路线设计原则范文

路线设计原则篇1

关键词：公路；经济；交通情况；选线原则

1前言

近年来，我国经济快速发展，城镇的建设发展取得良好的发展成果，与之相对的，我国山区经济落后，交通闭塞。众所周知，地形是决定公路选线条件的关键因素，也直接决定着山区公路的技术标准。山区区域，地形落差大，地势复杂，公路工程量大且施工难度较大，与此同时，受地形因素影响，对山区公路路线的平、纵、横都产生一定的影响，除此以外，公路选线，还会受到公路气候因素的影响。当前我国山区选线工作存在一定问题，公路平面设计也存在不足之处，鉴于此，本文围绕这一题目展开探究。

2山区公路选线的原则

山区公路选线，从本质上而言，就是公路路线的起点和公路路线的终点之间，在山区的表面，根据山区公路的计划任务书，并结合公路建设地区的自然情况，选定公路经过的具体路线的过程。根据多年的工作经验，总结出公路选线的原则，可以将其归纳总计为六点：（1）多中选优。就是要制定多种选线方案，然后结合公路的性质和使用要求，结合施工建设地的实际情况，充分分析众多选线方案的优势与不足，在保证公路选线安全与质量的基础上，选择公路建设量最少，公路建设成本最低的方案[1]。（2）综合经济因素。具体而言，就是要考虑工程的建设经济成本，主要包括公路工程的造价因素，以及公路工程的营运费用，还有公路工程的管理费用、养护费用等，在保持公路选线合理、安全的技术基础上，经济成本最低的选线原则。（3）兼顾选线和农业两者之间的关系，山区公路选线不可避免的会经过农业种植地带，因此，选线要考虑到对农业带来的影响，尽量兼顾两者关系，将对农业造成的影响控制在最小程度。（4）公路选线要与经过的地区环境景观相协调，公路选线上建立在山区当中，在公路建设过后，将会成为山区的一部分，因此，要选线要融入山区，与选线经过的景观应该相互协调。（5）考虑地质和水文的影响，山区地形条件复杂，地质和水文情况也较为复杂，因此，公路在选线时，要考虑到地质和水文两个因素对公路工程的影响。（6）重视保护环境，环境保护在各个领域中都应该被重视，这是时展的要求，也是山区公路发展的必须跟随的趋势[2]。

3山区公路的平面设计

3.1曲线间最小直线长度的采用

《公路路线设计规范》，对公路曲线间直线长度作出了明确的规定，当公路的设计车速，不超过40km/h时，则根据规范中的相关规定进行设计。而对于同向曲线而言，若是强制性的要求曲线间直线的最小距离达到6V，则会导致工公路工程量的增加，并且会对公路线路建设附近的生态环境造成严重的破坏。公路的断背曲线，一般情况下，出现在公路的明弯处，但是，众所周知，山区公路多为暗弯，因此，只要公路沿线植被茂盛繁密，同时，保证同向曲线内没有大桥，则在山区公路中，对于行车司机而言，在行驶过程中，不会产生断背现象。驾驶员在驾车行驶过程中，行驶行为是根据沿线信息进行判定的，沿线道路信息，来源于公路路线的线形，以及公路条件，还有公路中设立的交通标志线，还有公路交通指示牌等。因此，6V最小直线长度，也应该根据实际的地形条件而确定，若是盲目追求直线长度，则会怎么增加公路的建设费用，并且会破坏环境，初次以外，还会导致公路线形与当地环境之间难以协调，对公路行车驾驶员而言，对增加行车时的紧张情绪，增加行车压力。对于反向曲线而言，如果两条曲线之间的长度，无法满足上述要求时，则为最大限度的利用山区地形，并且最大限度的减少公路工程的施工任务量，则应该将同向曲线调整为单曲线，或者是减去调整为福曲线，亦或是调整为复合形的平曲线。除此以外，针对反向曲线而言，2V的直线长度和6V的直线长度，依据设计车速计算，车辆行驶时间分别为7.2秒和21.6秒，由此可知，无论是在哪种组合中，直线线路行驶都需要一定的时间，即使在曲线和直线线路中，采用2V的直线长度，也可以满足驾驶员对行车舒适度的要求。

3.2山区公路超高值的取用

随着我国公路的建设发展，无论是公路的宽度，还是公路路肩硬化，都有了较大的进步，同时，公路的路容量也有极大数量的提高，一定程度上，提升了公路上行车的安全感，因此，山区公路上通行的车辆中，超速行驶车辆的比例越来越高，根据设计行车速度所设计的路面超高值，应无法满足山区公路上超速车辆在超速行驶时，对行车舒适感的要求。因此，在纵坡坡度小，且没有特殊因素影响的山区公路上，可以在保证车辆安全行驶的基础上，提高山区公路的等级设置，为行驶车辆提供一个良好的行车环境，提升行车司机的舒适感。小范围内，可以提高超小曲线的半径，但是，要控制在取值范围内的最大数值内，而对于中等的曲线半径超高，因为汽车在行驶过程中，可以为其提供平面线形公路上行驶的条件，因此，在其中加大超高，对行车安全没有实质性的影响，并且能够提高行车司机的舒适感，但是，需要注意的是，公路合成坡度，以及公路的排水，都要严格根据相关要求进行设计。

4总结

综上所述，笔者立足自己的山区公路设计工作实践，首先分析了山区公路的选线原则，然后重点论述了山区公路的平面设计。公路对于经济发展而言，有着至关重要的作用，特别是对于山区，公路选线是否合理，直接影响公路的使用寿命，以及公路工程的造价，更为重要的是会对行车安全造成严重影响，因此，在山区公路的建设过程中，首要任务是抓好设计关，保证公路设计质量，如此，才能从源头保证山区公路质量。

参考文献：

[1]严锋.山区高速公路工程地质选线研究[D].长安大学,2014.

[2]彭骞.基于遗传算法的山区高等级公路纵断面智能优化方法研究[D].昆明理工大学,2015.

路线设计原则篇2

关键词：数控加工。数控编程，工艺设计。走刀路线。

在数控机床上加工零件时，是通过事先编好的程序来控制机床各种、动作的，零件的加工内容和步骤等用指令代码表示，并通过键盘输入到数控系统中。数控系统对输入的信号进行处理后转换成各种信号，控制机床实现相应的动作，自动完成对零件的加工。不难看出，实现数控加工的重要工作在于编程，但仅有编程还不行，数控加工还包括，编程前必须要做的一系列工艺准备工作及编程后处理工作，即拟订数控加工工艺。

一、数控加工工艺的特点

数控加工工艺的内容十分具体，工艺设计相当严密：在普通机床加工时，许多具体的工艺问题如：工艺中各工步的划分与安排，刀具的几何形状，走刀路线，切削用量选择等，在很大程度上都是由工人根据自己的实践经验和习惯自行考虑和决定的，一般无须工艺人员在设计工艺规程时进行过多的规定。而在数控加工时，上述这些具体工艺问题，不仅成为数控工艺设计时必须认真考虑的内容，而且还必须作出正确的选择并编入加工程序中。也就是说，本来由操作工人在加工中灵活掌握并可通过适时调整处理的许多工艺问题，在数控加工时就转变为编程人员必须事先设计和安排的内容。

