導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇數字電路論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

“數字電子技術”是高職高專電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程,是一門理論性和實踐性都較強的課程。它的任務是通過學習數字電路的基本概念、基本原理和基本技能使學生在數字電路方面具有一定的理論水平和實踐技能,它是《微機原理與應用》、《單片機原理與應用》和《PLC原理與應用》等主要專業(yè)課程必不可少的基礎知識。該課程對于學好后繼專業(yè)課程以及提高學生的工程實踐能力都有著極其重要的作用。

1立足于教學目標，展開教學

1.1知識目標

熟悉布爾代數的基本定律，掌握卡諾圖與公式化簡法；掌握數字電路中常用的基本單元電路和典型電路構成、原理與應用；掌握常用的中小規(guī)模集成電路功能。

1.2能力目標

具有查閱集成電路器件手冊，合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片，重點分析電路的外特性和邏輯功，以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等，使學生學會在實際應用中正確選擇和使用集成芯片。

具有識讀和分析一般典型應用電路的能力。增強電路分析的內容，弱化電路設計。傳統數字電路教學往往注重電路設計內容的教學，好像只有電路設計的能力，才能代表水平，而電路分析代表技能，是低技術的。不過技能卻正符合了高職高專的教學目標，所以在教學過程中，應注重電路分析方法的教學，讓學生學會分析較復雜電路，能修改已有電路服務于自己的設計目標。

具有邏輯分析問題與解決問題的方法。隨著數字技術的廣泛普及,數字化社會已經到來,大規(guī)模、超大規(guī)模數字集成電路以其低功耗、高速度等特點,應用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內使學生扎實掌握數字電路基礎知識理論和基本操作技能,培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力,是教師在教學過程中需要認真思考的問題。并使學生在傳統的數字電路邏輯分析、邏輯設計思維訓練的基礎上進一步建立起現代數字電路的應用與設計思想，掌握現代電子技術的新技術和新器件，在專業(yè)學習中適應當代硬件技術與信息技術的發(fā)展，為走向實際工作崗位打下堅實的基礎，為拓寬就業(yè)市場尋求一條全新之路。

1.3思想教育目標

（1）樹立熱愛科學、實事求是的學風和創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識。（2）具有一定的自學能力和獲取新知識、新技術的基本素質。（3）提高邏輯思維能力、養(yǎng)成認真細致的工作作風。

總之，專科教學不同于本科教學,?？平虒W注重于學生能力和綜合素質的培養(yǎng)，教學過程中突出培養(yǎng)學生應用知識,分析解決實際問題的能力,以學生為主體,以教師為主導,以教學為主線，樹立能力培養(yǎng)目標為重中之重的思想。

2選擇合適的教材，以教學要求分層、考核形式分類的方式評價教學

2.1教材的選擇

目前我校選擇的教材充分體現了高職高專教育的特點，以應用為宗旨，強調理論與實踐相結合。編寫原則遵循由淺入深，通俗易懂，便于自學，力爭做到“講，學，做”統一協調，重點和難點采取闡述與比喻相結合，例題與習題相結合，實例與實驗相結合，針對數字電路課程實踐性強的特點，增加了與教材相應的實踐環(huán)節(jié)教學內容。

針對數字電路教學過程中存在教學內容與學時數的矛盾，根據國家教委課程指導委員會的提議:EDA技術是電子技術類課程教學改革的重要方向。我校及時修訂課程大綱、調整教學內容。把EDA技術和PLD器件納入教學計劃。將教學內容分為數字邏輯基礎、組合邏輯電路、時序邏輯電路、可編程邏輯器件和脈沖信號的產生與整形五大模塊。

2.2教學要求分層

教學要求分為五個層次A．知道、了解。學生對教學內容有感性的、初步的認識或只要能識別它B．領會、理解。學生對概念、規(guī)律、基本操作等有理性的認識，即能自述、解釋和舉例說明，并在教師的指導下能順利地完成基本操作C．掌握、運用。學生在理解教學內容后，通過練習，形成技能；運用概念、方法、規(guī)則進行常規(guī)運算求解、論述和簡單運用、自主操作等D．熟練掌握、靈活運用。學生能綜合運用某個知識解決問題，綜合運用某項技能進行熟練操作或小規(guī)模技術設計等，從而形成某種能力E．思想素質的提高。如態(tài)度、意識、精神、毅力等的培養(yǎng)。

同時，采取了以創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為核心的“四位一體”教學法,即旨在通過學生自學、討論、答辯、考查四個階段,培養(yǎng)學生的自學能力以及分析問題和解決問題的能力,徹底解決傳統教法中“滿堂灌”的現象。

2.3考核形式分類

考核形式分為五種：筆試：傳統的擬卷考試；操作：通過學生動手操作來考核；答辯：教師出題或學生自擬題，經一段時間的實踐，學生以報告形式完成答卷并根據需要答辯；社會化考核：參加由國家有權部門認定的考試考核機構或組織進行的考試考核；社會評判：由社會評定結果如實習鑒定等。

通過多種考核形式達到綜合評價學生的效果。

3采取傳統和現代化教學手段結合方式，運用實例靈活教學

3.1傳統和現代化教學手段相結合

教學課件是教材內容的提升和精煉,是將教材中的概念、定律及應用內容轉化為形象逼真的映像展示給學生。多媒體教學進入課堂是對傳統教學方法的改革,它是教學過程的一個有力工具,但決不能成為課堂教學的主宰,過于詳細的課件使學生上課注意力不集中,一些學生覺得課程內容包含在課件中,便在課堂上不記筆記、注意力分散、交頭接耳、甚至逃課。可以想象,教學中教師盯著顯示器,學生盯著大屏幕,這樣的教學情景很難調動教學氣氛、影響教師配以肢體語言等的熱情發(fā)揮,更談不上師生間的互動。只有將多媒體教學方法和傳統教學方法有機的結合起來,相互補充,并在教學實踐中不斷完善,才能取得完美的效果。

EDA是電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation)的英文縮寫,將EDA技術引入數字電路課程教學,可以使教師在講述理論的同時,利用EDA技術軟件進行仿真、演示,使學生消除“抽象感”,增加學習的興趣。使課堂教學更生動、直觀,使數字電路課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。

3.2運用實例靈活教學

數字電路的授課可以結合生活中的應用舉例,如目前多媒體PC機里的顯示卡、聲卡是用數電中的數——模(D/A)轉換實現圖像顯示和聲音播放的;制造業(yè)中的數控機床,交通信號燈的轉向時間顯示,家電產品中的CD、VCD、DVD等也都應用了數電技術。通過這些實例的介紹,可以使學生真正了解數字電路課程的重要性,從而能更加主動的去掌握所學知識。

培養(yǎng)創(chuàng)新型人才,就要實施創(chuàng)新教育,重視實驗教學,改變以教師為主導的教育模式,充分發(fā)揮實驗教學的作用,使之成為引導學生從實踐來獲取和應用理論知識的主要渠道,在完成驗證性實驗的基礎上，實驗大綱中安排智力競賽搶答器和電子秒表等一系列的綜合性實驗，使學生在由簡到繁的設計過程中了解設計工作的思路、方法，通過讓學生實際制作，使學生懂得如何進行理論和實踐相結合，加深對知識點的理解。

