電路設(shè)計(jì)論文(6篇)：數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、海流計(jì)電路設(shè)計(jì)論文

電路設(shè)計(jì)論文(6篇)城軌車(chē)輛安全電路設(shè)計(jì)研究城軌車(chē)輛安全電路設(shè)計(jì)研究摘要：文章針對(duì)城軌車(chē)輛的編組及連掛運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，采用車(chē)鉤裝置內(nèi)部可控觸點(diǎn)來(lái)代替繼電器進(jìn)行安全電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛獨(dú)立運(yùn)行和連掛時(shí)安全回路的形成，使之滿足列車(chē)靈活編組時(shí)邏輯控制的需要。該設(shè)計(jì)可使安全回路更加簡(jiǎn)單、合理，從而提高系統(tǒng)的可靠性與可維護(hù)性。關(guān)鍵詞：城軌車(chē)輛；列車(chē)編組；繼電器；安全電路目前，絕大多數(shù)國(guó)內(nèi)外城軌車(chē)輛均采用固定編組或兩列車(chē)重聯(lián)的運(yùn)營(yíng)方式。在發(fā)車(chē)間隔相同的條件下，采用固定編組的列車(chē)只有一種運(yùn)營(yíng)模式，若按高峰客流配置列車(chē)編組，則在客流低峰時(shí)會(huì)造成列車(chē)運(yùn)力浪費(fèi)，增加運(yùn)營(yíng)成本；若按低峰客流配置列車(chē)編組，則在客流高峰時(shí)列車(chē)運(yùn)能不足，會(huì)導(dǎo)致人員擁擠，極易引發(fā)事故；采用兩列車(chē)重聯(lián)運(yùn)營(yíng)，可以適應(yīng)高峰客流及50%高峰客流的工況，但當(dāng)客流在50%~100%高峰客流之間變化時(shí)，列車(chē)必須以重聯(lián)方式運(yùn)營(yíng)，同樣造成運(yùn)力的浪費(fèi)和能耗的增加。另外，在遇到突發(fā)大客流(如特殊節(jié)假日客流超過(guò)普通高峰客流)的情況時(shí)，無(wú)論是固定編組列車(chē)還是重聯(lián)運(yùn)營(yíng)列車(chē)，同樣存在運(yùn)力不足的問(wèn)題；固定編組列車(chē)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，不方便在較短的線路上存放，會(huì)造成停車(chē)場(chǎng)空間的浪費(fèi)。因此采用可以由任意節(jié)數(shù)車(chē)輛組成的列車(chē)，不僅可以適應(yīng)1/N~100%高峰客流的工況(N為列車(chē)編組車(chē)輛數(shù)),而且對(duì)于突發(fā)大客流的情況，仍然可以通過(guò)增加列車(chē)編組的形式滿足運(yùn)能需求。軌道交通領(lǐng)域使用靈活編組設(shè)計(jì)的車(chē)輛目前還為數(shù)不多，國(guó)內(nèi)有上海軌道交通16號(hào)線、廣州市軌道交通三號(hào)線采用三節(jié)基本編組，可以實(shí)現(xiàn)三三連掛編組重聯(lián)運(yùn)營(yíng)，但沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)自由連掛；在出口土耳其的IZMIRL1E項(xiàng)目上實(shí)現(xiàn)了單節(jié)車(chē)連掛。而且，可靈活編組車(chē)輛在連掛運(yùn)行與解編運(yùn)行時(shí)，大多采用中間繼電器作為邏輯控制構(gòu)成閉環(huán)控制電路，因繼電器本身的特性導(dǎo)致其故障具有偶然性和不重復(fù)性，在繼電器數(shù)量比較多的情況下，故60%以上的故障是由繼電器故障引起。針對(duì)可靈活編組列車(chē)，筆者對(duì)2靈活編組列車(chē)安全電路設(shè)計(jì)列車(chē)安全電路的設(shè)計(jì)原則是：不管是單節(jié)車(chē)運(yùn)行還是連掛運(yùn)行，制動(dòng)。2.1單車(chē)運(yùn)行時(shí)列車(chē)安全電路設(shè)計(jì)。列車(chē)單節(jié)車(chē)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)安選擇開(kāi)關(guān)1”和“末端選擇開(kāi)關(guān)2”都置“合”位，可實(shí)現(xiàn)列車(chē)單節(jié)人工干預(yù)，方便快捷。2.2連掛運(yùn)行時(shí)列車(chē)安全電路設(shè)計(jì)車(chē)連掛運(yùn)行時(shí)安全電路原理如圖2所示。車(chē)輛連掛時(shí)，連掛端擇開(kāi)關(guān)1”和“末端選擇開(kāi)關(guān)2”都置“否”位，車(chē)輛非連掛端“末端選擇開(kāi)關(guān)1”和“末端選擇開(kāi)關(guān)2”都置“是”位，可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛連車(chē)末端選擇開(kāi)關(guān)1”的1/2觸點(diǎn)→車(chē)輛1的I端電氣車(chē)鉤閉合觸點(diǎn)→車(chē)輛1“列車(chē)末端選擇開(kāi)關(guān)1”的4/3觸點(diǎn)→車(chē)輛1緊急制動(dòng)按鈕→車(chē)輛1“列車(chē)末端選擇開(kāi)關(guān)2”的4/3觸點(diǎn)→車(chē)輛2“列車(chē)末端選擇開(kāi)關(guān)1”的6/5觸點(diǎn)→車(chē)輛2緊急制動(dòng)按鈕→車(chē)輛2“列車(chē)末端選擇開(kāi)關(guān)2”的2/1觸點(diǎn)→車(chē)輛2的Ⅱ端電氣車(chē)鉤閉合觸點(diǎn)→連掛車(chē)鉤→動(dòng)的部件(如緊急停車(chē)按鈕)或系統(tǒng)(如ATC系統(tǒng)和列車(chē)控制系統(tǒng))時(shí)間更快(一般繼電器或接觸器的反應(yīng)時(shí)間為30~50ms),可靠性會(huì)3傳統(tǒng)電路與新型電路比較的可控觸點(diǎn)(車(chē)輛連掛時(shí)斷開(kāi)，解編時(shí)閉合),實(shí)現(xiàn)4結(jié)束語(yǔ)道工程學(xué)報(bào)，2014(8):96-100.設(shè)計(jì)[J].電力機(jī)車(chē)與城軌車(chē)輛，2015(2):12-16.[3]徐安，王曰凡.城市軌道交通電力牽引[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2000.[4]丁榮軍.現(xiàn)代軌道牽引傳動(dòng)及控制技術(shù)研究與發(fā)展[J].機(jī)車(chē)電傳動(dòng)，2010(5):1-8.摘要：傳統(tǒng)機(jī)器人充電采用插拔式的充電方式，但由于多次的插拔導(dǎo)致接觸的磨損而接觸不良，造成機(jī)器人無(wú)法正常充電。本文針對(duì)機(jī)器人充電的特性研究一種基于單管耦合式的無(wú)線充電系統(tǒng)，利用單個(gè)開(kāi)關(guān)管實(shí)現(xiàn)逆變，再經(jīng)過(guò)耦合變壓器將能量傳輸至副邊再整流輸出為機(jī)器人充電。本文對(duì)機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分析了單管逆變器的工作模態(tài)，對(duì)單管逆變補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：智能高鐵；巡檢機(jī)器人；無(wú)線充電；單管逆變1無(wú)線充電技術(shù)概況目前的常用無(wú)線傳能技術(shù)有感應(yīng)耦合式、磁共振耦合式、電磁共振式等[1]。感應(yīng)耦合電能傳輸技術(shù)(InductivelyCoupledPowerTransmission,ICPT)是一種基于松耦合變壓器結(jié)構(gòu)的無(wú)線傳能技術(shù)，其工作頻率為10kHz-50kHz,具有電磁輻射小的特點(diǎn)，在距離較短時(shí)可實(shí)現(xiàn)高效率大功率能量傳輸，當(dāng)距幾千瓦，工作頻率(100kHz-50MHz)高于感應(yīng)式無(wú)線傳能，傳在10米以內(nèi)。電磁共振式無(wú)線傳能具有方向性，適用于中等距離的2021年青島大學(xué)率先開(kāi)始單管拓?fù)涞臒o(wú)線充電研究，目前已成功完最大傳輸效率達(dá)85%,并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)供電管理。2機(jī)器人無(wú)線充電技術(shù)概況3機(jī)器人無(wú)線充電電路設(shè)計(jì)電池安全穩(wěn)定充電。單管逆變ICPT充電系統(tǒng)主電路如圖1所示。將220V工頻電經(jīng)過(guò)不控整流單元轉(zhuǎn)化為直流電進(jìn)行L1、C1濾波，再由LS,再經(jīng)全橋整流和L2、C2濾波后輸出12V電壓U1為機(jī)器人充電。隨后電感Lp*向電容Cp進(jìn)行充電，在t4時(shí)刻，電流iLp*通過(guò)Vd和設(shè)計(jì)讓開(kāi)關(guān)管損耗變小，提高傳輸效率。3.2單管逆變補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的設(shè)用較多。針對(duì)巡檢機(jī)器人所需功率特征，因此采PP4無(wú)線充電技術(shù)發(fā)展思考將在汽車(chē)領(lǐng)域逐漸壯大。據(jù)市場(chǎng)數(shù)據(jù)分析表明，從現(xiàn)在開(kāi)始到2021去配合使用射頻電路[3-4],這些都給設(shè)計(jì)人員和設(shè)計(jì)工程師也帶來(lái)2射頻和微波PCB設(shè)計(jì)的技巧程師們帶來(lái)幫助。2.1保持完好、精準(zhǔn)正確的射頻形狀。射頻 210049)摘要：隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷的飛速量時(shí)間而且又不能保證正確率。