電路設計的方法精選(九篇)

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第1篇：電路設計的方法范文

【關鍵詞】三人多數表決器 電路設計 Multisim10仿真

在組合邏輯電路設計的學習環(huán)節(jié)中，將學習過程中接觸到的電路設計題目通過整理分析，不難發(fā)現有這樣的兩個特點，其一，對于同一題目電路的設計，可采用基本邏輯門、譯碼器、數據選擇器、加法器等不同的設計方案。學習者通過多種設計方案的整理和分析，可加強對電路的理解，掌握更多的設計思路，這些設計思路將所學知識聯(lián)系起來，通過以點到面的學習方式達到系統(tǒng)掌握知識的目的。其二，對于不同題目的電路設計，可采用相同設計方案。如果不同題目根據其電路功能寫出來的真值表相同，就意味著可以采用相同的電路來完成其功能，通過把這種類型的設計題目搜集和歸類，可以節(jié)省大量的電路設計時間，對學生學習效率的提高和知識的綜合應用都會起到很大作用。

本文以三人多數表決器電路設計為例，從兩方面探討和總結了電路設計題目的特點，希望學習者能夠借鑒這種學習方法，達到綜合掌握知識的目的。

1 三人多數表決器電路設計舉例

假設題目要求設計一個三人表決器電路[1]，當表決某個提案時，多數人同意，則提案通過，少數人同意時，提案被否決。

由組合邏輯電路設計步驟[2]，首先定義變量，設三個人分別用A、B、C表示，同意提案時用1表示，否則用0表示，提案表決結果用Y表示，Y為1表示提案表決通過，Y為0則不通過。其次，寫真值表，根據上述定義，把題目設計要求的文字信息轉化為數字信息的真值表，具體見表1所示。最后， 由表1所示真值表得到邏輯函數表達式為：

表1 三人表決器真值表

輸入 輸出

A B C Y

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 1

2 “一題多解法”在電路設計中的應用

所謂“一題多解法”是指在設計同一個電路時，采用不同的設計方法。由于數字電路是用0、1代碼表示特定含義的電路設計，任何題目在設計是都要把文字信息轉換為數字信息，即用真值表的數字信息來體現電路的功能。根據這個特點在電路設計時，我們除采用傳統(tǒng)的用與或非實現電路設計外，還可以采用各種中規(guī)模集成塊來實現電路設計，只要設計出來的電路經過測試，得到的真值表和題目要求的真值表相同，那么就可以實現題目的要求。這種采用不同思路設計電路的做法，對學生思維擴展和知識綜合應用方面起到了積極的作用。下面以三人多數表決器電路設計為例，介紹不同設計思路在電路設計中的應用[3]。

2.1采用基本邏輯門設計

在采用組合邏輯電路現實時，根據表達式（2）的特點，采用1個異或門、一個或門和兩個與門就可完成電路搭建和測試，具體設計電路如圖1所示，筆者用Multisim10仿真軟件進行測試[4]，其結果完全和表1相同，達到了三人多數表決器的設計要求。

圖1 基本邏輯門實現三人表決器功能仿真界面

2.2采用譯碼器設計

譯碼器74LS138是根據三個地址輸入端的輸入情況，在同一時刻輸出其中一個Yi，譯碼器是組合邏輯電路設計中很重要的一個中規(guī)模集成電路，根據74LS138的工作原理，我們將表達式（1）化為：

由表達式（3）和譯碼器工作原理可設計出圖2所示電路，經測試結果與表1數據一致，由此可見采用譯碼器也能實現三人表決器的功能。

圖2 譯碼器實現三人表決器功能仿真界面

2.3 采用數據選擇器設計

數據選擇器是根據地址碼的特點，從多路輸入數據中選擇其中一路輸出的中規(guī)模集成器件。當邏輯函數的變量個數和數據選擇器的地址輸入變量個數相同時，將變量和地址碼對應連接，就可以用數據選擇器實現邏輯函數的功能。

根據上述工作原理，將八選一數據選擇器74LS151的D3、D5、D6、D7接高電平，D0、D1、D2、D4接低電平，控制端G接低電平，按圖3所示連接，即可實現三人多數表決器功能。經筆者用Multisim10仿真軟件進行測試，其結果和表1相同，因此，采用數據選擇器同樣可以三人表決器的功能。

圖3 數據選擇器實現三人表決器功能仿真界面

2.4采用全加器設計

由于一位二進制全加器的進位輸出端Ci=∑m（3，5，6，7），與三人表決器的真值表中Y的輸出完全一樣，所以只需將A、B、C對應接到全加器集成塊CT74HC183的Ai、Bi、Ci-1端，輸出Y接到Ci端，即可用全加器實現三人表決器的功能，采用全加器實現三人表決器功能非常簡單，此處不再論述。

3 “多題一解法”在電路設計中的應用

“多題一解法”是指不同功能的電路設計題目，可采用同一個電路來實現。在電路設計過程中，只要設計題目真值表相同，其設計出的電路也就相同。學習者如果善于總結這種規(guī)律，當再次遇到真值表相同的設計題目時就可以直接使用原來的電路，這樣可以節(jié)省大量的電路設計時間，從而提高學習效率。

通過筆者的搜集和歸類，發(fā)現許多不同功能的電路設計題目，都可使用相同電路來實現其功能。例如，題目要求設計一個火災報警系統(tǒng)，設有煙感、溫感和紫外光感三種不同類型的火災探測器，為了防止誤報警，只有當兩種或三種探測去發(fā)出探測信號時，報警系統(tǒng)才會產生報警信號。

假設煙感、溫感和紫外光感三種火災探測器分別用個A、B、C表示，發(fā)出探測信號時用1表示，否則用0表示，報警信號用Y表示，其中Y為1表示有報警，Y為0表示沒有火災報警。

在此定義下的得到該報警系統(tǒng)的真值表和表1完全一樣，這也意味著火災報警系統(tǒng)的電路設計和三人多數表決器一樣，可使用相同的電路來完成其功能，當然也可采用上述所講的四種方案來實現報警系統(tǒng)的功能。由此看來把不同類型、不同功能的電路設計題目進行歸納和總結，對比各電路真值表的特征，就可以將具有相同真值表的設計題目歸為一類。這樣的學習方法既提高了學習效率，又增強了學習興趣，最終達到了深入理解知識，靈活應用知識的目的。

4 結論

通過“一題多解”和“多題一解”學習方法的總結和歸類，一方面可以讓學生以點學面，把所學知識系統(tǒng)的聯(lián)系起來，通過各知識點的相互滲透，達到全面理解知識的目的。另一方面，可以為學習者節(jié)約大量的電路設計時間，對學生電路設計思想和興趣的培養(yǎng)方面都會起到積極的作用。

【參考文獻】

[1] 楊志忠.數字電子技術[M].北京：高等教育出版社，2008.

[2] 丁業(yè)兵，譚學琴，等.基于 Multisim 的組合邏輯電路設計與仿真[J].價值工程，2013，6（8）63-64.

第2篇：電路設計的方法范文

關鍵詞：估算；電路實驗；設計；方法

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2013）13-0018

一、估算的意義及作用

物理學是定量程度很高的學科，但是在研究具體的物理問題時，有時由于受條件的限制，有時由于根據研究問題的需要，只需知道結果的大概值即可，這就需要對結果進行估算。

世界上第一個核反應堆的設計者費米，在第一顆原子彈爆炸產生的沖擊波到來的時候，讓沖擊波將手中的紙片吹落，他憑著紙片被吹落的距離，估算出了這顆原子彈釋放能量的數量級，費米的這一事例在物理界中一直都被引為美談。因此，能否運用已有知識將結果的大概值估算出來，取決于一個人運用物理知識的能力以及想象能力、創(chuàng)造性思維的能力。

電學部分在物理學中占重要地位，其中實驗中的設計電路問題，綜合運用了電學知識，同時在實驗技能、儀器使用、邏輯推理、統(tǒng)籌安排、誤差分析等方面對學生有較高要求，設計電路實驗可以鍛煉學生的能力，但是有關電學實驗器材的選取和電路設計又恰恰是學生的難點，無直接公式可套，在設計電路實驗時，由于受所給器材以及測量的準確度等各種因素的限制和相互制約，要使電路符合實驗要求，往往需要經過多次的估算，根據實驗目的，設計出合適的電路。

