电子电路的设计范文

导语：如何才能写好一篇电子电路的设计，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：模拟；电子电路；实验平台；设计

21世纪是信息时代，电子计算机技术得到了快速的发展，覆盖了社会的方方面面，尤其是在教育教学方面的影响更是十分显著，模拟电子电路虚拟实验发展十分迅速。模拟电子电路虚拟实验的出现为电子电路的学习与研究带来了巨大的方便，有效的培养了学生对电子电路的分析、测试、理解与研究能力。传统的电子电路实验过程复杂，方法单一，对于实验设备的要求比较高，浪费了大量的人力物力，而且对一些复杂的电子电路实验而言，传统的实验方式根本无法实现，或者由于实验设备的制约，很多情况下根本无法完成相应的电子电路实验。模拟电子电路虚拟实验出现解决了这些难题，无论是在时间还是教学内容上都有很大的优势，在实际的学习与教学过程中得到了广泛的应用。

1 建设模拟电子电路虚拟实验平台的理念

1.1 与理论相结合

电子电路教学是电学体系中十分重要的知识板块，电子电路教学又分为理论教学、实验教学两个部分。我们进行模拟电子电路虚拟实验就是为了更好的促进电子电路教学整体的进步，因此在实际的教学过程中我们应该充分的考虑模拟电子电路虚拟实验与电子电路理论教学的有效结合，实现两者之间的相互促进，这才是最为科学的实验教学方式。

1.2 解决传统实验模式弊端

传统的电子电路实验教学经常受到仪器设备。实验环境和实验条件的影响，造成在进行电子电路实验的过程中往往不能顺利进行。另一方面，传统的电子电路实验过程中由于实验步骤的复杂性，因此常常是以教师的讲解为主导，学生动手操作和动脑思考的过程很少，并不能真正达到实验的目的。传统电子电路实验教学的这些弊端共同造成了传统实验教学与理论知识脱节，失去实验的意义，但是我们使用模拟电子电路虚拟实验平台进行实验，可以有效的克服这些弊端，解决在实验过程中的条件问题，让学生通过思考进行设计仿真，这样的实验过程能够培养学生的创新性和思维能力，真正达到实验教学的目的。

1.3 与教学目标吻合

我们设计模拟电子电路虚拟实验平台就是为了促进电子电路教学的发展。通过实际的模拟电子电路虚拟实验教学我们也清楚的发现，该技术可以很好的与电子电路课程的教学目标相吻合，这是传统的实验课程无法实现。在具体的表现方面有：首先，采用先仿真后实验的方式，这样帮助学生进行思考，锻炼了学生思维能力；其次，重视基础实验，实现了对学生动手能力和操作能力的全面提高；最后在很大程度上可以对学生的创新能力进行培养，实现学生综合能力的提升。

2 模拟电子电路虚拟实验平台的设计

2.1 模拟电子电路虚拟实验平台的硬件结构

模拟电子电路虚拟实验平台最为重要与核心的部分就是硬件结构的设计，一般的模拟电子电路虚拟实验平台的硬件结构主要是由计算机、接口电路、实验板三个板块组成。

2.1.1 计算机

计算机是进行模拟电子电路虚拟实验平台设计的物质基础也是硬件结构的核心。学生在进行实验的过程中首先要进行的就是在计算机上进行实验的设计与模拟验证。模拟电子电路虚拟实验平台还可以实现多个实验之间的横向对比，这样的设计可以让学习者更加清楚的掌握实验。在模拟电子电路虚拟实验平台的设计中要想实际的实验与虚拟实验进行有效的结合，这样的设计才是更加科学合理的。

2.1.2 接口电路

接口电路也是模拟电子电路虚拟实验平台中十分重要的设计要素。计算机输送的信号一般都是并行数据，而控制节点可以接收的一般都是串行数据，这时就需要植入接口电路，这种电路的作用就是实现控制信号与智能插件版的有效结合，通过这种方式控制节点的通断，这时整个实验平台的关键所在，接口电路对于电路的控制功能一般是通过单片机进行的。

2.1.3 实验板

模拟电子电路虚拟实验平台的实验板是由稳压电源、函数发生器、智能插件板、集成器件插件板等模块组成。它是模拟电子电路虚拟实验平台中主要的模拟实验中心，依靠正弦波形、方波、三角波三种函数发生器进行。

2.2 模拟电子电路虚拟实验平台的软件结构

2.2.1 电子电路虚拟实验子系统

作为电子电路虚拟实验平台的核心电子电路虚拟实验子系统主要是由拟实验子系统、模拟电路虚拟实验子系统、数字电路虚拟实验子系统和综合电路虚拟实验子系统4个部分构成。该子系统可以帮助学生对理论知识进行深入的理解，对电子电路的基础知识进行实验验证，培养和锻炼学生的操作能力。在进行设计的过程中要将RLC移相电路与谐振电路，基本定理（律）验证电路等系列实验设计到该系统中，这样才能充分发挥其作用。

2.2.2 模拟电路虚拟实验子系统

模拟电路虚拟实验子系统的主要作用是帮助学习者加深对于电路知识的理解与认识，同时提高学生的探究能力与独立解决问题的能力。系统中经常会涉及到一些具有思考价值的实际问题，让学生通过分析掌握模拟电路分析、仿真、设计的能力。在该系统的设计过程中要植入晶体管放大电路、信号运算电路、功率放大电路、滤波电路、信号产生电路和直流稳压电源、二极管电路等系列实验。

2.2.3 数字电路虚拟实验子系统

该系统的作用是帮助学生学习数字电路相关的理论知识的学习与理解。让学生通过模拟实验子系统熟练的掌握数字电路的分析、测试与仿真。在具体的系统设计中应该将A/D与D/A转换电路、组合逻辑电路、逻辑器件测试、时序逻辑电路以及555定时器应用等系列实验设计到该子系统中去。

3 结束语

模拟电子电路虚拟实验平台是现代计算机技术发展的产物，对于现代电子电路实验研究和教学工作有着十分重要的意义与价值。该平台为学生的学习提供了一个科学、理想、实用的实验平台，实现了电子电路教学的跨越式发展，对于现代教育教学工作有着重要的意义与价值。

参考文献

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关键词：电磁兼容性；滤波；接地

中图分类号：F40 文献标识码：A

1关于过滤器

1.1低通滤波器的设计

例如为接收机设计一个低通滤波器，使高于接收机工作频率的干扰信号至少衰减30dB，接收机的工作频率范围为2MHz～30MHz，经测定干扰信号的最低发射频率为66MHz。考虑到低通滤波器的截止频率应略大于30MHz，选取32MHz，而最低的干扰频率为66MHz，相对的频率变化倍数为2.06。根据滤波器的衰减与频率的关系，在66MHz处获得30dB的衰减，应采用5级滤波器，经查巴特沃思滤波器1～20级元器件值，如图1所示。

根据截止频率c=32MHz，接收机的天线阻抗为72Ω，对元件参数进行转换计算最后设计完成的低通滤波器如图2所示。

1.2高通滤波器的设计

因此此类设备和上述的设备有一种对偶的特征，所以在设计的时候只要将上述的设备中的电容装置变为电感装置，将电感装置变为电容的，此时其网络结构即科技明确，其截至的频率和上述的设备的是一样的。将原低通滤波器中的电感值的倒数值作为相应高通滤波器的电容值，而低通滤波器中的电容值的倒数值作为高通滤波器的电感值。

