电路设计的原则范文
时间：2023-10-16 17:08:58
导语：如何才能写好一篇电路设计的原则，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。
篇1
关键词：园林道路；设计特点；原则解析
中图分类号：TU986文献标识码： A
前言
随着第三产业的不断发展,旅游业在国内蓬勃发展,尤其是园林风景区的发展,作为人们休闲、有氧运动的最佳场所,它的设计越来越受到人们的重视。作为园林风景中必要的一部分,园林道路设计也被设计者所重视。道路设计对园林风景结构及观赏的作用不可否认,它既有功能性,也有自身的美感。然而通过园林道路的发展,其类型及种类已形成很多种。
园林道路类型
1.1变态路
园林道路的建设要符合其周围园林景观的需求,因此根据需求将变态路分为瞪道、休息岛、步石、踏级、磷和订步等种类。依环境而建,达到与环境的融合。
1.2游息小路
游息小路,顾名思义,它是一种供游客娱乐和休息的小路,辅助游客通往园林更细致的地方。一般双人行走的距离是1.2一1.5m,单人的则为0.6一lm,对于一些特殊的地方,比如疏林山上、水边等地方设置的小路,是根据地势蜿蜒、曲折等特点进行自然发挥设计。
1.3主要的园林道路设计
在园林风景区的观光中,主要的园林道路是大部分游客必走的道路,甚至有时需要一些小型车辆的通行。因此,一般主要的园林道路宽度建设在4一6m即可满足人们需求,也不容易造成人流拥堵。这些主要道路旁一般都有很好的绿化带进行填充。
1.4次要的园林道路设计
次要园路在园林景区内起辅助作用,主要是对主要道路的补充,对景区与建筑有着连接作用,次要道路的宽度设计一般在2一4m之间即可。
2．园林道路的功能与特点
（1）具有组织交通的功能。一方面园林道路对游客的疏导和集散起着关键作用,另一方面园林道路对建筑和基础设施的维修、护养等工作也有着辅助作用。
(2)具有对园林空间区域规划，对游客进行引导的功能。在园林景观中,有许多不同特征的景观,其之间有着联系也有着区别,园林道路的合理设计可以因地制宜地达到这两种功效,符合现代园林建设中要求的形神兼俱。道路对园林景观进行自然的区域划分,对观赏有很重要的意义,它还可以引导游客进行更细致的观赏。
(3)它是园林景观的一部分。园林景观的建设注重整体美和细节美,注重各种部位的相融合,而园林道路可以体现出园林景观的曲线美及整体协调性。因此,其中的一草一木及道路都是园林景观不可分割的一部分。中国的园林艺术中也有相关的理论知识,如因景设路和因路保景。
3．园林道路布局的设计原则
（1）根据园林道路的性质,遵循园林道路布局的灵活性。一般园林道路呈现环形,在设计时要根据园林景观的走向进行道路设计,避免主次道路的断连。园林道路建设除了环形扩展向外,还要有几条从园林中心放射出去的道路,这样才可以使得道路贯穿整个园林风景区。总之,园林道路的设计要灵活变通,在满足游客行走的同时还要考虑到园林景观的观赏角度,有时候需要景观引导道路的走向。
（2）体现园林道路的实用性,做到以人为本。建设园林道路,除了使其符合整体园林景观的美观性外,还要考虑到道路的实用性。此外,还要注重道路设计的人性化,在设计过程中多些人性化建设。
（3）坚持因地制宜的原则。园林景观有着很重的地域性,根据地域文化特点建设园林景观,道路的设计也应该符合地域特征,这样才能得到有效的融合。
（4）平面成形的规划布局研究。同传统的城市道路建设相比较,景观园林的道路设计布局,存在着自身独有的布局特点形式,通常自然式的风景园林道路系统平面成形局部设计形式有三种,即为带带式、树枝式、套环式三类。
（5）立面成形的规划布局。现实中景观园林的道路设计,能够依据实际功能的需求来进行宽度尺寸的变化收放,采取以变断面形式展开立面之上的规划布局。如在诸多风景园林中的道路两侧,都设置有凳子和座椅,这皆是作为园林道路的外延边界而存在,除了这以外,还有很多园林道路同小型广场相互结合的案例。这种立面成型的设计形式,呈现出宽狭相接,直曲相济的效果,使得园林景观道路趋于生动多变,游人在道路行走的过程中,能够驻足停留,运动休闲,相得益彰。
（6）园林道路交叉路口的设置布局形式研究。在同一景观园林区域内,必然会面临多条干道相接相交的情况,除了对较为陡峭的山地地形之外,在设计中应当尽可能的采取以正交的形式进行设计,交叉口区域需要作扩大处理,促使区域相对空旷,形成一个小广场,即疏通交通,又避免产生行人拥挤。对于小型道路,应当以斜交的方式进行设计,但交叉位置不要太多,且两个交叉点应当保证一定的距离,做到主次分明,同时相交的角度需保证一定的宽广度,以免因为角度太小影响到整体的美观。对待丁字型的道路交叉口设计,因为其处于视线交点,能够进行点缀以相应的景观风景植物,以避免多条道路视线交于一点,令游人出现方向迷失感,同时还应于交叉口的位置设置明确的指示牌,进行方向的指引。
4．园路规划中应注意的问题
(l)现代园林建设中,个人设计色彩严重,不能做到以地域而设计。许多非专业人员对园林景观道路的建设进行严重干预,很容易出现道路缺乏变化,平淡无奇；由于太过于强调园林道路的特殊性,不假思索地要求“三步一弯,五步一曲”。
(2)园林道路容易出现断头、回头的现象。一般园林道路的布局形式有自然式、规划式及混和式,在没有明显的终点标志建筑出现的情况下,园林设计中避免出现回头路、断头路的现象,这一点非常重要。
(3)园林道路的设计数量不合理。园林道路的设计旨在满足最大游客容量时的需求,因此园林道路的设计要根据园林景观的具体面积来设计,如果景观面积小,道路却很多,会导致景观散失其原有的观赏性,景观也会被进行多处分割,游客密度变大造成拥堵；如果景观面积大,园林道路又很少,就不能充分发挥园林的观赏作用,有许多细致的景观设计不能让游客欣赏到。
(4)在园林景观某处道路交叉口的设计不是很合理,由于夹角较小,导致转弯半径不够,这样很容易造成人们抄捷径践踏草坪,破坏绿化。
结束语
园林设计中园林道路的规划需要综合各个方面的因素加以考虑，不仅要遵循设计的原理理念，还要满足园林道路的自身功能，从园林道路的线性构思、铺张图案的设计、对色彩的掌握等多方面入手，营造出优美迷人、引人入胜的园林道路景观。在此过程中，不仅要求园林设计者应严格按照规范实行，遵循园林道路的设计原则，合理地布置园林道路，满足园林道路的功能要求，又要求需注意协调园林道路设计与周边环境的关系，一个完美的园林道路设计，更是需要提高设计者的自身艺术修养和必要的业务素质，增加自身的实践经验，只有这样，才能使园林道路的设计真正体现艺术和功能的和谐统一。
参考文献：
[1]陈维.论园林设计中园林道路的规划UJ.现代园艺,2012,22:74.
[2]任涛.城市园林景观中道路与广场的绿地设计研究田].西安建筑科技大学,2012.
[3]石亚丽.论市政园林工程中道路的合理规划与设计田.现代商贸工业,2012,24:220一222.
