电路设计过程十篇

电路设计过程篇1

摘要：文章指出了静电的危害，并说明了静电的防护机理，电路设计中的静电防护措施，并探讨了电子工厂生产过程中是如何进行有效的防静电管理。

静电防护就是通过有效的控制手段来预防静电对静电敏感元器件造成伤害，它需要从电路设计、元器件选择、生产制造、搬运与存储以及使用等等全过程的方方面面加以防护和控制，才能达到有效预防静电对电子产品造成伤害。

一、静电的危害

随着科技的进步和工业的高速发展，一方面，许多高分子材料被迅速推广应用，一些电阻率很高的高分子材料（如塑料、橡胶等）制品的广泛应用以及现代生产过程的高速化，使得静电能积累到很高的程度；另一方面，静电敏感材料的生产和使用（如轻质油品、火药、VMOS/CMOS电路芯片等），工矿企业受静电的危害越来越突出，静电危害造成了的后果和损失也就相当严重。

人们的日常活动即可产生高达几万伏的静电，而人手的神经可感觉到静电的最低电压也在3000V以上，但却只需要10V的静电释放就可毁坏某些对静电极度敏感的电路芯片。如果不加以防护，电子产品即可在不知不觉的过程中就被静电释放造成伤害，酿成无法弥补的损失。据统计分析有 59%的电子元器件损坏是由于静电释放造成的，这种损坏有两种形式，一种是灾难性的损坏，它造成元器件功能丧失，这种情况约占静电对元器件造成的总损坏的10%；另一种是潜在性损坏，这种损坏虽然没有丧失元器件应有功能，但却使元器件的性能下降，或降低元器件使用寿命，这种情况约占静电对元器件造成的总损坏的90%。据统计美国电子工业一年的静电损失就超过100亿美元，日本超过80亿美元，中国目前还没有这方面的权威统计数据，估计会更高。因此，在电子制造行业内保护电子元器件免受静电释放的损坏是非常重要的。

二、静电的防护机理

病毒对人体的感染必须具备三要素：感染源、感染途径、易感人群。同样地，静电对电子元器件的损坏也必须具备三要素：静电电势、释放途径、敏感元器件，三者缺一不可。因此，我们在进行静电防护时，只需要消除三个因素中的一个因素即可起到静电防护的作用。但静电无处不在，我们要想消除静电电势几乎是不可能，唯一的办法是削弱静电电势，静电电势与空气湿度有关（如表1所示），空气湿度越大，静电电势就越低，但我们又不能无限制地增加空气湿度，因为空气湿度越大，湿敏元器件就越容易受潮，元器件一旦受潮，通过高温焊接就极易损坏元器件（这就是所谓的“爆米花”现象），因此，我们需要将环境湿度控制在一定的范围内（一般在40%RH～70%RH）。

静电产生的方法 静电电压（V）

10%RH 40%RH 55%RH

人在地毯上行走 35000 15000 7500

人在塑料地板上行走 12000 5000 3000

坐在椅子上的工人 12000 5000 3000

从包装箱上拿出泡沫 26000 20000 7000

无接地措施时人体的运动 6000 800 400

穿着合适的脚带在静电地板上行走 ＜15

表1各种动作产生静电电压

其二，是保护静电敏感元器件，部分电子元器件的静电击穿电压如表2所示，我们在进行电路设计时，在这些容易被静电击穿的电子元器件设计一些保护电路，就可以起到保护静电敏感元器件的作用。

再者，就是控制静电释放途径，这是电子产品生产制造过程中普遍采取的措施，让产生的静电安全释放。那么，在电子制造业究竟如何保护电子元器件才能使电子元器件免受静电释放的损坏呢？一提及该问题，人们往往只想到在生产制造过程中的静电防护，常常会忽略如何在电路设计过程中通过设计一些保护电路来达到静电防护的目的。本文就从电路设计和生产制造两个方面来浅析静电防护措施。

器材类型 ESD最小敏感电压（V）

VMOS 30～1800

MOSFET 100～200

砷化镓FET 100～300

EPROM 100以上

JFET 140～7000

SAW(声表面滤波器) 150～500

运算放大器 190～2500

CMOS 250～3000

静电对部分肖特基二极管的击穿电压 300～2500

SMD薄膜电阻器 300～3000

双极性晶体管 380～7800

射极耦合逻辑电路 500～1500

可控硅 680～1000

肖特基TTL 100～2500

表2部分电子元器件的静电击穿电压

三、电路设计中的静电防护措施

在进行电路设计时，尽可能选用静电敏感度电压伏值高的电子元器件。特别是接口电路，应尽可能选用静电敏感度为3级（静电损伤阈值电压大于4000V）或对静电不敏感的电子元器件。否则应在输入输出接口电路上应采取保护措施。保护电路的放置位置，对于布置在PCB板周边或靠近连接器的接口电路，其保护电路应紧靠地线或连接器放置，其余的保护电路应紧靠被保护的芯片放置。

对于容易受到静电损伤的电子元器件，如NMOS、CMOS类电子器件或其它一些静电敏感度为1、2级的电子元器件，应该尽量远离易受静电冲击的区域，且每一个电路应尽可能紧靠。容易受到静电干扰的信号线（如时钟线、复位线等）应尽可能短而宽，多层板中的时钟线、复位线应在两地平面之间走线。

图1基本控制电路

在PCB的电路周围设置一个环形地，如图1所示。环形地线宽应大于 3mm，分别铺设于 PCB 板的两个表层（顶层Toplayer 和底层Bottomlayer）上，内层上可以不铺设环形地，并每间隔13mm 用过孔将各层的环形地连接在一起。两个表层的环形地铜皮上不要覆盖阻焊层（绿油），而采用裸铜或同焊盘一样做喷锡处理，以保证两个表层环形地表面良好的导电性能。环形地与PCB板内部线路应保证3mm 以上的间距，工作地汇聚后可最终与环形地相连，环形地可通过安装孔用螺钉与金属机壳相连。尽可能使用多层PCB，将电源层和地线层独立铺设在PCB板的内层，这样可以有效减小信号线与地线之间共模阻抗和感性耦合，并且尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。对于较复杂的电路板或高密度电路板，还可以考虑使用内层信号线层，但两信号层之间应用电源层或底线层来隔开。对于双面PCB来说，要采用紧密交织的电源和地栅格，电源线紧靠地线，在垂直和水平线或填充区之间，要尽可能多地连接。

CMOS器件及其它重要IC芯片所不用的输入输出引脚最好不要独立悬空，应视引脚不同功能将其单独或相连后分别接到地线、电源的Vcc、Vss、VDD上，CMOS器件的输入端如果接的是高阻源，则应设计上拉或下拉电阻。两块或两块以上电路板的接地线通过连接器进行连接时，最好有多个插针接地，以保证静电泄放地回路的通畅。电源输入端应加入瞬态过压抑制器件（TVS），PCB板上电源走线过长时，应每隔50mm 在电源线与地线之间安装一个0.1uF的陶瓷滤波电容器。信号线过长时，应与信号线平行布一条地线。

安装在印制板上或安装在机壳与操作面板上容易被人体接触的部件（如复位按钮、拨码开关、小面板、按钮、键盘、旋钮等）应采用绝缘物，如带有金属外壳，其金属外壳应尽可能有良好的接地，优先接静电保护地形环，如没有设置静电保护地形环，则接工作地。

四、电子工厂生产过程中如何进行有效的防静电管理

1、 EPA区域的静电防护等级确定

为了全面的产品静电防护等级静电防护小组应收集公司产品的类型、静电敏感器件的类型、静电敏感器件的防护等级、每种产品占总产品的比重;同时静电防护小组应该关注不同客户的需要确定EPA区域的静电防护等级;第三，对于目前电子企业特别是国内企业领导层的意见往往起着关键作用，因为每个公司即使相同的器件，由于用途不一样对于器件失效的比例接受度不一样。领导层对于器件失效的比例接受度有很大的决定作用，因此充分了解领导层的期望是项目组在静电防护区域等级分类确定时必须考虑的一个环节。

2、建立静电防护规范体系

首先，为了便于电子企业能快速制定出静电防护规范体系，并且规范出完全满足电子产品生产的防静电要求，项目经理应组织对相关国际、国内静电防护标准学习特别是对于最新的国际标准。为了使静电防护体系能够有效运行在建立静电防护体系基本框架结构之后，需要对各个过程及所涉及的相关活动进行描述。因此，应高度重视静电防护体系规范文件编制这一环节。规范的内容应体现协调性、可操作性和可检查性编制规范应特别注意保持完整性、系统性和层次性规范的内容应当具有完整性和可行性，因为静电防护体系是有关人员从事静电防护活动的依据所在。