1.3其它滤波设计

当信号的频率基本不变，可采用带通滤波电路；干扰源的频率基本不变时，可采用带阻滤波电路；在电磁兼容滤波器中可使用一些特殊的电容器滤除干扰，如三端电容器，、馈通电容器、引线电容器、片状电容器等。

2关于信号的接地问题

所谓的接地是体系之中的所有的电路设置公共参考电位点（或面），它和安全接地采用低阻抗体必须与大地连接的形式是不一样的。它的连接对象是非常繁琐的电路，所以其接地的样式并不是完全的一样的。之所以设置接地，它的关键意义是为了防止电磁扰动，所以要将兼容性当成是参考的关键数据。要综合的分析接地体系的类型。在繁琐的体系之中，不但有高频的亦有一些频率较低的。不但有强电的也有弱电的。不但有多次活动的装置，同时还有一些非常灵敏的信号较弱的设备。此类综合化的体系，如果只是靠着接地来活动的话，很显然是无法合乎兼容新的规定的，所以要按照类型将信号等区分，将相同的电路组合而获取接地体系。其中四类法就是非常常用的一个措施，其是把全部的信号结合其自身的特点分成四个类型，然后按照类型开展接地活动，此时得到四种不一样的接地体系，分别使用不一样的接地措施。

第一类是敏感信号和小信号“地”系统。包括低电平电路、弱信号检测电路、传感器输入电路、前级放大电路、混频器等，因为其电平不高，而且信号的幅度非常低，会受到很大的扰动，所以其地线要防止存在于别的电路里面。第二类是不敏感信号和大信号电路的地线系统。包括高电平电路、末级放大器、大功率电路等。由于此类电路力的电流非常高，体系中的电流也很大，所以要和小信号的电路区分，要不然的话就会对其产生一定的干扰，导致电路无法有序的活动。第三类是干扰源设备地系统，它包括电动机、继电器、接触器等。因为此类元件在活动的时候会出现火花或是冲击电流之类的，一般会对电路形成非常大的扰动，除了要使用必要的屏蔽隔离措施之外，还要保证地线和电路分隔。第四类是金属构件地。它包括机壳、底板、机门、面板等.为避免人身伤害以及其他的一些危险事项的发生，要将机壳等合理的接地。

在设计中，按电路性质分类接地的措施还包括数字信号地和模拟信号地分别设置、交流电源和直流电源的地分开等措施。对于相同的电路，使用一样的接地导线体系，然后结合其不一样的接地措施等，一般可分成四类接地体系：单点接地系统、多点接地系统、混合接地系统、悬浮点接地系统。

3开展该项设计的时候要遵循的原则

3.1切断电磁辐射进入转换器内部产生互相干扰的通道，减少空间耦合。

3.2避免外在装置带来的扰动，所有的脉冲调节信号，电磁场的变动性要素等产生的负面意义，就要对那些有着较高的灵敏性的部件等使用屏蔽措施，比如：外壳屏蔽，电缆滤波和内部的电缆屏蔽。

3.3积极的开展电路设计活动，确保选取的设备和电路等是合理的，精准的分析元件和电路的设置，制定识别和隔离临界电路的措施以及采用抑制干扰的技术方案，尽量选择高的工作信号电平，符合器件和电路的实际载荷能力，注意“接口”设计。

3.4采用高稳定度的稳压电源，提高电源电压灵敏度，减少因电源波动所引起的线性误差、增益误差和调整误差等，确保精度的稳定可靠。

3.5正确接地与电路布局，考虑到不同频率段干扰的特点和电路的种类接地点可选择：浮动接地，一点接地，多点接地；合理的电路布局应该是：正确布置元器件的位置和方向；不同用途，不同电平的连接线，如输入线与输出线，弱电线与强电线要远离，更不能平行，高频线要尽量短，传输线要加屏蔽，接地线要短而粗；对于一个复杂的工作系统（既包括不同频率的工作电路，也包括微电、弱电和强电的不同子系统），要合理布局。在EMC设备中，对不同电路的地线应分小信号、大信号，及继电和功率电路分别设置，连同机壳的地线应分三套或四套接地。不管怎样，该项设计是多样化的，要高度的关注一个要素及要有非常高的针对性。

结语

通过上述的分析我们得知了一些兼容性设计方面的内容，除此之外还有许多的事项是要切实的分析的，提升兼容性，才可以确保其设计指标合理，进而才能够提升产品自身的稳定性。

参考文献

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【关键词】模拟电子电路实验 指标体系 实践教学

【中图分类号】O156 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08-0243-02

1 引言

为了促进高等学校实验教学改革,教育部颁布了多个文件,突出了实践教学在本科教学中的重要性。为了提高实践教学质量,我校从2001年开始,成立了教学实践部,把一些基础实验作为一门独立的课程,单独设课。模拟电子电路实验课程就是一门独立的基础实验课程,并且是一门电子类专业的基础必修实验性课程。作为一门实践性课程,它有别于一般理论性课程,故应具有一套完善的学生实验成绩考核指标体系,但目前存在的考核指标体系不利于激发学生学习兴趣和创新能力的培养,学生的成绩无法得到客观、公正的评价。因此,必须建立一套适合于模拟电子[1]电路实验课程特色的实验教学的考核指标体系,从而加强学生实验能力的培养,提升实验教学质量,提高学生学习实验教学课程的积极性[1]。

2 模拟电子电路实验中存在的问题

模拟电子电路实验是高等工科院校实践教学环节的一个重要组成部分。通过这门课程的学习,学生可将电子技术基础理论与实际操作有机地联系起来,加深对所学理论课程的理解,逐步培养和提高自身的实验能力、实际操作能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力,以及创新思维能力和理论联系实际的能力[2]。目前发现模拟电子电路实验普遍存在以下几个方面的问题:

(1)学生学习的主观能动性不高,主要表现为:实验前不认真预习、实验后不深入分析所获实验结果,甚至出现抄袭他人实验报告的情况;

(2)目前采用的实验考核指标体系不能很客观真实地反映学生的实际动手能力:学生的实验成绩通常采用“平时成绩+总评”这种方式来体现,由于考核指标体系缺乏具体定量指标,实验成绩评定仍有较大主观误差,从而导致学生的实践能力得不到客观反映;

(3)当前的学生实验成绩考核指标体系,不利于激发学生学习兴趣和创新能力的培养:目前所使用的实验成绩考核指标体系不够细化具体,学生无法根据该指标体系来判断自己所获成绩是否公正、合理。

因此现有的模拟电子电路学生实验成绩考核指标体系和考核方式与教育部培养高校学生实践能力的目标还有较大距离,急需改革。为此需要制定一套规范合理的模拟电子电路学生实验成绩考核指标体系已迫在眉睫,使之既能客观评价学生实验成绩,又能提高学生实践动手能力和学习兴趣,进而提高实验教学质量。

3 模拟电子电路实验课程成绩考核指标体系设计

根据本校近几年模拟电子电路实验课程教学实际情况,结合该课程的特点,提出了一套具有很强可操作性的定量考核指标体系,其具体指标构成详见图1。

(1)出勤率:出勤率是实践教学学生成绩考核体系中最基本的内容之一,它是衡量一个学生对实践教学的认识态度与重视程度[2]。我们对每次实验教学学生的出勤都要进行考核,出勤成绩占此次实验成绩的10%,且分为5个等级,每个等级对应于相应的分值见表1。

