电路设计论文范文

电路设计论文篇1

随着大规模集成电路技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、医学、工业自动化、计算机应用、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中EDA技术的含量正以惊人的速度上升；电子类的高新技术项目的开发也逾益依赖于EDA技术的应用。即使是普通的电子产品的开发EDA技术常常使一些原来的技术瓶颈得以轻松突破从而使产品的开发周期大为收缩、性能价格比大幅提高。不言而喻EDA技术将迅速成为电子设计领域中的极其重要的组成部分。

100Hz频率计数器的主要功能是在一定时间内对频率的计算。在数字系统中，计数器可以统计输入脉冲的个数，实现计时、计数、分频、定时、产生节拍脉冲和序列脉冲。而本篇论文主要介绍了频率计数器的实现:系统以MAX+PULSLLII为开发环境，通过VHDL语言作为硬件描述语言实现对电路结构的描述。在VHDL语言中采用了一系列的语句,例如:if语句、case语句、loop语句等。这些语句对程序中的输入输出端口进行了解释,并给出实现代码和仿真波形。相关的一些关键词：100Hz；分频；计数；MAX+PULSLLII；VHDL；编译；仿真等。

前言

VHDL是超高速集成电路硬件描述语言（VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage）的缩写在美国国防部的支持下于1985年正式推出是目前标准化程度最高的硬件描述语言。IEEE（TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers）于1987年将VHDL采纳为IEEE1076标准。它经过十几年的发展、应用和完善以其强大的系统描述能力、规范的程序设计结构、灵活的语言表达风格和多层次的仿真测试手段在电子设计领域受到了普遍的认同和广泛的接受成为现代EDA领域的首选硬件描述语言。目前流行的EDA工具软件全部支持VHDL它在EDA领域的学术交流、电子设计的存档、专用集成电路（ASIC）设计等方面担任着不可缺少的角色。

数字频率计是数字电路中的一个典型应用，实际的硬件设计用到的器件较多，连线比较复杂，而且会产生比较大的延时，造成测量误差、可靠性差。随着复杂可编程逻辑器件（CPLD）的广泛应用，以EDA工具作为开发手段，运用VHDL语言。将使整个系统大大简化。提高整体的性能和可靠性。

本文用VHDL在CPLD器件上实现一种2b数字频率计测频系统，能够用十进制数码显示被测信号的频率，不仅能够测量正弦波、方波和三角波等信号的频率，而且还能对其他多种物理量进行测量。具有体积小、可靠性高、功耗低的特点。

目录

摘要………………………………………………………………………1

前言……………………………………………………………………2

目录……………………………………………………………………3

第一章设计目的………………………………………………………5

1.1设计要求……………………………………………………5

1.2设计意义……………………………………………………5

第二章设计方案………………………………………………………6

第三章产生子模块……………………………………………………7

3.1分频模块……………………………………………………7

3.2分频模块源代码………………………………………………8

3.3仿真及波形图…………………………………………………9

第四章计数模块………………………………………………………9

4.1．计数模块分析…………………………………………………9

4.2．计数模块源代码………………………………………………10

4.3计数模块的仿真及波形图……………………………………12

第五章显示模块……………………………………………………12

5.1七段数码管的描述……………………………………………13

5.2八进制计数器count8的描述…………………………………14

5.3七段显示译码电路的描述……………………………………15

5.4计数位选择电路的描述………………………………………16

5.5总体功能描述……………………………………………18

5.6显示模块的仿真及波形图………………………………19

第六章顶层文件…………………………………………………20

6.1顶层文件设计源程序…………………………………………20

6.2顶层文件的仿真及波形图………………………………………21

结语…………………………………………………………22

参考文献……………………………………………………23

致谢…………………………………………………………24

附件…………………………………………………………25

第一章设计目的

1.1设计要求

a.获得稳定100Hz频率

b.用数码管的显示

c.用VHDL写出设计整个程序

1.2设计意义

a.进一步学习VHDL硬件描述语言的编程方法和步骤。

b.运用VHDL硬件描述语言实现对电子元器件的功能控制

c.熟悉并掌握元件例化语句的使用方法

d.熟悉数字式频率的基本工作原理。

e.熟悉数字频率计中计数显示设计

电路设计论文篇2

图2所示为驱动电路设计的方案框图，电路包含光纤发送电路、驱动转接电路、驱动器三部分。实际应用中，IGBT与DSP控制板的安装位置相距较远，为了增强抗干扰能力，实现远距离传输，由DSP控制板发出的PWM波(电信号)经光纤发送电路转换为光信号再经光纤传至驱动转接电路。驱动转接电路将光信号转换为与IGBT驱动器电平匹配的电信号，送给IGBT的驱动器。驱动转接电路要靠近IGBT驱动器安装，两者通过屏蔽排线连接可以增加抗干扰性。驱动器上反馈的IGBT故障信号沿与上述PWM波传输相反的路径送给DSP控制板，DSP对其处理然后发出相应保护指令。驱动器保护电路负责检测和保护功率器件，防止意外产生，可立即关断器件。

2驱动电路设计

2．1光纤发送电路由DSP发出的PWM信号先通过RC滤波和施 密特触发器整形后送给后面的光纤发送电路，转换为光信号，如图3所示。RC低通电路的参数如图3所示，截止频率fp=1/2πR1C1=6．8MHz，可滤除PWM波的高频干扰，二极管D1、D2将电平钳位在0V或5V，反相施密特触发器74HC14输出传递延迟为几十ns。二输入与非门SN75452的目的是为增强驱动能力。光纤发送、接受器分别采用AVAGO的HFBR1521和2521，这对组合能实现5MBd的传输速率下最大20m的传输距离。

2．2驱动转接电路驱动转接电路接收光纤传递过来的PWM波信号，将光信号转换为电信号，然后分成两路送给并联的两个IGBT的驱动器。图4为驱动转接电路的部分原理图。为了防止IGBT直通［7］，要求IGBT上、下管驱动信号不能同时为高电平。驱动转接电路将输入的两路信号PWM-A，PWM-B(对应IGBT上、下管驱动信号，低电平有效)其中一路信号做“非”处理然后与另一路信号做“与非”处理，这样，当驱动转接电路输入的两路PWM信号同时为低电平时，驱动转接电路输出PWM信号为低电平(高电平有效)，IG-BT上、下管均关断而不会直通。IGBT发生故障时，如过流、短路和驱动器电源欠压等，驱动器会反馈故障信号给驱动转接电路(图4中的SO1、SO2)。在驱动转接电路中将PWM信号与IGBT故障反馈信号SO(低电平有效)做“与”处理，这样当驱动器检测到IGBT故障时，驱动转接电路会封锁PWM信号输出(输出低电平)，及时关断IGBT。同时故障信号经驱动转接电路、光纤发送电路反馈给DSP，DSP对其处理后发出相应保护指令。

2．3驱动器电路

2．3．1输入信号处理2SP0320T2A0是基于CONCEPT公司的SCALE－2芯片组的驱动器。该驱动器采用脉冲变压器隔离，通过磁隔离把信号传到高压侧。根据脉冲变压器一次侧二次侧，芯片分为原方和副方。原方芯片有两个重要的特点:①芯片带宽很高，可以响应极高频的信号;②芯片的两个脉冲信号INA、INB输入跳变电平比较低，虽具有施密特特性，可是若噪声超过这个数值，驱动器也能响应。在SCALE－2输入芯片中，一般不使用窄脉冲抑制电路。但是若驱动器前端脉冲信号进行长线传输时，鉴于上述噪声干扰，窄脉冲抑制电路非常必要，然后再经施密特触发器CD40106，可将信号跳沿变得陡峭。门电路要就近接入INA、INB脚，如图5所示。为提高抗干扰能力可以在接收端放置一数值较小的下拉电阻，为提高输入信号的信噪比则可在输入侧配置电阻分压网络提高输入侧的跳变门槛，例如本来输入电压门槛分别为2．6V和1．3V经电阻R1=3．3kΩ和R2=1kΩ提高到了11．18V和5．59V。

2．3．2报错信号的处理报错信号SO管脚直接连到ASIC中，其内部为漏极开路电路，对噪声比较敏感，且连线越长，对噪声越敏感。对SO信号的处理有以下的方法:(1)SO信号必须有明确电位，最好就近上拉;(2)SO信号经过长线传输时，可以配合门电路，提高电压信号抗干扰能力，且接收端配合阻抗合适的下拉电阻;(3)SO接10Ω小电阻，再用肖特基二极管做上下箝位保护，控制器端用电阻上拉。如图6所示对应上述的第2种，虚线表长线传输。

2．3．3IGBT短路保护当IGBT发生短路时，短路电流会在短时间内图6报错信号处理达到额定电流的5倍～6倍［8］，此时必须关断IG-BT。否则会造成IGBT不可恢复的损坏，因此为保护功率器件，需要设计保护电路。短路检测一般用电阻或者二极管，检测功率器件C、E的饱和压降，图7则为二极管检测电路，当IGBT发生短路时，集电极电位上升，二极管截止，VISO通过R向C充电至参考电位，相应的比较器输出翻转，从而检测到短路状态。式中:VGLX为驱动器的关断电压，2SP0320T－2A0关断电压为－10V，C的值推荐在100pF～1nF，R的值推荐在24kΩ～62kΩ。驱动器短路保护原理如图8所示(由电阻Rvce检测短路)。其中VISO、VE、COM是由芯片内部将副边输出25V电源处理出来的端口。VISO、VE之间15V，是稳压的，COM、VE之间－10V，是不稳的。当IGBT导通时，B点电位从－10V开始上升(内部mosfet将B点电位箝在－10V)，IGBT集电极电位开始下降至Vcesat(2V左右)，最终B点电位也达到Vcesat;当IGBT短路后，IGBT会退出饱和区，此时A点电位(集电极)会迅速上升到直流母线电压，A点通过电阻向B点充电，由二极管钳位，B点电压在15V左右。经过一段时间后(极短的时间)，B点电位上升到参考电压C点，比较器翻转，IGBT被关断。参考电压通过电阻R2来设置，VREF=150μA•R2。由于密勒电容的存在，当IGBT短路时，门极电位会被抬升，相应短路电流会增大。门极钳位电路可以将门极电位钳住，以确保短路电流不会超过规定的范围，一般有俩种方法:①G和E之间接一个双向的TVS。②门极直接接一个肖特基二极管将门极钳位在15V。IGBT发生短路时，此时关断管子di/dt会很大，电路中的杂散电感会感应出很高的尖峰电压或较大的dv/dt，关断过压值可通过Vtr=Lsdi/dt计算，Ls表杂散电感，这些都可能损坏IGBT。有源钳位电路［9］则可以钳住IGBT的集电极电位，当集电极－发射极电压超过阈值时，部分打开IGBT，从而令集射电压得到抑制。有源钳位电路一般在发生故障时才会动作，正常时不动作，因为在器件正常关断时产生电压尖峰不太高，但过载和发生短路时，此时关断管子会产生非常高的电压尖峰。最基本的有源钳位电路，只需要TVS管和普通快恢复二极管即可构成，但存在TVS管功耗大和钳位效果不好等缺点，基于SCALE－2设计的AdvancedActiveClamping电路改进了这些缺陷，钳位的准度及电路的有效性大大提高，可参考文献［10］。

3实验波形与分析

将设计出IGBT驱动电路应用在前面所述500kW光伏逆变器上。我们用示波器分别测量一路PWM信号光纤发送板的输出波形和光纤转接板的输入波形，如图9(a)所示，测量光纤转接板输出波形和IGBT驱动器输出波形，如图9(b)所示。同一桥臂上下管的驱动信号如图9(c)所示。可以看出，该驱动电路信号传输延迟小，跳沿陡峭，信号无失真，说明其抗干扰能力强。上下管的脉冲之间明显有一死区时间，可防止桥臂直通。采用了该驱动电路的500kW光伏逆变器运行状况良好。我们测量了其约80%负载时并网电流波形，如图9(d)所示，电流波形为光滑正弦波，总谐波畸变率THD＜2%。

4结论

本文设计的一款大功率的IGBT驱动电路，在实际500kW的光伏逆变器中得到验证，驱动稳定可靠，并具有保护作用，对整个光伏并网系统的可靠性起了重要的作用，可应用于类似大功率变流设备中，对其他驱动电路设计也具有很好的借鉴性和指导性。

电路设计论文篇3

关键词：IGBT短路保护电路设计

固态电源的基本任务是安全、可靠地为负载提供所需的电能。对电子设备而言，电源是其核心部件。负载除要求电源能供应高质量的输出电压外，还对供电系统的可靠性等提出更高的要求。

IGBT是一种目前被广泛使用的具有自关断能力的器件开关频率高广泛应用于各类固态电源中。但如果控制不当，它很容易损坏。一般认为IGBT损坏的主要原因有两种：一是IGBT退出饱和区而进入了放大区使得开关损耗增大；二是IGBT发生短路，产生很大的瞬态电流，从而使IGBT损坏。IGBT的保护通常采用快速自保护的办法即当故障发生时，关断IGBT驱动电路，在驱动电路中实现退饱和保护；或者当发生短路时，快速地关断IGBT。根据监测对象的不同IGBT的短路保护可分为Uge监测法或Uce监测法二者原理基本相似都是利用集电极电流IC升高时Uge或Uce也会升高这一现象。当Uge或Uce超过Ugesat或Ucesat时，就自动关断IGBT的驱动电路。由于Uge在发生故障时基本不变，而Uce的变化较大并且当退饱和发生时Uge变化也小难以掌握因而在实践中一般采用Uce监测技术来对IGBT进行保护。本文研究的IGBT保护电路，是通过对IGBT导通时的管压降Uce进行监测来实现对IGBT的保护。

采用本文介绍的IGBT短路保护电路可以实现快速保护，同时又可以节省检测短路电流所需的霍尔电流传感器，降低整个系统的成本。实践证明，该电路有比较大的实用价值，尤其是在低直流母线电压的应用场合，该电路有广阔的应用前景。该电路已经成功地应用在某型高频逆变器中。

1短路保护的工作原理

图1(a)所示为工作在PWM整流状态的H型桥式PWM变换电路（此图为正弦波正半波输入下的等效电路，上半桥的两只IGBT未画出），图1(b)为下半桥两只大功率器件的驱动信号和相关的器件波形。现以正半波工作过程为例进行分析（对于三相PWM电路，在整流、逆变工作状态或单相DC／DC工作状态下，PWM电路的分析过程及结论基本类似）。

在图1所示的电路中，在市电电源Us的正半周期，将Ug2.4所示的高频驱动信号加在下半桥两只IGBT的栅极上，得到管压降波形UT2D。其工作过程分析如下：在t1～t2时刻，受驱动信号的作用,T2、T4导通（实际上是T2导通,D4处于续流状态），在Us的作用下通过电感LS的电流增加，在T2管上形成如图1（b）中UT2D所示的按指数规律上升的管压降波形，该管压降是通态电流在IGBT导通时的体电阻上产生的压降；在t2～t3时刻，T2、T4关断，由于电感LS中有储能，因此在电感LS的作用下，二极管D2、D4续流，形成图1（b）中UT2.D的阴影部分所示的管压降波形，以此类推。分析表明，为了能够检测到IGBT导通时的管压降的值，应该将在t1～t2时刻IGBT导通时的管压降保留，而将在t2～t3时刻检测到的IGBT的管压降的值剔除，即将图1（b）中UT2.D的阴影部分所示的管压降波形剔除。由于IGBT的开关频率比较高，而且存在较大的开关噪声，因此在设计采样电路时应给予足够的考虑。

图2IGBT短路保护电路原理图

根据以上的分析可知，在正常情况下，IGBT导通时的管压降Uce(sat)的值都比较低，通常都小于器件手册给出的数据Uce(sat)的额定值。但是，如果H型桥式变换电路发生故障（如同一侧桥臂上的上下两只IGBT同时导通的“直通”现象），则这时在下管IGBT的C～E极两端将会产生比正常值大很多的管电压。若能将此故障时的管压降值快速地检测出来，就可以作为对IGBT进行保护的依据，从而对IGBT实施有效的保护。

2短路保护电路的设计

由对图1所示电路的分析，可以得到IGBT短路保护电路的原理电路图，如图2所示。在图2所示电路中IC4及其器件构成选通逻辑电路，由IC5及其器件构成滤波及放大电路，IC2及其器件构成门限比较电路，IC1及其器件构成保持电路。正常情况下，D1、D2、D3的阴极所连接的IC2D、IC2C及CD4011的输出均为高电平，IC1的输出状态不会改变。假设由于某种原因，在给T2发驱动信号的时候，H型桥式PWM变换电路的左半桥下管T2的管压降异常升高（设电平值为“高”），即T2－d端电压异常升高，则该高电平UT2－d通过R2加在D8的阴极；同时，发给T2的高电平驱动信号也加在二极管D5的阴极。对IC2C来说，其反相输入端为高电平，若该电平值大于同相输入端的门槛电平值的话，则IC2C输出为“低”。该“低”电平通过D2加在R－S触发器IC1的R输入端，使其输出端Q的输出电平翻转，向控制系统发出IGBT故障报警信号。如果是由于右半桥下管T4的管压降异常升高而引起IC2D输出为“低”，则该“低”电平通过D1加在R－S触发器IC1的R输入端，使其输出端Q的输出电平翻转，向控制系统发出IGBT故障报警信号。由IC5A和IC5C及其器件构成的滤波及放大电路将选通电路送来的描述IGBT管压降的电压信号进行预处理后，送给由IC5B构成的加法器进行运算处理。若加法器的输出电平大于由R22和R32确定的门槛电平，则会使R－S触发器IC1的R端的第三个输入端为“低”，也向控制系统发出IGBT故障报警信号。改变由R22和R32确定的门槛电平，就可以灵活地改变这第三路报警信号所代表的物理意义，从而灵活地设计保护电路。图2中的端子T4－d、T2－d，分别接在T4、T2的集电极上，T4－G、T2－G分别接IGBT器件T4、T2的驱动信号。在电路设计时应该特别注意的是，D8、D5、D9、D4必须采用快速恢复二极管。

3仿真及实验结果

当图1所示的PWM变换器工作在单相高频整流模式下，应用PSPICE仿真软件对图2所示的电路进行仿真研究，可以得到如图3所示的结果。图3所示的仿真波形相当于在图2电路中IC5B的第7脚观察到的信号波形。仿真结果表明，检测电路可以快速、有效地将PWM变换器的下管导通时的管压降检测出来。图4所示波形是实际电路工作时检测到的相关波形。图中，1＃通道显示的是单相高频整流电感电流的给定波形，2＃通道显示的是实际检测到的图2电路中IC5B的第7脚的工作波形。比较图3和图4可以得出，该检测电路可以快速、有效地检测出IGBT导通时的管压降，从而对IGBT实施有效的保护。

图5所示为IGBT过流时实际检测到的PFC电感中流过的电流及保护电路动作的波形。

电路设计论文篇4

1．1气压传感器的结构设计

压阻效应于1865年由LordKelvin首先发现，现在这个原理广泛应用于传感器原理中。当传感器薄膜结构上的压敏电阻受到外界压力作用时会产生形变，使电阻率发生变化从而引起电信号的改变，这就是压阻式压力传感器的工作原理。由此可见，压敏电阻的变化与受到的压力大小和压阻系数有关。本文中的气压传感器是基于硅的压阻效应设计的，制备的气压传感器芯片结构截面图。传感器结构由一个单晶硅弹性薄膜和集成在膜上的4个压敏电阻组成，4个电阻形成了惠斯通电桥结构，当有气压作用在弹性膜上时电桥会产生一个与所施加压力成线性比例关系的电压输出信号。

1．2气压传感器制作工艺流程

整个流程主要是采用硅表面微加工工艺。与传统的压阻式压力传感器的加工方法相比，该工艺流程采用了外延单晶硅硅膜的工艺进行真空腔密封，这种方法可以克服传统的湿法刻蚀工艺的缺点，加工出的单晶硅膜具有很好的机械性能。①首先，对硅衬底采用各向异性干法刻蚀，刻蚀出一道道约5μm深的浅槽。然后采用各向同性干法刻蚀，使浅槽下方形成一个连通的腔。②采用外延工艺，在衬底上进行单晶硅外延，并利用外延的硅材料将浅槽完全封住，从而在下面形成一个接近真空的密封腔。外延工艺如下:温度为1135℃，采用的是H2，PH3等气体，外延时的真空度为80torr。③在对外延硅层的局部区域进行小剂量硼离子注入。该部工艺主要是为了制作压敏电阻，压敏电阻主要位于膜四边的中央。④对局部区域进行大剂量硼离子注入。该步工艺主要是要实现压敏电阻条之间的欧姆连接，并为压敏电阻的引出做准备。⑤在硅片表面生长一层氧化层及氮化层，用作绝缘介质层。⑥对氧化层和氮化层光刻并图形化，形成接触孔。⑦溅射金属层并光刻图形化，形成引线及压焊块。

2测试电路设计

此压阻式气压传感器，压敏电阻初始电阻值为163Ω，满量程输出电阻变化最大为9Ω，针对此微小阻值变化量，本文中设计了一款专用接口测试电路。该测试电路主要包括STM32系列单片机及ADS1247模/数转换模块和液晶显示模块。电路应用时将惠斯通电桥输出节点与测试电路连接起来，通过硬件和软件的结合实现外界气压信号的检测并转化为数字电信号进行输出，读数在LCD显示屏上进行显示，测试电路板的说明如图4所示，针对部分重要模块的电路设计在下文说明。

2．1电源电路设计

测试系统中需要用到3．3V和5V两种电压(选用的STM32单片机规定工作电压为2．0V～3．6V，ADS1247数/模转换模块模拟电源部分供电电压为5V)，根据测试电路元件的需求，采用国产LM2940－5和LM1117－3．3两个稳压模块来进行电源供电的设计。

2．2ADS1247模/数转换电路设计

ADS1247是TI公司推出的一种高性能、高精度的24位模拟数字转换器。ADS1247单片集成一个单周期低通数字滤波器和一个内部时钟、一个精密(ΔΣ)ADC与一个单周期低通数字滤波器和一个内部时钟。内置10mA低漂移电源参考和两个可编程电流型数字模拟转换器(DAC)。通过程序设置，在输出电压裕度内，DACS可为外部提供多种强度的电流，分别为50μA、100μA、250μA、500μA、750μA、1000μA、1500μA。除此之外，ADS1247还具有一个可编程放大器(PGA)，放大倍数可设置为1倍、2倍、4倍、8倍、16倍、32倍、64倍、128倍。

3气压传感器性能测试分析

气压传感器作为一种高空探测的工具，它的性能好坏直接影响到高空探测的准确性，针对本传感器结构进行测试并从数据中对气压传感器的灵敏度、线性度、测试精度进行了分析及拟合修正。

4结束与讨论

①本文针对一种压阻型气压传感器，设计了专用型压阻式气压传感器输出信号检测电路，实现了微小电阻变化量的检测。②对传感器进行测试，并对数据进行了详细的分析和拟合修正，实现全量程范围内误差不超过2．6hPa，完成传感器的性能测试与标定。③通过软硬件结合进行数模转换，实现传感器的数字输出，完成传感器的接口电路设计。

电路设计论文篇5

在实施巡回电播教学的实验过程中，镇江民众教育馆结合施教设备和播音环境进行了各种试验，就地取材，探索出多种经济可行的巡回方式：[2]手提式。肩挑式。扛运式。两人同时肩扛一横担，横担中间固定有电播教学机和蓄电池组，肩扛横担前端的施教人员手持固定有扬声器的长杆，负责扬声器管理，肩扛横担后端的施教人员负责操控收音机或者实施演讲，二人分工合作，比较便利。电杆式。在街道马路巡回施教时，即将扬声器挂于电杆上，收音演讲发声自高而下，自然格外响亮清晰。大树式。与电杆悬挂扬声器类似，适用于没有电杆的环境，将扬声器挂于大树上。竹竿式。利用竹竿构建稳固的三角支架，适用于既没有电杆又没有大树的教学环境，在乡村或会场施教时，扬声器如无处悬挂，用竹竿三根交叉竖起，系在正中，声音可以四达，足供数百民众之听取。骡马式，在乡村集市、庙会等不便于安装布置施教器材的场所，可以雇用骡马驮载机器设备，把扬声器拿在手中，就可以随时随地地收音演讲。独轮车式。赴乡村巡回时，将机件装置独轮车上，无论大道小路，皆可到达施教。黄包车式。与独轮车式相似，赴乡村巡回时，又利用黄包车装载机件，将扬声器系在车后，随时集合路人收音讲演。自行车式。与独轮车巡回法类似，所不同的是适用于巡回区域较远且道路平坦的教学环境，将扬声器装于车前，其他的器材装于车后，其特点是速度比较快。送货车式。所谓送货车是一种前面两个轮子后面一个轮子、车厢在前骑乘人员在后的人力三轮车（如图1所示），“在送货之暇利用其装载机件，至各商店巡回实施商人教育。做国货宣传，其巡回效能较以上车辆尤为稳妥”。火车式。针对旅客在乘坐火车时缺乏交流、旅途乏味的现状，镇江民众教育馆曾在京沪铁路线的火车上试用收音机收听中央电台的节目，并每次作十余分钟的精神谈话及旅行常识演讲，效果显著。轮船式。迢迢长途中，为施教之良好机会，除报告实时消息而外，当有充裕时间推行识字教育，旅客虽来去无定，然能利用枯燥时间使之认识一字一句，印象自然深刻。

1934年元旦，镇江民众教育馆在正东路本馆建立了教育电影总场并正式开幕，1月12日在城西伯先公园施教区办公处成立了教育电影分场。[3]1935年，镇江民众教育馆“在省会交通地点设立大众教学场，白日举行电播，晚间放映电影或幻灯教学，使城内外来往之民众皆得到场受教”。[4]教育电影场面向社会举办了一系列的活动，取得了一定的社会效应。原定每周二、周三在总场，五、六、日在分场轮流放映，后因城西观众较多，乃改为周二、周三总场放两天，四、五、六、日分场放映四天，每日放映的场次也随时变更，少则一场，多则三场，仅1934年，在两个电影场施教日数达224日，约400余场，总计观众约62481人次。教育影片都是经过慎重选择的，内容包括公民教育类17种61卷，生计教育类29种38卷，健康教育类22种34卷，科学教育类20种20卷，新闻宣传类4种11卷，滑稽片类21种36卷，总计113种200卷。[5]因为，总觉得这两个场所，不能收普及之效，而且像学生、工人等又各以职守所羁，不能随时到场观览，于是镇江民众教育馆采用巡回办法，向各机关、学校、工厂发出电影认映函，携带电影工具到各机关、学校、工厂去巡回开映。电影认映函内容包括放映教育电影的意向、放映时间、地点、观影人数，确认每月放映次数、开映影片等。[6]对于参加认证的放映者，镇江民众教育馆视所需的工具、电影本数等象征性收取补助费用，单放教育片两本的收取二元四角，放映教育片及滑稽片三本的收取六元，放映全部影片则收取十二元。表2列举出1934年1月至4月间巡回放映安排。镇江民众教育馆组织力量赴省内外各地巡回放映，期待教育电影逐渐推广。起初，巡回放映地点局限在距离镇江较近的扬州中学，其后，因为各地社教机关纷纷接洽请求巡回放映，于是由江苏省教育厅拨付经费，购置设备，按照征求认映排定巡回日程，于10月10日开始赴各县巡回放映。

在电播巡回施教过程中，为了发挥电播教学的功能，镇江民众教育馆针对电播教学的特点，选择中央电台有关民众教育的节目，再补充自编播音材料，印发给各听讲处，材料每周更换一次，方便听众按需听取。同时播放教育唱片，收集编印唱片材料，分发听众对照阅读，有时将唱词制成横幅，悬挂在扬声器前，字迹大且注上拼音以便于听众学习。在实施电播教学时，由播音员集合听众到施教点分发歌词本，并播出唱片名、歌词页码，待听众查到页码后读出唱片歌词。教法上先一字一读，然后一句一读并唱一次，最后逐句讲解并连续唱。因此，听众对于歌词的字句和意义都能认识和理解。镇江民众教育馆对教育电影教学方法进行了深入探索。刘之常在《教学法上的大革命》一文中提到，教育工具“由口授到书写，由书写到印刷，再由印刷到各种仪器、标本、图表、影灯等的应用，教具改进一次，教学亦跟着演进一次”，教法和师生的关系也发生改变，随着电影和播音进入教育领域，“教学将接受很大的帮助”。

经过巡回施教，逐步总结出教育电影的教学方法包括三个方面：设计和编制电影说明，指导观众了解电影的内容。针对不识字的观众，镇江民众教育馆又设计了放音说明，把银幕上一幕一幕的情形，由经过专业训练的人事先设计并报告，然后通过放音机传播给观众。设计并编制幻灯教学片。在每次电影开映之前，将准备好的教育幻灯片逐一地映给观众观看，同时辅以放音机读出各幻灯片上的文字，并加以解读。唱片教学法。选择适合教育的唱片，在影片开映前和休息中播放，同时把唱片的内容写在幻灯片上映入银幕，让观众既能看见唱片文字，又能听到歌词，让他们看在眼里，记在心里，起到了较好的教育作用。在电化教学场开办的第一年，镇江民众教育馆共绘制幻灯片668片，编制唱片198种，其中教育唱片116种，音乐伴奏72种，影片配声片10种。[7]在唱片教学中，所有教学内容以两周为一期设计教学节目。

在巡回施教过程中，电教工具往往影响了实施进度。如扩声机及幻灯机很笨重，携带不方便，需要4~5人搬运，消耗人力和财力。镇江民众教育馆积极思考工具改良。经研究，先后设计了巡回施教车、六伏特两用教学机、教学扩声机等施教工具，并进行教学技术方面的改进，使之更适合巡回电化施教。设计巡回施教车，便于灵活施教1937年初，镇江民众教育馆把一辆儿童推车改装成一架结构和功能类似原设计车型的巡回施教车。该车为船型藤质推车，车下为四枚实心橡皮车轮，车后有扶手可推动前行，车前竖有四根六尺长的藤杆，藤杆上固定着一个可放置扬声器的筐，车上装配的设备包括：“六伏特两用播音教学机一具，一百二十安小时蓄电池一只，三角折叠凳一张，教鞭一根，手摇留声机一具，教学歌词唱片及教育挂图各若干。环状代天线一根。”[8]该车特点是“各种施教用具计九件，均安置定所，无散失之虑，扬声器则高峙空中，无觅场所悬挂之麻烦，教材挂图夹置于扬声器下，有如黑板，可调节受教之视觉，以免专用听觉而感疲劳，减低教育效率，全体甚轻，一人推行，并不费力”。[9]施教者可推着此车开展施教工作，可转播电台节目，也可利用话筒、扬声器、挂图进行识字教学，还可利用唱片教学和进行播音讲演。一般的教学情境是到达某一场所后先接收中央广播电台或者江苏电台的音乐播音节目，这段时间的目的是吸引听众陆续集合前来收听，等听众达到一定人数后，施教者开始用话筒报告本次播音教学的节目安排，并简略介绍大概内容，随后将挂图悬挂在扩音器下面，按照教学内容的章节安排更换挂图，“播音内容如为民众识字课本，必须用教鞭逐字点出，以收视听合一之效。每节终了后，再用话筒作方言之补充，以补救国语之隔阂。同时视环境及听众情形，举行唱片教学，或作通俗讲演，均无不可。每次施教时间为一小时左右为限，并可预订场所，按时前往播音，使各地民众能受一有系统之教学”。[10]#p#分页标题#e#

该车投入使用后，先在省会的大市口江边河滨公园试播，当时民众对此表现出了浓厚的兴趣，后来该车还到丹徒等乡镇开展国防教育及国民经济建设和新生活运动讲演教育，收到了良好的效果。巡回电播施教车的研制和使用也为该馆1937年研制开发功能更为强大的综合电教巡回施教车打下了基础。为了进一步提高巡回施教的效率、扩大巡回施教范围、克服巡回施教工作中因交通不便而造成的器材设备携运困难，民众教育馆选购了一辆奔驰牌汽车的底盘，重新设计安装车身，成功开发了具有机械动力的电化教学巡回施教车。该车外形类似旅行车，车顶四周装有栏杆，配置了电影放映机、扬声器、照明灯等设备。车前有支架固定，可装设活动银幕，以便在放映时接收从后面投射的电影画面；车前装有可移动陈设台，按照实际教学的需要可自由收起或放下，以供摆放教学标本、模型或实物，车身周围可同时悬挂教学挂图或照片；车内还装配有当时先进的幻灯机、收音机、扩音机等设备，可放映电影和幻灯，播放电台教育节目和唱片，集多种电教手段于一体，极大地方便了到各地去巡回施教。演者如教师，观者如学生，听者如上课，幻影等于实物，银幕代黑板，映画代演说，播音代口授，广场有如讲台，电化教学巡回施教车装饰的横幅标语可谓恰如其分。在1936年5月，镇江民众教育馆就开始该车的筹划工作并制订了实施方案，报请江苏省教育厅批准、落实经费后，开始实施。首先对各汽车公司及其产品性能和成本进行了细致的调研，选定采购性价比较高的中国汽车制造公司生产的奔驰牌两吨半柴油车底盘。

为了满足电化施教的需要并克服巡回工作中遇到的困难，决定自主设计车身，以求合用。设计原则有四项：车上能配置各种电化教学设备；车内须能布置工作人员食宿用具；车顶须替代讲映场；一切构造须精美耐用。设计完成后，由上海的中国汽车制造公司制造，而镇江民众教育馆派人赴沪督促监制。经过十个多月的不懈努力，巡回施教车于1937年5月制造完成。镇江民众教育馆馆长赵鸿谦偕教导部主任刘之常于5月13日赴沪正式验收。第二天在上海体育场试用，当晚放映电影，吸引了观众千余人。该车试车成功的消息引起了上海教育界的关注。15日，上海民众教育馆随即邀请表演该车的使用方法，晚间赴省立上海中学放映电影，包括该校师生在内的各界民众三千余人观看了电影。中国教育电影协会上海分会及军事委员会训政股还分别摄制了纪录片，在当时影响极大。电化教学巡回施教车18日离开上海，当晚到达武进。19日该车回到镇江，当晚预定在镇江体育场放映电影，但因大雨未能如期举行。次日应教育部之召赴南京展示，教育部社会教育司司长陈礼江，科长钟云秀、顾良杰，电教委秘书潘澄侯等教育界人士五十余人到现场参观、观摩，由刘之常负责说明和解答事宜。

随后在体育场展示，当晚南京举行了大规模公演，放映科教片《饮水卫生》，并加入各种补充教材，到场观众在五千人以上。由南京返回镇江后，25日开往省政府，接受时任江苏省政府主席的陈果夫、建设厅长等人的检视。27日电化教学巡回施教车在镇江正式启用，每日下午在体育场施教，吸引了众多民众参加。6月3日利用该车通过电影、电播手段进行禁烟日宣传，取得了极佳的效果。除在镇江市区各施教点巡回服务以外，还至武进奔镇和西夏墅等处乡村施教，均获得满意效果。经过试用，也发现一些需要加配的设备和改进之处。6月15日将该车重新开往上海，添加或安装了对讲电话、展览台、轻便旅行凳、汽车钟、科学仪器、播音机前照明灯等设备。[11]此后，该车被确定开展三方面的施教工作：一为省会郊外巡回。将省会各公路沿线之乡镇排定为施教站，前往巡回施教。二为公路沿线各地巡回。凡在江苏省江南各公路沿线的机关学校团体，需要实施电化教学的单位，均列入巡回施教范围。三为辅导区巡回，即以区内公路沿线之中心民众学校为实施对象，尽可能发挥其功效。抗战开始以后，该车及部分工作人员在刘之常的带领下撤向后方，沿途巡回施教，后来由教育部收编直接管理，成为“教育部民众教育巡回施教车”，在云南、贵州、四川一带采取灵活的方式巡回，开展了卓有成效的抗战宣传和社会教育工作。设计六伏特两用教学机，解决巡回教学用电问题镇江民众教育馆在实施巡回教学中，由于地点多选址于营业场所附近，大量民众集合于此收听广播，影响了这些单位的营业，各处供给电源时都要求民众教育馆担负更多的电费，使巡回教学工作一度受阻。

为了克服在巡回电化教学过程中电力供给的困难，镇江民众教育馆于1936年设计开发了利用手摇发电机供电的专用电播教学机———六伏特电播教学机。“此机系托由上海中华电化教具制造厂制造，电源用手摇发电机充入六伏特蓄电池使用，摇电之时人愈多愈佳，每人可手摇五分钟轮流替换，十二人摇完一小时，足供四小时消费。故团体使用此机，极为便利，如用整流充电机亦可，惟三安培充电机，充电一小时，只供半小时之用，如用十五安培充电机，则与手摇机效力相同。”从现有的图片（如图2所示）来看，手摇式发电机配有一个固定支架，工作时将发电机装置于支架前侧，施教人员坐于支架后侧摇动发电，类似于今天的手摇自行车设计理念，从力学角度而言相当合理。在当时人们看来这一六伏特电播教学机有四大特点：巡回便利。该机设计动机即为便于巡回教学，一台收音机和一支话筒合组为一箱，约重12公斤，另有手摇电机一架、100安培小时蓄电池一组约重20公斤，与原来的电教设备相比更加轻巧便携，可由一人手提或肩挑，不论施教地点在城市还是乡村，基本不受交通条件的限制，均可前往施教。以手摇式发电机独立为电教设备提供电源，保障了巡回教学“不论城市乡村，有无电源，皆可前往施教，绝不致再有借用电源问题发生”。[12]消耗极省。当时一般的直流收音机多以干电池作为电源供给，若以收音机每天开启播放六小时计算，每月干电池消耗费用月二十元左右，这样的供电成本在当时是非常昂贵的。手摇式发电机的引入，在当时将丰富的劳动力资源转化为电能供给源，颇具开创意义。制造精巧。“此机为一精巧收音机，上面有盖，中装喇叭，合成一箱，颇便提携，另有小话筒一具，悬挂胸前，讲演时，转侧俯仰，话筒亦随其移动，故讲演时之姿态，不因发音而呆板，收音部分长短波皆可。如施教地点，较近中央及江苏电台者，亦不必装置天地线”，悬挂式话筒的使用对演讲者来说极其方便，大大增强了通俗讲演的教育效果。声音宏大。“此机收音及演讲两部分，发音清晰宏大，无杂声或失真等弊，故施教时，虽有数百人集合一处，皆能聆听，而演讲者，亦丝毫不感费力”。[13]设计中华式扩声机中华式扩声机由上海中华无线电研究社制造。设计扩声机的主要原因除本身需要外，另一个原因是在进行电播和电影教学中，喇叭和扩音机最易损坏，修理频繁。因此，镇江民众教育馆结合实践，着手自行设计了适合交流电、直流电的扩声机共三种，即甲种扩声机具备可收无线电音乐、可放大演讲者和唱片声音的功效，还可作有声电影片上的发声机；乙种扩声机具有可放大演讲者和唱片声音的功效；丙种扩声具有可收无线电音乐和放大演讲者声音的功效。#p#分页标题#e#

电化教育是“舶来品”，巡回施教给这个“舶来品”在中国生根发芽提供了良好的机会和土壤。正如佛教传入中国被发扬光大一样，巡回施教引起社会各界广泛关注教学方法的改变，吸引更多单位对教学技术的关注，逐步形成具有中国特色的电化教育思想。促进了教学方法的改变，初步形成了具有本土特征的教学设计思想在文化落后、交通闭塞的时代，为了使教育的力量迅速地深入各地城市乡村，镇江民众教育馆探索出电播巡回教学的13种方式，因地制宜采用不同的教学方法，形成了以内容为中心的简单教学设计流程。在教育电影巡回放映过程中，教学者“注意如何使观众获得影片的知识，受到影片上的感化，灌输他们知识，培养他们的品格，要达到这几种目的，就得注意教学设计”，[14]并针对影片试映、解说影片内容、图书与影片互助、电影教学测验、唱片、幻灯、扩声机等情况提出了具体的教学设计方法及实施方案，初步形成以教学设计为核心、具有本土特征的中国电化教育，为电化教育（教育技术）学科发展奠定了实践基础。

彰显了特殊环境下电化教育的辐射作用，促进了社会教育普及以前的民众教育馆在推动教育理念上大多消极地等待民众上门“受教”，在教育过程中极少考虑“因为生活的忙碌，因为居住的涣散，因为交通的不便，因为职业的关系，甚至因为不感觉需要”[15]等具体制约民众接受教育的因素，教育成效有限。镇江民众教育馆转变教育理念，依托巡回施教工作的探索开拓，并将电影与广播等先进的电化教学手段融入其中，变原来被动等待民众“上门受教育”为主动深入民众“上门送教育”。镇江民众教育馆大力推行巡回电化教学，扩大了电化教育的社会辐射范围，对我国早期的电化教育起到了积极的推动和示范作用。巡回流动教学扩大了民众教育的施教范围，接受教育的人数明显增加，伴随着教育技术的进步，社会教育的成效迅速提升，镇江民众教育馆巡回电化教学的实施、先进电教手段的应用推动了民众教育的繁荣与发展，使得民众教育的教学内容由原来呆板生硬变得形象生动，在民众喜闻乐见的同时，更加贴近现实社会生活，这在当时的社会背景下都极具创新精神和务实态度，尤其在经济文化相对落后的地区，推动社会进步、提升民众素质的成效更为显著。

电路设计论文篇6

摘要集成电路产业的发展，促使人才需求量增加。本文通过对我国市场调查，得出应用型集成电路设计人才是该行业目前大量需求的人才，并从几个方面进行分析。

关键词应用型人才IC设计需求分析

随着我国IC产业的迅速发展，相应人才的需求量也日益增加。根据上海半导体和IC研讨会公布的数据，08年中国IC产业对设计工程师的需求将达到25万人，但目前国内人才数量短缺这个数字不止几十倍。例如我们熟知的威盛虽然号称IC设计人才大户，但相对于其在内地业务发展的需要还是捉襟见肘，其关联企业每年至少需要吸纳数百名IC设计人才，而目前培养规模无法满足。而在人才的需求中，应用型IC设计人才更加受到欢迎。

一、IC设计人才短缺

2008年，全国集成电路（IC）人才需求将达到25万人，按照目前IC人才的培养速度，今后10年，IC人才仍然还有20多万人的缺口。这是08年4月21日在沈阳师范大学软件学院举行的国家信息技术紧缺人才培养工程——CSIP-AMD集成电路专项培训开班仪式上了解到的。同样有数据表明，近日，从清华大学、电子科技大学、北京航空航天大学了解到，目前全国高校设有微电子专业总共只有10余个，每年从IC卡设计和微电子专业毕业的硕士生也只有二三百人。在国内大约仅有不足4000名设计师，而2008年，IC产业对IC设计工程师的需求量达到25万－30万人。有专家预测，到2008年底仅北京市IC及微电子产业就将超过2000亿元人民币，而到了2010年我国可能需要30万名IC卡设计师[1]。未来我国IC卡设计人才需求巨大。目前中国每年从IC设计和微电子专业毕业的高学历的硕士生只有数百人。中国现有400多所高校设置了计算机系，新近又特批了51所商业化运做的软件学院。但这些软件学院和计算机系培养的是程序员。中国目前只有十来所大学能够培养IC设计专业的学生。因此IC设计专业人才处于极其供不应求的状态。可以这样说，这是因为我国很大程度上是没有足够的IC设计人才。

专家指出，我国IC设计人员不足的一个重要的原因是IC设计是新兴学科，国内在此之前很少有大专院校开设IC设计专业，现在从事IC设计专业的人才，大部分是微电子、半导体或计算机、自动控制等相邻领域的理工专业毕业生，但是和实际的IC工作比起来，还是有差距，学校并不了解企业需要的是什么样的人才。所以，许多IC设计企业只能经常从应届毕业生中直接招聘人才再进行培训。此外，IC设计的实验环境要求，恐怕所有的高校都没有能力搭建。据了解，建一个供30人使用的IC实验室，光是购买硬件设备就需要15万美元。

最新研究指出：到2010年中国半导体市场将占世界总需求量的6％，位居全球第四。未来几年内中国芯片生产有望每年以42％的速度递增，这大大高于全球10％的平均增长速度。仅就IC卡一项来看，我国IC卡设计前景广阔。身份证IC卡的正式应用，将是十亿计的数量，百亿计的销售额，此外读卡机及其系统将有成倍的产值。半导体理事长俞忠钰说，2002年全国的IC设计单位已达到了240家，根据北京市发展微电子产业的建设规划，到2010年，北京市要逐步建成20条左右大规模高水平的芯片生产线，200家高水平的IC卡专业设计公司。据预测，北京市IC产业将超过2000亿元。巨大的商机也同时带来了市场对IC卡设计人才的巨大需求。

二、应用型IC设计技术人才需求日切

IC产业飞速发展，现在的焦点已经移到了IT产业的核心技术IC设计上。据北京半导体协会负责人董秀琴表示，IC卡设计工程师在软件行业是现在公认的高收入阶层。目前我国IC卡人才缺口巨大，在我国的高等教育里，这一块发展十分缓慢。按照中国现在的市场行情，一个刚毕业、没有任何工作经验的IC设计工程师的年薪最少也要在8万元左右。为什么会出现这样的情况呢？董秀琴讲，这是因为一方面是现有IC设计人才的严重缺乏；另一方面是国内外市场对IC卡设计人才尤其是合格的IC设计师的大量需求。

由此我们可以看出，对于应用型的设计人员来讲，是备受集成电路行业欢迎的。例如常见的EDA公司、IC设计服务公司、IC设计公司和IDM或Fundry4种类型的公司需要那些IC设计人才呢？他们需要的是熟悉IC设计的技术支持工程师,涵盖IC设计的所有方面,通常包括:系统设计、算法设计、数字IC前端逻辑设计与验证、FPGA设计、版图设计、数字IC后端物理设计、数字后端验证、库开发，甚至还有EDA软件的开发与测试,嵌入式软件开发等，其中对IC物理设计工程师的需求量会多一些[2]。

目前，需求量最大、人才缺口最大的主要有模拟设计工程师、数字设计工程师和版图设计工程师三类。另外，设计环节还需要工艺接口工程师、应用工程师、验证工程师等。IC版图设计师的主要职责是通过EDA设计工具，进行集成电路后端的版图设计和验证，最终产生送交供集成电路制造用的GDSII数据。版图设计师通常需要与数字设计工程师和模拟设计工程师随时沟通和合作才能完成工作。一个优秀的版图设计师，即要有电路的设计和理解能力，也要具备过硬的工艺知识。模拟设计工程师作为设计环节的关键人物，模拟设计工程师的工作是完成芯片的电路设计。由于各个设计企业所采用的设计平台有所不同，不同材料、产品对电路设计的要求也千差万别，模拟设计工程师最核心的技能是必须具备企业所需的电路设计知识和经验，并有丰富的模拟电路理论知识。同时还需指导版图设计工程师实现模拟电路的版图设计。

由此我们可以看出，在IC人才的需求中，应用型IC设计人才的需求更大，而且他们也是推动集成电路产业迅速发展的生力军。

三、以社会需求为导向，培养应用型IC设计人才

国家对IC卡设计人才培养也很重视。据北京半导体协会卓洪俊部长说，到2010年，全国IC产量要达到500亿块，销售额达到2000亿元左右，将近占世界市场份额的5％，满足国内市场50％的需求。同时，国务院颁布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》的18号文件，支持和鼓励软件和IC产业加速发展，加快IC设计人才培养。

IC人才需求问题的解决首先还是从高校开始，2001年，清华大学微电子研究所开设了“集成电路设计与制造技术专业”第二学士学位班，2001年的IC专业二学位班已经有64名学员在读。清华大学还分别与宏力半导体、有研硅、首钢合作培养IC人才。2002年，成都电子科大也开始招收“微电子技术专业”的二学位学员，同时扩招微电子专业的本科生。为了更好地实施学校加速IC人才培养的战略，电子科大还成立了微电子与固体电子学院，并建立了面积为1500平米的IC设计中心。同济大学开始实施IC人才培养规划，提出了“研究生、本科生、高职生”的多层次培养体系。

作为人才培养的摇篮，高校在这一方面应进一步加快改革，制定可行的、新的人才培养计划，以社会需求为导向，加强教学、实验和实训投入，多渠道、多方式地进行应用型IC设计人才的培养。

参考文献

1.陶然.中国芯，需要中国IC人才

电路设计论文篇7

1．1开关半波检波开关半波检波原理如图2所示，半波检波只保留待检信号幅值大于零的波形，半波检波等效于待检信号与参考方波信号相乘，下面对其原理进行介绍。开关半波检波输出为直流分量和高频分量，采用低通滤波器滤除高频分量，即可得到直流分量。

1．2开关全波检波开关全波检波将幅值大于零的半波保留，将幅值小于零的半波翻转上去。开关全波检波原理如图3所示。开关全波检波等效于与参考方波信号相乘，下面对其原理进行介绍。开关全波检波输出为直流分量和高频分量，需要低通滤波器滤除高频分量，得到直流分量。经过对半波检波和全波检波原理分析发现全波检波输出信号幅值是半波检波的2倍，全波检波比半波检波更适合检测弱信号，因此，本设计采用全波检波方法。

2检波电路设计

检波电路采用开关全波检波，模拟开关选择比较重要。本设计采用高速高精度模拟开关ADG333，ADG333具有功耗低;切换时间短，ton＜175ns，toff＜145ns;最大导通电阻45Ω;导通电阻差最大为5Ω;泄漏电流最大为5nA;电荷注入最大为5pC。全波检波电路需要两个运放，一个作为过零比较器，产生模拟开关控制信号;另一个将前级输出信号幅值小于零的波形翻转上去。本设计选用TI公司双运放芯片THS4032，THS4032带宽为100MHz，摆率为100V/μs，噪声为1．6nV/Hz。选THS4032的主要原因是摆率大，做过零比较器切换时间短。全波检波电路设计如图4所示。

3实验与结果分析

3．1检波电路测试采用AD9953和3458A八位半数字表测试检波电路分辨率。通过改变配置AD9953幅值寄存器(F)值，使输出信号幅值发生变化，采用3458A采集检波电路输出。通过测试发现全波检波电路分辨率达0．1mV。

3．2分辨率测试该系统设计的测量范围为150～650μm，经CST仿真得到的电容变化范围为0．146621～0．632366pF，分辨率为30nm，400μm处对应的ΔC=0．03423fF［9］。分辨率测试进行三组实验，分别在150，400，650μm处进行30nm台阶实验，观察输出电压是否为方波，三组实验结果见图6所示。由图5可得，三组实验结果都能实现30nm分辨率，主要问题是噪声电压导致电压在一定范围内波动。由上图可以看出:随着极板间距增大，变化30nm引起的电压变化减小，与电容位移曲线相符。噪声电压大约0．1mV，噪声来源主要有PCB布线噪声、运放噪声、电阻热噪声。

3．3示值稳定性测试该实验在超净间进行，温度为(22±0．1)℃。在400μm处进行示值稳定性实验，采用8位半数字表3456A，间隔2min测一次，测量16次，测试结果如表1所示。由表1可得，30min内示值稳定性为0．1mV，换算成位移漂移量大概为8nm。因此，测量系统在400μm时，30min内位移漂移为8nm。由于闭环驱动器采用压电陶瓷来驱动平台位移变化，压电陶瓷存在一定的蠕变和迟滞，其驱动电源输出电压存在波动，这些因素都会引起位移漂移，因此，实际位移漂移小于8nm。对其他位置做相同测试，位移时漂均小于8nm/30min。示值稳定性较高，满足系统稳定性高的要求。

3．4测量电路用于位移测量的对比实验将该测量电路与德国PI公司的标准测量电路进行比对实验，结果如表2，采用相同的电容传感器D—E30．200单极板电容位移传感器。由测量结果可知，利用设计的电容测量系统与PI测量电路进行对比实验，设计系统的最大测量偏差为20nm。

4结论

根据调幅式电容位移传感器乘法器检波速度慢和长时间工作热噪声大的问题，提出了一种开关检波电路设计方案，并介绍了开关全波检波和半波检波原理。测试结果表明:该设计能实现0．1mV分辨率，该测量系统22℃下漂移不超过8nm，150～650μm量程范围内，与PI标准测量电路最大偏差为20nm。该测量电路满足测量超精密位移测量要求。

电路设计论文篇8

（一）导线设计

导线设计是110kv送电线路设计法中的关键环节，相关工作人员应高度重视这项工作。

1.导线截面的确定

在110kv送电线路设计法过程中，合理确定导线截面，不但应考虑经济电流密度，还应注重无线电干扰以及电晕等影响。对于跨径相对较大的送电线路来说，应依据允许的载流量确定导线截面，还应综合比较分析经济性和技术性，最终确定最优的导线截面。如果110kv送电线路工程所在的地理位置的海拔在1000米以内，可以使用钢芯铝绞线，若导线外径超过9.6米，则可不必进行电晕验算。

2.导线与地线的安全系数

导线与地线的安全系数应大于2.5，并在送电线路的设计过程中，保证地线的安全系数大于导线。如果导线和地线架设在滑轮上面，应计算悬挂点局部弯曲所引发的附加张力，这有助于增强导线的安全性。在没有考虑覆冰以及风速的条件下，应控制导线弧垂最低点的极限张力在允许拉断力的60%以内，悬挂点应在66%以内。同时应使地线在满足机械要求的同时还应满足相关电气设备的使用标准，若没有特定要求，则可以使用镀锌钢绞线或者复合钢绞线充当地线。

（二）线路防雷设计

雷击是引发送电线路故障的主要因素，因此，在110kv送电线路设计法过程中，应全面做好防雷设计，通过对大量工程的分析研究可知，若想在送电线路中做好防雷设计工作，可以采取以下三种措施。

1.线路路径选择

选择线路路径时，应尽量避开雷电频发地区，并在设计规范要求规定的范围内尽可能地降低杆塔高度；

2.防雷水平

为提高送电线路的防雷水平，可以采用全线架设双避雷线的方式。为有效增强避雷线对送电线路整体的屏蔽效果，减小绕击雷的雷击可能性，在设计的过程中应尽量减小避雷线对边导线的保护角，依据相关规范要求，应将110kv送电线路的保护角度控制在20-30度；

3.抗雷击水平

送电线路自身的绝缘水平和抗雷击水平呈正相关，因此，可以通过提升线路自身的绝缘等级来提高抗雷击水平，同时还应加强对零值绝缘子的检测，这能够有效保证送电线路的绝缘强度。在具体的设计过程中，应综合对比分析不同类型绝缘子的性能，择优选择，从性能和经济性两方面综合考虑，尽量使用玻璃绝缘子，这主要是应为该绝缘子具有零值自爆的特性。另外，由于送电线路的接地电阻与抗雷击水平呈负相关，因此，应在条件许可的条件下，尽量降低杆塔的接地电阻，这可显著提升送电线路的抗雷击水平，这也是现阶段最常用的和最经济的一种防雷击措施。

二、110kv送电线路的施工管理

（一）加强施工组织

110kv送电线路具有高风险和高强度，为做好线路设计工作，突显其重要性。在放导线、地线和紧固导线、地线时，应对制动装置、夹具、谭煜松湖北恩施永扬水利电力工程建设有限责任公司445000钢绳等进行严格检查，加大对线盘支架、导线和地线下滑的控制力度，一旦发生失控现象应立刻停止施工，快速撤离施工人员，切实保障施工人员的生命安全。另外，还应认真检查导线和地线是否完整，一旦发现残缺应参照相关规范，对其进行修补、缠绕或者截断等操作。

（二）施工安全管理

施工现场的安全管理严重影响着110kv送电线路的施工，为保证送电线路施工的稳步进行，应全面做好施工安全管理工作，这不但能规避各种工程安全事故，还能提升送电线路的整体施工质量。

1.在送电线路工程的施工过程中，现浇混凝土基础时，应注意以下内容：施工人员应配备安全帽，利用梯子完成上下坑工作，保证摆设的物件和坑口之间的距离超过0.8米，清理干净坑口附近的杂物；安装刚模板时，需将拼装完整的模板放在横档上，且横档使用角钢或者槽钢制作，支模的过程中应指派特定的人员进行统一指挥，以此来避免因支模倒塌危害施工人员的生命安全；在现浇混凝土基础施工前期，应在坑口上面设立拌合平台，且该平台以基坑地形为基础，这有助混凝土集料的输送和浇捣；使用钢管式原木搭设平台，保证架设的牢固性，使其满足安全稳定的要求；如果在雨后施工，抬运材料的人行横道比较滑，在抬运之前可以铺设木板、草袋等进行防滑处理，以此来避免施工人员滑到；在投放较大石块或者灌注混凝土时，应听从指挥人员的统一指挥，防止因施工混乱导致石块跌落砸伤人员；需使用具有一定绝缘性能的电动振捣器，一旦发现振捣器温度过高，应立即切断电源，严禁使用。

2.土方开挖时的施工安全管理工作应注意以下内容：对于流沙、疏松土质以及因地下水蓄积而引发塌方的基坑，应适当放宽坑口坡度或者设立挡土板；如果基底面积在2平方米以下，则可指派一个施工人员进入到坑底挖掘。如果坑内有多个人共同作业，则应尽量避免面对面或者相距较近的挖掘，同时将挖掘出的土方堆放在与坑边相距0.3米的位置，以此来避免因重压坑壁而引发塌方的现象；针对相对容易积水的基坑，应在基坑口周边设立相应的排水沟，以此来避免因雨水流入产生基坑坑壁塌陷的现象；在实施岩石爆破之前，应认真检查爆破点周围环境，明确爆破危险区，对危险区域内的线路、建筑物、公路、铁路和爆破人员隐蔽位置采取相应的安全防护措施，并严格界定装药量，从而保证施工周边的生命财产安全；爆破人员应持证操作，由于爆破操作方法样式较多，注意事项繁琐，因此，一定要制定详细的爆破施工方案和有效的安全防护措施。

结语

伴随着用电需求的日益增加，需要进一步完善电网系统。送电线路确定、导线设计、绝缘配合、防雷措施和接地等是110kv送电线路设计法中的主要内容，在110kv送电线路设计过程应全面结合工程所在区域的具体条件，因地制宜，掌握送电线路设计法要点，有效落实施工管理工作，从而保证电力系统的安全、稳定运行。