3、静电防护区域建设

首先是环境建设，要依照静电防护区域的具体要求和防护等级制定相应防静电环境。我们可以用鱼骨图分析法来定义静电防护环境建设的影响因素，并从中挖掘出主要因素环境建设一般包含以下几个方面：防静电的标识、防静电地板、环境的温湿度、EPA区域接地、环境离子浓度、防静电工作台其次是设备控制，由于静电敏感器件在生产过程中接触最多的就是电子工厂的生产设备，因此设备的漏电将对静电敏感器件造成巨大的影响，且这种影响是以批量单位计算的，因此，在EPA建设中设备的控制也是一项重要的环节。一般我们从设备中与静电敏感器件接触材料方面、设备的接地等方面来考虑设备控制问题找出引起器件失效的设备是设备控制的关键所在，我们还是可以采用鱼骨图分析法来进行设备控制分析。第三是人员控制主要应从人员的操作过程、人员的穿着以及人员静电防护规范的遵守等方面来考虑。第四是材料控制主要从电子产品的使用环境以及静电敏感器件的包装方式入手。一般来说，直接接触比间接接触要求要高，静电防护区域外部比静电防护区域要求较高。

结束语

静电防护是电子工业永恒的话题，也是电子设计与制造工程师们不断探索和研究的课题。大量的事实告诉我们，在设计、制造以及使用电子产品时，必须高度关注静电防护，只有加强了静电防护，才能减少静电对电子产品造成的伤害。

参考文献

[1]许缪编.电机与电气控制[M].机械工业出版社，2009（07）：182.

[2]麦崇裔编著.电气控制与技能练[M].电子工业出版社，2010（01）：71.

电路设计过程篇2

关键词：中职教育 一体化教学 能力培养 电路设计 PCB制作

一、一体化教学的意义

通过一体化教学，可以达到以下几个转变：教学从“知识的传递”向“知识的处理和转换”转变;教师从“单一型”向“行为引导型”转变;学生由“被动接受的模仿型”向“主动实践、手脑并用的创新型”转变;教学组织形式由“固定教室、集体授课”向“室内外专业教室、实习车间”转变;教学手段由“口授、黑板”向“多媒体、网络化、现代化教育技术”转变，从而以“一体化”的教学模式体现职业教育的实践性、开放性、实用性。教学的目标在于培养懂理论、会操作的技术工人，这就要求学生既要有扎实的理论基础，又要具备熟练的操作技能，而且二者在实际工作中能有机结合，迅速适应岗位工作并跟上行业发展步伐。

二、一体化教学在《电路设计》中手工制作PCB的教学设计与实施

根据该Protel课程的教学内容和中职学生的特点，下面是自己在protel教学过程中运用一体化进行手工制作的PCB教学过程实例。

1.实训目的：通过手工制作PCB，了解PCB制作的工艺原理，体验PCB制作工艺过程，掌握热转印法手工制作PCB的操作方法。

2.实训的器材及场地要求：（1）激光打印机（全班共用）; （2）热转印机（小组或全班共用）;（3）小型腐蚀机或腐蚀槽（小组或全班共用）;（4）小型视频台钻或手电钻及钻头（小组或全班共用）;（5）裁板机（小组或全班共用）;（6）覆铜板、热转印纸、细砂纸1套/人;（7）元件盘、镊子、油性记号笔1套/人;（8）场地应设有上、下水及清洗水槽。

3.实训内容及步骤：实训内容及步骤按图所示的工艺流程进行。

任务1：设计PCB

用protel DXP 2004或其他制图软件设计绘制PCB图形，也可以直接使用如图所示的图形。图形应满足以下要求并检查：

（1）焊盘尺寸应大于75×75mil，线宽不小于15mil，线距定在10mil以上;如果有贴片元件，建议阻容件封装采用0805，二极管类型为3216，三极管为SOT-32，集成芯片类封装为SOT-14。

（2）检查焊盘尺寸是否正确。

（3）检查图形是否完整，有无短、断缺陷。

任务2：打印及热转印图形

（1）用激光打印机打印设计图形。将设计好的PCB图用激光打印机打印到热转印纸上，打印前确认热转印纸的正反面，打印时用纯色，色调深一些，注意打印比例一定要1∶1。如果是利用Protel布线设计的双层板，那么层次一定要镜像打印，否则转印出来就反了。

（2）裁板与处理。①用裁板机剪裁大小合适的覆铜板，尺寸最好比图纸大一些。如果没有载板机也可以用钢锯根据PCB规划设计尺寸对覆铜板进行下料。②用锉刀将四周边缘毛刺去掉。③用细砂纸将敷铜面打磨光滑，再用洗衣粉或洗涤灵溶液洗净并清水漂洗后晾干。清洗后的覆铜板铜面要保持清洁，不要直接用手拿也不要接触其他物品。注意：此道工序关系到转印效果，一定不能省略或马虎从事。

（3）用热转机转印图形。①将热转印纸平铺于桌面，有图案的一面朝上。②将单面板置于热转印纸上，有覆铜的一面朝下。③将覆铜板的边缘与热转印纸上印制图的边缘对齐。④将热转印纸按左右和上下弯折180度，然后在交接处用透明胶带粘接。

（4）PCB图的转印。①将热转印机放置平稳，接通电源，轻触电源启动键两秒，电机和加热器将同时进入工作状态。②按下“温度”键，同时再按下“上”或“下”键，将温度设定在150～180度之间。③按下“转速”键，同时再按下“上”或“下”键，设定电动机转速比，可采用默认值。④当显示器上的温度显示在接近设定温度时，将贴有热转印纸的覆铜板放进热转印机中进行热转印。⑤转印完毕，按下“加热”键，工作状态显示为闪动的“C”，待胶辊温度降至100度以下时，机器将自动关闭电源;胶辊温度显示在100度以内时，按下[加热]键，电源将立即关闭。

（5）转印PCB图的处理。转印后，待其冷却后将转印纸轻轻掀起一角进行观察，此时转印纸上的图形应完全被转印在覆铜板上。如果有较大缺陷，可以用油性记号笔进行修补。转印后的效果如图所示：

注意：如果用熨斗熨烫，熨斗的温度不要过高。过高的温度可能会烫坏覆铜板。用熨斗的时间大约1min左右，用力压并向不同方向移动。揭下热转印纸时，手法一定要轻，不要在温度没有降下来之前揭开热转印纸，以免将热转印纸上面的胶留在覆铜板上，影响腐蚀。

任务3：蚀刻

（1）三氯化铁（FeCl3）溶液的配制。

①戴好乳胶手套，按3∶5的比例混合好三氯化铁溶液。

②将配制的溶液进行过滤。

③将过滤后的腐蚀液倒入快速腐蚀机中，以不超过腐蚀平台为宜。

④准备一块抹布，以防三氯化铁溶液溢出。

（2）PCB的腐蚀。

①将装有三氯化铁溶液的腐蚀机放置平稳。

②带好乳胶手套，以防腐蚀液侵蚀皮肤。

③将“橡胶吸盘”吸在工作台上，再将经转印得到的线路板卡在橡胶吸盘上，使线路板与工作台成一夹角。

④接通电源，观察水流是否覆盖整个电路板。如不能覆盖整个电路板，在切断电源后，调整橡胶吸盘在工作台上的位置，以求水流覆盖整个电路板。

⑤盖上腐蚀机的盖子，接通电源进行腐蚀，待线路板上铜箔被完全腐蚀掉后，断开电源。如果没有腐蚀机，可以用其他大小合适的器皿盛装腐蚀液，将转印有印刷图形的覆铜板放入器皿中，用镊子夹住覆铜板轻轻晃动，待铜板上铜箔被完全腐蚀掉后捞出。注意：此过程中不要离开，以免腐蚀过度，导致走线变细或断裂。