(2)实验预习报告:我们要求每位学生参加实验之前,必须预习,完整的预习报告应具有实验名称、原理摘要、仪器描述、实验步骤(可以自己设计)、实验数据表格,另外还有一些思考题,要求在预习报告中答出,这些思考题让学生真正弄清要做什么实验、实验的目的、实验原理以及用什么实验仪器。指导教师在课前要检查学生的预习情况,以了解学生对整个实验预习的程度。形成严格的预习制度,通过规范的课前预习检查,使学生对预习的重要性有了充分的认识。课前要熟悉与该实验相关的理论知识并积极思考。这样可以使学生在实验时充满信心[3]。比较顺利地完成实验任务。学生的预习成绩也分5个等级,每个等级对应于相应的分值与出勤率量化表类似。

(3)实验操作:学生做实验的操作过程非常重要,该项占每次实验成绩的50%,这部分主要是考核学生在做实验项目过程中的主动参与性、探究性、动手性、独立性,以及团队合作精神。实验操作一般包括:连线、仪器使用熟练程度、数据处理、学习态度、分析解决问题的能力等五个方面完成的情况来给成绩,这部分也分5个等级,在做实验教学项目过程中,如果某一学生实验操作等级Ci=5,则成绩为:Ci×50%=5×50%=2.5,对应的百分制分数为50。

实验课上,教师首先进行10到15分钟的实验讲解后,然后放手让学生自主实验。教师在旁边提供有针对性的辅导,同时,教师认真观察学生是否按照正确的操作步骤、是否自已动手操作,观察学生在实验中遇到困难时的应变能力、实验过程是否正确,观察学生在实验中是否具有动手能力和创新能力,如实验需要团体来完成,则观察学生在遵守实验室纪律的同时,是否具有团队精神,这5个方面可以各占10%的比例。

(4)实验报告处理:实验报告要求结构完整、数据合理。可以要求学生按自己设计的步骤来编写实验报告,鼓励学生在实验报告中总结自己在做实验中遇到的问题,并对这些问题进行深入分析和思考。

(5)实验数据分析:学生应对实验中记录的数据进行分析处理,并将数据分析结果与理论相联系,这也是学生在认识自然规律方面深化的过程,这个过程很重要,但往往被学生忽视了,以为有数据就行,不太注重数据是否合理有效。

(6)实验仪器整理:完成实验后要求学生整理实验仪器,以此培养学生的道德素质和学习态度,养成良好的学习习惯,整理好了才有成绩。

(7)实验考核:实验考核是通过考试来检验学生对本门实验课程所学知识掌握程度,它不仅是评价学生学习成绩的一种客观指标,也是对教师教学效果的一种检验手段。该环节占学生实验本门课程总评成绩的60％。该部分也分5个等级,满分等级为5,对应的百分制成绩为100。

(8)总评:总评是实验教学学生成绩考核体系中最后一个环节,也是最关键的一个阶段。它是将每位学生本门课程的所有实验项目的成绩之和的平均值乘以40％,再加上考核成绩T的60％。总评成绩Z分为5个等级级,它的计算公式如下:

Z＝*40%+T*60% (1)

其中Pi是每个实验项目的成绩。如果本门课程累计达到或超过三分之一缺席,则其本门课程总评成绩为不及格。

4 结语

模拟电子电路实验课程学生成绩考核体系是实验教学管理规范化的组成部分,它保证了单独设课的模拟电子电路实验课程的正常进行,有利于优秀人才的培养,学生自主学习空间更加广阔,有利于全面提高学生的素质,有利于学生理论与实际相结合,有利于学生主动研究与探索精神的发扬[3]。

总之,只有教师和学生都从思想上重视实验课的重要性,大胆改革实验教学方法和考核方法,才能充分调动学生的自学意识、转变学生学风,从而为社会培养出具有扎实理论功底与丰富实践技能的全面发展复合型人才[4]。

参考文献

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[4] 王水莲,孙志良,刘进辉,刘自过.浅谈家畜组织胚胎学实验教学的改革[J].实验室研究与探索,2005,24(2):67～69.

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关键词：Protel；电子线路设计；电路图

随着计算机应用的普及，电子专业利用计算机来进行电路的设计越来越普遍。电子线路设计作为电子专业的中职生的一项技能，各中等职业学校都相继开了Protel软件应用课程。Protel具有原理图设计、印制电路板设计、信号分析、电路仿真等功能，这门课程容易入门。有助于师生进行电路设计，教学相长，Protel是我校开设的课程，它的操作界面直观、容易入门。虽然职业中学的学生电子基础参差不齐，但是经过一个学期的教学，学生都能基本掌握Prote!应用的绘图技能――原理图设计、印制电路板设计。我曾担任过这一课程的教学工作，面对的班级学生基础参差不齐，能让学生全面掌握这门课程困难重重，现正值学校的大力推广教研之风。利用Protel课程容易人手的这一特点，结合从教学所获得的经验，我进行了一些教法的探究和尝试，现总结如下。

一、学习初绘制各种实用的电路图。激发学生的学习兴趣

在开始上Protel这门课时，我准备了许多实用电子制作的电路图，如：闪光灯、直流电源电路、报警器、倒计时等等，并把它们在上课时向学生们展示，再把它们粘贴在教室的后面，下课后学生也能看到。这些电路图是学生们实际生活中接触过的，他们对这些电路图都有比较大的兴趣，从而能较为自觉地去学Protel。根据学生的学习情况把电路图分好类，有简单的、也有复杂的。明确了教学目标，注重学科的特点，联系实际，让学生学会应用Protel99SE软件，通过绘制一些实用的电子线路的原理图，让学生了解一些电路工作原理，根据原理图设计一些简单的印制电路板图，初步掌握电路设计的能力。因此。学生训练目标也明确，一学期下来，学生绘制的电路图就有二十多份，其中有很多是实用电子电路。而且进行优秀作业评比，评比出的作业图纸打印出来并贴在教室的公布栏，图纸形象、整齐美观。每每学生看到自己设计的图纸公布在教室上，就会觉得学有所获，进而会更加努力地去学习Protel。这样通过绘制各种各样的实用电路，学生的信心加强，越来越多的学生向老师请教。学生中形成了良好的学风，使更多不愿意学习的学生进入好学学生的行列中来，从而做到共同进步。

二、把教学细化到每节课一个任务，让学生的学习一环扣一环

上每节课时都详细地讲解一个内容。并一步一步地演示清楚，然后再让学生去完成，在下课前给他们打分。这样学生们都会觉得有事可做，学得会比较积极，碰到不懂的能自觉地向老师请教。Protel作为计算机辅助教学。学生每节课都能有相应的训练内容，化整为零，每一节课里明确提出一个或多个任务，让学生有更加明确的目标，知道自己在这一节课里该做什么。这样学生比较容易把握学习的方向。强调学习的连贯性，如果这节课的内容完不成，将会影响到下一节课的学习。从而在每一节课里他们都能积极地去学习，一次课下来，会觉得自己学会了一定的操作技能。当然在布置单项的内容训练时，要充分考虑学生的实际情况，不能太难，太难的话会让学生产生畏难的情绪，有打退堂鼓的念头。不过太容易的有些学生又会不想去做，这样的话就算老师讲得再好，也是白费工夫。因此我根据中职生水平参差不齐的实际情况，在每一次课都提出2个练习的任务。照顾到差的学生，第一个任务比较简单，全体学生都能够比较容易地完成，并加强对差生的辅导，务必使每个学生都能掌握。第二个任务让学有余力的学生去完成，会比较难一点，这样学习好、做得快的学生在做完第一个任务之后，不会闲下来，会试着去做第二个任务。这样整个班的学生都会有较大的学习积极性。

