導(dǎo)語：如何才能寫好一篇集成電路及應(yīng)用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1 SF5520的引腳功能

SF5520采用14腳雙列塑封，其管腳排列如圖1所示。各引腳的功能如下：

1腳：輔助運(yùn)放輸出；

2腳：輔助運(yùn)放同相輸入；

3腳：輔助運(yùn)放反相輸入；

4腳：內(nèi)部相敏整流器輸入；

5腳：內(nèi)部相敏整流器輸出；

6腳：內(nèi)部相敏流器參考信號輸入；

7腳：接地；

8腳：二分之一基準(zhǔn)電壓；

9腳：信號發(fā)生器輸出；

10腳：信號發(fā)生器輸出（與9腳反相）；

11腳：內(nèi)部運(yùn)放反相輸入端；

12腳：基準(zhǔn)電源；

13腳：信號發(fā)生器外接電容；

14腳：電源。

2 SF5520的結(jié)構(gòu)原理

圖2是SF5520的內(nèi)部等效電路框圖，它由濾形發(fā)生器、相敏整流器、偏置電路及輔助運(yùn)放組成。圖中，芯片內(nèi)部的電阻除R7、R8為5kΩ以外，其余均為10kΩ。

SF5520內(nèi)部有一個諧波含量小于5%且具有一定負(fù)載能力的正弦波信號發(fā)生器，其輸出可用于對差動變壓器初級繞組提供驅(qū)動。它由三角波信號發(fā)生器B1、波形轉(zhuǎn)換電路B2及信號輸出級A1、A2等組成。三角波信號發(fā)生器的振蕩頻率與外接電容C1有關(guān)，通過改變該電容值可使輸出信號頻率在1~20kHz之間調(diào)節(jié)。振蕩頻率f與外接電容C1之間存在下列關(guān)系：

f=110/C1

式中：f的單位是Hz，C1的單位是μF。

    SF5520內(nèi)部的相敏整流電路由運(yùn)放A3、A4及可控電子開關(guān)B4組成。其中由運(yùn)放A3組成電壓跟隨器，以提高相敏整流電路的輸入阻抗；A4及電阻R1~R4組成換向放大器，其工作狀態(tài)由電子開關(guān)B4控制；可控電子開關(guān)由輸入信號控制，輸入信號的不同極性可導(dǎo)致電子開關(guān)的導(dǎo)通與截止。

偏置電路（B3）可為SF5520內(nèi)部各單元電路提供穩(wěn)定的工作電壓，以保證電路能穩(wěn)定可靠地工作，同時還確保輸出信號的動態(tài)工作范圍。

此外，SF5520內(nèi)部還設(shè)置一個獨(dú)立的運(yùn)算放大器（A5），該放大器可為實(shí)際應(yīng)用提供極大方便。

3 SF5520的技術(shù)參數(shù)

SF5520的主要技術(shù)參數(shù)如下：

振蕩頻率：1~20kHz，由外接電容確定。

輸出信號失真：小于5%，典型值4%。

輸出電流：典型值15mA，最小值8mA。

外接負(fù)載阻抗：小于1kΩ。

輸入電壓：最小值4.5V，最大值5.5V。

輸入電流：典型值300μA，最小值100μA，最大值1mA.

線性誤差：典型值0.05%，最大值0.1%。

單電源：5~20V；雙電源：±2.5~±10V。

電源電流：典型值15mA，最大值20 mA。

基準(zhǔn)電壓：最小值5V，最大值與電源電壓相同。

增益：典型值為100000倍。

輸入失調(diào)電壓：最小值-10 mA，最大值+ 10mA。

輸出電壓擺幅：最小值1.5V，最大值為電源電壓-1.5V。

輸出短路電流：典型值50 mA。

典型功耗：小于220 mW，極限耗散功率為840 mW。

環(huán)境溫度：0~70℃。

存儲溫度：-65~125℃。

4 SF5520的應(yīng)用電路

差動變壓器式傳感器屬于互感式傳感器。它本身是一個變壓器，其原邊是一個繞組接入激勵信號，副邊有兩個相同的繞組反向串接以獲得輸出信號。鐵芯的一端與被測物體連接，當(dāng)被測物體移動時，就會因鐵芯的移動使逼邊兩繞組與原邊繞組的互感不同而引起輸出信號變化。將SF5520與差動變壓器配合使用可組成電動執(zhí)行器中的位置發(fā)送器，其電路十分簡單，且調(diào)試方便，性能優(yōu)良。圖3是一種可接浮地負(fù)載的位置發(fā)送器電路，圖中，R3、C2組成移相電路，其作用是使相敏整流器的參考信號（差變的激勵信號）與輸入信號（差變的輸出信號）相位一致，從而改善電路的性能，R3的參考值為20k℃,C2的參考值為0.02μF。R2、C1組成無源濾波電路，用于對相敏整流器輸出信號加以濾波。輔助運(yùn)放A5可與調(diào)恒流管CRD等可組成V/I轉(zhuǎn)換電路，可對相敏整流器的輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以輸出0~10mA的直流電流作為位置發(fā)送器的輸出信號。由圖可知：

（IL+IH）（R0+RWL）=V5

IL=[V5/（R0+RWL）]-IH

式中，V5為相敏整流器輸出端5腳的電壓，IH為可調(diào)恒流管CRD的輸出電流。由上式可知，改變IH可使電路的輸出電流為零，因此，調(diào)節(jié)RWO可調(diào)節(jié)電路的輸出零位，而改變電閏器RWL可調(diào)節(jié)電路輸出電流的量程。圖3電路能輸出0~10mA的電流信號，可作為II型儀表中電動執(zhí)行器的位置發(fā)送器。

    在圖3電路中，由于位置發(fā)送器的輸出端負(fù)載不能接地，這給某些應(yīng)用帶來不便。一種能對地輸出0~20mA電流信號的位置發(fā)送器電路如圖4所示，該電路既可用于II型儀表，也可用于III型儀表。圖中，由SF5520內(nèi)部輔助運(yùn)放及電阻、電容等元件組成的二階有源濾波器，可對相敏整流器的輸出信號進(jìn)行更有效的濾波，從而改善電路性能。由雙運(yùn)放LM358（A6、A7）組成的V/I轉(zhuǎn)換電路，可將相敏整流器的輸出電壓轉(zhuǎn)換電路信號，輸出的直流電流信號可接地負(fù)載。電位器RW用來調(diào)節(jié)輸出電流的零位，改變電阻R0可調(diào)節(jié)輸出電流的量程。

在上述應(yīng)用電路中，差動變壓器的激勵信號的采用電壓信號，這種方法的主要缺點(diǎn)是在環(huán)境溫度發(fā)生變化時會產(chǎn)生測量誤差。

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關(guān)鍵詞：數(shù)字集成電路；應(yīng)用；前景

中圖分類號：TN702 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）19-4476-02

集成電路從60年代開始發(fā)展至今，其規(guī)模大致上遵照摩爾定律發(fā)展[1]，即芯片上的晶體管數(shù)目每隔18個月就翻一番或每三年翻兩番。目前單個的芯片上已能夠制作上百萬個晶體管的一個完整數(shù)字系統(tǒng)或數(shù)/模混合的電子系統(tǒng)。集成電路的特征尺寸已發(fā)展至納米水平。伴隨著數(shù)字集成電路技術(shù)的越來越成熟，它于人們的生產(chǎn)以及生活中的應(yīng)用也越來越廣泛，對數(shù)字集成電路在生活應(yīng)用中的進(jìn)一步探究也就越來越有必要。該文將從數(shù)字集成電路的基本結(jié)構(gòu)和分類這些方面對其原理進(jìn)行比較詳細(xì)的介紹，然后重點(diǎn)討論和探究它的實(shí)際應(yīng)用，最后將結(jié)合數(shù)字集成電路在生活當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用設(shè)計(jì)出一個利用數(shù)字集成電路原理制成的流水燈。

1 數(shù)字集成電路的基本原理

數(shù)字集成電路是將元器件和連線集成于同一半導(dǎo)體芯片上而制成的數(shù)字邏輯電路或系統(tǒng)[2]。

數(shù)字集成電路基本電路符號如圖1所示，它有輸入、輸出、電源和接地四個端口。數(shù)字集成電路具有靜態(tài)特性以及開關(guān)特性，表示靜態(tài)特性的參數(shù)有輸入電壓、輸出電壓、輸入電流和輸出電流等。

圖1 數(shù)字集成電路基本電路符號

集成電路正常工作的時候，輸入電壓有高電平輸入電壓和低電平輸入電壓，使用最小值表示，表示能判斷高電平的最低輸入電壓，因此，在高電平給定時，需高于的電壓，用最大值表示，表示能判斷低電平時的最大輸入電壓，因此，在低電平輸入電壓給定時，需低于的電壓。

輸入電流有高電平輸入電流和低電平輸入電流，都是表示集成電路輸入端加上電壓時，流經(jīng)輸入端的電流。其中表示輸入端加上最大輸入電壓時的電流，表示輸入端加上規(guī)定高電平輸入電壓時的電流，表示輸入端加上規(guī)定低電平輸入電壓時的電流。CMOS輸入電流幾乎等于0，因此，只用表示。集成電路的輸入電流隨類型不同而不同。

2 數(shù)字集成電路應(yīng)用

2.1 多路自動巡檢控制器

在一些電子儀表較密集的工業(yè)控制和自動檢測系統(tǒng)中，經(jīng)常會使用多臺同種檢測控制儀表，對不同的處所和位置進(jìn)行檢測和控制。為了達(dá)到對這些儀表的集中監(jiān)測的目的，通常會采用一臺多路自動巡檢控制器。它能對被控通道自動巡檢，并將被控通道用數(shù)字顯示器顯示出來。它既可以作為自動巡檢，又可以轉(zhuǎn)換為手動巡檢，使用起來相當(dāng)?shù)姆奖恪?/p>

電路組成，它主要由脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、通道轉(zhuǎn)換器和通道顯示器等組成。

2.2 繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器

普通的繞線機(jī)一般采用機(jī)械傳動的指針式計(jì)算器來進(jìn)行計(jì)數(shù)，由于存在傳動齒輪的磨損和固有機(jī)械間隙，有時很難做得到準(zhǔn)確計(jì)數(shù)。接下來要介紹的電子計(jì)數(shù)式繞線機(jī)，則采用了接觸式的光電傳感器來觸發(fā)電子計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，所以準(zhǔn)確度比較高。此外，由于使用了具有加減功能的電子計(jì)數(shù)器，所以在繞線過程中出現(xiàn)糾錯重繞的時侯，計(jì)數(shù)器仍然能夠?qū)?shí)際繞組數(shù)進(jìn)行加減，它的計(jì)數(shù)精確度高，使用方便。

在繞線軸加裝的圓盤上有一個長孔，該孔與光電傳感器對應(yīng)，當(dāng)繞線機(jī)旋轉(zhuǎn)時，每轉(zhuǎn)一周，光電傳感器就被觸發(fā)一次。先被觸發(fā)的傳感器進(jìn)行加減識別功能，后被觸發(fā)的傳感器則輸出計(jì)數(shù)脈沖。

2.3 數(shù)字集成電路在軍事方面的應(yīng)用

自從20世紀(jì)60年代第一塊集成電路問世以來，以集成電路為核心的微電子技術(shù)發(fā)展迅速，并促進(jìn)了通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他電子信息技術(shù)的快速發(fā)展，對人類社會的經(jīng)濟(jì)繁榮、社會進(jìn)步、國防建設(shè)及日常生活都產(chǎn)生巨大影響[3]。