⑥取出被腐蚀的电路板，用清水反复清洗后擦干。

⑦用洗板水洗掉墨粉，或用细砂纸轻轻打磨掉。

任务4：PCB钻孔

（1）将带有定位锥的专用钻头装在视频钻床（或微型电钻）上，一般使用0.8mm钻头。

（2）对准电路板上的焊盘中心进行钻孔。如果墨粉没有洗掉，定位锥可以磨掉孔附近的墨粉。

任务5：实训报告

总结热转印、蚀刻、钻孔过程，并将实训步骤及出现的问题填入实训报告，撰写实训心得，不少于300字。实训报告还应包括以下内容：

（1）实训名称、内容、时间、地点、同组学员名单、指导教师。

（2）考核评价结果：自评、小组评价、指导教师的评语及量化评分。

相信以这样的方式所开展的教学工作对学生的知识积累会更有帮助，同时课堂教学与实验教学的效率与效果会得到同步的提高。

电路设计过程篇3

【关键词】集成电路；设计方法；IP技术

基于CMOS工艺发展背景下，CMOS集成电路得到了广泛应用，即到目前为止，仍有95%集成电路融入了CMOS工艺技术，但基于64kb动态存储器的发展，集成电路微小化设计逐渐引起了人们关注。因而在此基础上，为了迎合集成电路时代的发展，应注重在当前集成电路设计过程中从微电路、芯片等角度入手，对集成电路进行改善与优化，且突出小型化设计优势。以下就是对集成电路设计与IP设计技术的详细阐述，望其能为当前集成电路设计领域的发展提供参考。

1当前集成电路设计方法

1.1全定制设计方法

集成电路，即通过光刻、扩散、氧化等作业方法，将半导体、电阻、电容、电感等元器件集中于一块小硅片，置入管壳内，应用于网络通信、计算机、电子技术等领域中。而在集成电路设计过程中，为了营造良好的电路设计空间，应注重强调对全定制设计方法的应用，即在集成电路实践设计环节开展过程中通过版图编辑工具，对半导体元器件图形、尺寸、连线、位置等各个设计环节进行把控，最终通过版图布局、布线等，达到元器件组合、优化目的。同时，在元器件电路参数优化过程中，为了满足小型化集成电路应用需求，应遵从“自由格式”版图设计原则，且以紧凑的设计方法，对每个元器件所连导线进行布局，就此将芯片尺寸控制到最小状态下。例如，随机逻辑网络在设计过程中，为了提高网络运行速度，即采取全定制集成电路设计方法，满足了网络平台运行需求。但由于全定制设计方法在实施过程中，设计周期较长，为此，应注重对其的合理化应用。

1.2半定制设计方法

半定制设计方法在应用过程中需借助原有的单元电路，同时注重在集成电路优化过程中，从单元库内选取适宜的电压或压焊块，以自动化方式对集成电路进行布局、布线，且获取掩膜版图。例如，专用集成电路ASIC在设计过程中为了减少成本投入量，即采用了半定制设计方法，同时注重在半定制设计方式应用过程中融入门阵列设计理念，即将若干个器件进行排序，且排列为门阵列形式，继而通过导线连接形式形成统一的电路单元，并保障各单元间的一致性。而在半定制集成电路设计过程中，亦可采取标准单元设计方式，即要求相关技术人员在集成电路设计过程中应运用版图编辑工具对集成电路进行操控，同时结合电路单元版图，连接、布局集成电路运作环境，达到布通率100%的集成电路设计状态。从以上的分析中即可看出，在小型化集成电路设计过程中，强调对半定制设计方法的应用，有助于缩短设计周期，为此，应提高对其的重视程度。

1.3基于IP的设计方法

基于0.35μmCMOS工艺的推动下，传统的集成电路设计方式已经无法满足计算机、网络通讯等领域集成电路应用需求，因而在此基础上，为了推动各领域产业的进一步发展，应注重融入IP设计方法，即在集成电路设计过程中将“设计复用与软硬件协同”作为导向，开发单一模块，并集成、复用IP，就此将集成电路工作量控制到原有1/10，而工作效益提升10倍。但基于IP视角下，在集成电路设计过程中，要求相关工作人员应注重通过专业IP公司、Foundry积累、EDA厂商等路径获取IP核，且基于IP核支撑资源获取的基础上，完善检索系统、开发库管理系统、IP核库等，最终对1700多个IP核资源进行系统化整理，并通过VSIA标准评估方式，对IP核集成电路运行环境的安全性、动态性进行质量检测、评估，规避集成电路故障问题的凸显，且达到最佳的集成电路设计状态。另外，在IP集成电路设计过程中，亦应注重增设HDL代码等检测功能，从而满足集成电路设计要求，达到最佳的设计状态，且更好的应用于计算机、网络通讯等领域中。

2集成电路设计中IP设计技术分析

基于IP的设计技术，主要分为软核、硬核、固核三种设计方式，同时在IP系统规划过程中，需完善32位处理器，同时融入微处理器、DSP等，继而应用于Internet、USB接口、微处理器核、UART等运作环境下。而IP设计技术在应用过程中对测试平台支撑条件提出了更高的要求，因而在IP设计环节开展过程中，应注重选用适宜的接口，寄存I/O，且以独立性IP模块设计方式，对芯片布局布线进行操控，简化集成电路整体设计过程。此外，在IP设计技术应用过程中，必须突出全面性特点，即从特性概述、框图、工作描述、版图信息、软模型/HDL模型等角度入手，推进IP文件化，最终实现对集成电路设计信息的全方位反馈。另外，就当前的现状来看，IP设计技术涵盖了ASIC测试、系统仿真、ASIC模拟、IP继承等设计环节，且制定了IP战略，因而有助于减少IP集成电路开发风险，为此，在当前集成电路设计工作开展过程中应融入IP设计技术，并建构AMBA总线等，打造良好的集成电路运行环境，强化整体电路集成度，达到最佳的电路布局、规划状态。

3结论

综上可知，集成电路被广泛应用于计算机等产业发展领域，推进了社会的进步。为此，为了降低集成电路设计风险，减少开发经费，缩短开发时间，要求相关技术人员在集成电路设计工作开展过程中应注重强调对基于IP的设计方法、半定制设计方法、全定制设计方法等的应用，同时注重引入IP设计技术理念，完善ASIC模拟、系统测试等集成电路设计功能，最终就此规避电路开发中故障问题的凸显，达到最佳的集成电路开发、设计状态。

参考文献

[1]肖春花.集成电路设计方法及IP重用设计技术研究[J].电子技术与软件工程,2014,12(06):190-191.

[2]李群，樊丽春.基于IP技术的模拟集成电路设计研究[J].科技创新导报,2013,12(08):56-57.

电路设计过程篇4

模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。依据能力目标的不同，可以划分不同的任务类型，并据此确定任务目标，设计任务结构。

关键词：模拟电路电路设计教学模式

以大规模集成工艺为依托的各种数字电路问世以来，由于其相对模拟电路的高可靠性和灵活性，逐渐取代了各种传统的模拟电路的应用领域。但是现实的物理世界毕竟是模拟的，因此，任何数字化系统都包含有模拟电路部分，模拟电路并没有因数字电路的兴起而被完全取代。模拟电路课程仍然是电子工程、电气工程、自动控制、通信等涉电类专业的核心课程之一。

模拟电路课程的重要性还在于无论从工程技术还是专业能力结构而言，模拟电子技术都处于较为底层的位置，通过该课程的学习获取的知识、经验、工程技术方法是顺利学习上述专业几乎所有其它专业课程的基础。

模拟电路是教学难度相对较大的课程。其学习的困难性在于，学生是第一次接触以半导体器件为核心的有源电路；模拟电路“数字化”、结构化程度低，表现出的物理现象和涉及的数学工具又较为复杂；模拟电路的工程技术方法很难实现程序化，常常需要依赖经验知识解决问题。

电路设计是电子技术人员的工作邻域和具有典型性的工作过程，模拟电路设计过程相当完整地体现了模拟电路技术应用能力的内容和要求。构建基于模拟电路设计的学习任务，依据设计工作过程组织教学活动，能够较好地实现培养模拟电子技术应用能力的教学目标。

1、工作过程、能力与任务类型

一个较完整的电子系统电路设计的工作过程，包括：技术指标分析，方案设计，单元电路设计与参数调整，电路综合联调与性能测试。通过对模拟电路设计工作内容和过程的分析，完成电路原理设计过程必须具备的、应由模拟电路课程支撑的能力包括：阅读电子元器件技术文件和电原理图的能力、单元电路设计能力、电路综合设计能力、计算机辅助设计能力、编写设计文件的能力。因此模拟电路课程的学习任务有4种类型：识读电原理图和技术资料、单元电路设计与电路综合、计算机仿真测试、编制设计文件。