二、零件数控加工的工艺分析要点

数控加工前，必须首先对图纸进行仔细的数控加工工艺性分析，应重点从数控加工的方便性与可能性两个角度进行审查和分析。例如：

（一）首先分析零件图纸中的尺寸数据的给出是否符合编程方便的原则

1、零件图纸中的尺寸标注方法是否适应数控加工的特点；

2、够成零件轮廊的几何元素的条件是否充分。因为在手工编程时，要计算够成零件轮廊的所有集合元素进行定义，如果某一条件不充分，则无法计算零件轮廊的基点坐标，无法表达零件轮廊的几何元素，导致无法进行编程，因此在分析零件图时，要分析几何元素的给定田间是否充分。

（二）其次分析零件个加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点。

1、零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸，因为这样可以减少刀具规格和换刀次数，使编程方便。

2、分析零件定位基准上午可靠性。数控加工应尽量用统一的基准定位，否则会因工件的安装定位误差而导致工件加工的位置误差和形状误差。

3、应分析零件所要求的加工精度等是否可以得到保证。总之，在数控机床加工零件时，应先根据零件图样对零件进行全面分析，弄清零件的结构形状，尺寸和技术要求，由此确定零件加工的工艺过程和工艺路线。

三、数控加工工艺设计原则

（一）工序最大限度集中、一次定位的原则

一般在数控机床上，特别是在加工中心上加工零件、工序可以最大限度集中，即零件在一次装夹中应尽可能完成本台数控机床所能加工的大部分或全部工序、数控加工倾向于工序集中，可以减少机床数量和工件装夹次数，减少不必要的定位误差、生产率高。对于同轴度要求很高的孔系加工，应在一次安装后，通过顺序连续换刀来完成该同轴孔系的全部加工，然后再加工其他位置的孔，以消除重复定位误差的影响，提高孔系的同轴度

（二）先粗后精的原则

在进行数控加工时，根据零件的加工精度、刚度和变行等原素来划分工序时，应遵循粗、精加工分开原则来划分工序，即先粗加工全部完成之后再进行半精加工、精加工。对于某一加工表面，应按粗加工――半精加工――精加工顺序完成。粗加工时应当在保证加工质量、刀具耐用度和机床――夹具――刀具――工件工艺系统的刚性所允许的条件下，充分发挥机床的性能和刀具切削性能，尽量采用较大的切削次数得到精加工前的各部余量尽可能均匀的加工状况。精加工时主要保证零件加工的精度和表面质量，故通常精加工时零件的最终轮廓应由最后一刀连续精加工而成。为保证加工质量，一般情况下，精加工余量以留0.2―0.6mm为宜，粗、精加工之间，最好隔一段时间，以使粗加工后零件的变形得到充分恢复，再进行精加工，以提高零件的加工精度。

（三）先近后远、先面后孔的原则

按加工部位相对于对刀点的距离大小而言，在一般情况下，离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。对于车削而言，先近后远还有利于保持胚件或半成品的刚性，改善其切削条件。对于既有铣平面又有镗孔的零件的加工中，可按先铣平面后镗孔顺序进行。因为铣平面时切削力较大，零件易发生变形，先铣面后镗孔，使其有一段时间恢复，待其恢复变形后再镗孔，有利于保证孔的加工精度，其次，若先镗孔后铣平面，孔口就会产生毛刺、飞边，影响孔的装配。

四、加工路线设计原则

加工路线是编制程序的依据之一，在确定加工路线时最好画一张工序简图，将已拟订的加工路线画上去，包括刀具进退路线，这样可为编程带来不少方便。在确定加工路线时应遵循以下原则：

加工路线应保证被加工工件的精度和表面粗糙度。为保证工件轮廓表面加工的表面粗糙度要求，最终轮廓表面应安排最后一次走刀连续加工出来；应尽量使加工路线最短，减少空行程时间，以提高加工效率；合理选用铣削加工中的顺铣或逆铣方式，一般来说，数控机床采用滚珠丝杠，运动间隙很小，因此，顺铣优点多于逆铣；选择工件加工变形小的加工路线。在一次安装加工多道工序中，先安排对工件刚性破坏较小的工序；使数值计算最简单和减少程序段以减少编程工作量。

五、加工路线设计方法实

最短的切削进给路线。如图所示为粗车某轴类零件的几种不同切削进给路线的安排示意图。其中图1a表示利用数控系统具有的封闭式复合循环功能控制车刀沿着零件轮廓进给的路线；图1b为利用其程序循环功能安排的“三角形”进给路线；图1c为利用其矩形循环功能而安排的“矩形”进给路线。对这三种切削进给路线，经分析和判断后可知矩形循环进给路线的进给长度总和最短。因此，在同等条件下，其切削所需时间最短，刀具的损耗最少。

在数控车床上加工螺纹时，沿螺距方向的Z向进给和工件转动必须保持严格的相对运动关系。但考虑到沿Z向进给从停止状态达到指令的进给量，机床的进给系统总有一个过渡过程，因此安排Z向进给路径时，应使车刀的起点离待加工螺纹有一定的引入距离L1，如图所示。以保证刀具起动后进给量达到稳定时才开始切削螺纹。通常取L1为2―5mm，螺距大与精度要求高时L1值取大些。

六、结论

拟订工艺路线是制定工艺规程的关键一步，它不仅影响零件的加工质量和效率，而且影响设备投资，生产成本，甚至工人的劳动强度，因此，选择合理、高效的工艺方法和加工路线，对编制高质量的数控加工程序，提高零件的加工质量、数控机床的生产效率和经济效益都有重要意义。

路线设计原则篇3

【关键词】线路；设计；原则；条件

10kV线路对于供电企业来说起到至关重要的作用。如何设计好配电线路，让它达到经济、可靠、适用的原则，提高线路供电可靠性显得至关重要。以下从10kV线路的规划与设计两个方面谈论以下：

（一）10kV线路路径的选择

路径选择的基本原则

选择10kV线路的路径，应遵照各项方针政策，对线路的运行安全、经济合理、施工方便和线路长度等因素进行全面考虑，综合比较，做到安全可靠、经济合理。线路路径尽量选取长度最短、转角少而且角度小，特殊跨越少，水文和地质条件较好，施工运行方便可靠的方案。

对于10kV线路的转角点选择应考虑以下几点：转角点不宜选在高山顶、深沟、河岸、堤坝、悬崖的边缘以及坡度较大的山坡或易被洪水淹没冲刷和低洼积水之处；线路转角点应放置在平地或山麓缓坡上，并应考虑有足够的施工紧线场地和便于施工机械的到达；选择转角点应考虑前后两档杆塔位置安排的合理性，以免造成相邻两档过大、过小，因而造成不必要的升高杆塔或增加杆塔数量等不合理现象；转角点应尽可能利用地势较低，本来不能使用直线杆塔或原拟设置耐张塔的处所，即转角点选择应尽量和耐张段长度结合在一起考虑；对于山区路径选择应避免不良地质地带、山间干河沟架设线路，注意山洪排水沟的位置、交通运输的问题。

