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逻辑电路的设计范文1
中图分类号：TN791 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（b）-0000-00
1 引言
组合逻辑电路是一种重要的数字逻辑电路。所谓组合逻辑电路是将门电路按照数字信号由输入至输出单方向传递的工作方式组合起来而构成的逻辑电路，这种电路反映的是输入与输出之间一一对应的因果关系。在组合逻辑电路中，任何时刻输出端状态，仅取决于该时刻各个输入端的状态，而与电路原来的输出状态无关，即电路没有记忆功能。从组合逻辑电路功能特点不难想到，电路的输出与历史状况无关，那么电路中就不能包含有存储单元。这就是组合逻辑电路结构上的共同特点。当组合逻辑电路的输出与输入之间，丧失规定的逻辑功能时，组合逻辑电路就发生了故障。
常用组合逻辑的种类很多，主要有加法器、译码器、编码器、多路选择器等。组合逻辑电路主要是基本逻辑门组成的。
2 组合逻辑电路的设计方法
组合逻辑电路设计是根据给出的逻辑问题，设计出一个电路去满足提出的逻辑功能要求。下面介绍3种组合逻辑电路的设计方法。
2.1 用基本的门电路设计
一般组合逻辑电路设计通常都是依据最简逻辑函数来进行的，这种方法简单明了，容易很快给出逻辑电路图。
组合逻辑电路的基本设计流程如下：
（1）根据电路的要求，列出对应的真值表；
（2）根据真值表，写出逻辑表达式，并化简；
（3）选用合适的门器件，将逻辑表达式转换为最简逻辑电路图；
（4）通过电路仿真或实物测试，检验电路的正确性。将EWB引入组合逻辑电路的设计和仿真，实现了从验证性实验到创新型实验模式的转变，可以引导学生自行设计出很多单元电路，为完成系统设计打下扎实的基础。
2.2 用最小项译码器设计
首先需要说明的是，不是所有的译码器都能设计成任意的组合逻辑函数，只有最小项译码器可以。具有n个地址输入端的最小项译码器，其输出端为 个，分别对应n变量的全部最小项，而任意n变量组合逻辑函数都可以写成唯一的最小项之和的标准形式。因此，只要将该逻辑函数所包含的最小项按一定规则连接起来即可。
2.3 用数据选择器设计
3 结束语
比较以上三种设计方法可以看出，用门电路设计简单明了，容易很快给出逻辑电路图，但电路中通常包含较多元件；用译码器设计需要附加简单门电路，但可以方便地实现相同输入变量下的多输出逻辑函数；用数据选择器设计，电路更为简单一些，且可实现两种输入变量数目，使用比较灵活，但只能做成单一输出，如果需要多路输出，则要用多片Ic分别实现，这一点不如译码器方便和经济。总之，三种方法各有特点，应根据所设计逻辑问题的需要选择。
参考文献
逻辑电路的设计范文2
【关键词】传输门逻辑；CMOS门逻辑；NMOS管；PMOS管
1.引言
21世纪是信息科学的世纪，电子科学与技术是信息科学发展的基础学科。半导体集成电路作为电子科学与技术的核心，是电子类相关专业的重要基础课程。而半导体集成电路这门课程中，静态逻辑电路[1-3]这一块又是比较重要的一部分。静态逻辑电路分为静态CMOS逻辑电路和传输门逻辑电路。现有的绝大多数教材表明传输门逻辑电路的理解设计方法和静态CMOS逻辑电路的理解设计方法是不一样的。人们总结出了的一套设计静态CMOS复合逻辑门电路的通用方法[3]，其步骤如下：
（1）调整布尔代数式（也叫逻辑关系式），使得输出为负逻辑。
（2）当逻辑关系式为“或”时，PMOS管串联，NMOS管并联。
（3）当逻辑关系式为“与”时，PMOS管并联，NMOS管串联。
（4）改变尺寸可调整速度或输入阈值。而对于传输门逻辑[3]，其理解和设计的方法是二叉判决图BBD。这两类方法不统一，给学生在理解和设计逻辑电路造成很大的麻烦。本论文提出一种能够简易地理解传输门逻辑和静态CMOS门逻辑的方法。运用这种方法，学生也可以简易地设计传输门和静态CMOS逻辑电路。
2.方法
下面我们介绍一下这个方法。我们这个方法分为如下三个部分：
（1）对于单个NMOS管而言，漏极输出C等于源极输入A和栅极输入B的“与”。逻辑表达式为。图1显示了单个NMOS管。根据NMOS管高电压通、低电压阻的特性，我们可以得到。
（2）对于单个PMOS管而言，漏极输出C等于源极输入A和栅极输入B的“非”的“与”。逻辑表达式为。图2显示了单个PMOS管。根据PMOS管高电压阻、低电压通的特性，我们可以得到。
（3）对于两个MOS并联而言，总的输出等于各个MOS输出的“或”。我们以两个NMOS管并联说明这种情况。图3显示了两个NMOS并联的情形。我们可以得到：
3.结果和讨论
（1）我们先用上述的方法来理解静态CMOS逻辑电路和传输门逻辑电路。
首先看CMOS反相器，图4显示了CMOS反相器的示意图。从图4中我们可以看出对于输出VOUT，PMOS管和NMOS管是并联的关系。利用上述的方法，我们可以得到PMOS管和NMOS管的漏极分别为和，所以。可以看出我们的方法对于理解简单的CMOS反相器逻辑是适合的。