单元电路设计与电路综合是基本任务，它引领其它类型任务和整个项目的实施完成。

不同类型的任务可以根据设计任务的需要和本身的复杂程度，作为单独的任务存在，与相关的设计任务共同组成学习项目，也可以作为完成设计的准备知识存在于设计任务之中。例如，反馈放大器设计可以作为一个学习项目，由识读反馈放大电路原理图、反馈放大电路性能分析、反馈放大电路设计3个关联的任务组成。

识读电原理图和阅读元器件技术文件是基本能力。电路设计，特别是在原理设计和电路结构设计时，极少原理性的创新，绝大多数是对已有电路的适用性改进和重新组合，这种改进和组合需要阅读已有的设计资料，借鉴他人的技术经验和成果；为提高电路性能，降低成本，提高工作效率，往往需要在电路中采用新出现的电子元器件，例如集成电路芯片，需要阅读生产方提供的产品规格书及典型应用电路。识读电原理图和技术文件对于形成和提高电路设计能力具有基础性的意义。

目前，电子电路计算机辅助设计（EDA）包括电子工程设计的全过程，例如系统结构模拟、电路特性分析、在系统可编程器件开发、绘制电路图和制作PCB。在电子工程设计中有着不可替代的重要作用，是电子工程技术人员必须具备的专业技术能力之一。在模拟电路课程的学习任务中，主要是指应用计算机完成电路图绘制、电路性能和参数的仿真测试与分析、编制设计文件等工作。

在电路设计的实际工作过程中，编写设计文件是重要的工作内容和不可缺少的环节。没有设计文件，无法进行初步设计完成以后的后继工作。对于学习任务而言，编写设计文件，是一个总结和提高的过程，有利于培养交流沟通能力和养成严谨的工作态度。设计文件也是判断和评价项目或任务完成情况的重要依据。

2、任务目标

(1)电路识读任务，是对针对设计任务收集技术资料（主要是可供设计参考的电路）并进行分析，属于电路设计的准备工作，任务的目的是为完成设计任务建立必要的知识储备。大致分为互相关联的3个层次：1)识别元器件符号、功能和主要技术指标。依据符号识别电路中的元器件是读图的基础，作为专业入门课程，对此应该给与一定程度的注意，要能够识别和了解符号的含义、主要器件功能和技术指标。根据电路中使用的核心器件，往往可以判断电路的功能。2)区分电路单元，判断电路功能。较复杂的电路系统都由单元电路构成，功能单一的单元电路也可以进一步分解为部分电路，例如放大器可分为输入级、中间级和输出级；稳压器可分为整流和稳压部分。对部分电路功能的分析，得出对整个系统功能的判断，并作为下一步工程估算的基础。3)指出电路的结构特点，估算分析电路技术指标。分析电路形式与结构，可以得出电路大致的技术性能指标，定性判断元器件参数对电路性能的影响。例如对放大器输入级、输出级电路形式和结构的分析，可以大致得出放大器的输入、输出特性；对中间级的分析，可以大致判断放大能力；依据级间耦合方式，可以判断放大器频率响应范围；甚至电源电压也可以据以分析放大器输出信号幅值。

(2)设计任务目标包括典型单元电路设计与电子线路综合设计，在定性分析的基础上实现定量估算，自顶向下完成初步的设计。依据设计工作过程，可以分解为以下阶段目标。1)正确理解任务要求，分析各项技术指标的含义。仔细研究任务的工程背景和要求，正确分析和理解各项技术指标的含义，分析实现任务要求的技术途径，这是完成设计的前提条件。2)设计总体框图，分配技术指标。参考与任务相同或相近的电路方案，选用能够满足技术指标要求的核心器件，完成方案论证。对于同一个任务，实现的方案可以有多个，应具备将不同方案加以分析、比较的能力，从中确定一种相对较优的方案。

依据选定的方案按照功能划分成若干个互相联系的模块，将技术指标和功能分配给各个模块。3)单元电路设计。依据模块的功能和技术指标要求，参考典型电路，确定电路结构，计算元器件参数完成单元电路的初步设计。4)仿真测试。模拟电路，比如放大器、滤波器等的参数比较繁琐，需要进行多次调整才能达到技术指标要求。要能够在计算机上对单元电路仿真测试，修改电路参数，观测性能指标，直至满足技术指标要求。5)电路联调，测试技术指标。在单元电路完成逐步设计的基础上，通常依据信号流向，逐级完成级联和调试直至全部电路调试完成，系统技术指标达到设计要求。这个过程是电路综合的过程，也可以在计算机上模拟仿真实现。

(3)仿真测试调整任务的目标是在电子电路设计过程中实现较为精确的量化分析。其作用主要表现在3个方面。[3]1)验证电路方案设计的正确性。当要求的系统功能确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证系统方案的可行性，进而对构成系统的各单元电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。2)电路特性的优化设计。分析恶劣温度条件下的电路特性，计算分析器件容差对电路的影响量，用于确定最佳元器件参数、电路结构以及适当的系统稳定裕度，实现电路的优化设计。3)实现电路的模拟测试。电子电路的设计过程中大量的工作是元器件参数计算、各种数据测试及特性分析。在工程估算的基础上，通过仿真测试与分析加以调整，能有效提高设计工作的效率。4)技术文件编写要求在完成电路设计的同时编写尽可能详细的符合工程标准的技术文件，包括方案设计说明、原理框图、电原理图、原理与技术说明、元器件参数计算、技术指标与特性测试数据、元器件清单等。

3、任务结构及实施

一个典型的电路设计任务由工程背景描述、任务要求、基础知识学习、设计方法与步骤、电路设计等学习单元组成。

3.1工程背景描述

工程背景描述的内容主要包括电路功能、工程应用背景、技术发展背景介绍。工程背景描述的实质是“提出问题”，工程背景描述尽可能选择具有典型性的电子工程问题为实例，解决关于学习目标的问题。

3.2 任务要求

设计任务必须具备明确的工程应用背景，必须提出具体的设计要求（技术指标）。例如交流放大器设计任务，应明确提出工作频率、信号源、输出特性、输入特性、工作稳定性等要求等技术指标。提出任务要求，应依据由浅入深循序渐进的原则，从体现基本功能的一两个技术指标开始，逐步增加技术指标数量，提高设计难度。

3.3基础知识学习

基础知识学习包括任务分析、相关理论知识学习、参考方案与参考电路分析及相应的基础练习等。基础知识的学习包括理论知识、技术知识、经验知识和经验技能的学习。理论知识是重要的，因为它是能力的组成部分，同时对于学生的发展能力起到更为持续和关键的作用。在工程实践中学习和使用的理论知识才能被真正掌握并形成能力，因此应该以实现电路设计任务为依据，确定理论知识的学习内容和学习深度，力求将理论与实践、数学方法与物理概念更紧密地结合起来。

提供设计参考的电路必须是工程电路，但学习是一个循序渐进的过程，基础知识的学习会使用原理电路为学习对象，原理电路不能仅有电路结构和元器件标号，也要标注元器件主要参数，使学生在定性分析阶段就能对电路参数有直观的影像，逐步建立数量观念，这对于初次接触模拟电路的学生是十分重要的。

3.4设计方法与步骤

不同功能和结构的电路，具体的设计内容、方法与步骤各不相同。甚至同样功能的电路，技术要求不同，设计时考虑的重点、设计依据、电路结构等均有区别，但工程估算是贯穿整个设计过程始终的基本方法。

以反馈放大器为例，设计步骤如下:

选择反馈组态，选择反馈深度，选择反馈级数，确定放大级数，确定输入级、中间级、输出级的电路结构，计算电路参数，仿真测试和参数调整。容易理解，上述步骤都必定建立在必要的工程估算的基础之上。

3.5 电路设计

这是学生在相对独立的情况下，完成电路设计的过程。尽量采用与前面4个学习单元及撰写设计文件交叉进行的方式实施。

不同类型的学习任务，其结构不尽相同。但区别主要是在(4)、(5)两部分。

不同类型的学习任务以“定性分析、工程估算与仿真测试调整相结合”的方法实现。

4、结语

电路设计在知识的运用上不同于单纯的电路分析与计算，依据模拟电路原理设计过程构建学习任务，组织和实施教学过程，不仅能够有效控制理论知识学习深度，促使学生较为自主地获取经验知识，并在获取知识的同时实现知识转换为技术应用能力，更有利于实现培养学生模拟电路技术应用能力的教学目标。

参考文献

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[3] 赵世强 等. 电子电路EDA技术[M].西安电子科技大学出版社,2000.

[4] M.Herpy.模拟集成电路[M].高等教育出版社,1984.

