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電源電路設計技巧范文1
【關鍵詞】電子電路調試方法調試技巧
隨著科技水平的不斷進步,電子產品日新月異,各種成熟的電子電路多不勝數。任何一臺電子設備在使用前,必須要通過調試,使電路能夠滿足規定的各項技術指標要求,這樣電子設備才能正常安全的運行。這就要求調試者既要十分清楚電子電路的工作原理,又要有一定的科學實驗方法。因此,電子電路的調試占有重要地位,這也是理論聯系實際的重要環節。另外,電子設備在長期運行中,會發生故障,需要維修。這些技術工作均離不開電子電路的調試工作,因此電子電路調試技術十分重要。
一、電子電路調試原則
調試電子電路時要遵守“檢查確認、先靜后動、先分后整、由零到滿”的調試原則。
1.檢查確認:調試前不加電源的檢查過程。對照電路圖和實際線路檢查元件安裝位置是否正確、牢固;連線是否正確,有無虛接;插接件是否接觸良好;元器件引腳之間有無短路,電源極性、信號源連線是否正確;確認無誤后,可轉入靜態檢測與調試。
2. 先靜后動:電子電路先要進行靜態調試后再進行動態調試。靜態調試是電子電路接通直流電源后測量各關鍵點直流電壓是否在正常狀態下。動態調試是在靜態調試的基礎上進行的,調試的方法是在電路的輸入端加上所需的信號源,并循著信號的流向逐級檢測各有關點的波形、參數和性能指標。
3. 先分后整:先對每個單元電路進行調試,沒有問題后,在進行整體電路調試。
4. 由零到滿:先不帶負載調試,再帶輕載調試,最后帶滿載調試。
二、電子電路調試方法及技巧
電子電路的調試方法很多,目的都是為達到電路設計指標,要經過“測試一判斷一調整一再測試” 反復進行的過程。電路測試和調試是電子設備的一個重要環節。通過調試,可以發現和糾正電子電路設計方案的不足、安裝的不合理,通過采取一定的改進措施,使電路達到設計技術指標的要求。在工作中積累了一些電子電路調試的方法及技巧,具體的的調試步驟如下:
1. 調試前的準備工作:調試前先要按照調試要求準備好儀器儀表及工具。調試常用的儀表儀器有萬用表、穩壓電源、示波器、信號發生器等。
2. 接線檢查:電路安裝完成后,不能急于通電,先要認真檢查電路接線是否正確。
3. 檢查元件安裝正確性:調試前除了檢查接線的正確性之外,還要對照電路圖和實際線路檢查元件安裝正確性,用萬用表電阻檔檢查焊接和接插是否良好;元器件引腳之間有無短路,連接處有無接觸不良,二極管、三極管、集成電路和電解電容的極性是否正確;電源供電包括極性、信號源連線是否正確;電源端對地是否存在短路(用萬用表測量電阻)。若電路經過上述檢查,確認無誤后,可轉入下一步驟靜態檢測與調試。
4. 靜態檢測與調試:通電而在不加輸入信號的狀態下,對電路進行一些數據的測量和狀態驗證。如電路中有集成電路芯片插座,首先不要插入集成電路芯片,接通電源,檢查電源電壓是否正常,電路中有無冒煙,異常氣味,元器件有無發燙等現象。如發現異常情況,立即切斷電源,排除故障。這些都通過以后,用萬用表檢查集成電路插座的電源端,檢查該電源端電壓是否正確。這是很重要一步,因為一般集成電路芯片只要電源不接錯,內部的自帶保護電路就可以正常工作,集成電路芯片就很不容易損壞。
如果電源正常,就可以斷開電源,將集成電路芯片插入插座,然后繼續通電,分別測量各關鍵點直流電壓,如靜態工作點、數字電路各輸入端和輸出端的高、低電平值及邏輯關系、放大電路輸入、輸出端直流電壓等是否在正常工作狀態下,如不符,則調整電路元器件參數、更換元器件等,使電路最終工作在合適的工作狀態。
5. 動態檢測與調試:動態檢測順序一般按信號流向進行,這樣可把前面調試過的輸出信號作為后一級的輸入信號,為最后聯調創造有利條件。動態調試是在靜態調試的基礎上進行的,在電路的輸入端加上所需的信號源,并循著信號的流向逐級檢測電路中各有關點的波形、參數和性能指標是否滿足設計要求,如有必要,就要對電路參數作進一步調整。調測試完畢后,要把靜態和動態測試結果與設計指標加以比較,經深入分析后對電路參數進行調整,使之達標。