戰(zhàn)術(shù)通信指在作戰(zhàn)地域內(nèi)指揮一個戰(zhàn)役或戰(zhàn)斗所使用的通信，主要是無線通信。目前，新軍革以信息化為核心的，作為各作戰(zhàn)分隊(duì)的連接紐帶，戰(zhàn)術(shù)通信的關(guān)鍵性作用日漸彰顯。和其他的電子設(shè)備相同，微電子器件也大量應(yīng)用在戰(zhàn)術(shù)通信裝備中，微電子技術(shù)在戰(zhàn)術(shù)通信的發(fā)展過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的推動作用[4]。在戰(zhàn)術(shù)通信裝備里，嵌入式微處理器、數(shù)字信號處理器和可編程邏輯器件是一種重要的數(shù)字集成電路。嵌入式微處理器用來完成整機(jī)的主控和運(yùn)行各種應(yīng)用軟件，數(shù)字信號處理器用來完成運(yùn)算流程復(fù)雜的基帶數(shù)字信號處理，可編程邏輯器件用來完成對運(yùn)算能力要求較高的中頻數(shù)字信號處理。

2.4 基于數(shù)字集成電路的交通燈

隨著經(jīng)濟(jì)社會的到來，各國的車輛數(shù)量也不斷上漲，這就勢必帶給城市交通不少難題，例如：交通堵塞日益嚴(yán)重，交通事故不斷增加，交警任務(wù)更加繁重等等。為了解決這些的困難，我國以及國外都加快了在交通事業(yè)方面的研究步伐，尤其是在控制交通信號燈方面。下面將介紹的就是數(shù)字集成電路在交通燈中的使用。

數(shù)字集成電路在交通信號燈控制器中的使用原理：

交通燈控制器主要包括顯示器、上控制器、計(jì)數(shù)器、信號發(fā)生器、譯碼電路和置數(shù)器，首先上控制器接收特殊狀態(tài)命令或者接收清零命令，一方面顯示在顯示器上，一方面發(fā)出信號至信號燈譯碼驅(qū)動電路，即南北大道信號或者東西大道信號，一方面發(fā)出信號至置數(shù)器，接著計(jì)數(shù)器綜合考慮置數(shù)器的信號和時鐘信號發(fā)生器發(fā)出的信號，把信號傳送給譯碼器，最后顯示在顯示器上。

一般十字路口的交通情況和主控制器的設(shè)計(jì)關(guān)系為：

1）當(dāng)東西大道通行時，綠燈亮，南北大道禁行，紅燈亮，時間延遲為40秒：

2）當(dāng)東西南北大道都禁行時，東西大道黃燈亮，時間延遲為5秒；

3）當(dāng)東西大道禁行時，紅燈亮，南北大道通行，綠燈亮，時間延遲為30秒：

4）當(dāng)東西南北大道都禁行時，南北大道黃燈亮，時間延遲為5秒。

然后就是回到第一種情況開始循環(huán)執(zhí)行。我們可以把這四種狀態(tài)分別設(shè)為：S=000，S=001，S=010，S=011，另若有特殊情況，如遇到交通事故，警車或者救護(hù)車通過，其對應(yīng)狀態(tài)設(shè)為S=l00，根據(jù)以上的狀態(tài)分析，我們可以用兩片74LSl92來實(shí)現(xiàn)這樣的功能。

3 總結(jié)

本文首先對數(shù)字集成電路意義和原理進(jìn)行了介紹，接著重點(diǎn)闡述了許多在我們的工、農(nóng)業(yè)以及生活上基于數(shù)字集成電路的一些應(yīng)用，例如繞線機(jī)電子計(jì)數(shù)器、交通燈等。隨著社會的不斷進(jìn)步，科技的不斷騰飛，越來越多的先進(jìn)設(shè)備將會運(yùn)用到我們的生活當(dāng)中，未來我們將會見到更多數(shù)字集成電路產(chǎn)品在我們生活當(dāng)中的應(yīng)用，便利我們的生活。數(shù)字集成電路雖然只是一個元件，但是將他創(chuàng)造性地應(yīng)用于產(chǎn)品制作時，它將變成又一件便利我們生活的新產(chǎn)品。因此，想為我們的生活設(shè)計(jì)一些新穎舒適的產(chǎn)品，那么我們也必須首先懂得它的內(nèi)在含義和廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] Moore G E.Cramming more components onto integrated circuits[J]. Electronics，1965，38（8）：114-117.

[2] 王紅.集成電路技術(shù)發(fā)展動態(tài)[J].微電子學(xué)，2007，37（4）：515-522.

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摘要集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促使人才需求量增加。本文通過對我國市場調(diào)查，得出應(yīng)用型集成電路設(shè)計(jì)人才是該行業(yè)目前大量需求的人才，并從幾個方面進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞應(yīng)用型人才IC設(shè)計(jì)需求分析

隨著我國IC產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，相應(yīng)人才的需求量也日益增加。根據(jù)上海半導(dǎo)體和IC研討會公布的數(shù)據(jù)，08年中國IC產(chǎn)業(yè)對設(shè)計(jì)工程師的需求將達(dá)到25萬人，但目前國內(nèi)人才數(shù)量短缺這個數(shù)字不止幾十倍。例如我們熟知的威盛雖然號稱IC設(shè)計(jì)人才大戶，但相對于其在內(nèi)地業(yè)務(wù)發(fā)展的需要還是捉襟見肘，其關(guān)聯(lián)企業(yè)每年至少需要吸納數(shù)百名IC設(shè)計(jì)人才，而目前培養(yǎng)規(guī)模無法滿足。而在人才的需求中，應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才更加受到歡迎。

一、IC設(shè)計(jì)人才短缺

2008年，全國集成電路（IC）人才需求將達(dá)到25萬人，按照目前IC人才的培養(yǎng)速度，今后10年，IC人才仍然還有20多萬人的缺口。這是08年4月21日在沈陽師范大學(xué)軟件學(xué)院舉行的國家信息技術(shù)緊缺人才培養(yǎng)工程——CSIP-AMD集成電路專項(xiàng)培訓(xùn)開班儀式上了解到的。同樣有數(shù)據(jù)表明，近日，從清華大學(xué)、電子科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)了解到，目前全國高校設(shè)有微電子專業(yè)總共只有10余個，每年從IC卡設(shè)計(jì)和微電子專業(yè)畢業(yè)的碩士生也只有二三百人。在國內(nèi)大約僅有不足4000名設(shè)計(jì)師，而2008年，IC產(chǎn)業(yè)對IC設(shè)計(jì)工程師的需求量達(dá)到25萬－30萬人。有專家預(yù)測，到2008年底僅北京市IC及微電子產(chǎn)業(yè)就將超過2000億元人民幣，而到了2010年我國可能需要30萬名IC卡設(shè)計(jì)師[1]。未來我國IC卡設(shè)計(jì)人才需求巨大。目前中國每年從IC設(shè)計(jì)和微電子專業(yè)畢業(yè)的高學(xué)歷的碩士生只有數(shù)百人。中國現(xiàn)有400多所高校設(shè)置了計(jì)算機(jī)系，新近又特批了51所商業(yè)化運(yùn)做的軟件學(xué)院。但這些軟件學(xué)院和計(jì)算機(jī)系培養(yǎng)的是程序員。中國目前只有十來所大學(xué)能夠培養(yǎng)IC設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)生。因此IC設(shè)計(jì)專業(yè)人才處于極其供不應(yīng)求的狀態(tài)?？梢赃@樣說，這是因?yàn)槲覈艽蟪潭壬鲜菦]有足夠的IC設(shè)計(jì)人才。

專家指出，我國IC設(shè)計(jì)人員不足的一個重要的原因是IC設(shè)計(jì)是新興學(xué)科，國內(nèi)在此之前很少有大專院校開設(shè)IC設(shè)計(jì)專業(yè)，現(xiàn)在從事IC設(shè)計(jì)專業(yè)的人才，大部分是微電子、半導(dǎo)體或計(jì)算機(jī)、自動控制等相鄰領(lǐng)域的理工專業(yè)畢業(yè)生，但是和實(shí)際的IC工作比起來，還是有差距，學(xué)校并不了解企業(yè)需要的是什么樣的人才。所以，許多IC設(shè)計(jì)企業(yè)只能經(jīng)常從應(yīng)屆畢業(yè)生中直接招聘人才再進(jìn)行培訓(xùn)。此外，IC設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求，恐怕所有的高校都沒有能力搭建。據(jù)了解，建一個供30人使用的IC實(shí)驗(yàn)室，光是購買硬件設(shè)備就需要15萬美元。

最新研究指出：到2010年中國半導(dǎo)體市場將占世界總需求量的6％，位居全球第四。未來幾年內(nèi)中國芯片生產(chǎn)有望每年以42％的速度遞增，這大大高于全球10％的平均增長速度。僅就IC卡一項(xiàng)來看，我國IC卡設(shè)計(jì)前景廣闊。身份證IC卡的正式應(yīng)用，將是十億計(jì)的數(shù)量，百億計(jì)的銷售額，此外讀卡機(jī)及其系統(tǒng)將有成倍的產(chǎn)值。半導(dǎo)體理事長俞忠鈺說，2002年全國的IC設(shè)計(jì)單位已達(dá)到了240家，根據(jù)北京市發(fā)展微電子產(chǎn)業(yè)的建設(shè)規(guī)劃，到2010年，北京市要逐步建成20條左右大規(guī)模高水平的芯片生產(chǎn)線，200家高水平的IC卡專業(yè)設(shè)計(jì)公司。據(jù)預(yù)測，北京市IC產(chǎn)業(yè)將超過2000億元。巨大的商機(jī)也同時帶來了市場對IC卡設(shè)計(jì)人才的巨大需求。

二、應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)技術(shù)人才需求日切

IC產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，現(xiàn)在的焦點(diǎn)已經(jīng)移到了IT產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)IC設(shè)計(jì)上。據(jù)北京半導(dǎo)體協(xié)會負(fù)責(zé)人董秀琴表示，IC卡設(shè)計(jì)工程師在軟件行業(yè)是現(xiàn)在公認(rèn)的高收入階層。目前我國IC卡人才缺口巨大，在我國的高等教育里，這一塊發(fā)展十分緩慢。按照中國現(xiàn)在的市場行情，一個剛畢業(yè)、沒有任何工作經(jīng)驗(yàn)的IC設(shè)計(jì)工程師的年薪最少也要在8萬元左右。為什么會出現(xiàn)這樣的情況呢？董秀琴講，這是因?yàn)橐环矫媸乾F(xiàn)有IC設(shè)計(jì)人才的嚴(yán)重缺乏；另一方面是國內(nèi)外市場對IC卡設(shè)計(jì)人才尤其是合格的IC設(shè)計(jì)師的大量需求。

