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電路設計思路范文1
本文對目前在電子電氣通信專業的課程高頻電子線路實驗提出了改進思路,針對目前在實驗中采用軟件仿真代替搭建實驗電路的流行做法,提出了商榷。本文建議在低年級短學期階段讓學生接觸電路板制作、高頻防電磁干擾設計準則,通過制作通用高頻電路板并調試高頻電路,接觸高頻電路設計,激發學生今后學習電路的興趣,培養電路調試能力,縮短未來高頻電路實驗需要的時間,在高頻實驗中將軟件仿真和電路搭建調試結合,用軟件仿真驗證理論知識,用搭建電路實現功能。
關鍵詞
電子線路;實驗;仿真;電路搭建
1前言
高頻電子線路課程,又稱通信電子線路,是高校電子、電氣、通信專業的必修課程,由于該課程工程實踐性較強,通常必須配有相應的實驗課程。通過調查目前國內高校針對該課程相應的實驗課程設計,我們發現目前該課程理論階段一般設置課時為36-64學時,而相應的實驗通常有10-24課時。高頻電路類似于樂高積木,即其每個部分基本功能實現都具有固定的經典電路,整體電路設計需要根據電路參數計算,在每個功能部分從幾個經典電路中選擇合適的一個即可,這樣多個基本功能電路采用樂高積木般組合搭建而成最終電路,這點與低頻電路不同,低頻電路很多時候需要自己設計,而高頻主要還是“搭積木”。這樣看似乎該課程實驗很簡單,其實不然,在很多側重理工的大學(通常這類大學對該課程要求更高、賦予更多課時),該課程和對應的實驗課均被稱為“殺手課程”,很多學生提起來都頭疼。高頻電路實驗主要是對教授的經典電路進行驗證,因此設計部分不是難點,實驗的難點在于如何成功調試電路。在實際實驗中常常會出現設計驗證成功,但電路不成功的情況,比如高頻振蕩電路無論如何都無法起振、功率放大電路輸出信號嚴重失真等現象,這源于高頻電路中電磁干擾很嚴重,為消除電磁干擾對走線的粗細、走線的拐角、電源線的布設位置、接地處理、哪里需要添加去耦合電容、去耦合電容的容值選取多大等等均需要經驗,因此有種說法:“能設計開發模擬高頻電路的工程師如同老中醫,越老越珍貴。”而這些知識理論上很容易,遠比高頻電路設計計算容易理解,但實際應用時頗有“大音希聲,大象無形”的感慨———飄渺難以把握的感覺,調試相同的2個PCB版,一個很容易就調通了,另一個無論如何效果不好。
2當前實驗課程設計現狀及問題
正是為了避免高頻電路設計容易、調試難的這個特點,當前很多學校在高頻電路實驗中普遍采用兩種方式:(1)軟件仿真,目前常用的實驗仿真軟件有Candence中的pSpice,NI公司的multisim,其中multisim在目前高校應用是最廣泛的;(2)使用現成的調試好的實驗板/箱,同學只需要改變電路中某個器件的參數,然后通過使用濾波器測試輸出變化即可。在我們調研中發現以上兩種方式目前前者約占60%出頭,并且近幾年來有越來越受歡迎的趨勢,后者約占40%。無論采用以上哪種方式進行實驗,均避開了電路調試這個環節,的確電路調試時間遠大于設計所花費時間,并且可能最終電路還調試不好,而以上兩種方式只有做實驗快慢的問題,絕不會出現實驗做不出的問題,老師減少了工作強度,學生能完成實驗,大家皆大歡喜。我校高頻電子線路實驗以上兩種方式都采用,我們對以上兩種實驗方式的反思來自于本校近幾年畢業生的反饋,很多在學校動手能力較強、成績比較好的學生反映,在實際工作中進行電路設計和調試,設計還比較簡單,如何選擇器件參數也會計算,但當PCB板做好需要調試時若電路出現問題,根本就不知所措,沒有任何頭緒,不知道從哪里開始排查,單位里老工程師問是否大學里做過實驗?答曰做過,軟件仿真直接在實驗板上測試的。他們反饋希望在大學學習階段盡早接觸實際電路設計調試。我們認為仿真軟件代替實驗,固然可以使得實驗變得簡單,學生能夠用鼠標鍵盤改變電路中某個元件的參數,輕而易舉地測得某個位置參數變化對輸出的影響,對所學理論有直觀感性的認識,但親手搭建實驗電路也是必不可少的。因此目前對高頻電路的設計實驗,還是應該以軟件仿真、實驗板測試和實際電路設計調試相結合,不可簡單用一個代替另一個。但做高頻實際電路,需要的時間很長,不可控因素較多,而大學高頻電路實驗課程一般有10-24學時,有的學校甚至少至只有6學時,在如此少的時間內面對復雜電磁干擾下的電路,能調試成功電路的難度還是相當大,如果學生經過很長時間不能完成電路,他們就會感到沮喪,徹底喪失了學習的興趣。
3實驗改革思路
為了保證實驗能達到驗證電路設計理論、調試電路的目的,同時在此前提下將任務簡單化,筆者提出了高頻電路系列實驗的改革方案,即“從娃娃抓起”,將該實驗分兩個分階段完成,從大學一年級就逐步開始實施。改革的基本思路是將該實驗進行分解,其中某些分解的部分與其他課程實驗、實習、短學期相結合,并將這些結合后的實驗結果用于后續的高頻電路實驗中,相當于拉長了該課程的實際實驗學時,具體思路為將整個高頻電路實驗分為兩個階段:第一階段為第二學期的短學期電子線路實習階段,在此階段完成部分高頻電路實驗內容;第二階段為第六學期的高頻電路實驗階段,在此階段完成高頻電路具體功能實現的調試和學習。
3.1第一階段改革方案