6. 整體電路聯調:在以上調試的過程中,因是逐步擴大調試范圍的,實際上已完成某些局部電路間的聯調工作。在整體電路聯調前,先要做好各功能塊之間接口電路的調試工作,再把全部電路連通,然后進行整體電路聯調。整體電路聯調就是檢測整個電路動態指標及各項功能。調試中,把各種測量儀器及系統本身顯示部分提供的信息與設計指標逐一對比,找出問題,然后進一步修改、調整電路的參數,直至完全符合設計要求和實現功能為止。
三、調試時應注意的事項
在調試過程中,出現故障時要認真查找原因,根據電路原理找出解決問題的辦法,發現器件或接線有問題,需更換修改,更換完畢,經認真檢查后,排除故障,才可繼續重新通電,最終排除電路中可能存在問題的點,排除故障使電路工作正常。在信號較弱的輸入端,盡可能使用屏蔽線連線,屏蔽線的外屏蔽層要接到公共地線上。
調試過程中自始至終要有嚴謹細致的科學作風,不能存在僥幸心理,調試過程中,不但要認真觀察和測量,還要認真做好記錄,包括記錄觀察的現象、測量的數據、波形及相位關系,必要時在記錄中要附加說明,尤其是那些和設計不符的現象,更是記錄的重點。依據記錄的數據才能把實際觀察到的現象和理論預計的結果加以定量比較,從中發現設計和安裝上的問題,加以改進,以進一步完善設計方案。只有這樣才能通過調試,收集積累第一手材料,對積累豐富自己的感性認識和實踐經驗起到的積極作用。
電子電路調試是我們電子設備使用前必不可少的過程,調試的過程是將電路中元器件工作在相互匹配的最佳狀態,使電路的各項性能指標達到要求,電子設備使用效果更好,電子設備系統能夠正常安全的運行。
參考文獻
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電源電路設計技巧范文2
關鍵詞:印制電路板;實用性;可制造性
前言:對于電子產品設計人員來說,線路板的設計可以說是整個設計中的重點,在很多情況下,即便電子產品的設計原理圖沒有問題,如果印制電路板的設計不合理,同樣會在很大程度上影響電子設備的生產可靠性。與此同時,電子產品的可制造性也是設計師必須考慮的重要因素,如果設計出來的線路板無法滿足生產所需要的可制造要求,便會使生產效率大大降低,從而提升成本。所以,在進行印制電路板設計的過程中,需要掌握相關設計技巧,更應該注意運用正確的設計方法。
一、印制電路板設計的布局技巧
在進行印制電路板設計的過程中,布局是其中非常重要的一個環節,對后期的布線效果會產生很大影響,所以,能否對印制線路板進行合理布局是設計成功與否的關鍵。一個產品的設計需要內在質量與外在美觀兼顧,兩者的完美結合才是一個成功的產品。在此基礎上,印制電路板設計的還需要注意以下幾方面的問題:
第一,印制電路板布局的根本原則是要將布通率盡可能提升,如果需要對相關器件進行移動,一定要保證連接飛線,并且將存在連線關系的器件集中起來,從而將走線盡可能縮短。第二,在印制電路板布局的過程中,還需要將模擬器件與數字器件分離,并且將距離盡可能拉長,從而避免器件之間產生干擾[1]。第三,去耦電容要離器件的電源越近越好。第四,在器件放置的過程中,一定要充分考慮整體性的后期焊接,散熱問題也是不可忽視的,因此器件的放置不能過于密集。第五,充分利用設計軟件中所提供的數組與聯合等功能,提升印制電路板設計的布局效率。
二、印制電路板設計的布線技巧
一般情況下,印制電路板的設計軟件都會提供非常強大的手工布線功能,而自動布線則是由全自動布線器中的布線引擎進行控制,布線時常常會將兩種方法聯合起來,一般采用先手工,再自動,再手工的方式。
(一)布線技巧