由此我們可以看出，對于應(yīng)用型的設(shè)計(jì)人員來講，是備受集成電路行業(yè)歡迎的。例如常見的EDA公司、IC設(shè)計(jì)服務(wù)公司、IC設(shè)計(jì)公司和IDM或Fundry4種類型的公司需要那些IC設(shè)計(jì)人才呢？他們需要的是熟悉IC設(shè)計(jì)的技術(shù)支持工程師,涵蓋IC設(shè)計(jì)的所有方面,通常包括:系統(tǒng)設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)、數(shù)字IC前端邏輯設(shè)計(jì)與驗(yàn)證、FPGA設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)、數(shù)字IC后端物理設(shè)計(jì)、數(shù)字后端驗(yàn)證、庫開發(fā)，甚至還有EDA軟件的開發(fā)與測試,嵌入式軟件開發(fā)等，其中對IC物理設(shè)計(jì)工程師的需求量會多一些[2]。

目前，需求量最大、人才缺口最大的主要有模擬設(shè)計(jì)工程師、數(shù)字設(shè)計(jì)工程師和版圖設(shè)計(jì)工程師三類。另外，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)還需要工藝接口工程師、應(yīng)用工程師、驗(yàn)證工程師等。IC版圖設(shè)計(jì)師的主要職責(zé)是通過EDA設(shè)計(jì)工具，進(jìn)行集成電路后端的版圖設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，最終產(chǎn)生送交供集成電路制造用的GDSII數(shù)據(jù)。版圖設(shè)計(jì)師通常需要與數(shù)字設(shè)計(jì)工程師和模擬設(shè)計(jì)工程師隨時溝通和合作才能完成工作。一個優(yōu)秀的版圖設(shè)計(jì)師，即要有電路的設(shè)計(jì)和理解能力，也要具備過硬的工藝知識。模擬設(shè)計(jì)工程師作為設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵人物，模擬設(shè)計(jì)工程師的工作是完成芯片的電路設(shè)計(jì)。由于各個設(shè)計(jì)企業(yè)所采用的設(shè)計(jì)平臺有所不同，不同材料、產(chǎn)品對電路設(shè)計(jì)的要求也千差萬別，模擬設(shè)計(jì)工程師最核心的技能是必須具備企業(yè)所需的電路設(shè)計(jì)知識和經(jīng)驗(yàn)，并有豐富的模擬電路理論知識。同時還需指導(dǎo)版圖設(shè)計(jì)工程師實(shí)現(xiàn)模擬電路的版圖設(shè)計(jì)。

由此我們可以看出，在IC人才的需求中，應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才的需求更大，而且他們也是推動集成電路產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的生力軍。

三、以社會需求為導(dǎo)向，培養(yǎng)應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才

國家對IC卡設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)也很重視。據(jù)北京半導(dǎo)體協(xié)會卓洪俊部長說，到2010年，全國IC產(chǎn)量要達(dá)到500億塊，銷售額達(dá)到2000億元左右，將近占世界市場份額的5％，滿足國內(nèi)市場50％的需求。同時，國務(wù)院頒布《鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干政策》的18號文件，支持和鼓勵軟件和IC產(chǎn)業(yè)加速發(fā)展，加快IC設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)。

IC人才需求問題的解決首先還是從高校開始，2001年，清華大學(xué)微電子研究所開設(shè)了“集成電路設(shè)計(jì)與制造技術(shù)專業(yè)”第二學(xué)士學(xué)位班，2001年的IC專業(yè)二學(xué)位班已經(jīng)有64名學(xué)員在讀。清華大學(xué)還分別與宏力半導(dǎo)體、有研硅、首鋼合作培養(yǎng)IC人才。2002年，成都電子科大也開始招收“微電子技術(shù)專業(yè)”的二學(xué)位學(xué)員，同時擴(kuò)招微電子專業(yè)的本科生。為了更好地實(shí)施學(xué)校加速IC人才培養(yǎng)的戰(zhàn)略，電子科大還成立了微電子與固體電子學(xué)院，并建立了面積為1500平米的IC設(shè)計(jì)中心。同濟(jì)大學(xué)開始實(shí)施IC人才培養(yǎng)規(guī)劃，提出了“研究生、本科生、高職生”的多層次培養(yǎng)體系。

作為人才培養(yǎng)的搖籃，高校在這一方面應(yīng)進(jìn)一步加快改革，制定可行的、新的人才培養(yǎng)計(jì)劃，以社會需求為導(dǎo)向，加強(qiáng)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)投入，多渠道、多方式地進(jìn)行應(yīng)用型IC設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：相控陣收發(fā)組件；射頻微波；集成電路設(shè)計(jì)；GaN工藝；高技術(shù)裝備 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP391 文章編號：1009-2374（2016）35-0009-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.35.005

當(dāng)前，微波單片集成電路已經(jīng)在各類高技術(shù)裝備中得到了廣泛的應(yīng)用，例如電子戰(zhàn)系統(tǒng)、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、通信系統(tǒng)等。電路系統(tǒng)作為相控陣?yán)走_(dá)的基礎(chǔ)，電路組件的各個指標(biāo)均會對雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展造成影響，性能指標(biāo)也影響著雷達(dá)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，體積和重量對雷達(dá)的成本、穩(wěn)定性和小型化以及應(yīng)用前景也有比較大的影響。而基于微波集成電路的設(shè)計(jì)可以有效降低雷達(dá)的重量、縮小雷達(dá)的體積、提高雷達(dá)的穩(wěn)定性。

1 相控陣收發(fā)組件中應(yīng)用射頻微波集成電路的意義

1.1 射頻損耗比較低，接收或者是發(fā)射的效率比較高

原來就有收發(fā)組件的可以直接連接天線，也可以直接做到天線上，從而使接收或者是發(fā)射信號的頻率損耗得到有效控制。一般情況下，射頻損耗要比無源相控小6～10dB，也就是靈敏度被提升了6～10dB，因此，在同樣的發(fā)射功率下，雷達(dá)的最大探測距離會被提升70%左右。

1.2 提升了雷達(dá)分辨率

一般情況下，有源相控陣的信號帶寬能夠達(dá)到載波信號的1/5，而無源相控陣信號帶寬的最大值僅為1/10左右，這就可以發(fā)現(xiàn)，有源相控陣?yán)走_(dá)比無源相控陣?yán)走_(dá)的頻率高出很多。信號帶寬增加以后，會給敵方跟蹤造成嚴(yán)重的干擾，從而使雷達(dá)的抗干擾能力得到不斷的提升。

1.3 實(shí)現(xiàn)了小型化和輕質(zhì)化

單片微波集成電路被采用后，使雷達(dá)的體積得到了有效的縮減，使雷達(dá)的重量得到降低，從而使雷達(dá)成本得到了有效控制。

1.4 提高了可靠性

許多T/R組件分布在有源陣?yán)?，T/R組件出現(xiàn)問題的數(shù)目在10%左右的時候，雷達(dá)距離變化不明顯；問題數(shù)目在5%之內(nèi)的時候，副瓣電平變差不明顯，所以有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)要比無源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)的可靠性高出一個數(shù)量級。

1.5 多功能性

多個接收波束的自適應(yīng)控制以及數(shù)字波束的構(gòu)成都可以得到較好的實(shí)現(xiàn)，還可以將多功能進(jìn)行較好的實(shí)現(xiàn)。

2 氮化鎵工藝在射頻微波集成電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

在國民經(jīng)濟(jì)中，射頻微波單片集成電路發(fā)揮的作用至關(guān)重要，尤其是在軍事領(lǐng)域和通信領(lǐng)域中所發(fā)揮的作用特別重要。在民用通信行業(yè)中，硅基CMOS的RFIC占據(jù)著核心位置，尤其是在無線局域網(wǎng)中應(yīng)用最為普遍，如今在軍事領(lǐng)域中占據(jù)主導(dǎo)位置的則是化合物半導(dǎo)體。化合物半導(dǎo)體器件中磷化銦（In P）和砷化鎵（Ga As）的特征頻率基本可以實(shí)現(xiàn)280GHz，然而兩種材質(zhì)的輸出功率比較有限，磷化銦（In P）的最佳值為1.5W/mm@30GHz，砷化鎵（Ga As）的最佳輸出功率值可以達(dá)到1.4W/mm@8GHz，這些材料的最佳輸出值已經(jīng)與極限值比較接近了。在高頻無線通信領(lǐng)域里，尤其是雷達(dá)系統(tǒng)中，過去的窄禁帶半導(dǎo)體已經(jīng)接近被淘汰的邊緣。

此外，在使用SiC材質(zhì)的時候，其加工難度要比其他半導(dǎo)體材質(zhì)高出很多，過去的離子束注入和刻蝕已經(jīng)無法滿足需要了，所以在使用微波功率的時候，Ga N材質(zhì)越來越受到人們的歡迎。Ga N材質(zhì)不但在微波功率領(lǐng)域中得到廣泛的使用，還在微波低噪聲領(lǐng)域得到了不斷的使用，以往的收發(fā)系統(tǒng)里，在接收機(jī)的前端會安裝限幅器，以此來確保接收機(jī)的安全可靠，同時給低噪音放大器提供保護(hù)，使其不會受到超大射頻信號的干擾。Ga N基收發(fā)系統(tǒng)擊穿電壓值比較大、工作電壓比較高，能夠接收較大的功率容量，所以能夠在Ga N基收發(fā)系統(tǒng)中取消限幅器，從而使系統(tǒng)更加的簡便，使其性能得到不斷提升。

2.2 電路設(shè)計(jì)

數(shù)字電路控制信號主要包括SPI轉(zhuǎn)換和TTL電平兩種輸出形式，一般情況下，TTL電平控制著高速控制裝置。對于將耗盡型晶體管當(dāng)作開關(guān)的有些化合物半導(dǎo)體器件來說，主要使用Ga N和Ga As來進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，需要使用關(guān)斷電壓、晶體管導(dǎo)通以及TTL控制信號進(jìn)行良性轉(zhuǎn)換。要想使TTL電壓轉(zhuǎn)換成可控制耗盡型就需要轉(zhuǎn)換TTL電平電路，主要的輸出電壓為Ga N基HEMT射頻開關(guān)的啟動和關(guān)閉兩種互補(bǔ)型電路。經(jīng)常使用的兩組TTL電壓值分別為3.3V和5V，日常使用到的TTL電平基本都是3.3V的，耗盡型Ga N晶體管的夾斷閾值基本都是-2.5V，晶體管要想實(shí)現(xiàn)全部導(dǎo)通，其電壓值一定要在-1V以上，實(shí)現(xiàn)全部開斷的最佳電壓值要在-3V以內(nèi)，所以輸出電壓值的最佳范圍為-4～0V之間。

在數(shù)字電路使用的過程中，耗盡型器件已經(jīng)基本滿足需要，要想使電路功能得以實(shí)現(xiàn)，需要使用增強(qiáng)型（E模）來完成，比如n型增強(qiáng)型器件等，關(guān)鍵性的結(jié)構(gòu)有F等離子體處理增強(qiáng)型器件、pn結(jié)構(gòu)、刻蝕槽柵結(jié)構(gòu)以及薄勢壘結(jié)構(gòu)等。薄勢壘結(jié)構(gòu)器件的閾值電壓都不高，受勢壘層比較薄的影響，使得溝道載流子濃度都不高，進(jìn)而使器件的飽和電流值都非常小；受刻蝕槽柵結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)度的影響，使得刻蝕深度技術(shù)很難實(shí)現(xiàn)，該技術(shù)的重復(fù)性不是很好，柵漏電比較突出，刻蝕損傷比較嚴(yán)重；pn結(jié)構(gòu)器件擊穿電壓比較強(qiáng)，柵金屬和溝道比較遠(yuǎn)，因此器件飽和電流和跨導(dǎo)不大，使得F離子體注入式增強(qiáng)型器件結(jié)構(gòu)得到了普遍使用，該技術(shù)是由香港科技大學(xué)陳敬和蔡勇發(fā)明的，該技術(shù)重復(fù)性比較高，技術(shù)比較簡單，對F等離子體的注入條件進(jìn)行改變可以實(shí)現(xiàn)對調(diào)控器件閾值電壓的控制。詳見圖1所示：

