公务员期刊网 精选范文 电路的设计原理范文

电路的设计原理精选(九篇)

电路的设计原理

第1篇:电路的设计原理范文

关键词: 高职高专《Protel电路设计》教学 主要问题 教学改革措施

1.引言

随着科学技术的发展,特别是近些年来现代电子技术的飞跃发展,目前仪器仪表的设计与开发已广泛采用了大规模、超大规模的集成电路。因此,印制电路板变得日趋精密且复杂,传统的手工设计和制作PCB的方法已难以适应现代化大生产的需要。为了解决这一问题,各种电路设计辅助软件应运而生,如Protel、Powerpcb、Allegro等。Protel进入我国比较早,使用方便、易学、实用,因此在国内电子设计行业中得到广泛应用。为了便于电子相关专业的学生从事电子线路设计工作,许多高校开设了《Protel电路设计》这门课程。但是在有限的学时里,如何让学生在电路设计中能熟练运用Protel是值得深入探讨的问题。

以前Protel电路设计选用的版本为Protel 99SE,随着该软件和计算机操作系统的升级,现在各高校陆续选用Protel 99SE的升级版本Protel DXP进行教学。Protel DXP是Altium公司在2002年推出的Protel家族的最新成员。Protel DXP继承了Protel系列产品的优点,与Protel 99SE相比,它在许多方面都有很大的改变,比如:Protel DXP实现了各种设计工具无缝集成,同步化程度更高;支持VHDL设计和混合模式设计;整体的设计概念,支持自然的非线性设计流程,等等。

2.教学中存在的主要问题

Protel电路设计是一门计算机辅助设计课程,在讲授的过程中,教师常常注重理论而轻实验,一般先介绍Protel DXP软件的设计界面和基本操作方法,接着给一个具有特定功能的电路图,讲解图中电路的工作原理后,然后要求学生运用protel DXP软件绘制该电路系统的原理图和印制电路板图。

一些学校的实验课时间安排不尽合理,一般在整个理论教学之后安排实验课,因此学生无法及时消化每次理论课的内容。

Protel电路设计这门课安排在电路原理、模拟电子技术、数字电子技术和单片机原理课程之后。学生通过学习Protel电路设计这门课程,应学会运用Protel DXP软件设计电子产品的电路原理图和PCB图,从而制造电子产品。而很多教师在实验教学时,没有将学生以前学的课程有效地联系起来,而只是给出一个电路图,要学生运用Protel DXP绘制电路原理图,接着绘制PCB图。学生通过学习Protel电路设计,仅仅掌握了基本的操作方法和技能,但学习目标不明确。

3.教学改革初探

高职高专《Protel电路设计》的教学现状是学生的学习兴趣不高,学习目标不明确,不能熟练运用Protel DXP软件,分析问题和解决问题的能力有待提高。针对上述问题,我结合教学经历,根据已有的Protel教学经验,对这门课程的教学改革措施提出一些自己的想法。

3.1确立以培养学生实践能力为主的思想。高职高专教育秉承以就业为导向的办学理念,以社会需要为目标,坚持面向生产、建设、管理、服务第一线,根据岗位所需能力与素质提炼、整合成专业课程,构建新型高职教学模式,培养社会急需的应用型人才。因此,必须根据高职高专学生的实际水平和培养目标,因材施教,以理论够用为原则,把培养学生的动手实践能力和创新意识放在第一位置,充分意识到培养学生动手能力的实践教学具有更重要的意义。

3.2在课程体系改革上,教师应树立理论与实验并重的理念,突出课程重点和难点,努力提高学生的学习兴趣。开设Protel电路设计这门课的目的是让学生能熟练运用Protel DXP软件进行设计电路原理图和PCB板制作。因此Protel电路设计这门课是一门实践性比较强的课程,不仅要理论和实验并重,而且要适当地增加一些实验。在课堂理论教学中,需要突出重点和难点,特别是选择电路图,要选择具有常用功能的经典电路图,如MCS-51开发学习板。根据电路图,为学生讲解其具有的一些功能及如何设计这些功能,让学生知道为什么这么做,怎么做,达到从理论知识到具体操作的转化,而不仅仅是运用Protel DXP画电路图。引导学生设计电子产品,画出电路原理图,在适当的时候给予辅导,启迪学生的创新型思维,提高学生发现问题和解决问题的能力。

3.3合理安排理论教学和实践教学,两种教学可将相关课程有机联系起来。针对高职高专学生的特点,为了培养他们的综合设计能力和实践动手能力,注重运用多学科的理论知识,合理安排理论教学和实践教学,密切联系实际。Protel电路设计由理论教学和实践教学两个部分组成,在有限的学时内,为让学生灵活运用Protel DXP进行电路设计,需要合理地安排理论教学和实践教学。

合理安排理论教学和实践教学的时间,不能把实践教学看成理论教学的辅助手段,而安排在整个理论教学之后。Protel电路设计是一门实践性比较强的课程,理论内容比较少,主要讲解如何操作。理论教学和实践教学可以根据内容交叉进行,及时消化理论内容,熟练Protel DXP操作。这门课程的实践环节可以分为基础操作实验、复杂操作实验和综合设计实验几个层次。基础操作实验,主要是让学生加深对理论的理解,熟悉软件运行环境,基本界面及菜单,常用辅助工具的基本操作,等等。复杂操作实验是对这门课程所有知识点的综合运用,如层次法画电路图,如何设置电路检查规则和自动布线规则,等等。在综合设计实验中,让学生综合运用所学的专业课知识进行创新设计,以此培养学生的动手能力,以及发现问题和解决问题的能力。在综合设计实验中,让学生根据学过的理论知识如模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理等,设计一个自行车里程和速度的仪表。在设计过程中,设计检测电路的原理图,要求原理正确。根据该仪表的使用环境,合理选择元器件,达到可以使用的目的。在电路板的制作方面,运用Protel DXP绘制电路原理图和PCB图,并对原理图进行仿真和检验。特别是PCB的设计规则比较丰富,这些规则涉及到间距、线宽、布局等。通过综合设计实验,培养学生的创新意识和实践动手能力,同时综合运用相关课程的知识来解决问题,学以致用,提高学习的趣味性,同时掌握辅助电路设计软件Protel DXP,为今后的就业打下坚实的基础。

4.结语

根据高职高专《Protel电路设计》的教学现状,教师应对Protel电路设计进行教学改革,树立重视实践教学、加强理论与实践相结合的思想,综合运用讲授、讨论、直观演示、任务驱动、实验与探究等教学方法,在Protel DXP的教学中将模拟电子技术、数字电子技术、单片机原理等课程联系起来,以提高学生的学习兴趣,增强实践动手能力,培养分析问题和解决问题的能力。教学改革的实践表明,Protel电路设计课程教学增强了学生的学习兴趣,强化了学生在教学活动中的主体地位,很好地培养了学生的创新思维和实践动手能力,并为学生今后的就业打下了良好的基础。

参考文献:

[1]杨志亮.Protel 99SE电路原理图设计技术[M].西安:西北工业大学出版社,2002.

