導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電路設(shè)計(jì)原則，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)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(shè)計(jì)者在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)一般只關(guān)心其基本的參數(shù),即電阻阻值,電容容量,電感感量,而對(duì)其他的參數(shù)卻不太關(guān)心甚至忽略了,因此往往會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,雖然電路設(shè)計(jì)原理正確,但在把電路圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)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(gè)實(shí)例分析,簡(jiǎn)要的介紹一下基本電子元件電阻、電容、電感在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中進(jìn)行選擇的基本常識(shí)。

1電阻的選擇

1.1電阻的分類及特點(diǎn)

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(fù)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(dòng)勢(shì)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(diǎn)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(fù)載能力強(qiáng)。

1.2案例分析

如圖1所示電路,該電路是一個(gè)常見的濾波電路,在設(shè)計(jì)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(shí)際運(yùn)行中,經(jīng)常出現(xiàn)電阻爆裂的現(xiàn)象,經(jīng)過測(cè)試,造成該現(xiàn)象的主要原因是在設(shè)計(jì)中只關(guān)注了電阻阻值,而忽視了對(duì)電阻額定功率的選擇。1.3電阻選擇要點(diǎn)在選擇電阻時(shí),首先考慮的是電阻阻值的大小,這可以通過計(jì)算得到。由于電阻上有電流通過,因此電阻會(huì)消耗功率,為了保證電路的可靠運(yùn)行,這時(shí)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(shè)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(shè)置電路工作點(diǎn)的偏置電阻等,為了保證電路的穩(wěn)定工作,對(duì)相關(guān)電阻的精度要求將會(huì)大大提高,在這種情況下一般應(yīng)選用金屬膜電阻或金屬氧化膜電阻。對(duì)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(diǎn)

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(zhì),并用燒滲法將銀鍍?cè)谔沾缮献鳛殡姌O制成,體積小,價(jià)格低,穩(wěn)定性好,但容量較低。鉭電容:使用鉭作為介質(zhì),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(diǎn)是溫度特性好,適宜于小型化。主要缺點(diǎn)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(fù)極,里面裝有液體電解質(zhì),插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。它的特點(diǎn)是容量大,但是漏電大,穩(wěn)定性差,有正負(fù)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(hào)頻率和電容容量都會(huì)影響其阻抗的大小,正是基于此原因,電容的一個(gè)重要作用就是濾波,幾乎所有的電源電路中都會(huì)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(shí)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(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大的電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容,這時(shí)大電容通低頻,小電容通高頻。電容的第二個(gè)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(chǔ)能器件,它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化,降低負(fù)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(jìn)行放電。電容的第三個(gè)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(shí),電路工作正常用,而一旦出現(xiàn)大數(shù)據(jù)處理,偶爾會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。在一般情況下,可能會(huì)認(rèn)為是時(shí)鐘或CPU出了問題,但實(shí)際上在此電路中并非如此。測(cè)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(gè)小電容以加強(qiáng)濾波作用,此時(shí)數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象即消失。

2.4電容選擇要點(diǎn)

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(guān)注電容的阻抗與頻率變化的關(guān)系,事實(shí)上,一個(gè)電容器可等效成R、L、C二端線性網(wǎng)絡(luò),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(hào),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(duì)直流的阻抗為零,因此電感的一個(gè)基本作用就是通交流阻直流。另外由于電感是由導(dǎo)線繞制而成,由法拉弟電磁感應(yīng)定律可知,當(dāng)通過電感的電流發(fā)生變化時(shí),電感將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),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(gè)LC濾波器,導(dǎo)致了電路發(fā)生了諧振,該諧振信號(hào)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(diǎn)

電感與電容構(gòu)成低通濾波器時(shí),要防止噪聲頻率點(diǎn)與諧振頻率點(diǎn)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(hào)線上的電感,要注意其品質(zhì)因數(shù)與頻率的關(guān)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(qiáng)調(diào)的是在選電感時(shí),首先應(yīng)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(jié)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(duì)電路的正常工作有極大的影響。該文通過幾個(gè)簡(jiǎn)單的案例分析,說明在電路設(shè)計(jì)時(shí)不能簡(jiǎn)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(zhì)量及電路工作的穩(wěn)定性還需要考慮其他的參數(shù),并簡(jiǎn)單的說明了選型的基本原則。

參考文獻(xiàn)

[1]王劍宇.高速電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐[M].北京:電子工業(yè)出版社,2010.

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

篇2

關(guān)鍵詞：城市道路；景觀設(shè)計(jì)；原則；要點(diǎn)

中圖分類號(hào)： TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1674-0432（2013）-10-73-1

1 人性化原則

在城市道路景觀設(shè)計(jì)中體現(xiàn)以人為本。人是構(gòu)成城市社會(huì)的最基本單位，是城市的主體。人們的習(xí)慣、行為、性格、愛好都對(duì)空間選擇具有一定的作用，在城市道路景觀設(shè)計(jì)時(shí)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(wù)。好的道路景觀設(shè)計(jì)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(duì)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(guó)很多城市街路綠化盲目模仿與借鑒其他城市的風(fēng)格與經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致如今中國(guó)大多數(shù)城市街路看起來沒有風(fēng)格，都是一個(gè)類型，體現(xiàn)不了當(dāng)?shù)氐奶厣?，這就需要探尋傳統(tǒng)文化中適應(yīng)時(shí)代要求的內(nèi)容、形式與風(fēng)格，塑造新的形式，創(chuàng)造新的形象。

3 適用、經(jīng)濟(jì)、美觀的原則

道路景觀設(shè)計(jì)主要以滿足使用者的需求為目的，各種設(shè)施、設(shè)備及相關(guān)配置均應(yīng)符合人性化，以最大程度地成為適合、適宜地設(shè)計(jì)，發(fā)揮景觀的最大效能。經(jīng)濟(jì)原則是指合理地利用費(fèi)用、空間。在費(fèi)用上，合理花費(fèi)，使用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有材料，因地制宜，比如植物可以使用當(dāng)?shù)?、?dāng)季植物，這樣價(jià)格會(huì)便宜許多。另外，對(duì)于不同品質(zhì)、不同價(jià)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(shè)計(jì)的美多偏重于視覺上的美觀。具體設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)優(yōu)先考慮社會(huì)性、群眾性以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性而后再論及美。這種美有時(shí)又是抽象的，對(duì)美的感受因人而異。景觀設(shè)計(jì)方式應(yīng)在統(tǒng)一中求變化，且表現(xiàn)出設(shè)計(jì)的獨(dú)特風(fēng)格。

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

4 道路設(shè)施的設(shè)計(jì)

快速路的立交橋和匝道會(huì)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(yīng)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(jī)動(dòng)車對(duì)城市產(chǎn)生的噪聲污染，尾氣污染，熱島效應(yīng)。

現(xiàn)在有些城市為了加速機(jī)動(dòng)車的發(fā)展取消了非機(jī)動(dòng)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(jī)動(dòng)車的使用，這本身就是矛盾的。

對(duì)于公路建設(shè)項(xiàng)目而言，重要的是充分考慮道路沿線景觀和視覺效果。保護(hù)原始景觀，尊重河流、小溪及自然排水系統(tǒng)，充分認(rèn)識(shí)到邊界、護(hù)欄、樹木形成的線條，尊重歷史形成的小路，認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)山的景觀、山脈、河流、湖泊、海洋及地平線。保護(hù)原始地貌，創(chuàng)造良好的視野。

道路設(shè)施的配置及設(shè)計(jì)盡量搭配清晰可辨識(shí)度并且位置明顯的交通標(biāo)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(jī)動(dòng)車道，兩側(cè)種植行道樹（各栽一行喬木）。一板二帶在城市內(nèi)三級(jí)街道居多，和生活區(qū)接近，為了美化市容，凈化環(huán)境，增強(qiáng)防護(hù)效益，一板二帶的植物配置應(yīng)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(dāng)配置耐陰花木或宿根花卉，不經(jīng)常通機(jī)動(dòng)車的街道可設(shè)置花徑，以豐富道路景觀。住宅小區(qū)的街道兩側(cè)，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(dāng)配置常綠樹種。臨街圍墻和圍柵要適當(dāng)栽植些爬藤植物。

篇3

【關(guān)鍵詞】電子；電路設(shè)計(jì)；常用；調(diào)試方法；步驟探討

伴隨時(shí)代的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們?cè)絹碓疥P(guān)注社會(huì)生產(chǎn)力的提升。采取科學(xué)的方式進(jìn)行電子電路的設(shè)計(jì)與工作流程的部署和管理，能夠滿足當(dāng)下社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的基本需求，也能夠促進(jìn)行業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)步。當(dāng)下我國(guó)電子行業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中都越來越重視相關(guān)的技術(shù)升級(jí)，采取高效率的生產(chǎn)和設(shè)計(jì)模式才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)理論的進(jìn)一步應(yīng)用，也能夠滿足實(shí)際的生產(chǎn)工作需求。模擬的設(shè)計(jì)構(gòu)想在實(shí)踐工作的驗(yàn)證體系下常常顯示出各種問題，需要以更加科學(xué)、安全、有效的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)工作體系的完善，并在具體的工作當(dāng)中以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)論證設(shè)計(jì)理念，保證電子行業(yè)發(fā)展的前景要求。

1電子電路設(shè)計(jì)的原理

電子電路的設(shè)計(jì)工作具有相關(guān)的工作原理和原則，需要遵循一定的制度和規(guī)律進(jìn)行相關(guān)工作的設(shè)計(jì)，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)工作體系的完善性需求。首先，電子電路的設(shè)計(jì)工作原理要求，設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容需要符合整體性要求，在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作當(dāng)中要針對(duì)電路工作的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)督與功能實(shí)踐。其次，設(shè)計(jì)的工作要保證具體功能的落實(shí)，針對(duì)每個(gè)電路的工作職能進(jìn)行細(xì)致的劃分。再者，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的最優(yōu)化選擇，保證電路設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性和完善性，在實(shí)際的工作應(yīng)用中具備可靠的特征。最后，應(yīng)當(dāng)實(shí)際的考量到市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的價(jià)值和效益需求，進(jìn)行性價(jià)比的研究分析并最終完成設(shè)計(jì)。

2電子電路設(shè)計(jì)的流程

電子電路的設(shè)計(jì)工作流程比較復(fù)雜，具體的工作內(nèi)容也具有較高的嚴(yán)謹(jǐn)性和準(zhǔn)確性。在實(shí)際工作進(jìn)行的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)重視對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)的確認(rèn)，在具體工作中明確電子功能的設(shè)計(jì)。針對(duì)電子產(chǎn)品的核心功能應(yīng)用進(jìn)行整體的考量，設(shè)計(jì)的電路能夠符合單一操作的要求，進(jìn)行優(yōu)化的職能選擇。在設(shè)計(jì)形成初期進(jìn)行整體研究，包含對(duì)電子電路的測(cè)試實(shí)踐。重視對(duì)電子電路的調(diào)試和功能定位，保證未來工作進(jìn)行的順利要求。重視電子電路功能的設(shè)計(jì)才是保證產(chǎn)品能夠高效率工作和服務(wù)的基礎(chǔ)，也是確認(rèn)核心功能和輔助功效的重要工作內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)初期的檢查和測(cè)試，能夠保證設(shè)備未來使用的優(yōu)越性。

3調(diào)試儀器概述

具體的電子電路設(shè)計(jì)功能測(cè)試與調(diào)節(jié)工作要求的比較準(zhǔn)確和細(xì)致，在實(shí)際的工作過程當(dāng)匯總需要進(jìn)行相關(guān)儀器的使用和完善，避免當(dāng)中一些環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。在調(diào)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(dòng)幅度的器械，以及信號(hào)發(fā)出的設(shè)備等。針對(duì)具體的調(diào)試工作進(jìn)行觀察，玩能用的工具表主要是為了測(cè)量設(shè)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(dòng)幅度的器械主要是為了更準(zhǔn)確的測(cè)量信號(hào)，關(guān)注波動(dòng)變化。信號(hào)的發(fā)出設(shè)備是為了在監(jiān)測(cè)過程中收集信息，確定監(jiān)測(cè)工作準(zhǔn)確性和保證基本交流。

4電子電路調(diào)試具體流程

電子電路的調(diào)試工作可以劃分為諸多細(xì)致的流程，在具體工作開展的過程中還需要進(jìn)行整體工作的完善和優(yōu)化。調(diào)試的工作需要進(jìn)行電路的線路監(jiān)測(cè)，在實(shí)際的工作驗(yàn)收中觀察通電的效果。調(diào)試的工作還需要確保對(duì)電子設(shè)備的功能監(jiān)測(cè)，保證實(shí)際的工作過程能夠正常的運(yùn)作，充分實(shí)現(xiàn)對(duì)信息傳播的要求。在實(shí)際工作開展的過程當(dāng)中要進(jìn)行電源的調(diào)試，減少工作阻礙，進(jìn)行指標(biāo)的規(guī)范和數(shù)據(jù)的驗(yàn)收。除此之外，調(diào)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(diào)試工作。細(xì)致的劃分主要是為了給保證驗(yàn)收工作的嚴(yán)謹(jǐn)性要求。最后需要針對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，考量實(shí)際工作需求進(jìn)行優(yōu)化處理。

5調(diào)試工作需要重視問題

在調(diào)試工作進(jìn)行過程當(dāng)中還需要重視對(duì)工作細(xì)節(jié)的優(yōu)化處理，保證人員施工的科學(xué)性安排，在實(shí)際的操作過程當(dāng)中需要進(jìn)行設(shè)備功能的優(yōu)化，確保功能的準(zhǔn)確性要求。重視對(duì)細(xì)節(jié)工作的監(jiān)督和管理，在調(diào)試的信息記錄中掌握數(shù)據(jù)中存在的差異，為維護(hù)系統(tǒng)工作提供良好的基礎(chǔ)，也有助于及時(shí)的解決系統(tǒng)工作出現(xiàn)的問題。除此之外，還需要認(rèn)識(shí)到系統(tǒng)調(diào)試工作反復(fù)執(zhí)行的重要性，針對(duì)測(cè)量工作進(jìn)行反復(fù)的操作才能夠保證電子電路的設(shè)計(jì)符合實(shí)際生產(chǎn)需求。

6結(jié)論

綜上所述，本次研究針對(duì)電子電路設(shè)計(jì)的相關(guān)工作展開分析和研究，希望在實(shí)際的工作過程當(dāng)中掌握實(shí)踐的工作經(jīng)驗(yàn)，在未來的電子電路設(shè)計(jì)工作當(dāng)中采取先進(jìn)的科學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)工作內(nèi)容的整合，滿足時(shí)展的進(jìn)步要求。在傳統(tǒng)電子電力設(shè)計(jì)的相關(guān)工作基礎(chǔ)上實(shí)施切實(shí)有效的完善策略，保證基本工作的流暢性原則，在實(shí)施科學(xué)有效的方式和方法進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)工作的管理，滿足實(shí)際工作的需要，進(jìn)行不同線路的測(cè)試和驗(yàn)收，保證電子電線設(shè)計(jì)工作的優(yōu)越功能。重視對(duì)電子電路工作的設(shè)計(jì)工作，在實(shí)際工作開展的過程中進(jìn)行調(diào)試工作的監(jiān)督與管理，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)現(xiàn)代化生產(chǎn)效率的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]許小飛,方樺.電子電路設(shè)計(jì)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(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素及途徑與方法——以“電子電路調(diào)試與應(yīng)用”課程為例[J].職教通訊,2013(12):5-8.

篇4

關(guān)鍵詞：可靠性仿真技術(shù)；課改要求；任務(wù)驅(qū)動(dòng)；電路設(shè)計(jì)

1基于可靠性仿真技術(shù)的電路設(shè)計(jì)需求分析

基于可靠性仿真技術(shù)的電路設(shè)計(jì)主要是以虛擬儀器設(shè)備替代現(xiàn)實(shí)電子元器件，從而為電子電路的實(shí)踐教學(xué)提供有效支撐，從而更好了踐行“理實(shí)一體化”的教學(xué)理念，促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐技能的提升，促使課程回歸教學(xué)的本質(zhì)。1.1實(shí)踐性教學(xué)開展的內(nèi)在需求?；诳煽啃苑抡婕夹g(shù)的電路設(shè)計(jì)，學(xué)生可以參與擬訂設(shè)計(jì)方案、仿真模擬等環(huán)節(jié)，從電路的設(shè)計(jì)方案、仿真模擬等環(huán)節(jié)，能夠?qū)⒒逎y懂的理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，幫助學(xué)生提升實(shí)踐技能。1.2實(shí)現(xiàn)層次化和差異化教學(xué)的必然選擇。關(guān)涉電路設(shè)計(jì)的技術(shù)型教學(xué)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(jià)格、功耗等存在較大區(qū)別，在教學(xué)過程中需要反復(fù)的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試，這增加了設(shè)備投資成本，而且因?yàn)閷W(xué)生個(gè)性化差異，學(xué)習(xí)、接受能力各不相同，加之電子元器件復(fù)雜程度的不同，應(yīng)該據(jù)此分層次設(shè)定目標(biāo)，以貼近生活、學(xué)生所喜愛的教學(xué)內(nèi)容，以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入知識(shí)和技能的學(xué)習(xí)，但這勢(shì)必增加電子元器件的投入，而仿真模擬電路的設(shè)計(jì)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(yīng)測(cè)試任務(wù)，不僅滿足了教學(xué)需求，而且控制了教學(xué)成本。

2基于可靠性仿真技術(shù)的電路設(shè)計(jì)方案

2.1電路設(shè)計(jì)的整體流程?？煽啃苑抡婕夹g(shù)可以檢驗(yàn)電路存在的故障并發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)，從而有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn)，為了遵循由簡(jiǎn)入繁的原則，以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情和積極性，本文以典型電路電源模塊設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)過程中首先應(yīng)該進(jìn)行可靠性仿真實(shí)驗(yàn)，其具體的流程如圖1所示。2.2電路設(shè)計(jì)的具體步驟。2.2.1設(shè)計(jì)信息采集。為了實(shí)現(xiàn)電源電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)，應(yīng)詳細(xì)搜集其應(yīng)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(jī)建模。電路設(shè)計(jì)中數(shù)字樣機(jī)建模須采用專業(yè)軟件實(shí)現(xiàn)，但因?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)、接受能力存在差異，應(yīng)該目標(biāo)層次，將設(shè)計(jì)過程進(jìn)行分解，并以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的形式，將不同設(shè)計(jì)知識(shí)分配到各個(gè)任務(wù)之中，讓學(xué)生通過分步設(shè)計(jì)完成理論知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用，由此才能確保電路設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的效果，通常存在熱設(shè)計(jì)信息和振動(dòng)設(shè)計(jì)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(jìn)行簡(jiǎn)化，完成CAD數(shù)字樣機(jī)模型的構(gòu)建，并依據(jù)熱設(shè)計(jì)信息建立CFD數(shù)字樣機(jī)模型，而后依據(jù)振動(dòng)設(shè)計(jì)信息建立FEA數(shù)字樣機(jī)模型。其次，為確保CFD數(shù)字樣機(jī)與物理樣機(jī)的一致性，須對(duì)其進(jìn)行修正與驗(yàn)證，利用對(duì)電源模塊工作狀態(tài)熱測(cè)量的方式，獲取其關(guān)鍵元器件點(diǎn)溫度測(cè)試數(shù)據(jù)，并根據(jù)所得結(jié)果修正電源模塊CFD數(shù)字樣機(jī)的邊界條件、期間參數(shù)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)CFD數(shù)字樣機(jī)的修正。再次，同理，也須采用相同的方法對(duì)FED數(shù)字樣機(jī)進(jìn)行修正，且測(cè)試過程中，應(yīng)該在約束條件下對(duì)電源模塊重點(diǎn)部位，關(guān)鍵元器件進(jìn)行模態(tài)分析，并依據(jù)結(jié)果完成修正。2.2.3應(yīng)力分析。溫度應(yīng)力分析選用MentorGraphics公司的FloTherMV90分析計(jì)算電源模塊CFD數(shù)字樣機(jī)模型，經(jīng)過分析可知，電源模塊設(shè)計(jì)中如元器件排布不合理，則會(huì)導(dǎo)致電路設(shè)計(jì)存在熱分布過度集中的缺陷。分析中，平臺(tái)環(huán)境溫度70℃設(shè)定為第一參考溫度條件，電源模塊表層軍溫度72℃設(shè)為第二參考溫度條件，經(jīng)過分析，為電源模塊所在分級(jí)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(shè)計(jì)方案。而對(duì)于振動(dòng)應(yīng)力分析，則選用ANSYS公司的ANSYSWorkbench12.1分析計(jì)算電源模塊FEA數(shù)字樣機(jī)模型，分析結(jié)果顯示，電源模塊中元器件數(shù)量和重量排布、安裝方式設(shè)計(jì)不合理，使得電源模塊產(chǎn)生局部共振的設(shè)計(jì)問題，應(yīng)該據(jù)此進(jìn)行及時(shí)修正，以優(yōu)化電路設(shè)計(jì)。

3結(jié)束語

本文將可靠性仿真技術(shù)引入電路設(shè)計(jì)之中，將電路細(xì)化分類，并根據(jù)學(xué)生個(gè)體差異由簡(jiǎn)入繁、逐步引導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)的分層實(shí)現(xiàn)，也將培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能真正落實(shí)到實(shí)處。

作者:宋月麗 劉立軍 單位:遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

[1]王朝新,任斌,陳潔,董緒.基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的模擬電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)開發(fā)與仿真[J].電子設(shè)計(jì)工程,2012,14:44-47.

篇5

關(guān)鍵詞：滑動(dòng)變阻器；限流式電路；分壓電路

0 引言

滑動(dòng)式變阻器是一種基本且簡(jiǎn)單的電器元件，其工作原理為通過滑動(dòng)改變滑動(dòng)變阻器接入電路部分的電阻線長(zhǎng)度，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電阻的作用。了解滑動(dòng)變阻器在系統(tǒng)機(jī)房電路中的作用，從而正確選擇滑動(dòng)變阻器的控制電路，對(duì)保障系統(tǒng)機(jī)房電路具有重要的意義。

1 限流式電路

（一）限流式電路設(shè)計(jì)方式及其選擇

限流是滑動(dòng)變阻器的作用之一，根據(jù)滑動(dòng)變阻器在電路中限制電流的作用，滑動(dòng)變阻器的控制電路也需要選擇限流式電路設(shè)計(jì)。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中限流式電路（電源內(nèi)阻不計(jì)，電源壓恒定不變），變阻器Ro分別有A、B、C三個(gè)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(dòng)，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(dá)到降低電源Rf的電壓。

（二）限流范圍

當(dāng)開關(guān)S閉合后，Rf負(fù)載電壓Uf和通過的電流If分別為■U和■，當(dāng)接口C逐漸移至接口A后，RAC=0，電壓Uf的值達(dá)到最高，Uf=U，最大電流If=■。當(dāng)接口C移至接口B，滑動(dòng)變阻器RO全部接入回路，則RAC=R，Rf的電壓達(dá)到最小值，Uf=■U、If=■U?；芈穬?nèi)電流在■。從限流式電流設(shè)計(jì)的限流范圍可以看出，RO與Uf、If的調(diào)節(jié)范圍保持正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)U和Rf值不變，Uf、If的調(diào)節(jié)范圍隨著RO值變大而變大。

2 分壓電路

（一）分壓電路設(shè)計(jì)

分壓是滑動(dòng)變阻器的另一主要作用，如滑動(dòng)變阻器發(fā)揮分壓作用，其電路設(shè)計(jì)也應(yīng)采用分壓電路，分壓電路設(shè)計(jì)方式。首先，將滑動(dòng)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(fù)載Rf相連，負(fù)載Rf連接滑動(dòng)變阻器接口A。閉合開關(guān)S后，滑動(dòng)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(shí)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(diào)節(jié)范圍

通過設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以看出，Uf=■U（R`=■），通過簡(jiǎn)化公式可的到Uf=■U。將接口 C逐漸向接口A滑動(dòng)，RAC的值為0，且RBC的值即為Ro，此時(shí)Uf達(dá)到最小值，Uf=0。當(dāng)接口C滑動(dòng)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(dòng)，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(dòng)，If的變化范圍在0-=■之間，I總的變化范圍在■-（+）之間變動(dòng)。

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(diào)節(jié)電流和電壓的作用，但是兩者調(diào)節(jié)電流及電壓的范圍不同。分壓電路與Ro無關(guān)，而限流式電路與Ro有關(guān)，因而分壓電路的調(diào)節(jié)范圍大于限流式電路。在相應(yīng)的電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，分壓電路調(diào)節(jié)范圍在0■，而限流式電路的調(diào)節(jié)范圍為■■，從兩個(gè)控制電路消耗對(duì)功率的需求來看，分壓電路的支路更多，在同一滑動(dòng)變阻器調(diào)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(diào)節(jié)電壓的范圍不大，因而電流調(diào)節(jié)范圍也不大，無法達(dá)到調(diào)節(jié)電流和電壓的目的。

4 結(jié)語

綜上所述，限流式電流和分壓電路各有特點(diǎn)。因此，只要了解有限電路電力和分壓電路的優(yōu)缺點(diǎn)以及調(diào)節(jié)范圍，再結(jié)合系統(tǒng)機(jī)房電路對(duì)調(diào)節(jié)電流和電壓的范圍、工作功率等相關(guān)因素，即可選出正確的控制電路設(shè)計(jì)方式，保證電路安全、高效地進(jìn)行。

篇6

李浩楠 紅塔遼寧煙草有限責(zé)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(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)以AVR 單片機(jī)MEGA128 為系統(tǒng)的控制核心，運(yùn)用帶SPI 接口的功率計(jì)量芯片CS5460A，系統(tǒng)配置RS485 接口， 128×64 點(diǎn)陣LCD、鍵盤輸入、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、FLASH 存儲(chǔ)器等。該功率表要實(shí)現(xiàn)的主要功能是功率參數(shù)的實(shí)時(shí)測(cè)量，存儲(chǔ)與顯示，并能夠?qū)崿F(xiàn)與PC 機(jī)的通信。

【關(guān)鍵詞】

CA5460 ；功率表；MEGA128

0 引言

本次設(shè)計(jì)的單相智能功率表準(zhǔn)確度高，響應(yīng)速度快，測(cè)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(cè)量，采用液晶顯示，讀數(shù)直觀、準(zhǔn)確，并使用掉電保護(hù)存儲(chǔ)器保存數(shù)據(jù)，可以方便地查訊歷史數(shù)據(jù)， 同時(shí)帶有串行接口RS485 與計(jì)算機(jī)進(jìn)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(chǎng)和發(fā)展前景。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)原則，整個(gè)裝置分為兩大部分：功率計(jì)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(hào)，將其轉(zhuǎn)化得到的弱電信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路、模擬濾波電路送入功率計(jì)量芯片，處理后將有效數(shù)據(jù)送入CPU 中進(jìn)行下一步處理，完成數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示或遠(yuǎn)程傳輸。

系統(tǒng)通訊電路部分包含RS-485 串行接口，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸；系統(tǒng)中包含鍵盤、顯示（LCD）和開關(guān)量輸入/ 輸出、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等外圍電路，可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)顯示、存儲(chǔ)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(jì)量電路。

2 核心控制電路設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中主控器為ATMega128，負(fù)責(zé)液晶顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、鍵盤管理、時(shí)鐘芯片管理、功率芯片管理等諸多任務(wù)。其硬件接口電路設(shè)計(jì)如圖1(B) 如示。

在本設(shè)計(jì)中用到的外設(shè)接口分為以下幾類：

1) 通用I/O 口：用于單個(gè)信號(hào)的控制。

2) SPI 口：用于與功率計(jì)量芯片CS5460A 和FLASH 存儲(chǔ)芯片AT45DB041D 通信。

3) I2C 接口：用于與實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1307 通信。

4) UART1 接口：與上位機(jī)通信的部分。

3 功率計(jì)量電路設(shè)計(jì)

3.1 功率計(jì)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(jì)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(hào)轉(zhuǎn)化為小信號(hào)的電壓信號(hào)，電流通道和電壓通道的信號(hào)被片內(nèi)放大器放大后，通過兩個(gè)同時(shí)采樣的模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過高通濾波器消除信號(hào)中的直流成分，得到的瞬時(shí)電壓、電流值進(jìn)入高速數(shù)字乘法器相乘，產(chǎn)生瞬時(shí)有功功率；瞬時(shí)有功功率又經(jīng)過時(shí)間累計(jì)、平均，得到電能E，單位時(shí)間內(nèi)的能量就是有功功率。經(jīng)過計(jì)算后得到的電壓和電流有效值、瞬時(shí)電壓、瞬時(shí)電流、瞬時(shí)有功功率、電能分別存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部寄存器中，等待微處理器讀取。

3.2 電壓電流信號(hào)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(zhuǎn)化為符合功率芯片CS5460A 輸入要求（0 ～ 0.15V）的小信號(hào)。電路設(shè)計(jì)如圖2（A）。

3.3 小信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)

這部分電路實(shí)現(xiàn)對(duì)由電壓電流互感器采集的已符合CS5460A 輸入電壓信號(hào)要求（信號(hào)有效值：-0.15V~+0.15V）的電壓電流信號(hào)進(jìn)行限流，濾波，以提高測(cè)量精確度。如圖2（B）。

3.4 功率計(jì)量電路設(shè)計(jì)

本部分電路的功能是使用CS5460A 對(duì)經(jīng)過調(diào)理的電壓電流信號(hào)進(jìn)行處理，并將處理得到的電壓和電流有效值、瞬時(shí)電壓、瞬時(shí)電流、瞬時(shí)有功功率分別存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部寄存器中，等待微處理器讀取。電路設(shè)計(jì)如圖2（C）。

4 硬件電路設(shè)計(jì)總結(jié)

1）原理圖設(shè)計(jì)時(shí)需考慮各模塊的功能和可行性，大到整個(gè)系統(tǒng)，小到每個(gè)芯片的引腳，都要仔細(xì)考慮；

2） PCB 布線時(shí)需遵守抗干擾規(guī)則。PCB 設(shè)計(jì)結(jié)束后需仔細(xì)檢查，對(duì)需要改正的地方進(jìn)行修改。

3） 調(diào)試應(yīng)遵循由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過程， 以功能為單位，一部分一部分電路的進(jìn)行，確保每部分運(yùn)行準(zhǔn)確無誤再進(jìn)行下一部分的調(diào)試，這樣便于找出問題。

5 結(jié)束語

本文中基于CS5460A 設(shè)計(jì)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(jià)值和較好的市場(chǎng)前景。

【參考文獻(xiàn)】

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

［2］劉京南主編，王成華副主編. 電子線路基礎(chǔ)[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(cè)來那個(gè)的一種應(yīng)用[J], 現(xiàn)代電子技術(shù), 2004(5): 100-102

篇7

關(guān)鍵詞：電子科學(xué)與技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系；微電子人才

作者簡(jiǎn)介：周遠(yuǎn)明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，講師；梅菲（1980-），女，湖北武漢人，湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，副教授。（湖北 武漢 430068）

中圖分類號(hào)：G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）29-0089-02

電子科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)理論和應(yīng)用性都很強(qiáng)的專業(yè)，因此人才培養(yǎng)必須堅(jiān)持“理論聯(lián)系實(shí)際”的原則。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有不可替代的作用，是高等學(xué)校培養(yǎng)人才這一系統(tǒng)工程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。[1，2]

一、學(xué)科背景及問題分析

1.學(xué)科背景

21世紀(jì)被稱為信息時(shí)代，信息科學(xué)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù)，它屬于教育部本科專業(yè)目錄中的一級(jí)學(xué)科“電子科學(xué)與技術(shù)”。微電子技術(shù)一般是指以集成電路技術(shù)為代表，制造和使用微小型電子元器件和電路，實(shí)現(xiàn)電子系統(tǒng)功能的新型技術(shù)學(xué)科，主要涉及研究集成電路的設(shè)計(jì)、制造、封裝相關(guān)的技術(shù)與工藝。[3]由于實(shí)現(xiàn)信息化的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)和各種電子設(shè)備的基礎(chǔ)是集成電路，因此微電子技術(shù)是電子信息技術(shù)的核心技術(shù)和戰(zhàn)略性技術(shù)，是信息社會(huì)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(jìn)國(guó)家光電子信息產(chǎn)業(yè)基地建設(shè)，形成了以光通信、移動(dòng)通信為主導(dǎo)，激光、光電顯示、光伏及半導(dǎo)體照明、集成電路等競(jìng)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(jì)建設(shè)中的地位日益突出，而區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才的素質(zhì)也提出了更高的要求。

湖北工業(yè)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2007年，完全適應(yīng)國(guó)家、地區(qū)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中對(duì)人才的需求，建設(shè)專業(yè)方向?yàn)槲㈦娮蛹夹g(shù)，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(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試以及相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究與開發(fā)等相關(guān)工作。電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自成立以來，始終堅(jiān)持以微電子產(chǎn)業(yè)的人才需求為牽引，遵循微電子科學(xué)的內(nèi)在客觀規(guī)律和發(fā)展脈絡(luò)，堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面廣、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的微電子專門人才，以滿足我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)對(duì)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(xué)與技術(shù)是一個(gè)理論和應(yīng)用性都很強(qiáng)的專業(yè)，因此培養(yǎng)創(chuàng)新型和實(shí)用型人才必須堅(jiān)持“理論聯(lián)系實(shí)際”的原則。要想培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才，就必須建設(shè)配套的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。然而目前人才培養(yǎng)有“產(chǎn)學(xué)研”脫節(jié)的趨勢(shì)，學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)不論是在時(shí)間上還是在空間上都較少。建立完善的專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的客觀前提。

二、建設(shè)思路

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系包括基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?；A(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電子實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)；專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)即微電子實(shí)驗(yàn)中心，是本文要重點(diǎn)介紹的部分。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系探索過程中重點(diǎn)考慮到以下幾個(gè)方面的問題：

第一，突出“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重應(yīng)用、強(qiáng)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(shí)的理論基礎(chǔ)（包括基礎(chǔ)物理、固體物理、器件物理、集成電路設(shè)計(jì)、微電子工藝原理等），又要求具有較寬廣的系統(tǒng)知識(shí)（包括計(jì)算機(jī)、通信、信息處理等基礎(chǔ)知識(shí)），同時(shí)還要具備較強(qiáng)的實(shí)踐創(chuàng)新能力。因此微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論與實(shí)踐能力的緊密結(jié)合，同時(shí)兼顧本學(xué)科實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的協(xié)同訓(xùn)練，將培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)力的高素質(zhì)人才作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的目標(biāo)。

第二，構(gòu)建科學(xué)合理的微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，將“物理實(shí)驗(yàn)”、“計(jì)算機(jī)類實(shí)驗(yàn)”、“專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”、“微電子工藝”、“光電子器件”、“半導(dǎo)體器件課程設(shè)計(jì)”、“集成電路課程設(shè)計(jì)”、“微電子專業(yè)實(shí)驗(yàn)”、“集成電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)”、“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”和“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，相互貫通，有機(jī)銜接，搭建以提高實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為主體的“基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練實(shí)踐應(yīng)用能力訓(xùn)練創(chuàng)新能力訓(xùn)練”實(shí)踐教學(xué)體系。

第三，兼顧半導(dǎo)體工藝與集成電路設(shè)計(jì)對(duì)人才的不同要求。半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈涉及到設(shè)計(jì)、材料、工藝、封裝、測(cè)試等不同領(lǐng)域，各個(gè)領(lǐng)域?qū)θ瞬诺囊蠹扔泄残裕灿袀€(gè)性。為了擴(kuò)展大學(xué)生知識(shí)和技能的適應(yīng)范圍，實(shí)驗(yàn)教學(xué)必須涵蓋微電子技術(shù)的主要方面，特別是目前人才需求最為迫切的集成電路設(shè)計(jì)和半導(dǎo)體工藝兩個(gè)領(lǐng)域。

第四，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科學(xué)研究緊密結(jié)合，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容和形式與國(guó)內(nèi)外科技同步發(fā)展。倡導(dǎo)教學(xué)與科研協(xié)調(diào)發(fā)展，教研相長(zhǎng)，鼓勵(lì)教師將科研成果及時(shí)融化到教學(xué)內(nèi)容之中，以此提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

三、建設(shè)內(nèi)容

微電子是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基石，是我國(guó)高新技術(shù)發(fā)展的重中之重，但我國(guó)微電子技術(shù)人才緊缺，尤其是集成電路相關(guān)人才嚴(yán)重不足，培養(yǎng)高質(zhì)量的微電子技術(shù)人才是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的迫切需要。微電子學(xué)科實(shí)踐性強(qiáng)，培養(yǎng)的人才需要具備相關(guān)的測(cè)試分析技能和半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)、制造等綜合性的實(shí)踐能力及創(chuàng)新意識(shí)。

電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)將利用經(jīng)費(fèi)支持建設(shè)一個(gè)微電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，具體包括四個(gè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室：半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)室、微電子器件和集成電路性能參數(shù)測(cè)試與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室、集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、科技創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室。使學(xué)生具備半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測(cè)試分析、微電子器件、光電器件參數(shù)測(cè)試與應(yīng)用、集成電路設(shè)計(jì)、LED封裝測(cè)試等方面的實(shí)踐動(dòng)手和設(shè)計(jì)能力，鞏固和強(qiáng)化現(xiàn)代微電子技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，提升學(xué)生在微電子技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力，培養(yǎng)學(xué)生具備半導(dǎo)體材料、器件、集成電路等基本物理與電學(xué)屬性的測(cè)試分析能力。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要服務(wù)的本科專業(yè)為“電子科學(xué)與技術(shù)”，同時(shí)可以承擔(dān)“通信工程”、“電子信息工程”、“計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)”、“電子信息科學(xué)與技術(shù)”、“材料科學(xué)與工程”、“光信息科學(xué)與技術(shù)”等10余個(gè)本科專業(yè)的部分實(shí)踐教學(xué)任務(wù)。

（1）半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測(cè)試分析實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于半導(dǎo)體材料基本屬性的測(cè)試與分析方法，目的是加深學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體基本理論的理解，掌握相關(guān)的測(cè)試方法與技能，包括半導(dǎo)體材料層錯(cuò)位錯(cuò)觀測(cè)、半導(dǎo)體材料電阻率的四探針法測(cè)量及其EXCEL數(shù)據(jù)處理、半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)測(cè)試、半導(dǎo)體少數(shù)載流子壽命測(cè)量、高頻MOS C-V特性測(cè)試、PN結(jié)顯示與結(jié)深測(cè)量、橢偏法測(cè)量薄膜厚度、PN結(jié)正向壓降溫度特性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。完成形式包括半導(dǎo)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)等。