在印制電路板設計的過程中,布線也是其中的重點環節,一切前期準備活動全部都是圍繞布線進行的,布線也是整個設計過程中最為精細、限定最高的一個步驟。印制電路板的布線主要分為單面、雙面、多層三種,其布線方式則主要分為交互式與自動式[2]。對于要求湘桂較高的布線作業,可以在進行自動式布線時,先運用交互式布線,在這個過程中,輸出與輸入兩端的邊線需要保證不平行或相鄰,從而降低產生反射干擾的可能性。
(二)電源與地線的相關處理
另外,即便能夠良好的完成印制電路板中的布線工作,如果電源與地線的處理沒有達到要求,還是會產生一定的干擾,從而在一定程度上降低產品性能,更有甚者,還有可能降低產品的成功率。因此,在處理電源與地線的過程中,需要加上去耦電容。與此同時,還要盡可能的加寬電源與地線,使信號線、電源線、地線三者的寬度呈遞增關系,以降低其產生的噪音干擾,從而保證產品質量。
在使用大面積同層作為地線時,需要在印制板上將未使用的部分與地相連接,將其作為地線進行公分利用,也可以將其作為多層板,讓地線與電源兩者各占用一層,從而避免干擾。
(三)模擬與數字兩種電路的共地處理
當前,絕大多數的印制電路板都不是傳統單一的功能電路,都是由模擬與數字兩種電路組成的,所以在進行布線的過程中就需要綜合考慮,避免兩種電路之間的相互干擾,尤其是地線上所產生的噪音干擾。
三、相關可制造性研究
在當前條件下,絕大多數電子電路產品的生產都以表面組裝技術為依托,所以,在進行產品設計的過程中,就一定要將表面組裝技術的制造過程充分考慮進去,只有這樣,才能保證設計出更加符合生產要求的電子電路產品。本文便以多功能燈為例進行相關分析:
(一)表面組裝技術
多功能燈主要由燈頭、燈頭支臂、外殼、充電電池、導線、電源插座、控制按鈕以及主體控制板等裝置組成。在表面組裝技術的生產流程中,一般情況下都會將表面組裝技術分為錫膏支撐與掛膠支撐兩部分[3]。兩者的區別主要體現在貼片前后:貼片前,前者使用的是焊錫膏,后者使用的是貼片膠;貼片后,前者通過回流爐的方式來完成焊接,后者雖然也過回流爐,但其作用只是固定,真正焊接時還要過波峰焊。除此之外,在對主控板進行設計與選擇時,還需要注意陰陽板在拼版過程中的使用、陰陽板的優缺點、使用拼版的個數等方面。
(二)拼版方案
通過對具體情況以及設計生產分析,多功能燈的主體控制板主要運用的是雙面錫膏回流焊接工藝。所以通過選擇多功能燈主體控制板元件,可以對配置圖中的頂面線路層和地面線路層進行分析,并設計出預支相對應的拼版圖[4]。設計時可以采取正面與背面同方向,或正面與背面相交叉兩種拼版方案。
由于主體控制板正面的元件相對較多,如果采取正面與背面同方向的拼版設計,便會產生元件分布不均的問題,元件分布過于集中會造成局部區域散熱不良,溫度升高過快,從而使主體控制板在進入回流焊接的過程中形成板子翹曲[5]。因此,采用正面與背面相交叉的拼版方式更加合理。
(三)拼版方案選擇原因及優勢
選擇正面與背面相交叉拼版方式主要有以下三方面原因:其一,能夠將表面組裝技術的長線優勢充分發揮出來,從而提升打件效率;其二,能夠有效節省網版;其三,如果將其做成單面板,需要運用手工方式進行元器件焊接,在一定程度上降低了生產效率。
采用正面與背面相交叉拼版方式的優點在于以下四方面:其一,能夠有效節省生產成本;其二,采用這種方式在程序編制初期便可以有效節省程序優化時間,相當于將兩面程序當做一個程序進行編制,只需要針對一個程序進行優化條件的考慮;其三,對于一部分產品來說,采用這種方式可以在很大程度上節省輔料,還能夠減少附加工具的使用頻率,如能夠少做一片鋼網等;其四,采用這種方式能夠有效提升生產產量,其原因在于在生產過程中不用經常換產,節省生產時間,另外,這種方式實際上是一種裝貼程序,與兩面程序相比,能夠減少一半的基板搬運時間。
結論:
以上技巧在進行印制電路板設計學習的過程中常常會被忽視,但作為一個專業人員來說,卻是必須要掌握的基本技能,因此,在學習與運用過程中,都需要重視電子電路的實用性設計,以提升電子產品的生產效率,降低生產成本。
參考文獻:
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電源電路設計技巧范文3
涉及可視化仿真工具的應用工作主要圍繞MATLAB進行細化設計,避免繁瑣繪圖以及計算流程的牽制效應,最終挖掘直觀、快捷的電流變換電路的創新存在模式。因此,本文具體聯合負荷升降要求的變換裝置進行現場情景演練,將內部拓撲結構以及電感參數設計要求劃分清晰,同時完整論述該類系統的規范原理,穩定必要結構疏通潛力。
【關鍵詞】直流斬波 電路樣式 MATLAB 模擬技術 細化流程
直流斬波電路強調疏通可調電壓環境下的直流電形態,穩定輸入與輸出流程的銜接績效。技術人員為了有效穩固該電路性能,從中挖掘適當的提升方式,同時對開發原理以及性能提升要領進行同步規劃。需要注意的是,其中實際斬波裝置的工作模式存在兩類,包括脈沖與頻率調試技巧。
1 斬波電路的工作原理論述
直流斬波電路主要功能就是結合直流電調試轉換特性進行結構延展,透過對機理布置特征的觀察,涉及不同樣式的控制方式具體可以延展為時間比例、瞬時值以及二者混合構建途徑。此類電路主張使用某類權控器件,途中聯系IGBT以及相關器件進行總體流程延展;控制環節中若采用晶閘管,技術人員需設置晶閘管關斷的輔助電路。整體電路以及相關電流規劃流程中為了穩定管制績效,有關設計人員專門設置了續流二極管部件。這類斬波電路的典型用途之一就是應用拖動式直流電動機,同時積極帶動蓄電池負載功能;不足之處在于這類布局體系中都將出現反電動勢狀況。在現實電路設計流程中主要運用開關器件、阻性負載以及協調電壓管理,并且內部電壓數值主要借助開關張合狀態表現。
2 直流斬波電路的建模與仿真操作技術研究
2.1 借用IGBT搭建的直流降壓斬波電路以及規范參數設置
按照特定直流變換裝置仿真模擬操作技巧分析,有關默認格式下的參數設計與緩沖電路管理工作需要滿足同步跟進條件。在留有升降功能的非隔離式變換裝置空間之下,有關變換器之間的正負極性輸出機理形態十分復雜,必須全程依靠儲能電感疏通。整個流程下來,必定造成變換器的耗能數量增加結果,影響實際工作協調質量。在實際項目開展過程中,技術人員最好全面摒棄不同變換器既定工作理念,同時采用新型技術指標要求規范開關電源結構,爭取從中獲取優良的使用價值。IGBT具體結合高壓應用與快速終端設備進行垂直功率的自然進化調整;因為內部源漏通道電阻附加效應影響,IGBT開始針對結構功率缺陷進行應對。盡管創新模式的MOSFET設備將RDS特性全面規整,但是在高平電環境中的功率導通損耗現象仍然十分緊張;為了穩固IGBT結構,需要貫徹標準雙極器件與VCE同步調用實效,將高電流密度瓶頸限制全面克服。
2.2 變換器控制系統的實現流程分析
在系統設計環節中主要采取模擬控制與數字調節兩種途徑,本文就是重點結合變換器交互式系統進行雙重規整。為了穩定變換器降壓與升壓工作模式需求,不同電路疏通信號應該主動與最新電路設計標準進行優良匹配,保證將邏輯控制下的分配問題全面肅清。按照這種原理分析,技術人員開始將變換器與主變換電路開關電源進行智能匹配,后期結論內容具體如下所示:新型變換器拓撲結構比較簡單,各個節點工作交流模式也相對明確一些,能夠穩定數字化模擬操作的動機需求。
2.3 直流斬波電路的建模與仿真操作
2.3.1 仿真模型以及相關參數匹配
結合IGBT直流降壓電路建模以及參數設置條件進行科學分析,有關直流變換器仿真模型與默認參數設置條件已經齊全,為了迎接緩沖電路的消極化影響挑戰,在設計仿真操作流程中主要遵循以下細化工序要求:將參數調試界面打開,選取固定算法之后設置相對誤差標準,直接點擊進入仿真模擬流程,其中各類脈沖周期統一穩定在0.001s左右,有關后期的仿真控制結果要做到精準提取;可在固定窗口位置建立全新模型結構,并將工具箱電力模塊與IGBT模塊等資源依次打開,按照默認值要求實施必要參數規劃,同時將內部緩沖電路取消;之后將電源模塊打開,將必要直流電壓模塊灌輸并打開參數設置條框,將電壓源設置為200V;后續可將必要部件與接地模塊組打開,并直接復制串聯樣式的規劃窗口,將內部電阻設置為10Ω;透過MATLAB輸入源模塊,同時在buck窗口環境中復制脈沖發生器模型,必要時可實現輸出結果與IGBT門極的匹配目標。
