电子线路设计与制作范例(12篇)
电子线路设计与制作范文篇1
1.1实训目标
其目标是培养学生具备从事电气控制线路、电子线路设计、安装、调试等基本职业能力,通过任务引领和项目活动,掌握电工电子电路设备安装的技能和相关理论知识,能完成本专业相关岗位的工作任务,具有诚实、守信、善于沟通和合作的品质,树立环保、节约、安全意识,为发展职业能力奠定良好的基础。并为后续课程的学习作前期准备。
1.2实训设计思路
变三段式课程体系为任务引领型课程体系,打破传统的文化基础课、专业基础课、专业课的三段式课程设置模式,紧紧围绕完成工作任务的需要来选择课程内容;变知识学科本位为职业能力本位,打破传统的以“了解”“掌握”为特征设定的学科型课程目标,从“任务与职业能力”分析出发,设定职业能力培养目标;变书本知识的传授为动手能力的培养,打破传统的以知识传授为主的教学方式,变为以“工作项目”为主线,创设工作情景,结合职业资格鉴定,培养学生的实践动手能力。以电子电工电路安装流程为主线,遵循学生认知规律,紧密结合职业资鉴定中的考核要求,确定本课程的工作任务模块和课程内容。
为了充分体现任务引领、实践导向课程思想,将本课程的教学活动分解设计成七个工作任务模块项目或工作情景,以项目为单位组织教学,以实际控制线路为载体,引出相关专业理论知识,使学生在安装、设计过程中加深对专业知识、技能的理解和应用,培养学生的综合职业能力,满足学生职业生涯发展的需要。
2职业能力培养目标
2.1中职电工技能实训的职业能力培养目标
中职电工技能实训的职业能力培养目标有以下几个方面:①会熟练使用电工工具;②能执行电气线路安装规程、规范、标准;③会识别低压电器、根据要求选择其规格与型号;④能安装电力拖动基本线路;⑤会识别电子元器件;⑥会安装电子线路;⑦会基本电工电子仪表的使用与维护;⑧会安装通用机床控制电路;⑨会分析常见机床电路、排除常见机床电路故障。
2.2实训内容和要求
将电工技能实训内容划分为七个项目实训,以了解电子电工实训工作环境、低压电器、安装电力拖动基本线路、安装通用机床控制电路、常见机床电路故障排除、电子元器件、电子线路安装,每个项目的教学实现通过分解为几个小任务来完成。
项目一:实训目标:了解?子电工实训工作环境。实训任务:①能说出电子电工实训室的供电系统、电源分布、负荷允许值、及其他安全用电要求;②电子电工工作台各部分的组成、作用、电源分布、负荷允许值、及其他安全用电要求;③能说出拓展所需的器材、线材所处位置。任务设计:实训室操作,针对电子电工工作台进行规范操作、安全用电示范。
项目二:实训目标:低压电器的认识。实训任务:①低压电器的种类、结构、工作原理;②能排除简单的低压电器故障;③认识电工线材;④认识电工安装辅料:螺丝、螺母等的规格与型。
项目三:实训目标:安装电力拖动基本线路。实训任务:根据《电工工艺学》要求,进行电力拖动基本线路的工作原理分析、线路安装与调试,并能进行简单控制线路的设计。任务设计:在实训室中利用材料和安装工具,安装电力拖动基本线路。
项目四:实训目标:安装通用机床控制电路。实训任务:①能读懂普通车床、镗床、铣床、桥启的图纸;②能根据普通车床、镗床、铣床、桥启的图纸进行线路安装。任务设计:在实训室中利用材料和安装工具,安装通用机床控制电路。
项目五:实训目标:排除常见机床电路故障。实训任务:用相应仪表排除普通车床、镗床、铣床、桥启的故障。任务设计:在实训维修区,用相应仪表排除普通车床、镗床、铣床、桥启的故障。
项目六:实训目标:电子元器件的认识。实训任务:①认识电子元器件的种类、结构、工作原理;②能用仪表判别电子元器件的好坏;③认识电子安装辅料:焊锡、松香、电路板等的规格与型号。任务设计:在实训室中利用真材实料和电工工具,对元器件进行识别、测试。
项目七:实训目标:安装电子线路。实训任务:①根据图纸,进行电子线路的工作原理分析、线路安装与调试;②进行简单电子控制线路的设计。任务设计:在实训室中利用材料和安装工具,安装电子线路。
2.3实训教学中,需要注意的问题
第一,应立足于加强学生实际操作能力的培养。采用项目教学,以工作任务为引领,提高学生学习兴趣,激发学生的成就感。
第二,教师示范和学生分组操作训练互动,学生提问与教师解答、指导有机结合,让学生在“教”与“学”过程中,熟练使用工具、设备。
第三,要创设工作情景,同时应加大实践实操的容量,要紧密结合职业技能的考核,加强考证的实操项目的训练,在实践过程中,使学生掌握技能,提高学生的岗位适应能力。
第四,应用挂图、多媒体、微课视频等教学资源辅助教学,帮助学生掌握技能。
第五,要重视本专业领域新技术、新工艺、新设备发展趋势,贴近生产现场。为学生提供职业生涯发展的空间,努力培养学生参与社会实践的创新精神和职业能力。
第六,实训教学过程中应积极引导学生提升职业素养,提高职业道德。
2.4教学评价
第一,改革传统的教学评价手段和方法,采用阶段评价、目标评价、项目评价、理论与实践一体化评价模式。
电子线路设计与制作范文篇2
基于课程特点以及电子技术的发展,传统的授课方式已不能适应日益发展的技术要求。在多年的教学实践与改革中,本教学中心不断探索,逐渐将现代电子设计自动化技术的新方法、新工具和新手段应用于教学环节。本文以“频率补偿电路”为例,讲述multisim仿真工具、filterlab滤波器设计软件、protelDXP电路设计软件等新工具在电子线路设计课程中的应用。
1频率补偿电路设计
频率补偿电路是对某传感器电路模块(如图1所示)的高频特性进行补偿,使其-3dB截止频率为50KHz。
图1传感器电路
经理论分析,该模块的传递函数为:
(1式)
由传递函数可得该系统的零点为(13.2kHz),二重极点为(6.6kHz)。采用零、极对消方式,对该模拟模块的高频特性进行频率补偿,则频率补偿电路的传递函数为:
(2式)
其中f1为频率补偿后系统的-3dB截止频率。
当S=0时,系统传递的为直流量,此时H0(s)=1,可求得K约为18.07
故(3式)
由3式可知该频率补偿电路可由两个低通滤波电路和一个全通滤波电路并联而成。传递函数分别为为1、、。由于常数A、B(正或负)的存在,低通滤波和带通滤波电路后还应加入放大或衰减电路(同相或反相)环节。
2《电子技术课程设计》课程安排及要求
第一阶段:教师讲解整个设计系统要求、各项技术指标的含义,使学生对整个设计有初步了解和认识。同时完成学生的分组,两人一组自愿组合,做好前期准备。
第二阶段:教师系统地讲解整个设计中所需要用到的新技术和新工具,采用专题的方式讲解multisim仿真工具、filterlab滤波器设计软件、protelDXP电路设计软件,并安排学生辅以简单的练习,以达到初步掌握的目的。
第三阶段:学生根据设计内容,查找相关资料,对方案进行具体论证。用filterlab滤波器设计软件按要求设计两个低通滤波器,确定滤波器的电路形式及参数;用multisim仿真工具对各单元电路进行仿真,最终完成整体电路仿真,实现截止频率为50KHz。
第四阶段:学生完成电路板的制作,利用protelDXP电路设计软件完成原理图及PCB板绘制,并且完成PCB的制作及元器件的焊接、调试。
第五阶段:学生完成整个设计系统的整机联调,测试技术指标,完成设计报告。设计报告包括:系统方案论证;各单元电路参数的选择与计算;各单元仿真电路及仿真结果;各单元电路的调试及实际改进的电路图;系统测试结果;全文总结。
通过对“频率补偿电路的设计”这一电子线路设计课题,学生学会了multisim仿真工具、filterlab滤波器设计软件、protelDXP电路设计软件等新工具在电子线路设计中的应用。图3是学生利用multisim仿真工具得到的50KHz截止频率的波特图,图4是利用protelDXP电路设计软件完成了频率补偿电路的PCB板绘制。
由此可见,采用此种教学方法,学生不仅能够很好的使用新工具、新技术,而且清楚的掌握电子线路综合设计的一般方法和设计流程。通过具体设计的实现,能调动学生学习的积极性,加深对理论知识的理解,提高实际解决能力,有利于系统地、科学地培养学生的实际动手能力、工程设计能力及创新设计能力。
图3multisim仿真50KHz截止频率的波特图
图4频率补偿电路的PCB板
参考文献:
[1]谢自美.电子线路设计.实验.测试(第二版)[M].华中理工大学出版社.
[2]刘树棠.信号与系统(第二版)[M].西安交大.
[3]尹勇李林凌.Multisim电路仿真入门与进阶[M].科学出版社.
[4]Filterlab2.0user’sguide,Microchip.
[5]马丕明等.一种“电子线路课程设计”教学平台[J].电子电气教学学报,第34卷,第2期,2012,4.