电路设计过程篇5

1.1电力工程输电线路设计问题设计是电力工程输电线路施工的前提，很多电力工程输电线路设计存在杆塔选型不合理，线路路径重复或半径过大，电力工程输电线路杆塔地基强度不足，这会给电力工程输电线路的建设带来设计和建设的不足，容易造成对电力工程输电线路的功能制约和安全隐患。

1.2电力工程输电线路技术应用问题电力工程输电线路施工技术中没有对设计图纸进行全面技术验证，出现电力工程输电线路设计问题的积累，在施工中形成实际的问题与隐患。电力工程输电线路施工中没有对技术应用进行强化，出现要求不严、标准降低，严重影响了电力工程输电线路的性能。电力工程输电线路施工技术中对地基、防雷等关键部分缺乏技术支持，影响电力工程输电线路日后运行的安全，给电力工程输电线路带来系统性和功能性的影响。

2电力工程输电线路设计应该注意的要点

2.1电力工程输电线路杆塔设计电力工程输电线路覆盖面广、路径长度大、关键节点多，因此要做好杆塔的设计与选型，继而确保电力工程输电线路传输安全与电力有效分配。杆塔项目成本平均占电力工程输电线路建设费用的40%，从质量、技术和成本的角度都应该做好杆塔的设计与选型。要在普通的地段采用架空型杆塔，这样可以节约成本，并做到输电线路安全。在电力工程输电线路转角和跨越部分应该选择角钢铁塔，这样可以提高杆塔的稳定性，而且还可以确保线路的强度与安全性。

2.2电力工程输电线路路径设计设计电力工程输电路径要突出三个原则：一是经济性原则，要确保电力工程输电线路路径的经济，在确保输电质量与安全的同时进行控制路径的成本。二是最优化原则，要减少电力工程输电线路路径的长度，这样来避免迂回供电和供电线路过长而引起的电力工程输电线路故障。三是安全性原则，要在设计电力工程输电线路路径中注意安全，减少在危险地段和不安全区域的穿行，避开对周围生产、生活和环境的影响，实现电力工程输电线路的整体性安全。

2.3电力工程输电线路杆塔地基设计应该在结合电力工程输电线路和整个电力工程建设的实际状况基础上进行杆塔地基的设计，只有科学地选择杆塔，才能够确保电力工程输电线路地基施工如期、保质地进行，在节约整个电力工程成本的同时实现杆塔和线路的稳定。

3加强电力工程输电线路施工的技术应用

3.1做好电力工程输电线路图纸的审核在对电力工程输电线路设计图纸进行审核的过程中要抓住重点，查看设计的内容是否符合工程建设的要求，再审核设计方案、结构选型是否能够满足电力工程的施工需要。在整个电力工程输电线路的施工过程中，施工方案的组织和设计具有指导性的作用，其能够对施工技术的组织、准备、经济、技术等进行严密的计划，并且能够缩短施工周期、加快施工进度、降低损耗、节约成本、从而提高了经济效益，达到了建设投资的效果。

3.2强化对输电线路工程的技术管理对于技术的管理应当贯穿于整个电力输电线路工程建设的始终。输电线路的施工中，施工技术的具体操作方法要按照统一的规程、规范进行衡量和要求，以保障整个输电线路工程的质量。因此，在施工过程中，施工人员必须要认真学习相关的技术规定，熟练掌握操作技巧，严格进行施工。

3.3做好电力工程输电线路的防雷措施在输电线路的故障中，雷击跳闸所引起的安全事故所占的比重特别大，尤其是山区的输电线路，经常会因为雷击而发生跳闸故障。因此，要加强电力工程输电线路的防雷工作，避免雷击对电力工程输电线路的损害。

4结语

电路设计过程篇6

Multisim开放虚拟电子实验室中提供了大量丰富的虚拟仪器仪表、元件库，不仅为模电、数电、模数混合电路、单片机电路等提供了立体化设计平台，更具有强大的仿真分析功能。学生可以做到边设计边仿真实时观察运行结果验证电路的合理、正确性。且排故和修改电路结构、增减元器件等也只需动动鼠标即可，省时、省力、省材。学生可以无所顾忌大胆尝试用不同型号元器件进行不同方案的设计。提高设计效率同时激发了学生不断探索创新的精神，设计过程充满了挑战和乐趣，从而使设计过程更加科学规范，提高了学生综合分析设计能力。

二、Multisim在《数字电子技术》课程设计教学中的应用

《数字电子技术》课程设计教学通常按教师根据不同设计题目下达主要设计任务、学生收集资料、确定设计方案、设计绘制电路图、电路制作、调试，最后撰写设计报告等步骤进行。通常一个班级会有多个设计题目如数字钟、交通灯、抢答器等。根据设计题目的不同将学生分为不同组，整个教学中以学生自主设计学习为主，以教师给予一定的理论知识与技能辅导为辅。Multisim主要应用在课程设计教师教学辅导和学生学习两方面。

(一)Multisim应用在课程设计教师教学辅导中

主要体现集中教学辅导和按课题不同分组教学辅导。集中教学辅导中教师可以通过某个电路仿真设计案例的动态演示向学生讲解电子产品电路的常规设计方法、电路设计过程及规范绘制电路图的方法并使学生掌握对Multisim软件的使用方法等。按课题不同分组教学辅导主要针对不同课题组学生对指定课题进行小组或个别教学辅导。通过对相关电路仿真案例演示，明确设计任务要求并向学生讲解单元电路功能原理和总电路结构原理、设计思路和方法，以便为学生独立设计提供帮助与参考，使学生对要设计的电子产品有系统性的认识。分组教学环境相对开放与放松，教师可以面对面对学生进行辅导。利用Multisim讲解单元电路时，要突出电路的主要功能原理分析，不用象在课堂教学中讲得那么详细，否则容易束缚学生的思维，应给学生留有充分想象、思考和拓展的空间，使其具有举一反三的能力，教师可以提供参考性的建议。

(二)Multisim应用在学生电路设计学习过程中

主要体现学生在掌握电路原理的基础上能学习和熟练使用Multisim软件并将其应用到整个电路设计中，电路设计过程严格要求学生在仿真环境下完成对单元电路、总电路的设计与绘制，并会利用虚拟仪器进行仿真测量、排故、调试，实时验证运行结果。最后，要求学生将最终调试好的电路设计图、测量数据都要记入课程设计报告中。

(三)Multisim在数字钟电路设计中的应用举例

数字钟电路是课程设计中常用的典型题目，教师可以提供预先准备的简单数字钟电路仿真实例为参考，为学生讲解各单元电路和总电路的设计过程，使学生对电路的基本功能结构框架有初步的了解和认识。以24小时制六位数字钟电路设计为例。

1．设计任务

设计一个24小时制并显示时、分、秒的六位数字钟。可以分别对时、分进行校时且具有整点报警功能。

2．任务分析

数字钟电路主要由秒脉冲产生电路、时分秒计数电路、显示电路、校时电路和整点报警等单元电路构成。其中时计数器为24进制，分、秒计数器都为60进制，校时电路采用自动校时法。整点报警电路可采用蜂鸣器发声达到报警功能。

3．单元电路的设计与仿真

(1)1HZ秒脉冲电路的设计与仿真

秒脉冲电路主要为数字钟的秒计数电路提供频率为1HZ的时钟脉冲信号，其精确度和稳定性直接决定着数字钟的走时精度。本设计简单采用555定时器构成的多谐振荡器实现，通过计算其RC的参数使其输出1HZ脉冲。根据该振荡器的输出脉冲的周期计算公式T=0．7(R1+2R2)C1，若T=1S，令R1=39KΩ，R2=52KΩ，C1=10μF使电路输出1HZ秒脉冲。由于频率低，此款电路稳定性和精度不高，若精度要求高可以采用32768HZ石英晶体振荡器经分频电路获得秒脉冲，也可以用555定时器产生1KHZ再经分频电路获得秒脉冲。由于虚拟环境中的秒信号要比现实生活中1S信号要慢得很多，因此为调试方便以下虚拟过程中都直接用脉冲电源代替秒信号电路。

(2)时分秒计数、显示电路设计与仿真

时、分、秒计数电路各采用两片74LS160十进制计数器级联构成。时计数器采用两片74LS160级联成24进制计数器，时十位利用置数法接成三进制(0－2)，当十位显示2时将个位变成四进制计数器使时个位只显示0－3。这样时计数器在分计数器提供的时钟信号触发下即可在00时－23时之间循环计数(如图2所示)。分、秒计数电路原理相同，将两片74LS160接成60进制即十位接成六进制(0－5)，且采用置数法使计数器回到初始计数状态。个位为十进制(0－9)，个位的进位输出端作为十位的时钟脉冲端。显示电路设计中采用四管脚的虚拟LED七段数码管，其将七段显示译码器功能与实际的七段数码管显示功能集成在一起，直接输入四位二进制数完成数码显示。在实际设计时可以用七段译码器驱动普通七段数码管显示。

(3)时、分校时电路的设计与仿真

时、分采用相同的校时电路，本设计中采用机械开关与RS触发器构成快速自动校时电路，可以分别对时、分计数电路快速自动校时，分自动校时电路。本设计通过机械开关S在1HZ秒脉冲信号和秒计数电路提供的时钟触发信号间实现切换输出至分个位CP时钟脉冲端，实现快速自动较时。由于机械开关在动作瞬间往往会发生抖动使输入信号产生“毛刺”干扰信号导致电路工作出错，因此，运用基本RS触发器存储记忆功能构成“防抖动”电路，无论开关如何动作，触发器的输出端均没有抖动现象。当开关S拨向A，触发器为1态(U1输出1，U2输出0)，将来自1HZ秒脉冲信号输出至分个位CP端同时，阻断来自秒计数器时钟触发信号，实现自动快速校时功能。当开关S拨向B，触发器为0态(U1输出0，U2输出1)，将来自秒计数器时钟触发信号输出至分个位CP端，同时阻断来自1HZ秒脉冲信号，恢复正常运行。

(4)整点报警电路

电路设计过程篇7

关键词：高压输电线路；电气设计；输电能力；电网建设

高压输电线路电气设计包括两种电气设计方式，即高压架空输电线路电气设计和高压电缆输电线路电气设计。两种电气设计的特点与设计方式分别不同。首先，高压架空输电线路电气设计最显著的特点是把电缆与输电底线均置于高空，借助于国家输电塔来进行输电任务工作。其次，高压电缆输电线路电气设计与前者有着明显的不同，这种设计将电缆置于地下进行输电工作，最大的优点是节省了电网输电占用的空间，有所不足的是在后期高压输电线路建设工作中如果发生故障，将为线路检查工作带来很大阻力。无论以上哪种高压输电线路电气设计都需要电气设计工作人员根据不同输电工程来进行相应的设计，只有依据科学规划设计过程，才能保证高压输电工作能够安全、可靠、经济、高效运行。

1 高压输电线路电气设计的过程

高压输电线路电气设计工程可分为三步，即使前期分析工作、设计初期、设计图纸工作。

1.1前期分析工作

高压输电线路电气设计总工程是一项巨大的设计工程，没有对可发生风险及工程规模、运行资金成本做详细分析就无法进行电气设计工作。对以上的分析可称为高压输电线路可行性分析工作，包括就高压输电线路的建设工作进行资金成本、项目规模、材料、电气设备等一系列项目的经过具体调研而得出的可行性估算与判断。可行性分析的作用就是保证整个设计工程能够顺利进行，此外，就设计进行可行性分析还将对高压输电线路建设工程完成后可能出现的一连串“后遗症”进行尽可能精确的预测分析。进行可行性分析需要依据我国相关法律条规进行最为严格的调研工作，因此，要做完整的可行性分析需要系统的完成设计方案、风险预测、工程论证等工作。可行性分析工作要从设计方案说起。首先，具备可行性设计方案才能够对高压输电线路电气设计工程进行详细精确的分析，设计方案需要电气设计人员从高压输电线路的技术方案、工程实施、实施环境、工程设备等方面进行科学论证。其次，设计方案必须要从建设工程的客观角度出发来确保方案的切实可行，同时避免高压输电线路施工工作进行中出现一些错误和纰漏。

1.2 设计初期

高压输电线路电气设计的设计初期工作就是以设计电气草图为主，在此基础上结合施工环境将草图进行不断修改，以设计出最适合的电气设计方案。主要进行的设计工作有导线、输电路径、天气条件的确定，以及输电铁塔设备、防雷、防震措施设置。在此需要要说因为输电导线经常会受到外界环境的影响，从而引起大量电能源的流失，因此，需要工作人员根据高压线周边进行具体的电值计算。而输电铁塔是整个高压输电运行中的重要环节，输电铁塔

的基础设施不但影响着输电的安全性，同时也要求电气设计相关工作人员考虑到塔周围土质条件，确保输电铁塔的稳定性。对于雷电、地震等不可抗拒自然因素，电气人员要充分利用绝缘子这一核心元件，同时针对雷电、地震易发地区对电气设计进行优化，杜绝输电线路遭受自然灾害的破坏。

1.3设计图纸工作

上文提到设计草图要进行不断修改、不断完善才能够得出最终的设计图纸。而高压输电线路电气设计工程需要依据图纸进行施工，在这一环节，电气设计工作人员需要按照设计图纸落实输电线路、路径、输电电塔、塔杆及所有基础设施工作，也不能忽视高压输电线路设计中机电安装的设计图纸。

2 高压输电线路电气设计过程中需要注意的问题

2.1 高压输电线路抗冰性能方面

因为高压输电线路所在地域不同，所以电气设计需要考虑到输电线路外界天气因素和外界气温因素，因此需要在设计过程中着重线路的抗冰能力的研究，以确保高压输电线路能够更加安全的进行日常输电工作。在设计过程中需要针对不同地区的浮冰厚度进行相应处理，这不但要求电气设计工作人员考虑到天气因素的影响及地段不同地质影响，还要在冰冻严重的高压输电线路启用抗冰塔来辅助高压输电的输电工作，同时还需要对高压电缆本身进行强化，尽可能选用绝缘度高的导线材料。

2.2 高压输电线路路径方面

高压输电线路必须要选择最合理、最具科学性的线路路径。也可以说线路路径选择是高压输电线路设计工作中的重中之重。路径选择要考虑到以下方面：拥有适宜的地质、水源、良好的气象等。在路径选择好之后，要考虑输电线路工程与附近所进行的建设、开发的和谐关系。高压输电线路路径选择要以我国法律法规为出发点，从而对不同路径进行择优选用。最优路线要以具备曲折较少、路径短、少转角、地势良好为标准，同时最好具有便利的交通和较为安全的自然条件。路径选择是整个输电线路设计中的关键，科学合理的选择方案在经济、技术指导以及施工、运行条件等方面都起着重要的作用。为了给线路施工以及运行维护创造良好的条件，在选择路径时要考虑沿线气象、地质、水文等自然条件，妥善协调好输电路径和周边的其他设施、资源开发和环境保护之间的关系。

2.3线路杆塔选择方面

完成高压输电工作需要借助了杆塔来完成，因此，线路杆塔确实为输电工作保驾护航。线路杆塔的选择非常重要，不仅要求杆塔具有强绝缘、强机械性，还要对所配备的混凝土和刚才进行严格挑选。在选择线路杆塔时需要考虑到输电线路所在区域的地形特征，另外还需要结合不同土质进行不同线路杆塔基础型号的确定。其中，在有些土层较厚地区应采用针对性对策，保证线路杆塔的稳定性，也可以采用减少土地开挖量，做到使用材料的节约；在有些土质较软地区采用交叉网状的杆塔布局，增强杆塔的支撑能力，实现高压输电线路工程的成本控制。输电线路抗冰设计对于高压输电线路，要根据不同地区的气象信息，对线路的抗冰性能做好线路设计，争取做到保证线路运行安全稳定又相对节省工程造价。因为各地区的气象条件不同，冰厚也不相同，因此，要采取不用的冰厚设计值。在设计过程中，要对输电线路所经地区的地形地质情况、风向以及湿度进行综合性分析，科学合理地确定冰厚设计值。抗冰所采取的措施通常采用重型抗冰塔和加强导线。在重冰区要相隔一段距离就设置一个基抗串耐张塔，导线要采用机械强度较高的材质。为防止由于线路不平衡的张力作用和脱冰震动对导线造成损伤，要用预绞丝护线条保护导线。抗冰设计的一个重要方面是防止绝缘子冰闪，增大爬电距离和增大绝缘子串长度，改善绝缘串的伞型结构。在绝缘子表面涂上防水材料可以很大程度上降低覆冰绝缘子漏电的可能性。