2.3.2 直流升降壓斬波電路的仿真操作
結合IGBT元件以及電路仿真模擬流程進行長遠觀察,涉及默認參數以及電路緩沖效應必須及時得到制定。尤其在電感支路與仿真動作同步延展條件下,為了主動迎合升降壓斬波理論的精準規范要求,在直流變換電路設計過程中主要運用電控基準作為開關節點,保證電路接通與斷開時機的科學管控。適當應用SIMU LINK對降壓斬波電路與升降壓斬波的仿真結果進行詳細分析,并做好與常規電路設計方案的對比準備,確保輸出電壓波形的穩定狀態,最終全面驗證仿真結果的精準效應。
3 結語
綜上所述,運用MATLAB對降壓斬波電路仿真模擬操作流程進行細致分析,同時采取常規電路歸控結果進行同步檢驗,進而全面肯定創新操作流程的積極效用。這種模擬操作手段有效杜絕了傳統分析模式中的繁瑣繪圖與計算流程,進而靈活改變參數組合搭配樣式,適應科學調試的現實狀況,爭取為后期電子技術與多元內涵整合奠定雄厚基礎。
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電源電路設計技巧范文4
關鍵詞 ZPW-2000A;自動閉塞;光電耦合器;抗干擾;信號;聯鎖;區間
中圖分類號:U22 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)19-0026-02
我國電氣化鐵路接觸網采用25 kV單相交流供電,牽引電流最高可以達到上千安培以上,電力機車的牽引變壓器在工作過程中產生大量的諧波成分和電磁干擾,設備的可靠性和抗干擾能力對整個信號系統的安全和穩定運行有著重要影響。隨著鐵路信號設備數字化程度的推進,傳統的模擬控制系統已經很難滿足鐵路現場的要求。為了能更有效地監控軌道電路現場設備的工作狀態,使信號設備避開電磁波等干擾,設計了通過線性光電耦合器實現單片機對電信號的精確采樣,通過光電耦合器和固態繼電器實現單片機對信號設備的有效控制。
1 光電耦合器的基本電路
光電耦合器(簡稱光耦),是一種把發光元件和光敏元件封裝在同一殼體內,中間通過電光電的轉換來傳輸電信號的半導體光電子器件。光電耦合器可根據不同要求,由不同種類的發光元件和光敏元件組合成許多系列的光電耦合器。目前應用最為廣泛的是發光二極管和光敏三極管組合成的光電耦合器。光電耦合器的基本工作原理是:光電耦合器件中的發光二極管為輸入端,當正向輸入電流流向其PN結時,發光管發光,從而形成一個光源,發光的強度隨電流的增加而增加。輸出端為光敏器件,其作用是將光信號檢測后變為電流輸出。該光源照射到光敏三極管表面上,使光敏三極管產生集電極電流,該電流的大小與光照的強弱,亦即流過二極管的正向電流的大小成正比。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過光信號來傳輸,因而兩部分之間在電氣上完全隔離,沒有電信號的反饋和干擾,故性能穩定,抗干擾能力強。發光管和光敏管之間的耦合電容?。? pf左右)、耐壓高(2.5 kV左右),故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。此外,因其輸入電阻?。s10 Ω),對高內阻源的噪聲相當于被短接。因此,由光耦合器構成的模擬信號隔離電路具有優良的電氣性能。
光耦的基本電路如圖1所示。圖1(a)的負載電阻RL接在發射極及地之間,圖1(b)的負載電阻RL接在電源與集電極之間。
在圖1(a)中,輸入端加上輸入電壓,經限流電阻R1后,有一定的電流IF流經紅外發光二極管,IF與輸入電源、發光二極管的正向壓降VF及R1的關系為:IF=(Vcc-VF)/R1式中的VF取1.3 V。IF的最大值查手冊得出(一般情況下工作時IF≤10 mA)。
