體系的完善，并在具體的工作當中以實踐經(jīng)驗論證設計理念，保證電子行業(yè)發(fā)展的前景要求。

1電子電路設計的原理

電子電路的設計工作具有相關的工作原理和原則，需要遵循一定的制度和規(guī)律進行相關工作的設計，以此實現(xiàn)對工作體系的完善性需求。首先，電子電路的設計工作原理要求，設計的相關內(nèi)容需要符合整體性要求，在實際的設計工作當中要針對電路工作的各個節(jié)點進行監(jiān)督與功能實踐。其次，設計的工作要保證具體功能的落實，針對每個電路的工作職能進行細致的劃分。再者，應當進行電路設計的最優(yōu)化選擇，保證電路設計的穩(wěn)定性和完善性，在實際的工作應用中具備可靠的特征。最后，應當實際的考量到市場經(jīng)濟的價值和效益需求，進行性價比的研究分析并最終完成設計。

2電子電路設計的流程

電子電路的設計工作流程比較復雜，具體的工作內(nèi)容也具有較高的嚴謹性和準確性。在實際工作進行的過程當中，應當重視對設計目標的確認，在具體工作中明確電子功能的設計。針對電子產(chǎn)品的核心功能應用進行整體的考量，設計的電路能夠符合單一操作的要求，進行優(yōu)化的職能選擇。在設計形成初期進行整體研究，包含對電子電路的測試實踐。重視對電子電路的調試和功能定位，保證未來工作進行的順利要求。重視電子電路功能的設計才是保證產(chǎn)品能夠高效率工作和服務的基礎，也是確認核心功能和輔助功效的重要工作內(nèi)容。實現(xiàn)設計初期的檢查和測試，能夠保證設備未來使用的優(yōu)越性。

3調試儀器概述

具體的電子電路設計功能測試與調節(jié)工作要求的比較準確和細致，在實際的工作過程當匯總需要進行相關儀器的使用和完善，避免當中一些環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。在調試儀器使用的過程中涉及到眾多的零部件，包含萬能用的工具表，顯示波動幅度的器械，以及信號發(fā)出的設備等。針對具體的調試工作進行觀察，玩能用的工具表主要是為了測量設備使用期間的電流量和電壓力，以及存在的電阻等元素。顯示波動幅度的器械主要是為了更準確的測量信號，關注波動變化。信號的發(fā)出設備是為了在監(jiān)測過程中收集信息，確定監(jiān)測工作準確性和保證基本交流。

4電子電路調試具體流程

電子電路的調試工作可以劃分為諸多細致的流程，在具體工作開展的過程中還需要進行整體工作的完善和優(yōu)化。調試的工作需要進行電路的線路監(jiān)測，在實際的工作驗收中觀察通電的效果。調試的工作還需要確保對電子設備的功能監(jiān)測，保證實際的工作過程能夠正常的運作，充分實現(xiàn)對信息傳播的要求。在實際工作開展的過程當中要進行電源的調試，減少工作阻礙，進行指標的規(guī)范和數(shù)據(jù)的驗收。除此之外，調試工作還可以劃分為兩種方式，分別是整體和分區(qū)域的調試工作。細致的劃分主要是為了給保證驗收工作的嚴謹性要求。最后需要針對環(huán)境進行監(jiān)測，考量實際工作需求進行優(yōu)化處理。

5調試工作需要重視問題

在調試工作進行過程當中還需要重視對工作細節(jié)的優(yōu)化處理，保證人員施工的科學性安排，在實際的操作過程當中需要進行設備功能的優(yōu)化，確保功能的準確性要求。重視對細節(jié)工作的監(jiān)督和管理，在調試的信息記錄中掌握數(shù)據(jù)中存在的差異，為維護系統(tǒng)工作提供良好的基礎，也有助于及時的解決系統(tǒng)工作出現(xiàn)的問題。除此之外，還需要認識到系統(tǒng)調試工作反復執(zhí)行的重要性，針對測量工作進行反復的操作才能夠保證電子電路的設計符合實際生產(chǎn)需求。

6結論

綜上所述，本次研究針對電子電路設計的相關工作展開分析和研究，希望在實際的工作過程當中掌握實踐的工作經(jīng)驗，在未來的電子電路設計工作當中采取先進的科學手段，實現(xiàn)對相關工作內(nèi)容的整合，滿足時展的進步要求。在傳統(tǒng)電子電力設計的相關工作基礎上實施切實有效的完善策略，保證基本工作的流暢性原則，在實施科學有效的方式和方法進行相關設計工作的管理，滿足實際工作的需要，進行不同線路的測試和驗收，保證電子電線設計工作的優(yōu)越功能。重視對電子電路工作的設計工作，在實際工作開展的過程中進行調試工作的監(jiān)督與管理，進一步促進我國現(xiàn)代化生產(chǎn)效率的提升。

參考文獻

[1]許小飛,方樺.電子電路設計的原則、方法以及步驟探討[J].電子制作,2016(10):45.

[2]丘嶸,涂用軍.基于工作過程的學習情境設計的關鍵要素及途徑與方法——以“電子電路調試與應用”課程為例[J].職教通訊,2013(12):5-8.

篇4

關鍵詞：可靠性仿真技術；課改要求；任務驅動；電路設計

1基于可靠性仿真技術的電路設計需求分析

基于可靠性仿真技術的電路設計主要是以虛擬儀器設備替代現(xiàn)實電子元器件，從而為電子電路的實踐教學提供有效支撐，從而更好了踐行“理實一體化”的教學理念，促進學生實踐技能的提升，促使課程回歸教學的本質。1.1實踐性教學開展的內(nèi)在需求。基于可靠性仿真技術的電路設計，學生可以參與擬訂設計方案、仿真模擬等環(huán)節(jié)，從電路的設計方案、仿真模擬等環(huán)節(jié)，能夠將晦澀難懂的理論知識與實踐知識相結合，幫助學生提升實踐技能。1.2實現(xiàn)層次化和差異化教學的必然選擇。關涉電路設計的技術型教學內(nèi)容涉及的元器件較為繁雜，且不同元器件性能、參數(shù)、封裝形式、價格、功耗等存在較大區(qū)別，在教學過程中需要反復的實驗、測試，這增加了設備投資成本，而且因為學生個性化差異，學習、接受能力各不相同，加之電子元器件復雜程度的不同，應該據(jù)此分層次設定目標，以貼近生活、學生所喜愛的教學內(nèi)容，以“任務驅動”的形式引導學生進入知識和技能的學習，但這勢必增加電子元器件的投入，而仿真模擬電路的設計可以利用仿真軟件呈現(xiàn)電子電路的操作面板和功能，并通過交互式操作完成相應測試任務，不僅滿足了教學需求，而且控制了教學成本。