电路设计过程篇8

【关键词】建筑装饰；装饰电气线路；设计和识别

引言：建筑装饰是近些年来新型装饰技术，通过在建筑设计中融合装饰思想，可以在保证建筑质量的基础上，实现建筑装饰的最优化。合理的建筑电气系统安排对于建筑项目成本控制，实现项目功能最大化具有重要的意义。

1.电气线路强电部分

1.1 电气电路装饰设计原则

装饰电气线路设计中必须坚持两个原则：其一是可靠性原则。装修电气线路设计可靠性原则是指：首先，装饰电气线路设计是一项非常需要技术能力的专业，因此，建筑装饰电气线路设计时必须由专业人员进行线路安装和识别。其次，电气线路设计和安装本身具有一定的危险性，特别是在强电环境下，线路安装过程中一旦出现工作失误极易发生意外触电事故，威胁建筑装饰工作人员的生命安全，因此在进行电气安装过程中一定要仔细检查电路，确保一切线路断开，而且必要的操作防范设施设备要一应俱全。其二是经济性原则。装饰电气线路设计必须要坚持经济性原则，所谓的经济性原则就是指建筑装饰设计必然要服从整个工程成本控制，因此建筑电气设计过程中要通过灵活性处理线路关系，进行可靠性基础上的线路的简化，进而实现线路安装的经济性。再者建筑装饰电路设计是一项复杂的工作，一旦出现事故，轻则为建筑企业成本增加负担，严重的还会威胁建筑质量，坚持经济性原则必然要求电路设计质量强，发生故障低。

1.2 强电中低压配电系统

对于民用建筑，电气线路强电部分主要是低压配电系统。低压配电系统需要的技巧性较高，同一批次配电产品使用不同的线路设计，达到的效果也不同。

1.2.1 注意低压配电系统中的技术参数

注意低压配电系统中的技术参数对于实现配电线路设计合理，保证供电有效性具有十分重要的意义。一是，配电系统中配电设备的技术参数的选用，影响着电气线路的选择，比如，电气线路最大电流通过量，高峰期最大电流荷载量，电气线路中开关的耐受度等。只有明确配电系统中设备的技术参数才能保证电气线路设计的安全，防止发生由于电流过大，引燃线路，造成火灾事故火灾由于电流限制，建筑耗电量上限不高，影响建筑体验和功能的发挥。二是，配电系统中配电设备的技术参数的选用，决定变压器的使用。建筑装修过程中线路安排要充分考虑建筑未来用电量的上下限，合理安排变压器，一方面是出于经济性原则下对成本控制的考虑，另一方面也是出于节约资源，降低设备损耗率，提高设备使用的可靠性考虑。

1.2.2 注意低压配电系统中的线路回路

注意低压配电系统中的线路回路是非常必要的。低压配电系统中的线路回路数量越少越好，最重要的就是要在遵守规范所规定的一个回路规定数量的前提下减少回路，不符合规范的回路设计讨论回路数量没有任何意义。因此回路越少，电气线路的设计就不复杂，维修和维护也比较简单，如果回路过多，设计思路混乱必然会带来电气线路识别困难，为以后的维修带来困难。减少线路回路的方法主要有：一是，种类归类和位置确定法。建筑装饰电气线路在设计安装之前，必须对电路的种类和位置进行识别，根据电路性质进行统一归到一个回路当中，这样既使设计结构简单明了，也有利于控制成本。二是，利于大容量回路。大容量回路是以电气设备性能优越的前提下，适合新建住宅的用电需要，但是在旧电气线路改造过程中，大容量回路的应用还有待考究。

2.电气线路弱电部分

随着人们生活水平的提高，建筑电气线路安装的智能化需要越来越强，因此，电气线路弱电部分的投资额度和重视程度也越来越高。以弱电楼宇自控系统为例，弱电楼宇控制系统中的管线设计都是属于建筑装饰电气工程当中，比如，电气线路要保证在弱电情况下，电气控制器开关可以实现主要电气设备的关闭。在一些本身就是弱电环境工作的，比如保安监视系统，要实现自动化处理。

2.1 电气线路弱电部分智能化实现

电气线路智能化是实现电气线路整个电气线路成本控制都是重要组成部分。比如弱电部分火灾自动报警系统，其就是将探测技术模块化智能化处理。电气线路弱电部分火灾自动报警探测技术模块化，有利于节省工程成本，简化线路设计，以往的火灾自动报警系统使用的是温度传感器，温度传感器具有灵敏性，发现火灾及时的特点，但是对温度传感器数量有一定的要求，要求数量必须足够，否则无法明确发现是否有火灾发生。通过在不影响电气线路弱电部分火灾自动报警系统正常工作的基础上，通过减少弱电模块，实现了成本的降低。

2.2 电气线路弱电布线设计优化策略

电气线路弱电布线设计的优化策略主要是利用综合布线系统，综合布线系统主要是利用网络技术，通过资源共享的模式进行建筑装饰总体设计。建筑装饰电气线路设计是非常复杂的，特别是当建筑工程设计复杂时，建筑装饰电气线路设计将非常困难，基于可靠性和经济性原则下，电路设计必须要考虑多种因素。此时，利用电气线路弱电综合布线系统，通过网络技术，电气线路设计分为不同的区域，根据不同区域的用电量和设计进行规范化设计和操作，对设计到的电气线路设施设备进行识别，通过识别进行归类，然后进行整体性综合布线。综合布线系统既提高了布线的效率也遵循了电气线路的设计原则。

总结语

装饰电气线路的设计和识别对于保证建筑质量，控制工程成本是非常重要的。由于设计逐步分工化，装饰电气线路已经成为了一项新的社会技术分支。随着社会的发展，装饰电气线路设计和识别会得到更加深入的研究，但是，只有通过对装饰电气线路安装的实地识别和基于网络技术和经验进行电气线路设计，才能最大限度的保证装饰电气线路的有效性。

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电路设计过程篇9

关键词：电气设计 输电；电网建设；高压输电线路

中图分类号：TM726 文献标识码：A

高压输电线路电气设计中主要有两种方式：一种是高压电缆输电线路的电气设计，一种是高压架空输电线路的电气设计。两种方式的电气设计类型和具备的特征都极为不同。就高压架空输电线路的电气设计而言，其中最为显著的特征是将输电底线和电缆放置在高空之中，借助输电塔实现输电工作。而高压电缆输电线路的电气设计与之不同，高压电缆输电线路的电气设计主要是将电缆放置在地底下实现输电工作，最大的特征是可以节省很多电网输电的空间；但这种电气设计中也存在的一定的不足之处，在高压输电线路的后期工作建设中，一旦发生意外故障，检修线路将面临阻碍。因此，无论是哪一种高压输电线路的电气设计都存在着一定的不足，需要电气设计工作者根据具体的输电工程进行改善和提高，只有根据科学的规划进行设计，才可以保证高压输电工作可以高效、安全、经济、可靠的运行。

1设计高压输电线路电气的过程

高压输电线路电气设计可分为三个步骤：前期进行分析、初期的设计工作、根据图纸进行施工。

1.1前期进行分析

高压输电线路的电气设计工程相对来说是一项较为艰巨的设计工程，对可能会发生的事故和风险如若没有进行详细的分析，就会造成电气工程的设计工作无法正常进行。对可能会发生的事故和风险进行详细的分析，是分析高压输电线路可行性的重要核心工作，此项工作包括对高压输电线路的工程规模、所需材料、资金成本、所需各项设备等多方面进行分析和评估，只有通过具体的实地调查和分析，从而得出的评估结果才具有一定的科学性和可行性。

只有具备了高压输电线路的可行性方案，就能够详细精准的分析高压输电线路的电气设计会遇到的问题，方案的设计需要设计工作人员从工程施工设备、施工的环境、技术等方面入手，科学的进行论证。再者，一套科学、合理的设计方案，必须以客观的角度进行设计，才可以确保方案切实可行。

1.2设计的初期

初期高压输电线路电气的设计，主要是以草图设计为主，在草图设计的基础之上根据实际的施工环境再进行修改，确保最终呈现的设计方案是最适合实际情况的电气设计方案。设计工作人员主要的设计工作有：确定天气、输电路径的选择、导线的选择、输电铁塔的确认、防震防雷设施的安排等等。在输电的过程中，输电导线时常会因为外界环境的原因，受到一定的影响，致使电能源大幅度的流失。因此，在设计方案时，需要根据高压线路径的实际环境计算具体的电量。输电铁塔是完成高压输电的重要部分，输电铁塔决定了输电过程的安全性。地震和雷电等自然现象都是属于不可抗拒的自然因素，电气工程设计工作人员需要充分的了解绝缘子的核心部分，针对地震和雷电等现象优化电气设计方案，防治高压输电线路受到自然因素的毁坏，保障高压输电可以正常的进行。