從圖1(b)可以看出,輸入端不加輸入電壓,二極管截止,無光電流產生,輸出端電壓是集電極電壓。輸入端加了Vcc電壓,負載得電,二極管導通,產生光電流,輸出端電壓為0 V,這個功能相當于“反相器”。如果在輸入端加幅值為5 V的脈沖,輸出端集電極電壓是12 V,RL=10 kΩ,則輸出的脈沖幅值接近12 V,從這功一能來看,相當于“變壓器”;若輸入電壓從0躍變到+5V,輸出則從0躍變到接近12 V,它又可用作電平“轉換器”。
2 光電耦合管在ZPW-2000A自動閉塞系統中的設計及應用
ZPW-2000A自動閉塞設備中,一方面要實現對現場數據的采集、處理,從而控制現場電路狀態。系統通過檢測電流、電壓幅值是有效值信號,再通過光電耦合器配合運放電路轉換為單片機的最佳采樣區間;另一方面要接收并執行來自單片機的命令:包括設置參數、傳輸歷史數據、清除歷史數據等。光電耦合器主要應用于隔離放大電路、取樣電路、檢測邏輯電路、控制電路及電平轉換電路等。
2.1 低壓電路之間的隔離線性放大器電路設計應用
在ZPW-2000A無絕緣軌道電路衰耗器的移頻報警電路中,應用電路如圖2所示。光電耦合管5起到兩個低壓電路間的隔離和放大作用。若各區間信號點的發送器和接收工作正常,報警光耦導通,Kz24V的電源經過R1和光耦5的二極管及報警光耦回到負極,使光耦5導通,它的射極輸出控制三極管V7導通,控制YBJ吸起。
2.2 編碼條件讀取中的光電隔離電路設計應用
在ZPW-2000A發送器低頻和載頻編碼條件讀取時,考慮故障—安全,電路中設置了讀取光耦、控制光耦。消除配線干擾,保證模擬信號和數字信號的隔離,采用“功率型”電路。
如圖3所示,根據GJ的狀態控制“編碼條件電源”(+24V)接入。
由B點送入由CPU控制產生的方波信號,當GJ時,+24V編碼條件電源接通,即可從“讀取光耦”受光器A點獲得與B點相位相同的方波信號,送回到CPU。當GJ時,+24V編碼條件電源斷開,受光器A點不能獲得與B點相位相同的方波信號,實現編碼條件的讀取。
“控制光耦”與“讀取光耦”的設置,實現了對外界干擾信號和電路元件故障的動態檢查。任一光耦的發光源,受光器發生短線或擊穿等故障時,或各種電磁干擾信號等“讀取光耦”A點都得不到動態的脈沖信號。
另外,采用光電耦合器也實現了外部編碼控制電路與微機數字電路的隔離。
2.3 脈沖檢測電路中光電隔離電路設計應用
在發送器的安全與門電路中,采用相互獨立的兩路非“故障—安全”數字電路,該電路由統一外控微機輸出條件控制,每路數字電路對信息執行結果判斷符合要求后,各自送出一組連續方波動態信號。專門設計兩個光電耦合管對兩組連續方波動態信號進行檢查。只有在確認兩組動態信號同時存在條件下,方可驅動執行繼電器,其原理電路如圖4所示。
兩個脈沖動態信號分別是由CPU1、CPU2單獨送出?!肮怦?”、“光耦2”用于檢測兩個脈沖信號是否存在,驗證功出的檢測結果,并實現數字電路與模擬電路間的隔離。
變壓器B1將“光耦1”接收的方波信號讀出,經“整流橋1”的整流及電容C1的濾波后,在負載R2上產生一個獨立的直流電源U0。該獨立電源反映了CPU1上輸出了脈沖信號,并做為執行電路開關為“光耦2”管提供了集電極電源。
“光耦2”接收“CPU2”信號,通過射極輸出控制開關三級管的導通與截止。變壓器B2將“光耦2”接收的方波信號讀出,經“整流橋2”的整流及電容C2的濾波后,輸出直流控制FBJ。FBJ的吸起必須檢測“方波1”、“方波2”同時存在的條件下。
3 結論
系統通過線性光電耦合器的精確傳輸,實現了單片機對強電側信號的精確采樣,進而通過光電耦合器和固態繼電器實現對執行、表示、計算機等設備的控制。和以往的系統相比,由于采用光電傳輸,抗干擾性好,并且容易操作;采用數字系統使體積減小,成本較低;并且由于新型單片機的強大功能,使得系統功能有很好的擴展性。