（2）微電子器件和集成電路性能參數(shù)測(cè)試與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于半導(dǎo)體器件與集成電路基本特性、微電子工藝參數(shù)等的測(cè)試與分析方法，目的是加深學(xué)生對(duì)半導(dǎo)體基本理論、器件參數(shù)與性能、工藝等的理解，掌握相關(guān)的技能，包括器件解剖分析、用圖示儀測(cè)量晶體管的交（直）流參數(shù)、MOS場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)的測(cè)量、晶體管參數(shù)的測(cè)量、集成運(yùn)算放大器參數(shù)的測(cè)試、晶體管特征頻率的測(cè)量、半導(dǎo)體器件實(shí)驗(yàn)、光伏效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、光電導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、光電探測(cè)原理綜合實(shí)驗(yàn)、光電倍增管綜合實(shí)驗(yàn)、LD/LED光源特性實(shí)驗(yàn)、半導(dǎo)體激光器實(shí)驗(yàn)、電光調(diào)制實(shí)驗(yàn)、聲光調(diào)制實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。完成形式包括半導(dǎo)體專業(yè)實(shí)驗(yàn)課、理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。

（3）集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計(jì)的硬件描述語言、Cadence等典型的器件與電路及工藝設(shè)計(jì)軟件的使用方法、設(shè)計(jì)流程等，并通過半導(dǎo)體器件、模擬集成電路、數(shù)字集成電路的仿真、驗(yàn)證和版圖設(shè)計(jì)等實(shí)踐過程具備集成電路設(shè)計(jì)的能力，目的是培養(yǎng)學(xué)生半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)能力。以美國(guó)Cadence公司專業(yè)集成電路設(shè)計(jì)軟件為載體，完成集成電路的電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)等訓(xùn)練課程。完成形式包括理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、集成電路設(shè)計(jì)類課程和理論課程的上機(jī)實(shí)踐等。

（4）科技創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)驗(yàn)室則向?qū)W生提供發(fā)揮他們才智的空間，為他們提供驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)自由命題或進(jìn)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(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與能力，包括LED封裝、測(cè)試與設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)和光電技術(shù)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)。要求學(xué)生自己動(dòng)手完成所設(shè)計(jì)器件或電路的研制并通過測(cè)試分析，制造出滿足指標(biāo)要求的器件或電路。目的是對(duì)學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的系統(tǒng)訓(xùn)練，加深對(duì)所需知識(shí)的接收與理解，初步掌握半導(dǎo)體器件與集成電路的設(shè)計(jì)方法和對(duì)工藝技術(shù)及流程的認(rèn)知與感知。完成形式包括理論課程的實(shí)驗(yàn)課時(shí)、創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)、生產(chǎn)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)、參與教師科研課題和國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)的各類科技競(jìng)賽及課外科技學(xué)術(shù)活動(dòng)等。

四、總結(jié)

本實(shí)驗(yàn)室以我國(guó)微電子科學(xué)與技術(shù)的人才需求為指引，遵循微電子科學(xué)的發(fā)展規(guī)律，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)來促進(jìn)理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)，系統(tǒng)了解與掌握半導(dǎo)體材料、器件、集成電路的測(cè)試分析和半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計(jì)、工藝技術(shù)等技能，最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、實(shí)踐能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高、適應(yīng)范圍廣的具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的微電子專門人才的目標(biāo)，以滿足我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防建設(shè)對(duì)微電子人才的迫切需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉瑞，伍登學(xué).創(chuàng)建培養(yǎng)微電子人才教學(xué)實(shí)驗(yàn)基地的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2004，（5）：6-9.

篇8

關(guān)鍵詞：數(shù)模結(jié)合 綜合性實(shí)驗(yàn) 數(shù)控風(fēng)扇 數(shù)字溫度計(jì)

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(xué)領(lǐng)域的兩門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，實(shí)驗(yàn)對(duì)于學(xué)生理解這兩門課程的理論知識(shí)及進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用來說是至關(guān)重要的。為了實(shí)現(xiàn)“以學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)，以綜合應(yīng)用為核心，以培養(yǎng)創(chuàng)造性思維為重點(diǎn)”的培養(yǎng)目標(biāo)，近年來，深圳大學(xué)信息工程學(xué)院將數(shù)字電路和模擬電路教學(xué)都放在了大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期開展，同時(shí)將數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)室和模擬電路實(shí)驗(yàn)室合并，成立了數(shù)模復(fù)用實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生加深電子學(xué)領(lǐng)域的理論認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合動(dòng)手能力建立了一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍。相應(yīng)的，這兩門課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也進(jìn)行了改進(jìn)，增加了數(shù)模結(jié)合的綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。本文以數(shù)控迷你小風(fēng)扇和數(shù)字溫度計(jì)為例，具體闡述數(shù)模復(fù)用實(shí)驗(yàn)室綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過程。

1 數(shù)模結(jié)合的綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則

傳統(tǒng)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)和模擬電路實(shí)驗(yàn)的開展一般都是以特定的目的、孤立的功能單元而開設(shè)。數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)包括各種常用芯片的功能測(cè)試及簡(jiǎn)單應(yīng)用，不涉及任何模擬電路部分；模擬電路實(shí)驗(yàn)包括分立元件（三極管）放大電路和集成運(yùn)算放大電路的性能及簡(jiǎn)單運(yùn)用，不涉及任何數(shù)字電路部分。這種傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案存在以下兩大問題：一是實(shí)驗(yàn)的目的一般都是理論知識(shí)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，缺少對(duì)學(xué)生興趣的考慮，不能激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力；二是數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與模擬電路實(shí)驗(yàn)“各自為政”，致使學(xué)生在完成實(shí)驗(yàn)后感到知識(shí)不連貫，不能綜合理解和運(yùn)用數(shù)字電路和模擬電路的知識(shí)體系，以至于很難達(dá)到融會(huì)貫通，學(xué)以致用的目的。

基于以上問題，數(shù)模綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是興趣主動(dòng)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(xué)生對(duì)課程的興趣主動(dòng)性，使學(xué)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(xué)效果。在興趣的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生對(duì)完成實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性更強(qiáng)，對(duì)所學(xué)數(shù)字電路理論知識(shí)和模擬電路理論知識(shí)的融會(huì)貫通性就會(huì)更好，從而能夠保證綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻_(dá)到最初的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目的，即加深學(xué)生的理論認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。

體現(xiàn)數(shù)模綜合性設(shè)計(jì)原則的實(shí)驗(yàn)應(yīng)包括數(shù)字電路部分、模擬電路部分、以及數(shù)模（模數(shù)）轉(zhuǎn)換電路部分。一般有兩種形式，如圖1、圖2所示。在數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）綜合實(shí)驗(yàn)中，通過輸入數(shù)字控制信號(hào)，如調(diào)節(jié)風(fēng)扇遙控器，該信號(hào)經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，一般的數(shù)模轉(zhuǎn)換電路輸出的模擬信號(hào)都比較微弱，無法驅(qū)動(dòng)外部執(zhí)行裝置，因此，該微弱信號(hào)需要再通過模擬放大電路，進(jìn)行電流或者電壓等功率放大，最終驅(qū)動(dòng)模擬執(zhí)行系統(tǒng)，如調(diào)節(jié)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等。在模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC）綜合實(shí)驗(yàn)中，通過采集外界環(huán)境中的模擬信號(hào)信息，如風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等，一般，傳感器采集到的信號(hào)比較微弱，需要通過模擬放大電路進(jìn)行放大，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，最終將該信號(hào)進(jìn)行數(shù)字顯示。模擬放大電路不僅能放大模擬信號(hào)，還能夠減小模數(shù)轉(zhuǎn)換電路部分的轉(zhuǎn)換誤差，從而更精確的進(jìn)行數(shù)字顯示。

2 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)控迷你小風(fēng)扇的設(shè)計(jì)