2基于可靠性仿真技術的電路設計方案

2.1電路設計的整體流程。可靠性仿真技術可以檢驗電路存在的故障并發(fā)現(xiàn)設計的薄弱環(huán)節(jié)，從而有針對性的進行改進，為了遵循由簡入繁的原則，以有效調動學生學習熱情和積極性，本文以典型電路電源模塊設計為例，設計過程中首先應該進行可靠性仿真實驗，其具體的流程如圖1所示。2.2電路設計的具體步驟。2.2.1設計信息采集。為了實現(xiàn)電源電路的優(yōu)化設計，應詳細搜集其應用環(huán)境和使用方法等信息，具體包含所采用的元器件、原材料特性2.2.2數(shù)字樣機建模。電路設計中數(shù)字樣機建模須采用專業(yè)軟件實現(xiàn)，但因為學生學習、接受能力存在差異，應該目標層次，將設計過程進行分解，并以“任務驅動”的形式，將不同設計知識分配到各個任務之中，讓學生通過分步設計完成理論知識的實踐應用，由此才能確保電路設計學習的效果，通常存在熱設計信息和振動設計信息兩類建模方式，具體的建模步驟為：首先根據(jù)將所獲取的電路信息進行簡化，完成CAD數(shù)字樣機模型的構建，并依據(jù)熱設計信息建立CFD數(shù)字樣機模型，而后依據(jù)振動設計信息建立FEA數(shù)字樣機模型。其次，為確保CFD數(shù)字樣機與物理樣機的一致性，須對其進行修正與驗證，利用對電源模塊工作狀態(tài)熱測量的方式，獲取其關鍵元器件點溫度測試數(shù)據(jù)，并根據(jù)所得結果修正電源模塊CFD數(shù)字樣機的邊界條件、期間參數(shù)，由此實現(xiàn)對CFD數(shù)字樣機的修正。再次，同理，也須采用相同的方法對FED數(shù)字樣機進行修正，且測試過程中，應該在約束條件下對電源模塊重點部位，關鍵元器件進行模態(tài)分析，并依據(jù)結果完成修正。2.2.3應力分析。溫度應力分析選用MentorGraphics公司的FloTherMV90分析計算電源模塊CFD數(shù)字樣機模型，經(jīng)過分析可知，電源模塊設計中如元器件排布不合理，則會導致電路設計存在熱分布過度集中的缺陷。分析中，平臺環(huán)境溫度70℃設定為第一參考溫度條件，電源模塊表層軍溫度72℃設為第二參考溫度條件，經(jīng)過分析，為電源模塊所在分級提供5V工作電源的功率器區(qū)域，是熱分布較集中的部位，需要修正電路設計方案。而對于振動應力分析，則選用ANSYS公司的ANSYSWorkbench12.1分析計算電源模塊FEA數(shù)字樣機模型，分析結果顯示，電源模塊中元器件數(shù)量和重量排布、安裝方式設計不合理，使得電源模塊產(chǎn)生局部共振的設計問題，應該據(jù)此進行及時修正，以優(yōu)化電路設計。

3結束語

本文將可靠性仿真技術引入電路設計之中，將電路細化分類，并根據(jù)學生個體差異由簡入繁、逐步引導，實現(xiàn)了教學目標的分層實現(xiàn)，也將培養(yǎng)學生的實踐技能真正落實到實處。

作者:宋月麗 劉立軍 單位:遼寧機電職業(yè)技術學院

參考文獻

[1]王朝新,任斌,陳潔,董緒.基于虛擬實驗平臺的模擬電子技術課程設計開發(fā)與仿真[J].電子設計工程,2012,14:44-47.

篇5

關鍵詞：滑動變阻器；限流式電路；分壓電路

0 引言

滑動式變阻器是一種基本且簡單的電器元件，其工作原理為通過滑動改變滑動變阻器接入電路部分的電阻線長度，從而達到調節(jié)電阻的作用。了解滑動變阻器在系統(tǒng)機房電路中的作用，從而正確選擇滑動變阻器的控制電路，對保障系統(tǒng)機房電路具有重要的意義。

1 限流式電路

（一）限流式電路設計方式及其選擇

限流是滑動變阻器的作用之一，根據(jù)滑動變阻器在電路中限制電流的作用，滑動變阻器的控制電路也需要選擇限流式電路設計。在實際設計過程中限流式電路（電源內(nèi)阻不計，電源壓恒定不變），變阻器Ro分別有A、B、C三個接口，將接口A和C接入電路，將接口C在接口A和B之間來回滑動，通過改變回路內(nèi)的電阻起到改變通過回路內(nèi)的電流量，最終達到降低電源Rf的電壓。

（二）限流范圍

當開關S閉合后，Rf負載電壓Uf和通過的電流If分別為■U和■，當接口C逐漸移至接口A后，RAC=0，電壓Uf的值達到最高，Uf=U，最大電流If=■。當接口C移至接口B，滑動變阻器RO全部接入回路，則RAC=R，Rf的電壓達到最小值，Uf=■U、If=■U。回路內(nèi)電流在■。從限流式電流設計的限流范圍可以看出，RO與Uf、If的調節(jié)范圍保持正相關關系，當U和Rf值不變，Uf、If的調節(jié)范圍隨著RO值變大而變大。

2 分壓電路

（一）分壓電路設計

分壓是滑動變阻器的另一主要作用，如滑動變阻器發(fā)揮分壓作用，其電路設計也應采用分壓電路，分壓電路設計方式。首先，將滑動變阻器的接口A和B分別接入電路內(nèi)電源的兩極，接口C與負載Rf相連，負載Rf連接滑動變阻器接口A。閉合開關S后，滑動變阻器的電壓值為電源電壓UBC=U，且UAB等于接口A和C的電壓以及接口A和B的電壓的和，UBC=UAC+UAB，此時輸出電壓Uf=UAC，因此可以將電壓Uf作為UAB的一部分。

（二）分壓電路調節(jié)范圍

通過設計結構可以看出，Uf=■U（R`=■），通過簡化公式可的到Uf=■U。將接口 C逐漸向接口A滑動，RAC的值為0，且RBC的值即為Ro，此時Uf達到最小值，Uf=0。當接口C滑動至接口B，RAC的值為0，輸出電壓Uf的值最大，既Uf=U。總之，隨著接口A向接口B或接口C滑動，回路電流If、Io、I總的變化規(guī)律如下：If=■U；Io=■U；I總=■U。（RAC為自變量，0《RAC《RO）。從If和I總的變化規(guī)律公式可以看出，隨著接口C向接口B移動，If的變化范圍在0-=■之間，I總的變化范圍在■-（+）之間變動。