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電源電路設計技巧范文5
關鍵詞:電子 制圖 驅動
隨著電子技術、電子產品更新換代的周期不斷加快,傳統的職業院校電子專業課程已遠遠不能滿足企業對電子專業技能人才的要求。從筆者學院近幾年畢業的電子專業學生的跟蹤反饋中,我們發現企業迫切需要職業院校加快課程體系的建設。為此,筆者學院根據企業調研的結果,在學院的電子類相關專業增設了電子工程制圖課程。為使課程教學真正貫徹落實“堅持以就業為導向,深化職業教育教學改革”的原則,筆者學院組織電子教研室與計算機教研室具有豐富教學經驗的一線教師共同開展專項教改課題研究,力求使課堂內容貼近教學實際,滿足學生成才與企業電子專業崗位群的需要。經過幾年的教學實踐,筆者學院已逐步將該課程建設成有特色、實用性強的精品課程。
一、職業院校電子工程制圖教學任務
電子工程制圖作為職業院校電子類相關專業必修的一門專業基礎課程,在教學中首先必須把握住課程的教學任務。根據企業崗位群的需要,我們將該課程的教學任務定位于使學生掌握運用相關軟件完成電路原理圖的繪制、電路仿真、PCB板的設計、設計規則的檢查、輸出文檔報表等一系列的技能,對學生進行職業意識培養和職業道德教育,提高學生的綜合素質與職業能力,增強學生適應職業變化的能力,為學生職業生涯的發展奠定基礎。
二、職業院校電子工程制圖教學內容
通過近幾年的教學實踐與摸索,筆者學院逐漸建立起一套適應學院實際教學狀況的教學模式。首先在教學軟件的選擇上,不盲目追求“品牌”,而是選擇最適合學院職校生當前知識、能力素質的軟件。經過多方比較、試用、反饋,特別是征求企業一線電子技術工程師的意見,最終決定采用Protel DXP 2004軟件。該軟件是基于Windows操作平臺的一款支持中文操作的電子電路設計軟件,它具有強大的設計功能,能夠滿足電子電路設計的需要,為用戶提供全面的設計解決方案,也是目前用戶群最大、實際工程應用最廣泛的版本。其次在教師隊伍的培養上“走出去,請進來”。筆者學院的許多電子專業教師是大學畢業直接分配進入學校任教的,其中有很多老教師對于電子工程制圖的軟件應用十分陌生,特別是都缺乏企業實踐經歷。為此,學院一方面利用校企合作的模式,鼓勵相關專業教師利用寒暑假去企業第一線調研、培訓,同時聘請企業的電子工程師、技師以及技術人員來校擔任外聘教師,這樣“兩條腿走路”,就使教學真正實現與企業需求的“無縫對接”。
三、職業院校電子工程制圖教學模式
由于學院學生的層次差異較大,因此在教學中必須根據不同層次學生的需求展開教學。為了幫助學生迅速掌握Protel DXP 2004設計系統的使用方法和操作技巧,學院在教學中摒棄傳統的以知識傳授為主線的知識架構,而是以項目為載體,以任務來推動,依托具體的工作項目和任務將有關專業課程的內容逐次展開,這樣才能實現預定教學目標。
1.項目教學,任務驅動
項目教學法已被證明是比較適合于職業院校專業課程教學的一種教學方法。針對電子工程制圖課程的教學特點,我們將整個教學內容分為九個項目,即初識Protel 的發展及作用、繪制串聯型穩壓電源原理圖、生成串聯型穩壓電源原理圖相關報表、制作原理圖元件庫、熟悉PCB設計系統工作環境、制作新的PCB元件庫、制作串聯型穩壓電源電路PCB板、層次原理圖的設計、制作模擬烘 手機顯示與控制電路的PCB板。各個項目設置不同難度的任務,如“繪制串聯型穩壓電源原理圖”項目安排設置串聯型穩壓電源原理圖環境、原理圖元件庫、放置串聯型穩壓電源元件、串聯型穩壓電源的元件布局、放置串聯型穩壓電源的導線、放置電源/接地端口等任務,在每個項目的任務都完成后,教師布置所講授內容的“自我測評”。這樣將完成這些項目任務作為目的精選課堂教學內容,各章節知識點的分布由淺入深,從簡到繁,循序漸進,學生的學習興趣與積極性得到了充分的激發。