三、教学过程中兼顾对学生的管理

中职生的自控力和纪律性会比较差点，因此要保证上课的效果，首先就要保证课堂纪律好。于是在上第一节课时就跟他们约法三章，强调了课堂上的纪律。这样学生在上课时就能较好地遵守纪律，保证上课能顺畅地进行下去。比如在机房上课时，有些差生不做练习而去玩游戏，大部分都是觉得自己不是学习的料从而懒得去学，我一方面布置学得好的学生坐在他旁边，让好学生去帮助差学生，另一方面下课前会首先检查他们练习的完成情况并打分，对做得好的地方给予表扬。让他们有学习上的压力同时觉得自己也有能力把Protel学好，把他们的注意力转移到学习上来。在教学中必须坚持精讲多练的原则，采用灵活多样的练习形式，激发学生的学习积极性，练习过程中，巡回辅导，加强管理，无形中培养了学生自我管理能力。因为Protel的操作性比较强，而教材上讲的理论会较多。针对中职生喜欢动手操作的特点，在上课时我会本着“实用”和“够用”原则，尽量地少讲理论性的知识。把教材知识要点讲出来就行了，而把教材提炼为一步一步地操作教授应该怎样去做，多进行操作的演示和讲解，这样学生即使对理论的理解不深，也能去完成课堂上所布置的练习，通过Protel99SE软件多做练习，会提高他们动手能力，也会加深他们对电子线路设计知识的理解。

四、进行强化训练，提高学生的技能

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摘 要：将虚拟电子技术应用于交通灯设计电路中，通过虚拟现实的技术，可以对交通工具进行初步的模型设计，在交通工具设计当中发挥着重要的作用。交通工具具有独特的行业特点，将虚拟电子技术应用在其中，可以有效的对交通工具的特点进行结合。

关键词：交通工具设计；虚拟电子技术；工业设计；设计流程模型

引言

了解虚拟电子技术主要应用的领域范围，对交通工具设计特点进行初步性的了解，利用虚拟子技术可以对交通灯进行初步的模型设计。将虚拟电子技术具体应用于交通灯设计中，会出现一系列怎样的问题，对于这些问题又要怎样去解决，这些都需要仔细的去探讨和研究，这样才可以推动交通灯设计模型的长远发展。

1.交通灯的设计现状和虚拟电子技术

1.1交通工具设计的行业背景

我国的经济在快速的发展，每年的GDP都在飞速的增长，我国自主研发的品牌在市场经济的比重越来越大，我国正在从中国制造转向中国创造。随着经济的发展加入了世贸组织，我国在迎来经济快速发展的同时也面临着许多问题，在制造业发展方面我国的工业技术水平还达不到要求。我国许多汽车行业都进行自主品牌的创新，同时也取得了非常卓越的成就，但是地区之间工业设计水平发展不平衡，一些地区的设计流程和方法仍然发展的非常缓慢。利用虚拟电子技术，对交通工具进行设计有推动的作用，可以利用计算机辅助来帮助汽车团队进行技术解决。

1.2交通灯的设计现状

我国交通工具行业的竞争非常激烈，随着汽车行业的快速发展，交通工具行业也受到了影响。汽车产业逐渐将发展方向转移到了新兴市场，给我国汽车产业带来了许多机遇，同时国外的汽车企业也占领了大部分的市场。企业的自主开发能力和设计能力非常重要，在市场激烈的竞争当中，企业的创新设计能力备受关注。随着新能源车型出现在人们的视野当中，许多汽车企业投入到了交通工具的设计当中，通过将虚拟电子技术应用与仿真交通灯领域的设计相融合，在一定程度上，可以更加深入的掌握交通灯设计的电路原理。基于PC的自动仿真技术之上，研发了虚拟电子线路设计技术，该技术的内核是PSPICE软件。PC的图形环境和在线帮助功能非常的强大，可以对图形进行虚拟现实的全方位建立，为了更好的操作各种元件，需要采用虚拟现实技术，使测量仪器和电子线路进行连接。

2.虚拟电子技术的优点

2.1建立电子实验室，经济实惠

在PC机之上利用虚拟电子技术，可以建立一个较为完整的工作平台，其中的设备非常的齐全，各方面测试的性能也能达到实验室的水平。设置函数发生器、数字万用表、逻辑分析仪器、数字信号发生器以及逻辑转换器，在工作的实际区域内，可以对虚拟仪器进行性能测试，现场就可以获得相关的数据。平台上会储存许多种数字器件，方便交通灯在设计的过程运用，在对电路进行设置的过程当中，需要用到许多虚拟的电子器件，储存库当中的器件要经过分类，扩充到一定的数量才可以保障电路的设计顺利开展。工作人员在使用电子工作平台时，需要对整个电路进行实验分析，同时要对电路进行初步的建立，为输出的结果营造较为良好的实验环境。虚拟电子技术可以在整体上去提高实验室的实验水平，在规定的区域之内，对虚拟电子技术进行有效的展开。将PC机投放于虚拟电子技术当中，可得到EWB软件的支持，进而去建立起一个较为高级的电子实验室。虚拟电子技术可以为实验室节约大量的成本，可以解决虽然是资金不足的问题。在交通灯电路设计开展的过程当中，会消耗实验室大量的人力资源和物力资源。为了更好地去提高仪器的整体功能，需要借助虚拟电子技术对交通灯的电路进行升级，指定合理的措施对元器件进行维护。

2.2能完成硬件模拟实验不能实现的实验

在对交通灯的电路进行设计时，硬件模拟实验室并不能满足实验的要求，在对电路设计的过程当中，串联和并联经常会发生冲突。在实际的操作过程当中，交通灯的时效性和准确性较差，对交通灯电路进行维护的过程中，仪器并不能检测出电路的问题，只能依靠虚拟的电子技术。将虚拟电子技术应用于交通灯的电路设计当中，完善硬件以及所不能够实现的内容，进行极点分析、蒙特卡罗以及最坏情况分析。通过大量的实验分析，可以降低交通灯电路设计过程中的错误几率，争取在单一层次的实验中，就将交通灯的电路进行完整的设计。在日常硬件实验室设计电路的过程当中，设计课程只不过是流于形式，并不会真正的去解决交通灯的电路设计问题，但是虚拟电子技术可以将计算机技术，融合于交通灯电路设计当中。将虚拟电子技术融合于交通灯的电路设计当中，可以有效的去解决电路中经常出现的问题，分清电路中的串联和并联。

3.交通灯控制系统的设计分析

3.1交通控制的分类

智能交通系统最重要的组成部分就是交通信号控制，对交通信号控制一定要经过精准的分类，这样才可以对电路进行仔细的设计。一般会根据信号的控制范围及信号的控制原理来进行分类，如图所示，是交通系统的具体分类情况如图。

交通控制系统当中最基础就是点控系统，线控系统则是在点控系统的基础之上进行研发的，长时间的积累经验自己电路的创新，便研制出了线控系统。面控系统当中重要的组成部分就是线控系统，几个系统之间进行有效的调整和结合，可以提高交通灯电路设计的整体水平。线路之间可以通过调整来进行控制，在对城市道路进行分析的过程当中，可以决定着交通灯对十字路口的控制。

3.2交通灯控制模块设计

对城市的交通灯进行模拟设计时，一定要结合城市交通的特点，根据主干道得交通情况来对交通灯进行设计，不同的交通灯的内部电路是有区别的。交通灯的顺序。一般是绿灯、黄灯、左转绿灯、黄灯及红灯，交通灯遍布南北方向，对于交通灯内部电路的控制要进行不断的循环。在交通当中对于副干道也要设计，一般和主干道的设计电路有所差别，顺序依次是红灯、绿灯、黄灯、左转绿灯和黄灯。在对交通灯的电路进行设计时，要保证稳定循环的有两个方向，这样可以巩固整个交通灯的运行状态。交通灯在运行的过程当中，同一时刻交通灯所展现的颜色是不一样的，所以在设计的过程当中，要保证有两个电路是并行的。控制器的功能一般都是类似的，可以对两个方向的交通灯进行同时控制，这样运行也可以方便于后期的调整。