二、電路實驗需估算的物理量和要求

電路實驗設計過程中的估算，猶如拄著拐杖涉水過河，邊試探邊前進。方法是先假定一些量值以后，再估算結果是否符合要求，如果不符合則再假定另一些量值重新估算，直到符合要求為止。

需估算的物理量一般有：電路中各元件的電流、電壓以及電流、電壓的變化范圍；各電表的讀數以及電表指針在表盤上的位置等等，估算得到的數值可為電路設計提供參考數據。

估算的一般要求是：從器材的安全考慮，各電流、電壓不能超過其額定值；為使電表的讀數較為準確，對于電流表和電壓表，其電表的指針應有較大的偏轉，對于歐姆表，其電表的指針應在表盤中心值附近；電路的系統(tǒng)誤差要小等等。這些要求往往都要綜合考慮。

三、用估算的方法設計電路實驗的實例

例1. （2006年全國高考）現要測量某一電壓表 的內阻。給定的器材有：待測電壓表 （量程2V，內阻約4 kΩ）；電流表 （量程1.2 mA，內阻約500Ω）；直流電源E （電動勢約2.4 V，內阻不計）；固定電阻3個：R1=4 000Ω，R2=10 000Ω，R3=15 000Ω；電鍵S及導線若干。

要求測量時兩電表指針偏轉均超過其量程的一半。

（1）試從3個固定電阻中選用1個，與其他器材一起組成測量電路，并在虛線框內畫出測量電路的原理圖。（要求電路中各器材用題中給定的符號標出。）

（2）電路接通后，若電壓表讀數為U，電流表讀數為I，則電壓表內阻RV = 。

思路與解答：（1）待測電壓表的讀數即為其兩端的電壓U，如果再測出通過該電壓表的電流IV，即可由歐姆定律求得其內阻RV=■。

為了確定選用哪一個電阻，可以先估算通過待測電壓表的電流值。

根據待測電壓表的量程和其內阻的大約值，由歐姆定律，可以估算出待測電壓表的指針滿偏轉時，通過待測電壓表的電流值大約為■=0.5mA。

如果用量程為1.2 mA的電流表去測量0.5 mA 的電流，電流表的指針偏轉將達不到其量程的一半，即不能選用1.2 mA的電流表直接測量通過待測電壓表的電流。

為了使電流表的指針有較大的偏轉，可將一電阻與電壓表并聯(lián)，增加一電流支路。這時需要估算應該并聯(lián)哪一個電阻。

①如果用電阻R1與待測電壓表并聯(lián)，這兩者并聯(lián)的電阻值約為2kΩ，再加上電流表的電阻后，電路的總電阻約為2.5kΩ，接上2.4V的電源電壓后，由閉合電路歐姆定律，可估算出電路的總電流略小于1mA，這個電流接近電流表的量程；由分流原理可知，通過待測電壓表的電流略小于0.5mA，其指針也接近滿偏轉，都符合題意要求。

綜上所述，符合題意要求的電路如圖1所示。

②如果用電阻R2與待測電壓表并聯(lián)，這兩者并聯(lián)的電阻值約為286，再加上電流表的電阻后，電路的總電阻約為786，接上2.4V的電源電壓后，電路的總電流約為■≈3 mA，這個電流已大于電流表的量程，即不能用電阻R2與待測電壓表并聯(lián)。

因電阻R3大于電阻R2，也不能用電阻R3與待測電壓表并聯(lián)。

（2）在圖1中，■=R并，而■=■+■

解得 RV=■

例2. （2000年全國高考）從下表中選出適當的實驗器材，設計一電路來測量電流表的內阻，要求方法簡捷，有盡可能高的測量精度，并能測得多組數據。（見24頁表格）

（1）畫出電路圖，標明所用器材的代號。

（2）若選測量數據中的一組來計算，則所用的表達式 ，式中各符號的意義是 。

思路與解答： （1）電流表A1的讀數即為通過電流表A1的電流I，如果再測出電流表A1兩端的電壓U，即可由歐姆定律求得其內阻r =■。

（上接第18頁）

為了測出電流表A1兩端的電壓，需要估算其電壓的大約值。

根據待測電流表A1的量程和內阻的大約值，由歐姆定律，可以估算出電流表A1的指針滿偏轉時，電流表A1兩端的電壓值大約為10 mA×40Ω=400 mV。

如果用量程為10 V的電壓表去測量400 mV電壓，電壓表的指針偏轉太小，測量精度不高，即該實驗不能選用電壓表V測量電流表A1兩端的電壓。

而電流表A2指針滿偏轉時，電流表A2兩端的電壓為500μA ×750Ω=375 mV，如果將電流表A2作為電壓表用，則其電壓量程為375 mV，因這個數值接近400 mV，較為合適，即可以選A2作為電壓表，用來測量A1兩端的電壓。

根據題中“能測得多組數據”的要求，滑動變阻器應接成分壓式接法。

所設計的電路如圖2所示。

（2）所求的表達式為r1=■，式中I1表示通過電流表A1的電流，I2表示通過電流表A2的電流，r2表示電流表A2的電阻。

四、結束語

估算是一種方法，是設計電路最基本的方法。在實際的問題中，可供選擇的器材更多，能夠運用的電學知識也會更豐富，而要設計出符合實驗要求的電路，創(chuàng)造性地解決實驗設計的問題，總離不開估算。隨著新課改的展開和深入，電學設計性實驗將是學生專研精神和探究能力的反映。

估算可體現能力。為得到正確的結果，先假定的量不同，估算的量不同，會有簡繁程度的不同。上述例子中的思路也并不是唯一的。在估算的過程中，需要思考，需要分析判斷，需要運用知識，可體現多種能力。

估算可反映過程。參與者為完成一個任務，需要多次判斷自己的方案是可行的還是不可行的，才能確定下一步的做法，這其中的感受與通常做題的感受是不同的，在解決問題的過程中需要嘗試多種方案，而在嘗試的過程中將會獲得各種感受，從新課程的理念來看，這是十分重要的。

參考文獻：

[1] 丁鋼.高中物理實驗手冊[M].南寧：廣西教育出版社，2004.

[2] 康翔，丁鋼.金榜教練[M].廣州：世界圖書出版公司，2010.

第3篇：電路設計的方法范文

關鍵詞：數字電路與邏輯設計；教學方法；教學質量

1 課程的現狀

在高速發(fā)展的電子產業(yè)中數字電路具有較簡單又容易集成的特點，是集成電路設計的基礎。數字電路又是現代電子技術、計算機硬件電路、通信電路、信息與自動化技術的基礎。因此，《數字電路與邏輯設計》是電子、通信、計算機、自動化等專業(yè)的重要基礎課程，其理論性和實踐性很強。

在當今信息數字化時代，隨著CMOS工藝的發(fā)展，式子電子技術中TTL的主導地位被撼動。在工程實踐中，數字電路的文本描述已逐漸取代圖形描述。FPGA/CPLD器件的大量應用，也改變了數字系統(tǒng)的設計理念、設計方法，使數字電子技術開創(chuàng)了新局面，不僅規(guī)模大，而且將硬件與軟件結合，使器件的功能更加完善，使用更靈活。因而，數字電路的教學內容也需要不斷更新與改進，已適應人才培養(yǎng)的需要。

對以電工基礎及電子電路為基本的理論基礎知識，由于其邏輯性極強、極具抽象性、并枯燥無味，對該門課程有極大興趣的學生不多，大部分學生都感到難學、學不懂、不會學，對各種電子產品的結構特別是在電路結構、電路工作原理分析方面，更是覺得困難重重。由于缺乏學習興趣，學生的學習純粹是―種被動學習，也就是為了應付考試，最終的教學目的很難達到。