我们再来理解一个复杂一点的两输入的异或门静态CMOS逻辑电路。图5显示了静态CMOS异或门逻辑电路示意图。运用我们的方法，我们可以得出：对于P网，有、、、。对于N网，有、、、、。所以，。可以看出我们的方法能够简单的理解较为复杂的两输入静态CMOS异或门逻辑电路。我们有理由相信对于理解更为复杂的静态CMOS逻辑电路，我们的方法同样适用。
理解完了静态CMOS逻辑电路，我们在来看看传输门逻辑电路。图6显示了一个基于CMOS传输门构成的同或门逻辑电路。运用我们的方法，我们可以得出：、、、、、、。因为前面我们已经理解了CMOS反相器，所以图6中我们直接用反相器逻辑功能。可以看出我们的方法可以很简单的理解传输门逻辑电路。从图6我们也可以看出，对与CMOS传输门，其逻辑功能跟随NMOS传输门。
我们再来理解一个全加器中静态的曼彻斯特进位电路。图6显示了全加器中静态的曼彻斯特进位电路示意图。运用我们的方法，可以得到：
、、、、。可以看出，按照我们的方法，正确的理解了全加器中静态的曼彻斯特进位电路的逻辑表达式。
（2）运用我们的方法来设计静态CMOS逻辑电路和传输门逻辑电路。
我们首先来设计一个静态CMOS逻辑电路。设计静态CMOS逻辑电路就是理解静态CMOS逻辑电路逆过程。我们以逻辑表达式为例来设计静态CMOS逻辑电路。参考上面讲述的运用我们的方法理解静态CMOS逻辑电路的过程可知，首先要将逻辑表达式写成如下形式：
这一项是对应静态CMOS电路的P网，而这一项是对应静态CMOS电路的N网。观察这两项，反向运用我们的方法，可知在P网中下面是栅极输入由C控制的PMOS管，再下面是并联的两个栅极信号分别由A和B控制的PMOS管。而在N网中，对应的是串联的两个栅极信号分别由A和B控制的NMOS管，这两个串联的NMOS管再与栅极信号由C控制的NMOS管并联。由上述分析可知逻辑电路图如图7所示。
其次运用我们的方法设计一个静态传输门电路。以异或门为例，其逻辑表达式为。运用我们的方法，得知一个两输入的“与”相使用一个MOS管，而“或”代表两个MOS管并联。如果使用两个NMOS管并联，电路图如图8所示。由图8可知，使用NMOS管的话还要两个反相器才能完全实现“异或”功能。如果使用两个PMOS管并联，电路图将更为简单，可以省略两个反相器，电路图如图9所示。
在学习静态传输门逻辑电路时，我们知道静态传输门逻辑相比与静态CMOS逻辑电路而言有一个优势就是：输入不同，逻辑功能也不同。实际上在这个优势背后有个不变的本质，这个本质就是本教学论文提出的理解和设计静态传输门和静态CMOS逻辑电路的方法。
4.结论
本教学论文提出一种能简易地理解和设计静态传输门和静态CMOS逻辑电路的方法。这种方法基于对NMOS管“高通低阻”和PMOS管“低通高阻”的电学特性的充分理解。我们的方法统一的静态CMOS逻辑电路和静态传输门逻辑电路，便于学生的理解和学习。
参考文献
[1]张延庆，张开华，朱兆宗.半导体集成电路[M].上海：上海科学技术出版社（第2版），1986.
[2]朱正涌，张海洋，朱元红.半导体集成电路[M].北京：清华大学出版社（第2版），2009.
逻辑电路的设计范文3
Abstract： The introduction of the new course is an art of teaching， the successful introduction of new course can quickly attract the attention of students， and it is a successful half of the class. According to the characteristics of the course of "digital circuit and logic design"， which is rich in content， theoretical abstraction， large span and strong practicality， this paper puts forward several specific new course introduction methods and applies them to the teaching process. Practice had proved that dull knowledge became lively and cheerful with these methods，and students took part in all discuss in classroom actively to improve the teaching and then successfully fulfill it.
P键词：新课导入；数字电路与逻辑设计；教学
Key words： the introduction of the new course；digital circuit and logic design；the teaching
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0181-02
0 引言
《数字电路与逻辑设计》课程是测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及自动化、计算机等专业的一门专业基础课程。该课程详细介绍了数字逻辑的基础内容、逻辑门电路、组合逻辑电路、锁存器和触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的变换与产生、数模与模数转换、存储器和可编程逻辑器件[1]。该课程结合集成芯片，进行系统而广泛的描述，旨在培养学生了解和掌握典型数字集成电路的基本知识、使用方法和设计要点的基本技能。
该课程是许多专业的学生接触的第一门与实际电子、电器紧密相关的一门课程，更是学生学习今后专业课的基础。如何引导学生尽快入门，并且学好该课程，是教师需要认真考虑的一个重要问题。本文重点从新课导入方法来阐明如何学好该课程，因为良好的开端是成功的一半。新课导入引人入胜，可以产生凝聚效应，即凝聚学生的注意力、思想、情感，进而对该课程产生学习兴趣。本人根据教学经验的积累，将多种实用的导入方法总结归纳，根据知识点的特点，采用不同的新课导入方式，以期达到最有效的教学效果。
1 新课导入方法
1.1 史料法导入
《数字电路与逻辑设计》课程比较枯燥，教师如果适时、合理地将与该课程有关的历史人物或事件引入该课程，必将为枯燥的课程带来几分生动，同时激发学生的求知欲。如讲授数字电路与数字信号基础知识的时候，首先介绍电子技术的发展历程，从1906年福雷斯特等发明电子管，到1948年肖克利等发明晶体管。从60年代初出现的只有4个逻辑门的小规模集成电路，到目前使用的超大规模集成电路。每当电子器件有一次变革，电子技术就有一次突破性进展。每当电子器件发生变革的时候都伴随着与历史人物有关的有趣的小故事。通过历史人物的故事，加深学生对电子器件的认识。这样，很容易激发学生的学习兴趣，促使他们认真地去学习各种电子器件，并且深深体会每种器件所代表的时代特征，为后续知识的学习奠定基础。
1.2 温故导入
温故而知新是一种由已知向未知的导入方法，传统、简单、有效。通常以旧知识为铺垫，采用提问的方式复习已学知识，找出已学知识与新知识相联系的纽带，自然地过渡到对新知识的学习。这样既可以巩固所学知识，又可以帮助学生全面认识事物，提升学生的分析能力以及对知识的融汇贯通能力。比如讲授二进制数的算数运算时，先在黑板上给出一个十进制数，让学生转换成相应的二进制数、八进制数和十六进制数，这样不但复习了不同的数制，而且可以顺利引入二进制数的算数运算。因为加强了学生对十进制数到二进制数之间的转换之后，再来学进制数的运算就会事半功倍。
1.3 实例导入
实例导入即通过举例子或者练习题来回忆旧知识，并且很自然地过渡到新知识。比如，在最小项和卡诺图讲解结束，将要讲逻辑函数的卡诺图化简时。首先，给出一个逻辑函数表达式，接着提问学生“该表达式是不是最小项表达式？如果不是则写出其最小项表达式的形式和最小项编号的形式”；然后，根据学生已经写好的最小项表达式填写卡诺图，这样就通过一个例子将最小项和卡诺图的相关知识回忆和应用了一遍；最后，针对题目所给的逻辑函数表达式提问学生“该表达式是不是最简的形式呢？若不是该如何化简？”这时学生很自然地会用代数化简法进行化简，化简完成之后告诉学生代数化简法的缺点并引出卡诺图化简法。即代数化简法要求熟练掌握逻辑代数的基本定律，而且需要一些技巧，特别是经代数法化简后得到的逻辑表达式是否是最简式较难掌握，这就给使用代数化简法带来一定的困难，使用卡诺图化简法可以比较简单而直观地得到最简逻辑表达式。那么，这个时候学生自然会被卡诺图化简法所吸引，顺理成章进入新课程。
再比如，当讲解到编码器时，在讲解之前先举一个大家很熟悉的例子，即每个学生都有一个学号，名字可以重名，但是学号是唯一的，这就是用十进制数将学生进行了编码。紧接着提出“在数字电路里面，什么是编码呢？”带着该问题引入到新课的学习中。
以实例为桥梁导入新课的方法有很多种方式，都是通过举例吸引学生注意力，并且强化学生对理论知识的运用，使师生之间更容易产生互动。
1.4 对比导入
所谓对比导入就是根据新旧知识的关联点、异同点，采用正反对比的方式导入新课。《数字电路与逻辑设计》课程中功能相反、思路相反的例子很多。组合逻辑电路的分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计、编码器与译码器等等。在讲授这些内容时，应用对比法导人可以使学生加深对所学知识的理解与掌握。