增強(qiáng)/耗盡型器件技術(shù)的不斷發(fā)展與Ga N基增強(qiáng)型器件的發(fā)展有著直接的關(guān)系，西安電子科技大學(xué)在國防重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室使用寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)對Ga N E/D模技術(shù)進(jìn)行了不斷的研究，從而得到了本文的主要研究內(nèi)容，即TTL電平轉(zhuǎn)換電路。Curtice2模型是主要的電路仿真模型原型，器件主要有肖特基二極管和增強(qiáng)/耗盡型HEMT兩個組成部分，電源電壓值為+5V或者-5V，電平轉(zhuǎn)換電路的種類為反相器結(jié)構(gòu)和差分轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)室Ga N技術(shù)需要不斷改進(jìn)，差分結(jié)構(gòu)性能與E/D模技術(shù)有著直接關(guān)聯(lián)，所以使用反相器邏輯更加合理。電平轉(zhuǎn)換電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示：

輸入端VIN的電壓低于0.4V時，即為低電壓，使得T2增強(qiáng)型晶體管的導(dǎo)通閾值電壓得不到滿足，T2晶體管就會自動斷開，促使溝道電阻不斷變大。二極管連接的是T1耗盡型晶體管，使其一直處于絕對導(dǎo)通狀態(tài)，T2晶體管消耗了絕大多數(shù)的壓降，T3的柵極電壓與VDD比較接近，使得T3被完全導(dǎo)通。此時通過四個肖特基二極管將電壓降低，使得VOUT1輸出電壓的電壓值為0V。當(dāng)VOUT1的電壓值是0V的時候，T6晶體管被完全導(dǎo)通，為了使T5晶體管比T6晶體管的溝道電阻大，就需要將T5的輸出電壓設(shè)計(jì)成為0V，這時T8晶體管比T7晶體管的溝道電阻小，通過二極管將T7輸出電壓降低，輸出VOUT2的低電壓值與-4V比較接近。輸入端VIN電壓比2.7V大時，即為高電平，此時T2增強(qiáng)型晶體管被完全導(dǎo)通，溝道電阻非常低。T3關(guān)閉的時候，其柵極電壓值與0V比較接近，四個肖特基二極管與T4實(shí)現(xiàn)并聯(lián)，從而將電壓值降低，T4的尺寸一定要科學(xué)，確保VOUT1的輸出電壓值達(dá)到-4V，此時T6晶體管完全關(guān)閉，T5輸出的電壓值為高電平值，T8被完全關(guān)閉，T7實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，通過二極管將電源電壓VDD進(jìn)行降壓處理，使其達(dá)到0V，這就使得電平轉(zhuǎn)換全部完成，詳見圖3所示。為了使耗盡型微波器件得到有效控制，電路就要將TTL電平轉(zhuǎn)換成一組差分輸出電壓信號，其高、低電平分別為0V和-4V。

3 結(jié)語

綜上所述，該電平轉(zhuǎn)換電路將肖特基二極管和反相器串聯(lián)到一起，然后使用器件的柵層金屬作為互聯(lián)結(jié)構(gòu)，將肖特基二極管連接起來，省去了多層金屬互聯(lián)，工藝流程簡化，布線也得到了進(jìn)一步簡化。

參考文獻(xiàn)

[1] 李明.雷達(dá)射頻集成電路的發(fā)展及應(yīng)用[J].現(xiàn)代雷達(dá)，2012，（9）.

[2] 李士鵬，黃善國，張杰.智能光網(wǎng)絡(luò)的分布式和動態(tài)網(wǎng)絡(luò)管理[J].光通信技術(shù)，2010，（7）.

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【關(guān)鍵詞】 電機(jī)電路PLC應(yīng)用程序設(shè)計(jì)

前言

PLC是Programmable logic controller的簡稱,即可編程控制器。PLC是專門為應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中而設(shè)計(jì)的一種數(shù)字運(yùn)算操作的控制裝置。PLC以微處理器為核心,采用可編程存儲器,結(jié)合通信技術(shù)、自動控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù),具有邏輯控制、算術(shù)運(yùn)算、計(jì)數(shù)、順序控制的功能,利用模擬量和開關(guān)量的輸出和輸入實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的控制。

近些年,PLC在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用,并得到了快速的發(fā)展,特別是在我國交通、化工、鋼鐵等應(yīng)用中,相比于傳統(tǒng)控制系統(tǒng),PLC具有很多的優(yōu)點(diǎn),能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

電機(jī)在工業(yè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,特別是大型電機(jī)。電機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是安全生產(chǎn)的保證。電機(jī)的安全運(yùn)行需要可靠地控制系統(tǒng)作支持。傳統(tǒng)的電機(jī)控制系統(tǒng)中包含許多獨(dú)立元件,觸點(diǎn)和布線較多,控制線路復(fù)雜,因此傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)可靠性差,發(fā)生故障后難以維修。PLC作為新型的電機(jī)控制系統(tǒng),取代了大量的由繼電器控制的邏輯電路,大大減少了繼電器控制系統(tǒng)中的布線,而且改進(jìn)了輸入和輸出電路,提高了控制系統(tǒng)的可靠性。

1.1 PLC的組成及部件功能

PLC的硬件系統(tǒng)主要由微處理器、存儲器、輸入和輸出部件、電源部件和編程器等組成

1.1.1 存儲器

PLC的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。其中系統(tǒng)存儲器用來存儲系統(tǒng)程序,用戶存儲器用來存儲用戶編寫的程序。系統(tǒng)存儲器為只讀存儲器如EPROM、EEPROM,EEPROM只需要編程器就能直接修改所存儲的內(nèi)容,寫入的內(nèi)容在斷電的情況下不會改變。

1.1.2 微處理器

微處理器是PLC的核心部件PLC所有的工作都是在微處理器的指揮下進(jìn)行的,它的功能主要有:接收設(shè)備的狀態(tài)信號,存入數(shù)據(jù)區(qū);檢測PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài);判斷用戶編寫程序的錯誤,然后運(yùn)行程序,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算,通信和存儲功能。

1.1.3 編程器

編程器是PLC必不可少的設(shè)備,它的主要作用是寫入用戶程序,并檢查、調(diào)試寫入的用戶程序,同時監(jiān)測PLC的工作狀態(tài),通過接口與微處理器通信。目前配置軟件包和相關(guān)硬件的微型計(jì)算機(jī)可以用包括梯形圖的多種編程語言進(jìn)行編程。

1.1.4 輸入和輸出部件

因?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的輸入信號、信號電平各式各樣,然而PLC只能處理標(biāo)準(zhǔn)電平,因此需要通過輸入部件將這些輸入信號轉(zhuǎn)變成微處理器能夠處理的標(biāo)準(zhǔn)電平信號。相應(yīng)的,外部部件如接觸器等需要不同電平的控制信號,因此利用輸出模塊將微處理器的標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)變成這些部件需要的控制信號。輸入和輸出部件時微處理器和輸入輸出設(shè)備中間的橋梁。

1.2 PLC控制器的優(yōu)點(diǎn)

相比于傳統(tǒng)控制系統(tǒng),PLC控制系統(tǒng)有著很多的優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)里包含大量電子部件，體積十分龐大，而且傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中有大量的觸點(diǎn)和布線，線路設(shè)計(jì)十分復(fù)雜,故障難以維修,可靠性差。PLC作為新型的控制系統(tǒng),取代了復(fù)雜的傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng),減少了布線和觸點(diǎn)。而且PCL用固態(tài)輸入和輸出電流代替了限位開關(guān)。電機(jī)啟動器等電子部件,這樣既減小了控制系統(tǒng)的體積,而且增強(qiáng)了電機(jī)運(yùn)行的可靠性。PLC能夠?qū)﹄姍C(jī)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測,及時檢測出故障,提高了電機(jī)的抗干擾能力,減小了故障維修量,降低了經(jīng)濟(jì)損失。

1.3 PLC的控制應(yīng)用

1.3.1 過程控制

過程控制即閉環(huán)控制流量、壓力、溫度等模擬量。PLC控制器利用計(jì)算機(jī)技術(shù),通過編寫控制算法程序?qū)崿F(xiàn)閉環(huán)控制。過程控制在熱處理、化工、鍋爐控制等領(lǐng)域得得了廣泛的應(yīng)用。

1.3.2 模擬量控制

工業(yè)生產(chǎn)過程中存在著很多模擬量,如琉璃、壓力、溫度和速度等。PLC裝置配置了模擬量和數(shù)字量轉(zhuǎn)換模塊,實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量的轉(zhuǎn)換,使PLC具有模擬量控制的功能。

1.3.3 開關(guān)量控制

開關(guān)量的邏輯控制是PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它具有邏輯控制、順序控制開關(guān)量的功能,用于單臺或多集群流水線,如包裝生產(chǎn)線、印刷機(jī)、組合機(jī)床等。

1.3.4 運(yùn)動控制

運(yùn)動控制即直線運(yùn)動或圓周運(yùn)動的控制。目前一般使用專門的運(yùn)動控制模塊,PLC的運(yùn)動控制廣泛應(yīng)用于機(jī)床、機(jī)械等領(lǐng)域。

(1)用于控制啟動三相異步電動機(jī)。

三相交流異步電動機(jī)在正常運(yùn)行時電動機(jī)額定電壓和電源線電壓相等,其定子繞組是三角形連接方式,三相異步電動機(jī)可采用星形-三角形降壓啟動,即把電動機(jī)的定子繞組連接成星形,等到電動機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到某一閾值時,定子繞組換成三角形連接。圖1.1 為PLC控制器控制三相異步電機(jī)啟動的原理圖。通過這種方式,電動機(jī)啟動時電流是三角形直接啟動的三分之一,每組繞組的工作電壓是正常繞組電壓的0.58倍。

(2)用于雙速電機(jī)的兩地控制。

實(shí)際的生產(chǎn)中要求機(jī)械設(shè)備輸出多種速度,通常的做法是單速電動機(jī)配上機(jī)械變速系統(tǒng),如果受到結(jié)構(gòu)尺寸的限制或者要求速度連續(xù)可調(diào)時,采用多速交流電動機(jī)。圖1.2所示用于控制較大功率的電動機(jī),其中閉合KM1主觸點(diǎn),使電動機(jī)低速啟動,當(dāng)時間延長到某一時刻時,閉合KM2和KM3,使得電動機(jī)高速運(yùn)行,從而實(shí)現(xiàn)了電動機(jī)從低速到高速的雙速自動控制。

2 PLC程序設(shè)計(jì)

2.1 PLC常用程序設(shè)計(jì)語言

PLC常用的程序設(shè)計(jì)語言包括梯形圖、布爾助記符、功能模塊圖、結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計(jì)語言。其中梯形圖程序和原有的繼電器控制技術(shù)一致且與電氣操作原理圖相對應(yīng),是最常用的程序設(shè)計(jì)語言;布爾助記符與匯編語言相似,易于記憶和掌握;功能模塊圖程序語言以模塊為單位用不同的模塊表示不同的功能,適于控制較大規(guī)模且難度較大的操作系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)化描述語言通過高級語言編程,能夠?qū)崿F(xiàn)相對復(fù)雜的控制程序。

2.2 PLC控制三相電機(jī)正反轉(zhuǎn)的程序設(shè)計(jì)

(圖3)所示PLC控制三相交流電機(jī)正反轉(zhuǎn)的外部接線。(圖4)所示PLC控制程序,程序段SEGMENT2為正轉(zhuǎn)控制,程序段SEGMENT3為反轉(zhuǎn)控制。首先在接觸器控制邏輯中與反/正轉(zhuǎn)按鈕對應(yīng)的觸點(diǎn)。如果需要接觸器的觸點(diǎn)作為PLC觸點(diǎn),應(yīng)選擇NC觸點(diǎn)。把NC觸點(diǎn)的輸入作為邏輯條件。在控制邏輯段后,SEGMENT4保證在程序出錯時禁止輸出。另外考慮啟動和停止比較有優(yōu)先權(quán)設(shè)計(jì)SEGMENT1。

3 結(jié)語

在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中,PLC憑借其可靠性高等優(yōu)點(diǎn)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。PLC的控制功能得到了快速的發(fā)展。PLC控制功能包括運(yùn)動控制、過程控制、開關(guān)量控制和邏輯量控制,保證電機(jī)的正常安全穩(wěn)定運(yùn)行。PLC程序?qū)崿F(xiàn)需選擇合適的設(shè)計(jì)語言和設(shè)計(jì)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]高強(qiáng).西門子PLC應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社.2010.8.