首先由高頻電路實驗教師設計一個通用的高頻電路實驗版,在這個實驗版上可以完成目前高頻電路實驗課程需要的所有實驗。這步由高頻電子線路實驗課老師和理論課教師合作商討完成,無需學生參與。教師將該通用板的原理圖和PCB圖交給負責一年級暑假電子線路實習的老師,通常電子、通信、電氣專業在一年級暑假會有電子線路短學期實習,這時候學生們實際上還沒有接觸電路設計的任何理論知識,以往短學期實習是讓他們學習使用制電路圖軟件,并最終做出實際電路,而電路多來自于在這之后的二年級低頻電子線路課程,改革后將短學期實習內容略做修改:學習使用制版圖的軟件,學習高頻防電磁干擾的基本設計理念,根據老師給出的原理圖畫出PCB圖。由于此時的學生既沒有電路基本知識也無調試電路板的經驗,僅有在步驟(2)中學習到的一些理論,在此情況下他們畫出的PCB圖必然和能實際應用的PCB圖有很大差異,因此需要短學期指導教師的糾錯:在同學上交自己的PCB圖后,短學期指導老師將高頻電路實驗老師設計的PCB圖發給每個同學,同學自己比較兩個PCB設計的差異,對照在步驟(2)中高頻設計基本理念,分析自己的設計與老師給出的設計中有哪些不同?這些差異中哪些是無關緊要的?哪些部分是違背了高頻設計基本理念的?寫出總結報告,并根據參考圖修改自己的通用電路板的PCB圖,在此過程中有任何疑問可以與短學期指導老師和高頻電子線路實驗老師商榷,最終完成制版。電路焊接練習:當通用PCB版制成后,由高頻電路實驗老師給出高頻電路中的幾個常用電路(每個電路是PCB的一部分),由學生自行選擇哪個電路(或者說PCB板哪個部分)進行焊接練習。考慮到此時的同學們沒有電路分析知識,這里我們推薦選擇高頻振蕩電路或者高頻小信號放大電路,因為這兩個電路調試相對簡單,每個同學任選一個作為焊接電路,將分體元件焊接在PCB板上,分體元件由短學期指導老師統一采購分發給同學們。此過程沒有改變電路實習短學期的教學目的———訓練學生焊接電路,電路所使用的器件、各個器件參數均由高頻電路實驗老師指定,學生僅在此過程中練習焊接技術。短學期實習階段的電路調試,此電路調試不同于高頻電路實驗課的調試,在此階段同學們主要檢查電路是否虛焊,有無短路等問題(這些問題必須在短學期解決),學會使用各種測量儀器,具體電路效果的調試需要應用電路理論知識解決問題,此階段同學們還不具備條件,如果前面的調試都順利完成,則老師可以指導學生完成進一步的簡單效果測試。電路調試過程中,不僅負責電路實習的老師在場,高頻電子線路實驗老師也要在場,幫助帶領同學們解決遇到的問題。由于短學期實習時間較長,并且時間集中,相比于高年級的實驗課時時間上充裕了很多,通過電路調試中解決問題的過程,同學們學會了示波器等測試儀器的使用方法,由于電路原理對于一年級的同學還是沒有概念的,因此每一步驟的調試都要在老師指導下進行,比如測量輸入信號后測試三極管輸出,三極管的輸出放大信號應該是輸入信號的多少倍,老師必須告訴同學倍數的范圍在多少以內是合理的,諸如此類。對應高頻電磁干擾的問題,老師不能直接告訴學生如何處理,而要求學生自己通過上網查資料的方式找答案,這部分知識對理論要求不高,所以學生即使沒有學過電路知識也可以理解,再經過一段學生自己找資料解決問題的階段后,高頻電路實驗老師幫助學生一起解決電磁干擾的問題。通過一年級的短學期經歷,激發同學們對電路設計的興趣,而興趣往往是最好的老師,引導他們在二年級時學習低頻電路有好奇心,學習的主觀能動性更強,學習效果更好。低頻電路是高頻電路的基礎課程,只有低頻電路學好了,高頻電路才有可能學好,所以適當調整一年級短學期實習內容,可以為后續課程打下良好的基礎。另外,通過短學期的學習,學生有充裕的時間調試電路板,學習高頻防止電磁干擾的方法等,這樣可以提高在高頻電路實驗中的效率,減少調試電路所花費的時間。
3.2第二階段改革方案
我們建議在高頻電路實驗中將軟件仿真與硬件電路調試結合,進行實驗設計,比如在經典高頻功率放大器電路實驗中,先用軟件仿真電路,通過更改負載值、基極電壓,調整分壓值,更改輸入電源電壓等,在軟件中觀察輸出電壓、電流的變化,并畫出對應曲線,將該曲線與理論曲線相比較,驗證理論,正如前面所述,這樣實驗花費時間較少,難度低,學生都能做出來,不會有挫敗感進而喪失學習的興趣。然后固定各部分參數值,讓學生使用他們自己一年級短學期制作的分離元件搭建高頻功率放大電路,進行功能調試,即用焊接好的電路板達到設計功能要求,由于已經在一年級處理過電磁干擾的問題了,此時工作量大為減少,他們面對新的高頻電路無法工作時,惶恐感沒那么強烈,多少還是有些經驗的,加上實驗老師的輔導協同幫助,絕大部分同學有能力在規定時間內解決問題。然后我們采用反向設計法進行實驗:在現成的實驗箱中任選一功能模塊,這些模塊都是二層電路板設計,對這個功能首先學生進行電路設計,為加快時間只需完成原理圖設計即可,然后學生被要求畫出試驗箱中該模塊的電路,比較自己設計的電路與實際電路之間的異同,分析為什么會出現這些差異?這些差異哪些是允許的、無關緊要的,哪些是由于設計不當引發而必須改正的,寫出分析報告。通過反向設計,同學們能體會到理論和實踐的差異,在今后的工作中不可掉以輕心,多思考,積累經驗。
4總結
我們三年前進行高頻電子線路課程改革,在改革的第一年在一年級同學短學期期間也要求二年級同學一道參與制作PCB板、焊接元器件,到了三年級下學期這些同學學習高頻電路時,他們已經迫不及待要驗證自己以往的勞動成果了,調試電路時主動性大大增強,幾乎沒有人像以往那樣什么問題都等老師來解決,很多同學自發組成討論組,自己上網查資料,基本能做到獨立調試好電路,相比用軟件仿真和用實驗板,教師在該課程實驗階段的工作量會有些增加,同學們在規定學時內完成實驗電路調試也是可行的,教師和學生的壓力均在可承受范圍內,但實際能力得到了更多的鍛煉。
作者:侯俊 陳文 單位:上海理工大學光電信息與計算機工程學院 上海應用技術學院
參考文獻
[1]楊雪.大學生實踐能力培養模式研究[J].科教文匯,2015(12):48-49.