第2篇:电路的设计原理范文

关键词:PROTEL;电路课程;CAD课程设计;教学方法

中图分类号:TM13 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 14-0000-01

实验教学的标准随着教育的改革不断提升,学生的创新精神和灵活运用所学知识的能力都是实验教学涵盖的内容,学生在实验过程中能够锻炼综合设计、实际应用、创新思维等方面的能力,学会自主思考分析和解决问题。

一、电路CAD课程设计的现状

电路CAD课程设计是电子信息工程专业课阶段理论知识的综合应用,教师在教学中,往往将其当作一门理论课来教学,通常会先给出一个具有某种功能的电路设计图,对设计图电路的主要部分工作原理和达到这一原理的主要功能进行讲解,最后要求学生在PROTEL软件中绘制电路系统的原理图和印制板图。这样的教学方法不仅制约了学生的自主学习能力,学生处于被动学习状态,学习能力和对知识的掌握能力下降,这样的课程设计完全失去了教学的意义。

因此应当对这样的教学方式进行改革,把教学目标设定为提升学生的动手操作能力,以学生为教学主体自主学习,教师辅以指导,启迪学生的创造性思维,学会运用不同的方法解决问题。

二、基于PROTEL的电路CAD课程设计

让学生通过所学的理论知识,设计一个实际应用的单片机测试系统,辅以电路设计工具软件PROTEL,绘制出电路原理图和PCB图。

(一)PROTEL软件的设计流程

PROTEL软件是一个完整的全方位电路设计系统,包含有电路原理图设计、PCB设计、PCB自动布线、可编程逻辑器件设计、模拟/数字信号仿真等功能模块,并具有Client/Server(客户/服务器)体系结构。其中PCB设计和电路原理图设计是其最具代表性的功能,提供了完备的电路仿真器,使从原理图的绘制到最终电路板设计的所有工作都能轻松完成。

该软件设计流程为是:首先是工作环境设置和页面设置,装入元件库,然后,将元件、电源符号、接地符号、连接线、网络标号和说明信息分别依次放置在图纸上合适的位置,再就是对电路图进行检查和调整,最后保存并输出。

(二)课程设计的内容

对于学生想要设计什么系统,教师不应限制,检测和设计系统时允许学生任意选择物理量,另外,教师要对设计系统中所包含的内容进行规定,以保证课程设计能达到最终目标。

第一,MCS-51系列单片机必须包含在设计的系统的芯片中;第二,测试的物理量必须要显示在4位LED中;第三,在检测量超过设定值后,系统能够自动发出警报;第四,要设置能够让测试系统根据实际情况作出相应调整的按钮;第五,要配有一路传感器和相应的调理电路;第六,要配备AD转换芯片使检测物理量的模数能够转换。

(三)测试系统的要求

为达到启迪学生创造性思维的教学目的,测试系统的设计有以下几点要求:

第一,学生必须制定多套测试系统绘制的方案,从中选择最终方案并阐述理由;第二,测试系统必须达到方案最优化和实际的效益最大化的要求;第三,传感器能够稳定工作,精度要准确,若出现问题,则要给出弥补方案;第四,在绘制PCB之前,学生必须弄清其设计规则,既要完成任务,又要保证所设计的测试系统原理图的功能的正确性和布局的美观性以便实际装配调试;第五,为设计提供完整详细的说明书,例如工作原理、选择元件的原因、PCB的设计规则等。

(四)测试系统的仿真分析和验证

很多学生在以前并没有接触过设计,缺乏经验,所以为了让学生顺利完成设计,需要仿真分析和校验设计的原理图,可以直接在PROTEL中对模拟电路、数字电路和数模混合电路进行仿真校验。电路仿真的流程一般是首先将仿真电路、电源等绘制出来,然后将仿真分析的参数进行设置,继而运行仿真分析,最后对结果进行观察。以仿真的结果为依据,校验传感器调理正确与否。因而,在原理图的设计和仿真分析之间需要反复校验电路放大倍数的合理性以及能否正常工作,再调整选择的参数,绘制出符合要求的原理图。

三、总结

基于PROTEL的电路CAD课程设计的教学方法是教育革新的具体表现,其不仅能让学生完全掌握理论知识,还锻炼了学生的实际操作能力,同时也让学生的创造性思维得到了发挥,提高了学生的综合素质,这一教学方法应该被广泛推广应用。

参考文献:

[1]黄秀珍.《电子系统CAD》课程设计教学改革探讨[J].科技资讯,2012(08).

[2]李晗.关于PROTEL的教学方法的几点总结[J].科技信息,2007(34).

[3]邵建昂. PROTEL教学实践探讨[J].实验室研究与探索,2007(02).

第3篇:电路的设计原理范文

关键词 10kV继电器-接触器;控制线路;设计

中图分类号TM58 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)30-0036-02

1 电气控制线路设计的主要内容

电气控制线路设计的基本任务是根据控制要求,设计和编制设备制造和使用编修过程中所必需的图纸、资料、包括电气原理线路图、电器元件布置图、电气安装接线图、电气箱图及控制面板等,编制外购件目录、单台消耗清单、设备说明书等资料。

1.1 原理设计内容

1)拟定电气设计任务书(技术条件);2)确定电力拖动方案(电气传动形式)及控制方案;3)选择电动机,包括电动机的类型、电压等级、容量及转速,并选择具体型号;4)设计电气控制的原理框图,包括主要电路、控制电路和辅助控制电路,确定各部分间的关系,拟定各部分的技术要求;5)设计并绘制电气原理图,计算主要技术参数;6)选择电器元件,制定电机和电器元件明细表,以及装置易损件及备用件的清单;7)编写设计说明书。

1.2 工艺设计内容

工艺设计的主要目的是便于组织电气控制制造,实现电气大批量设计所标示的技术指标,为今后的设备使用、维修提供必要的图纸资料。工艺设计的主要内容包括:

1)根据已设计完成的电气原理图及选定的电器元件,设计电气设备的总体配置,绘制电气控制系统的总装配图及决接线图。总图应反映出电动机、执行电器、电气箱各组件、操作台布置、电源及检测元件的分布状况和各部分之间的接线关系与连接方式,这一部分的设计资料供总体装配调试及日常维护使用;

2)按照电气大批量框图或划分的组件,对总原理图进行编号,绘制各组件原理电路图,列出各组件的元件 ,并根据总图编号标出各组件的进出线号;

3)根据各组件的原理d主选定的元件 ,设计各组件的装配图(包括电器元件的布置图和安装图)、接线图,图中主要反映各电器元件的安装方式和接线方式,这部分资料是各组件电路的装配和生产管理的依据;