4.结语

综上所述，利用虚拟电子技术，可以提高交通灯电路设计的整体水平，具有一定的先进性和实用性，这些优点在实验室当中可以得到有效的验证。在对交通灯进行设计的整体过程当中，需要安排不同的虚拟电子技术，确保两者在互相结合的过程中，不会出现过多的互斥反应。以上的粗浅之见，如有不到之处，还望相关的专业人士批评指正。

参考文献：

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[6] 聂茹.基于Multisim 10的十字路通灯控制器的设计与仿真[J].现代电子技术，2010

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关键词:兴趣导向;数字电路设计;实验改革

作为计算机专业的第一门由本专业开设的硬件类实验课,数字电路设计实验在计算机专业的培养体系中起着极其重要的基础性作用。首先,它承接了大学物理、电路理论基础、模拟电子技术等先修公共基础课程;同时,它又是计算机组成原理、微型计算机接口技术等后续课程的基础。

我校计算机专业的数字电路实验自2004年起使用自主开发的微机硬件实验台,至今已有6年时间,历经了多个教学循环。本实验共24学时,分8次课,其中5次课为纯硬件实验,3次课为仿真实验。对于计算机专业的学生,本实验于大二下学期开设,在此之前,学生已有大学物理实验及模拟电路实验的基础,但对于实验设备的使用、电路的调试并不很熟悉,很多学生都是第一次见到一些电子元器件实物。因此,本门课程的实验起到了入门的作用,即通过数字电路设计实验,学生将基本掌握万用表、示波器等各种常用实验设备的使用方法,了解电子电路的调试步骤,学会排除实验当中遇到的各种故障。

正因为这门实验课有着如此的基础性地位,学生对这门课的重视程度就显得尤为重要。实验课不同于理论教学,实验的主体是学生,学生的参与热情直接决定了实验教学的效果。下面,笔者将就如何提高学生在实验当中的兴趣与大家进行探讨。

1现行实验模式效果的分析

目前,计算机专业的数字电路设计实验有着如下特点:内容饱满,课时紧张,对学生的预习工作和动手能力要求较高。由于数字电路设计的理论课所涵盖的知识范围非常广泛,相应地,数字电路实验的内容就要将其中的要点一一体现,这就导致每次实验课的项目都很多,部分同学无法按时完成实验操作。例如,在第一次实验当中,我们安排了7个小的实验项目,虽然难度不大,但对于第一次接触数字电路实验的学生来说,任务还是比较艰巨的。因为,在第一次实验课上,学生需要熟悉实验设备,需要回忆万用表和示波器的使用方法,需要了解74系列芯片的管脚分布,这些就要占用相当长的时间,如果调试中再遇到一些故障,或是预习不充分的话,就无法在当堂课上完成全部的实验任务;即使完成了,也都比较匆忙,根本谈不上体会这些实验的目的,实验现象与理论间的关系。这样一连几次课下来,高强度的实验训练使得学生的动手能力显著增强,但是验证理论、分析现象,尤其是体会过程,这些实验课开设的初衷并没有完全实现。更值得注意的是,这会导致学生对实验课产生倦怠感,甚至会影响学生做实验的热情与兴趣。

2增强学生实验兴趣的探索

学生的学习效果一直是教学当中的重中之重,因此,本实验中心对于提高学生兴趣、让学生以更大的热情参与实验作出积极的探索,并将一些想法逐步付诸实践。

1) 改善实验条件,降低门槛。

本中心通过自制实验台、改造实验台等方式为学生的实验操作提供了方便,使得实验设备的可靠性大大提高;同时,在实验课前对设备、仪表等进行测试,并通过仪器逐个检测实验用芯片是否完好,大大降低了在实验中设备环节出现故障的可能性,从而让学生能够把更多的精力专注于实验本身。

2) 结合实际应用,提高兴趣。

例如,在三态门的应用实验当中,将三态门与数据总线结合起来,使得学生能够了解到这一电路在实际当中的作用。

3) 强调预习作用,避免机械操作。

虽然我校的每次实验课时间为2.5小时,远多于理论课的1.75小时,但因为总的实验学时有限,数字电路课程中大量的实验内容被压缩到有限的实验课时中,其结果便是几乎每次实验课的时间都很紧张。要想在有限的实验时间中取得良好的效果,预习工作就一定要做好。首先,要充分掌握课堂上所学的理论知识;其次,要通过课前阅读实验指导书充分了解本次实验的内容,对设计性实验,应在课前完成电路的设计,将课上有限的时间用于电路的搭建与调试,以充分利用实验室的资源。这样,学生才能做到知其然并知其所以然,看到表象背后的原理,而不是机械的操作。

4) 学会排除故障,增强信心。

在实验过程中,学生不可避免地会遇到种种问题,导致实验结果出错。究其原因,既有可能是主观上电路设计或连线过程中出现的问题,也有可能是实验设备或实验器材出现了故障。在实验课堂上,让学生来修复设备的故障是不现实的,但是找到故障点,发现问题之所在,并通过更换实验器材等方法来解决问题,这应该是学生在实验课上所应掌握的技巧。因为实验课既是对课堂理论的一种验证,又是对现实工作环境的一次模拟。在未来的实际工作中,学生将会遇到各种各样的问题,而实验课正是锻炼如何解决这些问题的好机会。一旦学生掌握了排除故障的方法,独立解决了问题,他们就会很有成就感,甚至就此对排除故障产生了浓厚的兴趣。因此,我们在尽力减少实验中因客观原因造成问题的同时,也应该向学生讲明排除故障的必要性,并引导其对独立解决各种疑难问题的兴趣,增强其信心,令其克服畏难情绪[1]。

5) 安排创新实验,拓展实验范围。

通过理论课教师与实验中心的合作,充分利用实验室现有资源,为有兴趣做数字电路类创新实验的学生提供实验条件,并给予相应的指导。例如,在大一学生中开展的“年度创新计划”中安排了密码锁、自行车里程表等简单而有趣的小项目,供感兴趣的学生自由选择,使得同学们在没有开始数字电路学习时就能够对本课程的实验有一个感性的认识,并发现其有趣之处,进而对今后的实验充满了期待。

3今后实验进一步改革的构想

随着我校新一轮专业培养计划的制定,数字电路设计实验也迎来了又一次改革发展的契机。我们认为,在新的实验课程设置方面,应进一步强调对学生创新能力的培养,而在这一进程中,对学生的兴趣引导被摆在了突出的位置上。基于兴趣导向的改革思路主要体现在如下几个方面。

1) 引进新型设备,进一步降低门槛。

本中心计划引进新的实验设备,在增加了EDA实验项目的同时,将原有的面包板接线方式改为固定插孔式接线,大大提高了连线的可靠性,降低了设备操作上的难度,使得学生能以较快的速度熟悉实验台,不至于在实验伊始就产生畏难情绪。同时,可以将实验设备和仪器仪表的使用方法及操作过程拍摄下来,制成视频片断并存放在实验中心的网站上,供学生在课前下载观看,以利于其提前了解实验操作。