3 限流式電路和分壓電路比較

雖然兩種控制電路都具有調節(jié)電流和電壓的作用，但是兩者調節(jié)電流及電壓的范圍不同。分壓電路與Ro無關，而限流式電路與Ro有關，因而分壓電路的調節(jié)范圍大于限流式電路。在相應的電流調節(jié)范圍內(nèi)，分壓電路調節(jié)范圍在0■，而限流式電路的調節(jié)范圍為■■，從兩個控制電路消耗對功率的需求來看，分壓電路的支路更多，在同一滑動變阻器調節(jié)下，分壓消耗的電能更多；如若Rf>Ro，限流式電路的Uf的最大值與最小值差距較小，調節(jié)電壓的范圍不大，因而電流調節(jié)范圍也不大，無法達到調節(jié)電流和電壓的目的。

4 結語

綜上所述，限流式電流和分壓電路各有特點。因此，只要了解有限電路電力和分壓電路的優(yōu)缺點以及調節(jié)范圍，再結合系統(tǒng)機房電路對調節(jié)電流和電壓的范圍、工作功率等相關因素，即可選出正確的控制電路設計方式，保證電路安全、高效地進行。

篇6

李浩楠 紅塔遼寧煙草有限責任公司沈陽卷煙廠 遼寧沈陽 110000

【文章摘要】

介紹了一種基于CS5460A 的單相智能功率表的設計。本設計以AVR 單片機MEGA128 為系統(tǒng)的控制核心，運用帶SPI 接口的功率計量芯片CS5460A，系統(tǒng)配置RS485 接口， 128×64 點陣LCD、鍵盤輸入、實時時鐘、FLASH 存儲器等。該功率表要實現(xiàn)的主要功能是功率參數(shù)的實時測量，存儲與顯示，并能夠實現(xiàn)與PC 機的通信。

【關鍵詞】

CA5460 ；功率表；MEGA128

0 引言

本次設計的單相智能功率表準確度高，響應速度快，測量面廣，可用于交流電壓電流有效值、有功功率、無功功率，功率因數(shù)等電參數(shù)的綜合測量，采用液晶顯示，讀數(shù)直觀、準確，并使用掉電保護存儲器保存數(shù)據(jù)，可以方便地查訊歷史數(shù)據(jù)， 同時帶有串行接口RS485 與計算機進行通信，方便的用于集散系統(tǒng)或采集系統(tǒng)。具有廣闊的市場和發(fā)展前景。

1 系統(tǒng)硬件設計

本系統(tǒng)采用模塊化設計的硬件設計原則，整個裝置分為兩大部分：功率計量處理和AVR 控制器處理部分。系統(tǒng)工作過程如下：通過電壓/ 電流互感器分別采集單相交流電信號，將其轉化得到的弱電信號經(jīng)信號調理電路、模擬濾波電路送入功率計量芯片，處理后將有效數(shù)據(jù)送入CPU 中進行下一步處理，完成數(shù)據(jù)的實時顯示或遠程傳輸。

系統(tǒng)通訊電路部分包含RS-485 串行接口，可進行數(shù)據(jù)的遠程傳輸；系統(tǒng)中包含鍵盤、顯示（LCD）和開關量輸入/ 輸出、數(shù)據(jù)存儲等外圍電路，可以實現(xiàn)參數(shù)設置、數(shù)據(jù)顯示、存儲等功能。系統(tǒng)硬件框圖如圖1（A）所示。下面主要介紹主控制器和功率計量電路。

2 核心控制電路設計

本系統(tǒng)中主控器為ATMega128，負責液晶顯示、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)傳輸、鍵盤管理、時鐘芯片管理、功率芯片管理等諸多任務。其硬件接口電路設計如圖1(B) 如示。

在本設計中用到的外設接口分為以下幾類：

1) 通用I/O 口：用于單個信號的控制。

2) SPI 口：用于與功率計量芯片CS5460A 和FLASH 存儲芯片AT45DB041D 通信。

3) I2C 接口：用于與實時時鐘芯片DS1307 通信。

4) UART1 接口：與上位機通信的部分。

3 功率計量電路設計

3.1 功率計量芯片CS5460A 介紹

CS5460A 是CIRRUS LOGIC 公司推出的帶有SPI 接口的單相雙向功率/ 電能計量集成電路芯片。CS5460A 初始化后，經(jīng)過互感器將電流電壓信號轉化為小信號的電壓信號，電流通道和電壓通道的信號被片內(nèi)放大器放大后，通過兩個同時采樣的模/ 數(shù)轉換器轉換為數(shù)字信號，再通過高通濾波器消除信號中的直流成分，得到的瞬時電壓、電流值進入高速數(shù)字乘法器相乘，產(chǎn)生瞬時有功功率；瞬時有功功率又經(jīng)過時間累計、平均，得到電能E，單位時間內(nèi)的能量就是有功功率。經(jīng)過計算后得到的電壓和電流有效值、瞬時電壓、瞬時電流、瞬時有功功率、電能分別存入對應的內(nèi)部寄存器中，等待微處理器讀取。

3.2 電壓電流信號采集電路:

使用電壓互感器，電流互感器將220V 電壓，0 － 6A 電流轉化為符合功率芯片CS5460A 輸入要求（0 ～ 0.15V）的小信號。電路設計如圖2（A）。

3.3 小信號調理電路設計

這部分電路實現(xiàn)對由電壓電流互感器采集的已符合CS5460A 輸入電壓信號要求（信號有效值：-0.15V~+0.15V）的電壓電流信號進行限流，濾波，以提高測量精確度。如圖2（B）。

3.4 功率計量電路設計

本部分電路的功能是使用CS5460A 對經(jīng)過調理的電壓電流信號進行處理，并將處理得到的電壓和電流有效值、瞬時電壓、瞬時電流、瞬時有功功率分別存入對應的內(nèi)部寄存器中，等待微處理器讀取。電路設計如圖2（C）。