4)根据组件的安装要求,绘制零件图纸,并标明技术要求,这部分资料是机械加工和对外协作加工所必需的技术资料;

5)设计电气箱,根据组件的尺寸及安装要求,确定电气箱结构与外形尺寸,设置安装支架,标明安装尺寸,安装方式,各组件的连接方式,通风花招及开门方式,在这一部分的设计中,应注意操作维护的方便与造型的美观;

6)根据总原理图、总装配图及各组件原理图等资料,进行汇总,分别列出外购件清单、标准件清单、以及主要材料消耗定额,这部分是生产管理和成本核算所必须具备的技术资料;

7)编写使用说明书。

2电气控制线路设计的原则

一般来说,当生产机械电力拖动方案和控制方案已经确定后,即可着手进行电气控制线路的具体设计。对于不同的设计人员,由于其自身知识的广度、深度不同,导致所设计的电气控制线路的形式灵活多变。因此,若要设计出满足生产工艺要求的H合理的方案,就要求电气设计人员必需不断扩展自己的知识面,开阔思路,总结经验。电气控制系统的设计一般应遵循以下原则。

2.1 最大限度满足生产机械和工艺对电气控制系统的要求

电气控制系统是为整个生产机械设备及其工艺过程服务的。因此,在设计之前,首先要弄清楚生产机械设备需满足的生产工艺要求,对生产机械设备的整个工作情况作全面、细致的了解。同时,深入现场调查研究,收集资料,并结合技术人员及操作人员的经验,以此作为设计电气控制线路的基础。

2.2 在满足生产工艺要求的前提下,力求使控制线路简单、经济

1)尽量选用标准电器元件,昼减少电器元件的数量,尽量选用相同型号的电器元件以减少备用品的数量;2)尽量选用标准的、常用的或经过实践考验的典型环节或基本电气控制线路;3)尽量减少不必要的触点,以简化电气控制线路。在满足生产工艺要求的前提下使用元器件越少,电气控制线路中所涉及的触点的数量也越少,因而控制线路就越简单。同时,还可以提高控制线路的工作可靠性,降低故障率;4)尽量缩短连接导线的数量的长度。在设计电气控制线路时,应根据实际环境情况,合理考虑并安排各种电气设备和电器元件的位置及实际连线,以保证各种电气设备和电器元件之间连接导线的数量减少,导线的长度最短;5)控制线路在工作时,除必要的电器元件必须通电外其余的电器元件尽量不通电以节约电能,节约了电能,延长了该电器元件的寿命。

2.3 保证电气控制线路工作的可靠性

保证电气控制线路工作的可靠性,最主要的是选择可靠的电器元件。同时,在具体电气控制线路设计上要注意以下几点:

1)正确连接电器元件的触点;2)正确连接电器的线圈;3)避免出现寄生电路。在电气控制线路的动作过程中,发生意外接通的电路称为寄生电路。寄生电路将破坏电器元件和控制线路的工作顺序或造成误动作;4)在电气控制线路中,应尽量避免许多电器元件依次动作才能接通另一具电器元件的现象;5)在频繁操作的可逆线路中,正反向接触器之间要有电气联锁和机械联锁;6)设计的电气控制线路应能适应所在电网的情况,并据此来决定时机的启动方式是直接启动还是间接启动;7)在设计电气控制线路时,应育雏考虑继电器触点的接通和分断能力。若要增加接通能力,可用多触点并联;若要增加分断能力,可用多触点串联。

2.4 保证电气控制线路工作的安全性

电气控制线路应具有完善的保护环节,来保证整个生产机械的安全运行,消除在其工作不正常或误操作时所带来的不利影响,避免事故的发生,电气控制线路中常设的保护环节有短路、过流、过载、失压、弱磁、超速、极限保护等。

2.5 应力求使操作、维护、检修方便

电气控制线路对电气控制设备而言应力求维修方便,使用简单,为此,在具体进行电气控制线路的安装于配线时,电器元器件应具备用触电,必要时留有备用元件;为检修方便,应设置电气隔离;为调试方便,控制方式应操作简单,能迅速实现一种控制方式到另一种控制方式的转换,如从自动控制转换到手动控制等;设置多点控制,便于在生产机械旁进行调试;操作回路较多时,如要求正反向运转并调速,应采用主令控制器,不要采用许多按钮。

3 电气控制线路设计的程序

第4篇:电路的设计原理范文

1.1应用EDA的必要性

EDA技术是现代电子信息工程领域中的一门新技术,它能够利用软件的方式对系统进行硬件设计,具有高层综合和优化的功能,能在系统级对设计系统进行优化。这样当电路较为复杂时,采用EDA技术能简化设计过程,同时能设计出一些特定的芯片。由于采用的硬件描述语言进行开发设计,利用EDA工具设计相关硬件的版图文件,最终在FPGA/CPLD或半单体晶片上制作成具体的硬件电路,这样学生能接触平时很少接触到硬件设计相关知识,并加强数字电路的理解。

1.2EDA在电子技术类课程中的应用

针对信息类专业相关专业课程原来各自有比较完整的但相对封闭的知识体系且都有实验教学环节的特点,将这些课程的理论教学与实验环节有机组合,将较独立的《EDA技术与应用》、《电子电路CAD》、《单片机原理与应用》、《电力电子技术》课程以及相关课程设计等环节衔接起来,构成一个基于EDA技术应用的设计性、综合性实验教学体系。在《EDA技术与应用》课程中,将EDA工具(虚拟电子工作台EWB)引入到数字电子技术教学和数字电子技术课程设计中。利用计算机仿真的方法对电子电路的原理、性能进行仿真和测试,掌握电子电路的调试方法和排除故障的途径;进一步熟悉各种测试仪器的使用方法;提高对所学知识的综合应用能力,使学生在较短的时间内掌握设计和分析电子电路的先进手段,提高了数字电子技术课程的总体水平。

EDA与电子技术课程设计的开设,为传统课程注入了新的活力,提高了学生的学习兴趣,这不仅为本课程的教学奠定了良好的基础,也为后续各门专业课程提供了基础知识的保证。在后续的课程中,运用EDA技术进一步掌握各种电路原理和设计方法,通过PTOTEL软件绘制出原理图并且设计出PCB板,最后安装元件焊接,完成电路板的制作;另外在《单片机原理与应用》中,学生又学会用单片机实现电路的设计,这时可以让学生将原来课程中设计的电路改用另一种方式来完成;在电力电子技术课程中,可以进一步设计基础电路和简单的控制系统。几乎所有的课程都会涉及到基础电路原理分析、控制芯片以及系统架构等内容,都需要电路支持,构成一个完整电路系统。这个电路系统从基本电路设计到最后做成PCB板都可以用EDA技术中的电路板制作方式或者PROTEL软件中的方法。

由于EDA基础逻辑电路部分设计加入到数字电路课程中,会占用部分课时。这要求我们对相关课程教学做出部分调整。在数字电路的基础性实验课程部分,采用传统的数字电路设计实验设备与EDA技术分别完成相同的逻辑功能设计,让学生通过对比加强对数字电路的认识。在教学方式方面,除采用多媒体教学方式以加大单位时间内的教学容量外,建议增加学生自学的环节。教师制定相关的自学指导和学习方案,引导学生进一步学习EDA技术,如带有嵌入式IP核的ASIC设计。

2结束语

第5篇:电路的设计原理范文

【关键词】硬件电路;原理图设计;PCB设计;设计需求

Abstract:Hardware is an important part of the circuit system.The rationality of the hardware circuit design will influence the performance of the system.This paper elaborates the processes and methods of hardware circuit design starting from anglicizing the Design process of hardware circuit,and points out the problems and solutions in the design process.It has the practical significance for hardware circuit design.