（二）10kV线路进行定位，应采取以下原则

10kV线路杆塔位置的选择原则：线路杆塔位置应尽量减少占用耕地，减少土石方量。杆塔位应尽可能避开洼地、泥塘、水库、冲沟、断层等水文、地质条件恶劣的处所，对于有拉线的杆子应考虑打拉线处的地形条件。非直线杆塔宜立于较平坦便于施工紧线和机械运输的好处所。

10kV线路档距的配置原则：最大限度地利用杆塔强度；相邻档距的大小应不十分悬殊，以免过大的增加纵向不平衡力；当不同的杆塔或不同的导线排列方式相邻时，档距的大小应考虑到档中导线的接近情况；应尽量避免出现孤立档，特别是小档距孤立档的出现。

线路杆塔的选用：对线路进行杆塔设计时，尽可能的选用最经济的杆塔型式和高度，充分利用杆塔的使用荷重条件。

（三）气象条件对于10kV线路路径的选择也起到一定程度的制约条件。为使输电线路的结构强度和电气性能很好地适应自然界地气象变化，以保证10kV线路的安全运行。

（一）线路总的部分主要包括设计依据、线路走径、工程概况三部分。

线路设计依据让我们从设计的基本原则出发，应符合福建省山地的具体情况，严格执行有关文件、规程设计线路。

工程概况包括设计线路的电压等级、线路始终点、路径长度，全线路地形情况，污秽区情况，导线和避雷线型号的选取，导线和避雷线悬垂、耐张串的绝缘子型式、片数和金具情况，杆塔和基础型式及数量等情况。通过工程概况能告诉我们工程大体情况。

（二）线路机电部分一般包括气象条件的选择、导线架设技术要求、绝缘子串和金具组装方式、导线的防振等方面内容。

气象条件的选取：如果10kV线路较长或气象区复杂，可分段选取气象区。气象资料包括：最大风速的取值、电线覆冰的取值、年平均气温的确定、最高和最低气温的取值、雷电日数的取值。将选取的气象条件分别按最高气温、最低气温、最大风速、覆冰、安装、年平均气温、外过电压、内过电压等情况进行综合数值计算。组合气象条件应满足以下要求：①线路在大风、覆冰及最低气温时仍能正常运行；②线路在事故情况下（指断线），不使事故范围扩大；③线路在安装过程中不致发生人身或设备损坏事故；④线路在正常运行情况下，任何季节里，导线对地面或与其它地面物体保持足够的安全距离；⑤线路在长期运行中，应保持导线有足够的耐震性能。

导线的技术要求：按照工程设计的要求和电力系统设计，决定导线截面，论证导线型式、规格等，说明导线的主要机械和电气特性。导线的材质、结构一般原则：①导线材料应具有较高的导电率；②导线应具有较高的机械强度和耐震性能；③导线应具有一定的耐化学腐蚀能力；④导线材质和结构的选取应保证线路造价经济。

金具与绝缘子组装时应注意事项：①绝缘子型式和串数的确定；②绝缘子串本身的组装型式；③绝缘子串与杆塔的联结型式；④绝缘子串与导线的联结。除此之外还应注意金具零件的吨位、金具零件之间的尺寸配合、方向等都要选择正确，检查无误。

绝缘子串与杆塔联结方式直接关系着线路的安全运行，因此在选择联结方式时应注意以下几点：①经济合理；②结构简单，便于施工检修；③联结可靠，应使用螺栓联结，并应加锁止装置。联结零件间应避免点接触，以减少零件的应力集中；④应保证绝缘子串在顺线路方向和垂直线路方向均能转动灵活；⑤应具有足够的机械强度。

防止或减弱震动的措施：①在条件允许的情况下，设计线路时避开或减少容易激起震动的客观因素（不易实现）；②利用线路设备本身阻尼电线震动（如改善线夹出口处的耐震性能；降低导线的静态应力）；③在线路上加装防振装置以吸收或减弱震动能量。

（三）10kV线路的杆塔和基础部分

杆塔设计：杆塔外形主要取决于线路回数、地形、地质情况及使用条件等。

杆塔设计条件：各类杆塔均应按线路的正常情况、事故情况和安装情况承受的荷重计算。

各类杆塔的正常情况按下列气象条件计算杆塔的设计荷重：①导线未断，无覆冰，但有设计最大风速；②导线未断，但有覆冰及相应的风速；③如果档距小于临界档距时，耐张、转角及终端杆塔还应按最低气温、无冰、无风进行计算。

各类杆塔事故情况的气象条件为：①覆冰厚度小于或等于10毫米地区，按无冰、无风、最低气温月的最低平均气温计算；②覆冰厚度大于10毫米地区，除按上述条件外，还应按有冰，无风，气温-5℃计算，但覆冰荷重至少为计算覆冰荷重的一半。各类杆塔设计考虑杆塔组立及线路安装情况的气象条件；③杆塔设计档距，决定杆塔的荷载及其结构尺寸主要有：水平档距、垂直档距、代表档距、断线档距。

路线设计原则篇4

【关键词】平地居民密集区；110KV架空送电线路；研究分析

送电线路作为电力行业的一种基础设施，不但关系到社会生产的正常用电，而且还关系到沿线居民的生命财产安全，因此认真分析平地居民密集区高压送电线路的设计施工十分必要。

1 平地居民密集区110KV送线电路设计分析的必要性

之所以对平地居民密集区的高压送电线路的设计施工进行分析，是由高压送电线路设计分析工作本身以及平地居民密集区特点所决定的。

第一，高压输送线路设计工作特点。送电线路是影响电力系统正常运行关键所在，同时对保护社会生产用电安全也十分重要。众所周知，电力输送长度越长，线路损耗就越大，因此在保证线路基本功能的同时还要缩短输电距离，减少送电成本。由此看出，对送电线路进行科学合理的规划是十分必要的。

第二，平地居民密集区的特点。平地居民密集区的主要特点是居民区内居民数量要远高于其他区域，密集的居民分布会导致区域内基础设施规划十分复杂，并且空闲空间很少，从而留给线路施工的空间就很少。所以，我们有必要对平地居民密集区的高压送电线路进行设计分析。

2 高压送电线路的设计原则

第一，安全原则。这里所指的安全不单是指线路施工时的安全而且还包括线路使用过程中的安全。因为一旦高压线路在使用过程中出现安全事故，就有可能严重威胁到线路周围居民的生命财产安全，所以安全原则是线路设计需要遵循的首要原则。

第二，结构优化原则。硬件是高压电力线路的重要构成要素，硬件结构的优化不但关系到线路输送能力的高低，而且在应对自然灾害以及气候变化等方面都发挥着重要作用。

第三，系统监测原则。电力线路的维护管理一直都是电力企业管理工作的难点，为减少维护人员劳动强度，提高维护工作效率，在线路设计时需要考虑到在线监测。在线监测可以对气象、防盗、工况等进行实时监控，从而确保送电线路的持续稳定工作。

第四，防雷保护原则。电力塔一般都很高，在夏季多雷期很容易遭受雷击，不但会造成电力系统的停运，而且还会给周围居民的生命财产安全造成巨大威胁。因此，在进行高压线路设计时还要考虑到防雷保护原则。

3 平地居民密集区110KV送电线路设计

3.1 110KV送电线路设计内容

第一，线路导线选择。选择合适的导线是送电线路设计的重要工作，一般来说高压电线路对导线有很严格的要求。首先，导线必须具备很高的负荷能力；其次，导线还要具备一定的抗电磁干扰能力并且线路损耗小。另外，导线的使用寿命以及安全性能也包括在设计工作内容之内。

第二，绝缘接地设计。为保证线路的安全，电力企业还需要对线路进行绝缘设计。设计师应该结合线路应用要求在电塔上设置合适数量的绝缘子。另外，电力企业还要对线路进行接地处理，并针对施工地区实际情况选择合适的接地方式。

3.2 平地居民密集区110KV送电线路设计的影响因素以及应对措施

平地居民密集区影响送电线路设计的因素有很多，但是总体上可以将这些因素分为房屋因素、道路因素以及自然因素。

第一，房屋因素。平地居民密集区房屋密集给高压送电线路的设计施工带来了不小难度。一般情况下，线路施工应该尽量避免跨房屋，再加上在密集区留给线路铺设施工的空间很小，因此设计师要针对这些问题采取一定的应对措施。

在居民区建设高压电塔时，应该尽量避开对居民生活影响较大的区域，并且要减少土方的开挖，尽量使用混凝土灌注桩或者钢管灌注桩。另外，如果必须要进行基坑开挖，施工企业务必要做好基坑支护工作，以免对周围房屋产生不良影响。

第二，道路因素。居民密集区的道路大多纵横交错、转弯较多，按照传统的沿着道路铺设线路的方式便不再合适，因此在密集居民区设置线路时难免要存在交叉跨越。此时，一旦线路设置不合理就会造成严重的生产事故甚至是安全事故。

首先，高压线路还是要尽量沿着道路进行设置，在施工时要验证道路是否符合相关工程建设标准，以免开挖作业对道路造成破坏。其次，为减少线路施工对交通的影响，线路设置施工要尽量避开交通高峰期。最后，如果出现线路交叉重叠，施工方务必要使线路符合相关的交叉重叠规范，减少线路之间的相互影响。

第三，自然因素。自然因素不但会对线路的工作使用产生影响，而且还会对线路设置施工产生很大影响。恶劣自然灾害会影响线路施工进度以及加速线路的损坏。

首先，在施工前施工企业要结合施工地区以往的气象资料，并且要对当地居民进行走访，了解该地的天气变化规律，从而制定合适的施工方案，保证工程按时完工。其次，设计人员在设计时要考虑到该地常见的自然灾害，例如居民密集区风速大，冬天冻土较浅等自然特点选择合适的工艺方法和材料，从而保证线路的使用寿命。

4 结语

平地居民密集区110KV送电线路的设计工作是线路设置工程的重要构成要素，现阶段对平地居民密集区高压送电线路的设计还不成熟，还存在一些问题。本文首先对研究平地居民密集区高压线路设计工作的必要性进行了简单分析，然后对高压线路设计原则进行详细探讨，最后结合影响设计施工的因素提出了几点做好送电线路设计具体措施。

参考文献：

[1]贺忠义，左世颜，苏良智.平地居民密集区110KV架空送电线路设计分析[J].电源技术应用，2013（2）.

[2]赵聪.浅谈110KV输电线路设计[J].城市建设理论研究（电子版），2013（24）.

路线设计原则篇5

关键词：绘制原理图；PCB设计；方法

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）17-0251-02

一、导言

随着电子产业的不断发展，用Protel软件设计电路和PCB成为电子专业学生必备的技能之一。Protel99SE功能强大，能进行原理图绘制、电路仿真、PCB设计、PLD设计、各类报表等工作。本文将以FM收音机电路设计为例，讲述Protel 99SE在PCB设计中的应用。

1.电路原理图设计的一般步骤[1]。电路原理图设计通常有以下六个步骤，即启动Protel99SE原理图编辑器、设置图纸大小和版面、放置元器件、对放置的元器件布局布线、对布局布线进行调整、保存文档并打印输出。

2.PCB的设计步骤。印制电路板图（PCB）的设计由七个步骤构成，即绘制电路原理图、创建PCB文档、规划电路板、装元器件封装库及网络表、元器件的布局、布线、文档保存与输出。

二、印制电路板设计实例――FM收音机电路设计

1.FM收音机原理图设计。原理图设计是PCB设计的基础，原理图的正确是电路板布局布线的前提。①创建原理图设计文件，在Protel 99SE主菜单栏File菜单中选择子菜单New，在“New Design Database”对话框中设置数据库的名称“FM收音机电路设计.ddb”和保存路径，完成创建。在新建数据库中单击主菜栏File中的New…，选择“Schematic Document”图标，生成一个原理图设计文件，命名为“FM收音机.Sch”。②设置图样参数，FM收音机电路图采用A4号图纸。单击主菜单栏的Design菜单，在弹出下拉菜单中选择Option…选项，将默认的图样幅面“B”改为“A4”。③放置元器件，在Libraries选项中选择所需的元器件库，并选定元器件，双击元器件名，然后单击鼠标左键放置元器件，可以多次放置。值得注意的是，在FM收音机电路设计中，现有的库中不提供SC1088，需要自己制作该元器件。④放置连线和节点，然后在连线工具栏中单击按钮，在连线的起点处单击鼠标左键，拖动鼠标至另一元器件的引脚，再次单击鼠标左键，完成此连线的绘制。如果连线相交，则需要添加节点，单击连线工具栏中的按钮，在需要添加节点的位置单击鼠标左键，完成节点的设置[2]。⑤放置电源和接地符号，放置电源和接地符号有两种方式，即通过菜单Place＼＼Power Port，或者使用连线工具栏（Wiring Tools）中的按钮。⑥编辑元器件属性，根据电路原理图的需要，设置元器件名称、封装和参数等相关属性。完成以上步骤，原理图绘制完毕，如图1所示。⑦保存文件，绘制完毕后，执行菜单命令File＼＼Save，保存文件。

2.检查原理图电气规则。使用Protel 99 SE的电气规则，即执行菜单命令Tool/ ERC，进行电气规则检查。发现错误，根据错误信息改正。

3.创建网络表。网络表是电路原理图和PCB之间的桥梁。执行菜单命令Design/ Create Netlist，生成与原理图同名的文件，其扩展名为“.NET”。

4.印刷电路板的设计。①进入印刷电路板设计界面，执行菜单File/New命令，选择PCB Document图标，新建PCB设计文档，命名为“FM收音机.PCB”。②规划电路板，在“FM收音机.PCB”工作界面中选取KeepOut Layer，执行Track命令，绘制FM收音机电路的边框，其形状为矩形，大小为80mmΧ60mm。③设置设计规则的相关参数，执行菜单命令Design/Rules，选择Routing按钮。在Rules Classes中根据电路板设计要求设置参数[3]。“FM收音机电路”PCB板的设计要求如下：信号层为Top Layer和Bottom Layer，无电源层。顶层布线形态为“Horizontal”，底层布线形态为“Vertical”；过孔（Via）设置为穿透式过孔；元件安装方式为贴片式（SMT），可以双面布局；布线宽度（Width）设置为8～12mil，推荐宽度为10mil；过孔、布线安全间距（Clearance）采用默认设置；增加+3V、GND网络设置，将布线宽度设置为20～100mil；推荐宽度为40mil。④加载元件封装库，执行菜单命令Design/Add/Remove Library，在弹出的对话框中选取对应的元件封装库。如果有自制的封装，也要将封装所在的库添加到库中。⑤装载网络表，执行菜单Design/Load Nets…命令，选择“FM收音机.Net”文件。如果显示无错误，单击Execute按钮完成网络表的装载。⑥元器件布局，Protel 99SE支持自动布局和手动布局。执行菜单命令Tools/Auto Placement/Auto Placer 可以自动布局。FM收音机布局如图2所示。⑦自动布线，执行菜单命令Auto Routing/All，并在弹出的窗口中单击Route all 按钮，开如对PCB进行自动布线。FM收音机电路板布线图如图3所示。⑧手工调整，自动布线结束后，可能存在一些令人不满意的地方。运用手工调整，将PCB设计得更完美。⑨打印输出PCB，执行菜单命令File/Print/Preview，生成“FM收音机.PPC”。然后执行菜单命令File/print，打印出PCB图。

三、结语

随着电子产品的新发展，印制电路板的设计会日趋复杂。运用Protel设计电路在提高原理图和PCB设计效率的同时，其强大的规则设置也保证了电子产品的可靠性。

参考文献：

[1]张辉.Protel 99SE项目式教程[M].成都：西南交通大学出版社，2014.

[2]吉雷.Protel 99从入门到精通[M].西安电子科技大学出版社，2000.

路线设计原则篇6

关键词 楼宇；变电所；设计；要点分析

中图分类号 TM63 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）092-0094-02

在楼宇变电所设计中，涉及到的环节比较多，究其设计要点，主要应该做好以下六个部分的设计工作。这六个部分是楼宇变电所设计的关键，以下我们进行重点分析和叙述：

1 楼宇变电所设计的负荷计算

在楼宇变电所设计中，负荷计算是重要的一环，只有清楚了整个变电所的负荷情况，才能为下一步的变压器选择、电气干线设计及短路设计提供基本依据。只有负荷计算数据准确了，才能保证楼宇变电所的设计实现经济性。由此可见，楼宇变电所的负荷计算是整个变电所设计的基础，必须作为设计的第一部分来

完成。

楼宇变电所设计的负荷计算主要是对变压器进行计算，在计算的过程中，要包括与变压器相关的电梯部分、正压风机部分、消防干线部分、电力专用部分。我们以普通2单元10层住宅为例，其计算结果为：

2 楼宇变电所设计中变压器的选择要点

在楼宇变电所中，变压器作为主要的部件，主要负责在电力传输过程中改变电压，便于电力传输。从作用上来看，变压器更像是一个中间的转换机构，起到了连接电网和用户传输线路的作用。变压器的主要工作原理是电磁感应原理，目的是使电压和电流能够静止转换和传输。

对于楼宇变电所而言，要想实现正常的供配电功能，变压器的选择是关键。选择变压器的时候，首先要正确选择变压器的容量，如果变压器的选择小，会造成在实际的供配电过程中，变压器的负荷过大，不但无法满足使用要求，还会造成一定安全隐患，最终结果使变压器损坏。如果变压器的选择大，将会造成变压器冗余的能量太大，存在未充分使用的现象，不但浪费了变压器资源，也会增加变压器的投资，所以，我们在变压器的选择上，要注意对其容量进行准确的选择。通常我们会将变压器的负载控制在40%-70%之间。

选择好容量之后，我们就要根据楼宇变电所的整体用电量确定变压器的数量。通常变压器应准备一台作为应急使用，其余为正常运行。按负荷的等级和大小来说，对于带一、二级负荷的变电所，当一、二级负荷较多时，应选两台或两台以上变压器，如只有少量的一、二级负荷并能从相邻的变电所取得低压备用电源，可以只采用一台变压器。

3 楼宇变电所电气干线的设计原则

楼宇变电所的电气干线主要是指电气主接线，在这部分的设计过程中，一定要明确其设计原则，必须做到电气干线能够满足使用要求，必须做到电气干线的容量满足日后扩容的要求，并留有一定余量。电气干线主要是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，故又称为一次接线或电气主系统。其设计原则主要体现在以下几个方面：

3.1 电气干线的可靠性原则

电气干线的可靠性原则主要是指电气干线要保证楼宇变电所的供电稳定可靠，不能发生临时停电或者供电故障等情况，要最大程度的保证供电传输的可靠性。

3.2 电气干线的灵活性原则

电气干线的灵活性原则主要是指在接线的过程中，要保持一定的灵活性，要便于日后的检测、检查和维修，在保证安全的前提下，适当的留出干线接口，便于日后操作。

3.3 电气干线的经济性原则

电气干线的经济性原则主要是指在电气干线的设计过程中，要注意在实现功能性的同时有效降低投资，使电气干线的总成本有所降低，并保证电气干线的能量损失维持在最小的范围内。

4 楼宇变电所短路设计与计算

对于楼宇变电所的供电系统而言，主要分为三种运行状态：正常运行状态、故障状态、短路状态，其中短路状态造成的后果最严重，如果在设计中不进行短路设计和计算，将会楼宇变电所因为短路而导致设备瘫痪，影响整个楼的供电情况，所以，对楼宇变电所进行短路设计与计算是十分必要的。以下为楼宇变电所短路设计与计算的全过程。

4.1 确定短路点，绘制短路计算电路图

4.2 进行短路计算

计算短路前给定电力系统馈线出口短路器2QF为2N12-10I型。计算方法采用比较简洁常用的标幺值计算。确定基准值取Sd=100MVA，Ud1=UNav1=10.5 kV，Ud2=UNav2=0.4 kV，而

5 楼宇变电所设计中电气设备的选择与校验

在楼宇变电所设计中，电气设备主要分为高压断路器、高压负荷开关、高压隔离开关、高压熔断器、电流互感器、电压互感器、母线、电缆。主要的校验项目包括（见表1）。

6 楼宇变电所中继电保护和防雷保护设计

在楼宇变电所设计中，需要增加继电保护和防雷保护的设计，楼宇变电所的继电保护主要是指利用继电保护装置，对变电所的运行进行安全防护，保证供电质量，并有效防止事故，在事故发生时能够提供最大程度的保护。因此，楼宇变电所中继电保护设计非常重要。除了要设计继电保护之外，还要设计防雷保护。因为楼宇属于高层建筑，必须要考虑防雷击的因素。对于变电所而言，雷击的危害较严重，我们必须要高度重视。

在设计继电保护的时候，我们要满足灵敏性、速动性、可靠性的要求，保证继电保护在第一时间感知供电系统的异常，并能及时调整电压，保证系统可靠运行，避免发生故障损失。

在设计防雷保护的时候，主要包括对直击雷的保护和对沿电力线路入侵的雷电侵入波保护。实际运行表明，对于变配电所防直击雷的保护避雷针和避雷器是很有效的，雷电波入侵则必须装设阀型避雷器保护，防雷保护涉及应认真调查地质地貌气象环境等条件和雷电的活动规律，以及被保护物的特点等，因地制宜地采取防雷保护措施，做到安全可靠、技术先进、经济合理等。

参考文献

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[2]陈化钢.电气设备及其运[J].合肥：合肥工业大学出版社，2004.

[3]贺家李等.电力系统继电保护原[J].北京：中国电力出版社，2004.

[4]朱献清.物业供用电[J].北京：机械工业出版社，2003.

[5]尹克宁.变压器设计原理[J].北京：中国电力出版社，2003.

路线设计原则篇7

关键词:线形;公路美学;视觉

文章编号:1009－6477(2016)02－0143－06 中图分类号:U412．36 文献标识码:A

在我国古代，人们将“以用为美、以无害为美、以仁为美”为核心价值的和谐美作为审美观念，这种观念自始至终影响着人们并逐渐根植心底。随着现代社会的发展和物质条件的极大改善，人们对精神层面的要求和追求也越来越高。对于公路而言，人们不再仅仅满足于其交通运输的功能，而是上升到提高公路的美学价值，注重行车舒适性、安全性，且与环境和谐相融的层面。公路设计者们也力图在设计中实践美学价值，不仅创造一个优美的行车环境，而且还为周边景观环境涂抹上一笔亮丽的色彩。2015年，在重庆市举办的“发现重庆之美•重庆桥梁科技科普展暨首届重庆最美桥梁评选”活动中，被网友和摄友称为“重庆本土牛背山”的周家山大桥被列入20座候选桥梁名单。作为渝北草坪至统景2级公路(简称草统公路)上的一座桥梁，周家山大桥能与大江大河上其他雄伟桥梁一并候选，足见人们对其美学价值的认可。另外，草统公路也被本土媒体誉为“重庆最美的8条乡村公路”之一，因此，本文将以草统公路为切入点，分析其设计中的美学实践。

1项目概况

根据《重庆市渝北区城镇体系规划》，渝北区将在2020年建设成为经济高效持续发展、社会稳定进步、生态环境优美、人民生活富裕，富有历史文化和山水园林特色的现代化区域性中心城市。统景是重庆市著名的温泉度假区和渝北区旅游业发展的重点，也是区域公路布局的重点。草统公路为重庆市渝北区“五纵五横“路网的组成部分，它的建成将完善渝北区的路网结构，不仅可使渝北区的交通条件得到长足发展，为城市的腾飞创造有力的基础条件，而且还将有利于开发该地区丰富的旅游资源，促进当地经济发展。

1．1项目功能定位

渝北区城镇规划确定了草统公路以完善路网和开发地区旅游资源为主的功能定位，故其设计目标并非仅仅是具有交通功能的2级公路，还应是一条将人们从景区逐渐引向景区核心，且其自身也将成为景观重要组成部分的旅游公路。

1．2技术标准采用

在草统公路工程可行性研究阶段，全线被确定为设计车速60km/h的2级公路，后经现场勘查及对起点段地形进行分析，发现起点段临近G210渝邻高速公路草坪立交收费站进出口，实际车速较低;该段地形条件较为复杂，路线基本上沿沟谷山体坡面布设，受路线走向、起点高程及周家山大桥桥头高程的控制，该段平均纵坡达5．43%(路段长1140m)。若采用较高的设计标准，势必造成高填深挖，不利于环境保护和视觉景观。经论证，认为可分段灵活采用不同的设计标准符合实际运行车速。因此，确定该段采用40km/h的行车速度，起点段最小平曲线半径为90m，最大纵坡采用7%，其他段落则按照60km/h的标准进行设计。

2公路设计中的美学原则

2．1国内外公路美学研究

国外关于公路美学的相关研究已经开展50多年。美国1977年出版的《实用公路美学》比较全面地总结了公路美学的成果。德国的汉斯•洛伦茨在其《公路线形与环境设计》中，从道路视觉角度研究了公路美学。此外，苏联的《公路美学》《公路景观规范》以及日本、苏联分别出版的《直观图在公路设计中的应用》等书籍均在视觉原理的基础上研究了线形美学。从20世纪80年代开始，国内众多学者和公路设计人员在国外相关研究的基础上，从视觉及动视觉原理角度进行了公路美学研究，如张阳的《公路景观学》、熊广忠的《公路美学概论》、刘朝晖及张映雪主编的《公路线形与环境设计》、邓卫东等撰写的《公路景观规划与营造》。随着经济的发展，国家和公众对自然环境的保护和对公路美化的要求越来越高，不仅在设计规范内纳入了涉及公路美学的相关条文，而且新的设计理念也更加重视环境景观选线［1］。

2．2公路美学原则

国内外公路美学的相关研究指出，优美的公路外观主要取决于路线与地形的适应程度以及平、纵面几何线形的配合情况，所以从根本上说，公路美学主要牵涉2方面的问题，即路线内部协调和路线与外部协调(与环境协调)。围绕这2方面的协调关系衍生出了公路设计中如下几个主要美学原则。1)线路要有优美的三维空间外观，要求线形流畅不别扭，并强调动态过程中线形的连续性。2)路线要适应地形，缩小公路及其结构物的视觉规模，使公路与周边环境融为一体。3)充分利用沿线及周围风景资源，视野要具有多样统一性，避免单调与杂乱。4)与环境协调，保护和利用现有环境，注意消隐或修饰施工痕迹，无需刻意雕琢，尽量采用绿化适当恢复其自然外观。

3项目设计中的公路美学运用与实践

3．1草统路自然地理条件及景观特点

草统公路沿线属亚热带季风性湿润气候区，大陆性季风气候显著，气候温暖潮湿，具有春旱夏长、冬季多雾等自然特点。整个区域呈现由华蓥山脉、铜锣山脉、明月山脉的3条西北－东南条状山脉与宽谷丘陵交互组成的平行岭谷景观，春夏季满目翠绿与红火，秋冬时则云海起伏，如梦如幻。在风景优美的山区，如何设计出优美、视觉连续的公路线路，如何将平行岭谷景观、春夏与秋冬的不同气象景观纳入公路设计，既保护环境又与之协调，合理运用公路美学设计原则并从公路使用者视觉角度进行设计至关重要。

3．2公路线形的自身协调

3．2．1基于视觉角度的线形美学线形美学主要目的就是使公路自身的要素相互协调。直线是公路设计中最常用的线形之一，其方向明确，视野开阔，除了提供最短的路径外，还能提供一个有力的视轴，把视线引向一定距离的美景，增强道路画面的美感。因此，有研究者提出，在设计一条新的公路时，为了使驾驶者在穿越风景区时感兴趣，要有计划地提供一系列直线视轴。但是，直线由于其均匀性不可避免会带给驾乘人员单调感和疲劳感，以至产生危险。如果没有安全感，不管公路多么优美，都不可能被认为在美学上是满意的［2］。在山区公路设计中，曲线却能更好地适应地形，并可减少工程量，且视线富于变化。但曲线较直线增长了绕行距离，过大或者过小的转角均会给驾驶者带来错觉，过于频繁的方向改变会让路线变得零碎，给行车安全带来隐患。因此，合理利用直线与曲线的组合设计，遵循“宜直则直，宜曲则曲，曲直相宜”的原则不仅可塑造顺适、连续、优美的道路线形，还能给道路使用者带来良好的视觉感受。3．2．2从视觉角度进行路线设计由于草统公路后半段以隧道为主，所以其起点至周家山大桥段是整个草统公路中风景展示的路段。设计初期，在仔细分析该段地形及不同季节气候特点的基础上，根据沿等高线布设路线最易与周围景观协调的美学原则［3］，路线设计更多地从用路者视觉角度出发，顺应自然地形的走势，利用正对平行岭谷风景的景观视轴进行布线，将该区域广阔美景尽收眼底［4］。平面设计时，避免了反向曲线间的短直线、断背曲线、小偏角(草统公路路线最小偏角不小于10°)及任意取直。为减少对山体的开挖，以及对周家山大桥桥头农田占用和农家房屋的征拆，同时为避免直线的单调感，在周家山大桥草坪乡岸桥头引入顺应山区地形的连续曲线，相邻曲线半径R及缓和曲线参数A的比值均不超过1．2，R/3≤A≤R;缓和曲线与圆曲线长度比例为1∶1∶1，参数均衡连续，线形流动顺畅，如图1所示。纵面设计时，均采用大于从视觉要求的竖曲线最小半径而非规范要求的最小取值，避免产生短小竖曲线带来暗凹和驼峰的视觉中断。路线规范及视觉要求的最小竖曲线取值见表1、表2。横断面设计时，采用了可跨越的盖板边沟，不仅可拓宽横向视觉，消除驾驶者的紧张压迫感并增强其安全感，而且还让人能够心情舒畅、放松地欣赏沿途美景。尽管受多种因素的制约，山区公路不可能达到实现平纵曲线一一对应的理想状态，但是草统公路设计时采用平纵曲线顶点错开不超过平曲线长度1/4的设计原则，并避免竖曲线与缓和曲线的组合，道路平纵组合设计良好，建成后的公路视觉舒适连续，如图2所示。路面采用沥青混凝土结构，色泽清晰与划线有较好的色差，不仅可使路缘带整齐美观，而且还十分显著地强调了路线的走向，显示了良好的视觉诱导［5］。公路建成的直线及曲线景观如图3所示。由于草统公路路线各设计参数间良好的协调性减少了对环境的破坏，让周家山大桥桥位平纵线形更加流动柔美，不至于让桥梁在整体景观中显得突兀和僵硬。同时，在桥梁引道上利用平面曲线为用路者提供了理想的侧向景观，用路者从桥梁两端曲线部分可以透视其侧面，看到桥梁优美、简洁的造型与绚丽的美景。草统公路起点至周家山大桥段路线平面如图4所示。草统公路设计时，考虑利用沟谷间顺适连续的曲线将人们逐渐带入佳境，并利用强有力的直线视轴带给人们震撼的视觉景观，给公路使用者和路外观景者带来了“雾来，蓬莱仙山云海间;雾去，日出江花红胜火”水墨山水画般美妙的视觉享受，如图5、图6所示。

3．3公路与环境的协调

公路与环境的协调主要体现在2方面:一是用路者在公路上行驶时，视野中有优美的线形和其与优美环境结合的印象(内部协调性);二是公路融入环境并成为风景的一部分(外部协调性)。其中，内部的协调性前文已经阐述。对于外部协调性而言，最为重要的首先是适应地形;其次道路不应支配环境，而是应与景色混成一体并与之协调，充分发现和挖掘沿线景观［6］。3．3．1发现并利用景观的路线设计［7］草统公路设计初期，提出了如图7所示的K线和A线2种路线方案。K线方案:即起点接草坪立交收费站后，随地形走势布线1．4km后，沿垂直平行岭谷方向设置周家山大桥跨越沟谷。A线方案:即鉴于起点段高差较大，为延长路线并降低纵坡，利用平行山岭及沟谷地形迂回展线。本文从环境保护、桥隧规模、视觉规模、景观效果、速度与视野的关系等方面对2种方案进行了比较，见表3。其中，速度与视野关系见表4。经对上述2种方案进行综合比选后，确定采用能充分利用风景并沿景观视轴布设的K线方案，建成后的公路实景效果对其也予以了印证。3．3．2缩减视觉规模的设计措施公路与环境的协调性主要是一个视觉和比例问题。在草统公路路线、防护、结构物及绿化等方面的设计中，还采取了缩减视觉规模、加强公路与环境协调的措施:1)由于曲线路段前方视野受限，相比直线段开阔的视觉规模要小，能与环境很好地协调，故草统公路设计时，除隧道及大桥段主要采用直线外，其余段落主要采用曲线进行路线布设，建成后的直线及曲线段道路与周围环境协调性好，如图3所示。2)路基防护设计时，采用化高为低、化大为小的方法将边坡大体量的防护支挡结构高度降低，并利用支挡结构收缩填方坡脚，缩小公路视觉规模，如图8、图9所示。3)桥梁主跨采用由梁和桥墩刚接构成的刚构桥，其可使桥梁断面减小，从而在缩小视觉规模的同时，更显既有力度又简练挺拔的轻。4)在支挡结构顶部设置绿化平台，因为随着时间推移，平台内的绿化植物与原边坡植被将混为一体，从而可有效地缩小公路视觉规模，消除施工痕迹。3．3．3与环境和谐融合的桥位及桥型设计特别值得一提的是，在周家山大桥桥位拟定时，既考虑了充分利用山势布设，刻意避开临近的农家小院和沟间梯田，又不远离其所在。桥型方案采用了简洁、线条流畅的连续刚构(主跨)+先简支后连续T梁(引桥)，巧妙地构建了“桥•流水•人家”的诗意画面，如图10所示。图10中展示出结构的刚图8低矮的护面墙及墙顶绿化图9设置挡土墙以收缩填方坡脚度和线形的柔美，群山的雄伟和云海的多姿变幻，2种刚柔和谐相融，多样又统一。跨越沟谷的桥与跨越云海的桥亦真亦幻，相得益彰，如图11所示。周家山大桥桥梁结构虽然普通，但既不失自我，又不主导整体景观，与周围自然环境和谐地融为一体，是整条草统公路的点睛之笔，不仅为前往景区的广大群众和摄影爱好者提供了一条快捷的交通通道，而且还开发了风景，提供了一处欣赏美景、享受生活的去处。

4结束语

公路设计中的美学原则很多，每条公路都有其唯一性和自身特点，设计时无法一一加以实践和运用。目前，一些公路美学原则已纳入设计规范中，一些还在研究探索之中。如何在公路设计中更好地运用美学原则，除需更深入理解设计规范中的相关美学或视觉原理外，还需设计者提高自身的美学修养，并不断总结完善。在路线及总体设计初期设计者就应与景观专业人员进行有效沟通，对沿线地形、气候及风景特点进行分析研究，并有意识地运用设计中的美学原则来充分挖掘和利用沿线风景，而非公路土建设计之后再通过专门的景观设计加以弥补和完善，以使公路设计真正成为一个创作过程，从而为公众奉献出具有“功能美”“形式美”且与环境和谐的设计产品，创造良好的社会效益。

参考文献

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［2］美国土木工程师协会．实用公路美学(美国)［M］．北京:人民交通出版社，1981．

［3］刘朝晖，张映雪．公路线形与环境设计［M］．北京:人民交通出版社，2003．

［4］张阳．公路景观学［M］．北京:中国建材工业出版社，2004．

［5］熊广忠．公路美学概论［M］．北京:人民交通出版社，2014．

［6］邓卫东．公路景观规划与营造［M］．北京:人民出版社，2011．

［7］张祖才．公路美学设计的讨论［J］．中国公路学报，1989(4):9－17．

［8］潘兵宏，赵一飞，梁孝忠．动视觉原理在公路线形设计中的应用［J］．长安大学学报(自然科学版)，2004(6):20－24．

路线设计原则篇8

【关键词】基准源；Altium Designer；电路设计

随着电子技术的飞速发展及印制电路板加工工艺的不断提高，印制电路板的设计和制作的要求也越来越高。Altium Designer凭借其使用方便且功能强大等特点成为电子企业广泛使用的制作印制电路板的软件之一。本文根据基准源电路的实例通过Altium Designer软件对设计电路板时的常见问题和技巧进行了总结。

1 基准源原理框图

2 项目文件的建立

2.1 原理图文件的建立

1）新建jizhunyuan.PrjPcb项目，再新建原理图jizhunyuan.SchDoc文件，文件命名中英文皆可。

2）放置元器件。放置元器件后先修改参数，主要包括修改元件编号和封装[1]。修改技巧如下。

技巧一：相同元件可以先全部放完，再批量修改参数。快捷批量修改属性可通过“Find Similar Objects…”进行修改。

技巧二：相同元件可以自动编号，编号顺序可以从上到下，也可以从左到右等，可以按照自己的习惯进行任意顺序的编号。

3）绘置库元件[2-3]。当默认的元件库中不包括所需绘制的元件时，可分以下三种情况进行绘制。

情况一：根据实物的外形和管脚的分配进行绘制。

情况二：在元件库中找相似的元件符号进行编辑。

情况三：直接替代。直接替代的话注意编辑封装时，封装的引脚顺序必须和实物完全一致，否则实际焊接时会出现错误。例如元件库中没有MAX232芯片，只有排针Header 8×2，可以用该排针直接进行替代，但是封装须编辑为MAX232芯片的实际封装。

在绘制库元件时还有些注意事项。

事项一：在绘制库文件时，要在十字架的中心处绘制元件的图形边框和放置管脚，否则将无法准确地在原理图中对绘制好的库元件进行移动。

事项二：在放置元件引脚时，带电气特征的引脚一端向外（将视图放大后，引脚两端中有四个白点的一端具有电气特性，方向必须朝外），否则当元件调入原理图中时会连不上线。

事项三：元件管脚的注释（“Display Name”）最好与实际管脚的功能一致或接近，以增强原理图的可读性。

事项四：如果库中元件有相似的元件，只需对元件的引脚进行编辑，可先放置库中已有的元件后，双击元件将“Lock Pins”选项的勾去掉以解锁引脚，编辑完后再对引脚“Lock Pins”选项进行勾选，这样能更加快捷地绘制出元件符号。

4）布局连线

布局需按照电路的功能进行合理的分区，如电源区、模拟电路区、数字电路区等，这样便于检查连线是否正确。各个分区间通过网络标号进行连接，以便于绘制、检查、修改，同时也增强了原理图的可读性和美观性。本文设计的基准源原理图如图2所示。

2.2 PCB文件的建立

1）在项目文件jizhunyuan.PriPcb中新建PCB文档。

2）在原理图编辑器下，检查每个元件的封装是否正确。有两个方面需要特别注意。

方面一：封装的尺寸必须和实物的尺寸完全一致，否则实际焊接时会出现焊接不上的现象。

方面二：元件封装的引脚序号必须与元件在原理图中的引脚序号一样，否则就会出现加载网络表后在PCB板中元件没有连接的现象。例如电阻在原理图中元件的引脚序号为1和2，而在其对应的封装中引脚序号为A和K，则必须将引脚序号更改为一致（如都为1和2）。

3）制作封装库[4]。默认封装库中没有所需的封装时，可根据以下两种情况进行制作。

情况一：精确测量实物实际尺寸进行封装的绘制。

情况二：精确测量实物实际尺寸在已有的封装库中对相似的封装进行编辑。

同时，制作封装时放置的焊盘其中心孔要比器件引线直径稍微大些，这样方便焊接。当然，焊盘也不宜太大，太大易形成虚焊。

4）将原理图jizhunyuan.SchDoc导入到PCB板中。

5）元器件布局

布局时要将电路板合理分区，通常分为电源区、模拟电路区、数字电路区、功率驱动区、用户接口区等，这样能够减小导线的长度，也能降低布线的复杂度。各个区按各自的电气特性放置元件，不可交叉放置元件，否则会出现导线的相互交叉，不容易实现良好的布线。

6）布线规则参数设置[5]。布线规则参数设置主要包括设置安全距离，线宽，布线层等。参数的设置有以下技巧。

技巧一：地线应尽量宽，且最好大面积敷铜，这能在很大程度上改善接地点问题。

技巧二：根据印制线路板中电流的大小来设计电源线的宽度。尽量加粗电源线宽度，以减少环路电阻。

技巧三：通常情况下，信号线宽度设为10mil-15mil（常取12mil），电源和地线宽度设为30mil-50mil（常取40mil）。

7）布线。布线具有若干规则。

规则一：石英晶体振荡器下要大面积覆铜，不应穿过其它信号线，这样才可以使石英晶体振荡器产生稳定的振荡。

规则二：电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线，以减少干扰。

规则三：地线、电源线的走向和数据传递的方向应一致，这样有助于抗噪声能力的增强。

规则四：大面积铜箔应尽量避免，否则，在长时间受热后易出现铜箔膨胀和脱落现象。必须用大面积铜箔时，最好采用栅格状，这样有利于铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体的排出。

规则五：双层板布线时两面的导线宜相互交叉，以减小寄生耦合[6]。

8）DRC检查。布线设计完成后进行DRC检查，同时确认所制定的规则是否满足实际生产印制板的需求。

3 结论

本设计应用Altium Designer绘图软件完成了基于触摸技术的多功能基准源设计原理图绘制，以及总结了使用该软件设计印刷电路板过程中的注意事项，极大地提高了设计的效率。当然，正确把握设计规则，熟练运用技巧，才能快速地设计出所需的电路板。

【参考文献】

[1]闫胜利.Altium Designer实用宝典：原理图与PCB设计[M].北京：电子工业出版社，2007：78-80.

[2]谷树忠，刘文洲.Altium Designer教程：原理图、PCB设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2010：84-88.

[3]江思敏，胡烨.Altium Designer原理图与PCB设计教程[M].北京：机械工业出版社，2009：57-59.

[4]韩国栋，赵月飞，娄建安.Altium Designer Winter09电路设计入门与提高[M].北京：化学工业出版社，2010：104-110.

[5]周润景，张丽敏，王伟.Altium Designer原理图与PCB设计[M].北京：电子工业出版社，2009：123-126.