篇6

關(guān)鍵詞 數(shù)字集成電路 CMOS數(shù)字集成電路 邏輯功能 內(nèi)部設(shè)計(jì) 注意事項(xiàng)

中圖分類號：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1關(guān)于數(shù)字集成電路邏輯功能及其內(nèi)部設(shè)計(jì)的分析

日常生活中的數(shù)字集成電路產(chǎn)品是非常多的，通過對其電路結(jié)構(gòu)的分析，可以分為TTL系列及其MOS系列。TTL數(shù)字集成電路進(jìn)行了電子及其空穴載流子的導(dǎo)電，我們稱之為雙極性電路。MOS數(shù)字集成電路進(jìn)行了載流子導(dǎo)電電路的應(yīng)用，其中的電子導(dǎo)電部分，我們稱之為NMOS 電路，將那種空穴導(dǎo)電電路稱之為PMOS電路。PMOS電路及其NMOS的組合電路，我們稱之為CMOS電路。

相對于TTL數(shù)字集成電路，CMOS數(shù)字集成電路具備良好的應(yīng)用優(yōu)勢，其工作電源的電壓范圍比較寬，并且其靜態(tài)功耗水平比較低，其抗干擾能力比較強(qiáng)，具備較高的輸入阻抗，并且其應(yīng)用成本比較低。介于這些優(yōu)勢，CMOS數(shù)字集成電路得到了廣泛的應(yīng)用。在日常生活中，數(shù)字集成電路的品種是非常多的，包括門電路、計(jì)數(shù)器、觸發(fā)器、編譯碼器、存儲器等。

我們可以將數(shù)字邏輯電路分為時序邏輯電路及其組合邏輯電路。在組合邏輯電路的分析中，任意時刻的輸出取決于其當(dāng)時的輸入，這跟電路的工作狀態(tài)沒有關(guān)系。比較常見的組合邏輯電路有編碼器、譯碼器及其數(shù)據(jù)選擇器。在時序邏輯電路中，任意時刻的輸出取決于該時刻的輸入，與電路的原先狀態(tài)存在聯(lián)系。時序邏輯電路具備記憶的功能，其內(nèi)部含有存儲單元電路，比較常見的時序邏輯電路有移位寄存器、計(jì)數(shù)器等。

實(shí)際上，不同組合的邏輯電路及其時序邏輯電路是非常多的，其應(yīng)用比較廣泛，并且有很多標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的集成電路產(chǎn)品，我們把這些產(chǎn)品稱之為通用集成電路。我們把那些專門用途設(shè)計(jì)制作的集成電路稱之為專用集成電路。

數(shù)字電路是由組合邏輯及其寄存器構(gòu)成的，組合邏輯是由基本門組成的函數(shù)，其輸出與當(dāng)前的輸入存在關(guān)系。比如組合邏輯的邏輯計(jì)算。時序電路包含基本門，也包括一系列的存儲元件，進(jìn)行過去信息的保存。時序電路的穩(wěn)態(tài)輸出與當(dāng)前的輸入有關(guān)，跟過去的輸入狀態(tài)也有關(guān)。時序電路在進(jìn)行邏輯運(yùn)算的同時，也會進(jìn)行處理結(jié)果的存儲，從而方便下一次的運(yùn)算。

從功能上來說，數(shù)字集成電路分為數(shù)據(jù)通路及其控制邏輯部分。這些部分都由一系列的時序邏輯電路構(gòu)成，都是同步的時序電路，時序電路被多個觸發(fā)器及其寄存器分為若干的節(jié)點(diǎn)。這些觸發(fā)器在時鐘控制下會進(jìn)行同樣節(jié)拍的工作，從而進(jìn)行設(shè)計(jì)的簡化。

2 CM0S系列集成電路的一般特性與方式

（1）CMOS系統(tǒng)集成電路是數(shù)字集成電路的主流模式。其集成電路的工作電源電壓范圍是3～18V，74HC系列是2～6V，黨電源電壓VDD=5V時，其CMOS電路的靜態(tài)功耗分別為：中規(guī)模集成電路類是25～100%eW，緩沖器及其觸發(fā)器類是5～20%eW，門電路類是2.5～5%eW，其輸入阻抗非常高，CMOS電路幾乎沒有驅(qū)動電路功率的消耗。

該電路也具備良好的抗干擾能力，其電源電壓的允許范圍比較大，其輸出高低電平的擺幅也比較大，其抗干擾能力非常強(qiáng)，其噪音容限值也非常的大，其電源電壓越高，其噪聲容限值非常的大，CMOS電路電源的利用系數(shù)非常的高。

CMOS數(shù)字集成電路也具備良好的扇出能力，在進(jìn)行低頻工作時，其輸出端可以進(jìn)行50個數(shù)量以上的CMOS器件的驅(qū)動，其也具備良好的抗輻射能力。CMOS管是一種多數(shù)載流子受控導(dǎo)電器件，針對載流子濃度，射線輻射的影響不大。CMOS電路特別適合于進(jìn)行航天、衛(wèi)星等條件下的工作。CMOS集成電路的功耗水平比較低，其內(nèi)部發(fā)熱量比較小，集成度非常的高，電路自身是一種互補(bǔ)對稱結(jié)構(gòu)，環(huán)境溫度的不斷變化，其參數(shù)會進(jìn)行相互補(bǔ)償，因此，能夠保證良好的溫度穩(wěn)定性。

（2）相對于TTL集成電路，CMOS集成電路的制造工藝更加的簡單，其進(jìn)行硅片面積的占用也比較小，比較適合于進(jìn)行大規(guī)模及其超大規(guī)模集成電路的制造及其應(yīng)用。在CMOS電路的應(yīng)用過程中，不能進(jìn)行多余輸入端的懸空，否則就可能導(dǎo)致靜電感應(yīng)的較高電壓的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致器件的損壞情況，這些多余的輸入端需要進(jìn)行YSS的接入，或者實(shí)現(xiàn)與其它輸入端進(jìn)行并聯(lián)，這需要針對實(shí)際情況做好相關(guān)的決定。

CMOS電路輸入阻抗水平是比較高的，容易受到靜電感應(yīng)發(fā)生擊穿情況，為了滿足實(shí)際工作的要求，我們需要做好靜電屏蔽工作。在CMOS電路焊接過程中，需要做好焊接時間的控制，保證焊接工具的良好應(yīng)用，進(jìn)行焊接溫度的良好控制。

3結(jié)語

在數(shù)字集成電路的設(shè)計(jì)過程中，很多標(biāo)準(zhǔn)通用單元得到積累，比如選擇器、比較器、乘法器、加法器等，這些單元電路的形狀規(guī)則更加方便集成，這說明數(shù)字電路在集成電路中得到更好的發(fā)展及其應(yīng)用，這是數(shù)字集成電路應(yīng)用體系的主要工作模式。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃越.數(shù)字集成電路自動測試生成算法研究[D].江南大學(xué)，2012.

篇7

高速公路機(jī)電工程包括收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、供配電照明系統(tǒng)、通信管道以隧道機(jī)電工程等。而綜合業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)屬于通信系統(tǒng)的一部分，本文主要介紹綜合業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)作為通信系統(tǒng)乃至整個高速公路機(jī)電工程的重要部分在高速公路中技術(shù)應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】

高速公路；機(jī)電工程；綜合業(yè)務(wù)傳輸；傳輸網(wǎng)管；時鐘同步；公務(wù)電話；光功率

1總述

綜合業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)是高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)的重要組成部分，它不僅為高速公路全線運(yùn)營管理及監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸及視頻傳輸提供不間斷的無縫通信高速公路管理運(yùn)營部門以及收費(fèi)、監(jiān)控等系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)及視頻的接入和傳輸提供不間斷的無縫語音、圖像、數(shù)據(jù)通信服務(wù)，同時也是保障高速公路安全、暢通、高效運(yùn)營及現(xiàn)代化管理不可缺少的手段。

1.1系統(tǒng)目標(biāo)

1、為高速公路全線運(yùn)營管理及監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸及視頻傳輸提供不間斷的無縫通信；2、實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)陌踩院涂煽啃裕?、保障高速公路安全、暢通、高效運(yùn)營及現(xiàn)代化管理；4、確保與周邊已建成的高速公路通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，綜合考慮線路接口及容量預(yù)留。

1.2工程范圍及內(nèi)容綜合業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)采用干線傳輸系統(tǒng)和綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)系統(tǒng)兩層結(jié)構(gòu)。干線傳輸系統(tǒng)一般配置STM-16等級速率光鏈路，與管理中心干線設(shè)備相連。各通信站設(shè)置綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)傳輸設(shè)備，與接入設(shè)備構(gòu)成光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU），各ONU輸設(shè)備隔站相連組成STM-16自俞環(huán)網(wǎng)，接入通信中心的OLT設(shè)備，構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)接入環(huán)網(wǎng)。

2系統(tǒng)技術(shù)

2.1傳輸網(wǎng)管系統(tǒng)在高速公路通信中心配置傳輸系統(tǒng)網(wǎng)管iManagerU2000，對高速公路路段綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)及通信電源統(tǒng)一維護(hù)管理，從而實(shí)現(xiàn)轄區(qū)內(nèi)傳輸設(shè)備的集中管理。

2.2相關(guān)系統(tǒng)接口1、接入設(shè)備：綜合業(yè)務(wù)傳輸系統(tǒng)各ADM設(shè)備下接接入設(shè)備，采用多個2M相連。2、收費(fèi)系統(tǒng)：各收費(fèi)站以10M/100M接口連接至收費(fèi)分中心的收費(fèi)交換機(jī)，收費(fèi)分中心至收費(fèi)總中心業(yè)務(wù)傳送通道由傳輸設(shè)備提供。3、圖像傳輸系統(tǒng)：監(jiān)控外場圖像通過光端機(jī)或數(shù)字視頻設(shè)備傳至通信站，通信站至通信分中心的圖像傳送使用傳輸系統(tǒng)提供的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)通道。4、辦公自動化網(wǎng)絡(luò)：根據(jù)機(jī)電系統(tǒng)規(guī)劃及辦公業(yè)務(wù)需求，在通信站設(shè)置辦公自動化網(wǎng)絡(luò)。高速公路各站辦公自動化網(wǎng)絡(luò)通過通信系統(tǒng)提供的10Mb/s數(shù)據(jù)鏈路實(shí)現(xiàn)與管理處辦公自動化網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)。

2.3設(shè)備配置依照高速公路項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，在各無人通信站各設(shè)置STM-16速率等級的智能型接入層光傳輸設(shè)備，配置STM-16光接口板。ONU站點(diǎn)的接入層傳輸設(shè)備采用隔站跳接方式與通信中心OLT傳輸設(shè)備相連構(gòu)成一處STM-16速率等級的接入層傳輸環(huán)網(wǎng)，采用二纖自愈環(huán)保護(hù)方式提高網(wǎng)絡(luò)可靠性。

2.4時鐘同步系統(tǒng)路段通信分中心的同步系統(tǒng)采用主從同步方式，以上層干線網(wǎng)絡(luò)下傳的同步時鐘信號為基準(zhǔn)，路段通信分中心干線光傳輸系統(tǒng)設(shè)備從STM-16或STM-4線路板提取上級同步時鐘信號，并順序傳給本地通信設(shè)備和其它站點(diǎn)網(wǎng)元，以取得全網(wǎng)的同步。OptiX系列設(shè)備具有多個2048kHz或2048kbit/s標(biāo)準(zhǔn)G.703時鐘輸入、輸出接口，所有接口均能滿足75Ω或120Ω應(yīng)用。為了配合同步網(wǎng)建設(shè)，OptiX同步輸出接口可以將任意線路定時直接導(dǎo)出，為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時鐘提供上游定時信息。OptiX系列設(shè)備定時功能單元具有跟蹤、保持、自由振蕩等三種工作模式，同步信號源有外部的、光路的、支路的提取方式。

2.5公務(wù)電話系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)公務(wù)電話采用普通的音頻二線用戶接口，符合ITU-T建議64Kb/sG.703同向型接口規(guī)范，在傳輸系統(tǒng)中占用RSOH的E1字節(jié)傳送。公務(wù)電話系統(tǒng)具有選址呼叫方式和群址呼叫方式（廣播呼叫方式）。公務(wù)電話系統(tǒng)具有跨數(shù)字段通話的能力，即進(jìn)行數(shù)字段之間的公務(wù)聯(lián)絡(luò)。公務(wù)聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)具有多方向互通功能，互通方向不少于4個。

2.6光功率預(yù)算對于衰減受限系統(tǒng)，實(shí)際可達(dá)再生段距離可用下式估。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，光纜富余度Mc取值4dB；光纜平均衰耗系數(shù)根據(jù)工作波長不同分別取值0.36dB/km（1310nm工作波長）和0.22dB/km（1550nm工作波長）；光纖熔接接頭平均衰減系數(shù)為0.05dB/km；光通道代價為1dB；再生段內(nèi)所有連接器衰減為1dB。

2.7系統(tǒng)保護(hù)OptiX系列傳輸設(shè)備支持1+1和1：N的保護(hù)方式。在線形復(fù)用段保護(hù)方式下，其倒換時間均優(yōu)于ITU-TG.841建議要求的50ms。OptiX系列傳輸設(shè)備支持二纖/四線復(fù)用段保護(hù)環(huán)的組網(wǎng)應(yīng)用，符合ITU-TG.841建議要求，保護(hù)倒換時間優(yōu)于50ms。對設(shè)計(jì)采用的二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)，其最大優(yōu)點(diǎn)是提高了環(huán)路容量的利用率。二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)工作通道和保護(hù)通道的安排如下圖所示：每一條光纖的前半時隙是主用信道，后半時隙用作備用信道，備用信道上可加載額外業(yè)務(wù)，兩根光纖上業(yè)務(wù)流向相反；保護(hù)倒換發(fā)生時，主用信號在故障兩端點(diǎn)處環(huán)回至另一條光纜的備用信道上。備用信道上加載的額外業(yè)務(wù)在保護(hù)倒換發(fā)生時丟失。

3結(jié)束語

篇8

【關(guān)鍵詞】 電力工程; 輸電線路; 質(zhì)量控制

中圖分類號： F407 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

電力資源與當(dāng)今人們生活和生產(chǎn)緊密相連， 是人類生產(chǎn)和生活中不可缺少的一部分， 而且隨著人們生活水平的不斷提高， 人們對電力的需求也越來越大， 因此我們在對電力工程輸電線路的施工管理上要更加的嚴(yán)格， 否則將會給社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來巨大的損失。 而且當(dāng)今的電力行業(yè)也逐漸的發(fā)展成為一個專業(yè)技能要求較高和綜合素質(zhì)較強(qiáng)的多功能系統(tǒng)工程， 這樣使得傳統(tǒng)的輸電線路施工工藝得到了大幅度的改善。

一、 電力工程輸電線路施工的主要施工內(nèi)容

搭設(shè)桿塔是電力工程輸電線路施工中最基礎(chǔ)， 也是最重要的一個內(nèi)容， 我們必須要嚴(yán)格的按照施工規(guī)范， 對其進(jìn)行地下深埋， 從而防止在外界因素的影響下使其變形或者倒塌， 也有效的保證的了電力的正常輸送。 目前， 我們在對輸點(diǎn)線路的桿塔進(jìn)行搭設(shè)的時候， 我們可以根據(jù)桿塔的受力特點(diǎn)將其分為兩種， 一種是耐張型另一種是直線型。 這兩者不同類型的桿塔在不同的施工環(huán)境下， 有著不同的作用， 否則就會影響電力輸送的速度， 因此我們在進(jìn)行電力線路輸送的時候， 選用合適的桿塔十分的重要， 不但保證了輸電線路的正常運(yùn)行， 提高了電力的可靠性，還有效的控制了電力工程中的成本消耗。 所以， 我們可以將桿塔的搭設(shè)看作是電力工程輸電線路施工中的主要內(nèi)容。當(dāng)前， 在電力工程輸電線路施工中除了搭設(shè)桿塔以外， 我們還要做好輸電線路的架線工作， 這樣將其兩者合并在一起， 才能真正的意義上說一句完成好了輸電線路的施工工作。 在進(jìn)行架線工作的時候， 我們要從以下幾個方面進(jìn)行入手： 架線準(zhǔn)備、 導(dǎo)地線的鏈接、 輸電線路松弛的檢驗(yàn)、 其他附件的安裝和緊線工序。 由此可見， 在進(jìn)行輸電線路的架線施工時， 工序的要求也很高， 因此在進(jìn)行施工的時候， 我們就要對其施工過程中的每一個環(huán)節(jié)， 進(jìn)行一定程度的處理， 從而保證電力的正常輸出。

二、 電力工程輸電線路施工質(zhì)量控制技術(shù)

1、 基礎(chǔ)工程

綜上所述， 我們可以制度， 輸電線路的桿塔的搭設(shè)是電力工程輸電線路的重點(diǎn)， 因此在對其進(jìn)行施工的時候一定要注重桿塔的施工質(zhì)量，保障桿塔在正常運(yùn)行的時候， 不會因?yàn)槠滟|(zhì)量的因素， 使得桿塔的變形或者倒塌， 從而影響電力的正常運(yùn)輸， 給人們的生活帶來不變。 目前， 在進(jìn)行桿塔的搭設(shè)工程中， 我們主要采用鋼筋混凝土作為桿塔搭設(shè)的澆筑材料， 這也大幅度的提高了桿塔的強(qiáng)度和穩(wěn)定性， 讓其在長久的工作中， 不會因質(zhì)量的問題而出現(xiàn)變形或者倒塌的現(xiàn)象， 而且在進(jìn)行鋼筋混凝土澆筑的時候， 還要對其進(jìn)行一定程度的養(yǎng)護(hù)， 從而使得鋼筋混凝土的各方面的性能達(dá)到最好。 不過， 不是所有地層都適合鋼筋混凝土的，因此我們要在不同的土質(zhì)地層中， 找到使得的桿塔施工材料。

2、 桿塔工程

目前， 我們在進(jìn)行桿塔搭設(shè)工程時， 一般都是采用的直線型和耐張型這兩種模式的桿塔， 在不同的情況下桿塔型式有著不同的應(yīng)用， 而且各方面的功能也不相同， 因此我們選擇合適的桿塔型式有著重要的意義。 目前， 在電力工程輸送線路的施工中， 我們一般都會選用一兩種指向性的桿塔， 來對特殊的位置進(jìn)行施工， 從而減少施工的成本， 降低工程施工的難度， 而且這樣的設(shè)計(jì)也滿足當(dāng)?shù)貙?shí)際環(huán)境的需求。 不過， 這種直線型的桿塔， 也存在著一定的弊端， 而且隨著時代的不斷變化， 人們也開發(fā)出了耐張型的桿塔， 這種桿塔耐久性比直線型的桿塔好， 而且搭設(shè)工期也比較短， 對社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展影響較小。 但是它由于施工難度比直線型的要大， 因此在一些特定的環(huán)境下， 我們還是選用直線型的桿

塔。 目前， 影響桿塔工程的因素還是桿塔的自身的質(zhì)量問題， 因此在進(jìn)行桿塔施工材料的選材的時候， 也十分的重要， 我們就對當(dāng)?shù)丨h(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的勘查以后， 我們才對桿塔工程進(jìn)行合適的選材。

3、 架線工程

輸電線路架線施工包括架線前的準(zhǔn)備工作。 放線導(dǎo)地線連接弛度觀測， 緊線及附件安裝。 架線施工從展放方法來講， 分為拖地展放、 張力展放。 拖地展放線盤處不需制動， 線拖在地面行進(jìn)的方法， 此法不用專用設(shè)備比較簡單， 但導(dǎo)線的磨損較為嚴(yán)重， 勞動效率低。 放線需大量的人工在山區(qū)放線質(zhì)量難保證。 張力放線。 即使用牽張機(jī)械使導(dǎo)地線始終保持一定的張力保持對交叉物始終有一定安全距離的展放方法。 它能保證導(dǎo)地線展放質(zhì)量效率較高。 但機(jī)械笨重和費(fèi)用昂貴。 對放線滑車輪徑的選擇， 滑車的輪徑偏大些較好一般以不小于10倍導(dǎo)線的直徑， 這樣磨損系數(shù)小導(dǎo)線在該處所受的彎曲應(yīng)力也較小。 輸電線路緊線工作需在基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值的100％桿塔結(jié)構(gòu)組裝完整螺栓已緊固的情況下進(jìn)行。 在耐張塔受張力方向的反側(cè)， 必須打好臨時拉線， 以防止桿塔受力過大或塔身變形橫擔(dān)產(chǎn)生位移。 影響弛度觀測。

4、 光纜施工

光纖不會引雷， 但光纜中有金屬部分， 所以光纜避雷仍值得重視。光纜施工前必須做好充分準(zhǔn)備。 檢查設(shè)計(jì)資料、 原材辯和施工設(shè)備等是否齊備， 仔細(xì)閱讀有關(guān)的技術(shù)說明書與安裝指導(dǎo)手冊， 架設(shè)光纜前必須確保光纜的技術(shù)性能， 應(yīng)對每一盤光纜迸行單盤測試， 確保光纜完好方可施工。 光纜的卷盤長度為2-3km ， 其彎曲半徑應(yīng)為光纜外徑的15倍以上， 施工中不能猛拉和扭結(jié)。

三、 電力工程輸電線路檢修施工技術(shù)

由于輸電線路在長期的外界影響下， 使得輸電線路的各個部分發(fā)生老化或者腐蝕， 使得電力不能正常的運(yùn)輸， 給社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了嚴(yán)重的損失。 因此對于電力工程輸電線路的檢修工作也是十分重要的。目前， 輸電線路出現(xiàn)問題的主要因素有兩種， 一種是桿塔受到外界因素的影響發(fā)生變形或者倒塌， 使得電力無法正常的輸送； 另外一種就是電力輸送的器具， 受到外界的影響， 發(fā)生了一定程度的破換。 因此， 我們?yōu)榱吮苊膺@樣的情況發(fā)生， 我們就要對其進(jìn)行檢修， 而且施工人員也要時刻的做好施工和故障的應(yīng)對工作， 保證當(dāng)電力運(yùn)輸出現(xiàn)問題時可以進(jìn)行及時的處理， 減少停電給人們帶來的不必要的損失， 從而促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

結(jié)束語

由此可見， 輸電線路的施工技術(shù)， 對人們的生活生產(chǎn)都有著十分重要的作用， 因此我們除了對其施工工程質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制， 還要進(jìn)行在竣工后對其進(jìn)行定期的檢修， 已延長輸電線路的使用壽命。 目前， 我國在這方面已經(jīng)有了很大的突破， 但是還是存在著不成熟的地方， 因此我們還需要在實(shí)踐中去改進(jìn)和完善， 電力工程中輸電線路的施工技術(shù)，

從而使得我國社會主義經(jīng)濟(jì)得到更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

篇9

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平得到了顯著提高，在人民正常出行中應(yīng)用最多地交通工具就是鐵路了，不僅全國各地都有鐵路線路，而且鐵路快捷、方便，在人民正常生活中起到了重要作用。我國的鐵路建設(shè)最早要追溯到清朝時期，由于受到西方發(fā)達(dá)國家的影響，清政府開始投入資金建設(shè)了我國最早的鐵道線路。與此同時清政府也派遣了大量人才去國外學(xué)習(xí)鐵路技術(shù)，無論從鐵路自主研發(fā)設(shè)計(jì)還是運(yùn)行都離不開10kv電力遠(yuǎn)動技術(shù)，這也是鐵路建設(shè)中最為關(guān)鍵的技術(shù)，接下來在本文中就詳細(xì)介紹下我國鐵路建設(shè)中對于10kv電力遠(yuǎn)動技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，針對鐵路建設(shè)中存在的問題應(yīng)采取哪些解決措施，從而確保10kv電力遠(yuǎn)動技術(shù)的成熟應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】鐵路工程 10kv電力 遠(yuǎn)動技術(shù) 工程應(yīng)用

隨著科技的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的蒸汽機(jī)時代已經(jīng)被取締。現(xiàn)代的告訴電力列車不僅提高了列車的速度同時也加快了科學(xué)的快速發(fā)展。電力的廣泛應(yīng)用也直接推動了鐵路列車改革步伐，電力列車的應(yīng)用給人們的生活帶來了更大的方便。10KV電力遠(yuǎn)動技術(shù)在鐵路上應(yīng)用最為廣泛，其中的自動閉塞信號、調(diào)度集中、通信系統(tǒng)等設(shè)備的運(yùn)用直接給鐵路安全系統(tǒng)提供了更加有效的安全保證。從這些特點(diǎn)可以看出鐵路遠(yuǎn)動技術(shù)對電力列車的重要性。

1 鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)的概述

這些年來，隨著鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)在我國的快速發(fā)展應(yīng)運(yùn)用給鐵路的電源運(yùn)行、列車供電提供了有效的安全保障。鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)一般的由控制主站、遠(yuǎn)動終端、通信通道這三部分組成。其中的車站監(jiān)控系統(tǒng)和配電所監(jiān)控系統(tǒng)是遠(yuǎn)動通道的主要構(gòu)成部分。

1.1 車站監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成以及工作原理

車站監(jiān)控系統(tǒng)一般的可以分為高壓監(jiān)控系統(tǒng)和低壓監(jiān)控系統(tǒng)。所謂的高壓監(jiān)控系統(tǒng)是在監(jiān)控車站10KV變壓器的高壓側(cè)進(jìn)行輸入電壓和電流。為了更好地檢測到安全運(yùn)行情況一般的對輸入端的電壓值、輸入電流、斷路器進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測。低壓監(jiān)控系統(tǒng)是在監(jiān)控車站10KV變壓器的低壓一端輸入相應(yīng)的低壓電流和低壓電壓。其監(jiān)控的數(shù)據(jù)是低壓電流、電壓值和相應(yīng)的低壓斷路器。

1.2 配電所監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控對象

配電所監(jiān)控系統(tǒng)一般的是對配電所的高壓設(shè)備以及直流電源系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。通常的鐵路監(jiān)控系統(tǒng)檢測方式可以分為兩種方法；第一，對高壓設(shè)備的保護(hù)裝置進(jìn)行分和的時候采用微機(jī)保護(hù)的方法進(jìn)行間接監(jiān)測。第二，在高壓設(shè)備的二次保護(hù)中安裝繼電器進(jìn)行保護(hù)，但是為了增加保護(hù)的安全及時性也相應(yīng)的增加微機(jī)檢測裝置，這樣更大程度上增加了系統(tǒng)的安全性。

1.3 通訊通道的運(yùn)行

在如今的鐵路實(shí)際運(yùn)行過程中，大多的鐵路在使用通訊通道的時候采用公共通訊。這匯總通訊通道都是先把收集到的信息傳送到調(diào)度中心然后再通過調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行信息通訊。這種通訊辦法的運(yùn)用在很大程度上降低了運(yùn)營過程中的成本。

2 鐵路電力運(yùn)行的工作機(jī)理

2.1 變配電所的運(yùn)行

大多數(shù)的鐵路電源都是在地方的供電局的變電站進(jìn)行采取，其中的供電方式一般是相應(yīng)的專盤采用相應(yīng)的專線。變電站的電壓等級可以分為110KV、35KV、10KV、220KV。但是對于220KV的的使用卻很少。隨著科技的不斷進(jìn)步35KV正在逐漸的被10KV取代。同時為了進(jìn)一步增強(qiáng)供電過程中的安全性，在進(jìn)行電源供取的過程中使用雙電源同時運(yùn)行和母線母聯(lián)分段式兩種供電形式。

2.2 電力自動化系統(tǒng)的構(gòu)成

為了進(jìn)一步加強(qiáng)鐵路列車的安全運(yùn)行，自動化系統(tǒng)通過對變配電所、貫通線路、信號電源等進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測從而可以及時的發(fā)現(xiàn)列車在運(yùn)行過程中的動態(tài)問題很大程度上提高了安全系數(shù)。鐵路電力自動化系統(tǒng)的運(yùn)行不是單一的一個系統(tǒng)而是由調(diào)度自動化主站、變配電所綜合自動化、信號檢測等幾部分的獨(dú)立系統(tǒng)構(gòu)成一個完善的電力自動化系統(tǒng)。這種通過各個分支的協(xié)調(diào)工作更加有效的保證了運(yùn)行的安全性。

2.3 系統(tǒng)簡介

2.3.1 變電所綜合自動化運(yùn)行方式

變電站最基本的單元是鐵路安全運(yùn)行中的變電所綜合自動化系統(tǒng)，雖然看似簡單但是卻完成了變配電站中基本上所有的自動化功能。其中在運(yùn)行過正中對數(shù)據(jù)的監(jiān)測、設(shè)備的監(jiān)控、保護(hù)都有直接的聯(lián)系。就一般的功能來說，可以分為以下幾種情況。第一，管理變配電所綜合自動化管理，其中監(jiān)控對象有常規(guī)保護(hù)、就地自動化監(jiān)控等。第二，和車站監(jiān)控開關(guān)聯(lián)合使用實(shí)現(xiàn)線路自動化功能。當(dāng)有故障的時候可以及時的監(jiān)測同時把故障隔離，當(dāng)故障出現(xiàn)以后還可以啟動備用裝置進(jìn)行快速電源恢復(fù)。第三，及時的把附近的車站自動化裝置的數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉握{(diào)度中心同時對主站傳達(dá)的遙控、遙調(diào)命令進(jìn)行及時的結(jié)束終止。

2.3.2 對信號電源進(jìn)行及時監(jiān)控

信號電源是鐵路系統(tǒng)中最后總要的部分由于數(shù)據(jù)量大相應(yīng)的負(fù)荷也就增加。為此在進(jìn)行信號電源選取的過程中都是采用雙線電源供電。信號信息量的增加要求信號電源在供電過程中具有相對的穩(wěn)定。只是單一的電源穩(wěn)定也是不能滿足信號的穩(wěn)定傳輸，在管理方面也是相對的復(fù)雜所以在高壓方面應(yīng)該找相應(yīng)的專業(yè)人士來管理，以此類推低壓信號側(cè)也是一樣。信號電源監(jiān)控裝置對收集到的信號進(jìn)行監(jiān)控從而完成運(yùn)行過程中的日常監(jiān)視、失壓報警、開光狀態(tài)關(guān)閉等任務(wù)。

2.3.3 車站開關(guān)監(jiān)控裝置的運(yùn)行

鐵路監(jiān)控器在運(yùn)行過程中對其進(jìn)行控制的時候是由很多開關(guān)進(jìn)行分段操作。其中最小的單元是貫通線路自動化。在運(yùn)行過程中監(jiān)控器通過和調(diào)度站主配同時工作來實(shí)現(xiàn)對故障進(jìn)行定位以及故障的隔離和快速恢復(fù)供電。調(diào)度主站和監(jiān)控的合理配合更加增加了電力列車的安全運(yùn)行。通常調(diào)度主站都是安裝在車站的信號樓內(nèi)，在通過跟通訊機(jī)械室的連接以后直接可以和上級主站獲得數(shù)據(jù)聯(lián)絡(luò)。但是監(jiān)控器一般都是安裝在室外的天線上在真正的運(yùn)行過程中往往把監(jiān)控器和調(diào)度主站當(dāng)成一個整體來考慮。拿洛站鐵路來說，監(jiān)控器和工業(yè)連接中使用光纖連接，調(diào)度主站和工業(yè)連接采用雙絞線和太網(wǎng)連接。這樣用太網(wǎng)和通訊機(jī)械室之間獲得了完美連接。

3 鐵路電力線路故障定位以及檢測方法

一般情況下線路出現(xiàn)的故障可以分為以下幾種情況：相間短路、小電流接地、斷相故障。對于線路上故障的準(zhǔn)確定位和及時的檢測是自動化功能的一種體現(xiàn)。