4 硬件電路設計總結

1）原理圖設計時需考慮各模塊的功能和可行性，大到整個系統(tǒng)，小到每個芯片的引腳，都要仔細考慮；

2） PCB 布線時需遵守抗干擾規(guī)則。PCB 設計結束后需仔細檢查，對需要改正的地方進行修改。

3） 調試應遵循由簡單到復雜的過程， 以功能為單位，一部分一部分電路的進行，確保每部分運行準確無誤再進行下一部分的調試，這樣便于找出問題。

5 結束語

本文中基于CS5460A 設計的單相智能功率表有多種優(yōu)良的性能, 能夠滿足電力部門的需要, 具有一定的推廣價值和較好的市場前景。

【參考文獻】

［1］王幸之，王雷，翟成，王閃. 單片機應用系統(tǒng)抗干擾技術[M]. 北京：北京航空航天大學出版社，1999

［2］劉京南主編，王成華副主編. 電子線路基礎[M]. 電子工業(yè)出版社， 2003.263-283

［3］曾智剛, 周岳松, 謝晨旸. CS5460A 芯片與及在功率測來那個的一種應用[J], 現(xiàn)代電子技術, 2004(5): 100-102

篇7

關鍵詞：電子科學與技術；實驗教學體系；微電子人才

作者簡介：周遠明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工業(yè)大學電氣與電子工程學院，講師；梅菲（1980-），女，湖北武漢人，湖北工業(yè)大學電氣與電子工程學院，副教授。（湖北 武漢 430068）

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）29-0089-02

電子科學與技術是一個理論和應用性都很強的專業(yè)，因此人才培養(yǎng)必須堅持“理論聯(lián)系實際”的原則。專業(yè)實驗教學是培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要教學環(huán)節(jié)，對于學生綜合素質的培養(yǎng)具有不可替代的作用，是高等學校培養(yǎng)人才這一系統(tǒng)工程中的一個重要環(huán)節(jié)。[1，2]

一、學科背景及問題分析

1.學科背景

21世紀被稱為信息時代，信息科學的基礎是微電子技術，它屬于教育部本科專業(yè)目錄中的一級學科“電子科學與技術”。微電子技術一般是指以集成電路技術為代表，制造和使用微小型電子元器件和電路，實現(xiàn)電子系統(tǒng)功能的新型技術學科，主要涉及研究集成電路的設計、制造、封裝相關的技術與工藝。[3]由于實現(xiàn)信息化的網(wǎng)絡、計算機和各種電子設備的基礎是集成電路，因此微電子技術是電子信息技術的核心技術和戰(zhàn)略性技術，是信息社會的基石。此外，從地方發(fā)展來看，武漢東湖高新區(qū)正在全力推進國家光電子信息產(chǎn)業(yè)基地建設，形成了以光通信、移動通信為主導，激光、光電顯示、光伏及半導體照明、集成電路等競相發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，電子信息產(chǎn)業(yè)在湖北省經(jīng)濟建設中的地位日益突出，而區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對人才的素質也提出了更高的要求。

湖北工業(yè)大學電子科學與技術專業(yè)成立于2007年，完全適應國家、地區(qū)經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中對人才的需求，建設專業(yè)方向為微電子技術，畢業(yè)生可以從事電子元器件、集成電路和光電子器件、系統(tǒng)（激光器、太能電池、發(fā)光二極管等）的設計、制造、封裝、測試以及相應的新產(chǎn)品、新技術、新工藝的研究與開發(fā)等相關工作。電子科學與技術專業(yè)自成立以來，始終堅持以微電子產(chǎn)業(yè)的人才需求為牽引，遵循微電子科學的內(nèi)在客觀規(guī)律和發(fā)展脈絡，堅持理論教學與實驗教學緊密結合，致力于培養(yǎng)基礎扎實、知識面廣、實踐能力強、綜合素質高的微電子專門人才，以滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設對微電子人才的迫切需求。

2.存在的問題與影響分析

電子科學與技術是一個理論和應用性都很強的專業(yè)，因此培養(yǎng)創(chuàng)新型和實用型人才必須堅持“理論聯(lián)系實際”的原則。要想培養(yǎng)合格的應用型人才，就必須建設配套的實驗教學平臺。然而目前人才培養(yǎng)有“產(chǎn)學研”脫節(jié)的趨勢，學生參與實踐活動不論是在時間上還是在空間上都較少。建立完善的專業(yè)實驗教學體系是電子科學與技術專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的客觀前提。

二、建設思路

電子科學與技術專業(yè)實驗教學體系包括基礎課程實驗平臺和專業(yè)課程實驗平臺。基礎課程實驗平臺主要包括大學物理實驗、電子實驗和計算機類實驗；專業(yè)課程實驗平臺即微電子實驗中心，是本文要重點介紹的部分。在實驗教學體系探索過程中重點考慮到以下幾個方面的問題：

第一，突出“厚基礎、寬口徑、重應用、強創(chuàng)新”的微電子人才培養(yǎng)理念。微電子人才既要求具備扎實的理論基礎（包括基礎物理、固體物理、器件物理、集成電路設計、微電子工藝原理等），又要求具有較寬廣的系統(tǒng)知識（包括計算機、通信、信息處理等基礎知識），同時還要具備較強的實踐創(chuàng)新能力。因此微電子實驗教學環(huán)節(jié)強調基礎理論與實踐能力的緊密結合，同時兼顧本學科實踐能力與創(chuàng)新能力的協(xié)同訓練，將培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和競爭力的高素質人才作為實驗教學改革的目標。

第二，構建科學合理的微電子實驗教學體系，將“物理實驗”、“計算機類實驗”、“專業(yè)基礎實驗”、“微電子工藝”、“光電子器件”、“半導體器件課程設計”、“集成電路課程設計”、“微電子專業(yè)實驗”、“集成電路專業(yè)實驗”、“生產(chǎn)實習”和“畢業(yè)設計”等實驗實踐環(huán)節(jié)緊密結合，相互貫通，有機銜接，搭建以提高實踐應用能力和創(chuàng)新能力為主體的“基本實驗技能訓練實踐應用能力訓練創(chuàng)新能力訓練”實踐教學體系。

第三，兼顧半導體工藝與集成電路設計對人才的不同要求。半導體的產(chǎn)業(yè)鏈涉及到設計、材料、工藝、封裝、測試等不同領域，各個領域對人才的要求既有共性，也有個性。為了擴展大學生知識和技能的適應范圍，實驗教學必須涵蓋微電子技術的主要方面，特別是目前人才需求最為迫切的集成電路設計和半導體工藝兩個領域。

第四，實驗教學與科學研究緊密結合，推動實驗教學的內(nèi)容和形式與國內(nèi)外科技同步發(fā)展。倡導教學與科研協(xié)調發(fā)展，教研相長，鼓勵教師將科研成果及時融化到教學內(nèi)容之中，以此提升實驗教學質量。

三、建設內(nèi)容

微電子是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，是我國高新技術發(fā)展的重中之重，但我國微電子技術人才緊缺，尤其是集成電路相關人才嚴重不足，培養(yǎng)高質量的微電子技術人才是我國現(xiàn)代化建設的迫切需要。微電子學科實踐性強，培養(yǎng)的人才需要具備相關的測試分析技能和半導體器件、集成電路的設計、制造等綜合性的實踐能力及創(chuàng)新意識。