[2]陳耿彪,黃浩銘.基于載體、技術與分組三維交互的本科實驗教學[J].教學研究,2014(6):101-103.
[3]劉穎,王向軍,單潮龍,劉德紅.虛擬和實際相結合的電路實驗考核方法探索[J].實驗室研究與探索,2013(11):290-292.
[4]張建紅,賀林.電路實驗考核創新研究與實踐[J].創新體系建設,2013(10):244.
電路設計思路范文2
隨著電子電路復雜程度越來越高、更新速度越來越快、設計規模越來越大、推向市場時間越來越短,這就迫切需要實現設計工作的自動化。電子設計自動化(EDA)技術的出現,改革了傳統的電子電路設計方法。
2 Multisim仿真軟件的功能及特點
Multisim是一個原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件,可實現原理圖捕獲、電路分析、電路仿真、仿真儀器測試等功能;具有如下特點:界面設計人性化、操作簡潔明了、元件庫規模龐大、儀器儀表庫種類齊全(包括函數信號發生器、示波器、邏輯分析儀等)、分析功能強大(包括直流工作點分析、交流分析、噪聲分析等)。
3 應用實例
以數字搶答器的設計為例,闡述采用Multisim仿真軟件進行電子電路設計的過程。
設計任務和要求 用中、小規模集成電路設計一個數字搶答器,設計要求:
1)搶答器可同時供8名選手參加比賽,每個選手擁有一個搶答按鍵,分別用按鍵J0~J7表示,按鍵編號和選手編號相同;
2)主持人扳動控制開關J8,可控制系統的復位和搶答的開始;
3)搶答器具有第一搶答信息的鑒別、鎖存和顯示功能,搶答開始后,第一搶答者按動搶答按鍵時,該選手的編號立即被鎖存,并顯示在LED數碼管上,控制電路使揚聲器發出報警聲音,并對輸入電路進行封鎖,使其他選手的搶答不起作用;
4)搶答器具有定時搶答功能,主持人通過設定一次搶答時間,控制比賽的開始和結束[1]。
電路組成 搶答器由主體電路和擴展電路兩部分組成。主體電路由主持人控制開關、搶答按鍵、控制電路、優先編碼器、鎖存器、譯碼器、編號顯示器和報警電路構成,完成基本搶答的功能;擴展電路由秒脈沖產生電路、定時電路、譯碼器和定時顯示器構成,完成定時搶答的功能。
搶答器工作過程:首先,接通搶答器電源,主持人將開關J8置于復位位置,禁止搶答器工作,編號顯示器被熄滅,定時顯示器顯示定時時間;然后,主持人將開關J8置于開始位置,允許搶答器工作,計數器進行減計時;當選手在定時時間內搶答時,計數器停止工作,編號顯示器顯示搶答選手的編號,定時顯示器顯示剩余搶答時間,并禁止其他選手隨后的搶答;當定時時間到,但無人搶答時,系統報警,并禁止選手超時搶答。
電路設計及仿真
1)搶答器電路。搶答器電路如圖1所示。優先編碼器74LS148能鑒別第一搶答者的按鍵操作,并使其他選手的操作無效;RS鎖存器74LS279能鎖存第一搶答者的編號,并經譯碼器74LS48譯碼后顯示在LED數碼管上。
搶答器電路仿真波形如圖2所示。借助于Multisim仿真軟件中的邏輯分析儀,可對搶答器電路的多路邏輯信號同步進行高速采集和時序分析。將邏輯分析儀的輸入端口相應地連接到電路的如下測試點上:開關J8,74LS279的輸出端Q4、Q3、Q2、Q1(EI、BI),按鍵J7、J6、J5、J4、
J3、J2、J1、J0。被采集的輸入信號將顯示在屏幕上。
由圖2可知,在第一個Clock脈沖的上升沿,主持人將開關J8置于復位位置時,74LS279被復位,禁止鎖存器工作,其輸出Q4Q3Q2Q1=0000。于是,74LSl48的選通輸入端EI=0,允許優先編碼器工作;74LS48的消隱輸入端BI=0,編號顯示器被熄滅。在第一個Clock脈沖的下降沿,當主持人將開關J8置于開始位置時,允許優先編碼器和鎖存器工作。在第二個Clock脈沖的下降沿,將J6按鍵按下時,74LSl48的輸出A2A1A0=001,GS=0,經RS鎖存后,Q4Q3Q2Q1=1101。于是,Q1=1,使BI=1,允許74LS48工作;Q4Q3Q2=110,經譯碼顯示為“6”。此外,Q1=1,使EI=1,禁止74LSl48工作,封鎖了其他按鍵的輸入(即在第三個Clock脈沖的上升沿J3按鍵的輸入)。在第四個Clock脈沖的上升沿,當按下的J6鍵松開后,GS=1,此時由于仍為Q1=1,使EI=1,所以仍禁止74LSl48工作,封鎖了其他按鍵的輸入(即第五個Clock脈沖的下降沿J0按鍵的輸入),從而實現了搶答的優先性,保證了電路的準確性。在第六個Clock脈沖的下降沿,主持人將開關J8重新置于復位位置,以便進行下一輪的搶答。