篇2
【关键词】电子 电路设计 常用 调试方法 步骤探讨
伴随时代的不断发展和科学技术的不断进步，人们越来越关注社会生产力的提升。采取科学的方式进行电子电路的设计与工作流程的部署和管理，能够满足当下社会生产力发展的基本需求，也能够促进行业的生产进步。当下我国电子行业发展的过程当中都越来越重视相关的技术升级，采取高效率的生产和设计模式才能够实现对理论的进一步应用，也能够满足实际的生产工作需求。模拟的设计构想在实践工作的验证体系下常常显示出各种问题，需要以更加科学、安全、有效的方式实现对相关工作体系的完善，并在具体的工作当中以实践经验论证设计理念，保证电子行业发展的前景要求。
1 电子电路设计的原理
电子电路的设计工作具有相关的工作原理和原则，需要遵循一定的制度和规律进行相关工作的设计，以此实现对工作体系的完善性需求。首先，电子电路的设计工作原理要求，设计的相关内容需要符合整体性要求，在实际的设计工作当中要针对电路工作的各个节点进行监督与功能实践。其次，设计的工作要保证具体功能的落实，针对每个电路的工作职能进行细致的划分。再者，应当进行电路设计的最优化选择，保证电路设计的稳定性和完善性，在实际的工作应用中具备可靠的特征。最后，应当实际的考量到市场经济的价值和效益需求，进行性价比的研究分析并最终完成设计。
2 电子电路设计的流程
电子电路的设计工作流程比较复杂，具体的工作内容也具有较高的严谨性和准确性。在实际工作进行的过程当中，应当重视对设计目标的确认，在具体工作中明确电子功能的设计。针对电子产品的核心功能应用进行整体的考量，设计的电路能够符合单一操作的要求，进行优化的职能选择。在设计形成初期进行整体研究，包含对电子电路的测试实践。重视对电子电路的调试和功能定位，保证未来工作进行的顺利要求。重视电子电路功能的设计才是保证产品能够高效率工作和服务的基础，也是确认核心功能和辅助功效的重要工作内容。实现设计初期的检查和测试，能够保证设备未来使用的优越性。
3 调试仪器概述
具体的电子电路设计功能测试与调节工作要求的比较准确和细致，在实际的工作过程当汇总需要进行相关仪器的使用和完善，避免当中一些环节出现问题。在调试仪器使用的过程中涉及到众多的零部件，包含万能用的工具表，显示波动幅度的器械，以及信号发出的设备等。针对具体的调试工作进行观察，玩能用的工具表主要是为了测量设备使用期间的电流量和电压力，以及存在的电阻等元素。显示波动幅度的器械主要是为了更准确的测量信号，关注波动变化。信号的发出设备是为了在监测过程中收集信息，确定监测工作准确性和保证基本交流。
4 电子电路调试具体流程
电子电路的调试工作可以划分为诸多细致的流程，在具体工作开展的过程中还需要进行整体工作的完善和优化。调试的工作需要进行电路的线路监测，在实际的工作验收中观察通电的效果。调试的工作还需要确保对电子设备的功能监测，保证实际的工作过程能够正常的运作，充分实现对信息传播的要求。在实际工作开展的过程当中要进行电源的调试，减少工作阻碍，进行指标的规范和数据的验收。除此之外，调试工作还可以划分为两种方式，分别是整体和分区域的调试工作。细致的划分主要是为了给保证验收工作的严谨性要求。最后需要针对环境进行监测，考量实际工作需求进行优化处理。
5 调试工作需要重视问题
在调试工作进行过程当中还需要重视对工作细节的优化处理，保证人员施工的科学性安排，在实际的操作过程当中需要进行设备功能的优化，确保功能的准确性要求。重视对细节工作的监督和管理，在调试的信息记录中掌握数据中存在的差异，为维护系统工作提供良好的基础，也有助于及时的解决系统工作出现的问题。除此之外，还需要认识到系统调试工作反复执行的重要性，针对测量工作进行反复的操作才能够保证电子电路的设计符合实际生产需求。
6 结论
综上所述，本次研究针对子电路设计的相关工作展开分析和研究，希望在实际的工作过程当中掌握实践的工作经验，在未来的电子电路设计工作当中采取先进的科学手段，实现对相关工作内容的整合，满足时展的进步要求。在传统电子电力设计的相关工作基础上实施切实有效的完善策略，保证基本工作的流畅性原则，在实施科学有效的方式和方法进行相关设计工作的管理，满足实际工作的需要，进行不同线路的测试和验收，保证电子电线设计工作的优越功能。重视对电子电路工作的设计工作，在实际工作开展的过程中进行调试工作的监督与管理，进一步促进我国现代化生产效率的提升。
参考文献
[1]许小飞，方桦.电子电路设计的原则、方法以及步骤探讨[J].电子制作，2016（10）：45.
[2]丘嵘，涂用军.基于工作过程的学习情境设计的关键要素及途径与方法――以“电子电路调试与应用”课程为例[J].职教通讯，2013（12）：5-8.
[3]朱冬平.电子电路设计的原则、方法和步骤研究[J].电子制作，2015（17）：66-67.
篇3
关键词:专用集成电路设计;创新;教学;探讨
中图分类号:G424文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)04-0920-02
Discussing about How to Teach the "Design of Application-Specific Integrated Circuit" Course
WU Yu-hua
(Beijing Electronic Science and Technology Institute, Beijing 100070, China)
Abstract: "Design of Application-Specific Integrated Circuit" is an important specialty course. In this paper, we will discuss the teaching technique about this course of non-micro-electronics specialty. Combining the teaching practice, several teaching experiences about "Design of Application-Specific Integrated Circuit" course are summarized.
Key words: design of application-specific integrated circuit; innovate; teaching; discuss
《专用集成电路设计》是电气信息类专业开设的一门比较重要的专业课。为了培养宽口径、基础扎实的集成电路设计人才,满足IC行业对人才的大量需求,无论是在微电子专业,还是在相关的其他电气信息类专业,不少重点高等院校都已经开设了本门课程。在学生已经掌握了模拟电子技术、数字电子技术和一定的晶体管原理知识的基础上,通过学习《专用集成电路设计》课,进行ASIC设计理论的学习和实践的强化,进一步掌握集成电路和电路系统的设计知识,提高集成电路设计能力,增长集成电路设计经验;通过理论教学和实践教学,来加强电气信息类专业学生的电路设计基础、版图设计基础以及集成电路设计各环节的验证知识等,培养学生在集成电路设计方面的研究兴趣,为后续课程的学习和进一步的深造打好基础。
由于专业建设和人才培养的需要,北京电子科技学院同样开设了《专用集成电路设计》的专业选修课,授课对象是电子信息工程专业的本科生,由于非微电子的专业背景原因,他们并不具备足够的半导体物理、晶体管原理等知识,因此在本课程的教学过程中,必然要针对具体对象,调整教学内容,创新教学思路,加强教学研究,找到一种适合于非微电子专业本科生的教学思想和教学方法。通过教学实践,学生对于课程组在这一课程中的创新、探索和具体的教学方法比较认可。这里把我们在《专用集成电路设计》课教学实践中的初步探索做一些总结,希望与大家分享。
1 结合实际合理设置授课内容,以学生能够接受为目标
电子信息工程专业的学生在学习《专用集成电路设计》课程之前,已经系统地学习了《电路分析》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《EDA技术》等有关电子技术和电路系统的课程,对于电路系统的设计已经有了一定的理解,并进行过比较系统的动手实践训练,为进一步学习《专用集成电路设计》课程打下了比较坚实的知识基础和实践基础。但是由于专业背景的原因,该专业不太可能只是为了《专用集成电路设计》课而专门开设《半导体物理》、《晶体管原理》等这些在微电子专业才有的课程,因此,与微电子专业相比,电子信息工程专业的本科生欠缺有关晶体管原理和半导体工艺等方面的必要知识。在设置授课内容时,必然要考虑到这一点,总的原则应当是以学生能够接受、但又不应该过于轻松接受为目标,而且要尽量避免与《EDA技术》等课程的知识重复。
根据我们的课程内容设置原则,将《专用集成电路设计》课的讲授内容分为以下几章:第一章:ASIC设计概述;第二章:CMOS逻辑;第三章:ASIC库设计;第四章:ASIC的前端设计;第五章:ASIC的后端设计;第六章:可测性设计技术;第七章:SOC设计技术简介。在各章的讲授中,占用课时较多的分别是第二章、第三章和第五章。在讲授时强调培养学生的系统设计能力,使学生对专用集成电路的设计、制造、测试等一整套流程有一般性、整体性的了解,建立专用集成电路的基本概念和方法,了解IC领域的最新发展趋势,激发学生潜在的对集成电路前、后端设计的兴趣。为了配合理论教学,提升教学效果,还设置了合适的实验教学内容。
