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集成電路及應用范文1
關鍵詞：納米尺度互連線 集總參數模型 電路仿真 CMOS射頻集成電路設計
中圖分類號：TN402 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0176-02
1 引言
隨著半導體技術的發展，納米尺度的CMOS工藝射頻集成電路（RFIC）在工業、科技、醫藥醫療的應用越來越廣泛，且其工作頻率已經進入微波、毫米波段，如X波段、Ku波段及60GHz應用等[1]。然而，當電路的工作頻率進入到這種高頻頻段時，電路模型的精度是電路能否成功實現的關鍵所在。在電路版圖設計之后，通常是利用Assura和Calibre等工具來獲得互連線的寄生電阻和寄生電容。然而，由于電路的寄生電感比寄生電阻和寄生電容復雜且精度低，很難利用版圖驗證設計工具得到寄生電感值，因此，需要借助于電磁場仿真軟件對傳輸線進行準確模擬。然而，在電路設計初期通常需要考慮用于互連的微帶傳輸線對電路性能的影響，傳統單純利用電磁場仿真軟件進行參數提取的方法無法準確根據設計要求進行參數調整。本文構建了基于物理特性的互連線模型，該模型的寄生參數通過傳輸線物理特性和電磁場仿真軟件得到，易于計算和電路設計分析。同時，該模型的參數和頻率無關，易于電路分析，適用于射頻集成電路的設計。最后，論文詳細論述了將模型用于集成電路設計中的流程。
2 互連線寄生參數仿真模型
射頻集成電路設計中使用的互連線結構按照其類別可分為兩類：第一類是微帶線是以芯片襯底地作為其地平面，第二類是互連線是以某一金屬層（通常是第一層金屬M1）作為其地平面。對于這兩類互連線結構而言，采用襯底地平面作為公共地平面的互連線比采用底層金屬M1作為公共地的互連線更加靈活，因為在實際電路設計中受限于電路結構，其底層金屬需要作為信號線進行器件之間互連，這種情況下需要采用第一種結構來實現信號互連。然而，使用底層金屬M1作地線可以隔離襯底，減少襯底的損耗，因此在集成電路設計中兩種傳輸線結構相互并存。
圖1是互連線的模型圖，該模型為單π集總參數模型，與常規的電感π模型相似[2]。圖1中模型并聯部分表示寄生電容和電阻，串聯部分表示寄生電感和電阻。在設計窄帶寬的電路時，尤其是進行放大器電路設計，關注的是工作頻率附近的參數。所以，方框模型可以視為獨立于工作頻率，即模型在窄帶電路設計中依舊可以使用。模型中，電感L2和電阻R2為互連線自身的分布電感和分布電阻，包含了集膚效應和鄰近效應對電路的影響，而并聯電容和電阻為導線和襯底之間等效電容和等效電阻。
對于該傳輸線模型，其離散參數的矩陣近似于模擬值和實際測量值。根據等效規則，電路的參數都可由Y參數推導得出[3]。在得到每一模塊的參數后，串聯電感值，電阻值和并聯電容值都可以求出。
根據等效規則，工作頻帶的S參數應該與模擬和測試值相同。根據對Y矩陣的定義，可以推導出以下公式：
式中，為工作頻率，函數real（）和函數imag（）分別代表著復數的實部和虛部。
以上的公式對于大多數傳輸線是可用的，無論傳輸線是否對稱。在大多數情況下，傳輸線的Y1，Y3部分在結構上并不對稱。但是，當兩端口的反射系數的值相同時，將出現對稱的特殊情況。此時傳輸線可化簡為相同的部分，且可從電報方程中得出各元件的值。
在以上的分析中，電容，電感和電阻分別是頻率的參數，而本模型中各部分數值處理成和頻率無關的數值，這將在電路設計中產生誤差。由于替換產生的誤差可有下面公式得出：
是仿真實際S參數值，是模型的S參數值。
通常，當電路的頻率與正常工作頻率差異較大時，由于集膚效應和鄰近效應，這個誤差將會造成更加嚴重的影響。依照上述的模型，我們利用電磁場仿真軟件ADS-Momentum構建了互連傳輸線，該傳輸線采用第二類結構，該傳輸線位于的TSMC 0.18um射頻/混合信號工藝的第6層金屬上，金屬線寬6um，線長115um。工作頻率為10GHz，根據公式（2）得到集總參數模型各個參數如下：
為比較模型和實際電磁場仿真數據之間差別，公式（4）中各個數據對應模型的S參數和電磁場仿真軟件得到的S參數進行了對比，圖2是采用電磁場仿真軟件ADS-Momentum和模型部分參數對比，從圖中可以看出，電磁場仿真軟件的模型和本模型S參數的誤差遠離工作頻率段誤差越大，這是由于公式（2）中對頻率進行了近似處理，遠離工作頻率的點采用工作頻率來代替，由于這種代替，數據之間誤差越大。在其偏離中心頻率50%位置處（即15GHz和5GHz），模型和Momentum仿真數據的差異低于5%。在實際電路設計，通常需要電路設計師關注于傳輸線寄生參數對電路性能影響，此時工作頻率點附近模型簡易、準確是電路設計重點，而偏離工作頻率點的模型誤差在窄帶電路設計是可以接受的。
3 模型在射頻集成電路設計中應用
CMOS射頻集成電路設計是利用已有的有源器件和無源器件模型進行電路設計。傳統的集成電路設計首先進行電路原理圖設計，然后進行電路版圖設計，再進行參數提取，在參數提取中主要利用Cadence系統自身已有的仿真工具Assura來實現，在參數提取結束后再進行后仿真。當電路設計不滿足要求時，需要重復上述過程，然而，在上述的傳統集成電路中，由于參數提取過程的參數為分布參數，難以直接用于電路O計參數調整。同時，傳統的參數提取方法只進行了電阻和電容的參數提取，而對寄生電感沒有進行提取，這將導致電路設計的預期結果和實測結果出入較大。
為克服傳統的射頻集成電路設計的上述不足，可以將本論文的參數模型和集成電路設計相互結合。圖4是本論文的模型應用于射頻集成電路設計中流程圖，在原理圖和版圖設計中依然類似于傳統的集成電路設計方法，但版圖設計及參數提取時將版圖中的互連線單獨分離出來，利用電磁場仿真軟件ADS-Momentum電磁場仿真，仿真結束后利用模型將其中的各個互連線參數提取出來，由于互連線的寬度、長度和圖1中模型的各個參數密切相關，故將互連線得到的各個參數代入到版圖后仿真設計中，檢測互連線參數是否滿足電路設計要求。如果互連線參數滿足設計要求，則電路設計完成；否則，根據要求適當調整互連線參數，并判斷調整后參數是否滿足電路設計要求，如果滿足電路設計要求，則依據重新設計的要求進行版圖調整，完成電路設計。如果調整后的互連線參數依然不滿足電路設計要求，則依據要求進行原理圖設計調整，然后依次重復上述過程。如圖3所示。
從上述的電路設計流程可以看出，在射頻集成電路設計中應用本模型可以及時了解電路中的各個互連線參數，根據電路設計要求調整互連線參數，滿足電路設計要求。在整個設計流程中，首先根據互連線提取參數判斷是否滿足電路設計要求，進而根據設計要求調整互連線參數來滿足電路設計要求，這將簡化傳統電路設計循環，減少電路設計時間，同時通過互連線參數調整將互連線作為電路設計的一部分進行綜合考慮，這將有助于提高電路綜合性能。
4 結語
本文提出了適用電路后仿真的納米尺度互連線模型，該模型基于物理意義而構建，模型的各個參數皆為集總參數，各個參數都可以通過電磁場仿真軟件而獲得并在集成電路設計中進行調整。該集總參數的模型結構簡單，易于使用，適合于CMOS射頻集成電路設計分析中使用，同時文中給出了該模型應用于射頻集成電路設計的流程并分析了其特點，分析表明采用文中模型可以根據電路設計要求進行調整互連線的尺寸，并可將互連線參數作為電路設計的一部分進行綜合考慮，有助于提高電路綜合性能。
參考文獻
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收稿日期：2016-09-28
集成電路及應用范文2
關鍵詞： 厚膜; 電荷耦合器件; 驅動電路; 集成電路
中圖分類號： TN386.5?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）06?0145?04
Design and application of highly?integrated circuit in photoelectric detection
SUN Zhen?ya， LIU Dong?bin
（Changchun Institute of Optics， Fine Mechanics and Physics， Chinese Academy of Sciences， Changchun 130033， China）
Abstract： Because of the large?scale and high?integration development for the space camera， and the limitation of space， the circuit has to be optimized， even some special technologies have to be used to reduce the area of the circuit board. In consideration of the complexity of driver circuit of CCD detector， the driver circuit was integrated in a module by the thick film technology. There are many advantages in thick film technology such as high reliability， flexible design， low cost and short cycle. The integrated area through the thick film technology was reduced to the 1/3 area as the original circuit board before integration. The output signal of the thick film integrated module is perfect for the demand of CCD detector. At the same time， the design provides a certain reference for the large?scale integrated circuit design in the space missions.
Keywords： thick film; CCD; drive circuit; integrated circuit
0 引 言
隨著人類對太空的探索，空間相機的發展越來越迅速。在許多空間光電探測的電路系統中多使用CCD （電荷耦合器件，Charge?Couple Device）來進行光電轉換。CCD是將入射光在所有光敏單元激發的光信號轉換成模擬電信號的光電轉換器件。該器件具有小體積、輕重量、低功耗、高精度、長壽命等優點，被廣泛應用在空間光電探測、航天遙感觀測、載荷對地觀測等領域[1?3]。
CCD工作時需要適當的時序驅動信號，并且產生的電信號需要進行后續處理后才能給控制系統識別。CCD產生的電信號是模擬信號需要進行相應的視頻處理電路，視頻處理電路系統包AFE（，Analog Front End，模擬前端），FPGA和數字信號處理模塊。
空間相機的發展越發趨向于大規?；呒傻脑O計，空間相機中的硬件電路的高度集成化變得越來越讓人們關注與研究。目前，關于空間光電探測電路系統的高集成度的技術發展主要體現在厚膜電路和半導體級的ASIC（Application Specific Integrated Circuits，專用集成電路）兩個領域。厚膜電路是將電阻、電容、電感、芯片的管芯通過互連的銅線在印制板上制成的，其優勢在于性能可靠，設計靈活，投資小，成本低，周期短。ASIC是按照用戶的需求，在一個芯片上專門設計具有某些特定功能的集成電路，其性能高（可以比厚膜電路做的更高）、可靠性高。但是由于用戶的需求量少，對于用戶來說其成本相對較高，且難度高[4?5]。
為實現空間相機電子學的大規?；⒏呒傻囊?，本文將比較通用的一款TDI CCD探測器的時序驅動電路模塊設計成厚膜集成電路，并且根據實際PCB版優化厚膜電路設計和性能指標，得到了較好的結果。
1 TDI CCD探測器
該TDI（Time Delayed and integration，時間延遲積分）CCD探測器可以探測到兩類光譜區。這兩類光譜區分別是彩色B區和全色P區。由于實際情況需要，將該CCD探測器的時鐘工作頻率設定在20 MHz，行頻設置在1 kHz。由于該CCD探測器的光譜區多，所以它的驅動時序也是很復雜的，一共有89個驅動信號，將可以共用的信號合并后仍然有61個驅動信號。由于該探測器實際需求的驅動信號過多，本文中僅以CIxP為例講述驅動電路的設計以及實驗結果。表1中給出了該CCD探測器的CIxP驅動信號的電壓幅值范圍。該CCD探測器的驅動信號需要FPGA產生相應的時序的驅動信號，并通過相應的時序驅動電路變為所需要的電壓幅值范圍。
表1 CI和TCK時鐘驅動信號
圖1中的CIx和TCK的上升沿時間記為tr，典型值50 ns;CIx和TCK的下降沿時間記為tf，典型值50 ns;轉移時間記為ttran，典型值3.6 μs，根據實際工作需要改為1 ms;TCKB的信號周期記為TTCKB，根據行頻而定;TCKP的信號周期記為TTCKP，根據行頻而定;CI2的下降沿到CI1的上升沿的時間差記為t1，典型值0.5 μs;CI1的上升沿到CI3的下降沿的時間差記為t2，典型值0.5 μs;CI3的下降沿到CI2的上升沿的時間差記為t3，典型值0.5 μs;CI2的上升沿到CI4的下降沿的時間差記為t4，典型值0.5 μs;CI5的下降沿到CI3的上升沿的時間差記為t5，典型值0.5 μs;CI3的上升沿到TCK的下降沿的時間差記為t6，典型值0.5 μs;CI1的下降沿到CI4的上升沿的時間差記為t7，典型值0.5 μs;CI1和TCK的高電平時間記為tcla，典型值2.5 μs;CI2、CI3和CI4的低電平時間記為tclb，典型值1.5 μs。
2 驅動電路設計
本文針對該CCD探測器的驅動電路設計分為兩個步驟：
（1） 通過現在市面上的芯片選擇適合該驅動電路芯片設計而成。
（2） 對通過芯片設計的驅動電路做實驗得到與該CCD探測器相需求的時序結果，進行整合通過厚膜技術來實現最終電路。
最終的驅動電路分為左右兩個模塊（兩個模塊設計的完全相同）分別針對該CCD探測器左右驅動時序，并且把驅動電路中用到的LDO等電壓轉換模塊通過厚膜技術集成到一個模塊[6?7]。
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圖1 P和B區的垂直轉移時序圖
圖2給出了驅動模塊的管腳示意圖，該模塊可以產生一般的水平驅動信號（20 MHz）以及大部分的垂直驅動信號，51號腳是針對模塊內部的測溫度的熱敏電阻預留的。圖中的左側的上面兩組是輸入信號，右側的上面兩組是輸出信號。其他的為電源和地信號。
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圖2 驅動模塊的管腳圖
圖3給出驅動模塊的版圖，速度較快的水平驅動信號（20 MHz）均放在版圖的最，內部放置的是垂直轉移信號。該厚膜模塊最后的面積為37 mm×37 mm，約為原來沒有厚膜集成的[13]。
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圖3 驅動模塊的厚膜版圖
該模塊中集成的大部分芯片是EL7457，EL7457是一款高速度，同相位，四通道的CMOS驅動器。該驅動器可以驅動40 MHz的信號，并且輸出電流值可以達到2 A。
以CI1P，CI2P，CI3P，CI4P這4個信號為例，這4個信號的幅值范圍是-5～5 V，但是從圖2的時序圖中可以知道，CI1P的信號大部分的時間內都是低的，而CI2P，CI3P，CI4P的信號大部分的時間內都是高的。所以電路設計時將區別對待，由圖4知EL7457的供電電壓設置為10 V可以讓CIxP的信號幅值達到10 V，通過0.22 μF的電容隔直后，再通過二極管與電阻并聯接偏置電壓的設計將其拉到正常工作的范圍，出來的信號在工作電壓范圍方面就達到CCD手冊的要求。CI1P的偏置電壓設置為-5 V，當10 V的方波信號過來后由于二極管的正向鉗位作用使得CI1P的最小電壓是-5 V，所以得到了-5～5 V的信號，且無信號時為低（-5 V）。CI2P，CI3P，CI4P的的偏置電壓設置為5 V，當10 V的方波信號過來后由于二極管的正向鉗位作用使得CI2P，CI3P，CI4P的最大電壓是5 V，所以得到了-5～5 V的信號，且無信號時為高（5 V）。
OFFSET偏置電壓通過電阻分壓外接運放負反饋驅動的形式產生的，見圖5，采用這種電路結構優勢在于可以減少電路中線性穩壓器的數量，由于該探測器需求的驅動信號數量多，電壓值多，若所有電壓值都采用線性穩壓器，不但會導致電路板尺寸會大很多，而且更加引入散熱的問題。同時偏置電壓信號所需要的電流相當的小根本不需要線性穩壓器[8?9]。
3 驅動信號的實驗結果
針對CIxP的測試，在實驗測試中以驅動模塊的輸入信號（FPGA的輸出信號）TCKP_FPGA為基準信號，對CIxP以及其對于的OFFSET偏置電壓進行單組測量。
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圖4 CIxP原理圖
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圖5 OFFSET偏置電壓原理圖
圖6中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI1P（與TCKP_FPGA有相同的相位，幅值范圍-5～4 V）、以及CI1P信號對應二極管上的嵌位電壓OFFSET-5 V。
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圖6 CI1P的信號
圖7中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI2P（超前于TCKP_FPGA約0.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI2P信號對應二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。
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圖7 CI2P的信號
圖8中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V），CI3P（反向于TCKP_FPGA，且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的時間約延后0.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI3P信號對應二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。
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圖8 CI3P的信號
圖9中的三組信號分別是：TCKP_FPGA（幅值范圍0～3.3 V）、CI4P（反向于TCKP_FPGA，且下降沿到TCKP_FPGA的上升沿的時間約延后1.5 μs，幅值范圍-4～5 V）、以及CI3P信號對應二極管上的嵌位電壓OFFSET+5 V（在TCKP_FPGA的下降沿末端有波動）。
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圖9 CI4P的信號
CIxP的四組信號由于實際電路圖中的電容分壓導致最終幅值沒有達到10 V，但是仍然在CCD的手冊要求范圍內。OFFSET電壓在信號變化較多的點會有串擾導致波動，但是對實際的CIxP影響甚微[10?11]。
4 結 語
通過厚膜技術對驅動電路集成后的面積減少到[13]，雖然該模塊需要添加散熱，但是面積的減少使得在同樣面積的PCB上集成更多的模塊，實現更多的CCD陣列。對所有驅動信號用示波器進行測量，均滿足要求。本文中僅給出CIxP的信號波形進行事例。實驗結果表明驅動電路的厚膜技術可以滿足在光電探測中的集成應用。本設計中的驅動電路的厚膜集成也對其他航天任務中大規模電路的集成提供了一定的參考借鑒作用。
參考文獻
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集成電路及應用范文3
【關鍵詞】集成運放 非線性 失真分析 電路應用
針對于差分式的集成運放電路，解析了失真的非線性根源。經過全方位改進，優化并且重設了集成運放的線路特性。具體在改進后，防控了偏高的電路諧波。對于線路，非線性解析得到的參數也可用來優化連接，同時減低了輸入進來的共模電壓。具體優化設計時，增設了定位必備的頻段系統用來接收電路的射頻增益，阻止產生諧波。改進后的輸出信號符合了特定門限及幅度。
一、非線性的電路失真
集成運放性的常用電路包含了輸入級、輸出級及相應的中間級，同時還含有偏置電路。在整體電路中，輸入級還設有內部的差分電路。差分電路可設置為單端或雙端這樣兩類的輸入流程。對于偏置電路，可依托雙電源或單一電源來供電。在這種狀態下，若輸入進來的共模信號是較大的，將會轉變至非線性的差分電路運轉狀態。因此，放大器不會再抑制電路內的共模，也干擾了設置好的共模抑制功能。
集成運放性的線路表現為非線性的特性，設置了必備的參數。除了輸入電壓，判斷非線性的詳細指標還包含了輸出電流、電壓及擺動幅度。從晶體管來看，輸出級呈現為飽和性的壓降，輸出的最大電壓也經常沒能超出線路內的電源電壓。在轉換電壓時，壓擺率被設置為必備的指標，這項指標整合了高頻信號。若初期設定了偏高壓擺率，那么集成運放也將表現為較高的總體電壓。與之相反，若設置了過低的壓擺率，在某一時段將會呈現為失真的輸出信號，這種狀態下的非線性表征也更為明顯。
針對于正負兩類的電源或是單一電源，集成運放供電都配有精確的共模電壓。通常來看，相比于電源電壓，共模電壓會顯示為2V的差值。若選取了單一電源用來供電，那么輸入電壓總體的變更幅度是更小的。由此可見，如果采納了較低的供電電源，那么不可忽視共模信號的輸入。
二、集成運放的具體應用
射頻式的前端接收機電路配備了運算放大器，表現為集成性能。然而，運算放大器初期設置了偏高的輸出阻抗，這種狀態的混頻器并沒能擁有最優的驅動及負載性能。這樣做，即可確保符合了最低的采樣信號門限。集成運放設有輸出的較低阻抗，但卻有著較高比值的輸入阻抗。經過這種改進，即可高效傳遞實時l生的變頻信號，負載驅動性能因而變得更強。針對總體線路，若要符合根本的增益設計，那么有必要實時放大變頻狀態下的接收端基帶信號。
2.1總體設計思路
非線性的集成運放線路設有500MHz的帶寬及5mV的電壓擺動，設定為0.05°精確的相位誤差，它代表著差分放大過程中的偏差。電源設有7V或更低的電壓。在總體線路內，配備了雙集成式的放大器用來運算，可同時輸出并且放大雙路的信號。相比于反饋電流式的常見放大器，集成運放的新式放大器更適合用于電路的擴頻通信，體現為壓擺率較高的特性。
2.2具體的實現流程
供電設置了單電源，配備了正交的兩路信號。對于差分放大，配備了單端輸出及雙端輸入的流程。集成運放的過程中，合并了極性的雙路信號而后用來采樣。若識別了跳頻信號，電路即可跟進實時性的電壓變更。經過改進之后，可控制于30dBc或更低的輸出諧波，符合了靈敏度。在各個階段內，負載阻抗及電壓增益都會表現出正比的變動趨勢。對于射頻前端，配備了控制性的增益放大線路。接收機設有高層次的敏銳性要求，初期較弱的信號經過固定式的集成運放，可以再次被放大。
2.3優化非線性電路
非線性的集成運放電路應當解析它的失真規律。輸入某一單頻信號，電壓變更的速度并不是很快。因此，諧波失真可忽視壓擺率的變動。優化重設電路之后，在最大范圍內縮減了低頻信號附帶的電容干擾，因而表現出最佳的電路頻譜特性。
集成電路及應用范文4
關鍵詞：微電腦技術；城市路燈；控制系統
引言
近年來，隨著我國社會經濟技術的快速發展，各地城市建設進程也逐步增快。城市路燈作為一種城市街道照明及城市美化的重要器具，其數量不斷增加，電光源質量正不斷提高，而這也對城市路燈的控制系統提出了越來越高的要求。合理的城市路燈控制系統不僅能充分發揮城市路燈的照明功能，同時還能有效節約能源資源，最大程度地提高城市路段的社會經濟效益。而微電腦技術在城市路燈控制系統中的合理應用可以有效確保路燈控制系統的自動化、智能化和可靠性。文章以下就微電腦技術在我國城市路燈控制系統中的應用進行詳細分析探討。
1 城市路燈微電腦控制技術的概念
城市路燈微電腦控制技術是指在充分考慮城市地理位置、城市街道等級、道路交通量大小、城市區域生活習慣、季節變化、街道兩側綠化等因素的情況下，以本地民用昏影終和民用晨光始作為最佳開啟、閉合時刻，利用微電腦機、微電腦控制器等設備、元件來合理控制城市路燈的開啟和關閉時間，以實現對城市夜間路燈照明的自動化、智能化控制，實現社會、經濟效益雙贏的一種路燈控制技術[1]。其中城市路燈的開啟和閉合時間選擇是該技術的核心內容。
2 微電腦控制技術在城市路燈控制系統中的工作機理
每一座城市的經緯度都不同，同一座城市每一天的太陽日出和日落時間也不一樣，天文學把黃昏稱為民用昏影終，把清晨稱之為民用晨光始[1]。此外不同城市的街道交通量、路側建筑高度、綠化樹木高度及周圍居民出行習慣都不一樣，這些因素都是應用城市路燈控制技術時需要綜合考慮的。
城市微電腦控制技術的工作機理就是把每一個城市的地理位置參數、季節參數、街道交通量情況等輸入到微電腦機中，通過調整不同街道的照度系數、開燈提前量等來對民用昏影終到民用晨光始這段時間內不同街道的路燈開啟和閉合時間進行自動化控制，以對夜間道路實施人工補充照明。
例如，黃昏時分，自然光逐漸變暗，行人視線能力快速下降，而此時一些城市主干路交通流量大，人們很容易因為視距不足而出現行車危險，在這樣的情況下就需要開啟城市路燈的高照度模式。而到了清晨，自然光線逐漸增強，且這個時間段街道上的交通流量一般不大，這種情況下就可以選擇城市路燈低照度模式或者關閉低照度模式。在黃昏和清晨之間，可以根據城市道路交通量情況等因素合理選擇高照度、低照度或者二者綜合模式，對城市路段實現有效控制。
3 城市路燈控制系統中應用微電腦控制技術的好處
與傳統的人工手動控制和光電控制技術不同，城市路燈微電腦控制技術能夠根據城市地理位置、季節變化等自動調節城市路燈的啟閉時間，大大提高了城市路燈控制系統的自動化和智能化水平，具有良好的社會經濟效益。
微電腦控制技術可以實現城市路燈開啟、閉合時間的自動化控制，大大降低了人工手動控制路燈啟閉帶來的隨意性、誤差性和安全隱患問題，并且可以根據城市地理氣候環境、街道周邊交通流量大小、街道兩側樹木茂密程度及周圍居民出行規律等因素來調節城市路燈的啟閉時間，以達到最優的社會、經濟效益[2]。
如在一些交通流量大、人流大、樹木密集光線較弱的街道，為了確保行車和行人的安全通行，需要較長時間保持高照度照明；反之，在那些車流、人流不大，樹木稀少的街道，路燈開啟時間可以稍微晚些，關閉時間可以稍微提前，路燈的照度也可以稍微弱些。這樣不僅可以確保各街道人、車出行安全，又可以最大程度地節約能源，實現社會經濟效益最大化。
4 微電腦路燈控制系統的常見故障及解決措施
4.1 常見故障及原因分析
雖然城市路燈微電腦控制技術可以方便地控制不同道路路燈的開啟和閉合時間，實現城市路燈的自動化和智能化控制，但這種路燈控制技術也經常由于微電腦路燈控制器工作性能不穩定而出現“失控”現象，發生成片路燈“不聽指揮”而亮燈或滅燈的故障[3]。這類故障的出現不僅會造成能源的大量浪費，還會給行人、車輛安全出行帶來隱患，同時還會加大路燈管理維護人員的工作量，造成不好的社會影響。因此，需要重點解決城市路燈微電腦控制技術中的這種“失控”故障。
相關研究發現，導致城市路燈微電腦控制技術發生這類“失控”故障的原因可以歸納為以下幾方面：
（1）微電腦路燈控制器的工作環境復雜、惡劣[3]。即微電腦路燈控制器一般直接暴露在室外，常常受到氣候、季節變化影響，以及周圍電場、磁場的變化干擾，電網波動影響等，在這些復雜、惡劣的外部環境下，微電腦控制器的穩定性逐漸下降，進而容易出現“失控”故障。相對于溫度、濕度等氣候季節因素來說，電網波動和電磁場的干擾對城市路燈微電腦控制技術的影響更為顯著，且不易解決。因為，前者可以通過提高電路元件焊接質量和使用集成電路插座等方式來避免和降低影響，而后者的影響更為復雜，且涉及到的因素比較多。
（2）路燈設備本身的瞬間高頻變化和高負荷工作狀態容易導致城市路燈微電腦控制器出現故障。這是因為城市路燈大多處于高負荷工作狀態，并且頻繁的開啟、閉合操作帶來的瞬態電流、電壓的變化極其復雜，經常會伴隨高壓涌流、反激電壓、高頻脈沖產生，對微電腦控制器造成極大破壞，如造成城市路燈微電腦控制系統數據大量丟失、程序出現紊亂，甚至直接破壞微電腦控制器設備[3]。
4.2 解決措施
針對城市路燈微電腦控制技術引發的故障，可以通過以下途徑加以控制和解決。
（1）采取相關措施，把外界氣候環境對微電腦控制器工作性能的影響降到最低，如采用上文提到的提高城市路燈微電腦控制器系統中各種元件的焊接連接質量、使用集成電路插座、加蓋遮擋物、建立恒溫恒濕工作室等方法加以控制解決。
（2）針對微電腦控制器周圍的電網波動和電磁場干擾帶來的影響，可以通過加強電網穩定性控制和在微電腦控制器工作區域內設置相關的抗電磁場干擾的屏蔽裝置來適當降低其對微電腦控制器的影響。
（3）而對于路燈設備自身工作狀態對微電腦控制技術的影響，可以使用兩級穩壓器來穩定電壓；在電源入口接入壓敏電阻，來吸收高壓涌流；在電源輸入端設置濾波器裝置；在電路中接入高頻、低頻旁路電容，以阻止各種雜波串入電網；采用相關監視軟件，監控城市路燈微電腦控制系統的“掉電”情況等[3]。
5 結束語
相對于傳統的人工手動控制技術和光電控制技術，微電腦控制技術在城市路燈控制系統中的應用是一項重要進步，其很好地實現了城市路燈開啟、閉合的自動化和智能化控制，具有良好的社會經濟效益。但該技術在實際應用過程中也會受到外界環境、路燈設備等相關因素干擾，嚴重者會對其工作性能和工作質量造成較大影響，因此，需進一步提高城市路燈微電腦控制技術的工作穩定性。
參考文獻
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集成電路及應用范文5
關鍵詞：公路工程；強夯技術；應用要點
一、施工前的準備
1、在施工期，要掌握施工圖紙的內容，要明白設計的目的，對現場還要進行實地的考察，然后進行定位放線。
2、在進行強夯法施工前，要挖除公路用地范圍內的路基表土、種植土、腐殖土、淤泥以及樹根，確保清表的厚度不低于30cm。為了處理好濕陷、孔洞問題，便于起重設備的行駛，防止事故的產生，使用推土機進行預壓作業。機械設備在進出場時，道路要保持一定的高度、寬度、轉彎半徑以及路面的強度。若地下水位較高、液化流動的飽和砂質土以及表層為飽和粘性土時，為了確保重型機械在場地能夠正常的運行，降低夯錘拔起時的負壓，在表面可以鋪設一定厚度的砂石墊層。另外，為了避免路基表面產生積水現象，在雨期進行施工時，要做好排水溝的挖好工作。
3、在進行強夯施工前，為了了解土質的具體情況，就需要對地基實施試驗，若土層存在不均勻，對鉆孔及原位測試要進行測試。根據地形的具體情況，每隔一定的距離取圖樣進行分析，這樣就可以確保最大的干密度、最佳含水量。路基凍融或者下雨導致地表的濕軟，進行軟土的清除，將其翻挖晾曬，這樣就可以提高夯實的質量。
4、在進行施工前，對施工參數要進行正確的選擇，提高強夯法的效果。強夯的參數主要包括以下幾個內容：有效的強夯深度、夯擊次數與遍數、夯點布設及強夯范圍以及夯擊間歇時間等。
5、在施工過程中，為了防止現場范圍內的地下構筑物和各種地下管線被破壞，首先要檢查其位置、標高等，并且要采取一定的方法。強夯要距地下障礙物的水平保持一定的距離。為了避免擾民的問題，最好選擇在白天進行施工，將午休和晚間休息時間錯開。
二、路基強夯技術的施工要點
1、施工方法
（1）運用履帶吊車開展強夯施工，配置支架、圓臺形鑄鋼錘及自動脫鉤器的呢過強夯機組，與設計要求相結合，對處理區有序對夯點、夯擊遍數及每點基數等夯擊工作進行操作。在每臺夯擊機組內對1名吊車司機進行配備，并配備3～4名起重工人，主要負責強夯施工作業。其次，還需要對1臺水平儀、1名測量記錄員進行設置。在開展夯擊施工中，需要對每個夯點的每夯擊沉量進行有效觀測，使最后兩擊的平均夯沉量得到嚴格控制，從而與相關要求相符。如實將觀測內容記錄至布置圖和強夯施工記錄紙上。
（2）夯擊施工作業
運用夯擊法對強夯點進行夯擊施工，在完成打設夯點之后，應運用推土機對夯坑實施回填，并進行場地平整處理，最后開展1～2遍滿夯操作即可。
（3）強夯施工方法
施工場地的清理和平整，將每一遍夯點的位置標出，并對場地的實際標高進行準確測量，在強夯機就位以后，應將夯錘和夯點位置保持在對稱效果，將夯前錘頂高度進行準確測量。起吊夯錘至預定高度位置，在夯錘脫鉤完成自由下落之后，即可將吊鉤放下，將錘頂標高準確測量出來，若由于坑底傾斜導致斜錘出現歪斜問題時，應用土對坑底進行找平，通過對上述步驟的重復操作，并結合要求的夯擊次數及控制標高，使一個夯點的夯擊作業得到順利完成。運用該方法能夠將全部夯點的夯擊工作進行依次完成，由推土機完成夯坑填平工作，并將場地的高程進行準確測量。在要求的間隔時間內，應按照上述要求，將全部夯擊施工工序順利完成。最后調整至低能量開展滿夯施工，有效夯實場地表層松土，并將夯后場地的高程進行準確測量出即可。
2、施工技術要點
（1）與現場試夯的效果相結合，使強夯施工技術中的各項參數得到有效確定。同時還需要對強夯范圍內地下建筑物和各種地下管線的標高和位置進行和準確查明，并運用有效地防護方法，避免由于強夯施工造成損壞的現象產生。
（2）起重機行走和夯擊過程中，“順向走車，橫向夯擊、上坡錘前、下坡錘后”是夯錘和其中設備之間最為有利的位置。其中，“順向走車”就是在設備吊錘在運行過程中，始終處于行走路線的中心線位置上?！皺M向夯錘”則是在夯擊施工過程中，其中壁軸線垂直于履帶板中心?！吧掀洛N前”主要是在設備行走的過程中，其中設備的夯錘始終處于行走方向的前端位置?！跋缕洛N后”就是在起重設備下坡行走的過程中，夯錘位于方向盤的后方位置。
（3）夯擊施工中，強夯參數的確定需要結合試驗和設計要求，將落錘保持在平穩狀，且要求夯位準確，及時清除夯擊坑內積存的多余水分。若坑底的含水量過大，則需要采用砂石進行鋪設施工，并對其進行夯擊和處理作業。在完成每一遍夯擊施工之后，都應在夯擊坑內運用新土或周圍土實施回填，完成施工后即可對下一遍夯擊處理進行作業。
3、強夯施工質量的控制
（1）在夯擊施工之前，應運用鋼尺準確檢查夯錘重和落距，確保單擊夯擊能量滿足設計要求，將每個夯點的夯擊數作為強夯施工的控制標準，將每點夯擊數的最后兩擊下沉量保持在5cm以下作為標準。
（2）強夯施工中時常會有夯點放線錯誤的問題出現。所以，在每次夯擊施工之前，都需要復核夯點的放線施工，完成夯擊施工之后，即可對夯坑的實際位置進行有效檢查，只有這樣才能在出現漏夯或偏差時，即可開展及時糾正處理。
（3）由于加固施工有較高的質量要求存在，因此應對放線進度及落錘位置進行嚴格控制。在主夯和副夯前，運用碎石開展厚度為40cm的墊層鋪設，對夯擊能的均勻傳遞產生有利作用。
（4）在實際施工過程中，應對每個夯擊點的沉降量進行檢測，水平儀是必不可少的操作設備。當水平儀接近夯擊點時，需要準確確定出夯擊對水平儀造成的影響，通過全站儀開展對比觀測工作，通過分析結果，若水平儀和夯擊點有15～20m存在時，夯擊震動會產生較小影響，符合觀測進度的實際要求。
（5）施工排水工作的關注，特別是在雨季狀況下進行作業時，必須要求夯坑和夯擊場地內存在的積水得到及時排出。
三、施工質量的檢驗
1、等到強夯施工完成后，需要間隔一段時間，才能夠檢驗地基的質量。就低飽和度的粉土和黏性土而言，其地基可取3―4周。
2、通過對土性應該選擇原位測試和室內土質的試驗，確定質量的檢驗。另外，重要工程項目要進行檢驗項目的增加，還可以通過現場大型載荷試驗進行質量的檢驗。
3、通過對場地復雜程度和建筑的重要性，來確定質量檢驗的數量。就簡單場地上的建筑物而言，每個建筑物地基的檢驗點應該不低于3處。另外，復雜場地或者重要建筑物地基要通過增加的措施，來加強質量的檢驗，檢驗的深度應該高于設計處理的深度。
結束語：
綜上所述，強夯技術在我國公路路基施工中得到了廣泛的應用，并取得了良好的效果。在施工過程中應通過不斷探索和總結，有效確定強夯技術參數，選擇合適的路基強夯技術的工具，提高公路的安全系數，從而提高整個公路的質量。
參考文獻：
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集成電路及應用范文6
1 海拉瓦技術的構成
海拉瓦全數字化攝影系統是目前世界上一種先進的地理測量技術，它借助衛星、飛機、GPS（全球定位系統）等高科技手段，將各種影像資料生成正射影像圖、數字地面模型和具有立體圖效果的三維景觀圖，以標準格式輸出圖像和數字信息，使輸電線路設計人員在計算機旁便可進行電力線路初步設計，可以有效的避開不良地質條件、避開新建房屋、避開隧道、保護文物。與傳統設計方式需要實地勘測、選擇線路走向、確定塔基位置相比，不僅有效地優化路徑、縮短線路長度、減少房屋拆遷、減少設計人員工作量、提高效率，還大幅度節省工程總體投資。
海拉瓦技術包括電子化移交技術、信息化技術、三維可視化技術及全數字攝影測量技術，其通過對信息化技術、三維可視化、航測搖感技術的應用，來對基礎的工程信息和地理信息進行綜合的處理，從而為輸變電工程的施工過程管理提供服務，實現電網建設的電子移交、信息化管理、可視化設計的多平臺集合。
1.1 電子化移交技術。電網輸電線路工程中，采用光盤、紙質形式來將設計竣工圖紙等方面的資料移交至業主或檔案室。電子化移交技術的應用，嚴格參照智能電網的統一標準，是各個階段信息實現互通的關鍵性專項通道。該技術依據固定流程，來實現運行階段各種信息、數據的深度利用與快速移交。
1.2 信息化技術。信息化技術是信息處理與管理過程中所采用的一項綜合性技術，主要應用于通信技術和計算機科學的設計、開發、安裝及軟件系統的實施。信息化技術是現代輸電線路工程中的支撐技術，是各項工作和技術開展的重要依據。正是有了信息化技術的參與，才使得海拉瓦技術在輸電線路工程中的應用優化成為可能。
1.3 三維可視化技術。三維可視化技術與信息化技術共同作用，通過對圖像處理技術和計算機圖形學的利用，來通過適當算法，將計算機中所儲備的諸多信息，以一個至關的結果輸送給用戶，并進行交互的處理。該技術的應用，實現了文字描述、圖形描述、三維數據圖像展示的過渡，通過對三維可視化技術的應用，使得管理工作和讀圖設計的直觀性得到很大程度的提升。
1.4 全數字攝影測量技術。該技術在相關信息和海量數據的支持下，通過對地理信息系統技術、遙感技術和航空攝影技術的利用，以數字化的形式，對三維地表模型做出了真實、全面的表達。該技術在輸電線路工程中的應用，通常是在數字攝影測量系統基礎上的進一步延伸，從而為輸電線路工程優化提供更好的輔助功能。
在輸電線路施工管理中建立數字沙盤系統，其應用目標是伴隨施工進程，逐步構建一個數字化的三維可視化施工管理平臺，漸進地、持續地為工程建設、施工服務，促進工程建設施工管理水平和效率的提升，為工程施工提供直觀、實際、有效的輔助工具，實現管理創新和技術創新。
數字沙盤系統的建設重點是建立一個合理的工作平臺，形成一個良好的工作流程，實現在電網工程建設過程中逐步加載設計和施工各階段的數據，有效地將設計階段的數字化成果傳遞到竣工階段，最終實現施工管理數字化。
2 海拉瓦技術在輸電線路工程中應用的主要產品類型
2.1 立體影像。通過特殊眼鏡，可將立體的海拉瓦屏幕效果呈現出來。立體影像模型依據需求，來進行適當的放大，從而將地形、地面做出充分的顯示，且實現了三維坐標及其他數據量的迅速、實時獲取，從而保證了塔基地形、風偏實測、電力線交叉跨越落實的精確性。
2.2 數字地面模型。數字化地面模型作為重要的數據資源，是實現線路地形信息數字化的關鍵手段，可以直觀的看到路徑附近的塔基地形圖、平斷面圖等為依據，來對特定區域下的土石方量進行計算。
2.3 正射影像路徑圖。正攝影像路徑圖是設計人員在立體影像上選出的路徑最短，跨越較少的線路，通過疊加把路徑線顯示到正射影像上面的一種圖形。它可以方便勘測人員在野外工作時迅速直觀的找到塔位。
3 海拉瓦技術在輸電線路工程中的應用分析
3.1 在輸電線路工程招標線路調查中的應用。這一階段是通過對三維影像展示平臺的利用，來實現輸電線路數據二、三維的真彩色表現。三維影像展示平臺在此階段的應用功能主要體現在：支持海量數據的全線調度，能夠實現對二、三維場景的全線瀏覽和漫游，從而對現場標段的真實環境有一個準確的了解；能夠對任意興趣位置做出快速的定位；實現了對任意場景內點高程的提??；實現了對任意標段內桿塔間平段面圖的觀看；能夠提供沿線的交叉跨越信息、各級交通道路、各標段氣象、各種現場注記、各級行政區劃信息、地質情況及其他標段信息概況；能夠提供與基桿塔坐標相對應的設計信息；能夠對現場調查信息進行輸入與輸出，從而為標書的制作與使用提供了便利。將該階段應用成果作用于輸電線路指標線路調查中，可獲取更為準確、直觀的投標書，相比于傳統形式的線路實物踏勘有顯著優勢，收到投標單位的普遍認可。
3.2 在輸電線路工程基礎施工與現場布置中的應用。三維可是平臺是這一階段應用的基礎，在實現數據精細化的同時，完成了相應實用功能的開發。海拉瓦工作站中于每基鐵塔附近生成了分辨率更高的三維模型和影像，使塔基周圍的場景更加真實清晰，量測更加精確。這樣就為基礎施工的開展提供了各種計算和量測功能，提供了樁位的經緯坐標、平面坐標值，為線路復測提供了便利。在場景中對于每基塔基礎形式的相應表現均配有文字化得詳細說明，提供了現場布置的專題模塊和各種場景繪制圖形，提供了基降位移模擬等功能，提供了對桿塔明細、基礎形式等信息作出迅速統計的工具。遵循一定原則，將海拉瓦技術的相應功能同三維場景有效結合，便可為施工單位對于項目部、施工隊、攪拌廠等的選址提供依據。同時，應注意此階段為數字化檔案錄入的初始借口，現場基礎開挖前后的資料均可視作歷史檔案進行系統存儲。
3.3 在輸電線路組塔施工中的應用。這一階段的應用指的是應用海拉瓦技術來對實地情況作出綜合性的分析，從而幫助組塔施工方案的選擇與指定，從而使所指定的方案更具針對性。并通過對地形信息的精細、動態模擬，來對鐵塔組立的過程作出系統演示，以空間信息為依據，來實現對全方位質量安全管理功能的提供。海拉瓦技術在該階段的應用中，可在場景中任意提取線的斷面，并就其精度參數進行提供，便可在一定程度上便利索道架設方案的實際設計。此外，在組塔施工階段，還應進行線路數字化檔案的繼續完善，并結合施工單位的具體需求，來提供為組塔施工提供其他服務的更多內容。
3.4 在架線及其附件安裝中的應用。架線環節同區段內的場地條件、地形條件、空間位置等具有非常大的關系，而通過對海拉瓦技術的應用，則能夠將線路通道內三維場景的模擬功能作出更為明顯的體現。海拉瓦技術在該階段的應用過程當中，均緊緊圍繞施工單位需求來進行，在進行各種設計資料數字化提供的同時，亦承擔著工程現場的軟件配備和數據生產工作。且該階段的應用成果能夠服務于工程施工的組織與管理，并對過程檔案作出合理補充。
4 結語
通過上述內容的闡述，了解到海拉瓦技術能夠支撐輸電線路工程的數字化勘測、可視化設計、電子化移交、標準化信息、動態化運行和網絡化應用，可提升輸電線路工程建設與管理工作的標準化和信息水平，推廣價值十分廣泛。
參考文獻：
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