電子科學與技術專業(yè)將利用經(jīng)費支持建設一個微電子實驗教學中心，具體包括四個教學實驗室：半導體材料特性與微電子技術工藝參數(shù)測試分析實驗室、微電子器件和集成電路性能參數(shù)測試與應用實驗室、集成電路設計實驗室、科技創(chuàng)新實踐實驗室。使學生具備半導體材料特性與微電子技術工藝參數(shù)測試分析、微電子器件、光電器件參數(shù)測試與應用、集成電路設計、LED封裝測試等方面的實踐動手和設計能力，鞏固和強化現(xiàn)代微電子技術和集成電路設計相關知識，提升學生在微電子技術領域的競爭力，培養(yǎng)學生具備半導體材料、器件、集成電路等基本物理與電學屬性的測試分析能力。同時，本實驗平臺主要服務的本科專業(yè)為“電子科學與技術”，同時可以承擔“通信工程”、“電子信息工程”、“計算機科學與技術”、“電子信息科學與技術”、“材料科學與工程”、“光信息科學與技術”等10余個本科專業(yè)的部分實踐教學任務。

（1）半導體材料特性與微電子技術工藝參數(shù)測試分析實驗室側重于半導體材料基本屬性的測試與分析方法，目的是加深學生對半導體基本理論的理解，掌握相關的測試方法與技能，包括半導體材料層錯位錯觀測、半導體材料電阻率的四探針法測量及其EXCEL數(shù)據(jù)處理、半導體材料的霍爾效應測試、半導體少數(shù)載流子壽命測量、高頻MOS C-V特性測試、PN結顯示與結深測量、橢偏法測量薄膜厚度、PN結正向壓降溫度特性實驗等實驗項目。完成形式包括半導體專業(yè)實驗課、理論課程的實驗課時等。

（2）微電子器件和集成電路性能參數(shù)測試與應用實驗室側重于半導體器件與集成電路基本特性、微電子工藝參數(shù)等的測試與分析方法，目的是加深學生對半導體基本理論、器件參數(shù)與性能、工藝等的理解，掌握相關的技能，包括器件解剖分析、用圖示儀測量晶體管的交（直）流參數(shù)、MOS場效應管參數(shù)的測量、晶體管參數(shù)的測量、集成運算放大器參數(shù)的測試、晶體管特征頻率的測量、半導體器件實驗、光伏效應實驗、光電導實驗、光電探測原理綜合實驗、光電倍增管綜合實驗、LD/LED光源特性實驗、半導體激光器實驗、電光調制實驗、聲光調制實驗等實驗項目。完成形式包括半導體專業(yè)實驗課、理論課程的實驗課時、課程設計、創(chuàng)新實踐、畢業(yè)設計等。

（3）集成電路設計實驗室側重于培養(yǎng)學生初步掌握集成電路設計的硬件描述語言、Cadence等典型的器件與電路及工藝設計軟件的使用方法、設計流程等，并通過半導體器件、模擬集成電路、數(shù)字集成電路的仿真、驗證和版圖設計等實踐過程具備集成電路設計的能力，目的是培養(yǎng)學生半導體器件、集成電路的設計能力。以美國Cadence公司專業(yè)集成電路設計軟件為載體，完成集成電路的電路設計、版圖設計、工藝設計等訓練課程。完成形式包括理論課程的實驗課時、集成電路設計類課程和理論課程的上機實踐等。

（4）科技創(chuàng)新實踐實驗室則向學生提供發(fā)揮他們才智的空間，為他們提供驗證和實現(xiàn)自由命題或進行科研的軟硬件條件，充分發(fā)揮他們的想象力，目的是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與能力，包括LED封裝、測試與設計應用實訓和光電技術創(chuàng)新實訓。要求學生自己動手完成所設計器件或電路的研制并通過測試分析，制造出滿足指標要求的器件或電路。目的是對學生進行理論聯(lián)系實際的系統(tǒng)訓練，加深對所需知識的接收與理解，初步掌握半導體器件與集成電路的設計方法和對工藝技術及流程的認知與感知。完成形式包括理論課程的實驗課時、創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)、生產(chǎn)實踐、畢業(yè)設計、參與教師科研課題和國家級、省級和校級的各類科技競賽及課外科技學術活動等。

四、總結

本實驗室以我國微電子科學與技術的人才需求為指引，遵循微電子科學的發(fā)展規(guī)律，通過實驗教學來促進理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的科學思維和創(chuàng)新意識，系統(tǒng)了解與掌握半導體材料、器件、集成電路的測試分析和半導體器件、集成電路的設計、工藝技術等技能，最終實現(xiàn)培養(yǎng)基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質高、適應范圍廣的具有較強競爭力的微電子專門人才的目標，以滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設對微電子人才的迫切需求。

參考文獻：

[1]劉瑞，伍登學.創(chuàng)建培養(yǎng)微電子人才教學實驗基地的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2004，（5）：6-9.

篇8

關鍵詞：數(shù)模結合 綜合性實驗 數(shù)控風扇 數(shù)字溫度計

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）08（b）-0090-02

數(shù)字電路課程和模擬電路課程是電子學領域的兩門非常重要的專業(yè)基礎課程，實驗對于學生理解這兩門課程的理論知識及進行創(chuàng)新應用來說是至關重要的。為了實現(xiàn)“以學科知識為基礎，以綜合應用為核心，以培養(yǎng)創(chuàng)造性思維為重點”的培養(yǎng)目標，近年來，深圳大學信息工程學院將數(shù)字電路和模擬電路教學都放在了大學二年級上學期開展，同時將數(shù)字電路實驗室和模擬電路實驗室合并，成立了數(shù)模復用實驗室，為學生加深電子學領域的理論認識，培養(yǎng)學生的綜合動手能力建立了一個良好的學習環(huán)境和氛圍。相應的，這兩門課程的實驗內(nèi)容也進行了改進，增加了數(shù)模結合的綜合性實驗項目。本文以數(shù)控迷你小風扇和數(shù)字溫度計為例，具體闡述數(shù)模復用實驗室綜合設計性實驗項目的實現(xiàn)過程。

1 數(shù)模結合的綜合性實驗設計原則

傳統(tǒng)的數(shù)字電路實驗和模擬電路實驗的開展一般都是以特定的目的、孤立的功能單元而開設。數(shù)字電路的實驗包括各種常用芯片的功能測試及簡單應用，不涉及任何模擬電路部分；模擬電路實驗包括分立元件（三極管）放大電路和集成運算放大電路的性能及簡單運用，不涉及任何數(shù)字電路部分。這種傳統(tǒng)的實驗設計方案存在以下兩大問題：一是實驗的目的一般都是理論知識的實驗驗證，缺少對學生興趣的考慮，不能激發(fā)學生的自主創(chuàng)新能力；二是數(shù)字電路實驗與模擬電路實驗“各自為政”，致使學生在完成實驗后感到知識不連貫，不能綜合理解和運用數(shù)字電路和模擬電路的知識體系，以至于很難達到融會貫通，學以致用的目的。

基于以上問題，數(shù)模綜合實驗設計原則主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一是興趣主動性；二是數(shù)模綜合性。古代教育家孔子曾說過：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。培養(yǎng)學生對課程的興趣主動性，使學生愿意開始干，愿意投入干，干完后有成就感，就能起到事半功倍的教學效果。在興趣的驅動下，學生對完成實驗的主動性更強，對所學數(shù)字電路理論知識和模擬電路理論知識的融會貫通性就會更好，從而能夠保證綜合設計性實驗能夠達到最初的實驗設計目的，即加深學生的理論認識，提高學生的實踐動手能力，為學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下基礎。

體現(xiàn)數(shù)模綜合性設計原則的實驗應包括數(shù)字電路部分、模擬電路部分、以及數(shù)模（模數(shù)）轉換電路部分。一般有兩種形式，如圖1、圖2所示。在數(shù)模轉換（DAC）綜合實驗中，通過輸入數(shù)字控制信號，如調節(jié)風扇遙控器，該信號經(jīng)過數(shù)模轉換電路，轉換成模擬信號，一般的數(shù)模轉換電路輸出的模擬信號都比較微弱，無法驅動外部執(zhí)行裝置，因此，該微弱信號需要再通過模擬放大電路，進行電流或者電壓等功率放大，最終驅動模擬執(zhí)行系統(tǒng)，如調節(jié)風扇轉速等。在模數(shù)轉換（ADC）綜合實驗中，通過采集外界環(huán)境中的模擬信號信息，如風扇轉速等，一般，傳感器采集到的信號比較微弱，需要通過模擬放大電路進行放大，再經(jīng)過模數(shù)轉換，最終將該信號進行數(shù)字顯示。模擬放大電路不僅能放大模擬信號，還能夠減小模數(shù)轉換電路部分的轉換誤差，從而更精確的進行數(shù)字顯示。

2 實驗項目數(shù)控迷你小風扇的設計

風扇在現(xiàn)實生活中普遍使用，學生對這個項目不會產(chǎn)生陌生感，而且該項目具有很大實用性，容易學生的興趣和主動性。本項目的設計要求是：設計并制作一個數(shù)控迷你小風扇，風扇的轉速控制通過數(shù)字輸入。電路設計框圖如圖3所示。參考電路設計如圖4所示。大二學生還沒有接觸過鍵盤輸入控制電路，因此，本項目采用自鎖式開關這種簡單的器件進行數(shù)字輸入控制。例如，希望轉速能夠達到100轉/分，就可以利用8個自鎖式開關輸入“01100100”，開為“1”，關為“0”。數(shù)模轉換電路應用DAC0832數(shù)模轉換芯片：根據(jù)輸入的八位二進制，輸出該二進制所代表的電流值。框圖中的驅動部分對應電路設計中的一個射極跟隨器，輸入微電流控制發(fā)射極輸出電壓，在發(fā)射極端接負載小風扇，驅動其運轉。三極管可以采用最普通的9013。

3 實驗項目數(shù)字溫度計的設計

溫度計在日常生活中也很多見。本項目的設計要求是設計并制作一個數(shù)字溫度計。為了保護大二學生的實驗積極性，不讓他們產(chǎn)生畏難情緒，測量溫度范圍定位20～29攝氏度。設計框圖如圖5所示。十進制的“2”為固定數(shù)字，學生只要設計并實現(xiàn)溫度個位數(shù)的顯示即可，參考電路設計如圖6所示。溫度傳感器LM35可以探測周圍環(huán)境溫度從而輸出不同電壓，輸出的電壓值隨溫度的變化呈線性變化，例如，20攝氏度，LM35輸出0.20 V，25攝氏度，LM35輸出0.25 V。LM741運算放大器電路部分雖然沒有電壓放大，但是增加了電路的帶載能力，增強了模數(shù)轉換部分的輸入穩(wěn)定性。ADC 0809模數(shù)轉換芯片根據(jù)輸入的電壓值，輸出代表其電壓值的八位二進制。74LS573鎖存器：OE腳為使能端，LE為鎖存端，當LE為1時，D端的數(shù)據(jù)輸出到O端，當LE為0時，D端的數(shù)據(jù)無法輸出到O端，O端輸出上一個狀態(tài)的數(shù)據(jù)。74LS283全加器對輸入的四位二進制數(shù)進行加減法，實現(xiàn)轉碼功能。74LS48根據(jù)輸入的四位二進制數(shù)驅動數(shù)碼管，顯示相應數(shù)字（0～9）。

4 結語

數(shù)模結合的綜合性實驗可以促進學生電路領域的理論認識，提高學生的實踐動手能力，為學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下基礎。本文作者所在的深圳大學信息工程學院將數(shù)電、模電實驗室合并，成立了數(shù)模復用實驗室，為數(shù)模綜合性實驗開展提供了良好的環(huán)境和氛圍。本文提出了數(shù)模綜合性實驗的設計原則，并提供了實際實驗教學的兩個項目供兄弟院校電學實驗室參考，希望能起到拋磚引玉的作用。

參考文獻

[1] 周靜，劉杰.數(shù)模、模數(shù)轉換電路的綜合實驗研究[J].安慶師范學院學報：自然科學版，2010，16（3）：115-118.

[2] 陳林，潘旭，陳喬，等.虛擬儀器技術在電子技術課程設計中的應用[J].實驗技術與管理，2011，28（8）：83-86.

[3] 王美玲，付佳，肖煊.創(chuàng)新型實驗項目 ―― 數(shù)字溫度計的設計[J].實驗室研究與探索，2010，29（9）：125-127.

篇9

2RF電路設計的常見問題

2．1數(shù)字電路模塊和模擬電路模塊之間的干擾

如果模擬電路(射頻)和數(shù)字電路單獨工作，可能各自工作良好。但是，一旦將二者放在同一塊電路板上，使用同一個電源一起工作，整個系統(tǒng)很可能就不穩(wěn)定。這主要是因為數(shù)字信號頻繁地在地和正電源(>3V)之間擺動，而且周期特別短，常常是納秒級的。由于較大的振幅和較短的切換時間。使得這些數(shù)字信號包含大量且獨立于切換頻率的高頻成分。在模擬部分，從無線調諧回路傳到無線設備接收部分的信號一般小于lμV。因此數(shù)字信號與射頻信號之間的差別會達到120dB。顯然．如果不能使數(shù)字信號與射頻信號很好地分離。微弱的射頻信號可能遭到破壞,這樣一來，無線設備工作性能就會惡化，甚至完全不能工作。

2．2供電電源的噪聲干擾

射頻電路對于電源噪聲相當敏感,尤其是對毛刺電壓和其他高頻諧波。微控制器會在每個內(nèi)部時鐘周期內(nèi)短時間突然吸人大部分電流,這是由于現(xiàn)代微控制器都采用CMOS工藝制造。因此。假設一個微控制器以lMHz的內(nèi)部時鐘頻率運行，它將以此頻率從電源提取電流。如果不采取合適的電源去耦．必將引起電源線上的電壓毛刺。如果這些電壓毛刺到達電路RF部分的電源引腳,嚴重時可能導致工作失效。

2．3不合理的地線

如果RF電路的地線處理不當,可能產(chǎn)生一些奇怪的現(xiàn)象。對于數(shù)字電路設計,即使沒有地線層,大多數(shù)數(shù)字電路功能也表現(xiàn)良好。而在RF頻段，即使一根很短的地線也會如電感器一樣作用。粗略地計算,每毫米長度的電感量約為lnH,433MHz時10toniPCB線路的感抗約27Ω。如果不采用地線層，大多數(shù)地線將會較長，電路將無法具有設計的特性。

2．4天線對其他模擬電路部分的輻射干擾

在PCB電路設計中，板上通常還有其他模擬電路。例如，許多電路上都有模，數(shù)轉換(ADC)或數(shù)／模轉換器(DAC)。射頻發(fā)送器的天線發(fā)出的高頻信號可能會到達ADC的模擬輸入端。因為任何電路線路都可能如天線一樣發(fā)出或接收RF信號。如果ADC輸入端的處理不合理，RF信號可能在ADC輸入的ESD二極管內(nèi)自激。從而引起ADC偏差。

3RF電路設計原則及方案

3．1RF布局概念

在設計RF布局時,必須優(yōu)先滿足以下幾個總原則：

(1)盡可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔離開來，簡單地說，就是讓高功率RF發(fā)射電路遠離低功率RF接收電路：

(2)確保PCB板上高功率區(qū)至少有一整塊地，最好上面沒有過孔，當然，銅箔面積越大越好；

(3)電路和電源去耦同樣也極為重要；

(4)RF輸出通常需要遠離RF輸入；

(5)敏感的模擬信號應該盡可能遠離高速數(shù)字信號和RF信號。

3．2物理分區(qū)和電氣分區(qū)設計原則

設計分區(qū)可以分解為物理分區(qū)和電氣分區(qū)。物理分區(qū)主要涉及元器件布局、方向和屏蔽等；電氣分區(qū)可以繼續(xù)分解為電源分配、RF走線、敏感電路和信號以及接地等的分區(qū)。

3．2．1物理分區(qū)原則

(1)元器件位置布局原則。元器件布局是實現(xiàn)一個優(yōu)秀RF設計的關鍵．最有效的技術是首先固定位于RF路徑上的元器件并調整其方向,以便將RF路徑的長度減到最小,使輸入遠離輸出。并盡可能遠地分離高功率電路和低功率電路。

(2)PCB堆疊設計原則。最有效的電路板堆疊方法是將主接地面(主地)安排在表層下的第二層，并盡可能將RF線布置在表層上。將RF路徑上的過孔尺寸減到最小,這不僅可以減少路徑電感,而且還可以減少主地上的虛焊點,并可減少RF能量泄漏到層疊板內(nèi)其他區(qū)域的機會。

(3)射頻器件及其RF布線布局原則。在物理空間上,像多級放大器這樣的線性電路通常足以將多個RF區(qū)之間相互隔離開來，但是雙工器、混頻器和中頻放大器／混頻器總是有多個RF／IF信號相互干擾．因此必須小心地將這一影響減到最小。RF與IF跡線應盡可能十字交叉，并盡可能在它們之間隔一塊地。正確的RF路徑對整塊PCB的性能非常重要，這就是元器件布局通常在蜂窩電話PCB設計中占大部分時間的原因。

(4)降低高/低功率器件干擾耦合的設計原則。在蜂窩電話PCB上,通常可以將低噪音放大器電路放在PCB的某一面,而將高功率放大器放在另一面,并最終通過雙工器把它們在同一面上連接到RF端和基帶處理器端的天線上。要用技巧來確保通孔不會把RF能量從板的一面?zhèn)鬟f到另一面，常用的技術是在二面都使用盲孔。可以通過將通孔安排在PCB板二面都不受RF干擾的區(qū)域來將通孔的不利影響減到最小。

3．2．2電氣分區(qū)原則

(1)功率傳輸原則。蜂窩電話中大多數(shù)電路的直流電流都相當小,因此，布線寬度通常不是問題。不過．必須為高功率放大器的電源單獨設定一條盡可能寬的大電流線，以將傳輸壓降減到最低。為了避免太多電流損耗,需要采用多個通孔來將電流從某一層傳遞到另一層。

(2)高功率器件的電源去耦。如果不能在高功率放大器的電源引腳端對它進行充分的去耦，那么高功率噪聲將會輻射到整塊板上，并帶來多種的問題。高功率放大器的接地相當關鍵，經(jīng)常需要為其設計一個金屬屏蔽罩。

(3)RF輸入，輸出隔離原則。在大多數(shù)情況下，同樣關鍵的是確保RF輸出遠離RF輸入。這也適用于放大器、緩沖器和濾波器。在最壞情況下，如果放大器和緩沖器的輸出以適當?shù)南辔缓驼穹答伒剿鼈兊妮斎攵耍敲此鼈兙陀锌赡墚a(chǎn)生自激振蕩。在最好情況下，它們將能在任何溫度和電壓條件下穩(wěn)定地工作。實際上。它們可能會變得不穩(wěn)定，并將噪音和互調信號添加到RF信號上。

(4)濾波器輸入，輸出隔離原則。如果射頻信號線不得不從濾波器的輸入端繞回輸出端，那么，這可能會嚴重損害濾波器的帶通特性。為了使輸入和輸出良好地隔離。首先必須在濾波器周圍布置一圈地。其次濾波器下層區(qū)域也要布置一塊地，并與圍繞濾波器的主地連接起來。把需要穿過濾波器的信號線盡可能遠離濾