2) 设置演示实验,激发学生兴趣。

让学生能够看到实验的结果,能够知道数字电路具体的应用。展示给学生的可以是一些常见的电子产品,也可以是创新实验中学生的成果。

3) 更新实验内容,增加其趣味性。

芯片内部的电路是不可见的,芯片引脚的电平也无法直接观察到。如果能设计一些直观的实验效果,肯定会比让学生查看仪表的读数更令其感兴趣。可以设置一些有趣的实验项目(如电子琴、数字钟等),充分利用实验台上的各种资源,产生各种声光效果,让实验的过程和结果都变得生动有趣。

篇7

【关键词】线路板设计；学习项目；高职

0 引言

电子线路板（即印刷电路板，简称PCB板）是现代电子产品最基本的构件，相应地，《电子线路板设计与制作》课程是应用电子技术专业及专业群必修基础课程，主要面向电子线路板生产、电子产品装配、产品研发助理等岗位而设置，具有很强的理论性和实践性。为了培养学生的岗位能力，项目教学法在课程教学中获得了广泛应用。项目化教学就是将课本的知识内容转化为若干个教学项目，在教师的引导下，学生通过完成一个个“项目”而进行的教学活动。在项目教学中，学习过程成为一个人人参与的创造性实践活动，学生不是被动地接受老师传授的知识，而是着重于实践，在完成任务的过程中获得专业知识、职业技能和职业素质。可见，学习项目的设计是课程改革的核心，也是课程改革的难点。

1 电子线路板设计与制作课程学习项目设计的思路

由行业企业专家和课程专家组成的课程开发团队，对北部湾经济区和珠三角地区的电子信息制造业进行调研，确定了课程的对应典型工作岗位是电子产品PCB绘图员和电子线路板的生产。分析了这些岗位的典型工作任务，归纳了完成典型工作任务所需要的职业核心能力：原理图绘制能力、PCB板设计能力和PCB板实物制作能力，以此为依据，构建课程的知识内容。根据能力复杂程度和人的认知规律，将课程知识内容转化为若干个教学项目，围绕着项目开展教学活动，学生通过对项目的设计与制作，掌握专业知识和操作技能，熟悉企业生产工艺和相关的行业标准。

2 学习项目的设计

2.1 校企合作开发学习项目

高职院校的最终目标是向企业输送高技能人才，因此，只有企业的参与，学校才能够培养出符合企业需求的人才，这是因为：（1）学生专业技能的培养是以企业的岗位能力为依据，即企业岗位需要什么样的能力，学校就培养学生什么样的能力，企业的参与，能确保人才的培养质量。（2）项目教学法是以企业的真实产品为载体，以企业典型工作任务为教学内容，由传统的软件操作技能训练转变为真实电子产品电路设计的能力培养，训练了学生制作印制电路板的技能，实现了教学与工作的对接。（3）教学中的指导教师来源于企业，熟知企业的生产工艺和企业的产品标准，能向学生传授生产经验，有利于培养学生的标准意识。

2.2 学习项目类型选择――单项项目、综合项目

课程内容按电路的复杂程度来划分，可分为三大模块：（1）简单电路原理图绘制模块；（2）复杂电路原理图绘制模块（3）层次电路原理图绘制模块。对应的PCB板分别为：单面PCB板的设计；双面 PCB板的设计；多层PCB板的设计。

因此，可将学习项目分为单项项目和综合项目两大类，根据学生的学习认知规律是一个从简单到复杂，从单一到综合的过程。在学习的初期，以简单的工作任务设计单项项目，使学生较快地掌握整个工作过程，增强学生学习的信心，为发展综合职业能力奠定基础。到了学习中后期，围绕整个工作过程设计若干个综合项目，以获得综合职件能力。

2.3 学习项目的排序――从简单到复杂

虽然每个学习项目的工作过程基本一致，都是电路原理图的绘制――PCB板的设计――PCB板的制作，但项目的难度和复杂性不一样，项目的学习顺序应该遵循循序渐进的原则，后续项目比前期项目要提升一个层次，可以是电路复杂程度加大，也可以是工作过程的复杂性提升。随着项目的推进，学生的职业能力不断得到提升。

2.4 学习项目承上启下作用

学习项目的设计，既要考虑前期课程的学习项目，又要考虑后期课程的学习项目。例如，采用前期课程《电子电路分析与制作》的项目“直流稳压电源的设计与制作”作为课程的引入，学生对电路原理已经很熟悉，用软件Protel SE来画该电路原理图，学生感到好奇，学习兴趣高，取得了很好的效果。另外，项目制作出来的电路板可以被其他课程采用，以减少耗材的开支，例如，项目“单片机开发板电路的制作”制作出来的PCB板为后续课程《单片机小型应用系统设计与制》所用。同时，单片机开发板电路原理图的识图和绘制也会后续课程做好了知识储备。优秀的学习项目设计，要纵观全局，在教学进程中起到承上启下作用。经过与行业企业专家反复论证，选择了6个典型项目作为课程的教学内容，教学项目设计如表1所示。

3 项目化教学实施效果

通过与企业合作，课程组开发了一本工结合的项目化教材，教学中，通过真实产品的设计与制作，锻炼了学生的操作技能，提高了学生的职业能力，教学效果良好，学生在各类电子竞赛中，能熟练应用软件设计与制作电路板，并多次获奖。2013年全国大学生电子设计竞赛获得高职组全国一等奖2个；2014年广西大学生电子设计竞赛，获得专科组一等奖3个，课程改革得到了企业和学生的一致好评。

4 结束语

校企合作开发教学项目是高职教育改革的方向，作为教学过程中的载体，将企业真实产品的设计和制作过程及产品的相关标准融入到教学中，对培养适应行业企业，满足区域经济发展要求的应用型高技能人才具有重要的意义。

【参考文献】

[1]何向荣.高等职业教育项目课程――理论、开发与实施[M].北京：高等教育出版社，2008.

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【关键词】 电子设计　多路控制　安全　家用电器

引言

自动化技术已成为家用电器发展的主流。目前市场上智能家电产品层出不穷，但是大部分设计的出发点在于使产品的使用更为简单便捷，而对于其在家电安全方面还有很多值得研究之处。

随着输电线路的电压等级升高，各种安全装置都进行了更新和改造，以确保系统的安全。但是在家电设计中，由于已建立的生产体系固定，使得安全设计没有与时俱进的加强。虽然前者为高电压技术，后者更多的只是涉及220V电压等级的弱电技术，但是可以借鉴高电压安全措施的思想，提高家用电器的安全性。

在输电线路中需要大量的断路器。但是在建设线路时，施工人员通常会购买不同厂家的断路器，合用于同一段线路的电能传输。其原因在于一旦某一厂家的断路器拒动，误动或是损坏，只有一处或少数几处线路出现问题，而不至引起大面积停电事故。

由此可以得出，对于单向控制的家用电器，如果以并联的形式增加不同的控制回路，必然可以有效改善家用电器的安全可靠性能。本文提出了将多路控制应用于家电安全方面的思路，还利用数字电路给出了上述理念的具体实现，利用仿真计算验证了其正确性和有效性。

1　多路控制在“热得快”中的应用

“热得快”是一种利用镍铁合金电热丝发热、作用于液体的小型快速电加热器，其大功率设定对产品的安全性能提出了很高的要求。我国《家用和类似用途电器的安全通用要求》和《家用和类似用途电器的安全室内加热器的特殊要求》等行业条例中明确规定，未获得强制性产品认证证书和未注明3C认证标志的室内加热器产品，均不得出厂、进口、销售。使用这类功率大的电加热器，特别要注意检查室内电线是否老化，因为电线长期处于高温状态，万一发生漏电，后果不堪设想。

市场上有可自动跳闸的热得快产品，这使得其安全性在设计上得到改进，但是使用时其可靠性仍然存在隐患。由于水在剧烈运动，影响温度传感器不能正确判断，可能出现拒动的状态，造成千烧。工作示意图如图1所示。

应用多路控制改善这一设计，如图2所示。在原有温度传感的基础上，增加一种新思路的控制回路。即一般家用的热水瓶容量约为2.5L，加热时间可以进行计算。

加热一瓶水所需热量为：通常使用的热得快为1kW，所以所需时间约为14min。所以可在热得快电路中添加一个计数器模块，它与加热水系统完全隔离，不受加热的影响，从热得快通电开始进行计时，当到达14min后送出一个高电平信号到热双金属片，使之断开，从而断电。

计时电路一旦失电，自动回零，以备下次工作。如果温度传感器先感应到水温，并动作，这时热得快断电，计时电路失电，停止计数并回零。

在设计时厂家可以根据具体条件设定时间，并且时间允许一定的裕度。因为计数器电路的作用在于提高安全性，所以时间可稍大于水烧开所需的计算时间。

2　多路控制在热得快中的应用设计仿真

通过一定的换算，以14min为计数器的标准进行设计，即计数840s，设计840进制计数器需要3片74LSl61实现。

如图3所示，当热得快插电后，开始进入加热状态，有电流流过，这时通过取样，经变压器隔离得到电压信号，与参考信号比较，输出高电平。当热得快断电时，这时没有工作电流，电压信号为0，输出低电平。

计数器部分的设计，如图4所示。以高低电平代替实际电路输入信号，作为置零端输入，从而判断是否计数。图5为置零端输入低电平，这时热得快没有通电，不计数。置零端为高电平时，热得快通电加热，计数工作。由于设计时根据二进制设计，图中所示的七段数显为十六进制计数。327对应十进制为839，即计数的最后一个状态，这时输出信号为高电平，送到温度感应器输出信号和双金属片的控制接口处，可使金属片断开。

3　多路控制在电热毯中的应用

电热毯内由电阻丝盘旋而成，通电后将电能转化成热能，从而实现供热。其主要的安全隐患在于，电热毯依靠手动控制，当人体进入睡眠状态之后不能手动控制电热毯的断电。从而带来身体不适，或更严重的后果。

引入多回路的控制思想，可有效改善这一实际问题。如图6所示。

自动控制回路的具体设计为：将电热毯上承担的重量转换为电信号，当电热毯设定为升温后，如果在一定时间内电热毯感受到的压力不变，表明无人或者人处于熟睡状态，则手动控制失去作用，自动控制切断电热毯。在设定时间内压力发生变化，则手动控制有效，计时回零，等待下次工作。

对电热毯所承受重量进行采样，再通过传感器和模数转换器将采样结果变为数字信号。并实时进行采样，将某时间t的采样和时间t+1的采样信号输入至一个同或门，当两次采样结果相同时输出为1，当两次采样结果不同时输出为0。取样电流通过变压器隔离转换为电压信号，进而与参考直流电压进行比较，输出高低电平信号。将此输出接在计数器的置零端上，当采样结果相同，表明可能无人或人处于睡眠状态，置零端为1，计数器工作，当计数到设定的时间，可自动关断开关，这时采用的电路与多用电插座自动关断开关的设计完全一致；当采样结果不同，表明人处于清醒状态，可由人自己进行手动控制，置零端为0，计数器不工作。从而实现了整个电路的功能。

除输入信号的产生方式外，计数器的设计过程和计数器输出信号控制开关过程与热得快十分类似。如图7所示。

4　结束语

通过对热得快和电热毯的实例分析，可以看出，采用多路控制，一方面改善了原有控制的误动率，增加了控制的量；另一方面改进了原有控制的局限性，提高了控制的质。增加支路法的多路控制原理还可以用于更为广泛的家用电器领域，使弱电市场的安全性能得到大幅提高。

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关键词：电子产品；电路设计；绿色设计；环境污染；污染控制；电子产业 文献标识码：A

中图分类号：TM44 文章编号：1009-2374（2015）30-0081-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.30.042

电子科技在高速发展的同时，电子产品在投入使用中对环境产生了一些影响。电子废弃物得不到有效的处理会给环境造成一定的污染，比如污染土壤、水质、空气等。对此，对于电子产品的污染控制问题成了社会关注的问题，研究者致力于电子产品的绿色设计，协调电子产业发展与环境污染的问题，力求在电子产品设计、使用、回收等过程中考虑到环境污染的问题。为了人们的健康，各电子企业要积极响应电子产品电路“绿色化”设计的理念，有效地控制电子产品污染源。

1 电子产品的环保现状

社会对于电子产品环保的关注始于1973年美国马萨诸塞州“聚溴苯”污染事件。污染事件发生之后，人们开始认识到电子废弃物会对人们的健康造成严重的影响。随后，1995年，在中国广东屿镇也发生了严重的电子产品废弃物污染。1995年，广东屿镇一年要处理来自世界各国上百万吨的电子产品废弃物垃圾。当时，人们虽然已经注意到对电子产品废弃物的处理，但是由于处理技术落后，给当地的环境造成了影响，影响了人们的健康。之后，电子产品废弃物污染问题受到了全社会的高度关注。美国率先对电子垃圾治理做出了规定，2004年美国加州立法机构提出：“顾客在购买新的电子产品时，需要缴纳电子垃圾回收处理费，规定每件电子产品10美元。”欧盟也起草了一些相关的法律，欧盟对电子生产商提出了一些要求，要求生产商在生产电子产品时不添加有毒的原料，欧盟的治理措施更旨在从电子产品源头控制污染源。

2 常用电路设计存在的问题

常用电路设计存在的问题有“电流污染”的电路结构和电池供电“浪费电流”现象。

2.1 “电流污染”的电路结构

在电子产品中，使用“电流污染”的电路结构会影响电子产品的质量，影响电子产品的使用时间。“电流污染”的电路结构会影响电器芯片的稳定性，降低单片机的使用时间。电子产品使用时间短，会产生更多的电子产品废弃物，也会影响产品的销量。

2.2 电池供电“浪费电流”现象

当前，许多电子产品都需要电池供电。如果电子产品在设计时未解决“浪费电流”的问题，那么电子产品在投入使用后会产生许多废旧电池，废旧电池没有很好的处理，又会产生一系列的环境污染问题。“浪费电流”会缩短电池的使用时间，使购买者的利用率降低，最终会影响电子产业的长远发展。在日常生活中，“浪费电流”的现象会对人们的健康造成影响。假如在军工设备、航天设备中也出现“浪费电流”的现象，这将会对国家造成严重的影响。

3 电子产品的绿色设计

本文以家电产品为研究对象：

3.1 电子产品绿色材料的选择

企业如何选择恰当的材料去生产电子产品，研究者也给出了一些原则：（1）选择与环境相适应的材料，产品成分种类尽量少一些，以利于产品的回收；（2）产品上应详细标明材料的型号、种类、等级等字样以便于回收利用；（3）为了产品能回收再利用，产品选择的材料应该是可以再利用的材料；（4）材料一定要具备无毒素、少污染、无腐蚀性等特点。