2)定時電路。將兩片同步十進制可逆計數器74LSl92級聯,以串行進位方式構成百進制計數器;計數器的計數脈沖由555定時器構成的秒脈沖電路提供;通過預置時間電路,主持人對計數器進行一次搶答時間的預置;74LS48譯碼器和定時顯示器構成譯碼顯示電路。當主持人將開關J8置于復位位置時,計數器預置定時時間,并顯示在定時顯示器上。當主持人將開關J8置于開始位置時,74LS279的輸出Q1=0,經非門反相后,使555定時器的時鐘輸出端CP與74LSl92的時鐘輸入端CPD相連,計數器進行減計時;在定時時間未到時,74LS192的借位輸出端BO2=1,使74LSl48的EI=0,允許74LSl48工作。當選手在定時時間內搶答時,Q1=1,經非門反相后,封鎖CP信號,計數器停止工作,定時顯示器上顯示剩余搶答時間,并保持到主持人將系統復位為止;同時,EI=1,禁止74LSl48工作。當定時時間到無人搶答時,BO2=0,EI=1,禁止74LSl48工作,禁止選手超時搶答;同時,BO2=0,封鎖CP信號,計數器停止工作,定時顯示器上顯示00[2]。
3)報警電路。報警電路由555定時器、三極管推動級和揚聲器構成。由若干電阻、電容和555定時器接成多諧振蕩器,將時序電路控制信號PR接至555定時器的清零端,以控制多諧振蕩器振蕩的起停,多諧振蕩器輸出信號控制三極管的導通、截止,從而推動揚聲器發出報警聲音。
根據上述設計思路,畫出各單元電路的仿真電路圖,先對各單元電路逐個進行仿真調試,再將各單元電路連接起 isim仿真,觀察各部分電路之間的時序配合關系,測量電路各項性能指標,調整部分元器件參數,檢查電路各部分功能,使其滿足設計要求;最后進行電路焊接與裝配,并對實際電路進行測試。
4 結語
Multisim是電子電路計算機仿真設計與分析的基礎,在電子電路設計中應用Multisim仿真軟件,把虛擬仿真和硬件實現相結合,可以節約設計成本、縮短開發周期和提高設計效率,有利于培養學生工程實踐、綜合分析和開發創新能力,提高學生運用現代化設計工具的能力。
參考文獻
電路設計思路范文3
關鍵詞:高中物理;實驗;電學實驗;創新設計
電學實驗的每一個實驗裝置在整個實驗中發揮著重要作用,可以說牽一發而動全身,只要改動一個裝置,整個實驗過程都會發生變化,而且這一新實驗所包含的內容都是電學部分的重要內容,如電阻的測量、小燈泡的伏安特性曲線等。我們在進行電學實驗操作的時候,不能每個實驗步驟都照搬老師的演示,而是需要在其基礎上進行創新,這樣才能在準確掌握實驗操作方法的基礎上擴展知識儲備,發散思維。我在總結老師所演示的電學實驗的基礎上,對其進行創新設計,如下:
一、設計原則
1.科學性在對電學實驗進行創新設計的時候,一定要保證實驗設計和實驗過程具備科學性,這樣才能保證實驗的開展有所依,能夠順利開展。2.安全性因為自主實驗是由我們學生自己動手操作的,所以安全第一。為了保證實驗安全,我們需要從選擇實驗器材入手,如所選用的電壓表或者電流表的量程不能小于被測電壓或電流的最大值。在實驗的過程中也要設置一定的安全裝置,如當實驗操作過程中針對電器額定電流過小這一問題,我們可以設計分壓式供電電路,來保證實驗操作中電流充足。3.便捷性在電學實驗操作的過程中,我們需要選擇一些常用的器材,這樣可以為實驗開展提供充足的設備,在實驗操作的過程中可以選擇方便易行的方法。如在測量電阻的時候,我們在保證實驗條件可行性的基礎上采用替代法來進行,以此保證實驗簡單、易操作。4.準確性實驗操作的每一個環節,每一個步驟都要保證準確,因為一旦有誤差存在,就會使得整個實驗所獲得數據出現偏差,不符合實驗要求。由于學生的物理知識能力有限,不可能做到實驗零誤差,因此我們需要在誤差允許的范圍內來選擇誤差較小的方案,如在使用電表之前要記得進行機械調零;選擇電流表量程的時候,要在確保實驗安全的前提下選擇較小的量程,測量的時候指針應該偏轉到滿刻度的1/3以上……
二、設計思路
設計思路是指在實驗之前對整個實驗操作過程做到胸中有竹,在規范的實驗操作流程中踐行實驗。我在進行電學實驗的時候,一般會按照“實驗器材選擇實驗電路圖設計實驗步驟確定實驗操作用測量表示的待測量的表達式實驗分析(其中以分析誤差為重點)”這一思路。
三、實驗操作
在進行“測量電阻”這一實驗操作的時候,我一般會用比值法來對實驗進行創新。1.實驗原理串聯電路電阻與電壓成正比;并聯電路電阻與電流成反比。2.創新實驗在“測量電阻”的時候,我會根據以上的實驗原理,采取兩種不同的實驗設備來進行對比實驗,從比較不同的實驗數據中獲取實驗結果。(1)選擇一個理念的電流表、待測電阻R1和定值電阻R,單刀雙擲開關、電壓表、兩個非理想電流表;(2)設計短路圖。(3)對比實驗操作。第一,選擇一個理想的電流表先后測量兩個并聯電阻兩端的電流(圖一)。在實驗過程中我會利用單刀雙擲開關改變電流表的位置,測出流過兩個電阻(待測電阻R1和定值電阻R)的不同電流,然后根據“并聯電路電阻與電流成反比”這一原理來算出R1的阻值。第二,選擇兩個非理想的電流表分別測量兩個并聯電阻的電流(圖二)。實驗過程如上。在這兩個對比試驗操作過程中,我們可以將自己所學到的物理基礎知識引入其中,對老師所演示的簡單實驗進行加工,在實驗操作復雜的基礎上融入更多的相關知識,實現知識遷移??傊诟咧形锢黼妼W實驗操作中,我們可以對傳統教師簡單的實驗操作進行升級創新,在改進實驗操作步驟的基礎上,深化實驗操作,以此提高實驗操作水平。
參考文獻:
[1]柯璋.高中物理教學中創新實驗的設計與實踐[J].中國校外教育,2015.