但是如果能用高效率的設(shè)計(jì)工具，一方面能提高操作射頻和微波元素的能力，另一方面，設(shè)計(jì)人員和工程師可以花更多精力去開(kāi)發(fā)更多功能或者進(jìn)一步將設(shè)備尺寸縮小，與此同時(shí)這樣的工具也更能保證設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：射頻；微波；電路設(shè)計(jì)；倒角；via模式D01:10.16640/ki.37-1222/t.2017.24.113師們都十分想追求的。分析設(shè)計(jì)工具在創(chuàng)建Gerber檔時(shí)，可以通過(guò)強(qiáng)大的程序進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)線條寬度從而達(dá)到獲得尖拐角的目的(圖2)。圖2中，一個(gè)完美的PCB設(shè)計(jì)工具，應(yīng)該滿足一下幾個(gè)方面，如，會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)形狀的線型，或者可以準(zhǔn)確的計(jì)算線條寬度，這樣才能達(dá)到建立尖拐角的目的。2.3使用設(shè)計(jì)程序確?！霸O(shè)計(jì)即正確”一個(gè)合格的PCB設(shè)計(jì)工具需要滿足多項(xiàng)設(shè)計(jì)規(guī)則的設(shè)定：比如可以設(shè)定不同的via類型；可以控制從銅箔區(qū)域邊緣到via之間應(yīng)該有的長(zhǎng)度；via與via之間的長(zhǎng)度；甚至via模式的類型或者產(chǎn)生的Faradaycage都需要能夠被設(shè)定(圖3)。圖3中，利用PCB設(shè)計(jì)工具，設(shè)計(jì)人員可以設(shè)定產(chǎn)生via模式的為了盡可能的不出現(xiàn)錯(cuò)誤提高正確率、并且減輕工程師的工作量，PCB設(shè)計(jì)工具可以控制各種各樣的銅箔形狀的導(dǎo)入。例如，控制DXF檔中的層別，然后把它重新映像到CAD電氣系統(tǒng)層別，這樣的過(guò)程即可建立有效的銅箔形狀(圖1)。圖1中，如果使用者能控制DXF導(dǎo)入過(guò)程，錯(cuò)誤率大大降低了。2.2保留拐角形狀(其實(shí)工程師在設(shè)計(jì)銅箔形狀時(shí)，她們應(yīng)該關(guān)注的最重要的要點(diǎn)之一就是建立帶尖拐角的Gerber檔?？梢院?jiǎn)化這一過(guò)程的PCB設(shè)計(jì)工具是工程圖1設(shè)計(jì)工具減少人為錯(cuò)誤和誤差圖2有效的PCB設(shè)計(jì)工具能自管理模塊4部分組成，水上接收部分的主控芯片為意法半導(dǎo)體公低功耗MCU(STM32F103VE),通過(guò)3.2寸觸摸顯示屏上的鋰離子電2硬件電路設(shè)計(jì)耗27mA,是32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品之一，相當(dāng)于0.375mA/MHz。水下部分電路主要有主控電路、流速測(cè)量電路、姿態(tài)解算電路、采集電路5部分組成。2.1.2姿態(tài)解算電路本設(shè)計(jì)采用InvenSense公司的整合性6軸(3軸陀螺儀、3軸加速度計(jì))運(yùn)動(dòng)處理組件MPU-6050和Honeywell公司的3軸數(shù)字羅盤(pán)2.1.3電源電路池電壓及充電電流變化使鋰離子電池充電過(guò)程自動(dòng)在涓流充電、恒流充電、恒壓充電、充電終止這四個(gè)充電過(guò)程切換，避免了處理器的參與，減少處理器的負(fù)擔(dān)；采用TexasInstruments公司的單節(jié)鋰離子電池電量檢測(cè)和保護(hù)芯片BQ28Z560-R1,該芯片使用德州儀器ImpedanceTrackTM精確電量計(jì)算算法來(lái)報(bào)告電池狀態(tài)，同時(shí)提供續(xù)航時(shí)間(分鐘),充電所需時(shí)間(分鐘)、電池電壓和電池溫度等信息，此外該芯片還提供短路、過(guò)流充電和放電、過(guò)度充電和放電保護(hù)功能；采用LINEAR公司的寬輸入電壓同步降壓-升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，該芯片可由動(dòng)態(tài)輸入電壓(1.8~5.5V)獲得穩(wěn)壓輸出，特別適合于鋰離子電池放電特點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)先升壓再降壓的電路設(shè)計(jì)，降低了功2.1.4壓力、溫度采集電路設(shè)計(jì)探測(cè)器所處的深度及該深度下的溫度同樣是海流計(jì)所需的數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)采用MeasurementSpeclalties公司的工作深度0~3000m,高精度壓力傳感器89-03KA-4R,為了降低功耗每隔一段時(shí)間T單片機(jī)置位一次，BOOST管腳STM32采集LiPRESSURE管腳上電壓，經(jīng)轉(zhuǎn)化得到深度H。溫度傳感器采用pt100經(jīng)24位模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7714轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，STM32采集數(shù)字信號(hào)，再轉(zhuǎn)化為溫度數(shù)據(jù)。為了提高精度，本設(shè)計(jì)采用高性能穩(wěn)壓芯片壓力提供參考電壓，采用耦合電路避免處理器數(shù)字信號(hào)干擾。壓力采集電路如圖7所示。2.2水上電路設(shè)計(jì)水上電路主要有主控電路、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路、無(wú)線充電電路、顯示觸摸電路4部分組成。無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸電路采用GFSK單片式收發(fā)3軟件設(shè)計(jì)溫度等信息，并將數(shù)據(jù)增加時(shí)間戳后存儲(chǔ)到SD卡9所示。3.2水上接收電路軟件設(shè)計(jì)4結(jié)果與討論本設(shè)計(jì)的電路經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，設(shè)備可連續(xù)運(yùn)行1個(gè)月，姿態(tài)角測(cè)量精度可達(dá)到±1°,此外本設(shè)計(jì)采用無(wú)線充電和無(wú)線傳輸技術(shù)，降Proteus軟件是英國(guó)LabCenterElectronics公司出版的EDA工具[2]李曉虹.基于Proteus仿真軟件摘要：以黑龍江大學(xué)為例，對(duì)基于翻轉(zhuǎn)課堂的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行研究。目前，實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法有待改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)課程考核機(jī)制單一，應(yīng)通過(guò)課堂翻轉(zhuǎn)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和模式進(jìn)行改革，完善考核機(jī)制，注重學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，深層次理解所學(xué)知識(shí)，提高翻轉(zhuǎn)課堂作為一種新型教學(xué)模式，它的核心理念是學(xué)生在進(jìn)行某一課程學(xué)習(xí)時(shí)，將課堂時(shí)間與課下時(shí)間翻轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高課堂時(shí)間利用率。這種教學(xué)模式翻轉(zhuǎn)了傳統(tǒng)的教學(xué)理念、教學(xué)流程及教學(xué)參與者的角色，可以在很大程度上提高課堂時(shí)間利用率，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生討論、分析和解決問(wèn)題的能力[1]。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式無(wú)法完全適應(yīng)當(dāng)前集成電路人才培養(yǎng)的要求。擬從黑龍江大學(xué)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程為切入點(diǎn)，研究基于翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以培養(yǎng)具有扎實(shí)專業(yè)知識(shí)、專業(yè)技能、創(chuàng)新精神的人才為目標(biāo)，致力于為黑龍江大學(xué)在滿足社會(huì)需求的高校人才培養(yǎng)方案的制定與實(shí)施歷程中探索行之有效的方法。1數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)現(xiàn)狀數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)課程為黑龍江大學(xué)集成電路專業(yè)學(xué)生本科階段的必修課。傳統(tǒng)的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程可使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，熟練軟件使用過(guò)程，增強(qiáng)動(dòng)手操作能力，但還存在如下三方面問(wèn)題：A.實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法有待改進(jìn)。