电路设计的原理范文

【关键词】选煤厂；配电设计；审查；问题

thedesignreviewofthepowerdistributionsysteminthecoalpreparationplant，severalproblemsshouldbepaidcloseattention

caojun-fengchensong

（yunchengcoalmineofshandongprovince，yunchengshandong，274700，china）

【abstract】thisarticlecomprehensivelyanalysesvariousphenomena，whichexistsinthepowerdistribution’sdesignofthelargeheavycoalminetype’scoalpreparationplant.andgivesseveralsuggestionsweshouldpaymoreattentiontothedesignreviewoftheentireplant’spowerdistributionsystem，thosesuggestionshavesignificancepracticalguidanceforimprovingthedesignofthepowerdistributionsysteminthecoalpreparationplant，ensureancomprehensive，security，reliablepowersupplyoftheentireplant，andpromoteasteadyoperationofthesystem.

【keywords】coalpreparationplant；designofthepowerdistribution；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=33kw，审查后及时调整为7.5×6=45kw；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90kw；（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38.48kw；（3）压滤车间ap4柜煤泥刮板机，原设计为110kw，审查后及时调整为132kw；压滤车间ap7柜空压机1～空压机3控制柜，原设计为30

3kw，审查后及时调整为90×3kw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22×2kw；（2）主厂房新增加的30kw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7.5×2kw，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。

3结束语

电路设计的原理范文1篇2

随着Proteu的功能日益强大，Proteu已经越来越多的应用到各类电子产品的设计和设计工作中，深受电子产品开发机构的信赖和喜爱。目前很多知名电子产品公司都在使用Proteu软件设计电子产品，利用Proteu开发研制而成的应用比较广泛的电子产品主要由微电脑防盗报警器”、自动开盖垃圾桶”、LED汉字显示器”等，已经广泛的应用到人们的生产及生活当中。根据电子产品设计实践证明，利用Proteu这种电子产品开发软件能够快速的完成电子线路的设计，而且能够利用设计的电子线路完成电子产品使用的模拟仿真，极大地提高了电子产品的设计效率。由于电子产品设计程序复杂，要求内容精细，一个不小心可能会导致整个设计线路必须从新开始，但是利用Proteu则大大的缩短了研发周期，有效的降低了电子产品生产企业的生产成本。随着信息化进程的不断加快，在未来的人类社会中对于电子产品的应用将会变得越来越广泛，而且电子产品也会变得越来越智能化。很多智能化的电子产品的核心机构和部件就是MUC，智能化电子产品近些年发展迅猛，正在逐步的走进人们的生活当中。笔者将主要根据Proteu在智能化电子产品的设计研发中的应用为例，对仿真技术下电子产品设计提供更加广阔的思路。

在智能化电子产品的设计过程中，传统方式主要将该设计工作氛围以下几个方面：首先就是电子产品的硬件设计，硬件设计中主要包含电子产品的原理图设计以及电路板的制作，这是构成电子产品的基础部分；其次就是电子产品的软件设计部分，主要包括电子线路的调试以及语言汇编及其调试；最后就是电子产品的整机调试，通过软硬件结合调试的方式对所设计的硬件及软件部分结合的效果进行测试。传统电子产品的开发简单来说就是以下几个步骤：首先要完成原理图设计，之后设计PCB电路板，之后就是PCB制板，然后制作实物的物理样本，完成电子产品的软件设计之后在对整机进行调试，如果调试合格则研制成功，调试不合格的将从原理图从新开始设计工作。

根据电子产品的智能化程度其设计时间也是各不相同的，比较简单的通常需要一天的时间就能够完成电路的设计部分；但是PCB制板的时间比较长，大概需要半个月的时间才能够完成制板工作；之后就是进行物理制板，这个部分时间大约需要两天；软件设计工作也需要大概一天的时间；电子产品的系统测试大概需要一天的时间。由此可见完成一个较为简单的电子产品的设计大概需要3周的时间。而且在电子产品的设计工作中，电路设计细节与软件设计细节要求都比较严格，在设计阶段不能够及时的发现其中所存在的问题，这就需要重复几次上述设计过程之后才能够达到最初的设计目的，因此传统方式下电子产品的设计周期很长，无形中也增加了电子产品的设计成本。

通过Proteu能够实现对产品设计过程的仿真，利用Proteu进行系统设计步骤主要分为以下几个步骤：原理图设计与软件设计同时展开，完成之后进行电子产品整体的系统仿真，之后就是完成PCB电路板的设计，然后在制作物理样本。利用Proteu软件进行仿真设计主要是在软件中进行电路设计，设计完成之后就能够进行实体运行仿真，不符合设计要求或不能够达到预期目的则对原理图进行修改。在Proteu软件中庞大的数据库极大地简化了设计过程，有效的降低了电子产品的生产周期，极大地节约了生产升本。利用Proteu软件进行电路板的设计工作主要是完成电子产品中的布线，也就是我们通常所说的RAES。实际产品的制作是在原理图设计完成之后进行的，由于在实物制作之前已经完成了软件调试工作，所以说在装配阶段工作精细的话必然能够有效的保证电子产品的可用性。由此可见利用Proteu是多么的高效、高质。

2Proteu在实际应用中的作用

Proteu软件的功能强大，在电子产品设计中的应用非常广泛，以下笔者将以纯水机的整个设计研发过程为例，就Proteu在电子产品设计中的应用问题进行分析，希望能够对电子产品设计人员的工作能够有所帮助，进一步提升我国电子产品研制行业的水平。

2.1原理图设计操作简便

Proteu软件的操作时极为便捷的，利用Proteu能够在同一窗口中完成电子线路的设计和仿真工作。通过Proteu软件中的编辑区完成对所设计的电子产品的线路设计，还能通过预览模式对所设计的电路进行预览和仿真。整个设计工作只要通过鼠标就能够完成，极大地简化了电子产品的设计过程。

2.2电子产品程序设计

利用Proteu中的ISIS编辑区完成软件程序的编辑工作，并且能够将编辑完成的内容进行汇编形成目标代码，这一整套的操作在Proteu软件中都有特定按钮来完成操作。对于存在问题的编程Proteu软件还能够自动生成错误报告，错误报告中也能够对错误源给出查找范围。

2.3Proteu的仿真以及调试

在上述步骤完成之后，对所要调试的内容进行加载，首先要在Proteu软件中调出Editcomponent”对话框，然后在对话框中输入本次调试工作所要调试的目标文件，并在Proteu软件中设置好晶振频率，之后点击仿真按钮便开始进行仿真。利用Proteu软件中的仿真功能不但能够完成交互式的实验，而且能够实现实时仿真的功能。而且在仿真过程中能够根据现实中可能出现的情况对其进行调试，例如纯水机的仿真操作中，可以在满水或者强冲等多种模式下对纯水机的操作进行模拟，仿真效果极为真实。

2.4利用Proteu完成电路板的设计

在Proteu软件中具有高级布线的功能，通过ARES能够实现对电路板的布线摆放及软件更改等多种功能。Proteu电路板设计功能十分人性化，不但能够简单的实现撤销及自动布置的功能，还能够根据设计者的设计思路有设计者手动操作完成电路板中线路的布射。在电路板设计完成之后能够通过3D视图的效果对所设计的电路板进行全方位的观察，更加优化的电路板设计的过程及电路板设计的作用。