（1）相與相之間的短路情況。當(dāng)發(fā)生兩相電源之間短路時瞬間的電流會突然增大，這種故障一般比較明顯所以很容易查出。裝置的故障檢測一般是通過的電流和設(shè)定的保護(hù)電流進(jìn)行對比，當(dāng)電流瞬間高于設(shè)定值時監(jiān)測設(shè)備會自動報警斷開。監(jiān)測設(shè)備工作原理是當(dāng)在同一個故障中，監(jiān)測器可以通過在相鄰的兩個車站之間感受到的故障次數(shù)的不同從而判斷出故障的位置所在。

（2）單相電源接地問題。通常的鐵路電力線路在進(jìn)行單相接地故障檢測時使用中性不接地形式。如果發(fā)生單向接地時由于接地時電流變化不同所以在很大程度上增加了對于接地漏電的檢查難度。這中單相接地保護(hù)裝置根據(jù)不接地過程中電網(wǎng)中零序電流比沒有故障時電流小的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是還是存在著相應(yīng)的缺點(diǎn)，當(dāng)某一條線路過長是接地點(diǎn)的電阻比較大對于通過的電流大小變化不易檢測所以很容易造成設(shè)備的判斷不及時。所以在諧振接地電網(wǎng)中一般很少采用單相接地報警裝置。

4 增加鐵路遠(yuǎn)動系統(tǒng)的抗干擾辦法。

4.1 根據(jù)需要安裝電磁密封襯墊

鐵路電力系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過程中都存在一定的縫隙，可以通過添加一些彈性到點(diǎn)的電磁密封襯墊，這樣不僅起到了密封效果還增加了到點(diǎn)效果。縫隙之間接觸點(diǎn)面積的增加也在很大程度上減少了電磁波傳播過程中的損失。為了進(jìn)一步減少接觸面之間的阻抗值可以通過表面鍍錫處理來減少阻抗。

4.2 采取相應(yīng)的隔離辦法

電力列車在實(shí)際運(yùn)行過程中往往受到多方面因素的影響。為此，為了進(jìn)一步增加系統(tǒng)的安全性必須對這些干擾因素進(jìn)行處理。例如，在給列車進(jìn)行供電的過程中使用的交流電源功率比較大為此電源對于系統(tǒng)必然存在著一些干擾因素，所以為了排除電源對系統(tǒng)的干擾可以通過安裝隔壁變壓器。變壓器在進(jìn)行安裝過程中在初級和次級之間安裝屏蔽層這樣降低了分布電容的同時還在很大程度上增加了抗干擾能力。

5 結(jié)束語

一個國家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展離不開鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔窗l(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展10KV電力遠(yuǎn)動技術(shù)在鐵路上的使用越來越廣泛。系統(tǒng)的安全運(yùn)行離不開電力設(shè)備方面的穩(wěn)定運(yùn)行，如果局部的電力設(shè)備出問題必然會對鐵路安全系統(tǒng)帶來安全隱患。所以，鐵路10KV電力遠(yuǎn)動技術(shù)工程的發(fā)展對于鐵路的安全運(yùn)行起到了關(guān)鍵作用。

參考文獻(xiàn)

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[3]王小虎.電力系統(tǒng)自動化設(shè)備的電磁兼容技術(shù)[J].廣西水利水電，2009（03）：33.

篇10

論文摘要：電子線路CAD技術(shù)在高職的電子信息工程技術(shù)專業(yè)中是非常重要的一門課程，在電子設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)中都講用到該技術(shù)。電子線路CAD技術(shù)主要是用來繪制電路圖，并在計(jì)算機(jī)上利用該繪圖軟件對電路進(jìn)行排列，從而讓設(shè)計(jì)出的電路更加的美觀。本文主要是針對電子線路CAD技術(shù)在高職電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究。

對于高職學(xué)生而言，要學(xué)習(xí)的不僅僅是專業(yè)知識，動手能力是在學(xué)好專業(yè)知識的基礎(chǔ)上更高的一個層次，也是他們必須擁有的一種能力。在高職院校中，電子信息工程技術(shù)專業(yè)的學(xué)生經(jīng)常會遇到電子設(shè)計(jì)等問題，因此，在進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的時候需要用到的很多專業(yè)知識他們是必須掌握的。而電子線路CAD技術(shù)在電路板的制作方面的應(yīng)用就必不可少了。下面我們將對電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行研究與探索，說明電子線路CAD技術(shù)與電子設(shè)計(jì)的關(guān)系以及在電子設(shè)計(jì)中發(fā)揮的作用。

1、電子線路CAD技術(shù)與電子設(shè)計(jì)的關(guān)系

隨著電子技術(shù)的廣泛發(fā)展以及新型元器件和集成電路的廣泛應(yīng)用，電路在設(shè)計(jì)方面也越來越復(fù)雜與集成化，因此，對電路的要求也越來越精密。而為了達(dá)到電路在復(fù)雜與集成化方面的要求，在制作電路的時候單靠手工的操作已經(jīng)不能完成設(shè)計(jì)的目的了。所以，就產(chǎn)生了現(xiàn)在我們所用到的電子線路CAD技術(shù)。我們在電子設(shè)計(jì)過程中利用它就能達(dá)到電路所要求的精密度。

2、電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

電子線路CAD技術(shù)是使用當(dāng)前被廣泛應(yīng)用的計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)軟件，然后結(jié)合學(xué)過的專業(yè)知識進(jìn)行設(shè)計(jì)，以加快設(shè)計(jì)進(jìn)程、縮短設(shè)計(jì)周期、提高設(shè)計(jì)質(zhì)量等。電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要是一下幾個方面：

2.1 繪制電路圖

在進(jìn)行電子設(shè)計(jì)的過程中，要實(shí)現(xiàn)電路的功能最重要的就是編程，但是只有編程并不能完善整個設(shè)計(jì)，還需要有一個完善的電路來承載這個程序，讓它實(shí)現(xiàn)它本該實(shí)現(xiàn)的功能。在電子設(shè)計(jì)中，我們一般運(yùn)用的軟件是PROTEL，繪制電路原理圖的時候就會用到PROTEL的原理圖輸入功能。該繪圖軟件在電路原理圖輸入方面有著非常豐富的電子器件庫，能夠?yàn)槲覀冸娮釉O(shè)計(jì)的繪圖提供所需的各種電子器件。利用該軟件進(jìn)行電子設(shè)計(jì)確保了電路原理圖的精密度，并且繪制過程也更為方便。比如：我們在畫好一個元器件后，覺得它應(yīng)該放在其他的位置，則只要將它拖動到我們想要放置的位置即可。

2.2 計(jì)算機(jī)仿真

電子線路CAD技術(shù)在電子設(shè)計(jì)的應(yīng)用過程中還具備運(yùn)用其仿真的功能，檢查電路的功能是否達(dá)到了我們所預(yù)期的功能，并且能夠?qū)σ恍?shù)據(jù)進(jìn)行仿真，可進(jìn)一步對電路進(jìn)行分析。對于PROTEL軟件而言，在它的MULTISIM中有很多種仿真功能，這些仿真功能可以進(jìn)行直流工作電的分析、瞬態(tài)分析、溫度掃描分析、參數(shù)掃描分析、靈敏度分析、零極點(diǎn)分析、傅里葉變換分析、噪聲和失真度分析、最壞情況分析以及蒙特卡羅分析等。在進(jìn)行仿真的時候，我們首先要進(jìn)行一個功能仿真，大致了解一下該電路的功能是否達(dá)到了預(yù)期的功能，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真，對該電路進(jìn)行具體的分析，并改正錯誤的地方。在進(jìn)行仿真過后，分析結(jié)果一般都是以數(shù)值或波形的方式顯示出來。

2.3 PCB板的設(shè)計(jì)

PCB板是PROTEL軟件將電路原理圖進(jìn)行布線后的一種電路板。在進(jìn)行PCB板的設(shè)計(jì)之前，首先要將電路原理圖導(dǎo)入，而導(dǎo)入的電路原理圖必須是通過仿真的，而且電路原理圖中各元器件的電器特性必須與PCB板相同元器件的電器特性相同。最后，設(shè)計(jì)者就可以利用PCB板自動布線以及手動布線的功能對其進(jìn)行布線。采用該軟件對電路圖進(jìn)行布線，設(shè)計(jì)者可以先采用自動布線功能對電路進(jìn)行大致的布線，然后用手動布線功能對其進(jìn)行美化。這樣的過程能夠讓電路的布線更加美觀。

2.4 三維視圖

在將PCB板設(shè)計(jì)好之后，在這樣的繪圖軟件上都有三維視圖的菜單，只要點(diǎn)擊三維視圖的菜單就可以觀看設(shè)計(jì)電路板的三維視圖。

3、讓學(xué)生更好地掌握電子線路CAD技術(shù)

如上所述，掌握了電子線路CAD技術(shù)對于學(xué)生而言，可以更好地進(jìn)行電子線路方面的設(shè)計(jì)工作。但在學(xué)習(xí)這一項(xiàng)技術(shù)的過程中，我們往往會發(fā)現(xiàn)學(xué)生心有余而力不足。部分教材多以PROTEL軟件為藍(lán)本，介紹軟件的功能、菜單等，輔以一些應(yīng)用的例子。學(xué)生學(xué)習(xí)后多呈現(xiàn)一種臨時性的記憶，即在課程中會用，考核結(jié)束后在不長的時間后就不再掌握的現(xiàn)象。

解決這一問題的方法以，通過實(shí)踐我們認(rèn)為采用類似德國職業(yè)教育所推行的以行動為導(dǎo)向的項(xiàng)目教學(xué)法為好。其基本的思路是：

(1)先整體后具體：在學(xué)習(xí)CAD技術(shù)時，先期進(jìn)行總體介紹，讓學(xué)生有全局的認(rèn)識，打消畏難的情緒；而后開始進(jìn)入各項(xiàng)目的的學(xué)習(xí)實(shí)踐。

(2)先低頻后高頻：總體而言學(xué)生進(jìn)入學(xué)習(xí)后應(yīng)從簡而繁，低頻的一些電子產(chǎn)品其電路較之高頻的簡單，學(xué)習(xí)應(yīng)從其中入手。

(3)先規(guī)范后異型：突出異型電路板的設(shè)計(jì)制做，其目的是讓學(xué)生今后在實(shí)際工作中具有變通的能力，在CAD技術(shù)中也手工調(diào)整電路布局的精華所在。

(4)先單層后多層，先分立后貼片。此處不再綴言。

最后一點(diǎn)是，對于各個CAD制作的電路，不應(yīng)僅停留于電腦的設(shè)計(jì)，在教學(xué)的過程中應(yīng)讓學(xué)生的設(shè)計(jì)成為成品。這樣可使學(xué)習(xí)更為直觀，并更有成就感，隨之的效果是學(xué)生對學(xué)習(xí)到的技術(shù)彌久常新。當(dāng)然，這種做法也會使教學(xué)的成本大幅上揚(yáng)，但從人才培養(yǎng)的角度看，這樣的投入是值得的。

4、結(jié)語

在電子設(shè)計(jì)中運(yùn)用電子線路CAD技術(shù)，不僅解決了電子設(shè)計(jì)中電路原理圖繪制以及功能分析和布線方面的苦難。同時，讓學(xué)生通過在自主地進(jìn)行一些電子設(shè)計(jì)，并在的過程中運(yùn)用該技術(shù)，適于鍛煉他們使用電子線路CAD技術(shù)的實(shí)際能力并有助于其真正了解和掌握這一技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1]朱潔.電子線路CAD技術(shù)在高職電子信息工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2010，(15):55～57.