作者简介:
[1]汪文蝶,女,出生年月:1985年9月,硕士,初级实验室,四川师范大学物理与电子工程学院,主要从事单片机、电子线路设计等研究工作。
电子线路设计与制作范文1篇3
关键词:通信电子线路;实践教学;虚拟实验
中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)10-2399-03
ResearchofSystemviewUsedinSimulationofCommunicationElectronicCircuitCourse
MAOHong-yan
(ShenyangInstituteofEngineering,Shenyang110136,China)
Abstract:Inordertoimprovethequalityofteachinginthiscourses,wehavemadeaseriesofresearchandreformationofthecourseofCommunicationElectronicCircuit.Itwaspresentedaddingtheprojectsofvirtualexperimentaldevelopmentandexperienceprojectonthebasisofoldexperiments.SimulationsystemswerebuiltusingSystemViewsoftware.Waveformandspectrumwereanalyzed.Allofthesedeepenstudents’understandingofthecourseandcultivatethestudents’spiritofinnovation.
Keywords:communicationelectroniccircuits;systemview;simulation
通信电子线路是通信工程、电子信息工程等相关专业的一门重要的专业基础课,它以“信号与系统”、“电路分析’,、“低频电子线路”等课程为基础,研究的主要内容是:高频小信号放大器、功率放大器、振荡器、调制与解调器与混频器、反馈控制电路等的工作原理与分析方法。通过学习通信设备中常用电路的原理、组成、性能分析和设计方法,获得通信电子线路的基本理论、基本方法和基本技能,具有通信电路系统的分析和设计能力。
以前的通信电子线路的教学方式,主要采用理论教学+验证实验的方式。理论教学完成在课堂上,对各单元电路的电路构成和原理、元件参数计算和设计等方面进行讲解。在验证实验中,学生通过各种高频通信实验箱,按照实验指导书进行连接,之后通过示波器、毫伏表等设备,观测输出信号,得出实验结果。在实验中,学生的主要工作就是将输入信号接入电路中,得出测量结果,而对电子线路的相关问题分析不深入。
我们对“通信电子线路”课程的实践教学进行改革,在演示性和验证性实验基础上,增加了虚拟实验项目的开发,将动态仿真软件应用于通信电子线路的实验教学中,从而为学生提供通信系统开发、设计、调试的平台,帮助学生更好地理解和掌握通信电子线路原理。
1SystemView软件介绍
Systemview是美国ELANIX公司推出的软件,它为用户提供了一个完整的动态系统设计、仿真和分析的可视化软件环境,利用此软件可以构造出各种复杂的模拟、数字、数模混合系统,可用于各种线性或非线性系统的设计和仿真。SystemView属于一个系统级工具平台,可进行包括数字信号处理(DSP)系统、模拟与数字通信系统、信号处理系统和控制系统的仿真与分析,软件配置了大量图符块库,用户很容易构造出所需的各种仿真系统,并可以分析时域波形图、眼图、功率谱、星座图和各类曲线。[4]
SystemView的库资源十分丰富,包含若干图标的基本库(MainLibrary)及专业库(OptonalLibrary),基本库中包括多种信号源、接收器、加法器、乘法器,各种函数运算器等;专业库有通信、逻辑、数字信号处理、射频/模拟等;它们特别适合于通信系统的设计、仿真和方案论证;并可进行各种系统时域和频域分析、谱分析,及对各种逻辑电路、射频/模拟电路(混合器、放大器、RLC电路、运放电路等)进行理论分析和失真分析[4]。
在系统设计和仿真分析方面,SystemView还提供了一个真实而灵活的窗口用以检查、分析系统波形。在窗口内,可以通过鼠标方便的控制内部数据的图形放大、缩小、滚动等。另外,分析窗中还带有一个功能强大的“接收计算器”,可完成对仿真运行结果的各种运算、谱分析、滤波。
2SystemView在《通信电子线路》中的应用
通信电子线路课程中,有一些通信和电子线路的原理不好理解,应用仿真软件做通信系统的仿真,帮助学生更好地理解和掌握通信电子线路原理。在虚拟实验项目的开发中,通过计算机仿真软件对所学内容进行模拟实验,我们在教学中使用的是SystemView。在通信电子线路课程中,像幅度调制、解调一章内容,可对各种调制、解调用SystemView建立系统分析。其它内容如:频率调制、解调、反馈控制电路、锁相环路、超外差式收音机系统等等都可用SystemView建立仿真系统来进行分析。
在仿真过程中,主要完成元器件和仪器的选择,设置相关的参数,并按照系统构成进行线路的连接,实现系统特性的仿真。通过此仿真软件,能非常方便地将系统原理图设计、仿真、运行等过程融为一体,组成计算机实验平台。SystemView具体的仿真步骤如下:建立通信系统的数学模型;从各种功能库中选取或拖动图符,构建通信系统;设置系统的定时参数;据系统性能指标,对各模块参数设置并调整参数;行仿真系统,过分析窗口、波形、频谱来观察分析结果[5]。
3SystemView的应用实例
为了更好地说明问题,下面以通信电子线路课程中幅度调制、解调来进行仿真和分析,幅度调制、解调是通信电子线路课程的重要内容。
3.1AM系统调制及包络解调仿真
在SYSTEMVIEW中,按照AM系统调制及包络解调流程图放置各个元器件,,设定其相应参数并连线,建立仿真系统如图1所示:设置载波的振幅为1V,频率为10HZ,调制信号振幅为1V,频率为100HZ,直流分量的设置:双击Source,选择Noise按钮,在出现的元件列表中选择PNSeq,设置幅度为0.5V,理想低通滤波器最低截止频率设定为100HZ,
图1AM系统调制包络解调流程图
点击“运行”图标后运行系统,运行无误后,点击查看波形图标查看各部分的时域波形。各部分输出时域波形分别如图2所示:
图2AM系统各部分波形图
由图2可以看出,在波形上,已调信号的幅值随基带信号变化而呈正比地变化;用相干解调法解调出来的信号(c图)与基带信号(a图)基本一致,实现了无失真传输。
3.2DSB系统调制及相干解调仿真及结果
在SYSTEMVIEW中,按照DSB系统调制及解调流程图放置各个元器件,设定其相应参数并连线,完整的系统图如图3所示:
图3DSB系统调制相干解调流程图
点击“运行”图标后运行系统,运行无误后,点击查看波形图标查看各部分的时域波形。频域波形各部分输出波形时域分别如图4所示:
图4DSB系统调制、解调各部分时域波形图
由图4可以看出,在波形上,已调信号的包络不再与原基带信号的变化规律一致,不能用包络检波来恢复,用相干解调法来解调,解调出的信号与基带信号基本一致,只是在时域上有一定的延时,但也实现了无失真传输。
4结论
通过以上分析可见,工程技术人员利用SystemView进行通信仿真很方便,只需要考虑系统的设计要求指标,不必花太多时间去编程来建立仿真模型。在设计过程中,能快捷地实现各种通信系统的仿真实验,根据各模块的对话窗口来设置合理参数,并对系统进行调试、通过分析窗口来观测相应的波形,从而验证系统的正确性。仿真实验比用硬件实验节省经费、易改变实验参数,在教学中采用仿真实验,可发挥学生想象力来设计实验,通过实验结果分析,改进实验,从而培养学生的创新精神。
参考文献:
[1]朱颖莉.高频电子线路实验教学改革的探索[J].高校实验室工作研究,2008(12).
[2]廖惜春.基于工程应用的“高频电子线路”课程教学研究[J].电气电子教学学报,2007,4(5):12-14.
[3]毛红艳,苏苇,王蓉.基于MATLAB计算机仿真在通信教学中的应用[J].沈阳工程学院学报,2007(3).