電路設計思路范文4
關鍵詞:城市道路;設計思路;技術要點;
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
引言
城市道路的特色危機是伴隨經濟全球化而來引發全球重視的問題,隨著人們生活水平的不斷提高,人們對城市道路的要求也越來越高,并且人們對于文化生活的需求也越來越多元化,其中也包括了城市道路的設計、城市綠化的設計及城市形象的個性化需求。因此在道路的規劃和設計中要尊重自然、尊重歷史并突出特色,注重城市整體形象的塑造及和周圍建筑物的相結合,從而塑造出豐富多彩的城市道路文化,尊重城市自然形成的地形條件,這樣既經濟又可創造地方特色,如深圳深南大道就反映了深圳這個美麗的國際花園城市的特色。
一、城市道路設計的特點及設計思路
(一)城市道路的設計具有廣泛性
城市道路的建設過程通常涵蓋多個部門和企業單位。一條城市道路的建成首先從規劃開始,從規劃到設計再到施工竣工,所要涉及到的部門也十分的多,如:投資主體、規劃部門、設計單位、施工部門和監理部門等,在建設城市道路的過程中需要這些部門單位的相互協調才能使工程順利的完工。城市道路的平面設計工作也是設計過程中的重要環節,這也是一個容易被設計人員忽視的環節,在進行帶哦路設計的時候,首先要對施工場地進行規劃,測量,設計,然而道路設計這一大板塊作為推進城市化進程的最重要組成部分之一必須貫徹以人為本的設計理念,做到科學發展的重要進程,其中主要包括對道路周邊用地規劃、綠化規劃問題的考慮,同時也要對人群車輛流量問題的計算,對配套服務設施問題的安排進行規劃等等。
(二)城市道路的設計具有復雜性
在進行城市道路線形設計的時候首先應該考慮到交通的安全和實際的需要,其次則應該考慮到景觀方面,減少主干道道路的彎道及坡度,提高其通過性、安全性,在對非主干道進行設計的時候可以多使用一些比較舒緩的曲線,這樣能夠讓通過的車輛平緩的通關較少危險系數,然而最根本原因還是在于城市道路在設計時只考慮到使成本最小化,并沒有根據實際情況計算進行施工,使得在設計時估算出來的技術含量遠遠高于實際施工中真正需要的材料質量及數據參數,而且應考慮為遠期發展提供便利條件。如果在條件允許的情況下,應控制路面標高低于兩側建筑物的地面標高低,避免市政道路雨水在路外積聚,造成路面的損失和降低其使用年限。
(三)城市道路的設計具有持續性
隨著現在社會的不斷發展,人們越來越重視環境保護方面的問題,所以在進行城市道路設計的時候也應該考慮到道路的美化環境,在進行道路的平面設計時,必須要嚴格的遵照設計標準和設計規范進行設計,同時也要綜合的考慮城市道路的現狀以及周邊建筑物的實際特點進行城市道路的設計,因此,在當前的城市道路設計過程中,應該控制好各個環節的工作模式和管理模式,并在此基礎上,優化系統中存在的各種問題,使城市道路的規劃設計滿足現在社會的可持續發展,為社會生產的可持續發展提供物質基礎和理論依據。
(四)城市道路的線形設計
城市道路線形設計情況會直接給城市道路的性能和質量造成重要的影響。所以在設計的時候必須保證城市道路的線形設計思路,設計師在設計過程中必須依據城市的發展趨勢、城市周邊的環境和道路的規模進行系統的控制和管理,以確保所設計出的道路能滿足當前城市發展需求,而且應該考慮到景觀方面的問題,減少主干道道路的彎道,提高其通過性,在對非主干道進行設計的時候可以多使用一些比較舒緩的曲線,這樣能夠讓周圍的事物及環境經過不斷的變化,司機在駕車的時候也能夠更好的緩解疲勞和枯燥,能夠保證交通的安全。
(五)對城市道路進行特色設計
在我國大城市市區正處在從中心區向郊區化擴散過程中,隨著城市道路的增加,城市道路主要分布在新開發的市區和郊區,相對來講,中心區的道路面積率反而略有下降,所以,設計者在進行道路設計的時候也應該考慮搭配自然環境和風俗習慣,保證道路的風格能夠很好的融入到環境中去,避免出現道路不協調的情況,將城市的特色和個性更好的反映出來,此外,新區的道路建設也應該考慮到遠期的交通發展中,當前交通量較小的時候,可在規劃的道路紅線范圍內將分隔帶向路中建設,也可以進行道路的分部設計,這樣不會阻礙要通過的車輛。
二、城市道路的技術要點
(一)進行道路平面以及縱橫斷面的設計要點
在進行城市道路縱斷面設計的時候,首先應該考慮到的是通過車輛的平穩和安全以及如何迅速的通過,其次應該考慮的則是將道路建設和周圍環境結合在一起,再次應該考慮到城市道路和施工場地的地形,充分利用當地的地形、這樣可以有效地節約土方量的使用,最后還應該考慮到非機動車輛以及行人的實際爬坡能力,所以在進行道路設計的時候,盡量變避免坡度的增大,盡量的降低道路建設對環境的影響,道路的走向也會給道路周圍建筑的通風和采光造成極大地影響,所以,設計師在進行縱坡和平面線性設計的時候應該考慮到各個方面的因素,努力的將道路的使用功能和城市的經濟效益以及環境的保護結合在一起。