Keywords:Hardware circuit;Schematic design;PCB design;The design requirements

前言

随着集成电路设计与制造技术的不断发展,电路系统的功能越来越强大,组成却越来越简单,软件设计的重要性逐渐提高,但硬件电路设计的重要性不容忽视。软件设计得再完美,若硬件电路设计不合理,系统的性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。

硬件电路的设计一般分为设计需求分析、原理图设计、PCB设计、工艺文件处理等几个阶段,本文主要阐述各阶段的设计流程与方法。

1.设计需求分析

硬件电路的设计需求是基于项目或控制平台的系统需求,设计需求的合理分析是选用电路核心元器件及其典型电路的关键。硬件电路的通用设计需求有应用环境、面积/体积限制、电源、功耗等,此外功能不同电路需求也不同。以某控制平台典型电路为例,设计前必须关注的需求如表1所示。

表1 某控制平台典型电路的设计需求

典型电路 设计需求

主控制电路 I/O口数量、数据宽度、通讯方式、电源等

数字量输入电路 输入点数、额定输入电压、输入电流、噪声容限、是否隔离、隔离电压等

数字量输出电路 输出点数、额定负载电压、输出类型、输出节点容量等

模拟量输入电路 输入类型与等级、精度要求、频率等级、输出类型等

模拟量输出电路 输入位数、精度要求、输出类型、驱动能力等

光纤输入电路 传输带宽、频率、输出接口类型、逻辑关系等

光纤输出电路 输入接口类型、频率、传输带宽、输出接口类型、逻辑关系等

脉冲功率放大电路 逻辑关系、驱动电源、驱动能力等

通讯电路 通讯接口、通讯协议、传输速率、ESD能力等

2.原理图设计

原理图设计是硬件电路设计的核心,合适的器件选型、必要的计算分析以进行参数搭配、仿真工具的运用与验证等是其常用工作流程,最终通过绘制原理图将这些技术用图形化语言表达出来。

2.1 元器件选型

元器件的选型是原理图设计过程中的一个重要环节。元器件是否合理、优质选用,将直接影响整个硬件电路的性能和可靠性,也关系到产品后期的使用与维护。

在选用元器件时,应根据电路功能要求确定元器件的关键参数,表2中给出了常用元器件选型时需要关注的参数,此外还应考虑元器件工作的可靠性、成本、供货周期等因素。

表2 常用元器件的关键参数

常用元器件 关注的参数

电阻 阻值、功率、误差、裕量等

电容 容量、耐压值、工作频率、裕量等

发光二极管 正向电流、光体颜色、正向压降等

稳压二极管 稳压值、稳定电流、精度、功率等

AD芯片 位数、采样速率、单/双极性、带宽、管脚定义、电源、串/并行、封装、典型电路等

晶振 频率范围、电源电压、工作电压、封装等

电源模块 输入/输出类型、输出功率、稳压系数等

数字IC 电源电压、逻辑关系、噪声容限等

传感器 输入/输出类型、精度、线性度等

存储器 电源电压、存储容量、最大时钟频率、访问速度、擦写次数、接口电路等

CPLD 电源电压、逻辑单元数、管脚数、最大时钟频率、接口电路等

MCU或DSP I/O口数量、片内ROM和RAM类型及大小、片上外设类型及数量、体积、功耗等

2.2 绘制原理图

在确定好元器件型号后,就可使用EDA工具软件绘制电路原理图。在绘制过程中应该注意以下问题:

(1)对于初次使用的元器件,一定要查看元器件手册,弄清楚其关键参数、封装、推荐电路等。

(2)尽量使用或借鉴成熟电路,对于不成熟电路要多测试。

(3)按照信号流向绘制原理图。对于复杂电路,可根据功能模块分多张sheet绘制,并给出必要的文字说明。

(4)网络名称的命名尽量遵循信号的含义,以增加原理图的可读性。

(5)综合考虑PCB性能和加工的效率选择电路加工流程。因为少一个工艺流程,可以有效缩短硬件电路的加工时间。加工工艺的优选顺序为:元器件面单面贴装元器件面贴、插混装双面贴装元器件面贴插混装、焊接面贴装。

(6)原理图绘制完成后要编译。这样可以检查出很多问题,如缺少网络标号、信号源属性错误等。

(7)在原理图编译通过后,需要生成网络表。这是原理图到PCB的一个必要环节,如果原理图存在错误,网络表是无法成功导入PCB中的。

3.PCB设计

PCB设计是以电路原理图为依据实现硬件电路的功能,此外还应满足可生产性、可测试性、安规、EMC、EMI等技术规范要求,以构建产品的工艺、技术、质量和成本优势。

3.1 制作物理边框

封闭的物理边框是PCB设计的基本平台,对后续的自动布局和布线起着约束作用。绘制物理边框时一定要精确,以免出现安装问题。使用圆弧边框可以减少应力导致PCB板断裂的现象,也能避免尖脚划伤人员。

3.2 引入元器件和网络

引入元器件和网络是将原理图中的元器件和网络等信息引入到物理边框内,为布局和布线做准备。在更新PCB之前,应确认原理图中与PCB关联的所有元器件的封装库均可用。

3.3 元器件布局

元器件的布局与布线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容等都有很大的影响。布局常用的规则有:

(1)元器件的放置顺序。先放置与电路结构有关的需固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件等,最好将其位置锁定,以免被误移动;再放置电路中的特殊元器件,如发热元件、大体积元件、IC等;最后放置小元件。

(2)元器件的安放位置。首先应考虑特殊元器件的安放位置,例如发热元件要尽量靠边放置以便散热,且不宜集中放置,并远离电解电容;去耦电容要尽量靠近IC的电源管脚,并力求与电源和地之间形成的回路最短。其次应考虑信号的隔离问题,例如高电压、大电流的强信号与低电压、小电流的弱信号应完全分开;模拟信号与数字信号分开;高频信号与低频信号分开等。非特殊元器件的布局应使总的连线尽可能短,关键信号线最短。结构相同的电路可采用对称式设计以提高设计效率、减小出错率,并节省调试时电路的辨识时间。布局应留有足够的工艺边,以免干涉PCB板的正常传送。