电子线路设计与制作范文篇4
关键词:电子设计任务
在我国的许多技工院校,电子技术应用专业是不可或缺的主打专业。以往的电子技术应用专业受到办学条件、办学理念等诸多因素的影响,多停留在学校内“闭门造车”,培养出的毕业生不能在第一时间内走上工作岗位。因此,市场与企业都要求技工院校的电子技术应用专业在课程建设与教改、科研等方面加大改革力度,以市场需求为导向,以培养具备从事制造企业电子类产品和电气与控制设备的安装、调试、维修的专业技能,并具有一定的电子产品开发与制作能力和初步的生产作业管理能力的高素质技能型人才为目标,力争使技校生可胜任制造类企业电子类产品生产一线的操作,低压电气设备的保养和维修,电子整机产品的装配、调试、维修等工作;也可胜任电类产品生产一线的相关检验、管理等工作;经过企业的再培养,还可从事电类产品的工艺设计及营销、售后服务等工作。为此,学院在近年来根据市场与企业的需要相继开设了电子产品设计与制作、电子CAD电路设计项目教程、电子整机的维修与技巧等实用课程,得到了学生的一致欢迎,收到了良好的教学效果。
一、电子产品设计与制作课程的开设
以往技工院校的电子专业的课程往往偏重于基础理论,实训课程也是黑白电视机维修、音响设备维修等远远滞后于市场需求的老旧课程,学生学习也缺乏兴趣。而电子产品设计与制作是以设计并制作电子产品为主线,使学生掌握电子产品的电路设计、电路仿真、PCB设计与制作、电路板的安装与调试及简单故障的排除等知识。在此基础上,具备电子产品的硬件线路设计、焊接、调试能力,从而提高技校生使用仪器仪表的能力、数据与结果的分析处理能力。这些综合素质与职业能力的有效提高,为学生今后走进企业与自我发展奠定了坚实的基础。在电子产品设计与制作课程的教学过程中,教师给出几种电子产品设计要求,由学生分组选择并在教师指导下实施,设计制作后由学生检测和师生互动与评价,可以有效地克服传统电子专业教学的弊端,充分调动学生的主观积极性,从而变学生的“要我学”为“我要学”。同时电子产品设计与制作课程的学习有利于技工院校校企合作、顶岗实习等多种实训模式的开展,以往技校生重理论,轻实训,这就导致学生往往在校企合作或顶岗实习时,面对生产任务无从下手。而电子产品设计与制作课程的学习开拓了学生的思维。学生通过几个电子产品的设计与制作,举一反三,掌握其中的规律,从而大大提高了实习的积极性与效率,真正做到了学以致用,学有所成。
二、电子产品设计与制作课程教学模式的改革
技工院校电子专业课程的教学改革始终面临着诸多难题,其中最主要的就是实训设备的不足。同时,师资力量的缺乏也是一个重要原因。许多技工院校的电子专业教师从大学直接应聘进校,本身缺乏企业生产一线的工作经验,对于电子专业的最新教学模式缺乏了解。为此,学院每年都安排专业教师轮流进企业以及兄弟专业院校学习,逐步引入了任务驱动法、项目教学法以及最新的CBE教学模式。在电子产品设计与制作课程教学中,打破传统的完整的知识体系结构,向工作过程系统化方向发展,注重内容的实用性和针对性。
三、电子产品设计与制作课程教学的实施
电子线路设计与制作范文篇5
[关键词]低压用电;三相四线;断路;常见故障;排查技术
中图分类号:TM63文献标识码:A文章编号:1009-914X(2017)14-0244-01
不论在城市还是农村,由于种种原因常因中性线引起用户端中性点电位偏移,严重时可使某一相的相电压升至高达300v以上,另外,相的电压则降低,其危害非常严重,给用户端用电设备造成很大威胁,经常因此类故障大量烧毁家用电器。随着人们生活水平的不断提高,家用电器品种和数量也越来越多,如洗衣机、电饭锅、电冰箱、空调、电脑、理疗保健器等等。一旦这些家用电器的供电线路由于种种原因发生中性线断线,引起用户端中险点电位偏移,严重时可使某一相的相电压升至高达30DV以上,因此,有必要采取有效的预防措施,最大限度地保障用户用电的安全与可靠。
1.室内配电线路中性线断开的原因分析及危害
居民生活用电大多使用三相四线制的供电网络,采用中性点直接接地的方式运行,从而使中性线与大地之间形成等电位。这样在正常情况下,配电变压器低压侧系统中性线是不带电的。假如中性线带电,会影响整个网络的正常供电,危及人身及设备安全,常见中性线带电的原因:配电变压器接地中性线接触不良或者断路。工作人员在维修线路时误接中性线,将中性线与相线对换,造成中性线带电的事故。中性线接触良好,但仍带电。此种情况为三相负荷严重不平衡所致。当三相负荷不平衡时,中性线上将流过零序电流,并使中性点电位发生偏移,从而造成中性线有电压,使中性线带电。中性线接触良好,但接地电阻大。接地装置的接地电阻必须符合规程规定值。对10kV配电变压器:容量在100kV.A及以下,其接地电阻不应大于10Q;容量在100kVh以上,其接地电阻不应大于4Q。否则,低压线路输送的距离越远,负荷点的中性线接地电阻则越大,从而造成中性线带电的现象。
各相负荷分配不均匀,使中性线中流过的不平衡电流过大,加之施工人员工艺标准低,其接头多且虚接、氧化等原因,以致烧断中性线;管理人员安全意识淡薄,责任心不强,业务水平低下,认识不到中性线在运行中的作用及其断线带来的严重后果,平时疏于巡视检查与维护;铝导线与变压器低压桩头(俗称低压嘴)连接时,未采取铜铝过渡措施直接连接;与铜铝过渡设备线夹压接前未包扎铝包带;与铜铝过渡线鼻子压接前未逐根清除导线的氧化层或与线鼻子型号不匹配。公用中性线使用破旧导线,施工工艺水平差,接头多、虚接、松动、氧化腐蚀,而且长期得不到维护;计量箱的导线进出口无橡胶圈或橡胶垫防护;中性线经过断路器、刀开关、熔体等控制。安装剩余电流动作保护器时将中性线接入相线端子,即使断开保护器也不能断开接人中性线端的相线。
2.三相四线及单相用电线路发生中性线断路时的异常现象
(1)三相四线用电线路中会有设备烧毁或不能正常工作。三相四线用电线路发生中性线断路时,相当于失去中性线,加之使用中三相负荷不对称引起中性点位移,此时三相相电压不稳定容易烧毁用电设备:先烧用电负荷最轻相单相(220V)用电设备,再烧负荷较轻相单相用电设备,而负荷较重相单相用电设备两端实际电压比额定电压偏低,电灯不亮或单相电动机转速明显降低,导致不能正常工作。单相电动机一旦发生堵转,也会很快烧毁。
(2)用验电器测试断路中性线亮暗各异。在单相室内低压线路带电情形下,闭合用电设备控制开关,用验电器测试断路中性线与相线,验电器全亮且亮度一样;当关掉用电器控制开关,再用验电器测试断路中性线与相线,验电器在中性线处亮度变暗,而相线亮度不变。若在三相四线室内低压线路带电且用电器控制开关闭合(220V用电设备)情形下,用验电器测试断路中性线,则时亮时暗。
(3)相电压不对称。使用万用表测量交流电压。单相220V用电线路发生中性线断路故障,且用电设备的控制开关闭合时,测试线路无电压;当关掉用电器控制开关时,测量用电线路电压为140~180V(感应电压)。如果此时中性线断路发生在三相四线用电线路上,相电压会各不相同,这是由于三相供电线路各相用电设备负荷不对称所致。测试各相电压,负荷最轻相相电压为250~300V,负荷较轻相相电压为240~270V,负荷较重相相电压为150~200V。而测试三相线电压,则基本对称。
3.中性线断路故障排查
(1)检查用电设备室内敷设线路。一般情况先检查用电线路有无外力损伤或烧断,同时检查导线端头铜铝过渡接线端子是否氧化、接线松动,导致发生中性线断路。
(2)z查控制器。检查控制器如小型双极断路器(单相220V,中性线与相线同时控制)控制中性线的动静触点是否接触不良,检查双极刀开关(内设熔丝)固定熔丝的螺钉是否发热变色,用螺丝刀轻轻触及压接熔丝螺钉底部看是否松动。特别是中性线上装有熔丝的开关设备更要认真检查,这也是易导致中性线断路的故障多发点。
(3)检查中性线是否安装熔丝。中性线应该不受控制更不能安装熔断器。有个别安装人员在中性线安装熔断器,这样当中性线断路发生时,还得检查是否为熔丝烧断而导致中性线断路。
(4)检查电源中性线。用电设备不能正常工作,而室内低压用电线路、控制及用电设备又无中性线断路故障,就应检查供电电源是否发生中性线断路故障。
4.配电线路中性线断开保护措施
架构式安装的变压器到计量箱的导线应穿防老化型PVC塑料管防护,杆挂式单相变压器到计量箱的导线宜采用三芯电力电缆;严禁中性线与相线互换;计量箱的进出导线口应装设橡胶圈或加橡胶垫防止损伤导线,进出计量箱的导线应设滴水弯,防计量箱进水。
电子线路设计与制作范文篇6
关键词:机电工程ProtelDXP技术问题措施
0引言
随着科技的进步,以及集成电路向超大规模发展,EDA软件已经成为人们进行电子设计不可缺少的工具。目前,众多软件公司开发了大量EDA软件。其中,ProtelDXP当之无愧排在前列。因此从事电子专业的相关人士必须要对ProtelDXP的应用具有清晰的认识,并且对其在应用过程中出现的问题进行总结,从而为电子专业的进一步发展提供更好的服务。