比如，组合逻辑电路的分析讲解结束，将要讲组合逻辑电路的设计时。首先，回顾组合逻辑电路的分析，即已知条件是逻辑电路，待求条件是逻辑功能；然后，紧跟着提问学生“如果反过来，即已知条件是逻辑功能，待求条件是逻辑电路，又该如何解决呢？”由此过渡到新课，即组合逻辑电路的设计。同样，同步时序逻辑电路的分析讲解结束之后，依然采用对比导入方式引出并讲解同步时序逻辑电路的设计。
又比如，在讲授译码器时，通过回顾编码器的工作过程对比引入译码器的工作过程。即先列出三位二进制编码器的编码表，然后说明译码器和编码器的工作过程相反，编码器是将某种信号或十进制数码（输入）编成二进制代码（输出），译码器则是将二进制码（输入）按其编码时的原意译成对应的信号或十进制数码（输出），从而很容易列出三位二进制译码器的状态表。这样，通过对比的方式回顾并学习了编码器的知识和译码器的状态表之后，再介绍译码器的其余知识就会很容易，学生也会很好地区别和理解编码器及译码器。同样，数据分配器和数据选择器、数～模转换器和模～数转换器、锁存器和触发器等很多内容的讲解都可以采用对比的方式。
1.5 实物导入
《数字电路与逻辑设计》课程是一门应用性、实用性都很强的课程，如果教师能恰当地选择一些与讲课内容密切相关又符合学生认知能力的电子小产品来导入新课，也不失为一种引发学生兴趣，培养解决实际问题的好方法。在讲组合逻辑电路设计时，笔者以“设计好的一个切实可行的表决器”为例导入新课，告诉学生们学完今天的内容，你就会做表决器，甚至更复杂的电子产品。这样理论和实际一下子联系起来了，学生们也一下子来了精神。此时，教师适时提问“实际中的表决器有什么特点？它属于什么电路？怎样实现呢？”这样因势利导地切入正题引入这节课要讲的内容。教师要善于引用学生熟悉的现象、事例来导入新课，使学生有一种亲切感和实用感，从而激发学生兴趣，让学生真正感受到学习了此课程我就可以做什么。
再比如，在讲授典型的时序逻辑电路的时候，将已经设计好的计数器带入教室，让学生们先了解一下其功能，以及现实生活中经常用到计数器的地方，加强理论与实际的联系；然后通过提问学生“计数器的电路是如何来设计的？怎样实现呢？”这样不仅可以有效地吸引学生注意力，而且很自然地过渡到新知识的讲解。需要实物导入的地方很多，再比如单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器等的讲解都可以采用实物导入的方式，通过实物加深学生对理论知识的理解与巩固，提升学生的感性认识，从而使枯燥的课堂变得活跃、充满学习热情。
2 结束语
新课导入是课堂教学中一个必不可少的环节，是教师引导学生参与学习的过程和手段，也是教师必备的一项基本的教学技能，有效的课堂导入可以充分体现学生的主体地位和教师的主导作用。通过上述方法的实践证明：一些成功的、高效的新课导入可以开启学生的思维，提高教W质量，为学生后续专业课的学习奠定良好的基础。
参考文献：
[1]白彦霞，张秋菊.数字电子技术基础[M].北京：北京邮电大学出版社，2009.
逻辑电路的设计范文4
【关键词】电通路结构网络（ESN）；接地；电搭接；ESN元件
【Abstract】An stable electrical network which has low resistances must be constituted of high conductive structures for any electrical and electronic equipments on civil aircraft， which provides electrical functions such as grounding、bonding、voltage reference、protection from electromagnetic interference and protection against lightning strike. A conventional metallic aircraft inherently provides electrical a high conductive network； at present the advanced composite aircraft requires additional electrical structure network（ESN） to provide electrical functions， due to poor electrical conductivity of composite structures compared to metal. the text introduces the electrical structure network designing for main models of the civil aircraft at present， and summarizes and concludes a general design method for the electrical structure network of civil aircraft， guiding the development of the civil aircraft in our country.
【Key words】Electrical structure network（ESN）； Grounding； Electrical bonding； ESN elements
0 引言
现代民用飞机上装载有各种复杂的电子电气系统，这些系统设备需要互相连接，建立一个稳定的低阻抗电流通路，形成电源和信号的回路，满足各种电气性能[1]。这个电流通路一般利用飞机机体结构件搭接而成，被称为飞机的电通路结构网络（Electrical Structure Network 简称ESN）。电通路结构网络（以下简称ESN）的建立可以避免系统设备之间产生电位差，降低设备机箱和壳体上的射频感应电势，防止静电积聚，抑制射频干扰、保证系统电子和电气性能的稳定，同时有效防止雷电放电危害，保护系统和人身安全。ESN还为系统设备提供了良好的信号参考地。传统金属飞机和复合材料飞机的ESN设计有所不同，下面分别论述。
1 传统金属飞机的ESN设计
传统金属飞机一般采用铝合金、钛合金和少量钢作为主要结构材料[2]。这些金属材料本身具有良好的导电性能，以其作为材料的零件如长桁、蒙皮、框、地板梁、立柱和地板滑轨等纵横结构件互相连接，不但形成一个可以承受各种载荷、满足强度和刚度要求的传力系统，同时也形成一个ESN网络。每个结构零件自身作为一个ESN元件，虽然已经具备较好的导电性，但仍然需要定量地满足一定电气性能要求，一般是以截面尺寸、通过电流值和单位长度的电阻值这三个参数来测定。
原则上，飞机设计员在设计零件外形尺寸时不仅要考虑结构传力要求和制造工艺性，还要考虑满足ESN设计要求，具体参数应参考电气专业的规范文件。ESN性能参数一般包括电流值、单位长度电阻值和最小截面积。但是目前一般铝合金结构零件在满足了强度设计要求后，其截面尺寸一般也都能满足ESN性能参数。
金属结构飞机的ESN设计除了需要保证结构元件自身要满足电气性能要求之外，结构元件之间的连接（即电搭接）也需要考虑。金属结构件之间的连接一般都是通过铆钉、螺栓和高锁紧固件等机械紧固件进行连接，其本身可以实现一般电搭接，如图1。对于过盈配合的高锁螺栓，电搭接路径为：结构件1螺栓杆结构件2。结构件1和结构件2虽然相互贴合，但是它们各自表面涂有化学膜层和漆层，一般认为相互绝缘。在某些电气系统设备安装位置，其对结构连接处有比较高的电搭接要求，需要对紧固件周围的零件贴合面进行退漆处理，增加导通截面。这些位置需要满足规定的电导通设计参数并作相应的电导通测试。
金属结构飞机的ESN建立之后，最后一步就是飞机上各系统设备与ESN的电搭接，实现ESN的最终目的。机载系统电搭接按功能分类主要有天线搭接、电流回路搭接、易燃易爆区搭接、防射频干扰搭接、防雷击搭接、静电防护搭接和闪电防护搭接七类。应根据系统设备的不同要求设计搭接种类，如电子电气元件必须考虑防射频干扰，其搭接电阻要求很高，一般要求小于2-2.5mΩ，非电子电气类元件搭接要求较低，可按系统管路的搭接要求设计。具体方式就是系统与其安装支架或结构进行连接，主要采用面面搭接，如图2，与系统安装脚搭接的结构表面应去除化学膜层和漆层。但有的系统如电动马达与支架之间有阻尼垫板，无法实现面面搭接，则可以采用搭接线搭接。
2 复合材料飞机的ESN设计
目前国内外先进的民用客机如波音787、空客A350XWB等均开始大面积采用碳纤维复合材料机身结构，大大改善了飞机的强度、寿命、重量和经济性[3]，但是由于碳纤维复合材料的导电性能较差，其自身结构不能用作电流回路，无法形成电通路结构网络（ESN），故需要增加额外的金属导电构件来实现。
复合材料飞机的ESN主要由机体主导电结构、辅助导电结构以及其它连接元件三部分组成。复合材料飞机尽管大部分结构件如蒙皮、长桁、框和地板梁等都采用碳纤维复合材料，但是仍然有部分结构件采用铝合金、钛合金等金属材料，如地板的座椅滑轨、货舱的导轨和地板横梁（各个型号飞机的设计有所不同）。在构建ESN网络时，处于减重目的，复合材料飞机应该尽量利用自身已有的金属结构件作为机体主导电结构。
一般来说机体主导电结构是贯穿全机的结构件，且分布在纵横方向上。纵向是客舱地板滑轨或货舱地板滑轨，横向是地板横梁或类似的横向构件。机体主导电结构的ESN设计要求和第1节介绍的金属材料飞机相同，主导电结构件自身以及结构件之间连接的电导通系能参数也完全相同。
辅助导电结构是指安装在机身内部结构上的条带、线缆和搭接片等ESN元件。例如机身隔框和地板梁是复合材料结构，这就要在这两者上增加ESN条带，以便和纵向的主导电结构联接成ESN。ESN条带需要沿着机身框和地板梁的走向进行安装。对于机身框，ESN条带可以通过铝合金支架安装在框腹板上，铝合金支架与复合材料框腹板之间通过钛铆钉湿安装连接，两者之间要通过玻璃布隔离；铝合金支架与铝合金ESN条带自身通过螺钉连接。对于地板横梁，ESN条带可以直接铺设在横梁缘条上，与座椅滑轨的紧固件共螺，条带和复合材料横梁之间也要安装玻璃布进行异电位防腐隔离。无论是机身框上的ESN条带还是地板横梁上的ESN条带，都不能设计为一个整体构件，而要根据工艺要求进行分段。综合考虑重量和导电性能，ESN条带一般仍采用铝合金，截面积不小于40mm2，单个ESN条带的最大长度不超过250mm-300mm。相对而言，辅助导电结构的电通路要求比机体主导电结构低的多。
辅助导电结构如ESN条带与机体主导电结构的连接可以通过螺栓或铆钉之间连接，也可以通过中间搭接片连接，如机身框上ESN条带在与铝合金地板横梁（主导电结构）的连接处，两者通过一个铝合金搭接片实现电搭接。
机体主导电结构、辅助导电结构和复合材料结构之间虽然不需要进行电搭接，但是也并非完全隔离，其目的是尽量减少两者之间的电势差，避免短路电流和雷击对复合材材料造成损害。但是其需要满足的ESN电性能参数要求很低，只要通过金属零件和复合材料零件之间的紧固件湿安装连接就可以实现[4]。
机体主导电结构、辅助导电结构和系统设备之间的电搭接要求与传统金属飞机类似，可以参考第1节的内容。复合材料飞机ESN网络中各元素之间的连接设计要求如图3所示。
3 结束语
飞机电通路结构网络设计的四个要点就是ESN布置、ESN元件设计、ESN元件之间的连接和系统电搭接。对于传统金属飞机，前三个要素已经包含在飞机结构设计中了；对于复合材料飞机，前三者是需要进行重点研究的，并综合考虑电性能参数和重量、工艺等因素完成ESN网络的设计方案。本文所介绍的ESN方案对国内先进民用飞机的研制具有重要的意义。
【参考文献】
[1]王昂，毛德华，高占民，等.飞机设计手册第17册[M].北京：航空工业出版社，2000：141-142.
[2]王昂，毛德华，高占民，等.飞机设计手册第10册[M].北京：航空工业出版社，2000：133-134.
逻辑电路的设计范文5
关键词：山区；高速公路网络；桥梁设计；基础设计；上部结构；下部结构；特点
山区是当前高速公路网络建设的困难区域，也是高速公路网络发展必须正面的实际问题。通常山区存在地质、地貌情况复杂，自然、人文、环境影响因素众多等具体障碍，一般在山区进行高速公路网络建设往往需要桥梁进行重点部位、关键节点、困难区域的连接和沟通，因此，山区高速公路网络建设中桥梁设计和施工成为核心性的关键问题。应该从山区高速公路网络桥梁的建设特点分析入手，形成桥梁设计的核心，以桥梁主体结构为中心，建立起山区高速公路桥梁设计的重点，这是当前进行山区高速公路网络建设的要点问题，也是从桥梁结构体系建设和高速公路网络建设的核心问题。
1 山区高速公路网络中桥梁设计工作的特点
1.1 设计时间长
山区高速公路网络中桥梁处于关键的地位，山区高速公路网络中重点部位、关键节点、地质困难区域与环境复杂地段一般都需要以桥梁的形式加以穿越和联通，特别在山区自然条件复杂、历史和人文环境多样的情况下，选择桥梁作为山区高速公路网络的延伸已经是一个主要的对策和方法。这样的实际造成山区高速公路网络中桥梁设计必须要尊重山区的地理、环境、自然、人文和历史，这就必然造成山区高速公路网络中桥梁设计时间的延长，这是确保山区高速公路网络中桥梁设计质量的基本保障，也是山区高速公路网络中桥梁设计的基本特点。
1.2 桥梁结构多样
在山区不同的区域和地段高速公路网络延伸和穿越的设计和结构存在着千差万别的不同，因此，作为桥梁结构来讲也存在着多样性的特点，尤其是在特殊的地段和区域，桥梁被赋予了不同的功能和要求，因此，桥梁的结构就会存在较大的差异性。在实际的山区高速公路网络中桥梁设计中，要从山区高速公路网络的建设要求和桥梁设计行业标准出发，以结构的有效调整和科学设计提升桥梁的功能性、稳定性和安全性，对山区高速公路网络的实际建设起到提升和保证功能。
1.3 安全要求高
山区进行高速公路网络建设需要安全作为基础性的保证，尤其在桥梁设计过程中，更是要将桥梁安全性列为首位，特别是山区高速公路网络存在维修困难、救护不力的实际问题，不能在设计阶段提升桥梁安全性，将会给日后整个山区高速公路网络带来极大的威胁，因此，要在山区高速公路网络中桥梁设计中重点强调安全方面的内容，要提高设计的技术要求，控制施工和运行的安全系数，做到对山区高速公路网络中桥梁实际建设和日后运行安全的有力保障。
2 山区高速公路网络中桥梁设计的技巧
2.1 突出设计的全面性
在山区高速公路网络中桥梁设计中要全面掌握山区的特点，对于历史文化、地势变化、地质条件等相关信息和重点资料要做到全面掌握，特别要对环境因素和自然特点做到认真分析和科学研究，为山区高速公路网络中桥梁设计提供细致、全面和具体的基础，给设计通知更为全面地支持，做到对山区高速公路网络中桥梁设计质量的保障和提升。
2.2 突出设计的便捷性
在山区高速公路网络中桥梁设计中要重点考虑到山区施工的特点，特别是桥梁建设中材料运输、机械使用、施工条件的问题，要在设计环节突出桥梁施工的便捷性，使山区高速公路网络中桥梁建设得到质量、效益的根本保障，在提升山区高速公路网络中桥梁建设效率的同时，为整个山区高速公路网络的建设提供的突破口和着力点。
2.3 突出设计的综合性
山区高速公路网络中桥梁设计中要综合美观、经济、舒适和环保等各方面要求，要采用实事求是和与时俱进的策略，将综合理念和现代化思想融入到山区高速公路网络中桥梁设计中，更加重视桥梁的综合性和整体性，做到对山区高速公路网络中桥梁建设综合品质的保障。
3 山区高速公路网络中桥梁设计的要点
3.1 做好山区高速公路网络中桥梁基础的设计
对于地质状况较为复杂的地段一般采用桩基的方式，在采用桩基为基础的方式时，在地质状况相对较好的地段可以采用嵌岩桩，较差地段则采用摩擦桩。由于山区的地质特点比较多变，往往容易出现在同一个桥体处，地质构造却不相同的情况，所以在进行基础设计时，一定要了解山区地质状况的特点，具体的桩基方式要根据地质的不同而进行选择。
3.2 做好山区高速公路网络中桥梁上部结构的设计
在山区高速公路网络中桥梁设计时应该考虑造价问题，对于预制装配化结构能满足的桥梁，就应该尽量采用这种结构方式。在进行山区高速公路网络中桥梁具体设计时，要处理好跨径与墩高的关系，要根据曲线半径变化、梁长变化的基础上，做好跨径与墩高关系的处理。
3.3 做好山区高速公路网络中桥梁下部结构的设计
首先要做好桥梁桥墩的设计处理，要根据路基的宽度和山区的地形进行具体判断，采用圆形和放行的桥梁桥墩形式，做到对实际情况的具体分析，提升山区高速公路网络中桥梁设计的水平。其次，要做好桥梁桥台的设计处理，以行业规范和山区实际为基础，设计出合理的桥台，做到对设计水平的保证。
4 结语
桥梁是高速山区高速公路延伸和连接的主要形式和构筑物，科学进行桥梁设计事关山区高速公路网络建设的质量，也与山区高速公路整体稳定和安全运行高度相关。在桥梁设计中，要做好信息的收集和资料的处理，对历史文献、地质资料、规划信息做到综合和平衡，从行业技术水平和设备装备基本情况出发，真正将桥梁设计成山区高速公路网络的精品，在确保高速公路网络质量、效率和稳定的同时，做到对交通事业、山区经济和高速公路网络稳定发展和全面建设的有效支持。
参考文献
[1] 张雷.山区高速公路桥梁设计相关问题探讨[J].才智，2010（11）.
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逻辑电路的设计范文6
关键词：调制光发射ECL电流开关、光纤激光晶体
【分类号】：TN83
在光纤通信系统中，信息由LED或LD发出的光波所携带，光波就是载波。把信息加载到光波上的过程就是调制。光调制方式按调制信号的形式可分为模拟信号调制和数字信号调制。目前，数字调制是光纤通信的主要调制方式，也就是通常的PCM编码调制，以二进制数字信号“1”或“0”对光载波进行通断调制，并进行脉冲编码（PCM）。数字调制的优点是抗干扰能力强，中断时噪声及色散的影响不积累，因此可实现大容量、长距离传输。
1、光发射机
简单地讲，光传输系统中一个基本的光发射机主要包括光发射器件及其驱动电路。光发射器件有发光二级管（LED）、激光二级管（LD）或激光调制器（LM）；驱动电路为系统光源提供合适的“开”、“关”电流。
1.1数字光发射机基本结构
在数字光纤通信中，激光发射机的主要组成部分如图1所示。线路编码的作用是将数字信号转换成适合在光纤中传输的码型。调制电路完成数字信号的电-光转换，将光信号加载到光源的发射光束上，即光调制。而光调制的方式有三种：直接强度调制、间接强度调制和相干调制。光纤通信中常采用直接强度调制（适用于半导体激光器和发光二极管），即通过直接控制发光二极管（LED）或激光二术管（LD）的注入电流产生所需的光数字信号，改变LD或LED的注入电流调整其输出光功率，实现光强度调制。
理论上讲，LED和LD都是电流控制的光发射器件，其中最重要的性能取决于它们的I-P特性，因此最直接的设计方法就是把驱动器设计成受输入信号控制的电流源，并且必须提供具有规定强度和波形的电流。实际应用中将双极性晶体管或场效应管（FET）作为电流输出器件与光发射器件连接，形成电流驱动器。常用的有单端电流驱动器和射极耦合电流驱动器。单端电流驱动器的速度受晶体管和LED或LD的截止过程的影响，因而只能应用在低比特率的场合。高比特率的电流驱动器利用ECL（射极耦合逻辑）电路来设计，即数字调制电路中常用的射极耦合电流开关，其基本电路形式如图2所示。
1.2数字调制电路的基本工作原理
图2所示的射极耦合电流开关实际上是一个一边为固定输入VBB，另一边为信号输入端的射极耦合差分级，其工作原理对单输入双端输出的差分放大器非常相似，但它只对信号起传递作用。其工作原理是：当Vin>VBB时，Q1管导通，Q2管截卡，电流全部流经输入管；当Vin电源波动的影响，常采用负电源（VEE=-5.2V）供电，而对管的集电极直接对地输出（VCC=0），种接法又极大地提高了电路的速度，改善了交流性能。
2、ECL电流开关的应用
目前，笔者在一个高速数字系统中应用了ECL电流驱动器其基本原理如图3示。其中Q1、Q2、和Q5构成基本的调制电路，Q3和Q4实现电平移位，集成器件MC10H124完成信号的电平转换（TTLECL）。MC10H124引脚功能如图3所示，使用时需注意在ECL电平输出脚（如图中②、④脚）要通过50Ω电阻外接-2V电压，未用的输出脚通过50Ω电阻接地。从②或④脚输出ECL电平信号，第⑥脚接公共选通电压（这里接+4V电压）。
2.1、ECL电路的主要特点
对激光器进行高速脉冲调制时，常采用ECL电流开关。它既有很快的开关速度，又能保护良好的电流脉冲波形。从电路结构上看，ECL属于非饱和型数字逻辑，工作时晶体行之有效放大和截止两上状态间转换，不进入饱和区，根除了TTL电路中晶体管由饱和到截卡（即由“开”到“关”）转换时所需释放超量存储电荷的“存储时间”，从根本上消除了限制速度的主要障碍――晶体管的饱和时间，极大地提高了ECL电路的速度，其平均延尺时间达到来纳秒数量级。如果图3中采用两级差分电流开关并且双边驱动，则既可改善电流脉冲的波形又可提高开关速度。
图3中参考电压VBB作为ECL电路的重要组成部分，通常取在ECL逻辑高、低电平的中心VBB=-1.3V（ECL）的逻辑高电平VOH=-0.8V，低电平VOL=-1.8V，使高、低电平的噪声容限基本相等，电路在全工作温度范围内噪声容限的变化不会太大。VBB常与ECL电路共用负电源，在电阻分压器的基础上，利用二极管和射极跟随器电平移位构成。
2.2系统测试数据及其抗干扰能力分析
在图3所示电路中，通过实验发现电路中R1和R2的取值对电路抗干扰能力有重要的影响。在一定范围内，若R2不变，增大R1会使Q3基极输入端信号的动态范围有所增大，即ECL电流开关的回差电压（类似施密特触发器）增大，确保VBB介于该范围内电流开关能正常工作，因此可以减小噪声导致Q3基极输入的ECL信号微小波动而导致电流开关误动作。开关工作原理如本文1.2所述，以提高抗干扰能力。实验证明，如果取R1≈10R2时，可使Q3基极输入的ECL电平信号处于一个适当的动态范围内，ECL电流开关具有较合适的回差电压，而Q4基极的参考电压VBB介于该范围内，则Q3基极的输入信号能正常控制激光器LD的驱动电流。