(3)元器件的放置方向。在设计许可的条件下,同类元器件应按相同方向排列,相同封装的元器件等距离放置,以便元件贴装、焊接、测试和返修。

3.4 电路板布线

合理的布线可以有效减少外部环境对信号的干扰以及各种内部信号之间的相互干扰,提高设备运行的可靠性,同时也便于查找故障原因和维护工作,提高产品的可用性。布线常用的规则有:

(1)布线的位置。布线应尽量走在焊接面;模拟部分和数字部分的地和电源应分开布线;大电流、高电压信号与小信号之间应注意隔离;尽量少用过孔、跳线;布线也应留有足够的工艺边。

(2)布线的宽度与长度。除地线外,在同一块PCB板上导线的宽度应尽可能均匀一致,避免突然变粗或变细。电源线和地线的宽度要求可以根据1mm的线宽最大对应1A 的电流来计算,电源和地构成的环路应尽量小;由于:

b:线宽,d:厚度,l:长度,因此在可能的条件下电路的连线应尽量短,这样有利于降低线路阻抗,也可减弱由于连线引起的各种干扰效应。

(3)布线的角度。布线时应避免锐角、直角,宜采用135°或圆角布线。

3.5 工艺文件处理

布线完成后,需要对个别元器件、布线和文字的位置和大小等进行调整完善,以便进行生产、调试和维修。然后进行覆铜,推荐采用接地覆铜方式。其次核对网络是否与原理图一致,最后还可使用软件仿真功能对电路进行调试。

4.结论

总之,硬件电路设计过程中的每一个细节都可能成为导致设计成功与失败的关键。作为电路设计的硬件工程师,必须努力积累经验,不断创新,才能设计出具有推动性的产品。

参考文献

[1]朱铭锆.DSP系统硬件设计(二)――DSP系统硬件原理图、PCB设计和系统调试技巧[J].今日电子,2003(09).

第6篇:电路的设计原理范文

【关键词】选煤厂;配电设计;审查;问题

The Design Review of the Power Distribution System in the Coal Preparation Plant,Several Problems Should be Paid Close Attention

CAO Jun-feng CHEN Song

(Yuncheng Coal Mine of Shandong Province, Yuncheng Shandong, 274700, China)

【Abstract】This article comprehensively analyses various phenomena, which exists in the power distribution’s design of the large heavy coal mine type’s coal preparation plant. And gives several suggestions we should pay more attention to the design review of the entire plant’s power distribution system, those suggestions have significance practical guidance for improving the design of the power distribution system in the coal preparation plant, ensure an comprehensive, security, reliable power supply of the entire plant, and promote a steady operation of the system.

【Key words】Coal preparation plant; Design of the power distribution; Review; Problems

0 引言

选煤厂动力配电系统设计中,经常存在因洗选工艺复杂、各车间机电设备数量众多,出现诸如低压电机回路断路器容量与电机实际功率不符、低压配电回路或电机回路设计考虑不全等问题;动力配电设备采购订货前,建设单位与设计单位未对设计图纸详细审查,从而导致设备安装时出现某电机回路、配电回路无法正常运行等等。因此,在动力配电设备订货前,对全厂动力配电系统设计进行全面、细致审查尤为重要。

1 选煤厂动力配电系统设计经常存在的现象

大型重介选煤厂洗选工艺复杂,筛分、洗选、浓缩、压滤、储装运等各环节机电设备数量多;设计单位负责动力配电系统设计与负责洗选工艺设计的相关设计人员必须要及时沟通、密切协作,才能比较好的完成设计;否则就会出现各类设计问题。比如某矿240万吨/年重介选煤厂,其全厂各类大大小小电机总数约为250台左右;因此,其全厂动力配电系统设计任务量大、内容繁杂,负责动力配电与洗选工艺的设计人员之间如不做充分的沟通,很容易出现这样那样的设计问题。动力配电系统设计中常存在的问题有以下几点:

1.1 高压动力配电系统设计存在的现象

选煤厂各变电所为高压电动机备用的高压开关柜数量不足,或为多台高压电动机备用高压开关柜时备用不合理。

1.2 低压动力配电系统设计存在的问题

选煤厂各变电所低压配电室,一是,部分配电回路、电机回路的断路器容量与实际回路电动机功率不符,一般是回路电机实际功率大,而设计回路断路器容量小;二是,洗选工艺调整后增加部分设备,其相应的配电回路或电机回路未及时设计;三是设计备用的配电回路、电机回路,备用不合理。

1.3 全厂照明系统及检修配电系统设计,与车间实际需要不符

存在车间照明照度不够,检修配电系统无法使用等。

2 动力配电系统设计审查,应重点关注几个问题

2.1 认真审查低压一次系统图设计

矿井型大型重介选煤厂低压动力配电设计内容繁杂、需要配电设备数量众多,必须对照选煤厂最终版设备清册或各类设备技术协议,逐一的对各低压配电回路、电机回路进行设计审查,以确保设备供电安全。一是,部分低压配电回路、电机回路的断路器容量与实际回路电动机功率不符。某矿选煤厂(1)动筛车间低压配电设计中,AP25柜原煤仓入洗给煤机一回、原煤仓入洗给煤机二回,原设计为5.5×6=33 kW,审查后及时调整为7.5×6=45 kW;AP13柜配仓刮板机1、配仓刮板机2,原设计为75kW,审查后及时调整为90 kW;(2)主厂房变电所低压配电室AP4柜,离心机配电回路,原设计为30kW,审查后及时调整为38.48 kW;(3)压滤车间AP4柜煤泥刮板机,原设计为110 kW,审查后及时调整为132 kW;压滤车间AP7柜空压机1~空压机3控制柜,原设计为30×3 kW,审查后及时调整为90×3 kW等等。二是,洗选工艺调整后增加的部分配电回路、电机回路未及时设计。某矿选煤厂(1)压滤车间工艺系统优化后,新增加的2台TBS入料泵,原设计没有考虑配电,审查后及时增加这2处电动机回路22×2 kW;(2)主厂房新增加的30 kW除铁器1台,原设计没有考虑,审查后及时增加除铁器配电回路等等;(3)新增加两处转载点集中水窝水池的渣浆泵7.5×2 kW,没有考虑配电,审查后及时增加这两路配电。三是,备用的配电回路、电机回路,备用不合理;动力配电系统设计时,设计人员一般会考虑一定数量备用配电回路、电动机回路,但备用回路设计往往较随意,不是针对性的为相对重要电机或设备考虑备用。如某矿选煤厂(1)动筛车间配仓刮板机、原煤分级筛等重要设备没有设计备用回路,而斗提机、底流泵等小功率电机却设计了备用回路;(2)主厂房精煤脱介筛、中煤脱介筛、矸石脱介筛、精煤离心机、中煤离心机、精煤泥离心机、中煤泥离心机,这些重要设备设计了备用回路,但备用回路数量少;都属于典型的备用回路设计不合理。

2.2 详细审查高压一次系统图设计

矿井型大型重介选煤厂动力配电系统设计时,一般在用电负荷中心设计选煤厂中央变电所,然后由该中央变电所为其他车间变电所供电。如某矿选煤厂中央变电所负责为全厂供电,其中为动筛车间2路动力变压器供电、为主厂房10kV变电所配出2路、为储装运10kV变电所配出2路、为压滤车间10kV变电所配出1路、为2台高压电动机配电;开始设计时没有考虑为2台高压电动机备用高压开关柜,设计审查时建设单位提出意见后,设计单位才为2台高压电动机、6台高压配电柜设计备用开关柜。

2.3 全面审查全厂照明系统及检修配电系统设计

一是,设计人员在进行全厂照明系统及检修配电系统设计时,往往存在套用、沿用以往设计的现象,或根据之前设计经验进行主观设计现象;因此设计的各车间及厂区照明系统,实际使用中往往存在车间照明照度不够、重要设备及重要场所需另外增加照明灯具现象。二是,某矿选煤厂检修配电系统设计时,原先设计一套380V检修配电系统,并随同土建工程招标,和照明系统放在了一起;检修电源引自各车间变电所照明变压器,在各车间各层、煤仓顶等处安装检修插座箱,检修时电源引自各检修插座箱;但其检修插座箱断路器设计容量小,建设单位核算后,原设计仅能满足BX3-250型手提式交流电焊机焊接作业使用,对功率稍大的BX3-315、400交流焊机、或焊接18mm、20mm厚钢板溜槽时,就无法使用,焊接钢板时存在焊不透等情况;后又在全厂范围内增加一套660V检修配电箱,才满足实际检修焊接需要。

第7篇:电路的设计原理范文

【关键词】高中实验;电路知识;电路设计

引言

高中电学实验是同学们较难掌握的一系列知识点。很多同学反映由于知识结构不清晰,对基础知识的把握不到位,往往对于老师讲过的内容不能形成一个系统整体的认识,而对其中需要注意的细节问题又经常做不到全面考虑,导致理论知识不清晰,实验设计和操作就不容易把握。因此,学习理解电路设计实验要从练习掌握必要的知识,熟悉常见问题,关注实验设计的思路和步骤入手。在诸多电学实验中,电阻的测量是一个主要实验方面,下面就举例陈述测量电阻中的一些知识问题。

1.电路实验需要的基本知识

1.1选择合适的元件

在进行电路实验的过程中,首先要选择适合的元件,其中包括元件的量程、型号。主要是电源和电表的选择,电源和电表的量程选择首先考虑要大于电路的最大电流或电压,然后在不超过量程的前提下,尽量选择小量程以提高精确度。

1.2准确把握各个电路元件的使用方法和规则

电表的读数是一个易错点,因其表盘的特殊性,两个量程的读数在同一表盘上,在读数时容易看错量程和估读值。滑动变阻器的使用也需要注意,下面两个加上面一个接线柱是分压接,一下一上是限流接,分压时使用的是全部电阻,限流时只使用部分电阻,其余是闲置的。而由于电流表的分压作用和电压表的分流作用,电表的读数并不总是准确的,在不可避免的误差前,我们需要通过计算分析,选择误差产生较小的方案,于是电流表什么时候需要外接,什么时候需要内接,都需要具体分析。在待测电阻阻值远小于电压表的内阻阻值时,可以忽略电压表的分流作用,选择电流表外接电路,而在待测电阻阻值远大于电流表内阻时,电流表的分压作用就可以忽略,于是选择电流表内接电路。

1.3熟悉电路构成,加强对特殊电路的记忆与理解

伏安法测电阻的电路是非常重要的一个知识点,其中涉及分压电路的选择和使用。这里展开分压式的适应情况和不适情况,一般来说,限流式电路更为简单有效,而分压式电路误差更小,用途更广,在一些特定情况下必须要选择分压式电路设计。必须选择分压式电路的情况有:当要求电路中的电压或电流从0变化时;当待测电阻的估计值远大于滑动变阻器的最大量程时;当限流的最小值仍大于待测电阻的额定最大值时。在这些情况下都是必须选择分压式。而在没有这些特殊要求时,一般来说限流分压都是可以选择的。

1.4常用测量方法

测电阻的常用方法主要有:欧姆表,替代法,伏安法,比例法,半偏法等。欧姆表是最直接的方法,在多个电阻的测量中最常用。替代法也是很有效的一种方法,基本思想是等效替代,可以采用电流等效也可以采用电压等效原则,在有合适电阻箱的情况下可以很容易测量出电阻值。伏安法是最常用最重要的一种方法,原理是欧姆定律,这种方法可以有多种变式,如可以选择限流法和分压法电路,在只有一个电表时,可以用标准电阻代替,如果已知了电表内阻,还可以把电流表当做电压表使用,把电压表当做电流表使用而只需进行一些简单变式计算。比例法的思想在许多地方都有应用,如曹冲称象,原则是在已知标准量的情况下,找出待测量与标准量之间的比例关系,就可以得出待测量的具体数值。

2.电路设计的一般思路

2.1确定实验目的

在实验设计前,前提是首先确定实验目的。实验目的给了设计者一个目标和方向,更是检验实验是否成功的对照标准,没有目的的实验是没有意义的。

2.2选择设计方案

根据实验目的,依据相关的物理知识选择实验方案并作出原理结构图。在设计实验方案的过程中要进行相关的计算分析,这些对于电路的结构设计,元件的选择都是必要的。包括电流表应设计内接还是外接,滑动变阻器应采取分压式接法还是限流式接法,路结构原理选择伏安法还是半偏法等等。

2.3选择合适的实验器材

确定了实验的目的和方案,就可以依据计算和设计方案进行器材的选择了。器材的选择要遵循几个原则,分别为安全性原则,准确性原则,操作实用性原则。安全原则主要是避免烧毁现象,需要考虑到哪些部分可能会出现烧毁现象,一般最主要的是看量程和电路结构的合理性。准确性原则是为了保证实验结果的最大可靠性,尽量减少实验器材引起的误差,包括选择更精确的量程电表。操作实用性原则是指实验设计方案需要考虑实际操作,如滑动变阻器的选择中,当使用限流式电路时,滑动变阻器的一部分是使用不到的,这时候如果选用不适合的滑动变阻器,就会出现电阻变化不易控制的问题,这种问题在设计方案时是不需要考虑的,但在器材选择中就需要注意了。

3.结束语

电路实验的设计是对于电学知识的一种检验也是一种深化。实验设计的前提是知识的掌握,而设计的成功需要同学们在头脑中形成一个清晰的知识脉络。实验设计是对基础知识的一个整体反映,设计的思路是来源于知识的网络结构的。正如你需要了解电路结构和原理,才能去选择合适的方法,你能够计算出测量的理论数值,才能够去选择合适的实验器材。因此,实验设计首先要扎实知识基本功,这一点是同学们进行实验设计的过程中需要时刻牢记的。

【参考文献】

[1]王心应.高中物理电学实验中的电路设计分析[J].中学生数理化(教与学),2015-04-20

第8篇:电路的设计原理范文

笔者在模电教学中发现,大部分学生掌握理论知识的能力很强,能够迅速掌握模电的理论知识,在考试中也能取得不错的成绩,在实验室中学生也能够完成所布置的一些实验。但是学生的电路设计能力很缺乏,即使是设计制作一个生活中常用的简单电路,大部分学生也是困难重重、毫无头绪。在模电的教学中,如何通过模电教学,既培养学生电子技术的理论知识,又能提高学生的电路设计能力,是摆在每个任课老师面前的亟待解决的问题。针对该问题,笔者结合自己的教学经历,总结出一种“生活与模电结合”的教学方法,实践表明,该方法对提高学生的电路设计能力很有帮助,能提高学生的综合素质教育论文能力。

1 造成学生设计能力弱的原因

每到大四毕业设计时,大部分学生经过3年的学习,已经具备了常见电子元件的概念,掌握了一些常用电子设计软件如altium designer、PROTETUS、Multisim的操作能力,但指导老师给他们安排任务后,他们还是无从下手,不知道怎么办,其根源是什么?教学过程是教与学的双向的,是个相互作用的过程,分析这个问题还要从教与学两方面考虑。

首先是“教”的方面,大学阶段重点培养学生的基础知识,而这些基础知识如何与实际常用电路相衔接,这方面的教学涉及很少。也就是由于教的原因,导致学生缺少对一些常见典型电路工作原理的理解。虽然,学生通过模电课程的理论学习,知道了二极管、三极管、运放是什么,也知道了这些器件能干什么,如何控制这些器件;但是学生毕业设计还是无法下手,原因是什么,因为学生通过课堂只积累了这些最基础的东西。就如学木工一样,如果只知道锯子和刨子是什么,也知道怎么用锯子和刨子,但只知道这些工具还是无法制造柜子,因为柜子的制造过程中首要的是设计,而不是使用工具。学生基本都掌握了基本理论知识和常用软硬件工具,学生缺少的是一种电路设计能力。设计能力不是天生就有的,设计的灵感首先来源于积累,如果一点积累都没有是不可能具有设计创作能力的。由于教学中,重点关注学生基本理论学习,不注重对常用电路控制工作原理的讲解,是造成学生设计能力缺乏的重要原因之一。

其次,是“学”的方面,学生掌握知识的多少,主要还是由学生的主观能动性决定的。每届毕业设计结束时总会发现一些设计能力比较突出的学生,同样的教学环境,为什么差别那么大,原因当然是学生自身的因素引起。通过对多届毕业生的观察,设计能力强的这部分学生,通常基础理论知识成绩中等偏上,他们没有把全部时间和精力都用在基础理论知识的学习上,除了课堂学习外,他们课后更多的爱好一些日常电路和小制作小发明、学科竞赛之类;而大部分学生都是只关注基础理论知识的学习,不太关注其他课外学习,最终设计能力一般。由此可见,学生不注重基础理论与现实生活的应用,是造成了设计能力缺乏的另一个重要原因。

2 教学改革建议

通过对造成学生设计能力弱的原因分析可知,可以从“教”和“学”两方面双管齐下,提高学生的设计能力。

2.1 “教”的方面

(1)改变传统的教学模式,在模电的课堂教学过程中,除了讲解模电的基本理论知识外,可以安插生活中与模电有关的常用电路工作原理讲解,从而从课堂上增加学生对常用电路原理的积累。

(2)调动学生的主观能动性,引导学生,自行寻找日常生活中感兴趣的相关电路,在课堂上与同学分析讲解自己所学的知识,表达自己的一些观点。积极鼓励学生提出问题,引导学生分析问题最终解决问题。从而充分利用课堂提高学生分析问题解决问题的能力。

(3)改变传统的模电教学所使用的理论—实验的教学模式,教师先讲解基础理论,然后学生按实验报告要求进行实验的学习过程。改进提出一种实践—理论—实践的教学模式。首先给学生一些开放型题目,让学生自己从生活中寻找电路,使学生带着问题带着兴趣进入模电课堂学习。然后,老师课堂上这些常用电路,分析工作原理,设计思路和设计注意点,需要掌握的理论基础知识。然后,课堂导入理论学习,最后,再安排实验设计,安排学生独立思考,提高培养设计创新能力。

(4)明确师生的教职位置,在理论中以教师为主,学生为辅,而在实践中学生为主,教师为辅。学生大胆想象,设计创造,老师给予相应指导与建议。

2.2 “学”的方面

(1)学生除了在课堂上认真学习基础理论知识外,还要多看电子类课外书籍、杂志,课堂学习时间有限,课堂能学到的知识面很窄,能力的提高是由知识面决定的,需要广泛阅读。鼓励学生对感兴趣的电路动手设计尝试,在实践中发现问题解决问题。(2)积极鼓励学生参加一些电子设计大赛,通过对比,竞争,交流发现问题,提高自己。(3)积极鼓励学生参加导师的科研项目和大学生实践创新项目,在项目中有目的地学习,是迅速提高设计能力的有效途径。

3 模电与生活结合的教学实例

三极管是模电教材中的核心内容之一,生活中基本的电路也常会见到三极管,其用途十分广泛,地位不言而喻。笔者在讲解三极管之前让学生事先阅读一些有关三极管的课外书籍,对三极管有个初步的了解。然后寻找在生活中哪些常用电器用到了三极管。增强了学生自己查找相关知识的能力,同时在一定程度上激发学生求知欲与探索欲。在正式讲解课程的时候不急于直接进入理论知识的讲解,在PPT安插一个生活中的简单例子引入:我们知道生活中有这样的一个小电器:“枕边方便灯”一般是人在半夜醒来,想知道时间,强光太耀眼,有时候开灯后忘记关灯。“枕边方便灯”的用途就在于其灯光柔和,轻按后十几秒自动关闭。对于这样的一个小电路是十分简单的。在展示电路图之前可以让学生思考下已有的知识能否设计出这个电路?让学生画出相应的电路图,培养学生的一个思考与设计能力。然后展现图1所示的系统电路。

对电路图做简单介绍,通过电容的充放电实现时间的自动控制,而三级管的作用就是开关的作用。如何起到开关的作用就转入到理论知识的具体讲解,对三极管详细的课程讲解。讲解结束后回到开始的一个环节由学生自己设计电路,在系统地了解三极管后,引导学生与之前自己设计的电路进行对比分析,提出问题,进行分析。最后学生可回去通过软件实现功能,鼓励学生提出更好的创意。

4结论

将“生活与模电结合”不仅能够提高学生对模电学习的兴趣,同时让学生能够真正理解模电里基本元器件的原理。来源于生活,反馈于生活。最重要的是能够培养学生的分析能力与解决问题的能力。增强学生的创新能力,能够从宏观的角度来看待问题,这不仅对于模电学习有很大帮助,同时对其他课程的学习也有很大帮助。

参考文献

[1] 张伟,韩素敏.“模拟电子技术”教学方法改革[J].中国电力教育,2009.130:59-60.