2 注重实验教学效果,以培养动手实践能力为目标
集成电路设计类课程除了理论教学以外,实验教学尤为重要,因为这类课程对学生的训练重点正是在于动手实验,提前接触到未来在进一步的研究和工作中可能会应用到的一些软件工具、设计流程以及设计技巧等,这样才能促进学生理论与实践相结合,真正帮助学生掌握ASIC设计技术。因此本课程要更加注重实验教学效果,着力培养学生的动手实践能力,进而使学生能够更加准确、具体和形象地掌握在课堂上学到的理论知识。根据这一原则,经过试用修订,我们专门编印了《专用集成电路设计实验指导书》,根据大纲的变化,使用工具版本的提高,目前已经编印了2007版和2009版的实验指导书,共设计了五个实验,具体是:实验一:IC设计工具的使用;实验二:单元电路的前端设计;实验三:标准单元的版图绘制与验证;实验四:四位加法器和减法器ASIC的设计;实验五:计数器ASIC的设计。每个实验3学时,其中实验二、实验四和实验五为综合性、设计性实验。
选用一种合适的集成电路设计工具是顺利进行实践教学的关键。我们选用了美国Tanner Research公司开发的一种优秀集成电路设计工具――Tanner Tools Pro,它虽然在功能上不如Cadence、Synopsys等大型工具强大,但它的最大优点是成本低,可以在PC机上使用,而且图形处理速度快,编辑功能强,便于学习,使用方便,特别适用于高校进行相关的教学和科研工作。Tanner Pro工具在美国和台湾的很多大学中早已被广泛应用,台湾不少IC设计企业也在使用Tanner Pro工具。该工具较新版本为Tanner Tools Pro 13.0,主要包含了S-EDIT(原理图编辑)、L-EDIT(版图编辑)、T-SPICE(电路仿真)、W-EDIT(波形观察)和LVS(版图与原理图比对)等几个功能不同的子工具,满足了集成电路设计从前端到后端、设计验证的一系列过程的需要,完全可以适用于《专用集成电路设计》课程的实践教学。通过我们在课程实验、毕业设计等实践教学环节的使用,发现学生对这个工具上手快、掌握熟,对于以后使用其他的IC设计工具也有一定的帮助,而且培养了他们将来涉足IC设计领域的兴趣和信心。图1是学生在实践教学中得到的一个版图设计结果。
3 适当讲授最新技术进展,以让学生跟上行业发展脚步为目标
我们都知道,集成电路设计技术、制造工艺等的发展速度飞快,遵循着集成电路最小特征尺寸以每三年减小70%的速度下降、集成度每年翻一番和价格每两年下降一半的著名的摩尔定律,集成电路的设计和制造技术发展日新月异。因此,在《专用集成电路设计》的教学过程中,必须要根据教学大纲的要求,在系统讲授已经设置好的教学内容的前提下,结合具体授课内容,适当讲授最新技术进展,以期让学生跟上集成电路设计行业发展的脚步,并不断将这些新技术、新进展、新方法、新工具、新工艺融入到授课内容中,做到授课内容常讲常新。其实这除了让学生可以接受到最新的知识和了解到该领域最新进展之外,同时也是一个教学相长的过程,对于教师的教学和相关科研也是一种无形的促进,可以督促教师不断地跟踪与IC设计、制造相关的最新研究成果,并进行精心的组织,将这些成果有机融入到课程教学中,做到授课内容的不断更新,而且这样也才能够避免一份讲稿多年重复使用,保证教师在教学中的激情,增强教学效果。
在这里仅仅举一个具体例子。在一次讲授到集成电路工艺的内容时,作者为同学们讲授了不断发展的集成电路工艺水平,以及所遇到的工艺发展瓶颈对于摩尔定律的挑战,还具体讲到了Intel公司新推出的0.45nm工艺的CPU,它采用了大大不同于以往的工艺方法,这次工艺变革可以称得上是“拯救摩尔定律”的一大技术进展。本次课后,不少同学纷纷通过互联网等来查阅这一最新工艺的具体情形,表现出了浓厚的学习兴趣。
4 创新课程考查方式,以激发学生进一步的研究兴趣为目标
一门课程的考查方式如何,对于这门课程能不能按照教师的预想,达到既定的最终教学目的,有着比较重要的作用。传统的一张试卷去“考”出学生学习效果的方式虽然比较简单省事,但却过于单调,虽然从某种程度上能够考查出学生对这门课程知识的掌握程度,但是对于激发学生在学完这门课程之后,对本学科、本领域进行进一步研究的兴趣却作用不大。由于自从接受学校教育以来经历了无数次的考试,不少学生厌烦考试的情绪比较严重,恨不得考完后把教材、作业、笔记等都马上丢弃,这是现实存在的、我们必须得承认的事实。从某种意义上说,通过考试来考查学生的学习,有时对最终教学目标的实现会起到一定的反作用。而且单纯考试的方式也很难发现学生对于这门课、这个领域、这个行业的独特想法和创新思路。
作者在《专用集成电路设计》教学过程中,结合课程的专业特点,积极探索并实践了采用提交论文和现场答辩相结合的课程考查方式,即在课程讲授到二分之一左右时,布置给学生论文题目,对于论文的范围、参考文献的篇数、论文的格式和字数等做出明确而具体的规范,要求学生在最后一次课之前提交自己的论文,做好答辩ppt,并利用专门的时间集中进行答辩,每位学生对自己准备的论文,进行5分钟左右的讲解,并接受教师和其他学生的提问。通过创新课程考查方式,提交论文和现场答辩相结合,让学生在准备论文和答辩材料的过程中对专用集成电路设计的有关内容和工艺、方法等有了更加深刻的理解,并有了一个系统的知识梳理过程,现场答辩的方式也更能够展现学生对于集成电路设计的一些独特的思路和创新性的理解,学生在经历这一过程时,也促使自己积极思考,主动研究,努力去探索和集成电路、微电子学有关的一些研究方法和最新进展,激发自己在完成本门课程的学习后、甚至是大学毕业后进行进一步研究的兴趣和信心;另外还在这个过程中提升了学生的论文写作能力、科学研究能力。
5 结束语
《专用集成电路设计》课(或者其他名称的类似课程)在不少设有微电子学专业的重点大学中开设较为普遍,但在没有微电子学专业的高校特别是非重点高校中开设并不多,对于该课程教学实践中的一些具体的方法研究和探讨需要更加深入。作者在教学实践中,紧密围绕本校、本专业的培养目标,以授课对象为主体,遵循课程的教学规律和科学研究规律,选择合适的授课内容和教学方法,并且不断地对此进行探索和研究,收到了初步的教学效果。当然,教学创新永无止境,教学方法的研究和探讨不能止步,作为一名年轻教师,在今后的教学实践中,作者将在加强学习以及与同行交流的前提下,进一步拓宽和创新教学思路,探索和完善教学模式,研究和更新教学内容,学习和探讨教学技巧,敢于创新,善于创新,真正做到教好书,育好人。
参考文献:
[1] Michael John Sebastian Smith.专用集成电路[M].虞惠华,等,译.北京:电子工业出版社,2004.
[2] 路而红.专用集成电路设计与电子设计自动化[M].北京:清华大学出版社,2004.
[3] 廖裕评,陆瑞强.集成电路设计与布局实战指导[M].北京:科学出版社,2004.
篇4
以集成电路为龙头的信息技术产业是国家战略性新兴产业中的重要基础性和先导性支柱产业。国家高度重视集成电路产业的发展,2000年,国务院颁发了《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(18号文件),2011年1月28日,国务院了《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》,2011年12月24日,工业和信息化部印发了《集成电路产业“十二五”发展规划》,我国集成电路产业有了突飞猛进的发展。然而,我国的集成电路设计水平还远远落后于产业发展水平。2013年,全国进口产品金额最大的类别是集成电路芯片,超过石油进口。2014年3月5日,国务院总理在两会上的政府工作报告中,首次提到集成电路(芯片)产业,明确指出,要设立新兴产业创业创新平台,在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进,引领未来产业发展。2014年6月,国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》,加快推进我国集成电路产业发展,10月底1200亿元的国家集成电路投资基金成立。集成电路设计人才是集成电路产业发展的重要保障。2010年,我国芯片设计人员达不到需求的10%,集成电路设计人才的培养已成为当前国内高等院校的一个迫切任务[1]。为满足市场对集成电路设计人才的需求,2001年,教育部开始批准设置“集成电路设计与集成系统”本科专业[2]。
我校2002年开设电子科学与技术本科专业,期间,由于专业调整,暂停招生。2012年,电子科学与技术专业恢复本科招生,主要专业方向为集成电路设计。为提高人才培养质量,提出了集成电路设计专业创新型人才培养模式[3]。本文根据培养模式要求,从课程体系设置、课程内容优化两个方面对集成电路设计方向的专业课程体系进行改革和优化。
一、专业课程体系存在的主要问题
1.不太重视专业基础课的教学。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”是集成电路设计的专业基础课,为后续更好地学习专业方向课提供理论基础。如果基础不打扎实,将导致学生在学习专业课程时存在较大困难,更甚者将导致其学业荒废。例如,如果没有很好掌握MOS晶体管的结构、工作原理和工作特性,学生在后面学习CMOS模拟放大器和差分运放电路时将会是一头雾水,不可能学得懂。
但国内某些高校将这些课程设置为选修课,开设较少课时量,学生不能全面、深入地学习;有些院校甚至不开设这些课程[4]。比如,我校电子科学与技术专业就没有开设“晶体管原理”这门课程,而是将其内容合并到“模拟集成电路原理与设计”这门课程中去。
2.课程开设顺序不合理。专业基础课、专业方向课和宽口径专业课之间存在环环相扣的关系,前者是后者的基础,后者是前者理论知识的具体应用。并且,在各类专业课的内部也存在这样的关系。如果在前面的知识没学好的基础上,开设后面的课程,将直接导致学生学不懂,严重影响其学习积极性。例如:在某些高校的培养计划中,没有开设“半导体物理”,直接开设“晶体管原理”,造成了学生在学习“晶体管原理”课程时没有“半导体物理”课程的基础,很难进入状态,学习兴趣受到严重影响[5]。具体比如在学习MOS晶体管的工作状态时,如果没有半导体物理中的能带理论,就根本没办法掌握阀值电压的概念,以及阀值电压与哪些因素有关。
3. 课程内容理论性太强,严重打击学生积极性。“专业物理”、“固体物理”、“半导体物理”和“晶体管原理”这些专业基础课程本身理论性就很强,公式推导较多,并且要求学生具有较好的数学基础。而我们有些教师在授课时,过分强调公式推导以及电路各性能参数的推导,而不是侧重于对结构原理、工作机制和工作特性的掌握,使得学生(尤其是数学基础较差的学生)学习起来很吃力,学习的积极性受到极大打击[6]。
二、专业课程体系改革的主要措施
1“。 4+3+2”专业课程体系。形成“4+3+2”专业课程体系模式:“4”是专业基础课“专业物理”、“半导体物理”、“固体物理”和“晶体管原理”;“3”是专业方向课“集成电路原理与设计”、“集成电路工艺”和“集成电路设计CAD”;“2”是宽口径专业课“集成电路应用”、“集成电路封装与测试”,实行主讲教师负责制。依照整体优化和循序渐进的原则,根据学习每门专业课所需掌握的基础知识,环环相扣,合理设置各专业课的开课先后顺序,形成先专业基础课,再专业方向课,然后宽口径专业课程的开设模式。
我校物理与电子科学学院本科生实行信息科学大类培养模式,也就是三个本科专业
大学一年级、二年级统一开设课程,主要开设高等数学、线性代数、力学、热学、电磁学和光学等课程,重在增强学生的数学、物理等基础知识,为各专业后续专业基础课、专业方向课的学习打下很好的理论基础。从大学三年级开始,分专业开设专业课程。为了均衡电子科学与技术专业学生各学期的学习负担,大学三年级第一学期开设“理论物理导论”和“固体物理与半导体物理”两门专业基础课程。其中“固体物理与半导体物理”这门课程是将固体物理知识和半导体物理知识结合在一起,课时量为64学时,由2位教师承担教学任务,其目的是既能让学生掌握后续专业方向课学习所需要的基础知识,又不过分增加学生的负担。大学三年级第二学期开设“电子器件基础”、“集成电路原理与设计”、“集成电路设计CAD”和“微电子工艺学”等专业课程。由于“电子器件基础”是其他三门课程学习的基础,为了保证学习的延续性,拟将“电子器件基础”这门课程的开设时间定为学期的1~12周,而其他3门课程的开课时间从第6周开始,从而可以保证学生在学习专业方向课时具有高的学习效率和大的学习兴趣。另外,“集成电路原理与设计”课程设置96学时,由2位教师承担教学任务。并且,先讲授“CMOS模拟集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为6~17周;再讲授“CMOS数字集成电路原理与设计”的内容,课时量为48学时,开设时间为8~19周。大学四年级第一学期开设“集成电路应用”和“集成电路封装与测试技术”等宽口径专业课程,并设置其为选修课,这样设置的目的在于:对于有意向考研的同学,可以减少学习压力,专心考研;同时,对于要找工作的同学,可以更多了解专业方面知识,为找到好工作提供有力保障。 2.优化专业课程的教学内容。由于我校物理与电子科学学院本科生采用信息科学大类培养模式,专业课程要在大学三年级才能开始开设,时间紧凑。为实现我校集成电路设计人才培养目标,培养紧跟集成电路发展前沿、具有较强实用性和创新性的集成电路设计人才,需要对集成电路设计方向专业课程的教学内容进行优化。其学习重点应该是掌握基础的电路结构、电路工作特性和电路分析基本方法等,而不是纠结于电路各性能参数的推导。
在“固体物理与半导体物理”和“晶体管原理”等专业基础课程教学中,要尽量避免冗长的公式及烦琐的推导,侧重于对基本原理及特性的物理意义的学习,以免削弱学生的学习兴趣。MOS器件是目前集成电路设计的基础,因此,在“晶体管原理”中应当详细讲授MOS器件的结构、工作原理和特性,而双极型器件可以稍微弱化些。
对于专业方向课程,教师不但要讲授集成电路设计方面的知识,也要侧重于集成电路设计工具的使用,以及基本的集成电路版图知识、集成电路工艺流程,尤其是CMOS工艺等相关内容的教学。实验实践教学是培养学生的知识应用能力、实际动手能力、创新能力和社会适应能力的重要环节。因此,在专业方向课程中要增加实验教学的课时量。例如,在“CMOS模拟集成电路原理与设计”课程中,总课时量为48学时不变,理论课由原来的38学时减少至36学时,实验教学由原来的10学时增加至12个学时。36学时的理论课包含了单级运算放大器、差分运算放大器、无源/有源电流镜、基准电压源电路、开关电路等多种电路结构。12个学时的实验教学中2学时作为EDA工具学习,留给学生10个学时独自进行电路设计。从而保证学生更好地理解理论课所学知识,融会贯通,有效地促进教学效果,激发学生的学习兴趣。
篇5
实验中的电路设计是考查实验知识和实验能力的综合应用能力题，有利于激发学生发散性思维、开发学生智力和提高学生的综合科学素质。这部分内容是高中物理实验的重点和难点，也是高考的热点内容。本文结合具体实例谈谈处理这类问题的几点做法。
1.明确实验的目的，对所学知识进行广泛的联系。首先，对于电路设计题目，要明确是测定什么物理量，探索什么物理规律等，这是实验目的，也是电路设计的基本出发点。目的明确后，再应用所学物理知识进行广泛联系，看看被测物理量、探索的物理规律，在所学内容中与那些物理现象、物理规律有直接或间接的联系，并通过物理现象、物理规律及定理表现出来。
2.选择方案，简便精确。一个实验电路设计可能有多种方案，应如何选择主要有三个原则：①简便性原则：即所选方案原理简单、操作简便，各物理量必须易测量。②可行性原则：即对所选方案操作时必须安全可靠，实验器材必须易置备。③精确性原则：即在选择方案时，必须对各种可能方案进行简单误差分析，尽可能选择精确度高、能多次测量的方案。对于上述三个原则通常要综合考虑。
3.依据方案，选定实验器材，设计出实验电路的原理图。实验方案选定后，应考虑该方案需要哪些装置、测量工具，被测物理量与哪些量之间有直接定量关系，这些物理量分别用什么仪器来测量。从而确定整个实验需要哪些器材，根据器材及测量物理量的关系设计出电路原理图。以下用三个实例来说明如何进行电路设计。
例1. 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流A1 的电阻r1，要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
（1）画出电路图
（2）若选测量数据中的一组来计算r1，则所用表达式为r1=_________。
分析与解答：这是一个比较全面考察学生实验能力的电学设计题。
①器材的选择：由于E=1.5V比电压表V的量程10V小很多，若用电压表V读数误差比较大，故电压表V不能选择。根据实验要求和所给的器材以及被测电流表A1内阻r1电路的特点应选择除电压表V外所有器材。
②电流表连接：电流表A1和A2有两种连接方式，当A1和A2串联进入电路时，电路中最大电流Imax=E/（r1+r2）=1.5（40+750）1≈1.8mA
对A2来说大大超过其量程，则应采用A1和A2并联方式连入电路。这时电路中最大电流Imax=1.5/40≈37mA都超过了A1量程，必须选用电阻R1串联分压。
③滑动变阻器R2连接：变阻器R2采用哪种联接方式，由于R2全电阻为50Ω，而A1和A2并联后与R1串联的总电阻最大值约为140Ω，与R2的阻值相当。若用串联限流联接，A1和A2两端电压变化范围小，不能进行多次测量，故必须采用分压联接方式。
④电路原理图如图1所示。且r1= I2r2/ I1，其中I1，I2电流表A1，A2的读数。
例2.如图2所示：P是一根表面均匀地镀有很薄的发热电阻膜的长陶瓷管（其长度L=50CM左右，直径D为10CM左右），镀膜材料的电阻率ρ已知、管的两边有导箍 MN。
现给你米尺，电压表V，电流表A，电源ε，滑动变阻器R，电键S和若干导线。请设计一个测定膜层厚度的实验方法，并画出测量电路图和写出计算膜层厚度公式。
分析与解答：这是利用所学过的物理知识巧测
很薄物件的厚度，是一道理论联系实际的好题。学生可以根据所学的实验知识和掌握的相关知识即欧姆定律进行测量。
根据欧姆定律：R=U/I=ρL/S…………①
我们可以把这根管型空心导体的环形截面等效成一个矩形截面，其长为环的圆周长：πD。由于膜很薄，d ≈0，故πD与平均圆周长π（D-d/2）相差甚微。
因此它的截面积S=πDd……………②
由① ②联立解得 d=LρI/πDU
由上式可知：实验中应测量L、D、U、I等物理量可以由所给实验仪器进行直接测量，测量电路如图3所示。
例3.测量某未知阻值电阻Rx的值。已知Rx约为5Ω左右，另有导线若干，各器材数目均只有一个。下表给出可供选择器材。请画出你所设计的实验原理图，并标明所选器材的规格或代号。
分析解答：本题是一道比较全面地考查电学设计实验题、涉及设计方案较多。
方案一：应用伏―安法测电阻，如图4。
选择R2还是选R1要从实验安全方面的考虑。R2与G表，可改装出3伏左右的伏特表；R1与G表只能改装出0.3伏左右伏特表，这样小的伏特表既不能安全实验，也不能进行精确测量。安培表外接而不内接，是处于对实验结果精确程度的考虑，因为改装后的伏特表内阻远大于Rx，这样测量系统误差较小。选A1表不选A2表，是处于精确读数的考虑。A1、A2诚然都能满足安全要求，但小量程表读数相对误差要小得多，显然这是精确原则的应用、R3作为控制线路的主元件，其控制电压方便与否，与R3、Rx值相对大小有关。当两电阻相近时，为了线路简单、经济，控制电路宜用限流器式，这是主要出于实验操作是否方便的考虑。
方案二：应用全电路欧姆定律测电阻。如图5。
原理：先将Rx短路，调R1，先测得 I1再测得I2由全电路欧姆定律得：
ε =I1（r+R1+RA）…………...①
ε=I2（r+R2+Rx+RA）……………②
由①、②可求Rx。
讨论：为何用R1不用R2显然考虑了测量方便，因为R1调节时能用到0.1欧变化，对电流调整是有利的。图5与图4比较，主要考虑了节省器材原则，这可说是经济原则的应用。
还有几种设计方案，在此不再赘述。
篇6
【关键词】电子设备 电子电路 接地技术 抗干扰能力 干扰抑制
中图分类号：V443 文献标识码：A文章编号：
一．引言
我们知道在电子电路设计中的接地技术直接关系到了电器的使用寿命以及安全程度。在我国当前，各种各样的电子产品相继诞生，电子产品的应用也日益的广泛，可以说电子产品已经成为了人们生活工作的一个重要的组成部分。我们知道电子干扰是有很大的危害性的，它不仅仅严重的降低了电子系统的可靠性，还能够对人体的健康产生很大的负面作用。例如一些电子产品以及仪器就对电子电路的干扰十分的敏感，最常见的有家用电器比如收音机，电视机等等，还有一些医用设备，比如心脏起搏器等等。这些对电子电路的干扰电磁波都十分的敏感，干扰严重影响了这些设备的正常工作，严重的甚至使这些设备无法工作。为此，我们必须重视电子电路抗干扰能力的设计，可以说电子电路的抗干扰能力已经成了当前电子电路设计的一个非常重要的一方面，这是因为如此接地技术才显得如此重要，可以说接地技术的高低已经直接影响到了电子电路的抗干能力了。
二．接地技术的种类和目的
我们知道电磁干扰对电器具有很大的影响，严重的降低了其稳定性，也不利于工作人员的身体健康。为了保证用户用电的安全可靠，必须注意电子电路设计中接地技术的科学合理性。我们知道安全保护接地是接地技术中比较常见的一种，采用这种接方式地主要是为了保护用户的安全，在实际的生活中有的电器年记哦久了，则其绝缘性能下降，这样就给用户带来了很大的安全隐患，采用这种保护性的接地就是为了消除这种安全隐患而采取的措施。再者一些电器设备在运行的过程中会产生积累静电，这样就及其容易引起接触性的触电，甚至引起电器的爆炸，其危害极大，为了防止类似情况的发生，一般采用的接地方法是屏蔽接地法，能够有效的防止静电积累造成的损失。最后我们知道电磁干扰对电器设备是有很大的影响的，为了避免电器设备受到太多的电磁干扰，采取接地的方法可以有效的配出干扰，保证电器正常运行。
三．接地技术中的接地方式
电子电路设计中接地方式是比较多的，其接地方式不同那么它产生的效果也会不同，所以对于比较常见的几种接地方式我们要充分的了解，只有这样才能在具体的电子电路设计时运用自如。以下介绍两种最为普片使用的接地方式。
保护接零
一般用于三相四线制供电系统中的中性线，是电路环路的重要组成部分，在零线直接接地的一相四线制电网中，设计中一定要注意将电子电器设备征程运行时小带电的金属外壳于电刚的零线连接起来，这样一旦当电器设备中的某一项发乍漏电或者是碰壳时，由于事先金属外壳与零线相连，形成的单向短路，电流非常大，使电路保护装置迅速动的切断电源，从而保护了操作人员的人身安全和电网其他部分的正常运行，同时也可以避免一些重大安全事故的发生。
保护接地
接地保护的主要目的是为了防止用户触电，为了保护用户的安全而采取的措施，保护接地可以说是电子电路设计中最为常见的接地方式，一般来说对于那些中性点不接地的电网都采用保护性的接地方式，采用这种方式则电器设备的支架以及外壳均要接地，这样能够取得比较好的效果，有效的保护的电器安全一用户的安全。
四．电子电路设计中系统接地
通过接地技术的研究我们知道电子电路仪器中的电子仪器设备控制系统中遇到经常需要解决的就是系统接地问题，这也是设计中的一大难点。系统接地线是各种电路中的静态，动态电流的通道，同时又是各级电路通过共同的接地电阻相互耦合的途径，这样就形成了电路之间相互干扰的薄弱环节，所以电子电路设备中的切抗干扰技术，都和接地有很直接的关系。设计合理的接地足抑制噪音和防止干扰的主要途径，不仪能保证电子电器设备的正常，稳定和可靠性工作。
五．电子电路设计中系统接地的原则
根据不同的干扰源要设计不同的接地技术和工艺，不能存在侥幸认为电路中只要有一点接地就能消除干扰，要寻求综合性质的接地方式，才是最为安拿有效的，接地点的选择要恰当，避免设计不当引起的新的干扰。接地点的选择除了安全性外、还要一并考虑屏蔽效果的兼容性，就是要通过接地屏屏蔽技术达到消除多种干扰的综台目的。一般来说．电子电路设计如何和大地接触，与系统的工作稳定性能有着极为密切的关系，设计中常用以下三种方式。
1.浮地方式．不接触大地的悬浮方式。是将电路设备与公共地可能引起环流的公共导线隔离开来，从而抑制来自接地线的干扰。这种接地方式的缺点是设备不与大地直接相连．容易出现静电积累现象，这样积累起来的电荷达到·定程度后，在设备和大地之间会产生具有强人放电电流的静电击穿现象。
2.单点接地方式，我们知道采取两点接地扥方式很容易形成接地环路，一点接地的主要功能就是消除接地环路的形成。
3.多点接地方式，对于工作频率较高的高频电路，由于各元器件的引线和电路本身布局的电感都将增加接地线的阻抗，一点接地方式已不再适用
五．结束语
当前我国的经济快速发展带动了我国电子行业的迅速发展，各种电子产品相继诞生，并且应用日益广泛。在当前，我们已经进入了信息时代，各种各样的电子产品已经成为了人们生活的一部分，和人们的生活紧密相连，所以电子产品已经成为了当今不可或缺的一部分。但是我们知道，电子产品都存在电磁干扰，这不仅仅严重影响了电子系统的可靠性而且也严重危害到了工作人员以及用户的健康状态。所以，正是因为这个原因在进行电子电路设计时，我们要充分考虑其接地技术，这样可以有效的抗干扰能力。提高电子设备的抗干扰能力不仅仅可以提高经济利益还可以提高社会效益。可以说科学的接地技术已经成为了电子电路设计的一个重要的方面，是在电子电力设计工作中必须认真考虑的问题，其重要性不言而喻。所以本文就这个问题作了简单的探讨。
参考文献：
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[2]李晓海 电子电路的抗干扰技术探析 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2012年9期
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[4]郭宝山周勤荣 浅谈电子电路的抗干扰设计 [期刊论文] 《山西电子技术》 -2011年5期
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篇7
[关键词]汽车； 电子防盗； 报警器系统； 可靠性
中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0206-01
近年来，我国居民的生活水平逐渐提高，很多家庭已经实现奔小康的初级目标，人们的物质生活得到了极大的改善，加上近年来汽车行业发展迅速，使得汽车进入家庭的速度逐年提高，其给人们的出行带来了极大的便利，逐渐成为大家生活中不可缺少的部分。但汽车的安全问题一直成为公众关注的焦点，如何提高汽车防盗系统的性能也是汽车行业研究的热点，本文就电子防盗报警器电路的可靠性设计进行阐述，旨在为业内优化汽车防盗系统提供科学、合理的理论依据。
1.汽车电子防盗报警器的发展历程概述
据相关调查数据显示，汽车偷盗事件呈逐年上升的趋势，给居民的财产安全以及生活质量都造成了一定的不良影响。因此，优化汽车电子防盗报警器系统的设计成为汽车行业的重要挑战，业内也一直在着手这方面的研究，并取得了一定的成果，对保障业主汽车安全，防止偷盗事件发生发挥了重要作用。值得一提的是，近年来汽车电子防盗报警器的研发速度惊人，已经从最初的机械控制过渡到运用电子密码、使用远程遥控以及利用信息报警的智能化水平，已经基本实现报警速度快、报警形式人性化的目标，全方位、智能化保证汽车的安全。现在，汽车电子防盗报警器的产品类型早已不在局限于传统的单一形式，市场上出现了多种类型的电子防盗产品，这些产品有些是汽车制造商在制造汽车时附带的产品，有的则是开发商为了满足客户需要开发出来的新型产品，对汽车起着双重保障作用。汽车电子防盗报警器的设计与生产过程都很复杂，需要对系统的各项参数进行精密计算，而系统的电路可靠性则成为衡量报警器质量的标准，因此，在进行汽车电子报警器系统设计时，要对电路的可靠性进行精密分析，以达到实现电子防盗系统各项功能的目的。
2.常用的电子系统可靠性设计方法
2.1 采用优选电路和简化设计
所谓采用优选电路，即在进行电子系统设计时，选择的电路尽可能为经过可靠性验证的电路。为了提高电路的可靠性，可采用对选用电路标准化、系列化的方式，在进行的电路标准化、系列化时，应该包含电路、元器件以及终端产品，设计人员最好选用已经定型的产品进行电路设计。当然，选择电路最重要的是要根据实际情况而定，一般来说，电路可靠性与电路的复杂程度呈负相关，即电路系统越复杂，构成电路的元器件越多，电路的可靠性越低，因此，在进行电子系统的电路设计时，要尽量简化电路设计，在满足产品需要的前提下，最大程度降低电路的复杂程度，减少元器件的个数，提高组成电路每一个单元的可靠性程度，使得电路的整体可靠性提高，保障电路系统的质量。
2.2 降额设计
这里讲的降额设计，是针对元器件的额定值而言的，一般来说，元器件制造商在制造各种元器件时，都对元器件的应力承受能力做了精准的估计，并在相对安全的状态下规定了额定值，这些额定值通常标注在产品参数里。而降额设计，则是在设计电子系统的电路时，使得元器件的应力状态低于元器件的额定值，这需要通过降低施加在元器件的各项工作应力来实现，各项工作应力主要包括电、热、机械应力等。对电路进行降额设计，在一定程度上降低了设备的故障率，提高了电子系统的可靠性。另外，故障率的降低，也同时降低了设备的维修频率，为工厂节省了生产成本，提高了工厂的生产效率以及经济效益。
2.3 热设计
现如今，科技发展迅速，电子设备的精密程度越来越高，电子设备产业已经进入了一个全新的发展阶段。当然，随着电子设备的工作强度逐渐提高，单位时间内产生的热效应也同样呈上升趋势，而热效应则是影响电子系统电路可靠性的一个重要因素，甚至有些电路的可靠性完全由热环境控制。因此，电子设备电路的热设计同样应该引起重视，热设计的基本原则是把电路各元器件的工作温度降到最低，在满足产品需要的前提下，尽量采用低功率、高效率的电子元件，以降低元器件的发热量。另外，还可以进行一些散热设计，比如，与高散热元器件隔离，选择散热较好的元器件壳体等，达到降低元器件工作温度的目的，提高电路系统的可靠性。
2.4 电磁兼容设计
在进行电子设备的电路设计时，还要考虑电路的电磁兼容性，其也是影响电路可靠性的关键因素之一。所谓电磁兼容性，即电路系统的各项设备在共同的电磁环境下，避免相互干扰，发挥各自的正常功能，使得电路系统能够正常工作，即达到一种良好的共存状态。电磁兼容性问题主要包括以下两个方面，一种是电路设备之间由于存在兼容性问题，设备之间相互干扰，达不到预期的设计目标，从而影响电路系统的整体可靠性。另一种则是设备之间能够有效进行协调，各自发挥作用，但不能达到国家的电磁兼容标准，使得电子设备不能运用到实际生产中。
2.5 环境防护设计
电子设备的环境适应能力，是衡量设备质量的一个重要标准，也是制造商在进行电子设备设计制造时，必须考虑的一个因素。一般来说，不同的电子设备对工作环境有不同的要求，因此，在进行电子设备设计时，要明确设备的工作环境，包括各项应力参数，环境温度、湿度等方面。在对设备工作环境参数进行一个详细的了解后，再对电子设备进行设计制造，有针对性地解决电子设备需要适应的环境问题，提高电子设备的使用寿命。
3.汽车电子防盗报警器电路可靠性设计方法
3.1 确定可靠性指标
在进行汽车电子防盗报警器的电路设计时，要遵循电子设备设计的各项原则，同时，为了提高报警器的可靠性，对报警器的电路设计同样要考虑上文提到的降额设计，热设计、电路兼容设计以及环境防护设计等，降低电子报警器系统的故障率，为保障车主汽车安全做好充分准备。在进行报警器的电路可靠性设计时，首先要确定电路的各项可靠性指标，指标的确定依据是国家已经出台的关于汽车报废标准的相关规定，并严格按照最新的标准执行。根据报废标准，轿车行驶时间为15年（约为129600小时）或累计行驶50万公里就要报废处理，由此，可计算出汽车电气系统的可靠性指标MTBF为1296小时。
3.2 建立可靠性模型
在电子报警器电路系统的各项可靠性指标确定以后，下一阶段则是进行可靠性模型的建立，其是为可靠性指标的分配工作做准备。可靠性模型的建立根据不同的电路系统存在一定的差异性，如，贮备系统包括并联系统、混联系统和表决系统，而非贮备系统则指的是串联系统，可见，对于不同的系统，模型的选择会有很大差异。下图是一个非贮备系统的串联模型图
3.3 可靠性指标分配
可靠性指标的分配是报警器电路可靠性设计的最后一步，也是最关键的一步。其是按照既定的指标分配原则把各项可靠性指标分配到电路系统的各个单元，在进行指标的分配时，可采用的方法有很多，但不同的电路系统有最佳的选择方案，这需要设计师根据产品的实际情况进行方案确定。目前使用最多的方法则是工程加权型的分配法，其操作简单，应用的范围也比较广。
4.结语
综上所述，汽车电子报警器作为汽车重要的工具之一，其电路的可靠性设计至关重要。设计师在进行报警器的电路设计时，要严格按照确定可靠性指标、建立可靠性模型、可靠性指标分配的步骤进行，并最大程度简化电路设计，减少元器件是使用，从而提高电路系统的可靠性。
参考文献
篇8
关键词：PCB；无线射频；RF电路；设计
1引言
射频(RF)PCB设计，在目前公开出版的理论上具有很多不确定性，常被形容为一种“黑色艺术”。通常情况下，对于微波以下频段的电路(包括低频和低频数字电路)，在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。对于微波以上频段和高频的PC类数字电路。则需要2~3个版本的PCB方能保证电路品质。而对于微波以上频段的RF电路．则往往需要更多版本的：PCB设计并不断完善，而且是在具备相当经验的前提下。由此可知RF电设计上的困难。
2RF电路设计的常见问题
2．1数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰
如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作，可能各自工作良好。但是，一旦将二者放在同一块电路板上，使用同一个电源一起工作，整个系统很可能就不稳定。这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3V)之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。由于较大的振幅和较短的切换时间。使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lμV。因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120dB。显然．如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。
2．2供电电源的噪声干扰
射频电路对于电源噪声相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。因此。假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。如果不采取合适的电源去耦．必将引起电源线上的电压毛刺。如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。
2．3不合理的地线
如果RF电路的地线处理不当,可能产生一些奇怪的现象。对于数字电路设计,即使没有地线层,大多数数字电路功能也表现良好。而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。粗略地计算,每毫米长度的电感量约为lnH,433MHz时10toniPCB线路的感抗约27Ω。如果不采用地线层，大多数地线将会较长，电路将无法具有设计的特性。
2．4天线对其他模拟电路部分的辐射干扰
在PCB电路设计中，板上通常还有其他模拟电路。例如，许多电路上都有模，数转换(ADC)或数／模转换器(DAC)。射频发送器的天线发出的高频信号可能会到达ADC的模拟输入端。因为任何电路线路都可能如天线一样发出或接收RF信号。如果ADC输入端的处理不合理，RF信号可能在ADC输入的ESD二极管内自激。从而引起ADC偏差。
3RF电路设计原则及方案
3．1RF布局概念
在设计RF布局时,必须优先满足以下几个总原则：
(1)尽可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来，简单地说，就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路：
(2)确保PCB板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜箔面积越大越好；
(3)电路和电源去耦同样也极为重要；
(4)RF输出通常需要远离RF输入；
(5)敏感的模拟信号应该尽可能远离高速数字信号和RF信号。
3．2物理分区和电气分区设计原则
设计分区可以分解为物理分区和电气分区。物理分区主要涉及元器件布局、方向和屏蔽等；电气分区可以继续分解为电源分配、RF走线、敏感电路和信号以及接地等的分区。
3．2．1物理分区原则
(1)元器件位置布局原则。元器件布局是实现一个优秀RF设计的关键．最有效的技术是首先固定位于RF路径上的元器件并调整其方向,以便将RF路径的长度减到最小,使输入远离输出。并尽可能远地分离高功率电路和低功率电路。
(2)PCB堆叠设计原则。最有效的电路板堆叠方法是将主接地面(主地)安排在表层下的第二层，并尽可能将RF线布置在表层上。将RF路径上的过孔尺寸减到最小,这不仅可以减少路径电感,而且还可以减少主地上的虚焊点,并可减少RF能量泄漏到层叠板内其他区域的机会。
(3)射频器件及其RF布线布局原则。在物理空间上,像多级放大器这样的线性电路通常足以将多个RF区之间相互隔离开来，但是双工器、混频器和中频放大器／混频器总是有多个RF／IF信号相互干扰．因此必须小心地将这一影响减到最小。RF与IF迹线应尽可能十字交叉，并尽可能在它们之间隔一块地。正确的RF路径对整块PCB的性能非常重要，这就是元器件布局通常在蜂窝电话PCB设计中占大部分时间的原因。
(4)降低高/低功率器件干扰耦合的设计原则。在蜂窝电话PCB上,通常可以将低噪音放大器电路放在PCB的某一面,而将高功率放大器放在另一面,并最终通过双工器把它们在同一面上连接到RF端和基带处理器端的天线上。要用技巧来确保通孔不会把RF能量从板的一面传递到另一面，常用的技术是在二面都使用盲孔。可以通过将通孔安排在PCB板二面都不受RF干扰的区域来将通孔的不利影响减到最小。
3．2．2电气分区原则
(1)功率传输原则。蜂窝电话中大多数电路的直流电流都相当小,因此，布线宽度通常不是问题。不过．必须为高功率放大器的电源单独设定一条尽可能宽的大电流线，以将传输压降减到最低。为了避免太多电流损耗,需要采用多个通孔来将电流从某一层传递到另一层。
(2)高功率器件的电源去耦。如果不能在高功率放大器的电源引脚端对它进行充分的去耦，那么高功率噪声将会辐射到整块板上，并带来多种的问题。高功率放大器的接地相当关键，经常需要为其设计一个金属屏蔽罩。
(3)RF输入，输出隔离原则。在大多数情况下，同样关键的是确保RF输出远离RF输入。这也适用于放大器、缓冲器和滤波器。在最坏情况下，如果放大器和缓冲器的输出以适当的相位和振幅反馈到它们的输入端，那么它们就有可能产生自激振荡。在最好情况下，它们将能在任何温度和电压条件下稳定地工作。实际上。它们可能会变得不稳定，并将噪音和互调信号添加到RF信号上。
(4)滤波器输入，输出隔离原则。如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端，那么，这可能会严重损害滤波器的带通特性。为了使输入和输出良好地隔离。首先必须在滤波器周围布置一圈地。其次滤波器下层区域也要布置一块地，并与围绕滤波器的主地连接起来。把需要穿过滤波器的信号线尽可能远离滤
波器引脚也是个好方法。此外，整块板上各个地方的接地都要十分小心,否则可能会在不知觉之中引入一条不希望发生的耦合通道。
(5)数字电路和模拟电路隔离。在所有PCB设计中，尽可能将数字电路远离模拟电路是一条总的原则，它同样适用于RFPCB设计。公共模拟地和用于屏蔽和隔开信号线的地通常是同等重要的，由于疏忽而引起的设计更改将可能导致即将完成的设计又必须推倒重来。同样应使RF线路远离模拟线路和一些很关键的数字信号．所有的RF走线、焊盘和元件周围应尽可能多地填接地铜皮．并尽可能与主地相连。如果RF走线必须穿过信号线,那么尽量在它们之间沿着RF走线布置一层与主地相连的地。如果不可能，一定要保证它们是十字交叉的．这可将容性耦合减到最小，同时尽可能在每根RF走线周围多布一些地，并把它们连到主地。此外。将并行RF走线之间的距离减到最小可使感性耦合减到最小。
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摘要：CloudEngine数据中心交换机一般用于电信环境，外界干扰信号容易通过信号线或外壳耦合到CloudEngine数据中心交换机，影响其正常工作。本文基于以上情况，分析介绍GR-1089-CORE射频传导抗扰度的测试原理和设备在试验中出现的问题，然后从接口滤波器的选取及安装电路设计两方面出发，进一步提出一系列的对策措施，增强CloudEngine数据中心交换机的射频传导抗干扰能力。
关键词：CloudEngine数据中心交换机、射频传导抗扰度、对策措施
一、引言：
在CloudEngine数据中心交换机的使用过程中，由于环境噪声较大，干扰信号很容易通过的连线或者外壳耦合到CloudEngine数据中心交换机上，导致设备性能下降。为了满足GR-1089-CORE标准要求，本文从CloudEngine数据中心交换机接口滤波器的选取、电路设计两方面着手，提出针对CloudEngine数据中心交换机传导抗扰度试验的一系列对策措施。
二、传导抗扰度的干扰机理
在GR-1089-CORE标准中，当电磁场能量按照的下面提供的测试设置要求以共模方式注入到每一对电源端口或信号端口上时，设备应能正常工作。下面附上的是电源端注入和信号端注入的实验设置图，见图1和图2.
图1 电源端注入电路图 图2 信号端注入电路图
三、CloudEngine数据中心交换机在射频传导抗扰度试验中存在的问题
CloudEngine数据中心交换机在射频辐射抗扰度试验中产生的误动作现象主要有以下几种：
（1）通讯中断；
（2）误码率增加。
经分析，以上现象主要是传导干扰信号对CloudEngine数据中心交换机的线缆和电路进行耦合干扰造成的，基于这个情况，我们分别从CloudEngine数据中心交换机信号线的选取，相关电路设计两个方面进行探讨。
在信号线的选取布置方面，需要对下面问题进行着手考虑。
（1）采用的外接线是否采用屏蔽；
（2）线缆接口插座是否接地，
（3）内部电缆连线的放置问题
而在电路设计方面，以下几点也需要注意：
（1）是否对接口电路进行滤波处理；
（2）PCB板走线环路是否太大；
（3）数字处理IC的空脚是否未处理
（4）多层板的镜像平面是否完整。
可以说，对以上这些问题的处理，是提高CloudEngine数据中心交换机传导抗干扰能力的关键所在。
四、对策与应对方案
4.1基于信号线的选取布置的对策方案
首先，外接的信号连线最好选用64编的屏蔽电缆，且将信号线的屏蔽层和接口插座的金属部分进行360度搭接，以保证有良好的屏蔽效果，减少传导干扰信号对电缆的耦合。
其次，电缆插座的金属外壳和金属外壳间要良好导通。
最后，电缆走线尽量靠近金属外壳或接地平面且远离金属外壳上的缝隙、开口。
通过以上方案对信号线选取布置的处理，CloudEngine数据中心交换机传导抗干扰能力有了一定的提高，但是还是不能完全满足GR-1089-CORE的判定标准，我们必须对其电路部分进行优化处理。
4.2基于电路设计的对策方案
对于电路设计部分，在接口电路处增加滤波电路，并且对PCB板进行合理的设计对增强传导抗干扰能力有显著效果。下面就针对上面的两种情况进行讨论。
接口电路的设计是电路设计中一个至关重要的部分，合理地设计可以抑制信号通过线材进入控制芯片。下面分别进行描述：
首先，对于接口电路的电源部分，加大电源的共模电感感量，或在电源板到主板的供电接口处加共模滤波器，可以有效抑制干扰信号。
其次，对信号线（外设部件互连标准）接口电路的滤波也很关键。一般要根据信号线的传输频率来选用适当的滤波器，常见的有三种滤波器：低通滤波器；高通滤波器；带通滤波器。低通滤波器能容许低频信号通过， 但减弱（或减少）频率高于截止频率的信号的通过；高通滤波器是容许高频信号通过、但减弱（或减少）频率低于截止频率信号通过的滤波器；带通滤波器是一个允许特定频段的波通过同时屏蔽其他频段的设备。比如RLC振荡回路就是一个模拟带通滤波器。这几种电路一般常常应用在PCI接口处，根据信号传输的频率合理地选用相应的滤波器。
最后，对通用串行总线的信号线接口，一般采用共模扼流圈来做滤波处理。共模扼流圈内存在的差模与共模磁通，对差模信号呈现低阻抗，而对共模噪声却呈现高阻抗，因此可除了上面对线的选取和接口电路的滤波设计，另外对 PCB板设计也能提高CloudEngine数据中心交换机传导抗扰度能力去满足GR-1089-CORE标准的试验要求。
首先，对电路板的合理分区，如强、弱信号，数字、模拟信号。尽可能把干扰源（电机，继电器）与敏感元件（如单片机）远离。用地线把数字区与模拟区隔离，数字地与模拟地要分离，最后接于电源地，A/D、D/A芯片布线也以此为原则。布线时，每个功能模块的电源线和地线要尽量的粗，功能模块的间导线长度尽量减小。
其次，尽可能在PCB上使用完整的地线面。地线面有助于减小环路面积，同时也降低了接收天线的效率。地线面作为一个重要的电荷源，可抵消传导干扰产生的电荷。
最后，在速度能满足要求的前提下，尽量降低CPU的晶振和选用低速数字电路，控制芯片内的CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。
五.结论
CloudEngine数据中心交换机设计中，通过对信号线的选取布置和电路的设计，在试验中可以大大提高其射频传导抗扰度的能力，以满足GR-1089-CORE标准的试验要求。
参考文献
（1）钱振宇.3C认证中的电磁兼容测试与对策.北京：电子工业出版社，2004.7
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1电子技术课程设计计划的制定
为进一步深化“3CE”应用型创新人才培养模式和课程体系的教学改革，期间教研室课题组老师对在电子信息工程专业开设电子技术课程设计的目的意义和任务要求以及教学内容和教学方式进行了深入研讨，制定了课程设计的实施细则：①将课程设计放在短学期的18至21这4周来集中实施；②制定课程设计报告规范性材料包括存档封面、课程设计过程表格、课程设计技术报告封面、课程设计技术报告目录、课程设计技术报告正文格式、课程设计技术报告打印设置）；③建立了课程设计的课题库和元器件库，以及元器件的购置领用制度；④制定了乐山师范学院“2+1”学期制短学期电子技术课程设计课程教学工作计划。为保证课程设计正规化和规范化的实施作了扎实的基础性工作。
2电子技术课程设计具体方案的落实与实施
课程设计就是按设计题目任务要求，运用课程所学知识和客观条件，完成和实现课题目标的全过程。电子技术课程设计就是在开设了模拟电路和数字电路以及实验课程之后，运用所学模电和数电知识，完成特定功能电子电路的设计、安装和调试等。这要求学生在老师的指导下独立进行查阅资料、设计方案与组织实验等工作，并写出总结报告。我们根据课程设计的特点和所要达到的目标要求，采用了开放式的教学模式，真正把课程教学转换到以学生为主体的知识运用能力、创新能力和综合素质的培养上来。课程设计教学环节及主要设计流程如下：课题选题电路设计提交元器件清单电路安装、调试撰写设计报告验收、答辩成绩评定。
2.1课题与选题
电子技术课程设计的选题是课程设计首要的第一环节，既要符合电信专业的综合培养目标，覆盖所学主干课程知识，又要体现电子技术的先进性和应用性，拓展学生的知识面，以达到学生综合运用专业技术基础知识和工程设计实践能力的培养。所以我们课题组的指导老师精心设计了20个课程设计题目，并制定了每个题目的具体设计任务和要求，以任务书的书面表格形式，供各组（每组不大于2人）学生进行选题。刚开始同学们选题只想挑选简单易做的题目，这个过程老师要悉心讲解每个课题的具体任务、要求和所要达到的目的，使学生明确自己的任务，鼓励并对选择任务多、难度较大、完成得好的课题要酌情加分。
2.2电路设计
电路设计是整个课程设计中花费时间最多的环节之一，老师首先系统讲解课程设计的设计方法，设计步骤，设计要点，并以成功的设计案例进行分析、讲授；对每一个设计题目，要求学生必须明确系统的设计任务，根据任务进行方案的选择，然后对方案中的各部分进行单元的设计、参数的计算和器件的选择，最后将各部分连在一起，画出一个符合设计要求的完整的系统电路图；指导学生要求利用EDA（电子设计自动化）技术来完成整个电路的设计与仿真。这个电路设计期间是一个仔细认真反复纠错的过程，只有电路设计通过了软件仿真各项设计指标以后，才能进行硬件电路板的设计与安装。
2.3电子电路的安装
电子电路的安装与调试在电子设计技术中占有重要位置。它是对理论设计进行检验、修改和完善的过程，任何一个新产品往往都是在安装、调试并反复改多次方能最终完成。在电路安装、调试之前，要求电路设计正确，软件仿真也通过后，提交元器件清单。虽然学生已经在大一就进行了电子安装及工艺训练课的实践，但时隔一年多，许多同学的安装焊接技术已退化，所以我们对学生进行了手把手的“师傅带徒弟”的方法来强化训练学生，严格要求学生在自己设计的PCB板或万通板上焊接时遵循以下安装原则。
（1）所有元器件在安装前应尽可能全部测试一遍，以保证所用元器件均合格。
（2）所有集成电路的安装方向要保持一致，以便于正确布线和查线。
（3）安装分立元件时应使其标志朝上或朝向易于观察的方向，以便于查找和更换。对于有极性的元件，例如电解电容器、晶体二极管等，组装时一定要特别注意，切匆搞错。
（4）为了便于查线，可根据连接线的不同作用选择不同颜色的导线。一般习惯是正电源用红色线、负电源用蓝色线、地线用黑色线、信号线用黄色线等。
（5）连线尽量做到横平竖直。连线不允许跨接在集成电路上，必须从其周围通过。同时，应尽可能做到连线不互相重叠、不从元器件上方通过。
（6）为使电路能够正常工作与调测，所有地线必须连接在一起，形成一个公共参考点。正确的安装方法和合理的布局，不仅可使电路整齐美观、工作可靠，而且便于检查、调试和排除故障。如果能在组装前先拟订出组装草图，则可获得事半功倍之效果，使安装既快又好。
2.4电子电路的调试
电路的调试对于电子装置的最终形成和达到预定的技术指标是至关重要的环节。老师详细讲解电子电路的调试步骤，指导学生在调试前要对电路进行检查，包括连线是否正确；元、器件的安装是否良好，有无短路和连接错误的地方；电源供电（包括极性）、信号源连接是否正确；电源端对地（┴）是否存在短路的情况等；通过了上述的直观检查无误后，就可转入调试。调试包括测试和调整两个方面，它是为达到电路设计指标而进行的一系列的“测量判断调整再测量”的反复过程。调试的方法通常采用先分调后联调（总调）的原则，它包括通电观察、静态调试和动态调试的过程。在调试过程中电路会不可避免出现异常工作状况，学生要学会去查找、分析故障的原因和排除故障的方法，并把它看成一次良好的学习机会。
2.5撰写设计技术报告
撰写课程设计的技术报告是对学生写科技论文和科研总结报告的能力训练。通过写报告，不仅把设计、组装、调试的内容进行全面的总结，而且把实践内容上升到理论的高度。我们对学生的设计技术报告进行了规范化的要求，技术报告应包括以下几点。
（1）课题名称。
（2）内容摘要。
（3）设计内容及要求。
（4）比较和选写设计的系统方案，画出系统框图。
（5）单元电路的设计、参数计算和器件选择。
（6）画出完整的电路图和PCB设计图，并说明电路的工作原理，截下仿真图并说明仿真数据和波形是否达到设计要求。
（7）组装调试的内容（包括使用的主要仪器仪表、电路调试的方法和技巧、测试的数据和波形与计算结果的比较、调试中出现故障的原因和排除方法等）。
（8）总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，提出改进意见和展望。列出系统所需元件清单。
（9）收获、体会。
（10）列出参考文献。
2.6验收与答辩
经过小学期的4周集中训练和实践，将自主设计的成果和作品以答辩的形式进行汇报和总结，答辩是有技巧的，答辩本身也是对学生进行综合素质、能力展示的训练，所以我们在课程设计的教学过程中也设计了这一环节，训练他们沉着冷静、自信应对在答辩过程中所遇到的所有问题。我们安排每组10分钟的答辩时间，要求先播放、阐述自己的设计幻灯（文档），然后演示自己的硬件作品，最后回答老师提出的2~3个问题。答辩过程中要求学生回答问题应该实事求是，不宜虚张声势，不懂装懂，回答问题要简明扼要；对确定自己无法回答的问题时，要态度平静地说明为什么未曾涉及这个问题的研究，不宜不着边际强行回答；有没有科学的求学态度，也是答辩的考核目的之一，千万不能给老师留下虚假狡辩的学术态度。遇到程度性问题，不能把话说得太死，恰当运用模糊词语，为自己留有余地。设计者对不同的意见要保持谦虚接纳的态度，同时要为自己的观点辩护。辩论中要客观、公正，言之有理、持之有据，语气平和，语言委婉，不能武断和伤人自尊，即使发问者有错误，也要举止文明，保持学者风度，不必将自己的观点强加于人，把自己的观点亮出来，供对方参考就可以。答辩完毕，无论气氛如何，应该有礼貌地向在场师友致谢。
3严格进行课程设计的成绩评定
教师主要根据学生课题完成质量情况即平时成绩20％+答辩及作品质量50％+技术报告30％，三个部分进行综合评定学生的课程成绩。平时成绩：主要考察学生在规定时间内是否在场并认真完成自己的设计，我们制定了工作指导、检查登记表，规定了9次师生见面辅导时间，并做好每次的指导记载。答辩及作品质量：主要验收学生的硬件作品的完成质量，采用作品演示加答辩方式来综合评定学生的答辩及作品质量成绩。技术报告：学生科技论文和科研总结报告的写作能力，我们同样制定了技术报告评分细则，主要包括：调查论证（资料的查阅与收集情况），方案设计与技能（方案的设计与选择，图形绘制与EDA软件仿真工具的掌握程度），分析与解决问题的能力（运用所学理论知识和技能去分析发现与解决实际问题），工作量工作能力与工作态度（按期圆满完成规定的任务，工作量饱满，难度较大；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实），报告质量（综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；方案正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；设计有应用价值），创新（工作中有创新意识；对前人工作有改进或突破，或有独特见解）。