波器引腳也是個好方法。此外，整塊板上各個地方的接地都要十分小心,否則可能會在不知覺之中引入一條不希望發(fā)生的耦合通道。

(5)數(shù)字電路和模擬電路隔離。在所有PCB設計中，盡可能將數(shù)字電路遠離模擬電路是一條總的原則，它同樣適用于RFPCB設計。公共模擬地和用于屏蔽和隔開信號線的地通常是同等重要的，由于疏忽而引起的設計更改將可能導致即將完成的設計又必須推倒重來。同樣應使RF線路遠離模擬線路和一些很關鍵的數(shù)字信號．所有的RF走線、焊盤和元件周圍應盡可能多地填接地銅皮．并盡可能與主地相連。如果RF走線必須穿過信號線,那么盡量在它們之間沿著RF走線布置一層與主地相連的地。如果不可能，一定要保證它們是十字交叉的．這可將容性耦合減到最小，同時盡可能在每根RF走線周圍多布一些地，并把它們連到主地。此外。將并行RF走線之間的距離減到最小可使感性耦合減到最小。

4結束語

迅速發(fā)展的射頻集成電路為從事各類無線通信的工程技術人員提供了廣闊的前景。但同時，射頻電路的設計要求設計者具有一定的實踐經(jīng)驗和工程設計能力。本文總結的一些經(jīng)驗可以幫助射頻集成電路開發(fā)者縮短開發(fā)周期．避免走不必要的彎路，節(jié)省人力物力。

篇10

關鍵詞： 電子技術課程設計 教學設計 教學過程

電子技術課程設計是在電子技術實驗的基礎上進行的綜合性的實驗訓練，是電子技術課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，是對電子類和其他相近專業(yè)學生進行綜合能力培養(yǎng)的實踐課程，對于全面、系統(tǒng)、深入地理解與掌握電子系統(tǒng)的知識、設計方法具有重要的教學意義。

1.電子技術課程設計的重點與要求

本課程的重點是電路設計，內(nèi)容側重綜合應用所學知識，設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實驗任務和設計要求，通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程，培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養(yǎng)學生系統(tǒng)設計的綜合分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新實踐的能力。

電子技術課程設計一般要求學生根據(jù)題目要求，通過查閱資料、調查研究等，獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試，并獨立寫出嚴謹?shù)摹⑽睦硗樀膶嶒瀳蟾妗?/p>

具體地說，學生通過課程設計教學實踐，應達到以下基本要求：建立電子系統(tǒng)的概念，綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統(tǒng)的設計；掌握電子系統(tǒng)設計的基本方法，了解電子系統(tǒng)設計中的關鍵技術；進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用器件的原則；掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法；掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統(tǒng)的基本方法；進一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學會撰寫課程設計總結報告；培養(yǎng)嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。

2.電子技術課程設計的教學過程

電子技術課程設計是在教師指導下，學生獨立完成課題，達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練，要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數(shù)字電路知識，因此課程設計的選題要求包含數(shù)字電子技術和模擬電子技術。

教學環(huán)節(jié)可以分為以下四個部分。

2.1課堂講授。

課程設計開始前，需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學，明確課程設計的要求，主要內(nèi)容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。

在課堂教學環(huán)節(jié)中，指導老師介紹課題的基本情況與要求，要求學生從多個課題中選擇一個。

2.2設計與調試環(huán)節(jié)。

2.2.1前期準備、方案及電路設計。

前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材，根據(jù)技術指標，進行方案分析、論證和計算，獨立完成設計。設計工作內(nèi)容如下：題目分析、系統(tǒng)結構設計、具體電路設計。

學生根據(jù)所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算，稱為預設計階段，包括元器件的選用和電路參數(shù)的計算。最后畫出總體電路圖（原理圖和布線圖），此階段約占課程設計總學時的30％。

2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試，指標測試等。

在安裝與調試這個階段，要求學生運用所學的知識進行安裝和調試，達到任務書的各項技術指標。

預設計經(jīng)指導教師審查通過后，學生即可購買所需元器件等材料，并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路（并制作相應電路板），使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點，所需時間約占總學時的50％。

2.3撰寫總結報告，總結交流與討論。

撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告，不僅要對設計、組裝、調試的內(nèi)容進行全面總結，而且要把實踐內(nèi)容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面：系統(tǒng)任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數(shù)計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應對以下幾部分進行說明：設計進程記錄，設計方案說明、比較，實際電路圖，功能與指標測試結果，存在的問題及改進意見，等等。

總結報告具體內(nèi)容如下：課題名稱、內(nèi)容摘要、設計內(nèi)容及要求、比較和選擇設計的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設計、參數(shù)計算和器件選擇。畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理。組裝調試的內(nèi)容，包括使用的主要儀器和儀表；調試電路的方法和技巧；測試的數(shù)據(jù)和波形并與計算結果比較分析；調試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優(yōu)缺點，指出課題的核心及實用價值，列出系統(tǒng)需要的元器件清單，列出參考文獻，收獲、體會，并對本次設計提出建議。

2.4成績評定。

課程的實踐性不僅體現(xiàn)實際操作能力，而且體現(xiàn)獨立完成設計和分析的能力。因此，課程設計的考核分為以下部分：設計方案的正確性與合理性。設計成品：觀察實驗現(xiàn)象，是否達到技術要求。（安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力）實驗報告：實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現(xiàn)方案、測試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯：考查學生實際掌握的能力和表達能力，設計過程中的學習態(tài)度、工作作風和科學精神及創(chuàng)新精神，等等。

3.電子技術課程設計的步驟

在“電子技術基礎”理論課程教學中，通常只介紹單元電路的設計。然而，一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規(guī)模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此，一個電子系統(tǒng)的設計不僅包括單元電路的設計，還包括總體電路的系統(tǒng)設計（總體電路由哪些單元電路構成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術的發(fā)展，各種通用和專用的模擬和數(shù)字集成電路大量涌現(xiàn)，電子系統(tǒng)的設計除了單元電路的設計外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設計越來越重要，不過從教學訓練角度出發(fā)，課程設計仍應保留一定的單元電路內(nèi)容。

電子系統(tǒng)分為模擬型、數(shù)字型及兩者兼而有之的混合型三種。

雖然模擬電路和數(shù)字電路設計的方法有所不同（尤其單元電路的設計），但總體電路的設計步驟是基本相同的。

電子電路的一般設計方法與步驟包括：總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

4.電子技術課程設計的效果

學生經(jīng)過這樣系統(tǒng)訓練后，各方面技能都通過考核，為后續(xù)課程的學習打下了扎實的基礎。

參考文獻：

［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.電子技術基礎實驗與課程設計（第二版）［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2006.

［2］楊志忠，華沙，康廣荃.電子技術課程設計［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2008.