3.2 电子产品设计要绿色模块化

电子企业为了提高产品的质量，增加产品的种类，减少电子产品废弃物对环境的污染，加大电子产品废弃物的循环利用效率，电子企业生产商在对电子产品设计时要积极采取模块化设计。模块化设计是指：在一定的范围内，对不同功能或相同功能不同性能的产品在详细分析其功能的条件下，划分和设计出一些功能模块，再把这些不同的模块进行恰当的组合，最终形成产品。针对一些复杂的家电产品，模块化设计能大大缩短产品研发、制造的时间，提高产品的质量。当前，电子行业提倡环保研发、环保生产、环保使用、环保回收，电子产品在模块化设计时再增加环保设计，那么产品的质量就会得到很大的提升。如冰箱的设计，生产商就是使用模块化设计，把电冰箱化分为门体、箱体、制冷系统、电气系统四个模块。每个模块是独立的，拥有各自独立的属性，制造模块时也减少了难度，回收的时候也很便利，各个模块分别回收，提高了电子产品废弃物的回

收率。

3.3 电子产品设计要以节能为理念

电子企业生产商在设计电子产品时要以“节能”为原则。在产品设计阶段，生产商要充分考虑到产品在投入使用时“耗能”的问题。可以说，产品耗能问题予以解决，产品质量也会得到一定的提升，产品废弃物污染问题也会得到相应的控制。如，科龙企业关注到冰箱耗能的问题，它们研制出了节能冰箱“BCD209冰箱”，可以为每个家庭每天节省0.8千瓦时的电，这款冰箱深受顾客的欢迎。

3.4 电子产品的包装进行绿色设计

电子企业生产商在对产品包装时采用了“绿色包装设计”，绿色包装就是对环境不会产生污染，可以再次回收循环利用的包装。

3.5 电子产品进行可维修设计

电子企业生产商在设计电子产品时，要充分考虑到产品的维修。毕竟产品在使用中会出现一些故障，顾客在使用产品时，不能一出现故障就换产品，一些小的故障是可以维修的。产品故障维修的设计可以增加产品的使用时间、使用效率。对于产品的维修设计，电子企业生产商要引以重视，既要设计产品整体维修方案，又要兼顾产品各模块的维修。

3.6 电子产品进行可回收性设计

电子企业生产商对于电子产品回收利用方面需要做出精心的设计方案。电子企业生产商只有在电子产品设计初期充分考虑到电子产品的回收，才能在电子产品被废弃时很好地回收利用。

4 倡导电子产品绿色设计

当前，电子产业获得了快速的发展，但是电子废弃物对环境的污染也随之而来。作为电子企业生产商，企业应该以“绿色环保设计”为原则，设计产品时充分考虑环保问题，制造出无毒无污染的电子产品；作为销售商也应该积极向顾客阐述“绿色环保”理念，大量回收可利用资源；作为电子产品使用者，我们也应该积极倡导“绿色环保”理念，科学地使用电子产品，正确地处理电子废弃物。相信在全社会的努力下，电子废弃物污染问题会得以解决。

参考文献

[1] 王幸之，钟爱琴，王雷，等.AT89系列单片机原理与接口技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.

[2] 刘晓叙，陈敏.机械产品绿色设计理念[J].机械设计，2005，（11）.

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【关键词】 电子技术 声光控制 照明电路 设计研究

随着社会经济的不断发展，人们对于环保概念中的节能减排理念逐渐加深了认同感，提倡节约资源，避免不必要的浪费，促进可持续发展[1]。而在我们生活中，对于电能使用方面的节约就成了当前电路设计研究的重点。小区、工厂等场所，在过去都是要提供整晚的照明，极大的造成了浪费。而手持照明设备虽然可以降低一定的照明灯使用，但是却极其不方便。

基于电子技术的不断发展进步，一种新型声光控制照明电路已经逐渐被研发使用，真正的为我国的可持续发展建设做出了极大的贡献。

一、基于电子技术的声光控制照明电路设计研究的意义

我国传统公共照明灯，要么为了方便人们夜晚活动彻夜不关，要么就是采用手动开关的设计方式。前者会造成严重的电能资源浪费，后者则给夜视能力欠佳的人造成了极大的困扰[2]。因此，声控照明灯首先应运而生。相对于前面两种情况来说，声控照明灯的使用，的确在一定程度上解决了人们的使用困扰，但是，声控灯无法避免白天不受声音的影响，还是会存在一定的资源浪费现象。接着，人们为了解决声控灯的不便，又研发出了定时开关总电源，虽然解决了节能需求，但是又加大了管理方面的负担。而声光控制照明电路，顾名思义，就是从声源以及光源两方面对电路进行双重控制，极好的满足了人们对于夜晚照明设备兼具照明使用及节能减排功能的需求。

二、基于电子技术的声光控制照明电路设计研究的具体方案

声光控制照明电路设计的总原理，就是以光信号作为电路发光的基础条件，然后用声信号来完成对照明设备的发光控制。具体来说，就是通过声电转换装置，能够把电路接收到的声信号转变成为频率不一且相对薄弱的电信号，再经过处理电路以及放大电路的加工，形成控制整个电路的控制信号[3]。

如果这一过程中电路接收到的光信号强度达到预定的恒定状态，那么该部分控制开关就会打开，否则，开关就会关闭。具体各电路的设计介绍如下：

2.1电源电路设计

电源电路设计，选用了稳压二极管作为降压装置。稳压直流输出后，先后经过降压电容器（C1）、全桥整流器（QD）、滤波电容（C2）后，最后通过稳压二极管（DW）完成稳压，最终得到能够满足照明电路需要的稳定电压。这一部分的设计的主要原则，就是要保证电路能够满足正常的声光控制电路工作，同时力求使整个电流电路的结构简单化。

2.2信号放大线路设计

对于信号放大线路的设计，主要包括拾音器以及放大器两部分。选择拾音装置时，要选取价格不贵，但内部压电陶瓷片具有较高灵敏度的。例如，电压蜂鸣器型号为HTD35A-1的这一装置，采集到声音后，经过压电陶瓷片形成微弱的电效应，经过直藕式音频放大器的作用，可以对这个电信号进行放大，再经过T3，产生倒向放大，进而触发电路中的单稳态电路。

2.3声光控制电路设计

声光控制电路设计，具体分为两种情况：首先，是强制复位状态。即光敏三极管在白天会接受到强烈的光照，受较大阻抗影响，单稳态触发器会输出低电平，形成强制复位状态，照明开关不会打开，照明设备就不会发亮。其次，夜晚正好相反，光敏三极管能够感受到的光照较弱，受阻抗值较小的影响，单稳态触发器就会输出高电平，而此时如果拾音器也接收到一定的声信号，通过对声信号进行加工，产生了极大的电流，触发单稳态触发器，使得可控硅被触发倒通，照明设备就会持续一段时间的发光。一般这一电路设计要求照明持续保持120S，可以考虑选用型号3DK2的三极管，以及0.01μ的最小电容。

2.4光电传感器电路设计

最后，对于光电传感器电路的设计，主要就是满足电路照明的需求。在这一设计环节中，主要注重选择一些合适的贴近实际使用需求的材料，确保照明设备能够正常使用即可。例如，选用型号为3DU5的光敏三极管，其工作电压的正常范围在6V――8V间，光谱响应范围也刚好符合实际需求。

三、结语

综上所述，基于电子技术研发的声光控制照明电路的使用，在节省电能及人力方面，都具有极好的效果，大大方便了人们的夜间生活。且操作模式的自动化设计理念，正是当前时展的重要标志，同时也符合人们高效利用信息科学技术，满足日常生活需求的理念，是一性价比极高的设计研究成果。

参 考 文 献

[1]张英争，陈鹏. 基于电子技术的声光控制照明电路设计研究[J]. 电子测试，2016，（20）：26-27.