[2] 唐颖.从人才培养目标看民办高校工科教学模式的改革[J].浙江树人大学学报,2006.6(4):27-30.

第9篇:电路的设计原理范文

论文摘要:电子线路CAD技术在高职的电子信息工程技术专业中是非常重要的一门课程,在电子设计以及毕业设计中都讲用到该技术。电子线路CAD技术主要是用来绘制电路图,并在计算机上利用该绘图软件对电路进行排列,从而让设计出的电路更加的美观。本文主要是针对电子线路CAD技术在高职电子设计中的应用进行研究。

对于高职学生而言,要学习的不仅仅是专业知识,动手能力是在学好专业知识的基础上更高的一个层次,也是他们必须拥有的一种能力。在高职院校中,电子信息工程技术专业的学生经常会遇到电子设计等问题,因此,在进行电子设计的时候需要用到的很多专业知识他们是必须掌握的。而电子线路CAD技术在电路板的制作方面的应用就必不可少了。下面我们将对电子线路CAD技术在电子设计中的应用进行研究与探索,说明电子线路CAD技术与电子设计的关系以及在电子设计中发挥的作用。

1、电子线路CAD技术与电子设计的关系

随着电子技术的广泛发展以及新型元器件和集成电路的广泛应用,电路在设计方面也越来越复杂与集成化,因此,对电路的要求也越来越精密。而为了达到电路在复杂与集成化方面的要求,在制作电路的时候单靠手工的操作已经不能完成设计的目的了。所以,就产生了现在我们所用到的电子线路CAD技术。我们在电子设计过程中利用它就能达到电路所要求的精密度。

2、电子线路CAD技术在电子设计中的应用

电子线路CAD技术是使用当前被广泛应用的计算机辅助绘图和设计软件,然后结合学过的专业知识进行设计,以加快设计进程、缩短设计周期、提高设计质量等。电子线路CAD技术在电子设计中的应用主要是一下几个方面:

2.1 绘制电路图

在进行电子设计的过程中,要实现电路的功能最重要的就是编程,但是只有编程并不能完善整个设计,还需要有一个完善的电路来承载这个程序,让它实现它本该实现的功能。在电子设计中,我们一般运用的软件是PROTEL,绘制电路原理图的时候就会用到PROTEL的原理图输入功能。该绘图软件在电路原理图输入方面有着非常丰富的电子器件库,能够为我们电子设计的绘图提供所需的各种电子器件。利用该软件进行电子设计确保了电路原理图的精密度,并且绘制过程也更为方便。比如:我们在画好一个元器件后,觉得它应该放在其他的位置,则只要将它拖动到我们想要放置的位置即可。

2.2 计算机仿真

电子线路CAD技术在电子设计的应用过程中还具备运用其仿真的功能,检查电路的功能是否达到了我们所预期的功能,并且能够对一些数据进行仿真,可进一步对电路进行分析。对于PROTEL软件而言,在它的MULTISIM中有很多种仿真功能,这些仿真功能可以进行直流工作电的分析、瞬态分析、温度扫描分析、参数扫描分析、灵敏度分析、零极点分析、傅里叶变换分析、噪声和失真度分析、最坏情况分析以及蒙特卡罗分析等。在进行仿真的时候,我们首先要进行一个功能仿真,大致了解一下该电路的功能是否达到了预期的功能,然后进行数据仿真,对该电路进行具体的分析,并改正错误的地方。在进行仿真过后,分析结果一般都是以数值或波形的方式显示出来。

2.3 PCB板的设计

PCB板是PROTEL软件将电路原理图进行布线后的一种电路板。在进行PCB板的设计之前,首先要将电路原理图导入,而导入的电路原理图必须是通过仿真的,而且电路原理图中各元器件的电器特性必须与PCB板相同元器件的电器特性相同。最后,设计者就可以利用PCB板自动布线以及手动布线的功能对其进行布线。采用该软件对电路图进行布线,设计者可以先采用自动布线功能对电路进行大致的布线,然后用手动布线功能对其进行美化。这样的过程能够让电路的布线更加美观。

2.4 三维视图

在将PCB板设计好之后,在这样的绘图软件上都有三维视图的菜单,只要点击三维视图的菜单就可以观看设计电路板的三维视图。

3、让学生更好地掌握电子线路CAD技术

如上所述,掌握了电子线路CAD技术对于学生而言,可以更好地进行电子线路方面的设计工作。但在学习这一项技术的过程中,我们往往会发现学生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL软件为蓝本,介绍软件的功能、菜单等,辅以一些应用的例子。学生学习后多呈现一种临时性的记忆,即在课程中会用,考核结束后在不长的时间后就不再掌握的现象。

解决这一问题的方法以,通过实践我们认为采用类似德国职业教育所推行的以行动为导向的项目教学法为好。其基本的思路是:

(1)先整体后具体:在学习CAD技术时,先期进行总体介绍,让学生有全局的认识,打消畏难的情绪;而后开始进入各项目的的学习实践。

(2)先低频后高频:总体而言学生进入学习后应从简而繁,低频的一些电子产品其电路较之高频的简单,学习应从其中入手。

(3)先规范后异型:突出异型电路板的设计制做,其目的是让学生今后在实际工作中具有变通的能力,在CAD技术中也手工调整电路布局的精华所在。

(4)先单层后多层,先分立后贴片。此处不再缀言。

最后一点是,对于各个CAD制作的电路,不应仅停留于电脑的设计,在教学的过程中应让学生的设计成为成品。这样可使学习更为直观,并更有成就感,随之的效果是学生对学习到的技术弥久常新。当然,这种做法也会使教学的成本大幅上扬,但从人才培养的角度看,这样的投入是值得的。

4、结语

在电子设计中运用电子线路CAD技术,不仅解决了电子设计中电路原理图绘制以及功能分析和布线方面的苦难。同时,让学生通过在自主地进行一些电子设计,并在的过程中运用该技术,适于锻炼他们使用电子线路CAD技术的实际能力并有助于其真正了解和掌握这一技术。

参考文献

[1]朱洁.电子线路CAD技术在高职电子信息工程专业毕业设计中的应用[J].中国现代教育装备,2010,(15):55~57.