風(fēng)扇在現(xiàn)實(shí)生活中普遍使用，學(xué)生對(duì)這個(gè)項(xiàng)目不會(huì)產(chǎn)生陌生感，而且該項(xiàng)目具有很大實(shí)用性，容易學(xué)生的興趣和主動(dòng)性。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求是：設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)控迷你小風(fēng)扇，風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制通過數(shù)字輸入。電路設(shè)計(jì)框圖如圖3所示。參考電路設(shè)計(jì)如圖4所示。大二學(xué)生還沒有接觸過鍵盤輸入控制電路，因此，本項(xiàng)目采用自鎖式開關(guān)這種簡(jiǎn)單的器件進(jìn)行數(shù)字輸入控制。例如，希望轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到100轉(zhuǎn)/分，就可以利用8個(gè)自鎖式開關(guān)輸入“01100100”，開為“1”，關(guān)為“0”。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路應(yīng)用DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片：根據(jù)輸入的八位二進(jìn)制，輸出該二進(jìn)制所代表的電流值?？驁D中的驅(qū)動(dòng)部分對(duì)應(yīng)電路設(shè)計(jì)中的一個(gè)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(fù)載小風(fēng)扇，驅(qū)動(dòng)其運(yùn)轉(zhuǎn)。三極管可以采用最普通的9013。

3 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)

溫度計(jì)在日常生活中也很多見。本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求是設(shè)計(jì)并制作一個(gè)數(shù)字溫度計(jì)。為了保護(hù)大二學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，不讓他們產(chǎn)生畏難情緒，測(cè)量溫度范圍定位20～29攝氏度。設(shè)計(jì)框圖如圖5所示。十進(jìn)制的“2”為固定數(shù)字，學(xué)生只要設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)溫度個(gè)位數(shù)的顯示即可，參考電路設(shè)計(jì)如圖6所示。溫度傳感器LM35可以探測(cè)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(yùn)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(qiáng)了模數(shù)轉(zhuǎn)換部分的輸入穩(wěn)定性。ADC 0809模數(shù)轉(zhuǎn)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(jìn)制。74LS573鎖存器：OE腳為使能端，LE為鎖存端，當(dāng)LE為1時(shí)，D端的數(shù)據(jù)輸出到O端，當(dāng)LE為0時(shí)，D端的數(shù)據(jù)無法輸出到O端，O端輸出上一個(gè)狀態(tài)的數(shù)據(jù)。74LS283全加器對(duì)輸入的四位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行加減法，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碼功能。74LS48根據(jù)輸入的四位二進(jìn)制數(shù)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管，顯示相應(yīng)數(shù)字（0～9）。

4 結(jié)語

數(shù)模結(jié)合的綜合性實(shí)驗(yàn)可以促進(jìn)學(xué)生電路領(lǐng)域的理論認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，為學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)打下基礎(chǔ)。本文作者所在的深圳大學(xué)信息工程學(xué)院將數(shù)電、模電實(shí)驗(yàn)室合并，成立了數(shù)模復(fù)用實(shí)驗(yàn)室，為數(shù)模綜合性實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則，并提供了實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)的兩個(gè)項(xiàng)目供兄弟院校電學(xué)實(shí)驗(yàn)室參考，希望能起到拋磚引玉的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 周靜，劉杰.數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的綜合實(shí)驗(yàn)研究[J].安慶師范學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，16（3）：115-118.

[2] 陳林，潘旭，陳喬，等.虛擬儀器技術(shù)在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（8）：83-86.

[3] 王美玲，付佳，肖煊.創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 ―― 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010，29（9）：125-127.

篇9

2RF電路設(shè)計(jì)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(dú)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(gè)電源一起工作，整個(gè)系統(tǒng)很可能就不穩(wěn)定。這主要是因?yàn)閿?shù)字信號(hào)頻繁地在地和正電源(>3V)之間擺動(dòng)，而且周期特別短，常常是納秒級(jí)的。由于較大的振幅和較短的切換時(shí)間。使得這些數(shù)字信號(hào)包含大量且獨(dú)立于切換頻率的高頻成分。在模擬部分，從無線調(diào)諧回路傳到無線設(shè)備接收部分的信號(hào)一般小于lμV。因此數(shù)字信號(hào)與射頻信號(hào)之間的差別會(huì)達(dá)到120dB。顯然．如果不能使數(shù)字信號(hào)與射頻信號(hào)很好地分離。微弱的射頻信號(hào)可能遭到破壞,這樣一來，無線設(shè)備工作性能就會(huì)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(duì)于電源噪聲相當(dāng)敏感,尤其是對(duì)毛刺電壓和其他高頻諧波。微控制器會(huì)在每個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘周期內(nèi)短時(shí)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(shè)一個(gè)微控制器以lMHz的內(nèi)部時(shí)鐘頻率運(yùn)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(dá)電路RF部分的電源引腳,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)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(dāng),可能產(chǎn)生一些奇怪的現(xiàn)象。對(duì)于數(shù)字電路設(shè)計(jì),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(huì)如電感器一樣作用。粗略地計(jì)算,每毫米長(zhǎng)度的電感量約為lnH,433MHz時(shí)10toniPCB線路的感抗約27Ω。如果不采用地線層，大多數(shù)地線將會(huì)較長(zhǎng)，電路將無法具有設(shè)計(jì)的特性。

2．4天線對(duì)其他模擬電路部分的輻射干擾

在PCB電路設(shè)計(jì)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(zhuǎn)換(ADC)或數(shù)／模轉(zhuǎn)換器(DAC)。射頻發(fā)送器的天線發(fā)出的高頻信號(hào)可能會(huì)到達(dá)ADC的模擬輸入端。因?yàn)槿魏坞娐肪€路都可能如天線一樣發(fā)出或接收RF信號(hào)。如果ADC輸入端的處理不合理，RF信號(hào)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(shè)計(jì)原則及方案

3．1RF布局概念

在設(shè)計(jì)RF布局時(shí),必須優(yōu)先滿足以下幾個(gè)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(jiǎn)單地說，就是讓高功率RF發(fā)射電路遠(yuǎn)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(dāng)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(yuǎn)離RF輸入；

(5)敏感的模擬信號(hào)應(yīng)該盡可能遠(yuǎn)離高速數(shù)字信號(hào)和RF信號(hào)。

3．2物理分區(qū)和電氣分區(qū)設(shè)計(jì)原則

設(shè)計(jì)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(hào)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(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)秀RF設(shè)計(jì)的關(guān)鍵．最有效的技術(shù)是首先固定位于RF路徑上的元器件并調(diào)整其方向,以便將RF路徑的長(zhǎng)度減到最小,使輸入遠(yuǎn)離輸出。并盡可能遠(yuǎn)地分離高功率電路和低功率電路。

(2)PCB堆疊設(shè)計(jì)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(diǎn),并可減少RF能量泄漏到層疊板內(nèi)其他區(qū)域的機(jī)會(huì)。

(3)射頻器件及其RF布線布局原則。在物理空間上,像多級(jí)放大器這樣的線性電路通常足以將多個(gè)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(gè)RF／IF信號(hào)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(yīng)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(duì)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(shè)計(jì)中占大部分時(shí)間的原因。

(4)降低高/低功率器件干擾耦合的設(shè)計(jì)原則。在蜂窩電話PCB上,通?？梢詫⒌驮胍舴糯笃麟娐贩旁赑CB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?cè)谕幻嫔线B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(huì)把RF能量從板的一面?zhèn)鬟f到另一面，常用的技術(shù)是在二面都使用盲孔?？梢酝ㄟ^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(dāng)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(dú)設(shè)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(gè)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(duì)它進(jìn)行充分的去耦，那么高功率噪聲將會(huì)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(dāng)關(guān)鍵，經(jīng)常需要為其設(shè)計(jì)一個(gè)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(guān)鍵的是確保RF輸出遠(yuǎn)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(dāng)?shù)南辔缓驼穹答伒剿鼈兊妮斎攵?，那么它們就有可能產(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(shí)際上。它們可能會(huì)變得不穩(wěn)定，并將噪音和互調(diào)信號(hào)添加到RF信號(hào)上。

(4)濾波器輸入，輸出隔離原則。如果射頻信號(hào)線不得不從濾波器的輸入端繞回輸出端，那么，這可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p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(hào)線盡可能遠(yuǎn)離濾