4結語

總之，我們只有立足于教學目標，選擇合適的教材，采取傳統和現代化教學手段結合方式，運用實例靈活教學，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，才能搞好教學，才能為學生走向實際工作崗位打下堅實的基礎。

篇2

關鍵詞:電力電子技術,綠色照明,電子鎮(zhèn)流器,

目錄

摘要

目錄

第1章前言

第2章電子鎮(zhèn)流器的工作原理

2.1、高頻交流電子鎮(zhèn)流

2.2、常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路與改進

2.2.1單級半橋諧振式

2.2.2雙級諧振式高頻交流電子鎮(zhèn)流器

2.2.3無源功率因數校正

2.2.4常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器調光

2.3、單級高性能、高功率因數高頻交流電子鎮(zhèn)流器

2.3.1高功率因數、低電磁幅射、具有寬調光范圍的電子鎮(zhèn)流器

2.3.2一種改進電荷泵功率因數校正（CPPFC）的電子鎮(zhèn)流器

2.3.3一種用于緊湊型熒光燈的新型自激E類電子鎮(zhèn)流器

2.3.4一種改進單級電子鎮(zhèn)流器起動特性的新方法

2.3.5采用反激推挽集成變換器的電子鎮(zhèn)流器

2.3.6基于單級高功率因數的電子鎮(zhèn)流器

2.3.7一種新型單級恒功率高功率因數電子鎮(zhèn)流器

2.3.8基于反激變換器的單級高功率因數電子鎮(zhèn)流器

第3章智能照明控制系統的應用

3.1實現照明控制智能化

3.3可觀的節(jié)能效果

3.4提高管理水平，減少維護費用

3.5智能照明控制系統的重要性

3.6智能照明控制系統的優(yōu)點

第4章結論

致謝

參考文獻

第1章前言

目前，我國電力工業(yè)發(fā)展速度很快，但是電力供應不足和用電效率低的狀況依然比較嚴峻，這在今后相當一段時期內將繼續(xù)存在。推行終端節(jié)電技術節(jié)約電能，是改善電力負荷緊張狀況的主要途徑。我國照明用電量約占總發(fā)電量的10%左右，且以低效照明為主，是終端節(jié)電的主要對象之一。照明用電大都屬于峰時用電，因此，照明節(jié)電具有節(jié)約電量和緩和高峰用電的雙重作用。同時，我國用電浪費和電耗高的問題相當嚴重，是造成企業(yè)經濟效益不高和污染環(huán)境的主要因素，如1995年全國電廠二氧化硫的排放量占全國總排放量的1/3，所以照明節(jié)電對提高企業(yè)經濟效益、保護環(huán)境也具有重要意義。

民用熒光燈(日光燈)交流電子鎮(zhèn)流器在20世紀的70年代就開始了研究，到80年代就有許多企業(yè)投入了生產，但其質量的可靠性和穩(wěn)定性在當時確實令人生畏。到90年代，隨著國外用于電子鎮(zhèn)流器的專用功率開關器件和控制集成電路(IC)新器件的不斷出現，我國引進了如APFC技術。這才使得日光燈電子鎮(zhèn)流器質量可靠性和穩(wěn)定性有了技術上的突破。目前在日光燈中，電子鎮(zhèn)流器幾乎全部取代了電感鎮(zhèn)流器。同時，電子鎮(zhèn)流器光效高、功耗低、重量輕、無噪聲、無頻閃和提高熒光燈使用壽命等優(yōu)點更顯突出?！叭展鉄粝驴磿鴷绊懸暳Α币殉蔀檫^時的常識。

綠色照明產業(yè)在世界的興起使得電子鎮(zhèn)流器倍受青睞。相關企業(yè)都看準了電子鎮(zhèn)流器中蘊藏著的巨大商機。在民用熒光燈的交流電子鎮(zhèn)流器取得突破性進展的同時，一些企業(yè)對我國道路上的高壓鈉燈所潛藏的節(jié)能潛力大為關注。據統計，若將全國高壓氣體放電燈都換上電子鎮(zhèn)流器，全國全年可節(jié)電246億千瓦時，可解決目前全國1/3的電力缺口。第2章電子鎮(zhèn)流器的工作原理

2.1高頻交流電子鎮(zhèn)流

由于氣體放電燈（如熒光燈、霓虹燈、鹵素燈、金鹵燈等）是一種負阻性電光源(特性曲線如圖1所示)要使其正常穩(wěn)定工作，需加一個限流裝置。這個限流裝置叫做鎮(zhèn)流器。目前氣體放電燈使用的鎮(zhèn)流器有兩種：（1）電感式鎮(zhèn)流器；（2）高頻交流電子鎮(zhèn)流器。由于電感式鎮(zhèn)流器工作在市電頻率，體積大、笨重，還需消耗大量銅和硅鋼等金屬材料，散熱困難、效率低、有頻閃，所以現在一些電光源界的科技工作者紛紛尋找新的鎮(zhèn)流方法，而高頻交流電子鎮(zhèn)流器就是一種有效方法。

電子鎮(zhèn)流器采用高頻開關變換電子線路的方法實現鎮(zhèn)流，具有無頻閃、效率高、體積小、重量輕、可調光，不使用大量銅材和硅鋼材料的特點，所以自20世紀70年代以來，高頻交流電子鎮(zhèn)流器一問世，由于它的體積小、發(fā)光效率高、無頻閃效應，適應供電電壓范圍寬、節(jié)能的一系列優(yōu)點，受到了用戶的歡迎。

篇3

2電路與模擬電子技術課程目標

本課程的總體目標是：通過對電路原理、常用電子元器件、模擬電路及其系統的分析和設計的學習，使學生獲得電路與模擬電子技術方面的基礎知識、基礎理論和基本技能，為深入學習電子技術及其在專業(yè)中的應用打下基礎。其中包括：（1）知識目標：掌握電路基本概念、基本分析和計算方法；會計算電路主要參數；掌握電路波形圖畫法、建立電路模型的方法；會判斷器件類型、電路工作狀態(tài)；（2）能力目標：培養(yǎng)學生正確使用常用儀表的能力；培養(yǎng)學生正確選擇元器件的能力；培養(yǎng)學生檢索與閱讀各種電子手冊及資料的能力；培養(yǎng)學生識讀與分析電路的能力；培養(yǎng)學生安裝和焊接電路的能力；培養(yǎng)學生電路測試方案的設計能力和對測試數據的分析能力；培養(yǎng)學生排除電路故障的能力；培養(yǎng)學生進行簡單電路設計的能力；（3）情感目標：通過趣味案例激發(fā)學生好奇心和學習興趣；通過學習情境挖掘學生的求知欲和創(chuàng)造欲，樹立學生自信心。

3電路與模擬電子技術課程設計

本門課程設計的理念是：以學生職業(yè)能力的培養(yǎng)為最根本的出發(fā)點，理論學習以必須，夠用為度,同時進行課證融合。在課程的教學過程中采用多種教學方法和手段：傳統的教學法、直觀教學法、探究法、啟發(fā)式教學和多媒體教學手段。

4電路與模擬電子技術課程實施

在課程的實施過程中教師首先進行了學情分析：高職院校的學生學習基礎普遍較差，學習能力欠缺，急于求成，缺乏持久性。雖然學生對電類專業(yè)課入門的學習具有一定的興趣，但這種興趣不夠穩(wěn)定，需要教師創(chuàng)設適度的情境，適時地激發(fā)。所以在教學過程中，教師要力求做到將深奧的知識淺顯化，抽象的知識形象化。課程的重點難點是半導體器件，放大電路，負反饋。教師對重點、難點的處理方法有：（1）傳統的講解法；（2）直觀式教學；（3）配合flas演示；（4）通過萬用表測試加深理解；（5）創(chuàng)建學習情境。例如:在半導體器件的講解部分，可采用直觀式的教學法，帶領學生認識各種不同的二極管，三極管。對于三極管的講解，配合萬用表測試加深理解。下面以一次課實驗課———三極管電流放大特性為例，來說明課堂的教學組織。三極管的電流放大特性這節(jié)內容是深入模擬電子技術部分的第一道難關。學生只有深入到心里層面去理解了這節(jié)內容，才可以舉一反三去理解后續(xù)學習的電子元器件。教師采用基于工作過程“教、學、做”一體化的教學設計，把啟發(fā)式教學貫穿整個教學過程，通過探究實驗操作和多媒體仿真，把抽象的理論知識難度降低，達到突破難點，幫助學生化難為易，讓學生輕松愉快充滿信心地完成學習。

5考核方案

課程的考核方案根據學院教務處的要求，期中成績占30%，平時成績占30%，期末成績占40%。平時成績包括：課堂考核，課后作業(yè)，單元測驗。在學期結束前另有為期一周的教學實習，教師根據維修電工的考試內容結合實際情況申報，并由系部統一采購實習耗材。實習的考核分為：優(yōu)———電路功能完全實現，性能優(yōu)良，工藝精美。良———電路功能基本實現，性能優(yōu)良。中———電路功能基本實現，性能不夠穩(wěn)定。及格———在教師輔助制作下，電路功能基本實現。不及格———電路功能未實現且學習態(tài)度有問題。

6教學評價

課程的教學評價包括：校內督導評價，同行專家評價，教師自我評價，學生評價。

篇4

2故障檢查

2.1變壓器的外部檢查

（1）檢查油枕內和充油套管內油面的高度，發(fā)現油位正常，封閉處無滲漏油現象；

（2）檢查變壓器的響聲，發(fā)現噪音稍大，但未有異常聲音出現；

（3）檢查變壓器的絕緣套管及瓷瓶，未發(fā)現有破損裂紋及放電燒傷痕跡；

（4）檢查一、二次母線，接頭接觸良好，不過熱，外殼接地良好；

（5）檢查呼吸器，氣路暢通，硅膠的顏色為淡紅色，吸潮未達到飽和。

2.2變壓器負荷檢查

（1）用鉗形電流表測量變壓器空載時一次繞組的三相空載電流，A相：IA=160.8A；B相:IB=55.8A；C相:IC=5.7A。

（2）故障發(fā)生時，用紅外線測溫儀測量變壓器外殼不同區(qū)域的溫度，溫度為55℃左右，一分鐘溫升超過5℃。

2.3氣相色譜分析檢查

采集變壓器本體油、瓦斯油、瓦斯氣進行氣相色譜分析檢查，結果見表1。

本體油瓦斯油瓦斯氣

氫11091710373350

氧211652119021345

一氧化碳21016528235

二氧化碳53011458570

甲烷309.53284.512659

乙烷38.5947.56592

乙烯535.511309.514516

乙炔380.339860.020725.0

總烴1264.019528.054492.0

表1油樣氣相色譜分析表

3故障現象及分析

變壓器的故障一般分為電路故障和磁路故障。常見的電路故障有線圈絕緣老化、受潮，材料質量及制造工藝不良，二次系統短路引起的故障等。磁路故障常見的有硅鋼片短路、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣損壞以及鐵芯接地不良引起的放電等。

3.1三相電流不平衡

當變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中的電流稱空載電流I0。通常I0與額定電流IN的關系可表示為：

i0％＝（I0/IN）*100＝1－3％

該變壓器的額定電流為577A，空載電流I0應在5.77A到17.3A之間，而實測的一次繞組三相空載電流IA=160.8A，IB=55.8A，IC=5.7A。三相電流極大的不平衡，初步推斷為變壓器繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，產生很大的短路電流。

3.2變壓器油溫不斷升高

油溫不斷升高可能由以下幾個方面引起：

（1）渦流使鐵芯長期過熱而引起硅鋼片間的絕緣破壞，鐵損增大，油溫升高；

（2）穿芯螺絲絕緣破壞后，與硅鋼片短接，有很大的電流通過，使螺絲發(fā)熱，油溫升高；

（3）繞組局部發(fā)生匝間和層間短路，二次線路上有大電阻短路等，也會使油溫升高。

3.3瓦斯繼電保護動作

瓦斯保護是變壓器的主要保護，它能監(jiān)視變壓器內部發(fā)生的大部分故障。繼電保護動作的原因有以下幾個方面：

（1）濾油、加油和冷卻系統不嚴密，致使空氣進入變壓器；

（2）變壓器內部故障、短路，產生少量的氣體；

（3）保護裝置二次回路故障。

外部檢查未發(fā)現變壓器有異?，F象，應查明瓦斯繼電器中氣體的性質。從表1瓦斯氣體中氫、一氧化碳、甲烷等可燃氣體含量劇增，說明變壓器內部有故障。氣體顏色為灰色和黑色，有焦油味，則說明油因過熱分解或油內層發(fā)生過閃絡故障。

上述分析對變壓器內的潛伏性故障還不能作出正確的判斷，還需要結合氣相色譜法判斷：

從表1中可以看出氫、烴類含量急劇增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，這就表明了變壓器裸金屬方面及固體絕緣物（木質、紙、紙板）的過熱性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯氣體有所增加，而乙炔含量很高，這表明變壓器內出現過電弧放電，使油分解而產生乙烷、乙烯和乙炔，可能為繞組匝間和層間短路放電性故障導致。為更加明確故障點，需要對變壓器進行吊芯檢查。

4吊芯檢查與維修

拆開變壓器，用20噸吊車吊出變壓器芯部作如下檢查：

（1）用萬用表依次測量一、二次繞組每個線圈對地的絕緣情況，發(fā)現一次繞組U、V相線圈與地及鐵芯接通，其他線圈絕緣良好。

（2）用萬用表測量硅鋼片間、穿芯螺絲與鐵芯間的絕緣良好，鐵芯接地良好。

（3）檢查保護裝置二次回路，將保護開關、保護線路及整流阻容作檢查，全部良好。

通過檢查與分析，斷定變壓器故障為一次繞組U、V相線圈絕緣層損懷，匝間短路放電、油過熱分解使瓦斯繼電保護動作，斷開變壓器主回路電源。聯系變壓器生產廠家德國MUNK公司，定購兩組線圈，各種費用總計25萬元人民幣。更換兩組線圈后，由國內變壓器生產廠家對油進行過濾、干燥處理，對變壓器芯部作24小時的烘干處理。安裝調試后，變壓器恢復正常工作。

5結束語

篇5

Abstract：Thecorrectselectionandapplicationoftransmissionlineinsulatoraretheguaranteeforlinesoperationrelaibility.Forthis，thepracticaloperationsituationandthecharacterof500kVtransmissionlineinsulatorinJiangsupowernetworkareana_lysed，thesuggestionshowtoselectandusethelineinsulatorareproposed.

Keywords：powernetwork；high_voltagetransmissionline；insulator；typeselection

近幾年江蘇電網發(fā)展迅速，截至2001年底，全省投運的500kV線路3174km、500kV變電站11座。線路使用的絕緣子種類繁多，目前輸電線路使用的絕緣子按型式主要分為盤式絕緣子和長棒型絕緣子。下面介紹這2種絕緣子的特點。

1盤式絕緣子的特點

盤式絕緣子按材質可分為盤式瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子。

1.1盤式瓷絕緣子

盤式瓷絕緣子是最早用在線路上的絕緣子，已有一百多年的歷史。它具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優(yōu)點，被廣泛用于各種電壓等級的線路。盤式瓷絕緣子是屬于可擊穿型的，它是采用水泥將物理、化學性能各異的瓷件與金屬件膠裝而構成的，在長期經受電場、機械負荷和大自然的陽光、風、雨、雪、霧等的作用，會逐步劣化，對電網的安全運行帶來威脅。特別是含有劣化絕緣子的絕緣子串發(fā)生閃絡（由于雷擊或污閃等原因）時，可能會使劣化的絕緣子頭部瞬間發(fā)熱爆炸，造成導線落地的事故。華東電網在1996年底的大污閃事故中，500kV系統有11條線路因霧閃發(fā)生72次跳閘。其中，3條線路因零值絕緣子爆炸造成導線落地；2條線路多串絕緣子結構中有1串因零值絕緣子爆炸斷串。

2000年9月22日，江蘇省220kV溧陽變電站220kV旁母、正母瓷瓶發(fā)生因大量低值絕緣子的存在而導致的掉串事故。所以劣化絕緣子的檢測工作非常重要，前系統停電是較難的，即使線路停電，也無足夠的時間和人力進行全線絕緣子的檢測工作。因劣化絕緣子的安裝位置和分布區(qū)域的原因，向來是絕緣在線檢測的一個難點。目前常用短路叉法和火花間隙法檢測，這些方法易于檢測零值絕緣子，測試方法簡單，但準確性較低，對低值絕緣子，特別是1串中存在多片低值的情況下，則很難作出正確的判斷。瓷絕緣子的老化率隨其運行時間的延長而逐年上升。

1.2鋼化玻璃絕緣子

鋼化玻璃絕緣子具有較好的機電性能，其抗拉強度、耐電擊穿性能、耐振動疲勞、耐電弧燒傷和耐冷熱沖擊性能等都優(yōu)于瓷絕緣子。且與瓷絕緣子不同，玻璃絕緣子具有零值自爆的絕緣自我淘汰能力，這樣就很容易被發(fā)現，無需對其進行絕緣測試。自爆率通常在前3年較高，這與瓷絕緣子相反。數十年的運行和試驗數據證明，鋼化玻璃絕緣子具有長期穩(wěn)定的機電性能和較長的使用壽命。防污型玻璃絕緣子為取得較大的爬電距離，只有在傘裙下表面增加數個深棱來實現（由于工藝的原因，無法像瓷絕緣子通過雙傘或三傘增加爬距）。當用于粉塵污染較嚴重的地區(qū)，因這種鐘罩深棱的傘型自潔能力差、清掃不便，下表面結垢嚴重，造成耐污閃能力大大降低。從江蘇電網運行情況來看，鐘罩深棱型絕緣子（包括瓷的和玻璃的）不適合江蘇地區(qū)這種以粉塵污染為主、污染較重的地區(qū)使用，如果使用，應充分考慮其爬電距離的有效利用系數。1999-2002年，江蘇省500kV線路污閃跳閘中，只有7%（一次跳閘）是瓷雙傘絕緣子，其余都是玻璃絕緣子。這里針對的是懸垂串絕緣子，全省尚未發(fā)生過耐張串絕緣子的污閃跳閘。

2長棒型絕緣子的特點

長棒型絕緣子按材質可分為合成絕緣子和長棒瓷絕緣子。

2.1合成絕緣子

合成絕緣子具有質量小、強度高、耐污性能好、維護工作量小等諸多優(yōu)點。硅橡膠合成絕緣子表面具有憎水性，且附著在傘裙表面的污染層也具有憎水性(即硅橡膠的憎水性遷移)，這大大提高了合成絕緣子的抗污能力。從國內的使用情況來看，歷次的大面積污閃事故中，合成絕緣子都表現出優(yōu)異的抗污閃能力，在外絕緣水平偏低和污染較重的情況下，合成絕緣子是個較好的選擇對象。國外合成絕緣子的研制和掛網較早，使用范圍很廣泛，已取得成功的運行經驗。國內合成絕緣子生產廠家經過數代產品的改進，生產技術水平大大提高，主絕緣成型技術已達到國際先進水平。合成絕緣子端頭的連接型式是多種型式并存，但逐步趨向國際先進的探傷監(jiān)控下的壓接式，其結構簡單、美觀，產品質量的人為分散性得到控制。合成絕緣子的長期機械可靠性主要依靠：芯棒的質量和截面尺寸、金屬端部附件特性以及附件與芯棒的連接質量。傘套為芯棒提供保護，并提供必要的爬電距離，要求它有長期的憎水性、較好的抗氣候變化的性能、較高的撕裂強度等，常采用一些試驗(如5000h加速老化試驗)，可檢驗傘套的長期性能。為改善端部電場分布，降低無線電干擾程度，提高電暈起始電壓等原因，500kV合成絕緣子兩端都裝有均壓環(huán)，但均壓環(huán)的存在降低了放電距離。

從合成絕緣子運行中發(fā)生的事故、故障情況來看，大部分是雷擊閃絡，這可通過增加干弧距離來解決。其次是不明原因的閃絡，不明原因的閃絡是指閃絡發(fā)生在系統無任何過電壓的情況下，且發(fā)生閃絡后的絕緣子送到試驗室檢驗時，各項試驗結果均合格。目前對不明原因的閃絡問題尚無統一的認識，有的認為是絕緣子由于污濕原因，其憎水性會暫時消失；也有的認為是鳥糞引起的。從事故后果的嚴重性來看，最嚴重的是合成絕緣子的脆斷問題，從20世紀70年代開始，有些合成絕緣子就發(fā)生了脆斷事故。這種現象是由環(huán)氧樹脂玻璃纖維芯棒的玻璃纖維受酸蝕引起的，一般在暴露于酸性環(huán)境中的玻璃纖維芯棒承受機械負載時發(fā)生的。華東電網在1998年發(fā)生了2例典型的500kV合成絕緣子脆斷事故。一起是1998年3月，上海500kV渡南5101線發(fā)現1支合成絕緣子折斷，該絕緣子是進口產品，運行時間僅4年多。該產品芯棒的硅橡膠護套厚度僅1.5mm（通常為3～5mm），引起折斷的原因是護套厚度太薄，在運行中出現破損，水分滲入至芯棒，最終導致芯棒酸蝕脆斷。另一起是1998年8月，浙江500kV蘭窯5404線1支國產合成絕緣子發(fā)生斷裂，原因是該絕緣子金具端頭連接密封結構為第一代型，密封層較薄，水氣沿著金具與護套間的縫隙滲入芯棒后，形成酸性環(huán)境，芯棒在此酸性環(huán)境和應力的作用下發(fā)生脆斷。制造廠和運行部門從多起脆斷事故的經驗教訓中，已認識到傘裙護套與金具之間可靠密封的重要性。

2.2長棒瓷絕緣子

一般情況下，長棒型瓷絕緣子串110kV為1節(jié)，220kV為2節(jié)，500kV為3節(jié)，每節(jié)都帶有均壓環(huán)和招弧角。絕緣體由氧化鋁高強度瓷制作。江蘇省1997年在500kV斗渡線無錫段率先采用了德國CERAM公司的瓷棒絕緣子，98串用在直線塔兩邊相。運行一段時間后，測量所得鹽密較低。鹽密的測量結果見表1。

表1鹽密測量結果

絕緣子投運時間測量時間測量部位鹽密

型式（mg/cm2）

瓷棒1997年12月1998年11月A相上串第2個傘0.0081

A相上串第8個傘0.0098

A相上串第16個傘0.0124

1999年11月C相下串第2個傘0.0061

C相下串第8個傘0.0065

C相下串第16個傘0.0069

2000年3月A相下串第2個傘0.0105

A相下串第8個傘0.0105

A相下串第16個傘0.0184

500kV瓷棒絕緣子由3節(jié)組成，每節(jié)之間均有均壓環(huán)和招弧角，與同樣棒型的合成絕緣子相比，在相同的結構高度下，空氣間隙縮短。如某合成絕緣子供貨商提供的產品結構長度4450mm、干弧距離4135mm、負極性50%雷電沖擊閃絡電壓為2540kV；而某瓷棒絕緣子廠商提品的連接長度4452mm、干弧距離4030mm、負極性50%雷電沖擊閃絡電壓為1950kV。因此，要達到一般合成絕緣子所要求的雷電沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓，則瓷棒絕緣子的結構高度將大于合成絕緣子的，這就要求桿塔尺寸應選大一點，對于多雷區(qū)線路，作為懸垂串使用時，存在一定的局限性。

使用長棒瓷絕緣子時，需在運輸和安裝過程別小心。瓷件大而笨，在運輸和安裝時，有碰撞和損壞的危險。另外，如果制造過程中內部產生細微的缺陷，在運行中，熱-機械應力的長期作用會降低絕緣子的機械強度，且巡線時對長棒瓷絕緣子串的觀察和檢測還不能發(fā)現故障絕緣子，這樣會導致瓷件意外折斷和導線落地。

3對江蘇電網輸電線路絕緣子選型的建議

(1)懸垂串絕緣子應選用防污型盤式瓷絕緣子或長棒型絕緣子。我國盤懸式瓷絕緣子的生產廠家多、產量大，但不同廠家的產品質量差異很大。輸電線路的絕緣子選型時，應對不同廠家生產的瓷絕緣子的運行情況進行詳細調查了解，選用高品質的瓷絕緣子。同時，對運行中的瓷絕緣子應加強檢測，及時更換劣化絕緣子，確保電網安全運行。除耐張串可選用普通型的外，傘型的應選用雙傘或三傘，而鐘罩深棱型絕緣子不宜使用。

(2)瓷棒絕緣子的機械強度直接與瓷件有關，由于運輸、安裝過程中造成的損壞，或運行中外界偶然的撞擊，或制造過程中形成的內部缺陷（要求產品有嚴格的質量檢查、優(yōu)良的制造工藝），可能會在運行中意外折斷，所以瓷棒絕緣子應選擇質量好的產品，并加強檢驗工作，小心運輸、安裝。

(3)鋼化玻璃絕緣子具有零值自爆的優(yōu)點，可節(jié)省大量的運行維護費用。由于鐘罩深棱型絕緣子的固有缺陷以及江蘇省的運行經驗證明，這種型式的絕緣子不適合以粉塵污染為主、污染較重的地區(qū)使用，如果使用，應充分考慮其爬電距離的有效利用系數。普通型的玻璃絕緣子可在耐張串使用。

(4)合成絕緣子具有維護工作量小、質量小、耐污性能好等優(yōu)點，這是瓷、鋼化玻璃絕緣子不可相比的。目前在我國大氣污染嚴重、輸電線路外絕緣水平普遍偏低、塔頭尺寸也限制了調爬的選擇性的情況下，合成絕緣子應是污染嚴重地區(qū)的選擇對象。但是，合成絕緣子運行時間短，運行經驗尚嫌不足。對500kV合成絕緣子應慎重選擇制造廠家及技術參數，積極研究考核其各項性能、壽命的技術指標及試驗方法，對在線運行的合成絕緣子應加強監(jiān)測。

(5)絕緣子爬電比距的配置應符合本地區(qū)審定后最新版污區(qū)圖的要求，并應參照JB/T5895-91《污穢條件下絕緣子的使用導則》的要求，充分考慮其爬電距離的有效性和運行經驗，絕緣子的污閃放電特性與結構造型及自然積污量有關。爬電距離有效利用系數應反映放電發(fā)展時爬電距離長度利用的有效性，又能反映絕緣子在運行條件下的積污性能。因此，在相同條件下和在相同的積污時間內，爬電距離有效利用系數應由被試絕緣子與基準絕緣子的污閃電壓梯度相比較來確定，在絕緣子選型時應充分考慮。

參考文獻：

篇6

1概述

TH71101是雙超外差式結構的無線電接收芯片，工作在300～450MHzISM頻段，能與TH7107等芯片配套，實現ISM頻段無線模擬和數字信號傳輸；內部包含一個低噪聲放大器、雙混頻器、壓控振蕩器、PLL合成器、晶體振蕩器等電路。能接收模擬和數字FSK/FM/ASK信號。FSK數據速率可達40kb/s，ASK數據速率達80kb/s，FM帶寬15kHz；靈敏度111dBm。電源電壓2.5～5.5V,工作電流8.2mA，待機電流<100nA。適用于ISM（工業(yè)、科學和醫(yī)學）頻率范圍內的各種應用，如數據通信系統、無鑰匙進入系統、遙控遙測系統、安防系統等。

2芯片封裝與引腳功能

TH71101采用LQFP32封裝，各引腳功能如表1所列。

表1TH71101引腳功能

引腳號符號功能

1VEE地

2GAIN-LNA低噪聲放大器（LNA）增益控制

3OUT-LNALNA輸出，連接到外接的LC調諧回路

4IN-MIX1混頻器1（MIX1）輸入，單端阻抗約33Ω

5VEE地

6IF1P中頻1（IF1）集電極開路輸出

7IF1N中頻1（IF1）集電極開路輸出

8VCC電源輸入

9OUT-MIX2混頻器2（MIX2）輸出，輸出阻抗約330Ω

10VEE地

11IFA中頻放大器（IFA）輸入，輸入阻抗約2.2kΩ

12FBC1連接外接的中頻放大器反饋電容

13FBC2連接外接的中頻放大器反饋電容

14VCC電源輸入

15OUT-IFA中頻放大器輸出

16IN-DEM解調器（DEMOD）輸入

17VCC電源輸入

18OUT-OA運算放大器（OA）輸出

19OAN運算放大器（OA）負極輸入

20OAP運算放大器（OA）正極輸入

21RSSIRSSI輸出，輸出阻抗約36kΩ

22VEE地

23OUTPFSK/FM正輸出，輸出阻抗100300kΩ

24OUTNFSK/FM負輸出，輸出阻抗100300kΩ

25VEE地

26RO基準振蕩器輸入，外接晶體振蕩器和電容

27VCC電源輸入

28ENRX模式控制輸入

29LF充電泵輸出和壓控振蕩器1（VCO1）控制輸入

30VEE地

31IN-LNALNA輸入，單端阻抗約26Ω

32VCC電源輸入

3芯片內部結構與工作原理

TH71101內部結構框圖如圖1所示。芯片內包含低噪聲放大器（LNA）、兩級混頻器（MIX1、MIX2）、鎖相環(huán)合成器（PLLSynthesizer）、基準晶體振蕩器（RO）、充電泵（CP）、中頻放大器（IFA）、相頻檢波器（PFD）等電路。

LNA是一個高靈敏度接收射頻信號的共發(fā)、共基放大器?；祛l器1（MIX1）將射頻信號下變頻到中頻1（IF1），混頻器2（MIX2）將中頻信號1下變頻到中斷信號2（IF2），中頻放大器（IFA）放大中頻信號2和限幅中頻信號并產生RSSI信號。相位重合解調器和混頻器3解調中頻信號。運算放大器（OA）進行數據限幅、濾波和ASK檢測。鎖相環(huán)合成器由壓控振蕩器（VCO1）、反饋式分頻器（DIV16和DIV2）、基準晶體振蕩器（RO）、相頻檢波器（PFD）、充電泵（CP）等電路組成，產生第1級和第2級本振信號LO1和LO2。

圖2FSK接收電路圖

使用TH71101接收器芯片可以組成不同的電路結構，以滿足不同的需求。對于FSK/FM接收，在相位重合解調器中使用IF諧振回路。諧振回路可由陶瓷諧振器或者LC諧振回路組成。對于ASK結構，RSSI信號饋送到ASK檢波器，ASK檢波器由OA組成。

圖3ASK接收電路

TH71101采用兩級下變頻。MIX1和MIX2由芯片內部的本振信號LO1和LO2驅動，與射頻前端濾波器共同實現一個高的鏡像抑制，如表2和表3所列。有效的射頻前端濾波是在LNA的前端使用SAW、陶瓷或者LC濾波器，在LNA的輸出使用LC濾波器。

表2基準頻率fREF、本振頻率fL0、中頻fIF與FRF鏡像抑制關系

注入類型低端高端

fREF（fRF-fIF）/16fRF+fIF/16

fLO16·fREF16·fREF

fIFfRF-fLOfLO-fRF

fRFimagefRF-2fIFfRF+2fIF

表3在fIF=10.7MHz時，基準頻率fREF、本振頻率fL0與fRF鏡像抑制的關系

參數fRF=315MHzfRF=315MHzfRF=433.6MHzfRF=433.6MHz

低高低高

fREF/MHz19.0187520.3562526.4312527.76875

fLO/MHz304.3325.7422.9444.3

fRFimage/MHz293.6336.4412.2455.0

篇7

電解電容和功率開關管作為電力電子電路的關鍵元器件,其失效概率之和高達91%[7]。因此,本文僅研究電力電子電路中由于電解電容和功率MOSFET性能退化導致電路發(fā)生故障的情況,將其他元器件視為理想器件。電解電容的失效機理分析電解電容是電力電子系統中最易發(fā)生故障的器件,隨著使用時間的增加,電解液逐漸蒸發(fā),引起電容值C減小、等效串聯電阻ESR增大,最終導致電容失效。因此,可將電容值C和等效串聯電阻ESR作為電解電容的故障特征參數[810]。一般,以ESR超過初始值的3倍或以電容值減少20%作為電解電容的失效判據,即：ESR/ESR>2或C/C>20%(ESR與C分別為ESR與C的變化量)。功率MOSFET的失效機理分析功率MOSFET在電力電子電路中起到開關的作用,電壓應力、電流應力、熱應力和開關內部非線性效應等原因將引起開關導通電阻Rds增大、閾值電壓Vth增大或跨導gm減小,從而影響開關特性。本文將閾值電壓（式略）

電路的故障特征參數選取

輸出電壓基準變化率定義為：（式略）在電路元器件參數(電容C、電感L等)及電路工作參數(輸入電壓Uin、負載電阻R、開關的占空比D等)均為初始值的條件下,電路的輸出平均電壓。Uout表示電路輸入電壓同為Uin時,在元器件參數退化和電路工作參數改變的情況下,電路的輸出平均電壓。由電路原理及的定義可知,為Uin、C、L、D、R、ESR、Vth的函數,且能夠反映電路輸出電壓的變化。因此,本文將輸出電壓基準變化率作為表征電路退化情況的故障特征參數,并將>2%作為電路的故障判據。

基于BPNN的故障診斷方法

篇8

    隨著高職院校實驗教學改革的深人，實驗教學已成為高職院校教學工作的重要組成部分。實驗教學已從過去單純的驗證性實驗逐步深人到綜合性、設計性實驗，從利用實驗來加深對已學理論知識的理解，深人到將實驗作為學生學習新知識、新技術、新器件，培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新能力的重要目的仁‘〕。

1高職院校實驗教學存在的問題

    數字電路實驗是高職院校電子信息類、機電類專業(yè)必修的實踐性技術基礎課程，對培養(yǎng)學生的綜合素質、創(chuàng)新能力具有重要的地位。在傳統的實驗教學中，數字電路實驗教學多以驗證性實驗為主，并按實驗指導書的實驗步驟去完成實驗，這種實驗教學模式禁錮了學生的創(chuàng)新思維，失去了“實驗”真正的含義，培養(yǎng)出來的學生實踐技能差，無法達到高職教育人才培養(yǎng)的要求〔2)0

2開設數字電路設計性實驗采取的措施

通過多年來的實驗教學改革實踐，證明了開設設計性實驗有利于鞏固課堂所學的理論知識;有利于提高學生電子系統設計能力、綜合素質、創(chuàng)新能力[’]。2005年我校電子技術實驗教學中心(以下簡稱中心)以“加強基礎訓練，培養(yǎng)能力，注重創(chuàng)新”為指導思想，在面向各類專業(yè)的數字電路實驗教學中，開設了以學生為主、教師為輔的數字電路設計性實驗教學，取得了良好的教學效果。

2. 1構建實驗教學課程體系

    數字電路設計性實驗是一種較高層次的實驗教學，是結合數字電路課程和其它學科知識進行電路設計，培養(yǎng)學生電子系統設計能力、創(chuàng)新能力的有效途徑，具有綜合性、創(chuàng)新性及探索性[[4]。數字電路設計性實驗是學生根據教師給定的實驗任務和實驗條件，自行查閱文獻、設計方案、電路安裝等，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。設計性實驗的實施過程，如圖1所示。

    為了提高學生的電子設計能力和創(chuàng)新能力，中心根據高職教育教學特點與規(guī)律，構建了基礎型、提高型、創(chuàng)新型三個遞進層次的數字電路設計性實驗課程體系。三個實訓模塊的內容堅持以“加強基礎型設計性實驗，培養(yǎng)學生的電子設計能力、創(chuàng)新意識”為主線，由單元電路設計到系統電路設計，循序漸進，三年不斷線，為不同基礎、不同層次的學生逐步提高電子設計能力、創(chuàng)新能力的空間，如圖2所示。

基礎型設計性實驗是課程中所安排的教學實驗，學生在完成了驗證性、綜合性實驗以后，具有了一定的實驗技能，結合數字電路的基本原理設計一些比較簡單的單元電路，學生按照教師給出的實驗要求根據實驗室所擁有的儀器設備、元器件，從實驗原理來確定實驗方法、設計實驗電路等，且在規(guī)定的實驗學時內完成實驗。如表1所示。這一階段主要是讓學生熟悉門電路邏輯功能及應用，掌握組合邏輯電路、時序電路的設計方法，培養(yǎng)學生的設計意識、查閱文獻等能力。

    提高型設計性實驗對高職院校來說，可認為是數字電路課程設計。它體現了學生對綜合知識的掌握和運用，課題內容是運用多門課程的知識及實驗技能來設計比較復雜的系統電路，如表2所示。整個教學過程可分10單元，每個單元為4學時，每小組為一個課題。學生根據教師提供的設計題目確定課題，查閱文獻、設計電路、電路仿真、電路安裝調試、撰寫課程設計報告等，完成從電路設計到制作、成品的全部實踐過程。通過這一階段的訓練，學生的軟硬件設計能力進一步提高，報告撰寫趨于成熟，善于接受新器件，團隊協作趨于成熟。

    創(chuàng)新型設計性實驗主要為理論基礎知識扎實、實驗技能熟練的優(yōu)秀學生選做，為“開放式”教學，實驗內容主要是結合專業(yè)的科研項目、工程實際及全國或省級電子設計競賽的課題。通過創(chuàng)新型設計性實驗，強化學生電子系統設計能力，充分發(fā)揮學生的潛能，全面提高學生的電子系統設計能力、創(chuàng)新能力，為參加大學生電子設計競賽奠定堅實的基礎。

   數字電路設計性實驗課程體系將數字電路基本原理、模擬電路、eda技術等多門課程知識點融合在一起，從單元電路設計到系統電路設計，深化了“系統”概念的意識。在每一輪設計性實驗結束后進行總結，開展學生問卷調查，對設計性實驗的教學方法、手段等進行全面評估，從而了解設計性實驗教學的效果。在實驗過程中，實驗教師鼓勵學生從不同角度去分析，大膽創(chuàng)新，設計不同的方案。

2. 2加強實驗教師隊伍的建設

    近年來，中心依托省級精品課程“數字電路與邏輯設計基礎”、省級應用電子技術精品專業(yè)建設，合理規(guī)劃，制定了實驗教師隊伍培養(yǎng)計劃;專業(yè)教師定期到企業(yè)培訓;專職實驗教師參加實驗教學改革研討和對新知識、新技術的培訓;同時制定優(yōu)惠政策，吸引企業(yè)中具有豐富實踐經驗的工程師、技師到實訓基地擔任實驗教師tb}，形成一支能培養(yǎng)高素質技能型人才、能跟蹤電子信息技術發(fā)展、勇于創(chuàng)新并積極承擔教學改革項目的專兼職結合的實驗教師隊伍，實現了實驗教師隊伍的整體優(yōu)化。

2. 3開放實驗室

    為了保證設計性實驗教學的有效實施，中心實行時間和內容兩方面開放的教學方法。學生除了要完成教學計劃內指定實驗外，還可以根據自己的專業(yè)和興趣，選擇規(guī)定以外的實驗項目。為了提高設計性實驗的教學效果，學校制定了系列激勵政策，調動了實驗教師及學生的積極性。

2. 4建設創(chuàng)新實訓室

    為了培養(yǎng)學生的電子設計能力、創(chuàng)新能力，給優(yōu)秀學生營造良好的自主學習環(huán)境，提供展現創(chuàng)新設計的舞臺，中心先后投人了30多萬元，更新了實驗儀器設備，建設了一個軟件環(huán)境優(yōu)良、硬件條件先進的創(chuàng)新實訓室。該實訓室配置了計算機、函數信號發(fā)生器、頻率計、掃頻儀、數字存儲示波器、單片機系統設計實驗開發(fā)系統、打孔機、制版機等儀器設備〔7〕。

2. 5完善實驗考核機制

篇9

 

EDA技術是以數字電子技術課程知識為基礎，具有較強實踐性、工程性的專業(yè)課程。將數字電路設計從簡單元器件單元電路設計，EWB軟件仿真提到了更高一級的可編程操作平臺上，進一步鞏固和提高學生電子電路綜合設計能力。但是，傳統的教學模式是將兩門課程分開，先上數字電路，后上EDA技術，分兩學期授課。這樣的教學模式存在弊端，減弱了課程之間的聯系，降低了學生對數字電路理論的認識程度。通過對EDA技術課程的教學改革，以實訓的方式采用項目教學法，使學生在較短的時間內掌握EDA技術基礎及其實驗系統，從數字系統的單元電路，如譯碼器、計數器等入手，加深對數字電路基礎理論的認識，逐漸完成數字系統設計。

1. EDA技術及其在教學中的應用

1.1 EDA技術

EDA技術即電子設計自動化(Electronic DesignAutomation)是以計算機為工作平臺，融合了應用電子技術、計算機技術、信息處理及智能化技術的最新成果而形成的一門新技術畢業(yè)論文格式，是一種能夠設計和仿真電子電路或系統的軟件工具。采用”自頂向下”的層次化設計，對整個系統進行方案設計和功能劃分，系統的關鍵電路用一片或幾片專用集成電路（ASIC）實現，然后采用硬件描述語言（HDL）完成系統行為級設計，最后通過綜合器和適配器生成最終的目標器件。圖1為一個典型的EDA設計流程。

圖1 EDA設計流程圖

1.2 EDA技術在教學中的應用

在教學過程中，EDA技術利用計算機系統強大的數據處理能力，以及配有輸入輸出器件(開關、按鍵、數碼管、發(fā)光二極管等)、標準并口、RS232串口、DAC和ADC電路、多功能擴展接口的基于SRAM的FPGA器件EDA硬件開發(fā)平臺，使得在電子設計的各個階段、各個層次可以進行模擬驗證，保證設計過程的正確性。從而使數字系統設計起來更加容易，讓學生從傳統的電路離散元件的安裝、焊接、調試工作中解放出來，將精力集中在電路的設計上。同時，采用EDA技術實現數字電路設計，不但提高了系統的穩(wěn)定性，也增強了系統的靈活性，方便學生對電路進行修改、升級，讓實驗不在單調的局限于幾個固定的內容，使教學更上一個臺階，學生的開發(fā)創(chuàng)新能力進一步得到提高。

2.課程教學改革實施

2.1課程改革思路

課程改革本著體現鞏固數字電路基礎，掌握現代電子設計自動化技術的原則來處理和安排EDA技術教學內容。打破傳統的從EDA技術概述、VHDL語言特點、VHDL語句等入手的按部就班的教學方法，以設計應用為基本要求，開發(fā)基于工作過程的項目化課程，以工作任務為中心組織課程內容，讓學生在完成具體項目的過程中來構建相關理論知識。將EDA技術分為四個方面的內容，即：可編程邏輯器件、硬件描述語言、軟件開發(fā)工具、實驗開發(fā)系統，其中，可編程邏輯器件是利用EDA技術進行電子系統設計的載體，硬件描述語言是利用EDA技術進行電子系統設計的主要表達手段，軟件開發(fā)工具是利用EDA技術進行電子系統設計的智能化的自動設計工具,實驗開發(fā)系統則是利用EDA技術進行電子系統設計的下載工具及硬件驗證工具。采用項目化教學方法，以實訓的方式展開，讓學生在“學中做，做中學”。

2.2課程改革措施

以電子線路設計為基點，從實例的介紹中引出VHDL語句語法內容。在典型示例的說明中，自然地給出完整的VHDL描述，同時給出其綜合后的表現該電路系統功能的時序波形圖及硬件仿真效果。通過一些簡單、直觀、典型的實例畢業(yè)論文格式，將VHDL中最核心、最基本的內容解釋清楚，使學生在很短的時間內就能有效地掌握VHDL的主干內容，并付諸設計實踐。這種教學方法突破傳統的VHDL語言教學模式和流程，將語言與EDA工程技術有機結合，以實現良好的教學效果，同時大大縮短了授課時數。表1為課程具體內容及實訓學時分配。

 

能力

目標

學習情境

項目載體

課時

QuartusⅡ開發(fā)工具使用能力

QuartusⅡ開發(fā)環(huán)境、實驗系統

二選一音頻發(fā)生器設計

6

VHDL語言編程能力

VHDL語言基本結構

計數器電路設計

6

VHDL語言并行語句

8位加法器設計

8

VHDL語言順序語句

7段數碼顯示譯碼器設計

8

VHDL語言綜合運用

數控分頻器的設計

8

層次化調用方法

4位加減法器的設計

4

綜合開發(fā)調試能力

8位16進制頻率計設計；

十字路通燈設計；

數字鐘設計；

波形信號發(fā)生器設計，等。

(任選一題)

20

總計

篇10

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（c）-0033-02

數字電路EDA也是電子信息工程學院各個專業(yè)的一門必修課，它是一門實踐性很強的課程，是實踐教學中不可缺少的重要教學環(huán)節(jié)，EDA實驗使學生了解通過軟件仿真的方法可以高效的完成硬件電路設計的計算機技術，初步掌握自頂向下的設計方法、EDA設計流程等，會用原理圖輸入和硬件描述語言VHDL設計邏輯電路。

數字電路EDA課程是高等院校電氣、電子信息類專業(yè)的一門重要的實踐課程，具有理論性與實踐性強的特點，優(yōu)化該課程的實踐教學，對提高課程教學質量至關重要，由注重傳授知識向注重培養(yǎng)學生綜合素質方向轉變，隨著大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，電子類高新技術的開發(fā)也更加依賴于EDA技術的應用，通過實踐課程，學生掌握使用EDA工具設計數字電路的方法，包括設計輸入、編譯、軟件仿真、下載和硬件仿真等全過程。

1 優(yōu)化課程的實踐教學

數字電路課程引入EDA技術，不僅極大地豐富課程選題，而且同一課題出現多種實現方案，提高了學生的創(chuàng)新思維能力，對后續(xù)專業(yè)基礎課程學習、電子設計競賽、撰寫論文等起到了啟蒙和引導的作用。

2 綜合運用基礎知識，解決工程實際應用能力

EDA（Electronic Design Automation）是以計算機為平臺，原理圖輸入法、硬件描述語言（VHDL）為設計語言，可編程邏輯器件為實驗載體。

自頂向下的模塊設計方法就是從系統的總體要求出發(fā)，自上而下地逐步將設計內容細化，最后完成系統硬件的總體設計。設計的三個層次如下。

第一層次是行為描述。實質上就是對整個系統的數學模型的描述（抽象程度高）。

第二層次是RTL方式描述，又稱寄存器傳輸描述（數據流描述），以實現邏輯綜合。

第三層次是邏輯綜合，就是利用邏輯綜合工具，將RTL方式描述的程序轉換成用基本邏輯元件表示的文件（門級網絡表）。在門電路級上再進行仿真，并檢查定時關系。

完成硬件設計的兩種選擇，由自動布線程序將網絡表轉換成相應的ASIC芯片制造工藝，做出ASIC芯片。將網絡表轉換成FPGA編程代碼，利用FPGA器件完成硬件電路設計。

3 應用實例

首先建立一個新的工程，然后建立新文件并輸入如下的代碼：

module sled（seg，dig，clock，rst_n，）；

input clock；

input rst_n；

output [7：0] seg；

output [3：0] dig；

reg [7：0] seg_reg；

reg [3：0] dig_reg；

reg [3：0] disp_dat；

reg [36：0] count；

always @ （posedge clock ）

begin

if（！rst_n）

count = 37'b0；

else

count = count + 1'b1；

dig_reg= 4'b0000；//

end

always @ （count[3]）

begin

disp_dat = {count[7：4]}；

end

always @ （disp_dat）

begin

case （disp_dat）

4'h0 ： seg_reg = 8'hc0；

4'h1 ： seg_reg = 8'hf9；

4'h2 ： seg_reg = 8'ha4；

4'h3 ： seg_reg = 8'hb0；

4'h4 ： seg_reg = 8'h99；

4'h5 ： seg_reg = 8'h92；

4'h6 ： seg_reg = 8'h82；

4'h7 ： seg_reg = 8'hf8；

4'h8 ： seg_reg = 8'h80；

4'h9 ： seg_reg = 8'h90；

4'ha ： seg_reg = 8'h88；

4'hb ： seg_reg = 8'h83；

4'hc ： seg_reg = 8'hc6；

4'hd ： seg_reg = 8'ha1；

4'he ： seg_reg = 8'h86；

4'hf ： seg_reg = 8'h8e；

endcase

end

assign seg=seg_reg；

assign dig=dig_reg；

endmodule

保存后，再編譯，之后選Tools->Run EDA Simulation Tool->EDA RTL Simulation進行仿真。最后配置引腳，下載并運行。

4 營造良好的實踐教學環(huán)境并建立科學的評價方法

基于EDA技術的數字電路實踐教學主要由計算機，EDA軟件開發(fā)工具，可編程芯片及實驗硬件開發(fā)系統組成，該院已建有EDA 實驗室，配有多臺安裝Quartus開發(fā)軟件的PC機，為每人或者小組完成課題提供良好的實驗條件。

如何評價設計成果，客觀，合理的給出成績，既能反映出真實水平又能激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)新意識，不以最終結果正確性作為評價的唯一標準，而對設計過程的每個環(huán)節(jié)都給出量化的評分標準。

5 結語

數字電路實驗中引入EDA技術，蘊含著數字系統設計的新思路、新方法，代表了現代數字系統設計的方向，EDA技術采用“自上向下”設計數字系統的方法，通過設計邏輯功能模塊來實現數字系統功能，不僅大大提高了工作效率，而且提高了系統的可靠性，使設計更加靈活，學生在大二期間，就能夠通過數字電路EDA實驗，掌握EDA技術，對將來后續(xù)課程的學習，以及對學生提高創(chuàng)新能力，工程設計能力都是十分有利，數字電路EDA實驗中應用EDA技術可使學生突破硬件資源，制作耗時的限制，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造性，設計出別具特色的作品來，使課程設計的效果大大提高，應用EDA技術設計數字電路，可為實驗的選題拓寬范圍，增加了課程的趣味性、綜合性、創(chuàng)造性，以不同類型，不同難度的設計任務供學生選擇。

參考文獻