目前，大部分年輕老師都是直接從學生轉變?yōu)槔蠋煹?。在講授這門課之前完全沒有任何教學經驗，更談不上實踐經驗了。所以在教學過程中只是在簡單完成教學任務，照搬書上的內容，沒有將這門課程與當今科研技術結合起來，對激發(fā)學生的學習興趣也并未起到積極的作用。在學校，數字電路與邏輯設計分為兩部分教學，分別為理論知識與實驗操作。大部分老師只承擔某一部分的教學工作，很少同時從事兩部分的教學工作。這樣的話，會使理論與實踐脫節(jié)，老師各講各的，學生的學習效率也會相應降低。因此，教師應該重視這一狀況。教師是否了解當前學科技術的前沿，能否更多地將當前新工藝、新電子元件、新儀器產品的使用等內容融入課堂教學是至關重要的。

考慮到上述現狀，針對學校專業(yè)特點和有關課程設置，改革數字電路與邏輯設計課程體系已經成為大家的共識。

2 提高教學質量和效果的策略

2.1 學生學習興趣的培養(yǎng)與提高

課堂教學是學校教育的基本途徑，面對有些學生注意力不夠集中，自律能力較弱的狀況，怎么樣使自己的講課更有吸引力，激發(fā)學生的學習興趣，這是很多教師關心的問題。針對以上問題，具體實施方案如下：

調研。采用無記名答卷調查以及課間交談等方式，及時了解學生心理狀態(tài)和學習狀態(tài)信息，對學生的電路基礎知識、學習興趣、知識獲得取向等進行統(tǒng)計和分析，為制定合適的教學計劃、選取恰當的教學內容和教學方式打下基礎。充分了解學生的心理狀態(tài)和學習狀態(tài)、現有的教學條件和實驗條件，為課程教學質量的提高提供理論依據。

激發(fā)動機，學以致用。具體內容的授課過程中，盡量將理論內容和實際結合，尋找與人們實際生活息息相關的數字電路，讓學生有種數字電路就在身邊的感覺，拉近與數字電路的距離，而不是將數字電路作為一門距離很遠的知識來學。

營造生動活潑的學習氣氛。不論是在課堂教學中還是課后與同學們的交流中，盡量從學生的角度出發(fā)，走到學生身邊，拉近與學生的距離，在教學過程中穿插一些幽默的語氣，適當的讓學生放松。

創(chuàng)設問題情境，讓學生廣開思路。在教學過程中，不是老師一味的講，適當的時候可以引導學生，讓學生自己思考。

關注學習過程，讓學生品嘗成功。積極關注學生參與學習的程度是教學成功的重要因素。沒有學生積極參與的教學應該是失敗的。教師在關注學生的同時，要積極創(chuàng)設機會讓學生體驗成功的。

2.2 教學過程中教學相長的互動性教學模式研究

這其實是一個在教學過程中以誰為主的問題，也是很多教師一直在探索的問題，大學專業(yè)課程基礎較寬、內容較豐富，要完全實施互動式教學模式會與課堂人數眾多以及課時的限制之間發(fā)生矛盾。目前一般數字電路基礎及專業(yè)基礎課程的教學，基本仍采用教師詳細講解每個知識點和例題的模式，這是解決上述矛盾的最方便直接但卻不是最好的方法。鑒于課時的限制，挑選合適的內容和時間逐步進行互動式教學還是切實可行的。除此之外，最大限度地將重要知識點、特別是在工程實際和深造過程中應用較多的知識點以應用實例體現出來，解決學生“有沒有用”和“怎樣用”的疑問，也調動起學生的學習積極性；條件允許還可進行實物演示，或提供多媒體材料（如教學錄像、flash等）、書面參考資料及電子資源，引導學生掌握科學的學習方法和嚴謹的科研思維方式，達到互教互學、學有所用、輕松愉快的學習效果。

在“教”環(huán)節(jié)，充分借鑒現有教改科研成果，形成本課程特色的教學方式，并在內容上恰當加入相關專業(yè)領域的科研成果、科研思想來豐富理論內容、拓寬知識面以掌握本專業(yè)領域發(fā)展現狀與趨勢，力求把枯燥無味的理論公式、物理概念和科研思路通過具體的數字電路實例表現出來；在“學”環(huán)節(jié)，積極引導學生在掌握好理論知識前提下，發(fā)展分析和設計數字電路的能力，形成“學有所用、學以致用”的科研思維方式，選取合適的內容在合適的時機采取學生分組討論并鼓勵他們走上講臺講述各自的理解，教師則加以肯定和補充，從而增強學生的學習積極性，逐步形成互動式教學模式。

對這門課程的知識體系、教學方法作進一步的研究，充分利用網絡資料，掌握數字電路領域發(fā)展現狀和趨勢，了解并借鑒相關學科的現有科研成果，并恰當運用于本課程教學過程、課后習題布置以及課程考核過程中，使其跟得上科學發(fā)展的步伐。借鑒國內外高校的先進教學模式，充分調動學生的學習積極性，選擇內容進行分組討論并鼓勵學生走上講臺、輔以教師補充，建立教學相長的互動性教學模式。

2.3 課程設計強化實踐能力的研究

本課程的突出特點是其應用性和工程實踐性，因此需要通過各種實踐教學手段和措施提高學生的認知和應用能力。在課程快結束時可安排課程設計環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生運用課程中所學到的理論知識與實踐技能，獨立地解決實際問題。可以設計傳統(tǒng)的一些數字電路，例如：聲控器、溫控器、交通控制燈、序列碼發(fā)生器和頻分計等。學生也可以發(fā)揮自己的創(chuàng)造力對這些題目進行改進，擴展它們的功能，或者學生可以對自己感興趣的數字電路進行研究以及利用所學知識設計某種功能的數字電路。通過課程設計，提高學生獨立進行電路調試和分析能力，培養(yǎng)學生接受新事物的能力，開發(fā)學生運用所學知識解決實際問題的技能。

根據教學大綱要求，課程配套實驗屬于驗證性實驗，這對學生科研動手能力和知識掌握程度的要求并不高，而學生對不同知識點或實驗的掌握理解和興趣不盡相同，對課程中物理概念的理解以及是否需要更深入探索的需求也不一樣，因此按照學生的上課情況及基礎掌握程度進行分組課程設計，并針對各組按情況給出難度適中的課程設計題目或要求，通過團隊合作來設計數字電路系統(tǒng)并對實驗現象進行解釋和解決，這樣非常有助于學生加深理論知識理解和鍛煉理論聯(lián)系實踐、團隊協(xié)作的能力。

大量引入實際范例以激發(fā)學生的學習興趣，從而讓學生從被動學向主動學轉變，鼓勵學生積極思考、勇于探索、勤于實踐，利用所學理論知識，能對實際應用進行分析和解釋，從而加深對課堂理論知識的理解，達到“在課堂上學理論，在實踐中習真知”的效果；通過增加課程設計環(huán)節(jié)培養(yǎng)學生設計特定功能器件的能力。

2.4 合理靈活的考試機制探索

歷年的考核方法教師沿用了期末結合平時成績的形式，期中成績占30%，期末成績占70%。從歷年的教學經驗來看，這種考核機制存在嚴重的弊端。許多學生為了能拿到高的平時分，相互抄襲現象非常嚴重，但是老師在認定抄襲上相當困難，所以不能單純從作業(yè)情況來評定一個學生的平時成績。很多學生平時不認真預習，上課不認真聽講，課后不認真復習，為了應付期末考試，到考前臨時抱佛腳，把過多的時間和精力放在套題和猜題上。集中考前幾天時間把歷年試卷看下，有的甚至直接背下答案。這樣的話，這門課的學習以及教學目的并未真正達到。而且這種考試機制下，會導致老師在教學過程中想到的只是怎么提高學生的期末成績，素質教育已拋到腦后?；谏鲜銮闆r，教師改變這種傳統(tǒng)的考核機制，結合多種考核形式，綜合評定學生，具體方案如下：擴到平時成績的比例，可適當擴到50%，平時成績包括平時作業(yè)、課堂測驗、設計作業(yè)以及附加分。不單純的以作業(yè)情況計算平時成績，而是在教學過程中，隨機的進行課堂測驗，當場交，將每次測驗成績計入平時分；在結束這門課程之后，學生利用所學知識對某個實際數字電路進行分析或者設計某個數字電路，以大作業(yè)的形式上交，并計入平時成績；最后，還可以在課堂練習的時候，給優(yōu)先得到正確結果的學生相應獎勵，比如平時分加5分。在期末考試出卷上，可以邀請外校相關學科的老師出卷，這樣避免每年試卷題目都相似，也遏制學生背題、猜題的想法。

第4篇：電路設計的方法范文

【關鍵詞】　供配電；設計；短路計算；簡化方法

中圖分類號：TM71文獻標識碼：A文章編號：1006-0278(2012)04-138-02

短路計算是根據迭加原理，將短路電流計算歸結為短路點同電源點輸入阻抗和短路點同電源點之間轉移阻抗的計算，通過網絡的等值變換和化簡，求取輸入阻抗和轉移阻抗，利用電流分布系統(tǒng)來確定電流分布，通過對稱量法求解系統(tǒng)各元件的序阻抗，再根據不對稱短路的不同類型，列出邊界方程，以求得短路點的電壓和電流的各序分量。

一、短路電流計算條件

1.假設系統(tǒng)有無限大的容量.用戶處短路后,系統(tǒng)母線電壓能維持不變.即計算阻抗比系統(tǒng)阻抗要大得多。

具體規(guī)定：對于3~35KV級電網中短路電流的計算,可以認為110KV及以上的系統(tǒng)的容量為無限大。只要計算35KV及以下網絡元件的阻抗。

2.在計算高壓電器中的短路電流時,只需考慮發(fā)電機、變壓器、電抗器的電抗,而忽略其電阻；對于架空線和電纜,只有當其電阻大于電抗1/3時才需計入電阻,一般也只計電抗而忽略電阻。

3. 短路電流計算公式或計算圖表,都以三相短路為計算條件.因為單相短路或二相短路時的短路電流都小于三相短路電流.能夠分斷三相短路電流的電器,一定能夠分斷單相短路電流或二相短路電流。

二、供配電系統(tǒng)短路計算實現原理

根據電力系統(tǒng)分析課程可知,短路計算是用對稱分量法進行的。首先假設網絡是線性的,即系統(tǒng)各元件參數是恒定的。

應用疊加原理,將三相網絡分解為正、負、零序三個網絡。并假定正常情況下網絡是對稱的,即三個序網是各自獨立的。然后,再應用疊加原理,將各序網的電壓、電流分解為正常分量和故障分量。最后,根據故障點故障類型的邊界條件,將三個序網連成一個完整的網絡,應用線流電路理論,計算出三個序網電壓和電流的故障分量,再與正常分量相加,得到三序電壓、電流的實際值。有三序電壓和電流就可以計算出三相電壓和電流。應用戴維南定量,可以求得三個序網相對于故障點的電壓方程，求得各節(jié)點的三序電壓后,就可以計算出各支路的三序電流和三相電流。

三、簡化計算法探討

即使設定了一些假設條件,要正確計算短路電流還是十分困難,對于一般用戶也沒有必要.一些設計手冊提供了簡化計算的圖表.省去了計算的麻煩.用起來比較方便.但要是手邊一時沒有設計手冊怎么辦? 還有一個問題就是短路點的總電抗如何得到?例如:區(qū)域變電所變壓器的電抗、輸電線路的電抗、企業(yè)變電所變壓器的電抗,等等。

一種方法是查有關設計手冊,從中可以找到常用變壓器、輸電線路及電抗器的電抗標么值。求得總電抗后,再用以上公式計算短路電流。設計手冊中還有一些圖表,可以直接查出短路電流。下面介紹一種 簡化的短路計算方法。

（1）系統(tǒng)電抗的計算

系統(tǒng)電抗，百兆為一。容量增減，電抗反比。100除系統(tǒng)容量

例：基準容量 100MVA。當系統(tǒng)容量為100MVA時，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/100＝1

當系統(tǒng)容量為200MVA時，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/200＝0.5

當系統(tǒng)容量為無窮大時，系統(tǒng)的電抗為XS*=100/∞＝0

系統(tǒng)容量單位：MVA

系統(tǒng)容量應由當地供電部門提供。當不能得到時，可將供電電源出線開關的開斷容量

作為系統(tǒng)容量。如已知供電部門出線開關為W-VAC 12KV 2000A 額定分斷電流為40KA。則可認為系統(tǒng)容量S=1.73*40*10000V=692MVA, 系統(tǒng)的電抗為XS*=100/692＝0.144。

（2）變壓器電抗的計算

110KV, 10.5除變壓器容量；35KV, 7除變壓器容量；10KV{6KV}, 4.5除變壓器容量。

例：一臺35KV 3200KVA變壓器的電抗X*=7/3.2=2.1875

一臺10KV 1600KVA變壓器的電抗X*=4.5/1.6=2.813

變壓器容量單位：MVA

這里的系數10.5，7，4.5 實際上就是變壓器短路電抗的％數。不同電壓等級有不同的值。

（3）電抗器電抗的計算

電抗器的額定電抗除額定容量再打九折。

例：有一電抗器 U=6KV I=0.3KA 額定電抗 X=4% 。

額定容量 S=1.73*6*0.3=3.12 MVA. 電抗器電抗X*={4/3.12}*0.9=1.15

電抗器容量單位：MVA

（4）架空線路及電纜電抗的計算

架空線：6KV，等于公里數；10KV，取1/3；35KV，取 3％0

電纜：按架空線再乘0.2。

例：10KV 6KM架空線。架空線路電抗X*=6/3=2

10KV 0.2KM電纜。電纜電抗X*={0.2/3}*0.2=0.013。

這里作了簡化，實際上架空線路及電纜的電抗和其截面有關，截面越大電抗越小。

（5）短路容量的計算

電抗加定，去除100。

例：已知短路點前各元件電抗標么值之和為 X*∑=2, 則短路點的短路容量

Sd=100/2=50 MVA。

短路容量單位：MVA

（6）短路電流的計算

6KV，9.2除電抗；10KV，5.5除電抗; 35KV，1.6除電抗; 110KV，0.5除電抗。

0.4KV，150除電抗

例：已知一短路點前各元件電抗標么值之和為 X*∑=2, 短路點電壓等級為6KV,

則短路點的短路電流 Id=9.2/2=4.6KA。

短路電流單位：KA

（7）短路沖擊電流的計算

1000KVA及以下變壓器二次側短路時：沖擊電流有效值Ic=Id, 沖擊電流峰值ic=1.8Id

1000KVA以上變壓器二次側短路時：沖擊電流有效值Ic=1.5Id, 沖擊電流峰值ic=2.5Id

例：已知短路點{1600KVA變壓器二次側}的短路電流 Id=4.6KA，

則該點沖擊電流有效值Ic=1.5Id,＝1.5*4.6＝7.36KA,沖擊電流峰值

第5篇：電路設計的方法范文

關鍵詞：路面結構；路面模型；道路氣候區(qū)劃；計算荷載；設計標準

中圖分類號： S611 文獻標識碼： A

蘇聯(lián)對柔性路而設計法的研究有相當長的歷史。大約在1920年前后，很多研究人員就從事這方面的工作，發(fā)表了多篇論文。蘇聯(lián)解體后，他的瀝青路面設計理論和方法在蘇聯(lián)的理論和方法基礎上又有了進一步的發(fā)展。我國對瀝青路面設計研究的歷史并不長。解放前，采用過CBR法，解放后我國的瀝青路面一直沿用前蘇聯(lián)的公式和參數，后來經過我國科研工作者的研究，我國的瀝青路面設計方法逐步完善起來，所以我國和俄羅斯的瀝青路面設計理論和方法有很強的可比性。

1.路面結構

在多層體系中俄羅斯的柔性路面結構可分為以下幾個主要層次：面層、基層和墊層。面層承受行車荷載作用和氣候因素變化的侵蝕損害，具有一定強度，且平整、耐磨、抗滑，高溫時能抵抗塑性變形，低溫時能抵抗低溫開裂，并保障必要的運營質量?；鶎又饕鸪兄刈饔?，同面層結構一起起到分擔和減弱傳遞到墊層或土層的壓力。墊層與面層和基層一起保障道路結構的強度、抗凍性、和排水的要求。另外，俄羅斯路面面層的材料和我國也是相似的，均由各種瀝青混合料組成。

但俄羅斯的瀝青路面的基層由瀝青、水泥、石灰、綜合穩(wěn)定或其他粘結料穩(wěn)定土和道路建筑材料及由集料（碎石、工業(yè)廢渣、卵石等）組成，主要結構類型為柔性結構，而我國的瀝青路面基層除了有瀝青混合料和級配碎石等組成柔性結構外，還有由水泥、石灰、綜合穩(wěn)定或其他粘結料穩(wěn)定土組成的半剛性結構。另外，俄羅斯地處北方地區(qū)，氣候比較寒冷，國土大多處在多年凍土地區(qū)和其他氣候條件惡劣的地區(qū)，所以他們的墊層多選用高效保溫材料鋪設隔溫層。

2.路面模型

我國和俄羅斯路面結構的模型仍采用國際上通用的線彈性層狀半空間體。把路面結構當作一種多層的線彈性體系，其中各層材料以回彈模量和泊松比表征。材料假設為均質的、各向同性的。各層在水平方向尺寸是無限的，垂直方向則具有一定的厚度。各層之間的接觸情況可根據材料的性質、施工情況和環(huán)境，選用完全連續(xù)(具有足夠的摩阻力)或完全滑動(層間的摩阻力為零)或部分滑動(具有部分摩阻力)土基為均質的半無限體。

3.道路氣候區(qū)劃

3.1 俄羅斯道路氣候分區(qū)

俄羅斯國土遼闊，為了使瀝青路面經久耐用，將全國分為5個自然氣候區(qū)，如表1所示。

表1 俄羅斯道路氣候分區(qū)

氣候區(qū)域 分類 備注

Ⅰ 凍土地帶 永久性凍土地帶

Ⅱ 森林地帶 中等氣候區(qū)，過濕地區(qū)

Ⅲ 森林―無樹的大草原地帶 個別年度里相當潮濕的地區(qū)

Ⅳ 無樹的大草原地帶 一般潮濕的地區(qū)

Ⅴ 半沙漠―干燥無樹的大草原地帶 干燥地區(qū)

3.2 我國道路氣候分區(qū)

我國地域遼闊，又是一個多山國家。我國“公路自然區(qū)劃”分三級進行區(qū)劃，首先將全國劃分為多年凍土、季節(jié)凍土和全年不凍土三大地帶，然后根據水熱平衡和地理位置，劃分為凍土、溫潤、干濕過渡、濕熱、潮暖和高寒7個大區(qū)，如下表2所示。

表2 中國道路氣候分區(qū)

氣候區(qū)域 分類

Ⅰ 北部多年凍土區(qū)

Ⅱ 東部溫潤季凍區(qū)

Ⅲ 黃土高原干濕過渡區(qū)

Ⅳ 東南濕熱區(qū)

Ⅴ 西南潮暖區(qū)

VI 西北干旱區(qū)

VII 青藏高寒區(qū)

二級區(qū)劃是在每個一級區(qū)內，再以潮濕系數為依據，分為6個等級。除了這6個潮濕等級外，還結合各個大區(qū)的地理、氣候特征(加雨季、冰凍深度)、地貌類型、自然病害等因素，將全國分為33個二級區(qū)和18個二級副區(qū)。三級區(qū)劃是二級區(qū)劃的具體化．劃分的方法有兩種，一種以水熱、地理和地貌為依據，另一種是以地表的地貌、水文和土質為依據，由各省、自治區(qū)自行劃定。

4.計算荷載

4.1等效荷載

我國在理論研究中采用的計算荷載為與雙輪組荷裁相當的直徑為2d、圓心距為3d的兩個圓形均布荷載（d為接觸面當量圓半徑:0.213m）也采用單圓荷載當量直徑為D（0.302m）；俄羅斯采用的計算荷載為計算直徑為DH的單圓均布荷載。

4.2標準軸載

路上行駛的車輛類型多種多樣，軸載大小不同，在計算累計交通量改累計軸數時，首先必須選擇一種標準車型或標準軸載，其它車型或軸載的累計數則按等效原則換算為標準車型或標準軸載的累計數。隨著我國公路運輸事業(yè)和汽車工業(yè)不斷發(fā)展，汽車型號將是繁雜而多變的，無法使“標準車型”固定下來，所以在柔性路面設計中采用標準軸載；一般情況下采用Bzz―10(10噸軸載，雙輪組單軸軸載100KN)作為標準軸，對于三、四級路也可采用Bzz―6(6噸軸裁)。對于廠礦道路和專用線則以該路線通行的主要車型作為標準車。

表3 俄羅斯標準軸載

車型類別 軸載上最大荷載（kN） 面層平均計算壓力（MPa） 輪跡計算直徑（m）

A組 載貨汽車 100 0.6 0.33

公共汽車 110 0.6 0.35

B組 載貨汽車 60 0.5 0.28

公共汽車 70 0.5 0.30

俄羅斯在計算道路結構物的強度時，對標準軸載和車型有比我國更為詳細地規(guī)定。道路結構強度按在最不利季節(jié)行車道上行駛標準軸載的作用次數進行，雙軸汽車荷載的標準軸載100KN，三軸汽車荷載的標準軸載為110KN，公共汽車標準軸載位110KN。作為計算荷載對路面作用的特征參數對路面的特征參數按表3中的A組車型取值。對Ⅳ和Ⅴ級道路、城市道路、地方級道路、工礦用道及鄉(xiāng)村道路，在計算道路結構強度時，在行車道上行駛的汽車主要為：雙軸汽車，標準靜軸載為60kN，三軸汽車標準軸載為70kN。作為計算荷載對路面作用的特征參數按表3中的B組車型取值計算。

另外，俄羅斯在道路上的超載問題也有明確的規(guī)定。俄羅斯在設計服務于國民經濟建設的道路，在計算時，取道路工作的最不利季節(jié)，按汽車的最大載重計算。此時，作用在A組或B組或運輸工具上的軸載不超過標準軸載的20%，而超載的汽車和運輸工具有不超過貨車和汽車（電車）總交通量的5%，在計算時按標準軸載進行。我國的規(guī)范中，計算時只按標準軸載進行，并未對超載問題有明確的規(guī)定。

5.設計標準

5.1我國的設計標準

我國的瀝青路面設計采用以下三個強度標準：

（一）為控制路基路面結構的總變形，防止沉陷、車轍、“彈簧”、網裂等整體強度不足的損環(huán)，采用彎沉設計指標――路基路面結構表面允許回彈彎沉值，此值應大于該表面在垂直荷裁作用下實際可能發(fā)生的回彈彎沉值，即，其中按經驗公式計算，則由彈性層狀體系理論計算求得。

（二）為防止瀝青面層和其他整體性結構層疲勞開裂而采用的指標――瀝青面層和整體性結構層底面的容許彎拉應力。此值應大于該結構層在垂直荷載作用下實際可能產生的最大彎拉應力，即，式中根據室內試驗和現場調查結果所得歐經驗公式計算求得，則由彈性層狀體系理論計算。

（三）為防止瀝青面層在高溫情況下出現擁包、推擠及剪裂而采用的指標――面層容許剪應，此值應大于汽車垂直荷載和水平荷載綜合作用下面層破裂面上可能發(fā)生的剪應力，即，其中根據室內試驗和現場凋查結果所得的經驗公式計算，則由彈性層狀體系理論計算求得。

5.2俄羅斯的設計標準

俄羅斯的強度計算遵從三個標準：土的剪應力標準和軟弱材料組成的結構層的剪應力標準、板體結構的彎拉應力標準和整個道路結構層的彎沉標準。

俄羅斯的設計方法在進行強度計算時引入了可靠度的概念，即道路結構在大修期內不間斷工作的概率，其中間斷工作的概念是道路結構的工作狀態(tài)及相應于這種狀態(tài)在早于規(guī)范所要求的使用期限內進行大修的強度系數。一般情況下容許可靠度水平根據道路等級、結構的面層類型（查表4）確定，且容許可靠度水平決定道路結構在大修期末的強度系數最低值。在可靠度水平不同于表4中所確定的數值時，強度系數Knp最小值由圖1中的曲線確定。

表4 可靠度水平KH與強度系數Knp

道路結構和路面類型 道路等級 KH Knp

鋪設等級路面的高等級道路結構 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲn、Ⅰc 0.95 1.0

Ⅲ、Ⅳn、Ⅱc 0.90 0.94

鋪設等級路面的簡易道路 Ⅲ、Ⅳ、Ⅳn、Ⅱc 0.85 0.90

過渡性道路結構 Ⅳ、Ⅴ、Ⅱc、Ⅲc 0.60 0.63

如果土中某點沒達到剪切極限平衡狀態(tài)，則在土中和軟弱材料組成的結構層就不會產塑性變形。如果重復荷載彎拉應力沒有超過考慮疲勞現象所確定的板體結構層材料的允許應力，則該板體結構的連續(xù)性不會受到破壞。如果彎沉（概括性的近似特征量）不超過規(guī)范規(guī)定值，則道路結構在外力和自然因素的共同作用下能可靠的工作。彎沉的規(guī)范規(guī)定值，是根據實驗結果和研究道路結構在各種條件下的使用經驗后確定的。當道路服務于軸載等于或超過100KN的特種運輸工具時，允許不按彎沉計算道路結構。

圖1 可靠度水平KH和強度系數Knp之間的關系

按各種強度標準計算的順序可以是任意的。但當遠景荷載作用密度較大且土的濕度較?。ㄍ林泻?，為土的液限），從彎沉計算開始較為合理，而當遠景荷載作用密度較小且土中濕度較大，則按土中剪應力計算開始較為合理。

如果按每一強度標準的強度系數大于或等于Knp，則認為道路結構是堅實的。Knp按所設計的道路結構所要求的可靠度水平圖1確定，結構的選擇應建立在滿足強度條件要求的幾個結構經濟對比結果的基礎上的。在方案比選時可能出現按某一強度標準的強度系數大大超過Knp；在經濟指標相等時，應選取所有強度系數平均值較大的結構方案。

按允許彎沉值計算道路結構：

如果，則認為道路結構滿足可靠度的要求和按彎沉標準的強度。

其中：

――道路結構的強度系數，根據容許可靠度水平按圖1或表4確定；

――道路結構的總彈性模量；

――由道路結構的重要性、路面類型、還在作用密度確定道路結構所應具有的彈性模量。

按路基土中的剪切計算道路結構：

如果，則在路及土中不會產生剪切移動。

其中：

――強度系數的最小值，在考慮可靠度水平的情況下按圖1確定；

――由土中粘結力所決定容許剪切應力；

T――在瞬間和長時間的荷載作用下在土中產生的剪應力，該剪應力理解為剪切應力和由土的內摩擦角所提供的阻力之差。

板體結構的彎拉應力標準：

板體形式的道路結構層由石油瀝青混凝土、煤瀝青混凝土、綜合穩(wěn)定土或無機結合料穩(wěn)定土等組成，在重復瞬時荷載作用下產生彎拉時不應導致材料結構的破壞和產生裂縫，即應滿足條件：

其中：

――有可靠度水平決定的強度系數（參看圖1和表4）；

――考慮疲勞現象的某層材料允許極限拉應力；

――須要計算的某層的最大拉應力

6. 結論

通過對比中俄兩國設計理論，其異同點主要有以下幾點：

1.中俄路面結構組成相似，都由面層、基層和墊層組成，在結構類型上俄羅斯以柔性為主，我國以半剛性為主；

2.中俄路面結構模型都采用線彈性層狀半空間體；

3.在氣候分區(qū)上，我國較為細致一些；

4.在等效荷載上我國為單圓荷載和雙圓荷載都使用，俄羅斯為單圓荷載；標準軸載上俄羅斯規(guī)定細致一些；

5.設計標準上中俄大同小異，都以彎拉應力、彎沉和剪應力為控制標準。

我國高速公路的建設起步晚，本文希望通過中俄道路設計理論的對比，分析異同點，以便指導對俄羅斯修路技術的引進吸收，服務我國的公路建設事業(yè)。

7．參考文獻

[1] 沈金安.國外瀝青路面設計方法總匯[M].人民交通出版社,2004.

第6篇：電路設計的方法范文

[關鍵詞]激勵器 穩(wěn)壓電源 恒流源電路 過流保護 解決方案

在無線電視信號的傳送過程中,電視發(fā)射機是主要設備,起著不可替代的作用。它將視頻信號與伴音信號進行載頻調制并放大到一定的功率,然后把已調波高頻振蕩經雙工器送到天線,再以電磁波的形式輻射出去,發(fā)射機的功率越大電視信號的覆蓋范圍越廣。電視發(fā)射機由激勵器、功放單元、主控單元、電控單元、開關電源、無源部件、冷卻系統(tǒng)組成。其中激勵器的±12V穩(wěn)壓電源至關重要,穩(wěn)壓電源的性能好與不好,將直接影響電視圖像和伴音的質量,影響激勵器的正常工作,也將決定發(fā)射機的故障率的高低。

在實際工作應用中,我們發(fā)現激勵器±12V穩(wěn)壓電源電路存在兩個問題:一是其恒流源電路運行不穩(wěn)定;二是其“過流保護”時而干擾正常工作。

原發(fā)射機的±12 V穩(wěn)壓電源原理圖如圖1所示。

圖中的BG6、BG7、BG8組成恒流源電路,作為差分放大器BG13的負載電阻,同時也是復合調整管中BG10上的偏置電阻。在實際工作中, BG7、BG8(3CG1D)很容易損壞,致使±12V穩(wěn)壓電源故障率高,工作也極不穩(wěn)定。由于在電路中BG6(2DH100)為恒流管,用萬用表的電阻檔測量其兩個管腳的正反向電阻時,呈現二級管正反向電阻特性。BG6(2DH100)在電路連接中,相當于二極管“正極”的那個管腳接低電位,二極管“負極”的那個管腳接高電位,所以BG6在電路中工作時所呈現的內阻為無窮大,又由于BG6為恒流管,BG6的輸出電流在數值上也是恒定不變的,正因此,造成BG7、BG8(3CG1D)很容易損壞。

圖1

解決方案:基于以上分析,將BG7、BG8從電路板中焊下,將BG6改接在BG10的集電極和基極之間,相當于二級管正極的那個管腳接BG10的集電極,二極管負極的那個管腳接BG10的基極,這樣不僅避免了對BG7、BG8的損壞,也使恒流源電路運行更安全穩(wěn)定。

如圖2所示。

激勵器±12V穩(wěn)定壓電源在工作中還存在著開機瞬間或連續(xù)撥動電源開關時,經常出現電源本身發(fā)生“過流保護”現象,致使電源面板上的電表的表針反打,使發(fā)射機無法正常播出。經過對電路原理(如圖1)的分析和反復實踐,終于找到原因,是由于

圖2

過流保護電路中的C3上的電壓來不及泄放,致使BG11的基極處于高電位,使限流保護電路誤動作造成的。所以,當每一次發(fā)生故障的時,將C3用短路線短路一下,放一下電,±12V穩(wěn)壓電源即可正常。

第7篇：電路設計的方法范文

[關鍵詞]計算機；電路設計；分析；輔助；方法

中圖分類號：TP391.7；TN702 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0284-01

一、 計算機輔助電路設計的優(yōu)點

電路設計，是指按照一定規(guī)則，使用特定方法設計出符合使用要求的電路系統(tǒng)。在進行計算機輔助電路設計的過程中，主要是利用計算機能夠模擬的特點取締傳統(tǒng)采用搭接方式進行電路實驗的方法。利用計算機之后，可以在電路設計階段可以大量減少驗證電路正確過程中使用的時間和工作量，讓進行整個電路設計過程的進程比傳統(tǒng)電路設計的進程速度快得多，同時還保障了電路設計的效率。

在很多相關電路設計的專業(yè)軟件里面都會設置有電路設計中會涉及的許多參數數據庫以及圖形數據庫，在進行電路設計的時候，設計人員可以通過這些數據庫中選取到所需用到的電子元件模型，即使數據庫中沒有所需要的電子元件，也能電路設計之前在相關界面中設計出所需的電子元件模型，并設置其參數，然后再將其放入進對應數據庫中，很多電子元件都可以在數據庫中直接拿出來使用。另外在對電路板設計進行印刷的時候，也可以找到相關專業(yè)的印刷電路板設計的軟件，這些軟件可以對其電路設計中的電子元件間布線布局的自動進行，還可以起到后期處理的作用。在電路圖紙進行繪制的時候，也能使用專業(yè)的軟件進行制版?？傊?，在計算機的輔助下，讓電路設計更加簡便，大大縮短其設計周期，同時在一定程度上會可以節(jié)約電路設計的成本費用。

二、 計算機輔助電路設計的方法

設計一個完整的電路，并讓其實現一個功能，其前提就是要設計好一個完整有效的電路原理圖。通過計算機進行電路設計是非?？旖莸?，而且還能很容易的將設計好的電路進行再次的修改，通過計算機的相關軟件自帶的自動布線就能夠很容易的把電路原理圖生成電路板版圖。

1、 電路原理圖設計

首先設計人員通過調用電路設計軟件，建立新文件并對其命名，然后加載所需要的原理圖器件庫，因為在電路設計中電子元件的種類存在千差萬別的差距，所以有些時候所需要的元件在對應數據庫中沒有，所以設計人員就要通過元器件生成軟件或者電路設計軟件中自帶可以設計元器件的選項，創(chuàng)造出需要的元器件，然后根據設計電路構思的結構進行電路原理圖的設計，將有電性能元件的管教利用線連接起來，如果是總線電路就可以由一條總線連接，這樣可以有效減少線路太多所造成不必要的麻煩，而總線的兩端始終會分出很多條線，就有必要將其明確的標注，有節(jié)點的話在電路上應該必須標上節(jié)點，否則在后期電路查看和系統(tǒng)會將兩條線認為不相連。

在將電路原理圖設計完畢之后，就應該創(chuàng)建網絡表。網絡表是作為原理圖和印制線路版圖間的橋梁，只有通過網絡表才能將電路原理圖轉換為對應的電路板版圖。調用PCB圖生成軟件，在其加載相關的元器件庫，通過在禁止布線層上畫好PCB圖的外形，然后更改其自動布線，讓其達到前期的設計要求。通過自動布局命令將加載到PCB圖中的組件擺好，然后對其進行自動布線，該過程會需要一段時間，因為有的時候自動布線并不是完全合理有效的，所以在進行自動布線之后還要對其進行手工調整。

2、 電路板版圖設計

電路板廠都是按照用戶設計的PCB圖對電路板進行生產的，針對成型的一塊電路板，想要再制一塊或者多塊的話，就要利用計算機輔助進行電路設計了，通過形成的PCB圖再次進行電路板的生產。

利用刻度尺度量成型的電路板，將對應數據進行記錄后將數據輸入進計算機中，這類方法主要使用在線路簡單的電路板上，在線路上尋找一個點來作為原點，將電路板上的其他點一原點為參照，對照PCB圖左下角的橫縱坐標，將元器件放在對應的PCB圖上。而對于元器件較多且線路復雜的電路板則通常使用掃描儀將其數據輸入進計算機中，因為用尺度量就會太花費時間，且制作也會相比掃描儀粗糙，在對電路板進行掃描的時候也要注意正確的放置電路板的位置，不然會影響掃描效果。

三、結束語

計算機輔助電路設計的出現，讓電路設計擺脫了傳統(tǒng)以手工為主的設計方式，而且在使用計算機進行電路設計的時候，不僅節(jié)省設計時間，還能在電路設計出現錯誤的時候方便及時的對其進行修改，大大提升了電路設計的效率，還可以做大程度保障設計的電路產品的性價比。

參考文獻

[1]葉勇盛. 計算機輔助電路設計教學方法研究與實踐[J]. 職業(yè)教育研究，2010，03：90-91.

[2]王秀娟. 行動導向法在《計算機輔助電路設計》課程中的應用[J]. 科技信息，2010，30：618.

第8篇：電路設計的方法范文

關鍵詞 模擬集成電路設計；理論與實踐相結合；仿真實驗

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）30-0095-02

集成電路設計相關課程體系是各高等院校電子科學與技術、電子信息科學與技術等工科專業(yè)核心專業(yè)課程設置的重要組成部分，為大學生深入學習掌握集成電路設計的基本原理、分析方法、仿真方式等打下基礎。大多數理工科高校對電子類專業(yè)開設模擬集成電路設計和數字集成電路設計的課程，對學生進行綜合培養(yǎng)。對于模擬和數字集成電路設計，如果要深入到晶體管級進行分析和設計，那都必須進行原理的深入學習。而在現實工作中，數字集成電路設計主要是通過運用高級硬件電路描述語言基于門級對電路進行設計，晶體管級的原理分析只是理論基礎。模擬集成電路設計則必須完全深入晶體管級進行分析和設計，所以模擬集成電路設計更加繁瑣和復雜，對理論分析的要求也更高。

本文通過筆者多年來在模擬集成電路設計理論和實踐教學中積累的經驗和教學心得，對如何在繁瑣和復雜的教學中使學生更好地掌握知識體系進行探討。

1 教材的選擇

1.1 國外經典教材的參考

集成電路的設計國外特別是美國要領先中國幾十年的技術水平，如絕大多數高精尖端的芯片都是被INTEL、AMD、TI、ADI這樣的跨國巨頭所壟斷，在教學知識體系方面自然是美國的高校如斯坦福、加州大學等要比國內高校更加系統(tǒng)和完善。美國出版的多本教材更是被奉為集成電路設計的圣經，如拉扎維編著的《模擬CMOS集成電路設計》、艾倫編著的《CMOS模擬集成電路設計》等。但是即使是被奉為圣經的教材，雖然經典，也有其局限性。如拉扎維編著的《模擬CMOS集成電路設計》對電路的理論分析非常透徹且深入淺出，卻缺乏相應的仿真實驗來驗證其理論分析；而艾倫編著的《CMOS模擬集成電路設計》雖有部分仿真實驗來驗證其理論分析，但其理論分析又不如拉扎維的教材那么透徹和深入淺出。

1.2 國內教材的選擇

國內的高校雖然較國外高校而言在集成電路設計領域起步要晚，差距也很大，但是在近些年國家政策的大力扶持下，已經有了突飛猛進的發(fā)展。國內也有了幾本模擬集成電路設計知識講解得比較透徹的教材，比如：清華大學王自強編著的《CMOS集成放大器設計》就從簡單知識入手，講解淺顯易懂；東南大學吳建輝編著的《CMOS模擬集成電路分析與設計》分析比較透徹，講解自成體系。但是國內出版的教材也都缺乏相應的仿真實驗來驗證其理論分析。

針對國內學生在集成電路設計知識領域基礎比較差的現狀，可以選擇國內講解得比較簡單淺顯的教材為主線，并以國外經典教材為參考。

2 教學方法的改進

模擬集成電路設計作為電子科學與技術專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，比某些專業(yè)基礎課程如電路原理、數字電子技術、模擬電子技術等要難度更大，也更為繁瑣和復雜。如果按照傳統(tǒng)方式進行講解，或者說僅僅是按照教材進行理論分析和推導，那么學生很難對這門知識深入理解和掌握。因此，在教學理論知識的過程中，穿教材中沒有的、可以驗證其相應理論的仿真實驗，這樣能夠更好地使學生理解和掌握理論知識。

2.1 以HSPICE仿真實驗為輔助

SPICE是一種可以用于電路仿真的工具，大家所熟知的有PSPICE，它是一種可以適用于分立原件的電路仿真工具，而HSPICE是在集成電路設計領域專業(yè)使用的高精度的仿真工具。專業(yè)的集成電路設計公司和研究所都是使用UNIX或LINUX環(huán)境下的大型專業(yè)工具軟件進行集成電路設計仿真，而筆者所在高校因為在此領域起步較晚，專業(yè)開設也較晚，專業(yè)實驗室也并不具備，所以并不具備很好的實驗條件來進行實驗輔助教學。因為HSPICE具有可以在Windows環(huán)境下方便使用的小型版本的軟件，所以可以很方便地用在課堂教學中。

2.2 理論與實踐相結合教學

在繁瑣復雜理論分析和推導的過程中，不斷地穿HSPICE仿真，來驗證理論分析和推導的結果，可以讓學生顯著加深對理論的理解和掌握。HSPICE仿真部分的內容是清華、復旦、東南大學等高校教師出版的教材里面都沒有詳細講解的內容，也是他們課堂理論講解過程中不會涉及到的知識。而在筆者所在高校以HSPICE仿真實驗為輔助，結合理論教學后，取得了積極顯著的教學效果，學生對理論知識的理解和課程考試成績都得到了大幅度的提升。以2008級到2010級電子類專業(yè)的學生為例，模擬集成電路設計課程考試得優(yōu)率從22%提升到了43%以上，學生對此教學方法也是高度認同。

3 結束語

在我國大力實行人才戰(zhàn)略，強調人才培養(yǎng)的大環(huán)境下，筆者所在高校也響應國家號召，加強本科生培養(yǎng)，實施卓越工程教育，取得積極可喜的成績。國家在近些年大力支持集成電路設計的產業(yè)發(fā)展，國內在此領域也有了長足進步，但也更加需要更多的專業(yè)人才來滿足市場需求。在此背景下，本文積極探索和提高模擬集成電路設計的教學方法，取得長足的進步和發(fā)展，也得到學生的高度認同。筆者希望自己的經驗和方法可以為兄弟院校相關專業(yè)的教學提供參考和借鑒。

參考文獻

[1]Lazavi.模擬CMOS集成電路設計[M].西安：西安交通大學出版社，2003.

[2]Allen P E.CMOS模擬集成電路設計[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[3]王自強.CMOS集成放大器設計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

第9篇：電路設計的方法范文

【關鍵詞】中職學校；電子電路設計；音響設計；創(chuàng)新教學

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）05（c）-0000-00

與中職學校的其他專業(yè)相比，電子專業(yè)對于學生的動手實踐能力要求更高。因此在進行電子電路設計課程的教學中，應當充分將理論與實踐結合起來進行教學。但是受教學資源和教學條件的限制，部分中職電子電路設計專業(yè)教學仍然以理論教學為主，只注重學生在CAD軟件上的操作是否熟練，而忽略了電子電路設計的實際應用。以下筆者就結合自己的教學實踐經驗，來談談電子電路設計實用性項目的創(chuàng)新教學方法。

1、開展實用性項目教學的必要性

一般來講，電子電路設計工作都是在CAD軟件上制作完成的，因此現如今很多中職電子專業(yè)在教學中往往只將教學實踐的重心放在培養(yǎng)學生的CAD制圖能力上，也就是說，中職電子電路設計教學除了進行理論教學以外，就是對學生進行CAD軟件應用能力培訓，并認為這樣就能夠培養(yǎng)出優(yōu)秀的電子電路設計人才。然而事實上卻并非如此，很多學生在進入企業(yè)進行實際生產時，仍然不能在短期內掌握生產設計要領，實踐能力很弱。

基于此，我們應當了解到，電子電路設計課程的教學內容不但要包括理論、CAD軟件，還要包括一些實用性項目，也就是要培養(yǎng)學生對于PCB板的設計能力，包括對PCB板的布局和布線進行合理設計，從而使產品設計達到相關質量認證要求。

2、開展實用性項目創(chuàng)新教學實踐的方法

通常在中職電子電路設計課程的項目式教學中，包含了繪制單管放大電路原理圖、制單片機系統(tǒng)層次原理圖、繪制元件原理圖、單管放大電路PCB板設計、單片機系統(tǒng)PCB板設計、U盤PCB板設計和PBC封裝設計幾大項目。在本文中，筆者提出可以在此基礎上增設一個新的項目，即音響電路PCB板的設計項目。

之所以要提出在電子電路設計項目中增設音響電路設計，是因為當前的電子產品基本上都會配備語音系統(tǒng)，而電子產品的發(fā)展又是趨勢于輕巧、單薄的方向。也就是說，現代電子產品對電子電路板的密度要求越來越高，PCB板的密度大小、精度高低都直接決定著其性能好壞。而在PCB板的設計中，若布線過于緊湊，會出現嚴重的干擾，因此要增大密度，就必須要提高PCB板的抗干擾能力。為此，我們應當將音響電路PCBLAYOUT設計也作為電子電路板設計的一個重要項目內容。

3、基于實用性的音響電路設計項目實踐

音響電路的PCBLAYOUT一般由集合數字電路、模擬電路和高頻電路組成，在對其進行設計時應當充分考慮到電路板的使用穩(wěn)定性。而影響其使用穩(wěn)定性的主要因素有電源、接地和信號線處理等，這些因素對電路板的抗干擾性影響也較大。為此以下我們重點對這三個因素的實踐處理方法進行探討。

3.1電源的處理

在組合音響的使用電源種，運用到很多降壓、穩(wěn)壓電路，所以在做線路圖時就應當把他們分開。但是在選用降壓呵穩(wěn)壓電路時，必須要考慮到承受工作的電流問題，在同一組電壓給不同模塊時應當將磁珠分開。

3.2地線的處理

在做組合音響的地線處理時，必須要考慮的就是電流問題。

我們都知道一個原理，那就是電源從哪里來，那么底線就要回哪里去。比如一個5v的電源，它給CD部分供電，那么CD部分的地也要回到5v電源的地上，如果這個5v電壓是經過12V降下來的，那么它的地也就再回到12V電源的地線上，都是一級一級串起來的，最后到總電源輸入的地上。

DA解碼芯片的地線、FM音頻輸出的地、DECK的地、AUX輸入的地、LINE IN輸入的地都應該直接接入到功放的地線上。很多時候，我們畫功放電路都會想到單點接地，都想把所有地都接入到濾波電源的電容上，認為這個地方的地是最干凈的，其實還是有局限性。因為AUX輸入的是音頻信號，電壓的幅度起伏不定，功放的電流波動也很大，也就造成功放的地不穩(wěn)定。

喇叭的地要接到電源地上，不能放在功放的IC地上，眾所周知，功放的IC地上是存在一定電壓的，如果把喇叭的地接放到這里，不僅輸出功率降低了，還相當于是吧喇叭的地與功放IC的地接在了一起，這樣使得喇叭的地變得更加不穩(wěn)定，電壓相對也起伏加大了。

3.3信號線的處理

在模擬功放里信號線已經很少，一般只有聲道。

在音頻輸入輸中間要用地線隔開，最好音頻線的兩邊要用地線包起來。

LR聲道線上的濾波電容要離開得遠些（在音頻信號幅度很大的時候，這點影響很明顯）。相隔太近，容易引起失真，串音。

在電流很大的信號線電源及地線上可增加露銅區(qū)，在過波峰焊的時候露銅的地方會沾上錫，從而減少銅鉑上的阻抗，一般是在地線上，或者音頻輸出線上。

3.4音響產品的PCB工藝

貼片元器件基本上和MP3的工藝是一樣的。音響產品使用到插件的物料很多，所以在焊接上可能還會使用到波峰焊，因此在一些插件元器件中和貼片是不一樣的。

在一些大的焊腳上需要增加SOLDER缺口，以便過波峰焊的時候，不至于出現連錫，但是過波峰焊的方向一定要和缺口方向一致。

3.5認證

我們都知道，音響產品不比MP3和U盤，它還多了一個需要認真的安規(guī)UL。所以在選用器件時，一定要選擇過了UL認證的物料，還要選擇在認證時變壓器一定是沒有被浸漆的，在做安規(guī)測試時要有耐壓和過流保護作用的。如果選用好的變壓器，那么耐壓問題是不會出現的，在電路中增加保險絲，也是為了做過流的保護作用。

FCC，CE認證的處理方法基本上都是適用于音響產品的。此外就音響產品還有一種特殊的處理方法，就是在連接線上增加磁環(huán)。

4、結語

綜上所述，在中職電子電路設計的課程教學中進行實用性項目教學的創(chuàng)新和改進是非常有必要的，也是未來社會發(fā)展對中職學校人才培養(yǎng)提出的新的要求。作為電子專業(yè)的學生，不但要能夠充分掌握電子電路設計的理論知識和軟件設計方法，還要能夠與實際生產相結合，掌握生產中需要注意的設計要點。本文中提出在電子電路設計的項目教學中加設音響電路設計正是基于這種理論而提出的，希望能夠為廣大同行提供一些借鑒和參考，從而促進中職電子專業(yè)教學模式的改革和教學水平的提高。

參考文獻

[1] 趙永杰，郭英. 項目教學在電子線路CAD教學中的探索與實踐[J]. 吉林廣播電視大學學報. 2010（05）