2.5制板过程

在完成上述的前期设计及仿真工作之后，就要进行电子产品设计的第五项工作，就是完成PCB的制板。

2.6物理样品的制作完成

物理样品的制作完成是电子产品设计工作完成的最后一步，安装并且将样本调试成功之后样本就能够应用在电子产品当中。通过物理样本制作完成之后的样式与Proteus的3D模拟效果进行比对我们可以发现Proteus的3D展示与设备完全一致。只要样本的制作过程中能够根据设计要求进行正确的安装，将焊接点牢固的焊接就能够顺利的完成制作过程。

3结束语

电路设计的原理范文篇3

1、电气控制线路的分析

机床的电气控制系统应保证机床的使用效能和正确的动作程序。在设计机床的电气原理图之前,应当确定电气控制的方案。控制方式应当与机床的通用化和专用化的程度相适应。对于专用机床,其工作程序往往是固定的,使用中并不需要经常改变原有的程序。因此,控制线路在结构上往往做成“固定”式的。对于一些数控机床,为了适应不同的工艺过程的需要,机床的工作程序往往需要在一定的范围内加以更改。在机床自动线中可根据控制要求和联锁条件的复杂程度不同,采用分散控制的控制方式。但是各台单机的控制方式和基本控制环节应尽量一致,以便简化设计和制造过程。自动工作循环的组成在方案中可列出有关步骤,或说明行程开关的布置与简图。如电磁铁或电磁阀的通断状态与所执行动作,对于机床自动线还应列出自动线的循环周期表。为控制线路原理设计提供具体要求和条件,如自动循环、手动调整、动作程序更换或控制系统的检测测试等等。联锁条件及电气保护机床的各种运动和操作,都是相互联系的。

2、控制方案的确定原则

电气设备的控制方案是多种多样的,因此,设计人员在设计时,应该本着简便、可靠、经济、实用的要求进行控制方案的制定。具体来说,设计人员应该遵循以下原则:

2.1控制方式与拖动需要相适应

经济效益是控制方式科学与否的重要标准。如果控制逻辑较为简单,其加工程序也较为稳定的生产设备,则适用于继电-接触控制方式,这是较为合理的;反之,如果是加工程序多变,则应该考虑采用编程序控制器。

2.2控制方式与通用化程度相适应

通用化指的是生产机械加工不同对象的通用化程度。如果加工一种或者几种零件的专用机床,其通用化程度低,那也是合理的,因为其可以保持较高的自动化程度,因此,这样的机床一般适用于固定的控制电路;而如果是单件、小批量的零件加工的通用机床,则应该采用数字程序或者编程控制器控制,因为其可以根据加工对象的不同设定不同加工程序,具有相当的灵活性和通用性。

2.3控制电路的电源应该可靠

如果控制电路比较简单,则可以采用电网电源,如果元件多且电路复杂,则对电网电压隔离降压,减少故障的可能性。而对于自动化程度高的生产设备,就应该考虑采用直流电源,这样可以节省安装的空间,操作和维修也比较方便。事实上,影响方案确定的因素还有很多,在实际的设计中,最后方案的确定要根据设计人员的技术水平和判断力来决定。

3、电气控制路线的设计方法

设计人员在进行具体电路设计时,必须要根据主次原则进行设计,顺序为设计主电路,设计控制电路,信号电路及局部照明电路设计。在完成初步设计后,必须要仔细检查,保证线路符合设计要求,同时尽可能使之完善和简化,最后再根据实际需要选择所用电器的型号与规格。

3.1控制线路的设计要求

由于电气的种类繁多,因此不同用途的电气控制线路,其控制要求也不尽相同,但从规律上,还是必须要应满足一些基本要求。首先,应该满足生产机械的工艺要求,正确按照工艺的顺序工作,线路结构以简单为主要目标,尽量选用常用的且经过实际考验过的线路;其次,操作、调整和检修要符合方便的原则;最后,具有各种必要的保护装置和联锁环节,即使在误操作时也不会发生重大事故,工作稳定,安全可靠,符合使用环境条件。

3.2控制线路的设计方法

事实上,电气控制线路的设计方法主要归纳为两种:一种是经验设计法,另一种是逻辑设计法。所谓经验设计法是指,依照生产工艺的要求,根据电动机的控制方法,使用典型环节线路直接进行设计,首先设计出各个独立的控制电路,最后结合设备的工艺要求,来决定各部分电路的联锁或联系。这种方法的优点是简单,不过其缺点也很明显,即对于比较复杂的线路,就要求设计人员拥有丰富的工作经验,同时需要绘制大量的线路图,而且可能要进行多次的修改,才能得到符合要求的控制线路。所谓逻辑设计法是指采用逻辑代数进行设计,按此方法设计的线路结构合理,可节省所用元件的数量。

3.3设计控制线路时应注意的问题

为了使线路设计得简单且准确可靠,在设计具体线路时,应注意以下几个问题:尽量减少连接导线,设计人员在设计控制电路时,必须考虑要电气设备各元器件的实际位置,应该在符合设计原则的基础上,尽可能减少配线时的连接导线。正确连接电器的线圈,从理论上看,电压线圈一般不能串联使用,原因就在于它们的阻抗不尽相同,这样就可能会造成两个线圈上的电压分配不等。而即使是两个同型号线圈,在外加电压是它们的额定电压之和的理想情况下,也不能这样连接。因为,电器动作是有先后的,而当一个接触器先动作时,其线圈阻抗增大,该线圈上的电压降增大,使另一个接触器不能吸合,如果情况严重,还可能使线圈烧毁。此外,如果电感量相差悬殊的两个电器线圈,也不应该并联连接。控制线路中应避免出现寄生电路寄生电路是线路动作过程中意外接通的电路。尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器尽量减少不必要的触点以简化线路,提高线路可靠性。

4、结语

综上所述,可知电气路线的基础设计是电气控制系统的重要环节,对电气的操作以及设备的运行状况等,有着直接的影响。因此,电气控制的设计人员,应该在电路的设计上进行广泛深入发研究,从实际工程需要出发,结合自身的工作经验,采用合理的设计方法,保证电气路线设计的准确有效。

参考文献

电路设计的原理范文篇4

题目：数字电子钟课程设计

系

别

电气工程系

专业班级

电气班

学生姓名

指导教师

提交日期

2011年X月X日

一、设计目的

3

二、设计要求和设计指标

3

三、设计内容

4

3.1方案设计与选择

4

3.2原理设计和功能描述

4

3.2.1数字计时器的设计思想

4

3.2.2数字电子钟总体框架图

5

3.3单元电路的设计

6

3.3.1数字电子钟原理效果图

6

3.3.2晶体振荡器电路

6

3.3.3分频器电路

7

3.3.4时间计数器电路

8

3.3.5数码管

8

3.3.6扬声器

9

3.4元器件清单

9

3.4.1数字电子钟仿真

10

四、本设计改进建议

11

五、感想

11

六、主要参考文献

12

附录

12

一、设计目的

数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

因此，我们此次设计与制做数字钟就是为了了解数字钟的原理，从而学会制作数字钟.而且通过数字钟的制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法.且由于数字钟包括组合逻辑电路和时叙电路.通过它可以进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。

二、设计要求和设计指标

1、设计一个能显示时、分、秒的数字钟，显示时间从00：00：00到23：59：59

2、设计的电路包括产生时基信号，时、分、秒的计时电路，显示电路。

3、扩展功能：能实现校时、教分、教秒；整点报时。

三、设计内容

3.1方案设计与选择

数字电子技术的复杂性和灵活性决定了数字电子钟的设计方案有多种，如下是我总结的部分方案。

方案一：

脉冲信号源的选择。用555定时器制作的多谐振荡器，信号发生器，脉冲芯片等方式都可以作为脉冲信号源，在此我选择的是多谐振荡器，主要考虑的是它的易于制作和很好的稳定性。