1ProtelDXP软件的概述
ProtelDXP为电子学设计带来了全新的理念,集成了世界领先的EDA特性和技术,极大地提高了电子线路的设计质量和设计效率,有效减轻了设计人员工作的复杂度和劳动强度,为电气工程师提供了便捷的工具。同时,ProtelDXP是一款基于WindowsXP操作系统的设计软件,它集成了FPGA设计功能,从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计集成在一起。ProtelDXP以其强大的设计输入功能为特点,在FPGA和板级设计中同时支持原理图输入和HDL输入模式;同时支持基于VHDL的设计仿真、混合信号电路仿真和布局前后信号完整新分析。ProtelDXP的布局布线采用完全规则驱动模式,并且在PCB布线中采用了无网格的SitusTM拓扑逻辑自动布线功能,同时将完整的CAM输出功能的编辑结合在一起。而且,ProtelDXP打破了传统的设计模式,提供了以项目为中心的模式,包括强大的导航功能、对象管理、源代码控制、设计变量和多通道设计等高级设计方法。
2在电子线路当中ProtelDXP的应用探讨
2.1在设计原理图中的具体应用
原理图的设计流程包括:启动ProtelDXP原理图编辑器、设置原理图图纸大小及版面、元器件放置、布线、调整元器件位置、电气检查和保存并输出。ProtelDXP可以直接建立原理图文档,但是为了设计的连贯性,一般在一个PCB项目下进行。穿件完成PCB项目文件后,在项目文件中追加一个原理图文件,然后按照设计要求设置图纸参数,加载元器件库,放置各种元器件及各种非电器的电路组件,根据元器件的电器链接关系放置导线,最后进行电器检查并保存、输出电路原理图。在原理图设计过程中,各种元器件等电器组件的放置过程都必须综合考虑各种因素,另外对非电气组件的使用也要注意和电气组件区别。对于复杂电路的原理图,在工程上往往是首先设计一个系统总框图,并对整个电路进行功能划分。总框图主要由功能方块图来组成,以显示各个功能单元电路之间的电气关系,然后再分别绘制各个功能电路图。
2.2在设计元器件库中的具体应用
新建一个新元器件必须在原理图的元器件编辑状态下进行,原理图的元器件编辑器主要用于编辑、制作和管理元器件的图形符号库,其操作界面和原理图的编辑界面基本相同,不同的是增加了专门用于制作元器件和进行库管理的工具。制作一个新的元器件一般需要以下几个步骤:打开库元器件编辑环境,创建一个新元器件,绘制元器件外形,放置引脚,设置引脚属性,设置元器件属性,追加元器件的封装模型和保持元器件等。
2.3在设计印制电路板中的具体应用
用ProtelDXP设计PCB的基本设计流程有以下几步:设计电路原理图,设置PCB设计环境,PCB布局,布线规则设置,自动布线,手动调整布线,保持文件并输出。在设计制作PCB时,首先要学会PCB文档的创建、打开和保存等基本操作。利用ProtelDXP创建一个新的PCB文档方法有很多,推荐使用的方法是根据PCB向导创建新的PCB文档。在用ProtelDXP设计PCB的过程中,环境参数的正确设置也是非常重要的,包括对图纸参数的设置和编辑器参数的设置。
2.4在设计PCB元器件库中的具体应用
用ProtelDXP设计元器件的封装基本流程包括PCB库的创建和保存、项目元器件库和集成元器件库的创建等操作。在元器件库创建了之后,用户除了能够使用PCB元器件向导来创建元器件封装外,还可以选择手工创建PCB元器件封装。在手工绘制元器件之前,需要收集该元器件的封装信息,包括元器件的封装形状、尺寸大小、引脚数量等。
3结语
ProtelDXP在电子线路设计中的应用,有效的把电子设计人员从传统的设计工作中解放出来。利用ProtelDXP,电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统,大量的工作可以通过计算机完成,并可以将电子产品从电路设计、性能分析、器件制作到设计印制电路板的整个过程在计算机上自动处理完成。随着科学技术的不断发展,利用ProtelDXP设计电子线路必然会得到进一步的应用。
参考文献:
[1]刘刚,彭荣群.ProtelDXP2004SP2原理图与PCB设计[M].电子工业出版社,2011.
[2]郭勇.ProtelDXP2004SP2印制电路板设计教程[M].机械工业出版社,2009.
[3]李雪梅,白炽贵.ProtelDXP2004基础与实训[M].电子工业出版社,2014.
电子线路设计与制作范文
随着Proteu的功能日益强大,Proteu已经越来越多的应用到各类电子产品的设计和设计工作中,深受电子产品开发机构的信赖和喜爱。目前很多知名电子产品公司都在使用Proteu软件设计电子产品,利用Proteu开发研制而成的应用比较广泛的电子产品主要由微电脑防盗报警器”、自动开盖垃圾桶”、LED汉字显示器”等,已经广泛的应用到人们的生产及生活当中。根据电子产品设计实践证明,利用Proteu这种电子产品开发软件能够快速的完成电子线路的设计,而且能够利用设计的电子线路完成电子产品使用的模拟仿真,极大地提高了电子产品的设计效率。由于电子产品设计程序复杂,要求内容精细,一个不小心可能会导致整个设计线路必须从新开始,但是利用Proteu则大大的缩短了研发周期,有效的降低了电子产品生产企业的生产成本。随着信息化进程的不断加快,在未来的人类社会中对于电子产品的应用将会变得越来越广泛,而且电子产品也会变得越来越智能化。很多智能化的电子产品的核心机构和部件就是MUC,智能化电子产品近些年发展迅猛,正在逐步的走进人们的生活当中。笔者将主要根据Proteu在智能化电子产品的设计研发中的应用为例,对仿真技术下电子产品设计提供更加广阔的思路。
在智能化电子产品的设计过程中,传统方式主要将该设计工作氛围以下几个方面:首先就是电子产品的硬件设计,硬件设计中主要包含电子产品的原理图设计以及电路板的制作,这是构成电子产品的基础部分;其次就是电子产品的软件设计部分,主要包括电子线路的调试以及语言汇编及其调试;最后就是电子产品的整机调试,通过软硬件结合调试的方式对所设计的硬件及软件部分结合的效果进行测试。传统电子产品的开发简单来说就是以下几个步骤:首先要完成原理图设计,之后设计PCB电路板,之后就是PCB制板,然后制作实物的物理样本,完成电子产品的软件设计之后在对整机进行调试,如果调试合格则研制成功,调试不合格的将从原理图从新开始设计工作。
根据电子产品的智能化程度其设计时间也是各不相同的,比较简单的通常需要一天的时间就能够完成电路的设计部分;但是PCB制板的时间比较长,大概需要半个月的时间才能够完成制板工作;之后就是进行物理制板,这个部分时间大约需要两天;软件设计工作也需要大概一天的时间;电子产品的系统测试大概需要一天的时间。由此可见完成一个较为简单的电子产品的设计大概需要3周的时间。而且在电子产品的设计工作中,电路设计细节与软件设计细节要求都比较严格,在设计阶段不能够及时的发现其中所存在的问题,这就需要重复几次上述设计过程之后才能够达到最初的设计目的,因此传统方式下电子产品的设计周期很长,无形中也增加了电子产品的设计成本。
通过Proteu能够实现对产品设计过程的仿真,利用Proteu进行系统设计步骤主要分为以下几个步骤:原理图设计与软件设计同时展开,完成之后进行电子产品整体的系统仿真,之后就是完成PCB电路板的设计,然后在制作物理样本。利用Proteu软件进行仿真设计主要是在软件中进行电路设计,设计完成之后就能够进行实体运行仿真,不符合设计要求或不能够达到预期目的则对原理图进行修改。在Proteu软件中庞大的数据库极大地简化了设计过程,有效的降低了电子产品的生产周期,极大地节约了生产升本。利用Proteu软件进行电路板的设计工作主要是完成电子产品中的布线,也就是我们通常所说的RAES。实际产品的制作是在原理图设计完成之后进行的,由于在实物制作之前已经完成了软件调试工作,所以说在装配阶段工作精细的话必然能够有效的保证电子产品的可用性。由此可见利用Proteu是多么的高效、高质。
2Proteu在实际应用中的作用
Proteu软件的功能强大,在电子产品设计中的应用非常广泛,以下笔者将以纯水机的整个设计研发过程为例,就Proteu在电子产品设计中的应用问题进行分析,希望能够对电子产品设计人员的工作能够有所帮助,进一步提升我国电子产品研制行业的水平。
2.1原理图设计操作简便
Proteu软件的操作时极为便捷的,利用Proteu能够在同一窗口中完成电子线路的设计和仿真工作。通过Proteu软件中的编辑区完成对所设计的电子产品的线路设计,还能通过预览模式对所设计的电路进行预览和仿真。整个设计工作只要通过鼠标就能够完成,极大地简化了电子产品的设计过程。
2.2电子产品程序设计
利用Proteu中的ISIS编辑区完成软件程序的编辑工作,并且能够将编辑完成的内容进行汇编形成目标代码,这一整套的操作在Proteu软件中都有特定按钮来完成操作。对于存在问题的编程Proteu软件还能够自动生成错误报告,错误报告中也能够对错误源给出查找范围。
2.3Proteu的仿真以及调试
在上述步骤完成之后,对所要调试的内容进行加载,首先要在Proteu软件中调出Editcomponent”对话框,然后在对话框中输入本次调试工作所要调试的目标文件,并在Proteu软件中设置好晶振频率,之后点击仿真按钮便开始进行仿真。利用Proteu软件中的仿真功能不但能够完成交互式的实验,而且能够实现实时仿真的功能。而且在仿真过程中能够根据现实中可能出现的情况对其进行调试,例如纯水机的仿真操作中,可以在满水或者强冲等多种模式下对纯水机的操作进行模拟,仿真效果极为真实。
2.4利用Proteu完成电路板的设计
在Proteu软件中具有高级布线的功能,通过ARES能够实现对电路板的布线摆放及软件更改等多种功能。Proteu电路板设计功能十分人性化,不但能够简单的实现撤销及自动布置的功能,还能够根据设计者的设计思路有设计者手动操作完成电路板中线路的布射。在电路板设计完成之后能够通过3D视图的效果对所设计的电路板进行全方位的观察,更加优化的电路板设计的过程及电路板设计的作用。
2.5制板过程
在完成上述的前期设计及仿真工作之后,就要进行电子产品设计的第五项工作,就是完成PCB的制板。
2.6物理样品的制作完成
物理样品的制作完成是电子产品设计工作完成的最后一步,安装并且将样本调试成功之后样本就能够应用在电子产品当中。通过物理样本制作完成之后的样式与Proteus的3D模拟效果进行比对我们可以发现Proteus的3D展示与设备完全一致。只要样本的制作过程中能够根据设计要求进行正确的安装,将焊接点牢固的焊接就能够顺利的完成制作过程。
3结束语
电子线路设计与制作范文
[关键词]电子线路CAD;教学改革;项目任务教学法
[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.45.177
计算机辅助设计CAD(ComputerAidedDesign)诞生于20世纪60年代,由美国麻省理工大学提出了交互式图形学的研究计划,利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更普遍,应用范围也逐渐变广。如今,CAD已经不仅仅用于绘图和显示,几乎所有的高校都开设有电子线路CAD课程。对于高校理工类专业CAD教学而言,目前大致分为两个方面,机械类相关专业主要学习AUTOCAD用于工业制图中绘制精密零件、模具、设备等;电气信息类相关专业主要学习Protel,用于电子工业中绘制电路原理图和设计印刷电路板。笔者从事的是电气信息类相关专业的CAD教学,这里就以电气信息类相关专业CAD教学为例,探讨一下教学中存在的问题和教学改革措施。
1电子线路CAD课程的特点及教学现状
大部分高校的电子线路CAD课程都是在学科基础课学完之后开设的,但是在学习CAD时,很多学生也只是把学习重点放在了对Protel软件的应用方面,并不能够把前续专业知识联系起来,做到多学科内容的融会贯通。电气信息类专业的电子线路CAD课程在画电路原理图时会涉及模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理等多门课程理论知识。如果电路基础知识没有很好掌握,学生只是会照着正确的原理图绘制,是远远不够的,我们要培养的是学生能够独立设计电路图并正确绘制图纸,而且能成功印制电路板实物的能力。学生对于电子线路CAD课程的重视程度不够,虽然课堂上同学们很喜爱上机课,感觉学习软件操作比学习枯燥的理论和公式有意思的多,但实际上由于课时有限,学生仅仅靠上课的时间只能掌握软件的操作方法并不能达到熟练操作的程度。要想让学生课余时间能够主动学习,多上机操作,提高他们的主动学习兴趣是必不可少的。
2Protel软件概述
Protel软件是电子领域中应用最为广泛的一种设计工具,利用该软件进行电子设计可以提高产品的可靠性,缩短了设计周期,降低了设计成本,该软件的发展也十分迅速,并与科技要求紧密相连。[1]Protel功能十分强大,集原理图设计、可编程逻辑器件的建立、电路混合信号仿真、印制电路板(PCB)设计与布线、信号完整性检查以及设计规则分析等功能于一身,在电子电路设计领域占有极其重要的地位。其中最主要的两大功能分别是原理图设计功能和印制电路板功能。原理图设计功能包括电路图编辑器(简称SCH编辑器)、电路图零件库编辑器(简称Schlib编辑器)和各种文本编辑器,该部分主要功能是:绘制、修改和编辑电路原理图;更新和修改电路图零件库;查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。印刷电路板功能包括印刷电路板编辑器(简称PCB编辑器)、零件封装编辑器(简称PCBLib编辑器)和电路板组件管理器,该部分主要功能是:绘制、修改和编辑电路板;更新和修改零件封装;管理电路板组件。
3电子线路CAD课程教学改革的具体措施
针对电子线路CAD教学中存在的问题,我校进行教学改革,并在多年具体教学过程中予以实施,取得了比较好的教改效果。
3.1充分调动学生的学习积极性和主动性
只有让学生从被动学习变为主动学习,才能最大程度地提高学习质量。所以教师要努力激发学生对电子线路CAD课程的学习兴趣,适时地拿出已经设计好的电路图纸和小电路板实物,演示出电路实际效果,激发学生产生浓厚的学习兴趣。
3.2注重加强与前续理论课程的联系
本门课程除了要教会学生必要的电气原理图绘图方法和技巧,印制电路板的绘图方法和技巧,还有要培养学生的电路图设计能力,这就要求教师授课过程中适当涉及前续理论课程知识。比如在绘制单片机及其电路原理图任务中,教师可以适当讲解各部分电路图的工作原理,各部分器件选型标准,电路图的设计过程等。在电路仿真任务中,教师可以讲解要仿真电路的工作原理,需要仿真的条件,理论上改变仿真参数和仿真环境时被观察参量变化趋势,最后运行仿真程序,观察结果与理论是否一致。这些都需要涉及前续理论课程的知识,当然这对任课教师的要求也相对要高些。正因为如此,讲授电子线路CAD课程的教师一般都是专业教师而非计算机系教师。
3.3采用启发式教学和项目任务教学法
根据电子线路CAD课程特点,上机学时会比较多。教师讲授理论时主要讲解使用Protel软件绘图方法和技巧,学生似乎都听得懂,但是真正上机操作时便会遇到实际问题,所以教师要耐心细致地帮助学生解决问题,并且鼓励学生自己找到解决办法。另外,可以在授课的每一个阶段提出一个小的设计项目,让学生课后完成。项目教学,也称为基于项目活动的研究性学习,其突出特点在于学习过程的实践与研究活动相融合。[2]通过使学生在项目的设计生产过程中,形成经验和策略,从而引导学生“做中学、学中做”。[3]项目任务教学法并非普通意义的上机课任务。举例说,学习完电气原理图设计方法之后可以布置设计单片机最小系统的电路图,实现温度测量功能;学习完电气原理图仿真之后可以布置设计并仿真单片机掉电复位电路;设计并仿真共发射级放大电路中参数变化对电路的影响;学习完印制电路板设计方法之后布置设计并焊接完成一个小型的电路板实物等。
3.4采取灵活的考核方式
一般课程期末采取笔试的考核方式,但是对于电子线路CAD课程并不是十分适合,因为这门课程主要是培养学生对于所学软件的应用和设计电路的能力,期末如果能够采用让学生自己设计绘制电路图项目或者制作出印制板实物的方式更能考核学生的能力。
4结论
教师授课要以电路板设计的基本流程为主线,由浅入深、循序渐进地介绍从电路原理图设计到印制电路板设计的整个流程。注意调动学生学习兴趣和能力培养,强化项目任务教学法,切实做到素质化教学。
参考文献:
[1]黄松,蔡苗,黄力元.电子线路CAD-Protel软件的应用与教改[J].成功(教育),2007(9).
电子线路设计与制作范文篇9
关键词:高频电子线路教学改革对比法多媒体仿真课程设计
高频电子线路是电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术相关专业的一门重要的专业基础课,也是从事通信、电子等相关领域研究开发人员必须了解的基本知识。通过本课程的学习学生不仅可掌握高频电子线路的基本理论、基本概念和基本分析方法,为后续课程学习打下良好的基础,而且可运用课程知识去分析、解决实际的工程技术问题。本课程专业性、综合性强,对学生基础知识结构要求高。在教学过程中,学生普遍反应该课程抽象、难懂,难以掌握。如何在有限的教学时间内,让学生了解并掌握高频电子线路的知识,培养学生的分析能力、设计能力,使学有所用,下面本人结合几年来的教学实践,谈谈高频电子线路课程教学改革的几点看法。
一、教学方法多样化
课堂教学的任务,不仅仅是把某门课程的知识灌输给学生,而且要在教学实践中,将教师自己长期积累的分析问题、解决问题的经验,不断地传授给学生。帮助学生在原有的知识基础上尽快地掌握新的知识。所以在教学过程中,注重采用多种教学方法,使学生加深对知识的理解,同时注重学生思维能力的培养,显得尤其重要。
比如在教学过程中多采用对比法,如串联谐振回路与并联谐振回路的特点时,有关Q值的公式
串联时:Q==
并联时:Q==ωCR
两个公式在形式上只是分子和分母对调了一下,如果不对比地看,学生在记忆时很容易混淆,导致公式的用错。此外还有高频小信号放大器与低频小信号放大器,高频小信号放大器与高频谐振功率放大器,变频电路、调幅电路与检波电路、高频电路的y参数,等效电路与低频电路的h参数等效电路等加以对比地学习,可加深学生对单元电路的整体把握以及对基本概念的清晰理解。
另外,事物之间是相互联系的,所以在教学中要引导学生发现一些联系,由此及彼,由现象总结为规律。比如在讲到串并联等效互换的时候,有R=(1+Q)R≈QR,X=1+X≈X。
由此,我们可以在教学中联系到前面学过的知识并联谐振阻抗,用以上的公式来求并联谐振阻抗,看是不是与以前的结论相同。
如图1的并联谐振电路变为图2的形式时,运用串并联等效互换的公式。串联的Lr变成并联的LR。
与并联谐振阻抗的公式一致。
前后知识的联系讲解,可使学生对概念更加清晰,记忆更加深刻。
二、合理运用多媒体辅助教学手段
多媒体教学是指在教学过程中,根据教学目标和教学对象的特点,通过教学设计,合理选择和运用现代教学媒体,并与传统教学手段有机组合,共同参与教学全过程,以多种媒体信息作用于学生,形成合理的教学过程结构,达到最优化的教学效果。
多媒体计算机辅助教学是指利用多媒体计算机,综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息,把多媒体的各个要素按教学要求,进行有机组合并通过屏幕或投影机投影显示出来,同时按需要加上声音的配合,以及使用者与计算机之间的人机交互操作,完成教学或训练过程。
因此,要很好地发挥多媒体辅助教学的优势,制作好的多媒体教学课件是其中的关键。课件的制作可综合运用Powerpoint、Flash、Photoshop、3Dmax、Authorware等软件。作为多媒体教学课件,必须能正确表达学科的知识内容、反映教学过程和教学策略,具有友好的人机交互,具有诊断评价、反馈强化的功能。因此,多媒体教学软件的开发和制作,需要在教学理论的指导下,做好教学设计、系统结构模型设计、导航策略设计和交互界面设计等工作,并在教学实践中反复使用,不断修改,才能使制作的多媒体教学软件符合教学规律,取得良好的教学效果。比如在讲到高频功率放大器的负载特性的时候,我们可以通过动画来呈现当负载电阻逐渐增加,动态负载线以及集电极电流波形的变化趋势,这样直观的动态变化加深了学生的印象。又比如在调幅,调频这两章中,开始学生对这些概念比较模糊,这时我们可以通过制作动画来表现调幅、调频,使学生能更直观地理解概念。
多媒体课件必须制作得完整、形象、生动,有助于吸引学生的注意力,增加教学互动。切忌知识点的简单陈列,只是图片加文字,没有“动”的部分。
但是,由于高频电子线路课程的特点,基本概念、基本公式、单元电路以及分析方法多,笔者认为多媒体教学始终只能作为辅助手段,传统教学的黑板板书还是应该占主要地位。黑板即时重现力强,随写随看,内容还可以方便地增删,教师教学过程中有时会有突然而至的灵感,这些灵感可以很方便地加到板书中去。一个问题的推演、分析过程,应由教师亲手在黑板上完成,使学生能在教师的逐步推演过程中有时间学习思维方法,培养良好的解题习惯。
三、增加创新性实验比例
高频电子线路实验课程中普遍采用高频电子线路整机实验箱,实验箱中一般设置了十多个为配合理论课程而设计的验证性实验和个别作为学生综合设计性实验的系统实验。虽然这种验证性实验可以帮助学生理解和加深课堂所学的内容,但由于高频典型电路都是已设计好的,电路连接过于简单,学生只是对输入输出信号做简单的分析,这样忽略了高频典型电路的基本结构,淡忘了电子基础课程中一些电路连接的方法及元器件的选择方法。而且由于高频电子线路实验课程的课时为每个学期16-18课时,这样通常只能安排几个验证性的实验,对学生电路设计能力的提高很有限。
笔者认为,对于高频电子线路课程的教学,在实验讲解过程中,应结合单元电路的实物图和电路图,对每一个单元电路进行分析,并与理论教材上的单元电路进行对比,使学生对单元电路有更深的理解和直观感受;在结合单元电路实物图讲解的时候,加强了学生对一些电路以及元器件的认识。另外,针对现今高频电子线路实验箱的缺点,可适当安排一些简单电路的组装、调试实验,如高频小信号放大器这个实验,可提供一些必要的元器件,让学生自己设计并进行组装、调试。这样可以提高学生的动手能力以及调试、排除故障的能力。
对于设计性的环节,由于实践课时的限制,通常为2-3课时一个实验,无法在实践教学中很好地执行。所以,这部分的内容可以通过开设电子线路仿真软件的实验来实现。在仿真实验过程中,学生只需要逐个完成元件和仪器的选择,并设置相关参数,同时按照实验参考电路对它们进行连接,这有助于他们熟悉实验电路,加深对电路原理的理解。另外,在仿真过程中,学生可以根据自己的思路,自行修改实验电路、修改元件参数和输入信号,进行研究和分析,由此可极大地提高他们的学习兴趣与电路设计的能力,提高他们解决实际问题的能力。仿真实验可以作为设计型实验开设,这符合教育部本科教学评估的要求。同时,可以完全免去维护的麻烦,节约大量的人力、物力、财力,并能够根据教学计划,按质按量地开出大纲要求的所有实验。常用仿真工具有EWB、MATLAB和Multisim等。对于设计性的实验,我们可以让学生先通过仿真软件设计出电路图,在计算机上进行修改,调试,然后结合高频实验箱或者自己组装电路,用硬件实现,这样在实验当中让学生动脑、动手,培养学生实际操作能力和创新能力。但是这里也必须要避免走入一个误区,就是所有的实验都在计算机上利用软件完成。毕竟软件仿真只是一种虚拟的环境,电路是否合适,还是得放到真实的环境中检验。而且仿真实验中的元器件都是理想的,无法涉及一些实际的技术问题,如元器件变形、损坏以及环境变化等带来的影响。另外,一些实验仪器的使用方法,如示波器,仿真软件与现实的示波器还是有一定差距,而这些都是学生必须掌握的基本技能。
所以高频电子线路的实践教学环节应当也必须突破传统的验证性实验模式,增强创新性实验比例,将计算机仿真实验与综合型实验、设计型实验、尝试性实验结合起来,从而提高学生的电路设计能力及工程应用能力。
四、强化课程设计
一般而言,课程设计都是在理论课程结束后的2周时间内,由教师提供题目,学生以2-3人为一组,选择题目,进行整机的设计。设计的题目为通信设备的各整机电路,如收音机、无线对讲机、无线遥控系统等。通过课程设计,可以使对学生分析问题、解决问题、设计电路的能力有质的飞跃,由元件到环节最终达到系统级的认识,并且可以提高学生的团队协作意识、竞争意识。通过设计、调试,学生会遇到理论教学中,甚至实验环节中一些意想不到的许多实际问题,学生的能力就在解决这些问题时得到了潜移默化的提高。
另外,强化课程设计,也可以为两年一次的全国电子设计大赛练兵。从历届的电子设计大赛题目可以看到,有很多题目都涉及高频电子线路部分,有的甚至就是一个高频电子线路的整机电路,如调幅(调频)收音机的设计。所以抓好课程设计,不仅可以提高学生的能力,也可以间接地为电子设计大赛培训选手。
五、结语
在这几年的高频电子线路课程教学实践中,本文中改革的尝试取得了很好的教学效果,学生的学习兴趣、动手能力和创新能力都有很大的提高,毕业生在社会中的竞争力也增强了。当然作为教者的我们还应该不断更新自己的教学思想,采用各种行之有效的教学方法和手段来提高教学效果。在自己的教学实践中,不断地深化教学改革,真正做好教书育人的工作,才能培养出符合社会发展需求的工程应用人才。
参考文献:
[1]张素文.高频电子线路(第四版).北京:高等教育出版社,2004.
[2]杨翠蛾.高频电子线路实验与课程设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程工业大学出版社,2001.
[3]高频电子线路实验箱利弊的思考.实验科学与技术,2007,02.
[4]多媒体课件设计与制作基础.北京:高等教育出版社,2004.
电子线路设计与制作范文篇10
【关键词】线路设计城市电网建设
0、引言
随着我国经济的飞速发展,国民经济总体水平有了很大提高。与此同时,电力系统运行和设计所依赖的许多基础条件也发生了变化。在城市电网建设中,架空线路走廊日趋紧张,并对城市环境相互协调性要求越来越高,多回输电线路是今后电网规划建设的必然趋势。土地和环境景观等资源的占用不再是无偿或微不足道了,线路建设中用于征地赔偿和搬迁以获得走廊使用权的各项费用,在建设成本构成中的比例越来越高。随着生活水平的提高,人们对电能质量尤其对可靠性提出了更高的要求。提高单位走廊面积传输的电力容量,减少线路走廊的占地面积,以节约线路投资;应用新技术提高设备的可靠性,以适应电力系统发展的新变化,是电力规划设计面临的一个新课题。
1、路径与杆型
城市有限的走廊很少采用单独回路,而双回路或多回路在线路中心两侧需要相等的半走廊宽度。所以,架空线路选择沿道路,河渠,绿化带架设,靠道路、绿地一侧的半走廊可自由利用,也易与城市规划部门意见一致。在某些情况下,采用单侧三相垂直排列的杆型,虽仅架设一回线路,但与电缆线路比较,效益却很可观。
狭窄的路径走廊,促使钢管杆的出现,它在技术上能满足输电线路的要求,如价格与角钢塔可比时,其应用领域将更广泛。钢管杆不仅造型美观,安装快捷,占地面积省,符合现代城市环境对架空线路的高要求,而且还与城市地势较为平坦,走廊宽度小,线路施工不方便等特点相适应。
2、走廊宽度
线路的走廊宽度由塔头尺寸、风偏、安全距离三部分组成。减少线路走廊宽度的关键在于控制塔头尺寸和风偏。采用固定挂点的直线杆塔以及固定跳线的耐张塔,是减少塔头尺寸和限制导线风偏的有效措施,也是控制走廊宽度的有效措施。按《规程》,塔头尺寸要满足以下三组数据的要求:
(1)运行电压和内、外过电压条件下带电部分与杆塔构件的最小间隙。
(2)导线的线间距离d,按下式计算:
d=0.4Lk+U/110+0.65f
(1)
式中:Lk――悬垂绝缘子串长度,m;
U――线路电压,kV;
f――导线最大弧垂,m。
(3)需要带电作业的杆塔上带电部分与接地部分的最小间隙。一般城市架空线路的档距较小,弧垂也不大,导线的线间距离比较容易满足规程要求。以110kV双回路杆塔为例,当塔头按“不同回路的不同相导线间的最小线间距离”4.0m设计,且直线杆塔采用V形串或组合式横担或横担型绝缘子,耐张塔跳线采用固定方式的情况下,Lk=0,可以充裕地满足上面的(1)、(2)点要求。由于带电作业的方式灵活多样,根据设计和运行经验,在一般情况下,不会也不宜因考虑带电作业而增大塔头尺寸。
《电业安全工作规程》规定:“带电作业应在良好天气下进行,如遇雷雨雪雾不得进行带电作业。”又规定110kV带电作业时,人身与带电体的安全距离不得小于1.0m,考虑人体活动范围30~50cm,这种塔头设计可以同时满足带电作业的要求。风偏包括悬垂串和导线弧垂的风偏,若采用固定挂点的直线杆塔,风偏仅余导线弧垂风偏一项,此时,走廊宽度B可表达为:
B=2{bh+fsin[arctg(g4/g1)]+s}
(2)
式中:bh――最宽横担的宽度,m;
f――导线最大风时的弧垂,m;
g1――导线的自重比载,N/(m•mm2);
g4――大风时的水平比载,N/(m•mm2);
s――《规程》要求的安全距离,m。
采用V形串时,要注意:
①在大风时,一串受拉,应保证另一串不受挤压。其开口角度
应根据绝缘子串长度Lk和摇摆角大小进行计算;
②为保证相导线间的间隙满足规程要求,横担要加长Lksin(α
/2)的宽度(为V形串开口角度);
③若使用复合绝缘子,则要考虑开口处的两个均压环碰撞问
题。
3、防雷接地
工业发展,使城市大气环境污染达到非常严重的程度,1989、1990年我国北方电网相继发生大面积污闪事故。随着复合绝缘子的逐步推广,它显著的防污性能已在各种恶劣的自然气候中得到检验,与瓷绝缘子、玻璃绝缘子有了鲜明的对比,积累了许多运行经验。它还具有几乎免于维护的特点,可有效地延长线路的清扫周期,大大减少运行维护费用和停电损失,提高供电可靠性。在城市电网的各个电压等级中得到广泛应用。
城市架空线路不仅有走廊对它的空中限制,地面以下的基础和接地也受到很大的制约。在建筑物拥挤的地带,杆塔接地常与四周的建筑用地、煤气、通讯等地下管线矛盾。通常的水平射线无法伸展,加上垂直接地极亦不易达到接地电阻的要求。此时可采用深埋垂直接地极,深埋环,浅埋环结合的综合接地装置:在每个基坑的四角各打一垂直接地极,接地圆钢沿基坑周边把垂直接地极连接起来,构成深埋环;将四个深埋环引至浅层,浅埋环环绕整个基础联系起深埋环。
4、架空线路的发展趋势
架空线路与走廊的矛盾是城市发展的必然,城市架空线路设计中,要考虑的范围及现场情况的复杂多变也不同于以往概念的架空线路。规划、设计人员在满足可靠性要求的条件下,要想方设法控制架空线路的行动范围,充分限制走廊宽度,以挖掘走廊的潜力。
走廊的日益紧张,发展的趋势将是多回路,大截面。国内外在同塔多回,多电压等级架空线路方面已有许多成功的例子,积累了丰富的设计运行经验。在我国国民经济快速增长的现阶段,城市电网的负荷密度高,负荷高速增长,促成了大截面输电线路的出现。在狭窄的城市电力走廊条件下,线路建设的成本构成有了很大变化,计算《经济电流密度表》所依赖的基础条件已经变动。多回路,大截面必然要求免维护或少维护、高可靠性的架空线路。复合绝缘子在节省维护这一点上的优越性得到人们的共识,并已大面积推广使用。而高可靠性在城市中的意义更显重大。所以,架空线路的组件:导线、避雷线、绝缘子、金具、杆塔结构、基础、接地的安全系数应适当提高。人们着眼于架空线路的长期效益,对一次性建设投资甚为宽容。
电子线路设计与制作范文篇11
关键词:建筑电气设计施工发展趋势
一、随着科学技术的发展以及生活水平的提高,人们更多的注重起来居住环境的舒适度以及建筑的功能性,人们迫切的希望在一个相对舒适的环境下生活。所以目前建筑电气面临的一个重大问题就是怎样满足家居的需要,在使用的过程中既安全可靠、又能满足特定阶段发展的建筑供电系统,从而提供给居民一个舒适安全的生活空间。
二、建筑电气技术的内涵
尽管建筑电气技术的形成是建立在建筑业高速发展的基础之上,然而现代电气工程的鲜明特点与内涵又使其与众不同,坚持着电气工程应用道路的总方向,建筑电气技术又融合了电工技术、电子技术、控制技术与信息技术并将其应用在电气设备以及近年来发展迅速的智能建筑当中。在现代建筑电气设备中,电工类、电子类、控制类或信息类设备已经不能完全囊括建筑电气设备了。就建筑物的供电而言,微处理器设置在变电站高低压开关柜中的智能断路器里用来测控供电回路状态,与此同时整个供电系统中的断路器会对供电系统的运行状况实施全时段监控、负荷调控与适度管理。所以建筑物的供电系统不仅仅是强电设备,反而是将电工、电子、控制与信息技术融合在一起的应用系统。断路器可以发挥对供电系统运行状态进行负荷调控的作用,而建筑物当中有70%的负荷是动力设备,并且这些动力设备大部分以电动机拖动,在这之中风机、水泵、电梯与冷冻机组等设备通常需要调节转速从而获得最优的工作状态来完成节能的目标,所以,一般来说配电与动力控制中选用的变频器大约占到电动机负荷的25%-35%。因为大部分建筑设备是由多台设备组成一个完整的系统,其中每一台设备的运行状况在一定程度上对系统的工作产生影响,但是各台设备的运行状况又不是孤立的,要受系统中其他设备工作参数的影响。因此这些设备选用的变频器不但要能实现反馈控制,还需要有通信接口提供变频器全部的运行数据,受上级管理系统的监视与管理。所以,只有将电工、电子、控制与信息技术融合起来才能满足建筑物对电气设备的特定要求。
三、建筑电气工程设计的新思考
1.强电系统同络设计。强电系统的网络设计系统:照明线路、动力线路;各种实用与生活辅助用电线路、各种实验用电插座线路.消防系统中的照明.动力,控制线路。还要增加办公、生产、生活现代化、自动化、智能化及生态化发展要求的用电弦线路。预期内及预期外,可能增加的电气网络系统线路。空调设备、饮食电气厨具及取暖用电气能源等等.在强电系统设计时,一次性都需纳入设计之中,强电系统的网络设计,要比往在线路以及要求上.增加了许多多新的内容,制约机制也更加复杂了,在设计的复杂性,难度和精确要求,越来越严越高。
2.弱电系统网络设计。弱电系统网络设计除常规的电话系统线路,直线广播系统线路.直线电视系统线路火灾自动报警及自动灭火系统线路外。要增加电子计算机终端系统线路,网络终端系统线路,两路电视射、放射系统线路,多媒体系统缎路,以及电化教育系统、直流子母钒系统线路等等。未来科技和杜会发展还会增加某些系统线路的要求,也是想象之中的事情.怎样在弱电系统网络设计之时,就有所预见预涮,有所考虑,有些项目的增设纳入设计,也是必要的。
3.电气接地保护装置线路设计。其中包括:一是防雷接她装置线路。现代建筑工程除防雷接地一般装备要求外,还有些特殊要求。例如引线均压环投闭合接地装置,而这些都需要竖向敷设线路。二是屏蔽保护接地线路。就某些建筑物而言,有些特殊的房间需要对电场、磁场或电磁场屏蔽直接地线路。这些接地引下线路,要求通过建筑物的某部分,直到地面当止。但是伴随计算机、多媒体及网站的迅速发展,建筑物中具有这些要求的房间,会越来越多。这在现代化建筑电气工程设计过程,都是必须考虑和事先安排周到的
四、建筑电气工程的科学施工
1.认真研究,全面考虑,科学配置电路。强电系统网络,弱电系统同络,接地保护装置线路等,这些需要设置在建筑物墙壁内特定的有效空间内。各种电气系统网络线路的并行与交叉,都必须设计好科学、合理,排列顺序规范,各种线路管位置配置方便得体。特别要注意的是,各种电气系统网络线路的配置,不仅要研究空间配置科学合理,更要注意各种电气系统网络线路之间的物理影响,各线路之问的相互感应,感应的强弱以及可能产生的电学现象。
2.电气线路暗配管的选材与施工。传统使用的电气线路暗配管,多为不用规格的钢管。从强电、弱电等系统网络物理性能要求,并行、交叉重叠线路暗想套管。在选材上不仅是考虑暗配管的实用和坚固,还要考虑其物理和化学性能的适宜、科学。这就需要进行研究、实验、论证后,再确定选材。
五、建筑电气技术的发展趋势
随着科学技术的进步,高层建筑的建设向自动化、节能化、信息化和智能化方向发展。这些方面必然地对建筑电气设计有许多新的要求,使建筑电气的设计业务范围不断扩大,技术要求越来越先进,以微电子应用技术为代表的新技术已渗透到高层建筑的各个领域。中国加入WTO后,建筑市场逐渐成为对外完全开放的市场,如何应对建筑智能化的市场竞争,亟需使智能建筑产业走向集约化发展的道路。集约化可以为我们带来巨大的经济效益,并大大地提高工作效率。我国国民经济的快速持续发展,综合国力的增强,城市信息化建设的推进,为智能建筑的发展提供了有力的保障,我国的智能建筑的发展也将面临着更广阔的前景。
电子线路设计与制作范文1篇12
(山东科技大学电子通信与物理学院通信工程系,山东青岛266590)
【摘要】高频电子线路是一门理论性和实践性很强的基础课。针对教学现状,将教学内容模块化、教学目标项目化,以实用化项目的设计与制作为主线,注重理论与实践结合,适时地引入电子设计自动化等技术,探讨了项目教学法的具体内容和方法,激发学生自主学习的积极性,有力推进了高素质应用型人才的培养。
关键词高频电子线路;项目教学法;应用型人才
作者简介:赵海涛,山东科技大学电子通信与物理学院通信工程系,博士,讲师。
“高频电子线路”课程是电子与通信类专业的一门专业基础课,具有很强的理论性、实践性和工程型。在“高频电子线路”课程学习中,学生要掌握模拟通信系统各单元电路的工作原理、电路组成和设计方法。其任务是研究高频电子线路的基本原理与基本分析方法,以单元电路的分析和设计为主。学生通过本课程的学习,不但应该掌握必要的基础理论知识,而且还应在分析问题、解决问题和实际动手能力等方面得到锻炼和提高。而传统教学仍然采用先讲授理论知识再集中实验的模式,现有的实验项目主要为验证性实验。虽然这种验证性实验可以帮助学生理解和加深课堂所学的内容,但由于高频实验典型电路都是设计好的,电路连接过于简单,学生只是对输入、输出信号做简单的分析,学生能够动手操作、自由发挥的空间太少,不利于发挥学生的主观能动性。这于当今社会强调实用技能,强调知识创新等素质教育不能同步,因而难以适应社会的发展需要,因此,对传统教育模式进行的改革迫在眉睫。
为了使学生更好地掌握高频电路基础理论知识,提高其理论联系实践、分析问题、解决问题的能力,培养其进行电子电路设计的实践技能,本文将项目教学法引入高频电子线路的教学实践中,通过学生实做项目,把传统教学和项目教学有机融合,有效提高了学生理论联系实践、分析问题和解决问题的能力,取得了很好的教学效果。
1教学内容模块化教学目标项目化
由于无线通信的飞跃发展,新理论、新电路、新器件、新工艺层出不穷,日新月异,但与无线通信相关的高频电子线路的基本理论与基本电路并未过时,例如,谐振回路与耦合回路仍然是组成高频电子线路必不可少的部分;放大器、振荡器、调制与解调的原理依然未变。在教学过程中,深入研究高频电子线路课程体系,准确把握课程重要内容,及时更新教学内容。把教学内容分为4个相对独立的教学模块:放大器、振荡器、调幅与解调、调频与解调。针对每一教学模块,设置与前沿科学问题密切相关的科研项目作为教学目标,学生在学习理论知识的同时,将理论知识用于实践,制作实际电路,实现项目要求的各项指标。教师在课堂教学教授新知识的同时,注重讲解与项目设计内容相关的知识,指导学生运用理论知识指导实践。
2项目内容实用化理论实践并重
根据模块化教学内容,设计了接收机中频放大器、高频丙类功率放大器、LC振荡器、调幅发射与接收系统、调频发射与接收系统等5个项目,给出相应的技术指标,在课堂教学时教授各项目的核心理论知识,并提供实用的设计思路,教会学生如何根据所学理论知识,设计实际电路。以高频小信号放大器和振荡器为例,介绍项目教学的实施过程。
2.1高频放大器
在讲解放大器模块内容时,以模拟电子线路中学过的小信号放大器为引子,推出高频小信号放大器,比较两者的异同点。通过回忆晶体管的混Π模型和Y参数模型从电路机理上分析高频小信号放大器的性能参数和造成放大器不稳定的原因。在课堂授课的同时,将接收机中频放大器作为项目教学案例,让同学们边学理论边完成。
项目设计内容:接收机中频放大器
主要技术指标:
中心频率f0=20MHz,电压增益Au≥35dB,通频带2f0.7=4MHz,负载电阻RL=1kΩ,电源电压Vcc=12V。
在课堂授课时,讲解放大器的设计思路和设计关键点。主要包括(1)选择晶体管与计算Y参数。选择Yre小且频率特性好的晶体管,通过混Π参数求解Y参数。(2)选择电路型式。根据电压增益要求,选择多级放大器来实现。为了保证电压增益的要求,采用共射组态的多级单调谐放大器。(3)根据稳定增益确定放大器的级数。(4)根据多级单调谐放大器的总通频带和单级通频带的关系,计算单级通频带。(5)确定电路形式,计算直流偏置电路参数和谐振回路参数。
2.2LC振荡器
在进行课堂教学时,首先给出振荡器的概念,指出振荡器的关键是没有外接输入小信号,对比其与小信号放大器的异同,加深对小信号放大器和当前所学知识的区别与联系。在教授LC振荡器原理时,提出项目设计内容,讲解LC振荡器的构成原理,讲解LC振荡器从起振过渡到平衡状态的过程,强调设计振荡器时,特别要注意满足起振条件,并给出设计振荡器起振条件的经验值。在讲解电容反馈振荡器时,指出该类型振荡器的特点,提出改进性能的方法。
项目设计内容:LC调频振荡器
已知条件:Vcc取12V,晶体管3DG6,变容二极管2CC1D。
主要技术指标:中心频率f0=6.5MHz,频率稳定度(f/f0)≤10-3/小时,输出电压Uo≥200mV,最大频偏fm=±50kHz。调制频率(500~10000)Hz。
在学生理解设计原则的基础上,讲解实际振荡器的设计重点。主要包括:(1)确定电路形式,设置静态工作点。采用减弱晶体管与谐振回路耦合的西勒振荡器,其频率稳定度可达10-4~10-5数量级,满足设计要求。(2)绘制原理图,估算决定静态工作点的电阻和旁路电容值,估算振荡回路的元件值。(3)估算射极输出元件值,估算偏置电路元件值。
上述课堂教学与项目教学的结合,让学生充分认识到了理论知识对实践的指导作用。通过学习理论知识,通过项目分解,电路设计和参数计算,变成自己能够参与设计的内容,有效调动了学生主动学习的兴趣。
3项目成果电路化仿真实做结合
设计电路要转化为应用电路,还需培养学生计算机仿真分析、电路安装调试的能力。
在首个项目理论设计完成后,将电子线路EDA技术引入课堂教学,以高频小信号放大器为例介绍PSpice电路模拟软件的功能及应用。通过实例讲解,让学生深刻体会调节静态工作点可改变放大器的增益,调节谐振回路的谐振阻抗可以改变放大器的通频带,调节L、C值可以改变放大器的中心频率等知识。通过EDA仿真分析,修正理论计算参数,优化系统性能。
在EDA仿真结束后,讲解高频印制电路板的设计方法。掌握选用元器件及各种接线端子的规格、尺寸,合理安排各部件的位置,按照电路图连接引脚,完成布线。讲授Protel软件在高频电路中的布线技巧,如高速电路管脚间的引线最好采用全直线、45度折线或圆弧转折,对特别重要的信号线或局部单元可实施地线包围措施,模拟地线、数字地线分开等。让学生自己动手,绘制印制板,通过装配、调试等环节,让学生真正能够把理论知识转化为实际项目产品。通过“真刀真枪”的训练,有效培养了学生的工程设计能力和动手能力,增强了其学习的积极性和主动性,强化了学生对所学专业的认可度
4项目考核报告化演示答辩结合
在项目完成后,教师给出项目设计报告书写规范。学生撰写项目设计报告,从项目方案论证、电路选型、参数计算、电路仿真、电路调试装配等方面着手,将设计思想和理论实践结合的过程通过文字呈现出来。在项目报告提交后,分组进行答辩演示环节,学生演示自己的项目成果,并重点讲述如何分析问题和解决问题的。根据学生平时参与项目设计情况,结合成果演示和报告给出项目考核成绩。项目考核成绩纳入课程考评成绩,每个项目占10%分数,期末考试占总成绩的50%。
高频电子线路是培养电子信息、通信类人才的的重要专业基础课,是巩固前续电路相关课程、进一步学习后续专业课程的桥梁,在学科体系中起承上启下的作用。教师不仅教授理论知识,更重要的是培养学生理论实践相结合、提高分析问题和解决问题的能力。作者结合多年的教学科研经验,突破传统教学模式,将项目教学法引入课堂教学,设置模块化教学内容和项目化教学目标,有机融合课堂教学和项目教学,学生通过理论学习、项目设计、电路调试等环节真正体会到所学课程的实用性。项目教学法的实施有效激发了学生学习的积极性、思考的主动性,使学生更加深刻地理解所学知识,真正做到学有所用、学能所用,为培养高素质应用型人才奠定了坚实基础。
参考文献
[1]曾兴雯.高频电子线路[M].2版.北京:高等教育出版社,2009.
[2]张肃文.高频电子线路[M].5版.北京:高等教育出版社,2009.
[3]胡宴如.高频电子线路[M].4版.北京:高等教育出版社,2008.