(二)進行城市道路綠化設計的一些要點
現在隨著社會的發展,人們愈加的重視環境保護方面的問題,在進行城市道路設計的時候也應該考慮到道路的綠化,一般情況下,綠化帶的寬度應該在道路紅線寬的百分之十五到百分之三十左右,對于那些河邊的路和游覽性比較強及車流量的道路可以適當的增加其寬度在進行城市道路綠化設計的時候應該充分的考慮到空間景觀、車流量及綠化這幾個方面,在對城市道路做出合理規劃時,要注重道路與整個城市環境的相互結合。不能為了發展道路而忽略了城市其他方面的發展,真正有質量的發展應該是各方面相協調相統一的發展,因此城市道路的綠化也可以直接影響整座城市的美化及歷史文化景觀。
(三)從整體到部分,統籌規劃
城市道路設計要站在整體的角度出發,把握大局,統籌規劃各個部分之間的關系,注入創新意識,城市道路工程作為一項具有很強綜合性、流程復雜、系統復雜性的設計,需要設計者具備開闊的眼界和設計創先性,總之,道路的快速發展,可以促使市政道路的施工技術廣泛應用于道路工程中,然而道路設計的穩定性將會直接影響著城市道路的整體質量。
(四)遵循客觀發展規律,做到可持續發展
在對城市道路做出合理規劃時,要遵循客觀發展規律,做到可持續發展,真正有效的設計出符合城市道路的發展規律,因此,在規劃道路發展時也應該注重土地資源的合理有效利用以及整座城市的歷史人文景觀。
結束語
城市道路設計具有系統性、負責性及設計人員主觀性等特點,對城市化進程的加快有著巨大的作用,面對城市化的突飛猛進,城市道路的設計方案也是日新月異變化莫測,為了迎合城市化進程的推進,促進城市的不斷地發展,我們必須對當前的道路設計做出改變和創新,吸取國外的優秀設計,使其能跟上時代的步伐,雖然我國城市道路交通堵塞,嚴重影響了人們的生活,給運輸帶來不便,而且城市道路的設計也是一項具有系統性的工程,并且,對于一個城市而言,在進行城市規劃的時候必須重視道路的規劃,只有這樣才能夠改變城市新面貌,展現城市的新未來,提高城市本身的內涵。
參考文獻
[1]張新剛. 淺談生態設計在城市道路上的應用[J]. 黑龍江科技信息,2013,33:224.
電路設計思路范文5
一、電路設計的原則
1.科學性原則
(1)實驗原理應依據物理規律,且要簡明、正確。
在電學實驗中,能夠直接測量的物理量是電流和電壓(雖然電功也能直接測量,但中學物理實驗中沒有涉及此物理量),所以無論要達到什么目的,都要與電流和電壓聯系在一起,用電流和電壓表表示待測物理量。實驗原理所依據的物理規律有:①部分電路歐姆定律;②閉合電路歐姆定律;③分壓原理;④分流原理;⑤電阻定律等。
(2)方案中實驗步驟應合理有序,操作符合實驗規則。
實驗步驟的設計要合理有序。一般來說,實驗步驟分為三個分階段:①實驗前。一些在實驗前、實驗后、實驗中均可測量的物理量(與實驗過程無關的物理量),一般放在實驗前進行測量。如測金屬絲電阻率的實驗中,金屬絲的長度、直徑可在實驗前進行測量并做好記錄。②實驗中。在做實驗時,首先要按設計實驗電路圖連接電路,為了使連接的電路準確無誤,可以先連接干路,然后再連接并聯支路,注意在連接之前,開關要斷開,變阻器的滑動觸頭要放在最安全的位置,檢查無誤后再閉合開關。實驗中各電表的變化應遵循從小到大的原則。③實驗后。整理器材,進行數據處理。
(3)數據處理及誤差分析應依據科學的研究方法。
數據處理的方法一般有圖像法、公式法兩種。在用圖像法處理數據時,應注意圖的斜率、面積所具有的物理意義。圖線的斜率表示縱軸所表示的物理量對橫軸表示的物理量的變化率,這一變化率常具有一定的含義。實驗誤差包括系統誤差和偶然誤差。系統誤差是由于實驗原理的不完備、實驗工具的不準確而造成的,誤差的規律是測量值比真實值均偏大或偏小。偶然誤差是由實驗者的主觀因素或其它偶然因素造成的,誤差出現的規律是測量值有時比真實值大,有時比真實值小,可以通過求平均值或圖像的方法來減小或消除誤差。
2.安全性原則
(1)保證實驗者人身安全的原則。
在電學實驗中,實驗者常接觸通有電流的導體,所以可能會發生觸電事故(直流電實驗中的電壓較小,均為安全電壓,不存在這種問題)。在實驗的設計時,應消除實驗者直接接觸不安全電壓的可能性,保證人身安全。
(2)保護器材安全的原則。
所有電表都有一定的量程,直流電表還存在有正負極。在實驗設計時,不能讓電表超過其量程,正負極也不能反接。為了保護電表,在設計電路時常設計一個限流電阻,達到保護電表的作用。
3.準確性原則
(1)實驗方案的系統誤差要小。在測量中采用不同的實驗方案,實驗的系統誤差也不相同,所以應精心設計實驗方案,使實驗的系統誤差盡可能地小。如在伏安法測電阻的實驗中,電流表是內接還是外接需要一定的依據,推導出兩種不同方法中系統誤差的表達式,然后根據實際情況進行判斷。
(2)實驗器材的選擇。變阻器的選擇要能夠精確地調節電路中各物理量。電表的選擇要使測量值達到量程的2/3以上,最起碼也要達到量程的1/2以上,這樣可以減小由儀表帶來的誤差。各儀表在實驗中都必須調零,減小系統誤差。
4.方便性原則
實驗的設計應使操作方便、簡捷。很繁雜的操作步驟容易使實驗者在操作過程中出現差錯,從而導致實驗的失敗。實驗數據的獲取應方便可靠,可以從表中直接讀出或直接從測量工具的刻度線上讀出。讀數方法應該是易操作的,不要設計非常繁雜的讀數過程。如利用電壓表測量加速度時,電壓表的表盤上的電壓值可刻成對應的加速度值,不通過計算直接讀出加速度的數值。
二、實驗電路的設計方法
分段設計法:在電學實驗電路中,一般可以分為三部分:第一部分是電源;第二部分是控制電路;第三部分是測量電路(包括物理量轉換電路)。在實驗設計時,一般是先設計其中第一、二部分,然后再設計第三部分。
1.第一、二部分電路的設計原理
在直流電實驗中,第一、二部分由電源、變阻器和開關等組成。根據實驗的要求不同,變阻器可以是限流式接法,也可以是分壓式接法。限流式接法是將變阻器的一部分串聯在電路中,其主要作用是保護電路,不讓電路中的電流或某段電路的電壓過大,這種接法也可以調壓。分壓式接法是將變阻器的兩個固定端與電源連接,一個固定端和滑動端作為輸出端。當輸出端的電阻為零時,實驗電路的電壓為零;當輸出端電阻等于變阻器的總阻值時,輸出電壓等于路端電壓。
2.實驗電路的設計
(1)物理量間的轉化:尋找待測物理量與電學量(U、I)之間的關系,將待測物理量轉化為電學量,然后進行測量。
(2)其它物理量對電路的控制:電路中的可變電阻器、電容器、電感器均與它們空間的相對位置有關。所以當其它物理量可以改變它們的相對位置時,就會對電路有控制作用,用此方法可使其它物理量與電學量聯系在一起。
(3)伏安法的應用:伏安法測量電路中的電流及電壓時,由于電壓表的分流作用和電流表的分壓作用,存在有系統誤差,在設計實驗時應特別注意怎樣連接才能減小實驗誤差。當電流表的分壓作用較小時,應采用電流表內接法;當電壓表的分流作用較小時,應采用電流表外接法。
三、典型例題
(2001年上海高考題)某學生為了測量一物體的質量,找到一個力電轉換器,該轉換器的輸出電壓正比于受壓面的壓力(比例系數為k),如圖1所示。
力電轉換器是一個全新的儀器,但從題目中可知道這一裝置是將壓力信號轉換成電信號進行測量的,不需要知道力電轉換器的具體結構和工作原理。
根據題目要求,本實驗設計中主要有三部分組成:第一部分是供電電路;第二部分是力電轉換;第三部分為測量電學量,從而知道待測量(物體的質量)。
電路設計思路范文6
關鍵詞:商住樓小區;基本設計思路
中圖分類號: TU2文獻標識碼:A
商住樓小區具備雙重功能,分別為住宅式和商店式功能。它是把兩者的功能結合于一處,整合完整的一個建筑空間。為居民的生活和建設提供一種特有的建筑風格,即具有完善設備的住宅,還有有琳瑯滿目商品的商場。商店位于底部,住宅位于上層。下面介紹一下商住樓小區設計中的一些思路。
商住樓的不僅方便建立城市的商業網點,為城市居民的文化生活和物質生活提供便利,它的建筑以住宅為上層,商店位于底層的形式即降低價格,又有效利用了土地;而且形成了一道亮麗的城市街道風景,有效的加快了以商業文化為中心的城市的現代化建設。
一、對結構的選型和布置
商店和住宅對建筑的空間大小要求是不同的,這就決定了在整體的設計中,結構的選型和布置是非常重要的。商店的要求是進身比較大,開間比較大,層高比較高;住宅樓相對于商店的要求是開間小,層數多,層高相對較低。在結構的布置中,住宅樓是疊建于商店的上層,既要在結構的布置中滿足使用功能的要求,又要能保證整體的經濟和安全。在商住樓的設計中,這是關鍵的一個問題。現在,探討一下結構形式。第一種,上層是住宅,磚混結構;底部是商店,框架結構。這是一種下層框架支撐上層磚混結構的建筑形式。由于剛度相關性比較大,上層和下層結構的材料不一樣,還有對于上層結構形式和住宅功能的要求,相對小的開間,密集的柱網都是難免的,因此商店里林立的柱網也隨之形成,還需要在下面的框架結構中設置一下剪力墻,這樣可以滿足抗震的要求。如此一來,給商店的整體空間造成了許多不必要的損失。這種抗震要求的建筑形式,一般只對小城鎮的一些小型建筑適用。全框架的填充墻的屬于第二種結構形式。這種結構形式是現在大城市和中城市才具有的比較多的形式,其主要結構是現澆框架梁柱、現澆樓板構成,內外墻是用填充磚進行填砌。這樣的結構形式,柱網矛盾還是有的,但在布置中是比較方便的。一般情況下,住宅類的柱網是三米到四米之間比較合適,商店類的柱網是六米到七米之間比較合適。
圖示:商住樓小區的戶型圖
二、商住樓的設計根本是上部住宅標準層的平面
這個的組成一般是由交通核心簡體和不同戶型的住宅平面。第一,關于平面的形狀。它是取決于地塊的形狀和大小,周圍環境和所用的位置,最普遍的是三角形、長方形、正方形等等,每層有兩戶或者是兩戶以上的戶型。塔型的平面一般是不要求戶型的朝向,好景觀單元的平面。第二,根據開發商對市場所做的調查來定位住宅的戶型還有住宅的面積。目前主要是國內客戶作為住宅的主要銷售對象,還有少量的外國客戶。對于某棟樓的或者是某地塊的銷售對象就相對單一一些。住宅的戶型大多是兩室兩廳或者是三室兩廳,個別的需求是要求住宅戶型是要帶屋頂花園,還有的要求是兩廳四室或者更寬敞的。第三,內部設置的平面布局是和現代人們的生活方式協調一致的,比較符合科學化的使用習慣,根據房間里的家具和用房尺寸標準的高低來布置確定住宅的各種使用功能。第四,不少商住樓層數達到十二層以上才采用兩部電梯。第五,對于高層住宅的標準層的層高一般采用二點八米左右,不適合太高,但如果是采用的框架結構,那就層高就需要定的相對高一些?,F在在住宅的設計中有相對新的趨勢,比如說帶有古典主義色彩的立面造型,復式大戶型,帶有電梯小高層,圍合式大花園等等。通常,銷售價格會受住宅設計的影響。這相當于一種商業手段,通過強化包裝的賣點往往會隱含一種內在的邏輯性,這種內在邏輯性有助于對住宅的設計。再次,價格會受設計的影響。通常,我們是很難做到私家花園戶戶都有的,因為總會由于土地資源而受限。新的設計針對這個矛盾提出一種系統性的環境設計的概念,通俗的說,我們要做立體花園。通過大家的活動路線,從地面把花園分別引向公共的走廊、住宅的入口、分別引致每家每戶的陽臺。讓綠化的環境不再單純的僅是一片綠地,更是一個系統,在日常生活中的每個關鍵的節點上使人們能夠感受到綠化。比如說,留出一塊公共的空間,在兩戶的入口中間,將其作為公用的養鳥種花的地方,不僅有利于綠色環境的營造還有利于鄰里的交往和和睦。新的設計里,實現了交通空間的三維化和立體化,設計者把三維設計與房屋設計融于一體,避開傳統的五層中有兩條走廊,其中有一條走廊位于第三層。不僅在最小的交通面積下為最多的戶數提供了優質的服務,又從某些角度上改變了交通空間的功能,在交通空間中將環境和公共綠化空間融為一體。 從某個角度出發,不但是擴大了交通空間,合理的實現了得房率的提高,而且降低了交通面積,提高交通面積的利用率。
三、設計地下層
人們習慣于將自行車、汽車還有各種各樣的設備放在地下那一層中。第一,隨著經濟的增長看,人們對汽車的使用率越來越高。房屋的銷售率和房屋的出租率往往會由于在一組建筑群中沒有足夠多的停車的位置而受到一些影響。大多數的停車位要放在地下層,這也取決于城鎮的用地,放在地面上的停車位始終是不可取的。第二,高層的建筑物地下車庫的柱子的斷面通常都是比較大的,假如斷面低于零點八米寬,通常八點零的柱網是相對合適的。車庫的層高不宜過高,要適當。若過高,可能影響到坡道的長度,還有車庫的坡道長度同樣也不可避免的受影響。一般凈高二點二米以上就可以。在地下車庫里,還需要多注意避開單面停車的情況。對于地下停車庫中的車位面積要求,建議每個停車位的建筑面積平均為三十五平米左右。而對于車庫里的車道,安排是則是要求對轉彎半徑做出準確的計算。還應該力求對盲道的避免。倘若車主在找車位時,其注意不到盲道內是否有空車位,開進去然后再退出來,是很不受歡迎的。
圖示:地下停車場的設計
四、設計思路的前瞻性
對于有限性的土地而言,要降低對總體面積的要求,可以通過提高建筑空間的利用率來完成。對于林立的居民樓來說,要想降低能耗的損失,就要注重對空間和住房面積的利用??梢酝ㄟ^把部分活動比較頻繁的空間組織起來來達到節約住房空間的目的。如果要降低建筑物垃圾的產生和建造量垃圾的產生,增加建筑物的使用時間,需要在設計戶型時考慮到各種可能性的出現,比如說,在時間的不斷變化中,建筑物的功能的變更,靈活可變性在空間中的變化,這些都可能降低建筑材料的費用,達到節約能源的目的。還有,帶給人們更高舒適感的建筑形式,是能夠降低人們對于機械通風和空調的依賴,還可以節省電能。在某些公共建筑物中,通過采用人工照明方式,采光的形式融入各種功能中,在空間中可以形成一種獨特的效果。這些設計中的基本思路,圍繞的是節能、綠色、生態的新潮。
五、結論
針對目前出現的現代城市的人口不斷地增加,城市可利用的土地的有限性,國際化都市快速發展的帶來的問題,相對陳舊的生活設施還有人們的居住環境的問題,通過采用我們對商住樓小區設計的一些建議,相信會有所改善,對人們的生活會有很大的幫助。
參考文獻: