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电路设计的方法范文1
关键词：电子CAD；PCB；教学方法
作者简介：袁红星（1980-），男，安徽安庆人，宁波工程学院电子与信息工程学院，高级工程师；吴少群（1981-），女，安徽安庆人，宁波工程学院电子与信息工程学院，讲师。（浙江 宁波 315016）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0029-02
“电子CAD”课程的教学目标是要求学生掌握PCB设计软件的基本功能和应用，包括原理图设计、绘制、PCB板设计、绘制、集成元件库制作等内容。国内大多数高校都开设了这门课程，并普遍采用Protel这一软件工具。劳文薇等人将项目驱动教学法引入“电子CAD”课程，探讨了项目选择、情景设计和教学过程中项目的实施等问题。[1]王鹏探讨了Protel软件在EDA课程中的整合作用。[2]李珍等人从建立设计理念、规范设计操作、抓好上机实践环节三个方面探讨如何提高Protel软件的教学效果。[3]这些教学方法的探索和实践有效改善了“电子CAD”的教学效果。但现有研究主要针对这门课程本身，对于“电子CAD”和其他课程间互动和关联的探讨较少。“电子CAD”是一门集理论知识与实际技能于一体的实践课程，让学生建立正确的设计理念，熟练掌握PCB设计软件的基本功能，离不开电路设计理论。因而讲授这门课程时和电路设计剥离开来只就软件使用本身讲这门课将会导致很多学生不知道学完这门课可以干什么或应该掌握到什么程度。其结果是大部分同学学完这门课之后仍不能独立进行PCB设计。这门课程是学生后续进行课程设计、毕业设计和电子竞赛的基础，对于学生就业也有很大帮助。如何在短短的一学期内让学生熟练掌握PCB设计软件的使用方法，培养学生的设计理念和工程素养是“电子CAD”课程需要探讨的课题。为了改革目前“电子CAD”课程的教学方法，下面探索将电路设计引入PCB设计软件进行讲解和实践的教学方法。
一、内容选择
电路设计内容广泛，需要精心选择适合电子CAD课程的部分。考虑到这门课程主要面向低年级学生，教师选择了以STC单片机为核心的应用系统。这是因为STC单片机是以51内核为主的单片机，指令代码完全兼容传统8051，具有ISP在线程序下载功能，便于调试，而相关的元器件大多数学校实验室已配备，不需另行购买。另外，51单片机的设计资料网络上非常丰富，学习容易入门，学生可获取海量学习资源，可在较短时间内熟悉和掌握其基本开发方法。
二、内容设计
原理图的设计、绘制、PCB的设计、绘制以及集成元件库的制作都紧紧围绕STC单片机应用系统展开。
对于简单原理图设计，下面对STC单片机最小应用系统进行介绍。该系统只包含了电源、复位、串口和LED灯驱动等基本模块，整个系统便于理解和设计。课程导论时以该系统为蓝本，讲述如何根据设计任务进行电路设计，再到Protel软件的原理图绘制、PCB绘制和厂家制板，直到最后电路板焊接，并要求学生用面包板搭建出该系统，增强学生对实物的认识。在此基础上要求学生用Protel软件绘制出该系统的原理图，并生成PCB板，使学生了解Protel软件设计电路板的整个流程和基本操作方法。进一步为增强学生将设计文件转换成实际产品的工程素养，从学生作品中挑选出最好的作为代表，并用教师个人科研经费将该作品送到制板厂进行实物制作。电路板返回后，利用周末时间将学生召集到一起进行焊接培训，将元器件焊接到电路板上，形成一个实际可用的STC最小应用系统。对51单片机软件Keil C51使用方法进行简单介绍，让学生了解如何在Keil C51中进行程序编写、编译、调试，并下载到单片机中。最后，用一个简单的流水灯实验在制作的电路板上进行演示。这一完整流程极大激发了学生学习的热情，并使他们真正懂得自己的设计如何影响到实际产品，如何从工程角度深入学习Protel软件的原理图绘制和PCB设计。
后面的课程则逐个向该系统添加功能模块，如数码管、键盘、EEPROM、继电器等，逐步开展复杂原理图绘制、层次原理图绘制、复杂PCB设计和元件原理图库及PCB封装库绘制的课程讲授。由于结合实物进行软件讲解激发了学生学习这门软件的热情，也使得他们认识到这门软件可以用来干什么，自己需要掌握到什么程度。
三、结合电路板实物进行PCB设计规则和布局、布线的讲解
对PCB设计规则的理解以及PCB布局、布线的掌握是学习PCB设计软件的核心和关键。如果脱离实际电路板进行这些内容的传授，则学生会觉得抽象而难以理解和掌握。为此，下面围绕前面制作的电路板逐个进行讲解。
1.PCB布局
首先，以STC单片机为核心进行布局，使学生掌握“先难后易、先大后小”的布局原则。对于最重要的单元电路和核心元器件要优先进行放置。
其次，对照电路板说明为什么要参照原理图的信号流向进行主要元器件的布局，使学生理解布局对电路调试、测试的影响。
再次，结合电路板制作成本和可靠性说明布局时要尽量满足以下原则： 关键信号线最短，总的连线尽可能短，模拟信号与数字信号分开。并从单片机工作时序着手，说明在控制器和处理器等数字器件上加上去耦电容的必要性。
最后，从生产和检验的角度说明布局需注意的事项。为便于串口调试和程序加载，应该将串口电路放置在靠近电路板边缘的位置；而为了便于电源端子的插拔，也需要将电源电路放置在电路板边缘位置。
2.PCB布线
布线是PCB设计中最重要的部分，直接决定了电路板性能的好坏。为此，结合实际电路板，从三个层次上逐步加强学生的设计能力，即：布通、满足电气性能和美观。布通是最基本的要求，这里主要通过Protel软件的自动布线功能对学生进行实训。为了使自动布线能够达到基本要求，结合实际电路板说明为什么在布线前要设置布线宽度规则，对地线和电源线加宽。另外，给学生讲解如何根据DRC检查对布线结果进行检查，看是否达到预定要求。掌握布通技巧后结合电路板电气性能、可靠性说明如何对布线进行优化。这部分内容对应教科书的PCB后期设计章节。为保证电气性能，要求学生在布线时尽量加宽电源线和地线的宽度，满足的要求是：地线>电源线>信号线；相邻电路层布线要相互垂直，避免平行的情况发生；时钟线要尽量短，对关键信号点预留测试点，以便系统不能工作时判断是否因为时钟信号未能满足要求；对未布线区域进行敷铜。在掌握满足电气性能的基础上进一步要求学生布线尽可能美观。
四、通过大学生科创项目争取经费支持
由于制作实物涉及到费用问题，虽然51应用系统成本很低，但对于学生而言也是一个负担，完全由授课教师承担制作费用也不现实。考虑到这些情况，要积极组织学生申报省级和校级大学生科创项目，争取经费的支持。并鼓励学生组建项目组，进行资源共享，并分摊成本。
五、教学效果
通过这些尝试后明显激发了学生的学习积极性，提高了学生使用PCB设计软件的熟练程度。在所授电子科学与技术两个新生班级76个学生中产生较大影响，一个项目组申报的省级大学生科创项目成功立项，获4000元经费资助；一个项目组申报的校级大学生科创项目获2000元经费资助；两个班有40%的学生主动报名参加学校电子协会，学习焊接工艺。虽然这两个班是刚入学的新生班，但在这门课的带动下，他们充分利用课余时间开始自学单片机、C语言编程、数字电路和模拟电路。对于他们后续学习无疑是极大的推动。
六、结束语
“电子CAD”课程是电子类专业重要的基础课程，其中讲授的PCB软件使用技巧是学生进行后续课程设计、毕业设计和参与电子竞赛所必须掌握的基本技能。围绕该软件在电路设计中的实际应用逐步进行简单原理图、复杂原理图、层次原理图、简单PCB、复杂PCB以及元件集成库绘制方法的授课。经过近一学期的教学实践表明，通过这种教学方法学生能很快掌握使用PCB软件进行电路板设计的技能。同时，这一讲授方法对于培养学生的工程素养也有较大帮助。由于授课中挑选出部分优秀作品进行了实物制作，使他们深刻体会到设计对产品的影响以及如何根据产品的要求进行电路设计的规划和实施。今后，教师们将积极向学校和上级部门申请教改项目，为这一教学方法的实施争取经费支持。
参考文献：
[1]劳文薇，刘俊.项目驱动教学法在“电子CAD”课程教学中的应用[J].机械职业教育，2011，（3）.
电路设计的方法范文2
关键词：铂电阻，测温电路设计，模拟-数字转换非线性校正，数据采集
Abstract： A correcting method of non-linear error for Pt resistance temperature measurement based on the principle of A/D conversion is presented. The design principle of Pt resistance linear temperature measurement is analyzed. Practical circuit for interfacing A/D converter 7135 with single chip computer 89c51 and test data are given
Key words: Pt resistance， Temperature measuring circuit， Analog-digital conversion， Non-linear correction， Samples
一、引言
铂电阻温度传感器，因其测量范围大，复现性好，稳定性强等特点而被广泛使用。
在精密测量系统中，铂电阻测温系统电路结构图如图1所示：铂电阻信号通常通过桥式电路转换为电压信号，再经过放大及A/D转换后送微处理器进行处理。为了能对铂电阻测温的非线性进行校正，作者利用双积分A/D转换原理，设计了一种高精度的铂电阻测温非线性校正方案。实践证明，该方法不仅性能稳定，结构简单，而且在0～200℃范围内准确度可达到0.15%FS±4字。
二、非线性校正原理
1、非线性A/D转换原理
因为铂电阻经桥路检测后，其输出电压UM与被测温度q之间具有函数关系：
因为铂电阻经桥路检测后，其输出电压UM与被测温度q之间具有函数关系：
以上是本文阐述的以变量变换的形式实现传感器非线性校正的设计思想。这里t的量纲为时间，其测量过程是通过双积分A/D转换实现的。双斜率积分转换表达为：
(1) 式中：Uin—A/D转换时模拟输入电压，
T1—A/D转换过程中正向积分时间，
T2—A/D转换过程中反向积分时间，
Uref—A/D转换时参考输入电压。
当Uref为定值时，Uin与T2具有线性关系，因此这种情况下可以认为A/D输出结果为：
T2 = T1Uin / Uref .
假定Uref(t)为时间t的函数：Uref(t)=M+Nt (2)
其中：M，N为待定常系数。
A/D转换后的输出结果若能完全补偿铂电阻温度非线性，则有：Uin=aq+Bq2 (3)
故将式（2）和式（3）代入式（1），
假设：AT1=M，BT1=N/2，
则有：T2与q在数值上大小相等，即T2=q，可见实现了铂电阻的温度与数字量线性转换。
可以看出，在A/D转换过程中，模拟电压输入与数字量输出之间不是线性关系，其函数关系刚好与Rq—q关系相反，当其特性实现了相互完全补偿时，就能获得线性q/T2转换。显然，利用双积分A/D转换实现非线性校正的关键是应能满足式（3）所表征的函数关系。本方案采用RC回路极其简单地达到了该目的。
转贴于 2. 高精度 A/D转换器ICL7135 铂电阻测温电路线性化设计的实现采用了4位半双积分型A/D转换器ICL7135。ICL7135每一个转换周期分为三个阶段：自动调零阶段、被测电压积分阶段、对基准电压Uref进行反积分阶段。下面结合铂电阻温度测量分析ICL7135的工作过程：
(1)正向积分阶段
ICL7135与89C52接口电路原理图如图2所示。在此阶段，ICL7135对Uin进行定时积分，固定时间T1=10000T0（T0为时钟周期）。积分器的输出电压为： 式中，UW为 t = 0 时电容C两端电压值。
将上式在t = T1 处按马克劳林公式展开， 若选取适当参数，使 ， 则上式可简化为：
(6)
(2)反向积分阶段：
在此阶段，基准电容C两端电压又被内部积分电路进行反向积分，在整个T2阶段UC(t)可认为是线性的，T2结束时积分器输出又回到零位，此时有：
(7)
由式（4）、式（6）、式（7）整理可得：
将式（3）代入上式，得：
令等式两边常量对应相等，则有：q=T2。
在T2时间内， 对A/D转换器进行时钟计数，并以数字量形式输出，从而定量地将被测温度值反映出来，实现电路的数字化测量。
三、ICL7135与单片机89C52接口的新方法
以往使用7135是利用它具有多重动态扫描的BCD码输出来读取A/D转换结果，这样既费时、又占用较多口线。在测控仪表中，尽量少占用微处理器I/O口线，以最少原器件、完成尽可能多的任务是十分重要的。这里介绍的ICL7135与单片机接口的简易方法，是利用7135的“BUSY”端，只需占用单片机89C51的一个I/O口和内部的一个定时器，就可以在十几微秒的中断服务程序中把ICL7135的A/D转换值送入单片机内。实践证明，该方法具有实际应用价值。
在图2中，若89C51的时钟采用6MHz晶振，在不执行movx指令的情况下，ALE是稳定的1 MHz频率，将ALE经过二分频可得到500 kHz的频率供给ICL7135时钟输入端。T0规定为定时方式1，满足ICL7135的19999满量程要求。ICL7135在A/D转换阶段， 状态输出引脚BUSY为高电平，指明A/D转换器正处在信号积分和反积分阶段，这个高电平一直持续到消除积分阶段结束。在定时器方式寄存器TMOD中，置T0的门控位GATE为1，利用BUSY作为计数器门控信号，T0的计数将受BUSY控制。控制计数器只能在BUSY为高电平时计数，那么输入信号：A/D转换值=BUSY高电平期间内计数器计数值-10 001
图2中用ICL 7135的BUSY端接89C52的外部中断 POL为信号极性输出端，接89C52的P1.7，高、低电平表示被测信号为正、负极性。
四、实验结果及误差分析
在以铂电阻测温电路的线性化设计的方案中，误差来源一方面来自于基准电容放电过程的非线性引起的误差：当RC取值满足 时，此项误差折合成温度值可小于0.03℃。另一方面误差来自于A/D转换准确度。当选用4位半A/D转换器ICL7135时，其准确度为±0.05%，折合最大温度误差为0.10℃，两项误差相对独立，电路总体测温误差为±0.104℃。本电路经组装后，进行了实际性能测试，实验数据见表1。从测试结果看，样机最大误差为-0.18℃，与分析结论基本相近。
表1 （铂电阻分度号为Pt100） 参考文献
[1]R.E.贝德福德、T.M.道芬里、H.普雷斯顿.托马斯合著：袁光富译，温度测量，计量出版社，1995
电路设计的方法范文3
关键词 石油测井；高温电子线路；设计方法
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)031-0102-01
如何保障电子系统在高温环境下正常的运作，是本文研究的主要的问题。因为，在石油测井时，仪器通常都是在井下几千米以上的深井中工作，这种环境通常伴有：剧烈震动、压力大以及温度高等特点。电子线路将很难在这种环境下保持正常的运作。
1 温度对电路的影响
温度对电子线路的影响最主要还是对电子元件的影响。随着温度的变化，使得电子元件的一些特征和性能产生变化，从而影响到电路。
1）温度半导体元件的影响。设计高温电路，则必须先解决元件的问题。半导体是现代集成电路元件的主要材料，它一种热敏材料，随着温度升高，它的许多参数也将会随之变化，特别是本征承载流子的密度还与温度成正比，从而使得PN结的反向电流增加的很明显，进而导致功率损耗增加，噪声增大以及阻抗降低，最后，随着温度逐渐的升高，电子元件的内部结构受到破坏，致使电子元件的性能受损。有实验表明：随着半导体结温每10℃的增加，元件无故障时间将缩短一倍。所以，降低对半导体结温的要求，是设计高温电路的重点。
2）耐高温的电子元件。所有电子元件都有其的高温额制限度，由于元件工作自身也会产生温度，所以工作时元件的温度一般都会高于工作环境的温度。设计时，元件工作最高的温度不能超过其本身的温度允许值。所以，在设计时：①元件的选择上，应尽量额选择温度最高允许值大的的元件。在选择半导体元件时，应该注意不宜选用结温较低的锗件，而应该选用结温较高的硅件；②尽可能的减少电路系统功率的消耗，降低元件散热性的要求；③在设计上尽可能的增加热导和减少热阻，促使降低低功率消耗和最高允许结温的要求。元件的热阻是有两个部分组成的。其分别是，件外热阻：电子元件外壳到周围环境的热阻；件内热阻：电子芯片内部到外壳之间的热阻。确定件外热阻的因素有多种。一般是由：器件引线框材料和结构，半导体芯片的尺寸，压焊丝材料，芯片粘结材料，表面积的大小和直径以及器件外壳的材料所决定的。而件内热阻主要和组装件的组装密度、元件、结构材料、功率分布等等有关。
2 设计高温电路
高温电路的设计目前有三种方法可以实现。其分别是：传统、混合电路、HTASIC方法。
1）传统设计。传统的设计方法一般只是在设计和制造时将高温特性考虑进去的依照普通环境进行的系统设计方法。这种设计方法既要使用一些热设计去调整元件的功率，还得选用耐高温元件，但要在150℃以上的高温环境下正常工作还是很难实现的。别的高温元件也大概如此。不过可以用降温的方法来降低电路的温度，促使仪器内温度保持长时间在150℃以下，完成所需的测量。
传统的设计方法，对于短期的应用时可行的，甚至一些很复杂的电路也能用到。然而在长期的高温下应用，可靠性不高。因为，电路的无源与有源部分之间的互联部分在长期的应用下很容易老化。
2）混合电路设计的方法。我们将同时在一块基体上应用现成集成芯片和薄厚膜技术的方法称之为混合电路设计的方法。它是一种介于HTASIC和传统之间的方法。相对于传统技术，混合电路的功耗要低；而且，在高温工作环境下的各种效果都要比传统电路要好。
3）HTASIC设计方法。相对于传统电路和混合电路，集成电路技术在高温条件下应用的效果肯定是最好的。在一些典型的高温环境系的特性它都有很好的表现。能适应的最高工作环境高达250℃。
应用集成电路的好处：①随着能够集成在芯片上的功能的增多，处于外部的电子元件的数量也将逐渐减少；②集成电路相对分离电路其内部元件的尺寸要小的多，所以，大大的降低了功耗，也避免了芯片内部过热；③由于芯片内所有功耗元件都可以通过物理延伸或调整到避免本地过热点产生，就使得集成元件在高温环境下有了更高的保证。
3 低功耗的设计
高温电路的设计，在于提高电路系统高温环境下正常工作的时间。上述在采用耐高温元件、优化电路结构的同时，还应该考虑降低系统的功耗，减少热量的释放。
减低集成电路芯片功耗的设计最主要的研究内容是：如何有效的降低芯片功耗和如何通过软件硬件的优化在保持本来性能的前提下，使得总体功耗在一个较低值上。集成电路芯片所产生的功耗，最主要的是来源于电路逻辑状态所产生的动态功耗。所以，降低功耗最直接有效的方法是降低供电电压。只是这样经常会增加电路输出延迟。另外一种方法就是降低频率，有选择的降低频率可以再降低功耗的同时，保证系统的性能不受影响。而降低负载容抗的的方法，是实际中降低功耗最有意义的方法。
所以，在电路实际中降低功率消耗，可以从硬、软件的设计采取
措施。
1）硬件设计。①元件上，尽可能的采用功耗小，可胜任高温工作要求的高温低供电集成芯片；②在电路性能得到保证的前提下，进可能的提高电源转化效率和降低电源工作电压；③在保证电路性能的情况下尽量的减少元件数量，简化电路；④如果仪器是智能型的，则可以充分的利用中央处理器的运算、处理功能代替硬件电路。
2）软件设计。①尽可能的硬件软件化来实现功能。这样有利于降低成本，降低功耗，偏于维护和升级，还能提高工作的可靠性；②电源管理功能最好使用微处理器自身所带的；③采用可用的各种手段减少耗电；④结合实际应用，尽量利用软件手段减少耗能。例如：石油井下测量采样时，可以于事先预算好最好的采样方针，在不影响测量效果的前提下，尽量减少功耗；⑤在应用的过程中应该注意：要仔细检查各元件，特别是集成电子芯片的工作状态。考察其是否能够正常运作以及其各种性能是否健全。如果不能，应当及时给予处理。
4 小结
经过对耐高温电子元件的选择、电子线路结构的优化和降低电路系统功耗的设计，基于PCB的高温电路时可以实现的。实践也证明该电子系统能够在250℃以下的高温环境下正常运作。
参考文献
[1]Akira Matsuzawa. Low-voltage and low-power circuit design for mixed analog/digital systems in portable equipment. IEEE Journal of Solid-State Circuit.1994,29(4).
[2]Moyer, B. Low-power design for embedded processors. Pronceedings of the IEEE Circuits and Systems Magazine,2001,1(1).
[3]童诗白.模拟电子技术基础(第三版)[M].北京:高等教育出版社,2003.
电路设计的方法范文4
【关键词】输电线路；铁塔基础；设计；问题；解决方法
随着我国社会经济水平的快速提升，我国人们对电力的需求也是与日俱增，各工程企业为了满足人们对电能的需求，大力开展输电线路铁塔基础建设。然而要顺利开展输电线路铁塔基础建设的各项内容，需要一套完善的铁塔基础设计方案，它是确保输电线路铁塔基础工程质量的重要依据。
1 输电线路铁塔基础设计问题分析
输电线路铁塔基础设计是铁塔基础工程开展的重要依据，可以说铁塔基础设计水平在很大程度上能够确定铁塔基础工程质量，由于输电线路铁塔基础设计中涵盖了诸多方面的内容，一个环节把握不好，就有可能给整个铁塔基础工程建设带来一定的安全隐患。就我国输电线路铁塔基础工程现状而言该企业的铁塔基础设计还有待完善。目前输电线路铁塔基础主要的设计问题有：
1.1 混凝土配比设计问题
混凝土基础工程出现裂缝现象，在很大程度上就是由于混凝土基础设计不当造成的。混凝土属于人工石材，其中所掺入的水泥浆及骨料等施工材料受很多因素的限制，会因为外界及其他因素而发生收缩，从而损坏混凝土表面，严重的会直接导致混凝土基础施工出现裂缝。出现裂缝的原因不具有唯一性，但是混凝土基础设计是引起裂缝的主要原因，在铁塔基础设计中需要根据铁塔基础工程实际需求合理进行混凝土材料配比，但是一些铁塔工程企业为了尽快进行铁塔施工建设，缩短铁塔基础施工工期，在铁塔基础设计中草草了事，并没有对混凝土配比进行严格计算与审核，从而导致混凝土配比不当等状况。
1.2 箍筋位置、绑扎及间距等数值设计不精确
在铁塔基础工程施工中的箍筋位置、绑扎及各个钢筋材料之间的间距都需要准确的定值，然而在铁塔基础设计中对这些因素的数据没有精确计算，其设计中各个因素的取值与铁塔基础工程实际数值要求存在较大的差异性，铁塔基础施工中的箍筋位置、绑扎及间距等因素往往达不到铁塔基础设计要求，从而使铁塔基础工程的承载力低于设计值。
1.3 铁塔基础设计方法使用不当
输电线路铁塔基础工程是一项较为复杂的系统工程，其中铁塔基础设计是铁塔基础工程实施的依据。在铁塔基础设计工作中首先需要对铁塔基础工程各个施工工序及相关数值进行设计与计算，针对不同的铁塔施工工序特点应选择与之相应的设计方法。然而在铁塔基础设计实际工作中一些设计人员在设计之前对铁塔基础工程没有深入了解，对其特点更是模糊不清，这一状况严重影响了铁塔基础设计人员的设计水平，使铁塔基础工程质量无法得到保证。其次，部分铁塔基础工程企业内部的设计人员在铁塔基础设计中依然沿用传统的安全系数设计方法，不符合现今形势下的输电线路铁塔基础工程特点。
1.4 软土质地区铁塔基础设计不够合理
铁塔基础设计方法及内容并不是一成不变的，铁塔选型的不同，那么相应的铁塔基础设计方法及内容也是不同的，在设计之前应全面考察铁塔基础工程地形地貌及实际情况，只有在全面了解铁塔基础工程的基础上才能够进行合理化设计，但是一些设计人员责任心不强，在设计中非但没有考虑铁塔基础工程特点，而且还一味照搬其他工程企业的设计模式，背离了铁塔基础设计的目的，失去了铁路工程企业开展铁塔基础设计工作意义。
2 优化输电线路铁塔基础设计的方法
输电线路铁塔基础设计直接关系着输电线路铁塔基础施工质量，对铁塔工程企业具有重要意义，基于铁路基础设计工作的重要性及作用，全面贯彻落实输电线路铁塔基础设计工作，只有这样才能从根本上提高输电线路铁塔基础工程质量。铁塔工程企业应积极面对铁路基础设计中存在的问题，不断完善铁塔基础设计水平。以下是笔者针对上述设计问题提出的优化方法：
2.1 合理配比混凝土材料
在铁塔基础设计中需要对混凝土材料配比进行严格把控，水泥浆及骨料是混凝土材料中的重要配比材料，在配比之前不仅要对这些材料进行质量检验，还要对各种材料的使用量进行精确计算，从而确保混凝土材料配比的合理性，保证混凝土材料的均匀性，只有这样才能使混凝土基础施工更加坚固，降低混凝土裂缝现象发生的概率。另外混凝土出现裂缝还有一些自然因素或者其他因素造成的，设计人员在铁塔基础设计中应针对一些常见的裂缝现象制定行之有效的预防措施，这一做法能够大大提高混凝土施工质量。
2.2 精确计算箍筋位置、绑扎及间距等数值
铁塔基础工程施工中需要用到箍筋、钢筋等材料，铁塔基础施工对这些材料的施工位置、绑扎方式及间距有严格的要求，因此铁塔基础设计人员应精确计算箍筋位置、绑扎及间距等数值，增强铁塔基础施工的合理性与科学性。一般情况下铁塔基础施工中的第一根箍筋与铁塔基础顶面的距离应控制在130-450mm，具体取值根据铁塔基础施工实际情况进行选择，应确保钢筋材料的承载力满足铁塔基础施工的要求，为输电线路其他施工建设奠定基础。
2.3 选择科学合理的铁塔基础设计方法
输电线路铁塔基础工程是一项较为复杂的系统工程，在选择铁塔基础设计方法之前设计人员应去铁路基础工程现场进行实际勘察，在全面了解铁塔基础工程特点及地质状况的情况下再选择设计方法，这样能够使铁塔基础设计方法更加科学合理。之所以在选择设计方法之间要求设计人员进行实地勘察，是因为不同的地质状况所采用的设计方法也有所区别，例如对于一些砂土及粘性土等地质，最好在铁塔基础施工中运用强夯法，该方法在这种地质状况中较为适宜，因为它可以对地质中的碎石及块石等进行有效处理。
2.4 完善软土质地区铁塔基础设计
软土质地区相对其他施工地区具有一定的复杂性，其铁塔基础比较薄弱，所以在软土质地区铁塔基础设计中应大力加强该地区土质的承载力，不然在铁塔基础施工中很容易发生塌陷等情况，从而影响铁塔基础施工进度。为了避免这种情况的发生，当该地区承载力强度不够时应及时采取有效的措施。一般情况下铁塔工程企业都是运用换填土垫层的方式来处理铁塔基础薄弱的问题，提高铁塔基础的承载力。
3 总结
输电线路所经过的地质条件十分复杂，不同地质对铁塔基础设计及施工要求也不尽相同，那么为了保证输电线路铁塔基础具备较强的承载力，提高铁塔基础的稳定性，设计人员应在铁塔基础设计工作中不断优化设计方法，找出影响铁塔基础设计的因素，这样一来就能够有针对性的开展铁塔基础设计工作。与此同时还要全面考虑铁塔基础工程地质特点及工程要求，在此基础上进行合理化设计，只有这样才能确保后期铁塔基础工程施工的顺利开展。
参考文献：
[1]张启后.高压输电线路铁塔基础施工质量控制[J].前沿探索，2012 （06）.
电路设计的方法范文5
关键词: 电力线路；检修；仿真培训；系统；设计开发
中图分类号：F407文献标识码： A
为了进步电力线路的可靠性, 日常查看保护和毛病疾速修理是电力修理人员需要熟练掌握的技术。为了保证产业和生命安全, 在检修进程中还要时刻注意安全问题。在线路检修中常见的安全问题有: 触电、高空坠落、物体冲击、机械损伤等等。形成危险的要素首要是因为作业进程不规范、私行变更作业任务等情况形成的。这就需求参与检修人员要参与安全规程的学习和训练。
一、 电力线路检修仿真培训系统的特征
电力线路检修的仿真练习体系即是要模仿500 kV 以下输、配电线路中的根底工程、杆塔工程、架线工程三大施工技能的操作环境，以完成根据计算机的仿真练习，从而到达进步施工人员操作的规范性，并使他们能了解和把握输配电线路(架空线路)的典型工艺的要求。输配电线路施工仿真练习体系为学员提供了一个近似于实在环境的操作环境和操作工况，并可以模仿实践施工过程中不允许产生的各种毛病。操作人员在模仿仿真机上练习几个星期就可以阅历施工的各种环境和实施各种操作，重复练习，即可以在短时间内堆集丰厚的经验，敏捷进步操作技能和对事端的应变能力。
根据Web 的仿真练习体系，采用了面向对象的软件开发办法、Browser/Server 的网络架构体系和根据Java 言语的J2EE 渠道技能，体系具有以下明显特征：
（一）易保护性：体系软件安装在效劳器上，体系更新晋级只需要在效劳器端进行；
（二）可移动性：根据J2EE 开发渠道构建的仿真体系使用独立于渠道，能够摆脱特定的操作体系和硬件渠道的局限，支撑使用Web 浏览器，动态地下载仿真使用和履行操作练习；
（三）高效性：体系运行时通过100M 的局域网，加上J2EE的四层构造的使用，使大量的数据在网络中进行疾速的交流；
（四）操作简略：由于体系采用了通用的Web HTML 界面，关于大多数经常上彀的人来说十分了解和简略操作，关于没有上过网的人来说，学习起来也十分的简略快捷。
（五）可扩展性：Web 仿真练习体系很简略跟Web 中的其他信息效劳进行无缝集成，能够进行灵活多变的、功用愈加强大的仿真练习，而且支撑仿真使用最大极限的重用性。
二、仿真培训的意义
填补了国内电力设备检修培训领域的空白，突出解决了变电检修知识与相关技术设备纷繁复杂，难以全面开展教学的问题。系统投入使用将提高检修人员的仿真培训效果，提高变电检修人员的综合业务技能，大幅提高培训质量和培训效率，最终实现良好的经济、社会效益。
三、仿真技术路线
系统采用基于虚拟现实的计算机仿真研究方法，其内容涉及到人工智能、计算机科学、计算机图形学、智能控制等。通过计算机及数学模型建立变电设备、常见故障、各类检修过程等模拟环境，实现用户与环境进行自然交互的技术。根据典型的设备类型、厂家和型号的设备建立变电设备样本模型库，还原各种设备的结构、原理、运行机制，同时对各设备的典型故障状态和推荐检修策略进行模拟，然后通过检修仿真算法在计算机上动态模拟变电设备拆转、检修过程，实现演示和交互两种仿真培训模式。结合数据库技术和数据分析技术实现故障诊断、过程监控、过程回放、绩效考核、统计分析以及检修流程优化等高级应用。
四、电力线路检修仿真培训系统的系统结构
为了实现系统的可扩充性、易维护性，本系统在硬件和软件系统的设计上都遵循了开放性的原则。
（一）系统硬件结构
电力线路检修仿真培训系统主要包括以下几个部分：
1、教练员站
仿真练习是一个教育进程，为使学员能在短时间内把握练习内容，就不能完全按正常出产时的工况运转方法进行练习，而需要由教练来操控运转。经过设置各种事端及正常和非正常工况，记载并评价学员的操作状况，纠正过错，重复进行练习，以到达练习的意图。这时就需要由教练站来完结运转方法的设定、故障设置、体系维护办理和对学员的监督等功能。
2、学员站
学员站由多台计算机组成，进行输配电线路施工的理论和现场操作的练习。学员站提供对学员练习的登录办理、学员练习信息办理等功能。学员进入练习体系的仅有进口即是学员站。
3、服务器、磁盘阵列柜
本体系的 Web 服务器和数据库服务器选用DELL 公司的POWERADGE 6850，体系开发的应用服务器选用J2SKD/J2EE RI 1.3，磁盘阵列柜选用IBM 公司的FATT600，此外体系配置中还有音讯服务器SilverStream JBroker MQ 和事务办理器SilverStream JBroker TM 等，这些硬件设备首要完结体系内部的通讯、体系模型的办理、体系数据的存储等功能。
4、防火墙
为了提高系统网络通信的安全，因此采用防火墙将外部网与内部网隔离起来。
（二） 系统软件结构
本文开发的系统是一套交互式、分布式的仿真培训系统，系统采用面向对象的J2EE 的网络编程技术。 在系统开发过程中采用模块化思想，将系统分为：基础工程仿真培训组件、杆塔工程仿真培训组件、架线工程仿真培训组件、接地工程仿真培训组件、教练员站组件、学员站组件、仿真培训系统支撑平台组件RTI（Run Time Infrastructure）、远程网络培训组件等8 个组件，这种开发方法可以保证系统具有“高内聚，低耦合”的特点。
1、仿真培训系统培训内容组件
该组件主要包括了：基础工程仿真培训组件、杆塔工程仿真培训组件、架线工程仿真培训组件、接地工程仿真培训组件。输配电线路施工包括基础工程、杆塔工程、架线工程和接地工程，输配电线路施工的仿真培训系统就是要模拟这四大工程施工技术的操作环境，以实现基于计算机的仿真培训。
2、仿真培训系统支撑平台组件RTI
本系统中的RTI 不同与高层体系结构（High LevelArchitecture，HLA）中的RTI，本系统的RTI 是输配电施工仿真培训系统的基础，它为系统提供了透明、高效运行管理环境。作为整个系统的核心，RTI 在每个仿真应用的主机都有驻留程序，是联系各个仿真应用交互操作的纽带。在仿真系统运行过程中，各个仿真应用软件只和其所在计算机中的RTI 驻留软件进行接口，整个仿真系统内的相互交互任务由RTI 完成。RTI 为各个仿真应用之间的交互提供了通用服务，包括仿真应用管理、声明管理、所有权管理、时间管理、数据分布管理和应用程序接口。RTI 也是电力线路检修仿真培训系统协调工作的管理操作系统组件。它主要包括：管理组件、图形组件、数据通道处理程序、教练站和学员站的支撑系统组件以及各种功能的处理程序。
3、考试管理功能组件
该组件对当前全部注册学员的考试过程和结果进行分层次管理。主要功能包括：在学员注册信息列表中选择一个学员，查看该学员各次考试的摘要信息；在各次考试的摘要信息中选择某次考试，查看该学员在此次考试中的评分详细信息；查看该学员在此次考试中的操作记录；查看该学员在此次考试中的报警记录；查看该学员在此次考试结束时输配电线路施工现场的具体情况。本组件对操作成绩的评定主要包括三个部分：输配电线路施工操作步骤、输配电线路施工操作质量和输配电线路施工的操作报警，学员的总分为这三个部分的加权成绩和。
五、相关技术
电力线路检修仿真训练体系是经过虚拟现实技能开发完结的, 虚拟现实在室内规划、工业仿真、军事航天和医学许多等方面都有着广泛的使用。虚拟现实在应急推演上有着很大的优势, 首要体现在开放性、自主性、安全性、仿真性。尤其是安全性, 使参与训练的人员不会由于操作过错而发作危险。三维技能是虚拟现实的根底, 经过三维技能树立的场景能够让使用者感受感同身受。体系首要是使用在电力线路的检修上, 依据需求树立三维场景和设备, 比方大街、修建、电线杆、变压器。还有虚拟人物: 运转人员、抢修人员、安监人员等。除此之外还要有抢修车辆和器件东西等等。三维场景树立后, 要进行交互规划, 当虚拟人物进行操作的时分, 对应的设备物体会发作改变, 改变状况要依据每个设备物体自身的特性。训练的意图是让受训人员把握正确的操作和过程, 对于每一种故障或许事端, 都有相应的解决方案, 也称为预案。体系能够依据预案制造成脚本, 这个和影片脚本有些类似, 不一样的是影片制造完结后是不能改变的, 而虚拟现实体系在运转时依据操作人员的选择会发生不一样的改变。体系是靠推理机来完结此功用。为了完结多人协同作业, 需求使用网络渠道, 经过网络让不一样地理位置的人员能够一起连人体系, 协同完结检修作业。
六、仿真培训系统的三维场景建模
输配电线路施工的虚拟操作环境是构建根据Web 的输配电线路施工仿真训练体系的根底。要完成Web 环境下的3D 虚拟输配电线路施工环境的构建，需求战胜有限的带宽和较大的网络推迟对体系的实时功能的影响等问题。在当前的网络环境下，如何在确保环境特征的一起尽可能的减少3D 模型的数据巨细对进步实时功能非常要害。在输配电线路施工中通常需求根据不一样的地势采纳不一样的施工手法，例如在根底工程施工中，根底坑的开挖工程就需求根据土质的不一样，挑选究竟采纳人力、机械和爆炸哪一种作业方法。根据上述两个方面的思考，这篇文章采用了MultiGenCreator 应用软件来进行3D 模型的建模。MultiGen Creator 是美国Multigen－Paradigm 公司推出的仿真建模软件，其最大的长处是：在确保较高真实感的一起尽量保持模型简略紧凑，模型的面片数很少，这对于整个仿真训练体系训练的实时性起到了有利的支持。该软件是仅有一个将多边形建模、矢量建模和地势生成集成在一个软件包中的手动建模东西，这对于模仿输配电线路施工的不一样地势、地貌是很便利的。
七、开发案例
以某供电公司倒杆应急处置方案为例, 介绍系统的设计过程: 首先建立所有三维物体, 虚拟人物,搭建起三维场景。人物要有生产调度、抢修班长、若干组员、配电专责、安全专责等工作人员。然后根据处理流程建立操作步骤, 建立步骤件的衔接和触发、结束条件, 根据角色需要设置问题。再为所有步骤建立动作脚本。
结语
电力线路检修仿真训练体系的规划开发触及到了虚拟现实、三维、推理机、脚本规划等技能, 该体系改变了传统的训练方法, 为检修人员供给了一个学习、训练和查核的渠道。该体系的完成, 证明了技能的有效性,具有重要的现实意义和广泛的使用远景。
参考文献
[1]李天宇,张杨. 电力线路检修仿真培训系统的设计与开发[J]. 信息系统工程,2013,（11）.
电路设计的方法范文6
电子商务是买卖双方通过Internet的信息流动来实现商品交换的。电子商务图书交易系统不仅能有效解决传统图书交易中存在的客观条件限制、工作效率低下等问题，也能进一步规范图书交易活动；另外，网络技术的发展也为信息系统的规划、设计和实施提供了全新的技术支撑平台和解决方案。
本文以系统思想为指导，将图书交易的商务理论与现代信息技术有机结合，研究并创建了一个适合现代化特征的图书交易系统，从而有效地解决图书交易中的信息管理需求。
二、基于Web的商务系统优势分析
与传统的图书交易模式相比，本系统具有以下优势：
1.扩展了图书交易范围。传统的图书交易，竞争不够充分，交易效果也不理想，而利用图书交易系统，可将图书交易范围扩大到全省、全国，既扩大了视野，也增加了经济效益。
2.提高了工作效率，节省了交易时间。采用本系统实施图书交易以后，业务流程全部放在网络上进行，快速有效，经济效益好。
3.节省大量费用开支。采用本系统以后，可大量减少传统图书交易方式中的差旅费、交通费、活动费等一系列费用。
三、系统设计思想及系统结构
1.设计思想
(1)基于大型数据库的存储和管理
采用SQL SERVER 2005为后台数据库。
(2)采用ASP.NET+Server 2005为开发环境
大部分程序在服务器端执行，当程序执行完毕后，服务器仅将执行结果返回给客户端，既减轻了客户端的负担，也提高了信息交互的速度。
2.系统的概要设计
系统的主要逻辑结构如图所示。
系统的主要部分包括：
(1)用户信息管理部分。包括用户登录、图书信息管理、客户账单信息管理。
(2)图书信息管理部分。包括图书类别管理、图书交易管理。
客户成功购物过程如下：
系统的大致流程如下：
四、系统数据库设计
系统主要数据表如下：
管理员信息表：Admin（编号，用户名，用户密码，权限）
图书类别信息表：classinformation(类别编号，类别信息，是否在首页显示，顺序)
送货方式表：delivery(编号，送货/汇款方式，价钱，顺序)
订货信息表:orders(编号，订单用户名，订货日期，图书编号，图书订购数量，订单编号，状态，收货人，收货地址，邮编，留言，汇款方式编号，送货方式编号，性别，总金额，姓名，邮箱，电话，用户编号)
图书信息表：（图书编号，图书名称，作者，出版日期，积分，详注，目录，市场价格，会员价格，订购次数，察看次数，折扣，类别编号，添加日期，vip价格，出版社，ISBN，页数，开本，版本，简介）
五、系统的主要模块及实现
系统按使用流程主要分为两个功能模块。
用户信息模块。包括客户、系统用户的信息注册、查看和更新。
图书信息模块。对于客户，列出图书的有效信息，以供客户购买。
具体实现模块如下：
(1)数据连接公用模块
数据连接方法：
SqlConnection conn = new SqlConnection("server=localhost\\sqlexpress
;uid=sa;pwd=数据库密码;database=DatabaseName");
(2)用户信息模块
主要用来实现用户的注册、登录及维护用户基本信息。
(3)图书信息模块
主要是查看图书信息列表、搜索图书信息、显示图书信息；还能实现在线网络客户对图书的购买、取消和完成结账等功能。
系统图书信息搜索中，又分为模糊搜索、高级搜索。
模糊搜索中，客户可通过图书大致类别信息查询图书信息列表。高级搜索中，客户可通过选择或输入图书的具体名称、出版社、出版时间或图书价格范围来进行查询。
(4)系统管理模块
主要实现图书基本信息的添加和删除，客户订单信息管理，商品类别管理等。
(5)数据导出导入模块
主要实现批量图书信息的导入和图书销售信息的导出。
(6)财务管理模块
主要实现财务信息管理。
六、系统安全性
系统采取了以下措施保证系统安全稳定。
1.身份鉴别和数字签名。系统采用了身份鉴别和数字签名技术，既防止收到伪造的信息，还要防止对方事后抵赖等问题。
2.分门别类管理用户。系统将用户分为：一般客户、系统管理员、图书管理员和财务管理员，不同的用户拥有不同的权限。
3.系统日志。系统对某些重要的数据和关键性操作会自动记录在系统日志中。
4.数据加密。系统采用了IDEA和MD5相结合的方法对数据进行了加密。
5.防火墙。主要目的是对受保护的网络实现访问控制。
七、结束语
基于WEB的图书交易系统是借助先进管理思想，结合图书交易实际情况而开发出来的产品化系统，该系统的实施，将使图书管理、图书交易、费用结算和财务管理等业务流程得到大幅度优化，工作效益得到提高，经济效益得到改善，相信该系统有一定的推广价值。
参考文献