2.案例導入,理實一體
電源電路設計技巧范文6
關鍵字:FPGA;高速低功耗; 方法措施
FPGA的功耗高度依賴于用戶的設計,沒有哪種單一的方法能夠實現這種功耗的降低,如同其它多數事物一樣,降低功耗的設計就是一種協調和平衡藝術,在進行低功耗器件的設計時,人們必須仔細權衡性能、易用性、成本、密度以及功率等諸多指標。
FPGA設計的總功耗包括靜態功耗和動態功耗兩個部分。其中,靜態功耗是指邏輯門沒有開關活動時的功率消耗,主要由泄漏電流造成的,隨溫度和工藝的不同而不同。靜態功耗主要取決于所選的FPGA產品。
動態功耗是指邏輯門開關活動時的功率消耗,在這段時間內,電路的輸入輸出電容完成充電和放電,形成瞬間的軌到地的直通通路。與靜態功耗相比,通常有許多方法可降低動態功耗。
為提高FPGA的數據處理速度及降低芯片功耗,邏輯電路設計應重點采用以下措施:
(1)采用流水線,降低芯片功耗,提高系統時鐘。流水線是一種設計技巧,它在很長的組合邏輯路徑中插入寄存器,寄存器雖增加了運算周期數,卻能大大減少組合邏輯延時,提高整個系統工作頻率。有流水線電路在占用資源略有增加情況下,工作速度是沒有流水線電路的2倍多,可見,少量資源換來了芯片工作速度的成倍增加。
(2)按面積優化組合邏輯,減小組合邏輯的復雜性,從而減少組合電路需要的邏輯門數量,邏輯門數的減少,意味著芯片功耗的降低。流水線的使用已經保證芯片具有足夠高的處理速度,各個寄存器間的組合邏輯不再以速度為優化目標進行設計,考慮到功耗要求,應以最少的邏輯門數實現該功能。
(3)以原理圖描述功能模塊的數據流,以VHDL語言的行為語句描述控制流。這種邏輯電路設計思想,充分利用原理圖設計直觀、形象和VHDL輸入法簡單明了的優勢,既可以獲得具有高效率流水線結構的同步電路,又能夠大大縮短設計時間。
(4)在電路設計過程中,應使用“自底向上”與“自頂向下”設計相結合、“邏輯設計”與“功能仿真”交替進行的設計技巧,以保證邏輯電路的層次化、模塊化以及功能的正確性。首先把邏輯復雜的功能模塊,分割為幾個相對簡單的小模塊;然后分別設計這些小模塊,進行功能仿真,發現錯誤,修改設計,再仿真……,直到功能完全正確;再實例化小模塊,組成功能復雜的大模塊,依舊重復功能仿真、修改設計的過程;再實例化這些大模塊,構成更上層模塊……,最后獲得功能完全正確的邏輯電路。
(5)在時鐘網絡上減少開關動作也可大幅降低功耗。多數可提供獨立全局時鐘的FPGA是分割為幾部分的,若一個設計間歇地采用部分邏輯,就可關掉其時鐘以節省功耗。最新FPGA中的PLL可禁止時鐘網絡并支持時鐘轉換,因此既可關掉時鐘也可轉換為更低頻率的時鐘。更小的邏輯部分能夠潛在地使用本地/局域時鐘來替代全局時鐘,因此不必使用不相稱的大型時鐘網絡。
(6)對易受干擾的設計而言,減少意外的邏輯干擾可大幅降低動態功耗。意外干擾是在組合邏輯輸出時產生的暫時性邏輯轉換。減少這種效應的一個方法是重新考慮時序設計,以平衡時序關鍵路徑和非關鍵路徑間的延遲。用戶可在軟件工具的幫助下應用這種方法,例如某軟件可通過組合邏輯移動寄存器的位置,以實現平衡時序。另外一種方法是引入流水線結構,以減少組合邏輯深度,流水線還有助于增加速度。第二種方法對無意外干擾設計的效果不明顯,相反還可能增加功耗。
方便快捷的精確功率估算工具,不僅有助于設計工程師對功率進行定量評估,同時也有助于加快產品設計進度。如果在初期功率評估工具和數據表中沒有實際數據,設計工程師就不能在設計階段走得更遠。獲取初期評估數據工具,可使設計人員在設計開始之前就進行功率估算。此外作為設計規劃,工程師可將布局和布線設計加載到更精確的功率評估持續當中,從而得到一個更精準的功耗描述。最好的評估工具可使仿真文件無縫集成到電源工具中,因而能夠獲得開關功率的精確描述;若不能進行仿真,則該工具也能自動給出FPGA設計的評估參數。
參考文獻: