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电路设计过程

时间:2023-10-19 10:41:20

电路设计过程

第1篇

关键词:工作过程 项目化教学 电子线路板设计

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)11(c)-0147-01

《电子线路板设计》课程是一种电子设计自动化软件,主要用于电路原理图设计、印制电路板(PCB)设计、可编程逻辑器件((PLD)设计和电路信号仿真,是电子信息技术、应用电子技术等专业开设的必修课。在传统的教育和培训中,《电子线路板设计》课程通常分为两个环节:理论与上机,教学中老师起主导地位,学生被动的接收老师的知识,从而降低了学生的学习兴趣。 因此,为全面打破传统的教学模式及其弊端,并倡导学生为核心的教学模式,充分调动学生的学习主观能动性,项目教学孕育而生。

1 基于工作过程的教学思想

基于工作过程的项目化教学主要是以学生为整个教学过程的核心,重在学生参与学习过程,教师在教学过程中起指导与引导作用。项目化教学能使学生在学习情境中培养分析问题和解决问题的能力,学习理论和职业技能,培养综合职业能力。

2 基于工作过程导向的“电子线路板”课程设计

项目的设置是“项目化教学”成功的关键。项目设计应依据教学目标,以工作过程为依据,既要与书本的知识紧密结合,又要符合学生的实际情况,逐渐提升学生技能。

电子线路板设计采用项目化教学,每个项目设计成两个教学情境:原理图设计、印制电路板设计。每个项目都有重点,并且都是完整的电子线路板制作过程,学习者在完成不同项目的过程中,可以由浅入深、由易到难学习protel99se软件,同时也学习了电子线路板的设计思路。(如表1)

3 教学点评

教学点评是项目化教学的重要的环节,每一个项目完成后,教师应及时要求学生总结项目重点、难点,列出项目中易出现的错误及存在的问题,教师根据学生在项目实施中的问题,进行详细讲解与演示,有利于学生更好的掌握知识和技能,提高学生的学习主动性,可取得更好的教学效果。

4 总结

项目驱动教学法,克服了传统教学模式重结果不重过程、重理论讲解不重操作等缺点,项目化教学以项目作为驱动,整个教学过程可充分体现学生的主体地位和教师的引导作用,调动学生的学习积极性、提高学生分析、解决问题的能力,为学生的可持续发展奠定基础。

参考文献

[1] 蒲虹桥.基于工作过程的Prote199SE电路辅助设计的教学实践[J].成都航空职业技术学院学报,2011.

[2] 曾晓等.基于Propel DXP的印刷电路板设计[J].现代电子技术,2006.

第2篇

关键词: 工作过程课程;学习情境;学习情境设计;学习情境实施

中图分类号:G42文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)07-0142-02

0引言

基于工作过程课程即行动体系课程,又称为学习领域课程,属于工学结合课程,是与传统的学科体系课程相对应的一种课程类型,是国内外高职教育界所公认的培养学生实践能力的一种较好的课程类型。所谓工作过程教学,就是参照企业生产环境和生产过程,在教学实施过程中采用“资讯-计划-决策-实施-检查-评价”六步骤教学,同时以项目导向、任务驱动的教学模式,以学生为中心,小组合作为基础,真实产品为载体,完成课程的学习性工作任务。

1基于工作过程的《电子电路安装与调试》课程设计理念

《电子电路安装与调试》课程设计时,合作企业(金山电子有限公司)全程参与本课程开发,以电子企业生产一线操作和技术岗位(包括电子产品装接工、调试工、检验员、维修工等)的知识和技能为目标,以电子产品生产过程为主线,针对典型作业流程和作业项目,根据技能类型的层次,构建岗位技能链。采用工作过程导向的课程教学理念,合作企业提供电子产品套件和典型案例作为载体引入到教学过程中,基于工作过程构建教学过程(学习情景),进行系统化的课程设计,形成“教、学、做”一体化的特色课程。

2基于工作过程的学习情境设计

2.1 课程开发流程企业调研确定就业岗位群职业分析,典型任务分析确定专业课程体系、《电子电路安装与调试》课程标准教材编写、开发项目专家论证课程实施反馈、修改完善。

2.2 《电子电路安装与调试》学习情境设计《电子电路安装与调试》学习情境设计时,尽可能选择完整的电子产品为学习载体,这个载体本身应能够尽可能多地包含课程目标要求的学习性和实践性工作任务,按照电子产品工作流程分解成若干单元工作任务,按照由简单到复杂,从单一到综合的逻辑关系排序,学生每学完一个单元就将该单元电路板与前面所学过的单元电路板拼装在一起,当各个单元工作任务完成后,一个完整的整机项目(即综合性学习任务)也就制作完成,从第一堂课起,学生自始至终都投入到对这个载体(实例产品)的学习、安装、调试和不断改进的实践中,学生的知识和能力也随着产品成果的形成而形成。

合作企业(金山电子有限公司)全程参与本课程开发,提供行业标准、企业规范与大量工程案例、作业指导书、检验规范,管理规范,企业培训资料,设备操作手册、设备维护手册等技术工艺文件,构建组编教学资料。合作企业提品套件,直接作为教学项目载体。

本课程内容分为三个部分:模拟电子技术部分,数字电子技术部分,电子工艺部分。①《电子电路安装与调试》——模拟电路部分的情境设计。模拟电子技术部分设计的情境以音频放大器为主分解了四个学习情境,如图1所示。②《电子电路安装与调试》——数字电路部分的学习情境设计。数字电子技术部分设计的学习情境以频率计为主分解了四个情境,如图2所示。③《电子电路安装与调试》——电子工艺实习部分构建情境9,数字调谐收音机安装与调试。

3教学内容的组织与安排

3.1 教学环节设计教学环节包括企业岗位认知实习、“理实一体化”情境教学、校内工艺实训和校外企业顶岗实习。两头在外,中间在内的模式。①企业岗位认知实习:依据课程学习需要到合作企业咸阳金山电子有限公司见习,感知各种电子产品生产系统环境、岗位工作内容和企业管理文化特点等。②理实一体化教学:以学习性工作任务为载体,通过八个学习情境,重点培养学生在电子电路安装调试等方面的专业能力。③校内综合工艺实训:重点培养学生独立工作能力。通过综合性学习情境,在校内电子工艺实训基地,学生分组轮岗,自主完成实际电子产品加工的全过程。

3.2 教学情境设计构建集实训设备、理论教学设施、多媒体设备于一体的“教学做一体化”的职业情境教学场所,共构建九个学习情境,即九个完整的工作过程,完成知识传授、小组工作、实训操作等教学、实训与实习功能,使教学模式中的“学生、教师、教学情境、教学内容、教学手段”等几大要素融为一体,实现职业环境中的教、学、做一体化。

3.3 学习情境实施以“任务驱动”形式,在教学实施过程中采用“资讯-计划-决策-实施-检查-评价”六步骤教学(情境六步法实施流程如图3),以学生自主学习为主,使学生有计划的学习,有目的的学习,有评价过程的学习,由简单到复杂的完成工作任务,逐步形成职业能力。

资讯环节:首先由教师布置情境任务,下发任务书,在任务书中提出情境的各项技术指标,教师组织学生分组,推举组长,明确职责;同时教师描述工作场景,布置工作任务,分析工作任务;下发任务单等学习资料,提供参考学习资料和引导文。学生分析工作任务,收集整理资料。

计划环节和决策环节:每组组长组织学生讨论;每个学生交流对工作任务的认识及相关知识的分析;分解学习任务难点;制定学习计划和组员分工。各组成员按照计划完成各个学习任务后,组织学习交流讨论;确定解决方案;编写具体实施计划;编制检查单。教师负责组织、答疑。

实施环节:学生决策后,确定试验方案,并提交试验具体实施计划,经过老师审核后,分组进行实施。

检查环节和评价环节:学生组织讨论实施的完成情况和完成质量;总结工作任务相关的知识、技能点;制作汇报文件。学生自评;小组互评;教师对小组、对学生评价。学生整理资料。

4课程考核评价的设计

《电子电路安装与调试》课程教学考核评价注重职业能力考核,根据任务完成、项目实施情况等综合评定。主要包含以下几方面:①学生学习积极性和阶段学习效果评价(考勤、课堂表现、单元考核成绩);②自主学习能力评价(独立完成作品);③表述能力评价(课堂发言、讨论);④团队合作及协作学习能力评价(项目合作);⑤综合能力评价(操作考试)。

5总结

采用工作过程教学,在传承传统教学模式优点的基础上,同时对传统教学模式进行改革、创新,设计出基于电子产品生产过程的情境教学模式,通过情境设置、行为活动,引导学生在认知中去体验,去实践,使学生经历完整的工作过程,从“学会”到“会学”,培养他们的专业能力、方法能力和社会能力。基于工作过程经过在我院三届应用电子技术专业试点,学生的电子技能普遍较好。

参考文献:

[1]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践—国家示范性高等职业院校课程开发案例汇编[M].北京:高等教育出版社,2008.

[2]卢庆林.模拟电子技术[M].重庆大学出版社,2008,3.

第3篇

【关键词】电气控制线路;设计;基础研究

引言

随着信息全球化的发展,自动化和智能化已经成为评价现代电子设备产品的重要标准,为了满足电子产品的智能化功能,热电企业对电气控制线路设计的要求也相应提高,从而使其表现出了多样化的特征。电气控制线路设计的优化是完善电路设计的关键环节,因此本文对电控线路设计的基础探讨具有重要的实际价值。

1电气控制线路设计的目的

1.1满足电气控制线路运行的承受力

线路功率超标是影响整体线路安全的关键问题,因此在进行电气控制线路的设计时要加强对线路功率稳定性的设计,考虑到系统线路功率的额定负荷,从而保证电路运行的安全性和可靠性。电气控制线路设计是电路设计中的关键环节,其直接影响到电路的运行速度及其质量,电气控制系统在运行电气线路发出的指令时,线路中的部分机械需要进行大功率的运转,功率运转的条件设计是电气控制线路设计中的核心[1]。

1.2适应电气控制线路运行的多样化特点

必须实现电气控制线路的兼容性,其是电气控制线路设计的重要目的,同一机电设备为了满足多样化的功能需求会配置多套线路运行方式,为了避免不同线路之间的互相影响,就需要从电气控制线路的设计入手,使得不同线路在运行过程中彼此兼容。例如一般工作状态下,电动机既要做好调压工作,同事还要进行转矩工作,此时为了保证其功能表达的有效性,就需要从电气控制线路设计入手,增加不同的解决方案和运行方式[2。

1.3电气控制线路运行的速度与设计一体化

电气控制线路设计与电路的转速具有一定的相关性,为了适应不同机电多变的速度,在设计电气控制线路过程中要注意运行速度与机电设施的适用性及准确性。为此,电气控制线路的设计主要是为了使电气控制线路能承载运行时的的承受力,适应电气控制线路运行的多样化特点并满足电气控制线路在运行过程中对速度的要求。

2.电气控制线路设计的思路与原则

2.1电气控制线路设计的思路

电气控制线路设计要以服务企业生产流程和工艺为目的,在设计过程中要加强对电气控制线路功能性和灵活性的设计,在传统线路设计的基础上对其改造和创新,从而适应时展和企业应用的需求[3]。

2.2电气控制线路设计的原则

在设计电气控制线路时,必须遵循其适用性原则,即电气控制线路设计的功能性与线路的复杂性无关,因此在设计过程中要尽量通过简单的线路系统设计,满足生产运行需求。其次,在设计过程中要提高设计方法的规范性和标准性。在设计过程中不建议以设计经验为依据,而是按照一定的设计标准对其展开标准化设计,通过标准的设计规范有利于检查设计中存在的问题,减少线路故障发生的可能性。最后,线路设计要保证较好的稳定性和较高的安全性。

3.电气控线路设计的方法内容及注意问题

3.1电气控制线路设计的方法和内容

设计电气控制线路需严格按照国家规定的标准,规范设计流程,必须将主电路设计出来,才能设计控制电路和其它电路。在设计过程中首先要按照设计要求规划设计方案,从工艺要求着手提高设计的实用性,在设计过程中要注重对相关参数的设计和优化。在得到初步的设计方案以后,要画出对应方案的线路图。其次,在分析线路图的基础上,以线路设计原理为依据检查线路设计中存在的问题,并对其可能出现的故障进行排查,对其中的数据参数进行优化,从而得到最终的线路设计图[4]。设计电气控制线路的具体流程如下:第一,确定好电气设计的技术条件;第二,选择合适的电气传动形式及控制方案;第三,选定电动机的类型、容量大小及其转速型号;第四,明确设计电气控制的原理;第五,制定电动机和电器器件明细表;第六,设计电气控制元件及监测元件的总布置图;第七,设计电气柜和操作台的专用装零件;第八,绘制装配图及接线图。在设计过程中一般会将线路设计内容作为设计主体,其它辅助部件的设计会参考类似线路设计中的相关部件[5]。

3.2电气控制线路设计应注意的问题

电气控制线路设计过程中应该注意以下问题:①在满足生产要求的基础上,最大程度地控制电气控制线路的成本,尽管线路中有很多的公共联线,但可以减少电气外部的接线,尽可能地降低连接导线的数量;②一般情况下,同一电器的常开和常闭辅助触点靠的很近,一旦将两者分别接到电源的不同位置,触点断开时产生的电弧会在两个触点之间形成飞弧,致使电源短路,因此在设计过程中需注意连接电器的触点并保证线圈连接的准确性;③在控制线路设计过程中要避免寄生电路的出现,其属于电路动作过程中的意外接通电路,会严重的影响到电路的运行安全。4.结论综上所述,通过研究电气控制线路的设计原则,得知电气控制线路设计对电路设计和机电运行中的重要作用。通过分析电气控制线路设计的思路和原则,说明线路设计过程中使用性能和安全性是保证线路设计有效性的前提,在其基础上探讨了电气控制线路设计的方法、内容和应注意的问题。

【参考文献】

[1]莫少荣.电气控制线路设计基础的探究[J].科技传播,2011,(02):18-19.

[2]林虹.电气控制线路设计基础的探究[J].科技资讯,2014,(34):95-97.

[3]郗维全.电气控制线路设计基础的探究[J].山东工业技术,2014,(23):208.

[4]伍繁盛.电气控制线路设计基础探析[J].科技致富向导,2013,(03):147-143.

第4篇

关键词: 高速公路,机电工程,措施

中图分类号: U412.36+6 文献标识码: A 文章编号:

1 概述

从技术研究、管理探讨到大规模发展高速公路机电工程已走过十几年的历程, 项目建设管理程序和设计水平、标准日臻完善。但我认为, 还存在一些不足之处。例如机电工程设计、项目施工管理等准备工作, 因为各种原因没有引起注意, 导致高速公路项目建设在机电工程上存在很多问题,从而影响了整个工程的进度 。

2 存在的主要问题

2.1机电工程和其工程设计之间划分不清、沟通不足。一般由土建设计单位承担高速公路设计总体协调, 而机电工程与土建工程所从事的方向有很大的差距。 同时机电工程设计单位也只是从自己的角度对土建设计单位提出自己的要求,,但当这些要求分散在初步设计文件的各个部分, 最后并没有真正的应用到整个设计和施工的过程中,致使在后面的施工过程中出现诸多问题。

2.2设计阶段混乱

公路工程基本建设项目根据《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》,一般分为两阶段设计, 即初步设计和施工图设计, 当面对基础资料缺乏和不足的建设项目需采用三个阶段设计, 即初步设计、技术设计和施工图设计。一般情况下三年为高速公路的一个建设周期, 但在这段时间出现的心得颁布条例,规范, 新技术的实施以及施工单位新的功能性需求等都应有新的施工方案和应对措施。作为甲方,为了节省设计费用,作为甲方,机电工程只做初步设计,招标也根据几年前的初步设计, 造成后期施工发生较大变更, 甚至对运营期间留下不利与施工的影响。

2.3机电工程设计时机把握不够

高速公路建设一般分为三个阶段实施, 机电工程属第三个阶段施工的工程。然而在第二阶段的工程施工中应将收费岛施工和通信设施施工同时进行施工。然而山区高速公路一般都有隧道工程,在第一阶段的施工过程中包含机电施工,;房建工程属第三阶段的工程, 所以和其相关的配电设施房间,房建施工管道以及线路布置等工程都属于房建工程。所以机电工程相关的工作贯穿了整个高速公路项目实施的全过程都有机电工程相关的工作。

由于主体工程之后才开始机电工程, 但机电工程相应的预留预埋或预留预埋在隧道主体施工、二期路面工程施工时没有考虑, 造成主体工程变更或机电工程调整设计, 对后期运营造成较大的安全隐患。 对于机电设计单位而言, 初步设计结束以后本项目已经完成, 对后期施工进行跟踪指导也没有依据, 后期主体工程的预留预埋没有根据进行预留。高速公路特别是施工现场比较复杂的山区高速公路,若机电工程通信管道施工图设计过早,桥涵隧道在施工中会遇到不可预想的变化而引起施工的变动,而造成施工管道的通信图纸不能作为按图施工的图纸来指导工程的施工。

2.4甲方个管理部门的职责权限不清

由房建施工、机械施工、电气管道施工、照明通信设施的施工和环保等行业的都涉及机电工程,由于业主各个管理部门划分不清晰, 造成管理上的混乱。如外电的引入问题, 一般的情况在工程后期由业主和当地供电部门协调, 而机电主管部门不一定是业主主管供电协调的部门。同时,后期的供电印一些情况,对周边造成影响,致使外电很难有效的输入,从而造成设备资源的浪费。

3改善措施

3.1将机电工程与相关工程设计合理有效地划分开, 加强设计各个部门之间的联系,及时修改, 同时我建议将其划分成三个有效地界面

3.1.1机电工程和高速公路土建工程线路界面的划分

通信施工图是由机电设计单位完成,所需资料由主体土建工程设计单位及时提供。机电工程与主体工程在桥梁构造物上设置外场设备基础时之间应先协商, 同时由机电工程设计单位提供相应的技术资料。收费广场联合接地,防雷,收费雨篷照明由房建工程设计方设计,并有房建施工方施工。收费广场的管道,收费岛上设备所需管线及其预埋件及线槽,由机电工程设计,并由机电工程施工方施工。收费广场地下管道的电缆支架由房间设计方设计,房建施工方施工。其接地设施有机电工程设计,有机电工程承包方施工。

3.1.2机电工程与房建工程界面划分

监控中心、隧道监控室和机房的设计是由房屋建筑设计完成。房间厂区内的强弱管道有房建工程设计方设计,由机电工程施工方施工。建筑物各层之间的预留沟槽,空洞均有房建工程设计,房建施工方施工。收费区的供电施工以高压线路输电为主,高压输电进电配电房友机电施工方设计,由机电工程承包方施工。

3.2建议交通主管部门规范高速公路机电工程设计阶段

公路工程基本建设项目由《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》进行规定, 但机电工程和土建工程有相差较大,因此希望在对机电工程设计阶段进行规定中明确设计阶段、设计时机等方面的内容。

3.3划分好各时段的时间安排

在高度公路施工的过程中, 特别是山区高速公路地质情况复杂, 桥涵隧道在施工中变更相对较多, 其机电工程的设计不已过早, 适合在一期工程完成一半以后, 等其他结构基本成型,外界影响减弱的情况下,同时在设计通信管道时,应该按照主体结构施工图和变更设计说明进行设计,以便适应主体结构的施工, 以减少因主体土建变更而相应增加通信管道工程变更。同时也不能太晚,因为只有在第二阶段的路面招标前通信管道工程施工图设计完成, 这样便于将横穿钢管与路面施工同时进行。因此其他各项工作也应该根据整个施工计划做出时间上的调整,以便于整个工程在施工过程顺利施工。

4 结束语

随着我国高速公路的快速发展,高度公路已经形成了一系列的单项工程形成的施工项目,同时随着新技术,新设备的不断融入,诸多新的问题也会随之出现,同时作为高速公路的一个有机组合的一部分,机电工程也面临着诸如此类的问题,从设计到施工,将会不断出现需要改进和完善的东西,所以需要我们在以后的施工过程,不断留意,不断发现,有效的组织各施工过程。现阶段公路行业已转变为以服务型为主旨的行业, 同时高速公路上体现以人为本的理念关键在机电工程, 因此机电工程的工程质量关系到整个施工过程的质量,因此,加强机电工程方面的设计、管理不仅能保证工程质量, 而且能够降低工程造价, 提高施工效率, 取得社会经济的双重效益。

参考文献:

[1]程涛.高速公路机电工程建设管理浅谈[J].科技风.2009(07)[2]董刚.浅谈高速公路机电工程与土木工程的交叉设计[J].中国交通信息产业.2007(03) [3]阎光明.高速高速公路机电工程质量检测[J].山西交通科技.2007(06)[4]潘盛德,朱海潮,贾明,魏晨辉.绿色公路施工技术经济分析与评价[J].陕西建筑,2009[5]杨阳.我国将制定绿色公路施工评估标准,尽快与世界接轨[J].中国交通信息产业,2005

第5篇

关键词:电子设计自动化;课程特点;教学方法

作者简介:董素鸽(1983-),女,河南叶县人,郑州大学西亚斯国际学院电子信息工程学院,助教;李华(1972-),男,河南郑州人,郑州大学西亚斯国际学院电子信息工程学院,助教。(河南郑州451150)

中图分类号:G642.41     文献标识码:A     文章编号:1007-0079(2012)11-0046-02

电子设计自动化(EDA:Electronic Design automation)是将计算机技术应用于电子设计过程中而形成的一门新技术,[1]它已经被广泛应用于电子电路的设计和仿真、集成电路的版图设计、印刷电路板(PCB)的设计和可编程器件的编程等各项工作中。

随着半导体技术及电子信息工业的不断发展,电子设计自动化技术在信息行业中的应用范围越来越广泛,应用领域也涉及产业链中的几乎任何一个环节。一方面是社会上对电子设计自动化人才的急需,另一方面是我国高校中电子设计自动化人才培养的落后,两者之间的矛盾也促使众多的高校开始在电子信息、微电子技术等专业中开设“电子设计自动化”课程。如今,该课程已成为众多信息类学科的专业必修课,这为我国电子设计自动化人才的培养和充实做出了巨大的贡献。

“电子设计自动化”课程教学效果直接影响着人才培养的质量,因此,优秀的教学方法和教学质量是教学过程中必须重视的。笔者根据近几年的教学经历,总结经验,开拓创新,形成了一套特有的教学方法,旨在培养出基础牢、思路清、知识广、能力强的电子设计自动化人才。

一、“电子设计自动化”课程教学的特点

电子设计自动化是一个较为宽泛的概念,它涵盖了电路设计、电路测试与验证、版图设计、PCB板开发等各个不同的应用范围。而当前“电子设计自动化”课程设置多数侧重电路设计部分,即采用硬件描述语言设计数字电路。因此,该课程的教学具非常突出的特点。

1.既要有广度,又要有深度

有广度即在教学过程中需要把电子设计自动化所包含的各个不同的应用环节都要让学生了解,从而使学生从整个产业链的角度出发,把握电子设计自动化的真正含义,以便于他们建立起一个全局概念。有深度即在教学过程中紧抓电路设计这个重点,着重讲解如何使用硬件描述语言设计硬件电路,使学生具备电路设计的具体技能,并能够应用于实践和工作当中。

2.突出硬件电路设计的概念

在众多高校开设的“电子设计自动化”课程中,多数是以硬件描述语言VHDL作为学习重点的。而VHDL语言是一门比较特殊的语言,与C语言、汇编语言等存在很大的不同。因此,在教学过程中首先要让学生明白这门语言与前期所学的其他语言的区别,并通过实例,如CPU的设计及制造过程,让学生明白VHDL等硬件描述语言的真正用途,并将硬件电路设计的概念贯穿整个教学过程。

3.理论与实践并重

“电子设计自动化”是一门理论性与实践性都很强的课程,必须两者并重,才能收到良好的教学效果。在理论学习中要突显语法要点和电路设计思想,[2]并通过实践将这些语法与设计思想得以加强和巩固,同时在实践中锻炼学生的创新能力。

二、“电子设计自动化”课程教学方法总结

良好的教学方法能起到事半功倍的效果。因此,针对“电子设计自动化”课程的教学特点,笔者根据近几年的教学经验总结了一些行之有效的教学方法。

1.以生动的形式带领学生进入电子设计自动化的世界

电子设计自动化对学生来说是一个全新的概念。如何让他们能够快速地进入到这个世界中,并了解这个世界的大概,从而对这个领域产生兴趣,是每个老师在这门课授课之前必须要做的一件事情。教师可以采用一些现代化的多媒体授课技术,让学生更直观地了解电子设计自动化。由于电子设计自动化是一个很抽象的概念,因此,可以通过播放视频、图片等一些比较直观的内容来让学生了解这个领域。从学生最熟悉的电脑CPU引入,通过一段“CPU从设计到制造过程”的视频,让学生了解集成电路设计与制造的流程与方法,并引出集成电路这个概念。

通过早期的集成电路与现在的集成电路的图片对比,引出EDA的概念,并详细讲解EDA对于集成电路行业的发展所作的巨大贡献。在教学过程中,通过向学生介绍一些使用EDA技术实现的当前比较主流的产品及其应用,提高学生对EDA的具体认识。这些方法不仅使学生对EDA相关的产业有了相应的了解,更激发了学生的学习兴趣,使学生能够踊跃地投入到“电子设计自动化”的学习中。

2.以实例展开理论教学

“电子设计自动化”的学习内容包含三大部分:[3]硬件描述语言(以VHDL语言为学习对象)、开发软件(以QUARTUS II为学习对象)和实验用开发板(以FPGA开发板为学习对象)。

硬件描述语言的学习属于理论学习部分,是重中之重。对于一门编程语言的学习来说,语法和编程思想是学习要点。在传统的编程语言学习的过程中,通常都是将语法作为主线,结合语法实例逐渐形成编程思想。这种学习方法会使学生陷入到学编程语言就是学习语法的误区中,不仅不能学到精髓,还会因为枯燥乏味而产生厌倦感。

如何能使学生既能掌握电路设计的方法,又轻松掌握语法规则是一个教学难题。笔者改变传统观念,将编程思想的学习作为教学主线,在理论学习过程中,以具体电路实例为基础,引导学生从分析电路的功能入手,熟悉将电路功能转换为相应的程序语句的过程,并掌握如何将这些语句按照规则组织成一个完整无误的程序。在此过程中,不断引入新的语法规则。由于整个过程中学生的思考重点都放在电路功能的实现上,而语法的学习就显得不那么突兀,也不会产生厌倦感。由于语法时刻都需要用到且容易忘记,因此在后期的实例讲解过程中需要不断地巩固之前所学过的语法现象,以避免学生遗忘,以此让学生明白,学习编程语言的真正目的是为了应用于电路设计。通过一些实践,学生体会到语言学习的成就感,进一步提高了学习兴趣,此方法收到了良好的教学效果。

3.将硬件电路设计的概念贯穿始终

硬件描述语言与软件语言有本质区别。很多学生由于不了解硬件描述语言的特点,在学习过程中很容易将之前所学的C语言等软件编程语言的思维惯性的应用于VHDL语言的学习过程中,这对于掌握硬件电路设计的实质有非常大的阻碍。因此,在教学过程中,从最初引入到最后设计电路,都要始终将硬件电路设计的概念和思维方式贯穿其中。

在讲述应用实例时,需要向学生分析该例中的语句和硬件电路的关系,并强调这些语句与软件语言的区别。以if语句为例,在VHDL语言中,if语句的不同应用可以产生不同的电路结构。完整的if语句产生纯组合电路,不完整的if语句将产生时序电路,如果应用不当,会在电路中引入不必要的存储单元,增加电路模块,耗费资源。[4]而对于软件语言,并没有完整if语句与不完整if语句之分。为了让学生更深刻地理解不同的if语句对应的硬件电路结构特性,可以通过一个小实例综合之后的电路结构图来说明。

如以下两个程序:

(1)entity muxab is

port(a,b:in bit;

y:out bit);

end;

architecture behave of muxab is

begin

process(a,b)

begin

if a>b then y

elsif a

end if;

end process;

end;

(2)entity muxab is

port(a,b:in bit;

y:out bit);

end;

architecture behave of muxab is

begin

process(a,b)

begin

if a>b then y

else y

end if;

end process;

end;

(1)(2)两个程序唯一的不同点在于:程序(1)中使用的是elsif语句,是一个不完整的if语句描述,而程序(2)使用的是else语句,是一个完整的if语句描述。这一条语句的区别却决定了两个程序的电路结构有很大的不同。(1)综合的结果是一个时序电路,电路结构复杂,如图1所示。而(2)综合的结果是一个纯组合电路,电路结构非常简单,如图2所示。通过综合后的电路图比较,学生更深刻理解这两类语句的区别。

强化硬件电路设计的思想,可以促使学生逐渐形成一种规范、高效、资源节约的设计风格,培养一个优秀的硬件电路设计工程师。

4.通过实践拓展强化学生动手能力

“电子设计自动化”是一门实用性很强的课程,学生在学完该课程后必须具备一定的硬件电路设计和调试的能力,因此在教学中需要不断地用实践训练来强化学生在课堂所学习的理论知识,并使他们达到能够独立设计较复杂硬件电路的能力。

笔者在教学过程中鼓励学生将课程实践和毕业设计内容相结合的方法,让学生强化实践能力,收到了良好的效果。学习“电子设计自动化”课程的学生基本上都是即将进入大四,此时他们的毕业设计已经开始进入选题,开始了初步设计的过程。笔者先在实验课堂向学生布置一些常用硬件电路设计的题目,比如交通灯、自动售货机、电梯控制器等,让学生体会电子设计自动化课程的实用性,激发他们的思考和学习兴趣。在此基础上分组组建实践小团队,让每组学生共同完成一个较复杂的电路系统,比如遥控小车、温度测控系统等,鼓励他们将所做的内容与毕业设计对接。其中大部分同学通过这些训练都可以掌握硬件电路设计的基本方法和流程,有一部分同学还能设计出比较出色的作品。此过程不仅让学生体会到了学习知识的快乐,也培养了他们的团队协作精神,为他们以后的继续深造和工作做了铺垫。

三、结束语

掌握“电子设计自动化”课程的特点,有针对性地改善教学方法,充分调动学生的学习积极性,强化理论和实践教学相结合,一方面使学生把握课程的全局性,了解和熟悉电子设计自动化行业的状况和最新动态;另一方面培养学生具有扎实的理论基础和良好的动手能力,培养出厚基础、重实践、有创新的高素质人才,具有重要的社会意义。

参考文献:

[1]潘松,黄继业.EDA技术与VHDL(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2007.

[2]Roth,C.H.数字系统设计与VHDL[M].金明录,刘倩,译.北京:电子工业出版社,2008.

第6篇

1影响计算机高速数字电路设计技术的问题分析

1.1信号线间距离的问题

计算机高速数字电路设计技术目前的发展情况,是整个电子设计行业的骄傲,是这个领域的创新发展。这种技术促进了电子技术的蓬勃发展,计算机数字电路发展虽然很快但还存在很多问题,这个阶段的计算机高速数字电路设计技术存在下面问题:例如,信号线间距离对计算机高速数字电路设计的影响,根据相关技术进行分析,随着高速数字电路设计发展,印刷版电路密集度不断增大,这样一来就会忽视相关信号的现象,随着时间的发展,我国要发展计算机高速数字设计技术,就要解决存在的信号线间距距离问题。

1.2传输线的问题

关于信号在传输线的问题,它的关进在于阻抗信号,在现在这个时期,计算机高速数字电路设计阶段,在这个设计过程中发现在信号的传输过程中存在阻抗不匹配的现象,这种现象极大的影响着计算机高速数字设计技术的发展,它会给相关信号带来破坏性的噪音,这些噪音会对信号的质量形成阻碍,导致信号的不完整,这样就会给电源平面带来相关的影响。

1.3电源平面的问题

科技现代化时代下,利用先进的电子技术设计计算机高速数字化电路设计技术,根据相关技术的情况,这项技术得到了不断的发展,在很多方面都有所应用。目前计算机高速数字电路设计过程中,电源平面相关影响原因分析发现,在电源平面间存在电阻和电感,它们之间要经过大量电路的输出过程,这样的过程中就会产生极大的瞬间电流,产生的极大电流会对整个电路产生较大的影响,将对高速数字电路地线和电源线电压造成极大的影响,关于电源平面的问体,应针对问题完善技术。

2计算机高速数字电路技术的研究分析

2.1完善设计保证信号的完整性

根据笔者对以上问题的分析,目前计算机高速数字电路设计技术中存在的问题要进行分析解决,针对阻抗不匹配的影响,对电路信号的完整性也造成的影响的情况,根据这个情况要对计算机高速数字电路技术进行完善设计,保证解决计算机高速数字电路信号的完整性。笔者从两个方便分析:

(1)研究关于在电路信号传输过程中,因为不同电路之间电路信号网的传输信号之间产生了干扰情况,也就是以上笔者提出的信号线间距干扰的问题。

(2)研究分析计算机高速数字电路在运行的过程中,不同信号在传输的过程中,对电路信号网产生的干扰情况。研究发现会受到阻抗不相匹配的因素而影响到电路信号的传输效率情况,并且根据现阶段计算机高速数字电路运行的过程中,阻抗很难控制的原因,发现经常会出现阻抗过大或过小的现象,这些现象都会对电路信号传播的波形产生一定的干扰,所以影响信号的完整性。针对问题要对计算机高速数字电路设计技术进行改进,使系统一直处于过阻抗的情况,这样就能保证电路设计不会受到阻抗不等的情况,这样电路信息传输的完整性电源进行合理设计这样就得到了解决。

2.2确保电路系统的可靠性

针对计算机高速数字电路系统的问题中,据分析受到电源平面间电阻和电感的影响,这种影响使电源运行过程中会出现过电压的故障,严重影响到电路系统运行的可靠性。从两个方面进行分析;

(1)在实际中计算机高速数字电路系统运行的过程中,就必须要考虑到电源的电阻和电感因素,而要减少电源面的电阻和电感对电源系统的影响,就必须对其采取降低的处理措施。

(2)对现在电路系统电源才智的分析,现在很多情况是大面积铜质材料,根据相关系统来分析,这种材料达不到计算机高速数字电源的要求,这样就会产生影响,所以该改正,把楼电容应用到电路中,这样可以有效的避免或降低电源面电阻和电感对系统的影响,这样就从根本上提高了电路系统运行的效率,保证了电路系统的可靠性。

3结语

第7篇

关键词:电力系统;10kV配电线路;设计;施工

10kV配电线路是与人们日常生活、生产关系最为紧密的配电系统,是支持城乡建设、居民生活与生产的主要配电网络,对于城乡发展、工农产业有着积极推动作用。10kV配电线路建设作为社会建设的重点内容之一,由于其容易受到地形、天气、技术以及环境等因素的干扰而产生质量与安全隐患,因此在施工建设之初我们必须要提前做好设计与施工规划工作,牢牢把握每一个工程环节,确保工程质量,从而打造出优质、安全的配电网络。

110kV配电线路的设计工作

配电线路的设计是电力传输实施的前提和保障。设计质量的优劣直接联系到电力线路工程建设的经济效益、环境效益和社会效益。近年来,在配网工程建设和改造中,10kv配电路线大多数运用在农村地区,采用架空线或者是以架空线为主的混合结构形式,一般为放射性的供电方式。

1.1线路设计的一般流程

配电线路的设计受到很多因素的影响,在进行设计的过程中每一个步骤都必须要确切地落实到位。①在接受任务之后,对线路起点、终点和导面截面进行明确。②掌握沿途地形,在地形图上初步选定路径案例,并进行现场的勘测计算,绘制出路径图。③根据实际情况,气象、导线截面、转角、档距和现场地质地形等,选择杆塔的型式。④根据设计列出所需设备材料的清单,套用现行的定额、计费程序编制工程预算。⑤对各个案例进行技术经济的比较,确定最佳的案例。并对其进行整理完善,形成全套设计资料。

1.2配电线路设计要点浅析

1.2.1配电装置的选择

1.2.1.1在选择裸导体和电器的时候,环境温度要符合要求,即最热月的平均最高温度为最热月日最高温度的月平均值,要取多年的平均值。在选择屋内裸导体和其他电器的时候,如果该处没有通风设计温度的资料,最高温的设定要在最热月的平均最高温的基础上加5℃。当温度低于仪表电器的最低允许温度时,要加强保稳措施,防止冰雪事故的发生。另外隔离开关设置的破冰厚度要大于最大的覆冰厚度。

1.2.1.2在选择导体和电器的相对湿度时,采用当地湿度最高月份的平均相对湿度。根据不同的地区选择不同的类型。在湿热地区要采用湿热带型电器产品,在亚湿热带地区可采用普通电器产品,实际运用中要根据当地运行经验采取防护措施。

1.2.2导体和电器的设计选用

1.2.2.1配电装置的绝缘水平要符合《电力装置的过电压保护设计规范》里的国家标准。1.2.2.2所选用的电器承受的最高工作电压不得低于该回路的最高运行电压,设计需用的导体电器长期允许的电流不能小于该回路的最大持续工作电流,另外的导体电器应考虑日照对其载流量的影响。

1.2.3路径的选择送电线路设计的好坏,取决于路径选择。它反映在技术经济上是否合理,同时对以后运行维护、抢修是否方便有重要作用。因此,选择一条线路路径,必须到当地调查探讨及现场勘察,现场人员必须有设计人员、测量人员、技经人员、当地政府及其他有关人员参加(不过大多时候技经人员工作量多都设办法到现场,而是由设计人员在现场收资提供参数进行编制预算),以便碰到不足及时在图纸上修改。尽量做到线路路径比较合理,减少在施工以后,施工单位在施工期间与当地村民的摩擦,有利于线路可行施工。

1.2.4路径的初步设计

1.2.4.1总的路线。总的线路编制由设计依据、线路走径和工程概况三部分组成。线路的设计依据以设计的基本原则出发,要符合当地的实际情况,并按照相关文件的规定和设计的路线严格执行,列出工程设计各方面包括任务书,签订的设计合同,审批文件和审批编号等。路径的设计案例要以路径的长度上进行选择,以交通条件,地形地势、水文地质等条件,气象条件,矿物森林资源等各个方面说明该路径案例的优势,通过浅析计算比较,找出最佳的线路走径案例。工程概况包括了设计线路的方方面面。通过工程概况可以了解整个工程的运行情况。

1.2.4.2线路机电的路线。线路机电部分包括了气象、导线架设技术、绝缘子串、金具组装和导线防震等内容。将线路调整在所有可能发生的恶劣气象环境下,也可以安全正常的运行。架设线路导线的最大使用应力,材质结构等要达到电力输送的要求,提高防震措施。

1.2.4.3塔杆和基础。10kv线路杆塔型式有:直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔四种杆塔型式。选择塔型和杆塔高度,应经济、运行维护方便。耐张塔尽可能使用较低的杆塔,受力好。除跨越,尽量使用悬挂点高度适中为宜,保持排杆定位导、地线平滑,受力均匀合理。

210kV配电线路的施工

2.1施工准备

10kV配电线路在施工的过程中,工作人员应当提前做好吃苦和克服环境困难的准备,针对施工场地、施工环境的多样性制定出科学、严谨的工程施工章程,提高10kV配电线路的施工质量与效率。在施工准备环节,要确定工程安全隐患与阻碍问题,通过调查、分析、规划等手段来保证工程施工进度与安全性。另外,还要做好与设计人员的对接工作,对工程设计方案有疑问的地方要及时沟通处理。

2.210kV配电线路杆塔施工

杆塔是电力系统中的重要组成部分,在10kV配电线路中要配合各种专业技术人员和各方面工作开展。在工程项目中,杆塔施工质量决定着这个10kV配电线路的施工质量,并且对10kV配电线路日后运行安全和经济性有一定的影响。另外,杆塔作为线路承重设施,在确保施工质量和规格的前提下,要结合设计与环境现状设置合理的排水渠道,防止因为雨水冲刷造成杆塔下沉甚至倒塌。

2.310kV配电线路安全问题

10kV配电线路施工的过程中,除了保证工程施工质量之外,还要做好安全防护工作,提前排除各种安全隐患。在施工之中,要按照工程规定和设计标准,严格设定接地线,只有这样,才能确保工程施工安全性,强化故障排查工作,以此保证配电线路施工质量和成效。结束语建设10kV配电线路是一项复杂、综合的电力工程,这项工程不仅包含了众多的专业技术,且容易受到周围环境、交通的影响。因此,在建设的过程中,我们不仅要充分考虑技术、交通、环境等因素,还要以工程设计和施工标准为核心,建立健全施工机制,从而保证工程施工质量,为后期线路的稳定、安全、经济运行打下坚实有力的基础。

参考文献

[1]王伟隆,顾牛,魏亚军等.浅谈10KV配电线路设计要点与施工管理[J].建筑工程技术与设计,2016(4).

[2]刘栋钢.浅谈10kV中压配电线路设计要点与工程造价控制[J].城市建设理论研究:电子版,2013(11).

[3]张文惠,杨爱琴,杜斌.浅析10kv配电线路设计技术要点[J].工程技术:引文版:158.

第8篇

课题内容设计合理与否,将直接影响到课程设计的综合训练效果。在具体课题内容设计时,应注意以下几点:

选择具有实用性和趣味性的课题从学生的实际水平出发,帮助学生选择适合自己的题目,使题目与理论知识密切相关,又具有较强的趣味性和实用性,与生产实际相结合。例如,要求学生组装一整的收音机、家居生活中能用到的声光控开关、门窗防盗报警器等。又如我们选用的《音乐彩灯控制器设计》、《多功能数字钟的电路设计》、《交通灯控制逻辑电路设计》等课题,学生做起来积极性很高。更重要的是通过这一过程,学生运用专业技能解决实际问题的综合能力得到了提高。

选择能综合应用理论知识的课题要求学生综合运用本课程的基本理论和知识,独立完成一项实际课题。通过查阅资料、线路设计、选择元器件、电路安装调试,使学生所学的基本理论和知识充分运用于解决实际问题。例如电子脉搏计这一课题,要应用到传感器、放大电路、有源滤波电路、整形电路以及数字电路中的各种门电路、触发器、计数器及译码、驱动显示电路。又如数字钟电路设计这一课题,数字钟是一个典型的数字电路系统,选此作为设计题目,可使学生将学过的比较零散的数字电路知识有机地、系统地联系起来用于实际,培养综合分析、设计电路的能力。还可选用有源滤波器的设计题目,使学生进一步加深领会运算放大器在信号处理电路中的应用,选用交流宽带放大器的设计,使学生对放大电路的三种不同组态的特点、应用场合以及电路的设计方法得到练习,并通过这个对基本放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频带宽度以及引入负反馈对放大器性能的改善得到进一步的理解,同时提高学生理论联系实际的能力。

课题内容要注重集成电路和新技术、新产品的应用当今时代电子技术飞跃发展,新技术、新产品层出不穷,课程设计可以弥补教材的滞后性。在电路设计中,应尽量采用集成电路,特别是集成运算放大器和某些专用芯片(如模拟乘法器、锁相环)作为电路的重要构件,体现出现代电子电路的设计是各种集成电路构件的组合的先进设计理念,尤其是将模拟电路、数字电路与微处理器相结合,以数字电路为主,软硬件结合,以硬件电路设计为主,符合现代电子电路结构的发展方向。例如我们原来经常选定分立元件OTL和OCL功放电路设计课题,随着目前大量的集成功放芯片的上市,我们就把这些课题内容并入《集成电路音响放大器》、《音频信号发生器》等课题中。又如在数字脉搏计课题中,介绍了锁相倍频的新概念,同时介绍了集成电路CC4046和C14526构成的锁相倍频电路。通过这些课题设计将一些集成电路的工作原理以及使用方法介绍给学生,并在实践中得到练习,使所学的理论知识更加丰富。

选择适应专业需要,结合专业特点的课题为了拓宽学生的知识领域,使学生对专业有所认识和了解,提高学生对专业的兴趣和学习的积极性,在课程设计中引入了一些结合专业特点的课题。例如数字转速测试系统与频率计设计,由于转速测量在工业控制领域和人们的日常生活中经常遇到,在工厂里测电机每分钟的转速,自行车里程测速计,心率计以及汽车时速的测量等都属于这一范畴。又如PWM(电动机调速系统),由于该系统在工业控制的调速系统中得到广泛地应用,同时,又由于该系统由脉宽调制器和脉冲放大器两大部分组成,而脉宽调制器又包括锯齿波发生器和电压比较器,密切地联系了电子技术课程的基本内容。这些课题对掌握基础知识,开阔学生的视野,增强对专业课的认识,提高学习的积极性都能起到较大的作用。

注意选择和后续专业课有关的课题为对电子技术课程的进一步提高和为后续课程打下一定基础,可考虑选择一些模拟电路和数字电路综合性的课题,以使学生对电子技术有一个全面的、综合的认识,对后续专业课有一定了解,为后面的学习打好基础。例如《调速系统的给定积分器》课题。

课程设计的组织实施

以人为本,因材施教教师只在大思路上作一定的引导,对具体方案不做过多干预,只起组织、引导、检查、把关和解决一些疑难问题的作用,放手让学生大胆实践,以充分发挥学生的主动性和创造性。我们的改进做法是:在注重结论正确的同时,强调整个设计方案实施的全过程,即使得出的结论不尽如人意,甚至是错的,只要学生能找出其中的原因并提出相应的改进措施,仍然可获得较好的成绩;相反,如果结论是抄袭得来的,即便是正确的,设计成绩也按不及格处理。如电子脉搏计的设计课题,只给出设计方案的原理框图,讲明基本原理、总体构思和适当的设计提要,在设计任务书中给出原始数据及主要技术要求,而具体的原理图及元件的参数,集成电路的选择,电路的安装调试等工作则要求学生独立完成,这样做可培养学生的自学和独立解决问题的能力,学生的收获更大。

虚实结合,重在“真品”(1)采用机辅分析。电子设计自动化(EDA)技术是以计算机为工作平台,对电子电路或系统进行自动分析和设计的计算机辅助技术,它的应用使得电路功能、参数的分析和设计都可以脱离具体对象,在构筑于计算机平台上的虚拟环境中通过仿真处理而自动实现。EDA技术已成为现代电子工程开发与应用领域的支撑技术,在电子行业,Miltisim、Protel等电子仿真软件,已成为电子工程设计的必备工具。学习和掌握应用计算机对电子电路的分析是目前和今后发展的必然趋势,将其应用到课程设计领域也是教学改革的方向。一是应用Miltisim设计电路仿真。在学生根据设计课题拟定初步方案后,要求他们先在电路仿真与分析软件Milltisim平台上对于所设计的电路进行仿真,观察电路功能是否满足设计要求,分析主要元器件参数对电路指标的影响,初步了解电路静态和动态的工作情况,在Milltisim平台上调试电路使之达到技术指标,为电路的实调做准备。二是应用ProtelForWindows设计印刷电路板。在Milltisim仿真后,给学生介绍印刷电路板的自动化设计软件ProtelForWindows和设计印刷电路板的基本工程知识,要求学生应用ProtelForWindows设计软件绘制本组设计的电路原理图并设计出印刷电路板图。通过几年课程设计的实践,对有源滤波器、交流宽带放大器、数字温度计、数字钟、交通灯控制器等设计课题采用MilltisimEDA软件与虚拟样机,指导学生进行电子技术课程设计,取得了较好的教学效果。(2)结合传统设计。近年来,全国各高校都开设了EDA技术的教学和实践课程。对机电类专业的学生而言,电子技术课程设计是学生在学完电子技术理论课程后进行的一次综合性训练,其目的是培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立设计电子产品的能力和对电子产品实际安装、调试的能力。如果学生没有从原理图设计开始一直做到样机调试成功,经历整个电子产品的设计、开发过程,又如何能提高电子技术课程设计的作用?所以要将传统课程设计与EDA技术的训练相结合,比较电路实测的性能和计算机的仿真结果,以认识计算机仿真在电路设计中所起的作用,使学生对EDA技术的了解不只是停留在软件系统的操作上,而是对该技术在电子设计中所起的作用有一个整体的认识,能对学生综合能力的培养有所帮助。

形成组合,团结协作在组队方面,采取电子设计竞赛的组织方式,2~3人为一组,要求学生不仅要共同讨论设计课题和选择设计方案,还必须落实自己具体的设计任务,如计算机辅助分析、硬件电路的制作、调试、资料的查阅、整理和总结等,有分工有合作,以培养学生的团队精神。

第9篇

[关键词]35kV-110kV输电线路;避雷器设计;塔杆室定位设计;导线选择

中图分类号:TM572 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)05-0327-01

35kV-110kV是属于高压输电线路的建设范畴,是电力系统运行的大动脉。因此,在设计输电线路的过程中,要对电力系统实际运行的情况进行充分的考虑。例如,对于设计内容必须要贯彻国家的基本建设方针和技术经济政策。只有这样才能真正做到维护电力系统运行的安全可靠。此外,还要充分考虑其建设的经济适用性、建设地区特点,积极而慎重地推厂采用应用成熟的新材料。

一、避雷器设计

避雷器这一电气设备是35kV-110kV输电线路中重要的组成部分,它的安全运行是保证线路正常作业的关键。避雷器的设计要点是通过加强设备运行情况的试验来实现的,这样有利于深入的了解避雷器在实际的运行过程中可能存在的故障问题。设计人员就可以根据试验产生的结果,从35kV-110kV输电线路具体的建设情况出发,采用科学合理的方式来解决各部分故障。

避雷器,又名电压限制器,其是将已侵入的信号传输线和电力线的雷电高电压控制在一定范围内的电气设备。因而,电压控制器是用来保证用电设备不被高电压的冲击击穿的重要设备。在电力系统的实际运行过程中,除了要承受正常电压下的工频电压外,还要承受操作过电压、暂时性过电压以及雷电过电压等。其中的雷电过电压和操作过电压的幅值,都会超过电力系统设备的承受极限。具体表现为,电力设备的绝缘水平在过电压的冲击下,会造成不同程度的设备损坏和电力事故的发生。因而,在进行设计的过程中,必须将电压限制器采取适当的措施控制电力系统运行的过电压问题。

二、塔杆设计

塔杆设计的主要内容是塔杆室的定位,这一内容是通过定位模版曲线来实现的。模版曲线的定位就是指,在最大的弧垂气象条件下,按照相关的比例尺而绘制出的导线悬垂曲线。换句话说,就是当输电线路处于最大弧垂时,其导线悬挂在空中的相似形状。要想定位模板曲线首先要做的是,计算不同气象条件下的比载状态。具体过程就是计算出临界档距,这样一来就可以判别出气象条件对电力系统的影响。这一过程,可通过临界比载法或者是临界温度法来进行判别。

上述内容中,气象条件具体指,最高温无风和覆冰无风。将计算出的临界档距根据气象条件求得定位模板曲线,进过剪切制作后就可以进行塔位的选择。具体内容包括:选择杆型和配置档距。对于塔位的选择要遵循档距的配置原则,即最大限度的控制塔杆的强度和高度。需要注意的是相应档距的大小不应过大,这是避免纵向不平衡力过大的有效措施,而且还要在塔杆设计中尽量避免输电线路中的孤立档出现。除此之外,对于塔杆的使用形式和高度,要尽可能的满足经济性的设计需求。例如,减少占地面积和减少施工建设所用的土石方量。

三、导线的设计选择

35kV-110kV输电线路中最常使用的架空线材料有铜、铝、钢以及铝合金等。在对导线进行选择的过程中,要根据不同地区的建设情况以及电气设备的负载能力进行综合考虑。在35kV-110kV输电线路进行设计的过程中,铜是较为理想的导线材料。不论是从其本身所具备的机械强度,还是导电性能都是设计的最佳选择。但是这一材料的使用价格较为昂贵,除了线路安装殊的要求外,一般不选用。铝的价格较为低廉,其导电性能仅次于铜,但对于35kV-110kV输电线路建设来说并不适用。而铝合金的机械强度是接近于铜的,但是其容易受到震动而发生断股现象因而也不适用实际工程项目设计。钢是具有较高的机械强度,而且其设计使用价格较低。但其导电性能较差,如果采用这一材料作为线路设计导线,还需要对其进行防腐蚀处理。综上所述,35kV-110kV输电线路的导线设计宜采用钢芯铝绞线。这一材料则具有较高的机械强度和一定的防腐蚀效果。

四、输电线路的路径选择

在35kV-110kV的输电线路设计中,架空电力线路的路径选择是决定其安全运行的重要内容。这一设计过程,要充分考虑其设计的施工造价、运行安全和项目适用。就目前来看,随着市场经济发展进程的不断加快,市政工程以及工农业设计的建设需求越来越大,这就意味着对于输电线路的施工路径选择也越发困难。在选择输电线路的施工路径时,不仅要避开政府和城建的规划用地,还要与电力系统的整体规划进行融合,在就在一定程度上增加了合理选择线路施工路径的难度。

针对这一问题,要在设计阶段对可供建设的若干路径进行认真的调查,这是避免与其他项目发生重复投资现场出现的最好方法。具体的检查内容有:35kV-110kV输电线路的施工地形条件、交通条件、地理条件以及具体运行和施工的环境条件等。在对同等线路路径进行选择的过程中,应将上述内容进行综合对比。对于线路路径所在地区出现的重冰区、原始森林区以及不良地质区等,要进行重新选择。此外,在选择的过程中,要先确定好多个线路路径施工方案。这样一来,就可以保证经过筛选后的路径不至于没有其他选择。

结束语

总而言之,随着我国科学技术的进步,电力系统应朝着更加安全可靠的设计运行方式向前发展。文章主要分析了35kV-110kV输电线路的设计要点,具体包括:避雷器,又名电压限制器的设计;塔杆室的定位设计、导线的设计选择以及输电线路的路劲选择。事实证明,只有在电力系统的科学技术上不断的创新和完善,才是在用电方面保证人民群众生命财产安全的首要前提。

参考文献

[1] 杜金秋.35kV-110kV输电线路设计要点分析[J].电子制作,2013,14:12.

第10篇

关键词:数字电路;EDA技术;项目教学法

【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216(2016)09C-0073-01

一、教学整合的意义

根据高等职业教育培养目标的要求,结合教育部大力推行的高职高专教学改革,高职院校电类专业对部分课程进行了教学改革。《数字电路与EDA技术》这门课程就是将数字电路和EDA技术的教学进行整合。

数字电路课程是电类专业的专业基础课,通过对本门课程的学习,使学生掌握典型的数字电路的组成、工作原理和工作特性,能够设计一些逻辑功能电路,并为专业主干课程的学习打下基础。对于数字电路的设计,传统的设计方法是以逻辑门和触发器等通用器件为载体,以真值表和逻辑方程为表达方式,依靠手工调试。随着数字电子技术的迅速发展,特别是专用电子集成电路的迅速发展,基于EDA技术的设计方法成为数字系统设计的主流。EDA技术就是以计算机为工具,在EDA软件开发平台上,使用硬件描述语言完成设计文件,然后由计算机自动完成逻辑编译、化简、分割、综合、仿真等,最终对特定目标芯片进行适配编译、逻辑映射和编程下载。

EDA技术的设计方法正在成为现代数字系统设计的主流,作为即将成为工程技术人员的职业技术学院的电类专业的学生只懂电子技术的基本理论和方法,而不懂如何设计电路,会限制就业的岗位。实际上数字电路和EDA技术是不能分家的,因为前者是理论基础,后者是工具,将两者整合既能学好理论又能提高实践技能。如果作为两个课程分别学习则不适应高职高专的学制长度。因此,将数字电路与EDA技术有机地融为一体是高职教育的要求和未来发展的需求。

二、教学方法探讨

在整合后的课程中我们把EDA技术贯穿于数字电路课程教学全过程。例如,在讲授门电路时,就开始用EDA软件仿真演示,熟悉用原理图输入一个简单门电路的过程,通过编译、功能仿真检验门电路的功能,可以加深学生对门电路知识的理解;在讲授组合逻辑电路时,引入硬件描述语言的设计方法,并介绍基于EDA技术的数字电路设计方法;在讲授时序逻辑电路时,可以引入一些简单的综合性的电路设计,为学生创造一个宽阔的设计空间。在开始讲解基于EDA技术的数字电路设计方法时,可以通过引入简单的数字电路的设计流程,使学生从宏观上对EDA设计方法有一个整体的了解,让学生在潜意识里建立这部分内容的知识框架。下面简单介绍组合逻辑电路中的二选一数据选择器的EDA设计流程:

(1)编写硬件描述语言(以VHDL语言为例)。在EDA编程软件中输入设计源文件,如图1所示。

(2)逻辑编译。逻辑编译过程包括检查设计源文件是否有误,进而提取网表、进行逻辑综合和器件的适配,最后形成编程文件。

(3)功能仿真。通过模拟仿真测试电路的逻辑功能是否达到设计要求,仿真波形如图2所示。

(4)锁定引脚。将程序中各端口名称与硬件电路中的各引脚对应。

(5)编程下载。功能仿真成功后,就可以将设计好的项目下载到逻辑器件中,实现既定的功能。

在课程教学中,我们采用项目教学的方法,制定一系列由易到难的项目,例如,基本门电路的设计、数据选择器的设计、全加器的设计、数字频率计的设计、交通信号灯控制器的设计、数字钟的设计等。通过各个项目展开知识点的讲解,包括数字电路的基础知识、EDA技术的入门、数字电路的分析方法、原理图的设计方法、硬件描述语言的描述方法及软件仿真和硬件下载等。在教学中尽可能地将课堂搬到实验室,让学生边学边练,将理论教学与实验教学融为一体。教学可以一部分安排在数字电路实验室,一部分安排在EDA实验室,比如对于一些简单的数字电路可以安排用数字电路实验箱进行一般的实验验证,使学生知道如何搭建一个简单的电路,如何验证一个电路的功能,从而对数字电路产生一个感性的认识。在EDA实验室,学生可以学习用EDA技术设计数字电路,包括原理图或硬件描述语言的输入、编译、功能仿真、引脚分配、下载等。

三、教学效果

数字电路和EDA技术的教学整合后,学生不光能够掌握数字电路和EDA技术的理论知识,而且可以将这些知识应用到实际中。通过对本课程的学习,既可以提升学生的专业基本技能,又可以使学生具备创新、分析及解决问题的能力,还可以提高学生的工程实践能力。这样做不仅体现了高职教育的培养目标,而且满足了目前招聘企业对高职学生岗位能力的需求。

第11篇

【关键词】35KV输电线路 设计 施工

35kV输电线路的设计和施工直接关系到了35kV输电线路的正常运行,所以设计和施工之中的具体内容包括了很多。如果设计或是施工之中出现问题,就会导致供电线路故障,影响用户的生产生活。所以应该遵守施工和设计原则,保障供电线路的正常运行。提高相关工作人员的素质和自我修养,防止施工之中意外的发生。

1 35kV输电线路设计

通常35kV输电线路设计分为两部分,为初步设计和施工图设计。在设计中35kV涉及的方面较多,需要关注线路路径、导线和杆塔形式等。应该确保设计的经济型和合理性,才能确保输电线路的具体运行。设计一般情况下分为三个阶段:可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段。

1.1 可行性研究阶段

在这一阶段主要工作为根据规划要求进行调研工作,分析工程实施的可行性。应进行对可行性的分析,做出研究方案。可行性研究方案之中的内容应该确定其真实性和准确性,因为方案是对35kV输电线路从技术、经济、工程等方面进行调查研究,并对整条线路建成之后的经济效益和社会影响进行预测,从而提出是否应该施工整个35kV输电线路。

1.2 初步设计阶段

初步设计在输电线路的设计之中为最重要的部分,应该确定设计原则,并在原则之内进行设计选择,选择最佳的路径方案,综合技术和经济两个方面的最佳选择。初步设计在确定了路径方案之后,后续设计应该具体包括导线和避雷针的确定、气象条件的选择、防雷设计、杆塔和基础形式的设计、合理的通信保护、特殊气象及地质条件设计。

1.3 施工图设计阶段

根据初步设计和设计意见进行施工图设计,施工图的设计具体到了测量等方面,其中对于测量距离和一些特殊地段的应对方法应该有所体现,并对整个施工过程的造价有所计算。但与此同时,施工设计应该注意防雷保护,根据实际情况对杆位进行调整,施工图设计囊括了整个施工过程的注意事项,同样是输电线路设计之中比较重要的一环。

2 35kV输电线路施工原则

35kV输电线路施工中工作量较大,在施工之中,施工人员应遵守的原则包括:

2.1 全面了解施工方案,遵守施工图设计

作为施工人员应该充分了解工程项目特点,在施工图设计的基础上择取最优施工方案,进行施工。

2.2 注意导线和避雷线、绝缘配合及防雷设计,保证安全

注意各种电气距离,防止互相产生影响。在施工过程中,同样应该对周围环境进行保护,防止施工过程中影响生态环境,对周围的居民产生影响。

2.3 在特殊的地质和气象变化有着相应的施工方案

防止特殊情况对整个输电线路产生的影响,注意这点,对于整个供电线路的科学性和可行性都有了显著的提高,而且可以提高线路抵抗自然灾害的能力,让线路平稳运行。

3 35kV输电线路施工遇到的问题及对策

3.1 勘测过程中碰到的问题

整个施工过程中最为重要的便是对于输电线路的勘测工作。通过对于整个路程的勘测,可以对地质和线路长度等各种因素有了明确的认识,为图纸的修改和修订打下坚实基础。勘测线路延程可以优化整个施工过程,优化设计图纸,达到节省成本的作用。明确勘测人员责任,一旦发生错误,要进行严肃处理,要求工作人员必须按照规章制度作业,防止勘测人员出现生命危险,可以组成勘测小组,互相监督。

3.2 输电线路架线施工遇到的问题

在35kV输电线路架线过程中,经常需要高空作业以及跨越障碍物,为施工过程带来了极大的安全隐患,有关人员应该做好安全教育工作,为整个35kV输电线路的施工保障安全。同理,整个施工过程中,天气情况对于施工进程的影响特别大,对于人员的安全危险性也较高。对于这个问题,应该对工作现场进行安全评估,制定详细的安全制度;提升工作人员的业务素质,出现意外,能够快速的应变;根据实际情况对整个设备系统进行维护和更新,可以更好更快的完成施工过程。

3.3 输电线路杆塔施工遇到的问题

杆塔作为支撑载体和引导体,施工之中需要精密的计算,如果工作人员没有精密计算,很有可能杆塔因为外力变形或者倾倒,对整个供电线路是个损坏。在进行杆塔施工时,应该结合气候和地址特点选择材质,对土方进行合理的堆积和处理,防止雨雪冲刷带来的不良影响。在进行排水设施施工之时,结合天气进行施工,这样可以最大的保证杆塔的完整性和整个供电线路的正常运行。同时应该对于地质特点进行充分考虑,对于不同地区的不同地址有着充分的考虑和设计,在不破坏生态环境的条件下,做出最利于35kV输电线路的设计。而整个施工过程中还会遇到很多不同的问题,这些问题就需要施工人员根据现场情况的不同,而做出不同的应对。施工具体落实到人员身上,根本上应该提高施工人员的基础素质,才可以保证施工过程的质量,确保整个35kV输电线路对于供电的贡献。

4结语

35kV输电线路在电力工程中占据的比重越来越大,因为其输送的电压较高,所以技术含量也颇大,对于设计和施工之中的细节要求很高。不仅要求设计图纸的准确性,更要求施工人员对于现场环境的精准测量,才能高质高量的完成35kV输电线路,保证人民群众的用电。对于35kV输电线路的设计和施工,因为复杂性,对于整个设计和施工之中牵扯的方面特别多,有关人员应该做好自己的本职工作,以便35kV输电线路对于人民生产生活的帮助,另外保障35kV输电线路的正常使用。

参考文献:

[1] 刘欢,王国成.探析35KV输电线路设计及施工中的问题及对策[J].电工技术:下, 2015, (2):101-101.

第12篇

关键词 电子技术综合设计;实践能力;创新思维

中图分类号:G642.3 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2017)02-0113-02

Reform and Practice of Integrated Design of Electronic Techno-logy//ZHOU Tao, ZHANG Ruimin, LIU Qiao, LI Shuanming, ZHONG Furu

Abstract This article introduces the curriculum reform and practice from the aspects of teaching goal, teaching content, teaching imple-mentation, teaching method, examination method and teaching effect. The reform of the integrated design course of electronic tech-nology will be beneficial to the improvement of students’ practical ability, and to cultivate the students’ innovative thinking.

Key words integrated design of electronic technology; practical ability; innovative thinking

1 引言

随着石河子大学人才培养模式的不断改革,以及社会对高等教育培养具备实践能力、创新思维人才目标要求的提出,实践教学环节作为工科专业人才培养体系中的重要组成部分[1],成为当下大学生创新思维和创新能力培养的重要环节。电子技术综合设计是一门实践性非常强的实训类课程,是电子技术人才培养成长的必由之路。由学生自行设计、自行制作和自行调试电子电路,旨在培养学生掌握综合模拟、数字、高频电路知识,解决电子信息方面常见实际问题的能力,培养学生电子电路设计与EDA(Electronic Design Automation)调试工具的使用方法,以及开展项目管理的基本方法。

2 现状

以往的教学安排中主要侧重电子电路的设计和仿真,留给学生自己用于思考和设计的时间有限,设计基本停留在纸上和计算机上。因此,教学效果很难达到预期的教学目的。虽然W生在参加接下来的相关课程的课程设计、大学生训练计划、全国大学生电子设计大赛、毕业设计时理论分析能力得到提高,但实际设计和调试时却出现大量问题很难得到快速解决的现象。所以,这种教学模式不再适应目前新的人才培养方案对于电子信息工程专业提出的要求以及创新人才的培养。

3 课程改革探索与实践

电子技术综合设计课程的改革与探索主要从课程教学目标、课程教学内容、课程教学实施、教学方法、考核方法和教学效果等几个方面进行。

课程目标 电子技术综合设计将学生已学过的电路基础、模拟电路、数字电路以及高频电路等课程的知识综合运用在该课程中[2],从而培养学生具备电子元器件的识别和选择,电子电路仿真和电路设计软件的使用,电子电路的分析和设计以及实际应用电路项目的开发、管理等综合能力,使学生切实经历从原来课本上的电路到EDA软件的仿真电路再到实际看得到、摸得着的电路的实现过程。该课程是对现有课程体系的完善和补充[3],帮助学生拓展视野,提升学生参加课外科技活动、校级SRP(Student Research Project)活动、国家大学生创新计划以及全国电子设计竞赛等专业竞赛的兴趣和毕业设计的质量与水平。

教学内容 课程的主要内容按照基本知识验证、专业知识综合、创新设计能力培养的原则进行安排,主要包括:常用电子元器件基础知识;常用电子测量仪表的使用;电路仿真软件的使用;印刷电路板的设计与实现;电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试;撰写总结报告、答辩等。

1)常用电子元器件基础知识:主要讲解电阻、电容、电感、电位器、变压器等常用元件的区分,还包括一些电子常用术语,比如单面板、双面板、焊盘、焊接面、虚焊、桥接等。

2)常用电子测量仪表的使用:包括万用表、示波器、函数发生器、直流稳压电源的基本使用方法。

3)电路仿真软件的使用:主要讲解电路仿真软件Multisim的使用。

4)印刷电路板的设计与实现:Altium Designer软件中电路原理图的绘制和PCB图的绘制方法。

5)电子电路系统设计方案提出、论证、设计、元件焊接、系统调试:对全班学生进行分组,四个人一组,每组一个设计题目,每组经过方案的提出、讨论、修改、教师审核、论证后设计出电路仿真图,仿真没有问题后设计PCB图,然后制成单面板进行元件焊接、调试。

6)撰写总结报告、答辩:系统设计完成后,每组撰写总结报告,提出系统的优点和设计不足,以及设计过程中自己的心得体会,最后制作幻灯片进行课程汇报答辩。

教学实施 在完成各个教学内容时,课程采用项目驱动的方式使学生在掌握理论知识的同时,实践能力也得到不同程度的提高。整个教学过程分为4个项目进行,通过项目的完成,学生逐步完成课程的学习,综合能力也在不知不觉中得到锻炼。

1)基本元件及电路测试项目。教学内容的前两部分讲解完成后,要求每个学生进行基本元件参数的测试、电路虚焊、双面板线路测试等。通过该项目,学生掌握电子元件与电路测试的基本方法和常用测量仪器的使用方法。

2)电子电路设计和仿真项目。在该项目中,教师首先讲解电路仿真软件Multisim的使用方法,然后以实例设计一个两级晶体管放大电路。在此过程中,教师从元件参数的选取、放大倍数的计算、系统测试和修改等方面给学生进行讲解。讲解完成后,学生参考实例设计一个放大倍数不同的晶体管放大电路作为练习。练习完成后,全体学生设计一个波形发生电路用来产生方波、三角波信号。学生设计过程中可相互交流,碰到问题可询问教师,最终完成项目预期目标。该项目完成后,学生可以掌握电路仿真软件的使用方法和电路设计的基本原则。

3)电子电路制板与焊接调试项目。前两阶段的项目完成后,教师讲解电路制板软件Altium Designer的使用方法和手工腐蚀法制作单面电路的流程,讲解和制作过程以上一个项目中的两级晶体管放大电路为例,讲解的过程中学生如果有问题可随时提出,教师进行解答。最终要求学生自己实现一个两级晶体管放大电路的印刷电路板的绘制,以及电路的腐蚀、焊接、通电调试。通过该项目,学生掌握了电子电路从书本的理论知识到实物实现的过程。

4)C合设计与总结项目。学生按学号进行随机选题,题目内容涵盖模拟电路(如连续可调直流稳压电源)、数字电路(如循环彩灯控制器)、高频电路(如小信号阻容耦合放大电路设计)。题目选定后,题目相同的学生分成一组,组建项目小组。项目组成员提出设计方案,经过理论论证,设计完成仿真电路和PCB电路,然后采用手工腐蚀法实现电路系统的板面布线,最后进行元件焊接和调试。系统完成后,整个课程基本接近尾声,每组学生要对自己的设计方案进行汇报答辩。通过该项目,学生掌握了复杂电路的设计与实现,以及团队合作完成项目设计、管理、总结的过程。

教学方法 课程的教学方法,打破传统理论课程完全靠教师讲授以及实验课程以学生动手为主的模式,采用教师讲授、项目训练、学生参与设计和讨论、分析讲解和答辩的形式。学生有机会表达自己的观点和设计思路,充分调动积极参与的兴趣。

考核方法 课程的总评成绩由5个部分组成:考勤10%+课程表现10%+项目完成情况30%+课程答辩情况20%+课程报告30%。新的考核标准打破原来课程总评成绩主要由平时成绩、设计成绩两部分组成的模式,主要以学生在教学实践活动中的参与度和完成度作为考量,注重学生实践能力和综合能力的培养。

教学效果 经过两周的项目驱动训练和实践环节的总结,学生对于测量仪器的使用更加熟练,对常用电子元器件的选用和封装了解得更为清楚,对电子电路的设计和实现更加有信心,分析问题、解决问题的能力得到了很大的提高。

4 结论

课程改革和实践在石河子大学电子信息工程2012级、2013级和2014级为期两周的电子技术综合设计课程中进行,学生对于课程内容安排和各个环节的设计比较欢迎,加大了学生创新思维和创新能力的培养。课程实施的整个过程侧重基础能力培养,将项目管理理念贯穿整个课程的始终,加大创新能力的培养。学生在后续的毕业设计和课外科技活动中凸显了较强的实践和创新能力。■

参考文献

[1]吴大鹏,黄沛昱.“电子系统综合设计”课程建设探索[J].电气电子教学学报,2014,36(6):41-43.