方案二：

时分秒计数器的选择。时分秒计数器的选择同样有多种，74160N和74161N都是不错的选择，74LS160和

74LS161,

74LS190和74LS191等等也都可以，考虑到其简单易用和作为课本上重点内容在此我们选择的是74160N。

方案三：

译码显示器的选择。DCD_HEX或7448加上SEVEN_SEG_COM_K等也是多种方案，这里我选择的是DCD_HEX。

3.2原理设计和功能描述

3.2.1数字计时器的设计思想

要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。而脉冲源产生的脉冲信号地频率较高，因此，需要进行分频，使得高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1Hz）。经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。由于计时的规律是：60秒=1分，60分=1小时，24小时=1天，就需要分别设计60进制，24进制计数器，并发出驱动信号。各计数器输出信号经译码器、驱动器到数字显示器，是“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。

3.2.2数字电子钟总体框架图

图2-2

3.3单元电路的设计

3.3.1数字电子钟原理效果图

图2-3-1

3.3.2晶体振荡器电路

晶体振荡器是电子钟的核心，晶体振荡器设计的质量直接影响了整个电的好坏。这里我用555定时器制作了一个多谐振荡器。

其中R1=57.72

kΩ,

R1=115.4

kΩ,

C=100nF,Cf=10nF,

f=1/0.7(Rw+2R)C=1/[0.7(57.72+2*115.4)*103*100*10-9]≈50Hz。

其产生的频率为50Hz,然后经过整形、分频获得1Hz的秒脉冲。如图：

图2-3-2

3.3.3分频器电路

分频器是由两个74160N组成的50进制计数器。则输出端的频率则是将原来的50Hz分成1Hz的频率输出，实现分频效果。

图2-3-3

3.3.4时间计数器电路

时间计数电路由秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器、时个位和时十位计数器电路构成，其中秒个位和秒十位计数器、分个位和分十位计数器为60进制计数器，时个位和时十位计数器为24进制计数器，其原理图如下：

图2-3-4

3.3.5数码管

数码管通常有发光二极管（LED）数码管和液晶（LCD）数码管，本设计提供的为LED数码管DCD_HEX，其已内含译码器功能，所以不用再另加译码器。

图2-3-5

3.3.6扬声器

该扬声器的额定频率为200Hz，额定电压为3V，额定电流为0.05A。

图2-3-6

3.4元器件清单

元件名称

数量(个)

DCD_HEX

74160N

555_VIRTUAL

4049BT_5V

74LS00D

57.72kΩ电阻

115.4kΩ电阻

5V直流电源

BUZZER

100nF电容

10nF电容

导线

6

8

1

3

3

1

1

1

1

1

1

若干

表2-4

3.4.1数字电子钟仿真

下图为仿真结果，仿真开始时，多谐振荡器产生50Hz的正弦脉冲信号，然后经过分频器后其输出的频率变为1Hz。计数器接收到脉冲信号后开始计数，计数结果显示在数码管上。当分秒计数器达到59分59秒，然后再来一个脉冲信号时扬声器开始发声，也就是整点报时。下面为其中的一张仿真图。

图3-1

四、本设计改进建议

1、应选用石英晶体振荡器，为了简化电路分频选用CD4040。

2、本设计校时电路是将各个位上的使能端引出接一个单刀双掷开关，一端（1端）接低位的进位信号，另一端（2端）接校时电路。校正某位上的时间时，可以将相应位的开关接到2端，通过拨动校时电路就能实现校时功能。

3、没有校时电路。

五、感想

（1）

布局设计：要先根据主体电路图和扩展电路图想象各个元件的分布位置，哪块电路板该放哪些元件，如何最大限度利用电路板的空间，怎么样才能使走线明朗、简洁。

（2）

布线工艺：一开始看到电线像蜘蛛网一样，密密麻麻的，非常难看懂和检查，后来看了预先设计的线路，而且用各种颜色的导线区分，显得明朗清晰。

（3）

课题核心及使用价值：该课题用一个生活中的实力展示了振荡电路、计数电路、译码电路的作用与衔接过程，揭示了电子钟内部电路图及其各部分的作用。我们通过此课题，结合上学期学习的模拟电子、数字电子技术的理论课知识，可以系统地学习电子设计与测试的流程、方法、原理，为我们以后设计更加专业、复杂的集成电路打下雄厚的基础。

六、主要参考文献

[1]

清华大学电子学教研组编，童诗白、华成英主编：《

模拟电子技术基础

》

[

M

]

.（

第四版

）.北京：高等教育出版社,2006.5（2009重印）

[2]华中工学院电子学教研室编，康华光主编：《电子

基础——数字部分》

[M]

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（第四版）.

北京:高等教育出版社，1988年

[3]

清华大学电子学教研组编，阎

石主编：《

数学电子技术基础

》

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(

第五版

).北京：高等教育出版社，2006.5（2008年重印）

[4]辽宁工程技术大学电工与电子技术实验中心组编，马玉芳、朴忠学、张国军主编：《

电子技术实验指导书

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2010.3

[5]朱清慧、张凤蕊、翟天蒿、王志奎编著：《

Proteus教程——电子线路设计、制版与仿真

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北京：清华大学教育出版社，2008.9

[6]熊幸明主编：《电子电工技能训练》

[M].北京:电子工业出版社，2005年

电路设计的原理范文篇5

关键词：课程设计；彩灯循环显示电路；学生学习

数字电子技术是我校电子信息工程专业的基础课，其目标是培养学生具备一定的电子技术理论基础、一定的创新意识、一定的解决实际问题的能力，促使学生了解本专业的应用发展方向，并为学习后续课程和从事电子信息工程工作打下一定的基础。

福建江夏学院是2010年由福建省政府组建的一所旨在培养复合性创新陛应用型各类高素质专门人才的应用型本科大学。数字电子技术课程应满足学校、学科建设的高要求，充分地激发学生对于这门课程的学习兴趣，提高学生学习的主动性和积极性。

课程设计作为学生学习的一个重要的实践环节，要求学生自己设计和搭建一个实用电子产品雏形。常言说得好，“说一百遍，不如做一遍”，学生通过思考、查阅资料、讨论等方式寻求解决问题的方案，对相关知识点有更加深入的理解，提升学生的成就感，增强自信心，提高学习主动性，从而形成良性循环。本文以“彩灯循环显示电路”中“数字电子技术”的课程设计为例，从几个方面浅析了课程设计对于激发学生学习热情、促进学生学习所起到的良性作用。下面，笔者将从设计的相关环节来具体阐述。

一、分析设计任务和性能指标

本课程设计的题目是“彩灯循环显示电路”，学生在拿到设计题目后，首先要根据相关材料分析设计任务，掌握相关原理图，解析其基本构造和功能，将总电路原理图拆分成以下三个单元电路：矩形方波产生的频率、10个彩灯的循环点亮和七段数码管上显示彩灯的循环次数。

学生要做到对设计功能的完美解析、原理图清楚识读，要掌握“数字电子技术”课程中所学的相关基本理论和基本方法，清楚所涉及的各个芯片的功能、参数，及其涉及典型功能模块的搭建，进而要了解单元电路功能模块的构建，了解单元电路中各个部件元件的作用，清楚整体设计所要达到的性能指标，乃至有效扩展至一些特定微型数字系统。

在这部分，学生既要巩固课堂理论知识，又要加强对实际电路的认识、解析能力。

二、元器件的选择

对课程设计题目完美解析之后，接下来就涉及合适的元器件的选取。在搭建单元电路时，对于特定功能单元需要选择主要的集成块。比如时钟电路选555，计数/译码器4017，计数器4518，译码4511及显示驱动电路也都相对固定，但存在电路特定功能要求不同，需要适当元件参数匹配集成块，例如，10个彩灯循环点亮的完美显现，对方波频率的选择就有所要求，学生在利用555触发器构成脉冲方波时，必须考虑到影响时间常数的RC元件参数的选择。

同样构建单元电路时，选择器件的电平标准和电流特性等参数很重要。普通的门电路、时序逻辑电路、组合逻辑电路、脉冲产生电路、数模和模数转换电路、采样和存储电路等，参数选择恰当可以发挥其性能并节约设计成本。

在这部分，学生在进行元件的选择的同时，不仅要掌握所用仪器设备的使用介绍，了解实验过程中的注意事项，还要掌握从电路的整体布局到一个个小的元件的清楚认识。

三、设计总体电路图

任何一种逻辑功能都可以设计出一种相应的逻辑电路。根据需要设计出符合要求的逻辑电路，合适的计算机辅助软件给我们的电路设计提供了极大的便利。

1.仿真软件

该设计要求学生掌握两种仿真软件Multisium和Proteus，并结合所给的设计题目，绘制电路原理图，进行模拟仿真测试。学生在操作过程中掌握以下三个方面知识点：

（1）熟悉Multisium和Proteus软件操作界面，了解选取元器件时所需要注意的一些注意事项。

（2）调整电路图中元器件布局，调试电路板，故障排查。数字电路设计以逻辑关系为主体，因此各单元电路的输入输出逻辑关系与它们之间的正确传递决定了设计内容的成败，结合整体实现功能，要求每一个单元电路都须经过调整，确保各单元之间满足驱动电平匹配和电流匹配，合理布局。

仿真是整个设计成功关键的一步，学生做好仿真电路的连接，之后的焊接电路就会显得相对轻松、驾轻就熟。电路仿真软件为学生之后从事电路设计、模拟仿真等打下基础。

对于仿真软件，老师只是起到简单领进门的作用，需要学生自身去拓展学习，这里有个需要重视的地方，相较于私下自学，集中学习、互帮互助成效非常明显。

2.电路原理图印制板设计功能

课程设计要求学生掌握Protel99SE软件的原理图设计、PCB设计、自动布线器这几个功能，学生通过该软件的学习，可以强化计算机模拟和具体元器件的封装工艺，统筹各个单元电路的布局。

学生弄好印制板，在其上焊接电路，这在很大程度上接近实际的电路板的制作工艺，学生在此可以得到理论和实际明显的结合，贴近工艺、贴近工厂，提高了兴趣，极大调动了学生的主动性。

四、焊接、搭建电子产品雏形

完成了前面三步之后，学生就进入电子产品的搭建环节，而要进行完美的电路搭建，首先要求学生掌握一些基本的知识、动手能力：了解万用表、示波器、稳压电源等常用电工电子仪器、仪表的使用；熟悉电阻、电容、电感、二极管、三极管、变压器、集成电路等的外形结构；熟悉机械开关、继电器、接插件、熔断器、电声器件的外形和标志方法；熟悉各种常用线材的外形与结构；电烙铁的使用方法和使用技巧、焊接注意事项等。

学生有了如上所示的准备就可以开始在万用板上焊接电路，按照前面电路图仿真，将电路图复制到万用板上，而这也是本设计最锻炼学生的时候，不仅要具备过硬的焊接技术，还需具有较强解决实际问题的能力，前者直接影响了最后电子产品的工艺水平、美观程度，而后者则会关系到焊接的电子产品能否实现我们所要的设计结果。

五、书写综合设计实验报告

学生在完成全部仿真、电路模型搭建之后所作的综合书面报告，是学生对整个课题设计的思考和总结，是对课题设计的再认识、知识升华的过程。

电路设计的原理范文篇6

关键词电子电路;实践教学;考核方式;教学效果

1电子电路实践课程的教学目标

电子电路实践教学是电子信息工程与通信工程专业的一门重要的实践性课程，它集电子电路设计、软件设计、电路仿真与调试于一体，目的是培养学生从事电子技术类工作的职业能力，在课程中体现为电子电路设计与制作的能力。该实践课程以电子产品为载体，强调以工作过程作为学生的主要学习手段，通过分析、设计、制作和调试实用电子电路，促进学生掌握现代电子技术专业技能，促进电子技术在工程中的应用，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，提高学生电子电路技术的实践技能，了解开展科学实践的流程和基本方法，并逐步形成严肃、认真、实事求是的科学作风，以满足社会对高技能人才的要求。

2电子电路实践课程的教学要求

为了培养学生的良好的学风，充分发挥学生的主观能动性，培养学生的综合能力和创新意识，保证实践项目顺利完成，对学生有下述要求。

2.1实验前的要求

做实验前应认真阅读实验指导书，明确实验目的，了解实验原理、实验内容，掌握试验中所用仪器的性能和使用方法，掌握实验步骤及注意事项。

2.2实验过程中的要求

进入实验室要遵守学生守则及实验室的各项规章制度，按照实验设计认真接线，合理布局，按照操作流程正确使用制作工具和测试设备。在实验过程中如果遇到问题，或仪器设备发生故障，应该立即切断电源并报告老师。在实验过程中要认真记录实验数据并及时保存，离开实验室时要将实验物品整理好并关闭电源。2.3实验后的要求做完实验后要求认真撰写实验总结报告。实验项目的最终结果需体现在实验总结报告中，因此实验总结报告是课程设计非常重要的环节。实验总结报告内容要齐全，应包括实验仪器的名称、型号和编号，实验所用耗材，实验电路原理图，实验结果，实验数据的整理，实验现象的分析、实验方法、仪器使用、问题分析、讨论、改进建议和总结等。实验总结报告完成后按要求及时交给老师。在整个教学过程中，理论知识的学习伴随实验任务的实施，做到融教、学、做为一体。

2.4实验操作的具体要求

（1）能正确识别、检测和选用电子元器件（2）能对电子电路进行分析和计算（3）能读懂电子电路原理图（4）能按照电路原理图在面包版上搭接实用电路（5）能按照电路原理图制作并焊接实用电路（6）熟练使用万用表、示波器等电子测量仪器进行电路参数的测量（7）能对制作完成的电路进行测量、调试以满足设计要求（8）能按要求完成实践课程的总结报告。

3考核方式及成绩评定方法

每个项目均要提交电路实物、项目设计报告，并现场进行演示，最终以学生实际任务的完成情况、项目报告撰写情况和演示情况作为学业评价依据。总成绩的构成：项目考评成绩占总成绩的80%。平时成绩占总成绩的20%。即总成绩=平时成绩×20%+项目考评成绩×80%。考核标准：（1）良好①正确识别触发器、计数器、编码器、译码器、数码管，能检测其好坏。②能画出电路图，正确分析电路的工作原理。③具备较强的实操能力，基本能独立搭接、调试电路，要求布线清晰、合理。④按时完成项目设计报告，并且报告结构完整、条理清晰，具有较好的表达能力。⑤演示时回答问题正确，表述清楚。（2）优秀在达到良好的基础上，同时又具备以下条件①理论分析透彻、概念准确，能独立完成项目设计全部内容。②能客观地进行自我评价、分析判断并论证各种信息。（3）合格①对电路工作原理分析基本正确，但条理不够清楚；②能自主制作电路，但出现问题不能独立解决；③按时完成项目设计报告，报告结构和内容基本完整。（4）不合格有下列情况之一者为不合格①无故不参加项目设计；②未能按时递交操作结果或项目设计报告；③抄袭他人项目设计报告；④未达到合格条件。不合格的同学需重做本项目直到合格为止。

4结论

电子电路实践课程改革历经两年的实际检验显示出巨大的效果，学生对实践课程的兴趣有很大提高，能制作出符合实验要求的产品，提升了学生对项目的想象力，创造力和执行力。这极大提高了学生应对社会发展的信心，提升了学生跟进信息技术发展的能力，证明了电子电路实践课程教学改革的效果。当然。改革不是一蹴而就的，需要持续不断的进步和完善，期待将来有更好的教学效果。

参考文献

[1]高低频电路设计与制作[M].科学出版社,[日]铃木雅臣,邓学,2017

[2]电子电路设计与实践[M].国防工业出版社,刘妍妍，周文良,2015

电路设计的原理范文篇7

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altiumdesigner、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.

电路设计的原理范文

[关键词]计算机；电路设计；分析；辅助；方法

中图分类号：TP391.7；TN702文献标识码：A文章编号：1009-914X（2014）35-0284-01

一、计算机辅助电路设计的优点

电路设计，是指按照一定规则，使用特定方法设计出符合使用要求的电路系统。在进行计算机辅助电路设计的过程中，主要是利用计算机能够模拟的特点取缔传统采用搭接方式进行电路实验的方法。利用计算机之后，可以在电路设计阶段可以大量减少验证电路正确过程中使用的时间和工作量，让进行整个电路设计过程的进程比传统电路设计的进程速度快得多，同时还保障了电路设计的效率。

在很多相关电路设计的专业软件里面都会设置有电路设计中会涉及的许多参数数据库以及图形数据库，在进行电路设计的时候，设计人员可以通过这些数据库中选取到所需用到的电子元件模型，即使数据库中没有所需要的电子元件，也能电路设计之前在相关界面中设计出所需的电子元件模型，并设置其参数，然后再将其放入进对应数据库中，很多电子元件都可以在数据库中直接拿出来使用。另外在对电路板设计进行印刷的时候，也可以找到相关专业的印刷电路板设计的软件，这些软件可以对其电路设计中的电子元件间布线布局的自动进行，还可以起到后期处理的作用。在电路图纸进行绘制的时候，也能使用专业的软件进行制版。总之，在计算机的辅助下，让电路设计更加简便，大大缩短其设计周期，同时在一定程度上会可以节约电路设计的成本费用。

二、计算机辅助电路设计的方法

设计一个完整的电路，并让其实现一个功能，其前提就是要设计好一个完整有效的电路原理图。通过计算机进行电路设计是非常快捷的，而且还能很容易的将设计好的电路进行再次的修改，通过计算机的相关软件自带的自动布线就能够很容易的把电路原理图生成电路板版图。

1、电路原理图设计

首先设计人员通过调用电路设计软件，建立新文件并对其命名，然后加载所需要的原理图器件库，因为在电路设计中电子元件的种类存在千差万别的差距，所以有些时候所需要的元件在对应数据库中没有，所以设计人员就要通过元器件生成软件或者电路设计软件中自带可以设计元器件的选项，创造出需要的元器件，然后根据设计电路构思的结构进行电路原理图的设计，将有电性能元件的管教利用线连接起来，如果是总线电路就可以由一条总线连接，这样可以有效减少线路太多所造成不必要的麻烦，而总线的两端始终会分出很多条线，就有必要将其明确的标注，有节点的话在电路上应该必须标上节点，否则在后期电路查看和系统会将两条线认为不相连。

在将电路原理图设计完毕之后，就应该创建网络表。网络表是作为原理图和印制线路版图间的桥梁，只有通过网络表才能将电路原理图转换为对应的电路板版图。调用PCB图生成软件，在其加载相关的元器件库，通过在禁止布线层上画好PCB图的外形，然后更改其自动布线，让其达到前期的设计要求。通过自动布局命令将加载到PCB图中的组件摆好，然后对其进行自动布线，该过程会需要一段时间，因为有的时候自动布线并不是完全合理有效的，所以在进行自动布线之后还要对其进行手工调整。

2、电路板版图设计

电路板厂都是按照用户设计的PCB图对电路板进行生产的，针对成型的一块电路板，想要再制一块或者多块的话，就要利用计算机辅助进行电路设计了，通过形成的PCB图再次进行电路板的生产。

利用刻度尺度量成型的电路板，将对应数据进行记录后将数据输入进计算机中，这类方法主要使用在线路简单的电路板上，在线路上寻找一个点来作为原点，将电路板上的其他点一原点为参照，对照PCB图左下角的横纵坐标，将元器件放在对应的PCB图上。而对于元器件较多且线路复杂的电路板则通常使用扫描仪将其数据输入进计算机中，因为用尺度量就会太花费时间，且制作也会相比扫描仪粗糙，在对电路板进行扫描的时候也要注意正确的放置电路板的位置，不然会影响扫描效果。

三、结束语

计算机辅助电路设计的出现，让电路设计摆脱了传统以手工为主的设计方式，而且在使用计算机进行电路设计的时候，不仅节省设计时间，还能在电路设计出现错误的时候方便及时的对其进行修改，大大提升了电路设计的效率，还可以做大程度保障设计的电路产品的性价比。

参考文献

[1]叶勇盛.计算机辅助电路设计教学方法研究与实践[J].职业教育研究，2010，03：90-91.

[2]王秀娟.行动导向法在《计算机辅助电路设计》课程中的应用[J].科技信息，2010，30：618.

电路设计的原理范文篇9

关键词：10kV配电线路；线路设计方案；供电需求；电力企业；电力系统

对于配电线路的控制，在整个电力系统的控制中尤其重要。在整个电力系统的有效运行过程中，配电线路的主要作用是传输和配送电能，因此配电线路的设计是否科学、合理，运行状态的优劣将直接影响到整个电力系统是否能够有效地运行。这就要求在电力运行的管理之中，大大加强对配电线路的科学、合理设计。

1、10kV配电线路设计时需要遵循的原则

在电力系统中配电线路作为重要构件，设计的合理与否直接影响着整个电力系统的正常运行，甚至会给电力企业的发展带来一定的影响。因此在对配电线路进行设计时，要求相应的设计人员要结合实际条件，能够合理科学地利用技术，从而对配电线路进行设计。（1）要求设计人员要遵循科学性原则，确保整个设计的科学性，以合理科学为基础进行设计，且能够在实践中有效的应用与实施；（2）在进行设计时，设计人员要对安全问题进行考虑，要使整个设计方案能够保证线路的安全性；（3）在设计时，设计人员要秉承经济性原则，尽可能地列出多种设计方案，重点要对多种设备进行列出比较，最后选择出最合适的设计方案，在保证配电线路安全的条件下，要尽可能节约成本的支出。

2、电力系统10kV配电线路设计方案分析

10kV配电线路主要分布在我国农村地区，原理是采用架空线路的形式结构对其进行放射性供电。在具体运行的过程中，10kV配电线路所涉及的过程比较复杂，内容比较繁多，因此这就要求设计人员在进行设计之前，要高度注重对设计中的每个环节进行完善，进而达到设计的科学性、合理性的标准。10kV配电线路设计流程如下：（1）设计人员在接到配电线路设计任务后，要以配电工程所在的区域建设规划指标为依据，对配电线路的路径进行合理设计，要对配电线路的起、终点位置进行定位，且要对整个配电线路的长度进行测量。在此步骤中，要求设计人员高度重视配电线路区域的地形、地貌特征并且要更进一步地进行调查研究，对配电线路区域的地形、地貌特征进行熟悉且要求掌握，能够熟练地绘制出相应的设计图纸，与此同时在所设计的配电线路中，相关数据要确保它的精确性。在设计好配电线路的路径后，设计人员应将设计方案交给相关部门进行审核，审核且通过后才可实施，防止由于所设计的路线与区域的建设规划发生矛盾进而出现线路改迁的问题。在对配电线路进行设计时，设计人员要秉承“两点之间、线段最短”的宗旨，目的是减少线路曲折的问题，要保证所设计的线路科学且合理，能够在实践中操作与应用；（2）设计人员对所设计的路径图纸绘制完成后，要结合实际的地形、地貌特点，对配电线路的杆塔进行合理的设计。对于杆塔的选择，应尽可能地避免对农田或临街住户的占用，以不要打扰居民正常的生活为出发点，然而对于路径的选择，要考虑到方便日后的检查修理，在设计杆塔的环节时还要考虑到环境因素如相关区域的水文条件、地质条件等，比如在埋管线的过程中，一定要确保管线埋设的安全性；（3）设计人员在基本确定路径方案后，要权衡整个路径设计方案的科学性、经济性，对各路径方案进行分析与对比，最终得出更为科学、合理的路径方案。由此可得，对于10kV配电线路的整体设计而言，要秉承有效性、科学性的原则，使整个设计方案能够实施与应用。

3、10kV配电线路的设计

在对10kV配电线路的设计中，要充分考虑到配电装置以及对配电线路路径的选择等方面的讨论。在设计的实践中，要高度重视对相关要素实施控制，针对各环节做好设计工作，保证整个配电线路在实际工作中发挥它的作用。3.1选择适当的配电装置在整个电力系统中，配电装置是重要的构件，在配电线路设计当中尤其重要。对于配电装置的选择过程中，要优先考虑到相应的环境、抗震能力等重要要素。3.1.1控制好环境温度。配电线路对于配电装置选择的过程中，整个装置所在区域的环境、温度要保持稳定性，保证环境、温度能够达到装置所要满足的标准。一般情况下，所在区域的自然环境影响着配电装置。3.1.2控制好导体、电器的相应湿度。在选择导体、电器的相对湿度时，将月份湿度值作为线路所在区域的参考值，掌握线路真实的湿度状况，选择相应的电器产品从而进行安装。比如在一些较为湿热的地区，设计人员在对相应的配电装置进行设计时，选择适合湿热气候的装置进行安装。3.1.3考虑最大风速。在配电线路施工的环节中，或多或少会受到一定风速的影响，因此在对配电线路进行设计时，设计人员要考虑到全年的最大风速值，一般，配电线路的架空位置和地面保持在12m左右。当风速过大时，要求对配电设备的安装高度进行降低，与此同时还要考虑到相应的气象要素。3.2导体、电器的设计要想确定导线的截面面积，设计人员要按照电力系统的设计要求进行设计，进而计算出导线的截面面积，还要重视对导线的型号、规格进行验证，所选择的电器能够承受的最高运行高压要与配网运行电压持平，对于电流，配电线路所允许的电流要与最大的持续工作电流值持平。此外，截面面积确定了之后，在设计中要对导线的安全系数进行标注与说明。3.3选择科学的线路组装形式在10kV配电线路的杆塔结构、绝缘子的形式以及导线的型号实际选择过程中存在着较大的差异，因此相应的绝缘子串的组装形式也存在较大的差异，通常情况下采用单串绝缘子串来满足导线的断线张力与最大综合荷重，对于一些特殊的大档距、大导线、大沟以及一些交通要道等环境条件时，如果单串绝缘子串不能达到设计的标准，则要采用双串的方式进行接连，从而确保其线路组装形式的有效实施。3.4做好导线的防震设计在现实设计的过程中，要充分考虑到防震的设计要求，档距、风速、地形、风向及线路架设高度等因素可能引起导线的振动，从而不同程度地对线路正常运行造成影响，这就要求在具体的线路设计过程中采取相应的防震措施。因此在进行导线的防震设计过程中，应将导线的安全系数、应力大小、线路途经以及经过的地貌与地形特征等一系列因素进行综合考虑。

4、10kV配电线路设计中常见问题及对策

4.1负荷计算偏差在大部分设计文件中以年售电量作为基准，以此来预测每年售电量增长10%，进而推算负荷的大小。这种估算方法优点为简单可行，存在统计负荷不免偏大、准确性较差等缺点，由此会造成年发电量不足年使用量，进而引发年发电量远远超出年使用量的范畴造成严重的经济损失。因此在10kV配电线路设计的过程中，负荷计算所造成的偏差一直是一个亟待解决的问题，并且一直以来力求使得负荷计算量最能够接近实际电量使用量。对策：要向有关部门收集每个城市的街道图，其中包括城市的分区、乡行政区的界限、每个区域所属的行政管理范围等；还可以向所属公安局收集各个分局的管辖范围，它包括在每个区内派出所的数量、每个派出所的管辖范围以及户籍数量。在对配电变压器进行设置时，要考虑到负荷增长系数，进而能够比较精确地计算出在各个派出所辖区范围内的台区数量。4.2自然、气象条件选择估计不当在10kV配电线路运行的过程中，自然灾害破坏对其造成的故障是不可避免的，如雷击（在7～8月的雷雨季节尤其是雷爆日比较多的地区，经常会出现因雷击而线路跳闸，通常有断线、瓷瓶爆裂、配变烧毁等状况的发生）、大风（特别是南方沿海城市经常会受到台风的袭击）、雨雪等。这些故障的发生存在不可抗力的一面，也存在配电线路设计中对自然气象条件估计不当的因素。对策：针对自然灾害的破坏所造成的故障，在设计时要将其着重考虑在内，并且要严格地落实在配电装置的选择上：（1）当设备的最低允许温度高于周围环境的温度时，应当采取保温措施或安装加热装置等；在有积雪、冰雪严重的地区，通常采用隔离开关的破冰厚度等措施，但要求不应小于设计的最大覆冰厚度；（2）依据国家标准的规定设计配电装置的抗震设计；（3）在城市内对10kV配电线路的导线选择，通常用架空交联聚乙烯绝缘导线；（4）要重点做好防雷措施，具体操作如下：要在变电所10kV的出线端安装带有金属氧化物的避雷器；在易受雷击且线路较长的线路上安装防弧金具或金属氧化物。4.310kV配电线路路径选择不当线路路径确定通常是指在制定的起止点之间确定一条最优的路线，这是配电线路设计的第一步，也是配电线路设计中关键的一步。对于线路路径的确定，要综合充分考虑线路的经济效益、工程造价、技术可行、施工方便、运行安全等方面的因素。实际电力工程中，不少配电线路没有对各路径方案从技术方面、线路的安全与经济运行、方便施工、障碍物的处理等方面进行全面的分析比较，从而造成了极大的经济损失。对策：在路径选择时要遵循以下原则：（1）与配电网络改造相结合，与城镇规划相协调；（2）尽可能地少占或不占农田；（3）尽可能地避开坑洼地、雨水冲刷和容易发生交通事故的地段；（4）尽可能地避开有易燃易爆物存在的地段；（5）要求配电线路路径尽可能短，从而避免迂回。

5、结语

对于10kV配电线路的设计问题，将会直接影响到整个电力系统的稳定运行，与企业的经济效益、社会效益息息相关。设计人员在设计过程中必须要重视10kV配电线路的实际设计要求，综合线路的具体实际情况，进而能够设计出科学、合理的实施方案，确保电能的高效率安全运输，保证整个电力系统的安全稳定运转。

参考文献

[1]黄小兵．10kV配电线路设计技术要点分析[J]．中小企业管理与科技，2011，30（21）.

[2]王登灿．试论10kV配电线路防雷保护间隙的设计[J]．科技致富向导，2011，18（23）.

[3]朱秀兰．10kV配电线路防雷保护间隙的设计[J]．科学技术与工程，2010，17（31）.

[4]邝凯华．10kV配电线路故障及防范措施探讨[J]．中国科技纵横，2013，36（6）.

[5]陈雷．10kV配电线路故障原因分析及防范措施[J]．城市建设理论研究，2012，43（15）.

电路设计的原理范文篇10

以“直流稳压电源”为载体，对运用Protel99SE进行设计电路的方法进行了详细而深入的讲解。

关键词：直流稳压电源；Protel99SE；设计电路的方法

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）11018002

0概述

Protel99SE是电子设计自动化软件之一。它是电子设计工程技术人员设计和制作PCB常用的软件，能进行电路原理图绘制、电子元器件库和封装库制作、PCB设计等工作，功能完善。本文结合“直流稳压电源”电路讲述PCB设计的过程与方法。从电路原理图到PCB大致分为三个步骤，即绘制电路原理图、生成网络表、设计PCB。

1“直流稳压电源”原理图绘制

打开Protel99SE软件，创建一个名为“直流稳压电源”的设计数据库文件。在“直流稳压电源.ddb”中，新建一个电路原理图文件，命名为“直流稳压电路.Sch”，打开该文件，设置图纸大小、规格等参数。

放置“直流稳压电源”电路需要的元器件，如果在现有的元器件库中没有找到相应的元器件，则需要载入新的元器件库。值得注意的是，如果软件自带的原理图元器件库中无法找到原理图所需要的元器件，则需要重新建一个新的元器件库文件，自己设计元器件。其元器件列表如图1所示。

将放置好的元器件按原理图的要求用导线、I/O端口、网络标号等连接起来，完成原理图的绘制。

绘制好的“直流稳压电源.Sch”如图2所示。

2电气规则检查与生成网络表

电气规则检查（ElectricalRuleCheck）是Protel99SE提供的对电路进行电气规则检查，对电路规则、电路连接、网络标号等方面进行检测，确保电路的合理。电气规则检查可检查原理图中是否有电气特性不一致的情况。如果出现不合理的电气冲突现象，Protel99SE会按照设计者的设置以及问题的严重性分别以错误（Error）或警告（Warning）等信息来提示设计者注意。其操作方法是执行菜单命令Tools＼ERC打开如图3所示的“SetupElectricalRuleCheck”对话框。

该对话框包括Setup和RuleMatrix两个选项卡，它们主要用于设置电气规则的选项、范围和参数，然后执行检查。

网络表（Netlist）是各类报表中较为重要的一个，是电路原理图与PCB间的桥梁，是自动布线的基础。网络表的内容从主要为原理图中元件的数据（元件编号、元件类型或封装信息）以及元件之间网络连接的数据。执行菜单命令Design＼CreateNetlist，弹出“NetlistCreation”对话框，如图4所示。

网络定义结束

网络定义以“（”开始，以“）”结束，将其内容包含在内。定义网络首先要定义该网络的各个端口。

3PCB设计

首先，新建一个PCB文件，确定电路板的边界、板层、布局、布线等要求。然后定义电路板的形状和大小。

然后加载网络表、按设计要求布局、布线。完成布线后，对元器件和走线做一些调整，为了方便调试和维修，对相应的线路进行敷铜。敷铜通常指以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔。包地则通常指用两根地线（TRAC）包住一撮有特殊要求的信号线，防止它被别人干扰或干扰别人。PCB图如图5所示。

敷铜是以大面积的铜箔去填充布线后留下的空白区，对于短路或容易烧毁的元器件，可以铺GND的铜箔，也可以铺VCC的铜箔（但这样一旦短路容易烧毁器件，最好接地，除非不得已用来加大电源。

4结语

Protel99SE是电子类专业尤其是硬件设计工作者进行电路设计与制作的必备技能，需要长期的实践。

参考文献

电路设计的原理范文1篇11

关键词：电子电路设计创新路径

中图分类号：TN702文献标识码：A文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0115-02

科技的不断进步和发展，电子产品逐渐的渗透到生产和生活的各个领域，成为国家科技生产水平的主要组成因素，推动者计算机技术的不断进步，成为国家发展的动力，为技术的全面进步提供必要的条件。但是现阶段我国进行电子电路设计的过程中存在一定的问题，创新能力不足，自主知识产权意识较弱，造成整体发展水平出现滞后性，因此在今后的发展中需要对电子电路设计的创新路径进行分析，全面的掌握创新方法，保证电子电路自主研发能力的提升，促进我国科技水平的全面进步。

1电子电路设计概述

1.1电子电路设计的原则

电子电路设计需要遵循相关的原则，这样才能更好地保证设计的科学性，首先需要对电子电路内部的各项原件相互之间的关系进行全面的分析，掌握设计的内部结构以及外部结构，整体上对原件内部的各项构造进行分析，综合地对电子电路的各项类型进行分析，全面地掌握各项设计类型。其次需要关注设计的功能性原则，在进行设计的过程中需要将电子电路系统进行更加细致全面的划分，掌握不同模块的实际功能，考虑到实现这些模块和功能的途径，从而在设计中了解掌握原件的情况，实现电子电路设计的规范性。在进行电子电路设计的过程中需要保证各项功能的完整性，在进行设计的过程中需要针对每一个部件的实际使用效果进行分析，确定整体的设计成果符合实际使用的效果，这样才能进一步提升设计的科学性与合理性，在实际使用中保证使用的质量。

1.2电子电路设计的技术

进行电子电路设计需要采用合适的方法，具体的方法包括遗传算法。这种方法在进行设计的过程中将关注的焦点放在需要解决的问题上，针对性地进行代码设计，对需要解决的问题进行相应的编程，这样的方式可以在进行程序编制的过程中避免因为竞争机制带来不同遗传操作和交叉变异的问题，满足现实情况下的管理机制，对其中较差的个体进行替代，保证代码的使用更加符合技术的需要，不断地满足现实条件，对结果进行更加全面的管理，对实际问题进行整体解决。而现场可编程逻辑阵列是将逻辑电路方式进行应用，采用在线编程的方式，将存储芯片设置在RAM内，在需要编程的过程中通过原理图和硬件对语言进行描述，然后将数据存储到RAM内，这样将数据进行存储的方式使得相关的逻辑关系得到更加科学的处理，一旦对其中的FPGA开发软件进行断电之后，就会出现RAM的逻辑关系空白，为整体的数据存储节省较多的空间，提升FPGA系统的使用效率，将不同的数据流灌入到硬件系统中，提升电子电路设计的整体质量，便于对设计方法进行全面的创新。

2电子电路设计的创新基本方法

2.1对电子电路进行层次化的设计

进行电子电路层次化的设计首先需要将基本构造分成相应的模块，对不同的模块进行分层次的设计描述，整体设计过程中需要按照从硬件顶层抽象描述向最底层结构进行转换，直到实现硬件单元描述为止，层次化设计在进行管理设计的过程中相比较而言较为灵活，可以根据实际特点选择适宜的设计方式，既能够是自顶向底的方式，也可以是自底向顶的方式，具体情况需要按照实际情况进行分析，对电子电路的设计进行全面科学的管理。

2.2对电子电路进行渐进式设计

渐进式设计也是电子电路设计中经常出现的情况，这种设计方式主要是将一些附加功能带入到管理中，将设计的相关指标使用到设计中，其中包括高频、低频模拟电路、数字电子线路的结构设计，然后依据实际情况设计相应的单元电路结构，将电子电路工作的特点和运行方式融入到设计中，并将线路设计进行全面的整合，注重输入与输出之间的相互关系，保证电路设计的规范性，将电子电路设计得更加便于操作。同时在进行设计的过程中需要对渐进式设计的步骤M行分析，根据应用型电子电路的功能，及时地对电子电路进行组合，在进行拼装时需要关注连接点信号连接的强度、幅度以及电压值之间的关系，将整体电路进行更加科学的设计。

2.3硬件语言描述设计

在进行电子电路设计的过程中还可以使用基于硬件语言描述的形式，首先需要对设计目标进行全面的管理，熟悉电子设计中对信号进行控制的相关原理，保证信号处理的各项参数。在具体信息确定完成之后需要对系统进行分解，找出硬件的总体框架，之后对设计图进行仿真设计，将较为重要的位置使用相关的记号进行标注，然后借助CAD软件对设计进行仿真测试，保证电子电路设计的逻辑关系、正负极值、时序等的正确性，提升方案设计的规范性。

3电子电路设计的创新路径

3.1电子电路构架设计

进行设计创新首先需要对整体的设计构架进行管理，在设计中对FPGA系统进行重新定义，在硬件单元内部建立连接，找出更加明确的构建系统，对设计途径进行创新。在设计结束之后需要对设计目标以及设计结果进行对比，可以采用错误的代码，验证系统在进行甄别过程中的效果，对于出现问题的地方及时进行改进。在结束之后选择适宜的子系统，其中一部分保持原本的运行状态，一部分按照遗传算法进行一定的修改，这样可以对系统进行更加完善的处理，使操作的适应性更强。进行改进之后再对系统进行整体的验证，不断地对设计方案进行改进，使得设计更加符合方案的需要。

3.2对设计环境进行创新

在设计过程中需要对系统的环境进行创新，用于测试的环境需要将测试的硬件与显示的FPGA构架和硬件进行全面的控制，制定适宜的仿真软件。计算机在使用的过程中可以通过通信电缆将数据从计算机下载到FPGA系统中，使用规范化的仪器对数据采集中的硬件和软件进行连接，对设计方案进行全面的评估，并将数据转化进行应试实验，对软件进行仿真处理，提升系统整体运行环境。

4结语

电子电路设计对于科技的发展具有较为关键的作用，需要对系统进行全面的管理，对设计方法进行不断的创新，使设计在多变的环境中实现自我重构，提升设计的科学性，使抽象的理论形象化、复杂的电路实际化。不仅能提高理解分析能力，而且能提高设计能力。通过设计和模拟仿真可以快速地反映出所设计电路的性能，使设计更加生动、直观、实时、高效，更好地为人类造福。

参考文献

[1]梁光胜.电子技术系列课程教学改革的研究与实践[A].中国光学学会光电技术专业委员会，教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会，全国高等学校光学教育研究会.全国光学、光电和电子类专业教学经验交流、研讨会专集[C].中国光学学会光电技术专业委员会，教育部高等学校电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会，全国高等学校光学教育研究会，2012.

[2]黄品高，叶懋，景新幸.电子电路基础实验教学中培养学生创新能力的基本素质的探索[A].教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会.教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集（上册）[C].教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会，2010.

电路设计的原理范文篇12

[关键词]PWM控制电机驱动MSK4205

引言

直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便、调速范围广，过载能力强，可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转，能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求，因此在工业控制领域，直接电机得到了广泛的应用。

采用智能功率模块驱动电机是伺服系统设计趋势，与分立元件组成的功率驱动电路相比，功率模块体积小、可靠性高、电路设计简单明了。MSK4205芯片是一款新型的驱动模块，内部采用H桥设计来产生PWM信号，具有驱动能力大，开关频率高、可外部控制刹车等功能，本文以MSK4205芯片为核心，介绍其速度环、电流环的设计原理和方法，工程应用表明设计的直流电机驱动电路有广泛的工程应用前景。

1.系统构成及工作原理

1.1系统构成

本系统以MSK4205芯片为核心，辅以速度环、电流环对速度给定信号进行调节以满足MSK4205芯片PWM控制的需要。系统构成如图1所示：

1.2工作原理

接收外部的速度信号，先进入速度调节环，将速度信号调节到PWM信号限定的范围内。调节后的信号送入电流调节环，将送入驱动芯片的PWM信号限定在0~10V的范围内。驱动电路通过取样电阻将电机电流转化为电压信号，经过滤波后反馈到电流PI调节环的输入端与给定的速度输入控制信号进行比对，以产生新的PWM控制信号来控制电机的正反转及转速快慢变化。同时可以设计一个驱动检测电路来供外部的控制系统以检测驱动芯片是否正常工作。刹车信号可以在电机飞车的状态下强制电机停转。

2.系统硬件设计

按照系统结构图可将电路分为调节电路部分、驱动电路部分、驱动检测及刹车部分，下面将详述各部分电路的设计原理。

2.1调节电路部分

由于速度环和电流环的设计原理基本相同，在此以电流环为例来说明调节电路部分的设计原理，原理图如图2所示。

电流A、B端得取样反馈经过RC滤波后通过运放产生一个电流反馈信号，该电流反馈信号与电流给定进行比较来计算出相应的PWM控制信号，将此PWM控制信号送入驱动电路可控制电机正反转。其计算公式为：

VOG=(15-SOG)/2（1）

两个浪涌吸收二极管可将PWM输出电压控制在3~7V范围内以满足驱动电路的输入需要。

2.2驱动电路部分

电机驱动芯片MSK4205是通过PWM来控制电机的正反转，电路中PWM的电压输入范围为3V~7V，以5V为中心，5V对应占空比50%，占空比控制电机电流的输出。驱动电路如图3所示：

图3驱动电路原理图

R14、R15为取样电阻，构成取样电流反馈，旁路电容滤除切换瞬间的漏电压干扰，二极管保护芯片内部的MOSFETS，AOUTG、BOUTG为电机驱动输出信号，直接接入电机即可。

2.3驱动检测及刹车部分

驱动检测部分产生一个3.3V信号供控制系统来检测，在控制系统给低电平的情况下可控制芯片刹车。原理图如图4所示：

3.硬件测试

为了对所设计的驱动电路进行测试，选用直流电机进行闭环控制，电机的峰值堵转电压为60V，峰值堵转电流为9A，连续堵转电压24V,连续堵转电流3.6A。为了测试电路工作的稳定性，让电机连续工作24小时，电路的发热较小，无问题发生。为了测试电路的抗冲击、抗干扰能力，系统在开与关之间连续进行多次切换，无故障现象发生。另外系统在突然增加外负载的情况下也能正常的工作，完全能满足驱动的需要，而且，在设计过程中，为防止启动和制动电流的骤然升高，电路有较大的电流冗余，有效的保证了电路工作的稳定性并具有较强的抗干扰能力。

4.结论

本文介绍了基于MSK4205芯片的电机驱动电路的设计方法，详细分析和探讨了电路设计出可能出现的一些问题，并通过理论计算和工程实践解决了上述问题，该电路实用可靠，尤其适合驱动大功率的直流电机，有较高的工程应用价值。

参考文献：

[1]张琛.直流无刷电动机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2004.