1.3根据图纸进行施工

文中不断的提到电气设计方案需要根据实际的情况进行不断的修改和完善，最终才可以设计出最合适的电气工程设计方案和图纸。高压输电线路电气工程的设计，需要切实的根据最终的设计图进行施工。在进行实际施工时，设计人员需要一步步落实图纸中的线路和路径以及输电塔等设备的确定，决不能忽视高压输电线路设计中的任何一个环节。

2 在电气设计过程中需要注意的一些问题

2.1线路是否具备抗冰的性能

每个高压输电线路的地理位置都不相同，因此在电气设计环节中，需要工作人员切实的考虑到外界的气温变化和输电线路会遇到的各种天气因素，在设计时针对线路的抗冰性能进行研究，以此确保高压输电线路在运行过程中能够更完全、有效的进行输电工作。在设计时，工作人员需要对相应地区的浮冰进行处理，这要求电气设计人员不仅考虑到天气的不可抗力因素，还需要考虑到不同地区地质对于输电的影响，在冰冻较为严重的路径，选择抗冰塔辅助完成高压输电线路的任务。与此同时，还需要强化高压电缆，最好选择绝缘度较高的材料。

2.2线路的路径选择

在设计高压输电线路时，设计人员必须选择最为科学、最合理的线路路径。科学合理的选择线路路径是完成高压输电线路设计工作中重要环节。在选择线路路线时，还需要考虑到当地区域所具备的实际条件：当地的气象特征、良好的水源、适宜的地质等等。在选择好线路路径后，需要考虑高压输电线路所在地的周边开发建设；还应该根据我国相关的法律法规为根本出发点，选择适宜的高压输电线路的路径。就高压输电线路电气设计而言，最好的路径需要具备：地质优良、转角少、少曲折、路径较短等方面的优点，并且具备适宜的自然条件和便利的交通环境。

2.3线路杆塔方面的选择

高压输电工作的完成，需要借助杆塔才能够完成输电工作。对于高压输电线路来说，杆塔是最主要的组成结构，为此，想要保证高压输电工作的运行，选择杆塔时十分的重要，需要考虑绝缘度和机械的强度，一般来说是由钢材建成或者是钢筋混凝土做成。在选择杆塔时，必须要考虑高压线路路径所在地区的地貌特征，并结合不同的地质选择不同的线路杆塔，因地制宜。针对较软的土地、岩石地基、冻土地基、黄土地基要选择相应适合的杆塔类型。

结语

总而言之，高压输电线路电气设计方案需要切合实际，设计方案时需要满足电网建设的需求。如若设计方案脱离现实，是对电气工程建设的不负责，既无法保障电气设计的安全性，也无法满足我国电网发展的实际需求。因此，对高压输电线路进行科学合理的设计对于我国电网输电来说是非常重要的。只有在施工过程中结合实际地质、天气、水源等因素，不断的改善和修改设计方案，最终设计出最合理、最专业、最科学、最安全、最稳定的施工方案，才能确保我国电网输电工作能够安全有效的实施。

电路设计过程篇10

关键词：课程设计 面向系统任务 优化思路

高频电子线路是通信及电子信息类专业的一门主干课程，它是电路分析及模拟电子线路课程的后续课程，同时又是通信原理及电子系统设计的先修课程，在专业中不仅承上启下，同时侧重于单元电路的实际设计与应用。随着社会信息化程度的不断提高，人们对信息量实时性、多元化及高速度的要求，由于频带资源有限，各种通信及测控设备都向更高频率发展，这就需要在电子系统的设计中更多地考虑高频率信号传输引起的各种问题，应该说高频电子线路课程不能再停留在只侧重经典理论，而忽视其工程应用实际的情况，为此本人针对课程的现状提出面向系统任务的高频电子线路课程设计优化。

一、高频课程设计要达到的目的

高频课程设计是让学生从理论学习的轨道上逐渐引向工程应用，同时把课程中学过的单元电路加以系统化，将理论设计与实验操作加以整合，逐步掌握高频电子电路设计的步骤和方法， 并在实践中让学生体会到科学实验的实施方法。

二、高频课程设计现状

目前高校中该课程的课程设计主要有两种情况，一种是对高频电路进行仿真设计，课程设计报告的结果及数据均来自仿真实例。另一种是纯硬件设计，制定设计方案，进行理论分析及计算，直接对硬件电路进行构建及调试。软件仿真类的电路构建比较灵活，得出的结论及数据往往和应用实际有较大差距。纯硬件类的设计题目往往故障率高，学生设法解决问题的时间比较少，在一到两个星期里作品成功率低。随着时代的发展，新电子器件和先进仪器设备层出不穷，这些都必须靠学生通过实践来认识与掌握。光靠本课程的16节课内实验是不够的。课程设计中要通过系统任务的模式将软、硬件实验相互协调才能提高学生动手能力及创新实践能力，促进学生工程素质的提高。

三、课程设计的优化思路

本人的优化方法是结合软件及硬件，先通过各模块电路的仿真，之后将各模块结合起来，同时用硬件验证实际成果。有的读者可能会这工作量更大了，其实不然，对于比较综合的题目如“超外差接收机的设计”，这类题目要想整个系统由一个人进行仿真研究，不仅耗时耗力，而且再进行硬件的构建，工作量会超标，因此我采用现成的硬件产品指标设置，分若干子模块进行仿真，由于硬件电路本来具有较强可实现性，既满足了设计要求，又对整个系统有整体了解。

面向系统任务的高频电子线路课程设计优化从以下五个方面入手

1.从工程任务的角度设计单元电路， 拓宽学生知识面

课程设计要求学生从工程角度设计及构建单元电路。在设计过程中注重了解电子线路及常用电子元器件的工程技术规范， 如类型、规格、型号、性能等， 而且要学会从所设计电路的性能指标、生产成本以及易实现性等方面来考虑选择合适的元器件以组成电路。注重与其他课程如电子产品工艺技术相结合。

2.在课题设置上加强电路系统概念，培养系统设计能力

要求学生建立系统设计概念，包括研究如何制订总体方案，如何确定和分配指标，如何使单元电路设计满足系统性能的要求，以及各项电路之间如何匹配等等一系列系统设计需要解决的问题，初步掌握电路系统的设计方法。

3.通过课程设计任务分块设计法，加强学生软硬件综合运用能力的训练，增强学生的协作精神

课程设计所做的实验是比较复杂的系统性实验， 要求一组学生将系统任务分块设计，每个同学设计自己所属分块电路方案，同时兼顾总的电路性能指标，每个学生都必须列出所需材料清单、单元电路、测试框图，拟出详细的实验步骤等。单元电路最后进行软件联调，加强学生个人的责任感及协作精神，避免了课程设计中相同题目学生浑水摸鱼的现象。

4.强调系统任务的可实现性，强化学生硬件设计基础

在以上软件联调成功的基础上，构建对应的硬件电路，学生应拟定出硬件实现方案，考虑高频电路的干扰、信号完整性，实现方式是通过万能板还是自制印刷电路板等问题，提高学生硬件设计能力。

5.综合运用仿真软件，提高学生软件应用能力

目前比较常用的电路仿真软件主要有Multisim及Pretus，以及DXP2004等，从原理仿真的角度看Mutisim适用于多种单元电路的仿真，且可以自行编辑集成器件，优点是可仿真精度较高的仪器设备。PROTEUS也是一款较好的仿真软件，它的优点是元件库庞大，包括一些集成芯片，而且能与单片机进行联调，还可实时观察各点的逻辑电平。DXP2004制板功能强，元件库齐全，但仿真功能使用不方便，所以针对面向系统任务的高频电子课程设计来说，需要挑选其中的一到两种综合运用，虽然说这对学生来说是不小的挑战，但由于这类仿真软件的架构及使用方法大致相近，所以学生上手很快，进一步提高了学生的动手能力。

四、结语

以上是针对目前我校高频电子线路课程课时短、学生电学基础较差的情况提出的面向系统任务分工合作的高频课程设计的基本思路，在实际的教学中，学生的实践能力、软硬件综合运用能力及团队协作精神都得到了较大的提高。

参考文献：

[1]陈稚琴.关于开设高频电路系统课程设计课程.电工教学，1996（6）

[2]陈雅琴.清华高频电路系统课程设计的实践创新. 计算机教育，2006（8）