波器引腳也是個(gè)好方法。此外，整塊板上各個(gè)地方的接地都要十分小心,否則可能會(huì)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(shè)計(jì)中，盡可能將數(shù)字電路遠(yuǎn)離模擬電路是一條總的原則，它同樣適用于RFPCB設(shè)計(jì)。公共模擬地和用于屏蔽和隔開信號(hào)線的地通常是同等重要的，由于疏忽而引起的設(shè)計(jì)更改將可能導(dǎo)致即將完成的設(shè)計(jì)又必須推倒重來。同樣應(yīng)使RF線路遠(yuǎn)離模擬線路和一些很關(guān)鍵的數(shù)字信號(hào)．所有的RF走線、焊盤和元件周圍應(yīng)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(hào)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(shí)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(jié)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(shù)人員提供了廣闊的前景。但同時(shí)，射頻電路的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和工程設(shè)計(jì)能力。本文總結(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)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(guān)鍵詞： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)過程

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的綜合性的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，是電子技術(shù)課程的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)電子類和其他相近專業(yè)學(xué)生進(jìn)行綜合能力培養(yǎng)的實(shí)踐課程，對(duì)于全面、系統(tǒng)、深入地理解與掌握電子系統(tǒng)的知識(shí)、設(shè)計(jì)方法具有重要的教學(xué)意義。

1.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與要求

本課程的重點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)，內(nèi)容側(cè)重綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)制作較為復(fù)雜的功能電路或小型電子系統(tǒng)。一般給出實(shí)驗(yàn)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求，通過電路方案設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、電路安裝調(diào)試和指標(biāo)測(cè)試、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告等過程，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，提高電路設(shè)計(jì)水平和實(shí)驗(yàn)技能。在實(shí)踐中著重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)的綜合分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力。

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般要求學(xué)生根據(jù)題目要求，通過查閱資料、調(diào)查研究等，獨(dú)立完成方案設(shè)計(jì)、元器件選擇、電路設(shè)計(jì)、仿真分析、電路的安裝調(diào)試及指標(biāo)測(cè)試，并獨(dú)立寫出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、文理通順的?shí)驗(yàn)報(bào)告。

具體地說，學(xué)生通過課程設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐，應(yīng)達(dá)到以下基本要求：建立電子系統(tǒng)的概念，綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)完成一個(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；掌握電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法，了解電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)；進(jìn)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(guān)資料和使用器件手冊(cè)的基本方法；掌握用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件設(shè)計(jì)與仿真電路系統(tǒng)的基本方法；進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告；培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

2.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)過程

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是在教師指導(dǎo)下，學(xué)生獨(dú)立完成課題，達(dá)到對(duì)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的綜合性訓(xùn)練，要求本課程設(shè)計(jì)涵蓋模擬電路知識(shí)和數(shù)字電路知識(shí)，因此課程設(shè)計(jì)的選題要求包含數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)。

教學(xué)環(huán)節(jié)可以分為以下四個(gè)部分。

2.1課堂講授。

課程設(shè)計(jì)開始前，需要確定指導(dǎo)老師。由指導(dǎo)老師通過兩學(xué)時(shí)的教學(xué)，明確課程設(shè)計(jì)的要求，主要內(nèi)容包括課程介紹、教學(xué)安排、成績(jī)?cè)u(píng)定方法等。

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

2.2設(shè)計(jì)與調(diào)試環(huán)節(jié)。

2.2.1前期準(zhǔn)備、方案及電路設(shè)計(jì)。

前期準(zhǔn)備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設(shè)計(jì)、電路仿真等。在確定方案時(shí)要求學(xué)生認(rèn)真閱讀教材，根據(jù)技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行方案分析、論證和計(jì)算，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)工作內(nèi)容如下：題目分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、具體電路設(shè)計(jì)。

學(xué)生根據(jù)所選課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對(duì)方案中單元電路進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算，稱為預(yù)設(shè)計(jì)階段，包括元器件的選用和電路參數(shù)的計(jì)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(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)的30％。

2.2.2在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路安裝、調(diào)試，指標(biāo)測(cè)試等。

在安裝與調(diào)試這個(gè)階段，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行安裝和調(diào)試，達(dá)到任務(wù)書的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。

預(yù)設(shè)計(jì)經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過后，學(xué)生即可購(gòu)買所需元器件等材料，并在實(shí)驗(yàn)箱上或試驗(yàn)板上組裝電路。運(yùn)用測(cè)試儀表調(diào)試電路、排除電路故障、調(diào)整元器件、修改電路（并制作相應(yīng)電路板），使之達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。此階段往往是課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)，所需時(shí)間約占總學(xué)時(shí)的50％。

2.3撰寫總結(jié)報(bào)告，總結(jié)交流與討論。

撰寫課程設(shè)計(jì)的總結(jié)報(bào)告是對(duì)學(xué)生寫科學(xué)論文和科研總結(jié)報(bào)告能力的訓(xùn)練。學(xué)生寫報(bào)告，不僅要對(duì)設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試的內(nèi)容進(jìn)行全面總結(jié)，而且要把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度?？偨Y(jié)報(bào)告應(yīng)包括以下方面：系統(tǒng)任務(wù)與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應(yīng)對(duì)以下幾部分進(jìn)行說明：設(shè)計(jì)進(jìn)程記錄，設(shè)計(jì)方案說明、比較，實(shí)際電路圖，功能與指標(biāo)測(cè)試結(jié)果，存在的問題及改進(jìn)意見，等等。

總結(jié)報(bào)告具體內(nèi)容如下：課題名稱、內(nèi)容摘要、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求、比較和選擇設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案、畫出系統(tǒng)框圖、單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)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(diào)試的內(nèi)容，包括使用的主要儀器和儀表；調(diào)試電路的方法和技巧；測(cè)試的數(shù)據(jù)和波形并與計(jì)算結(jié)果比較分析；調(diào)試中出現(xiàn)的故障、原因及排除方法?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)和方案的優(yōu)缺點(diǎn)，指出課題的核心及實(shí)用價(jià)值，列出系統(tǒng)需要的元器件清單，列出參考文獻(xiàn)，收獲、體會(huì)，并對(duì)本次設(shè)計(jì)提出建議。

2.4成績(jī)?cè)u(píng)定。

課程的實(shí)踐性不僅體現(xiàn)實(shí)際操作能力，而且體現(xiàn)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)和分析的能力。因此，課程設(shè)計(jì)的考核分為以下部分：設(shè)計(jì)方案的正確性與合理性。設(shè)計(jì)成品：觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，是否達(dá)到技術(shù)要求。（安裝工藝水平、調(diào)試中分析解決問題的能力）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)具有設(shè)計(jì)題目、技術(shù)指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)方案、測(cè)試數(shù)據(jù)、出現(xiàn)的問題與解決方法、收獲體會(huì)等。課程設(shè)計(jì)答辯：考查學(xué)生實(shí)際掌握的能力和表達(dá)能力，設(shè)計(jì)過程中的學(xué)習(xí)態(tài)度、工作作風(fēng)和科學(xué)精神及創(chuàng)新精神，等等。

3.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的步驟

在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論課程教學(xué)中，通常只介紹單元電路的設(shè)計(jì)。然而，一個(gè)實(shí)用的電子電路通常是由若干個(gè)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(gè)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅包括單元電路的設(shè)計(jì)，還包括總體電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)（總體電路由哪些單元電路構(gòu)成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術(shù)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(shè)計(jì)除了單元電路的設(shè)計(jì)外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來越重要，不過從教學(xué)訓(xùn)練角度出發(fā)，課程設(shè)計(jì)仍應(yīng)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(shè)計(jì)的方法有所不同（尤其單元電路的設(shè)計(jì)），但總體電路的設(shè)計(jì)步驟是基本相同的。

電子電路的一般設(shè)計(jì)方法與步驟包括：總體方案的設(shè)計(jì)與方案論證、單元電路的設(shè)計(jì)、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關(guān)鍵電路試驗(yàn)、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

4.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的效果

學(xué)生經(jīng)過這樣系統(tǒng)訓(xùn)練后，各方面技能都通過考核，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)（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(shù)課程設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.