在傳統(tǒng)的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，上課前，學(xué)生基本不了解實(shí)驗(yàn)儀器和軟件，也不清楚實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容。課程開(kāi)始后，教師需要把相應(yīng)理論知識(shí)、儀器操作和軟件使用等內(nèi)容一一講授清楚，在有限學(xué)時(shí)內(nèi)，更多的講授時(shí)間就壓縮了學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和探索更深入問(wèn)題的時(shí)間，不利于學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。B.實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單。目前，黑龍江大學(xué)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容較為基礎(chǔ)，基本單元電路的設(shè)計(jì)仿真占比較大，開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不多。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要涉及比較器、編碼器和加法器等基礎(chǔ)門(mén)電85路的仿真，學(xué)生使用ModelSim軟件通過(guò)Verilog語(yǔ)言編寫(xiě)相應(yīng)電路的網(wǎng)表，然后編寫(xiě)對(duì)應(yīng)testbench文件并進(jìn)行仿真驗(yàn)證所寫(xiě)電路網(wǎng)表功能的正確性。這類基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生熟練掌握編程語(yǔ)言和軟件使用，并加深對(duì)基本單元電路的理解，但內(nèi)對(duì)于學(xué)生設(shè)計(jì)綜合能力的進(jìn)一步培養(yǎng)還有所欠缺。C.實(shí)驗(yàn)課程考核機(jī)制單一。傳統(tǒng)數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的考核成績(jī)只做為其理論課程總成績(jī)的一小部分。黑龍江大學(xué)的數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程的考核形式一般為學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)課程中是否完成了幾項(xiàng)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容完成后所得成績(jī)的疊加即為該門(mén)實(shí)驗(yàn)課程的總成績(jī)。由于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容具有固定性和同一性，成績(jī)較好的學(xué)生快速完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后難于進(jìn)一步進(jìn)行探索研究，這種簡(jiǎn)單的考核方式無(wú)法很好反映出學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)技能的梯度，也不利于學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)新型思維進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，阻礙了學(xué)生的實(shí)踐能力發(fā)展。2基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的改革探索并最終解決問(wèn)題[2]。這種翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改變了傳統(tǒng)課堂的教升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量[3]。B.實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容和模式改革。實(shí)驗(yàn)課程對(duì)3結(jié)語(yǔ)數(shù)碼管顯示、LED跑馬燈、頻率計(jì)等基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，獨(dú)立電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目也應(yīng)利用該平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)展。這對(duì)于提高學(xué)生的數(shù)字電路設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手實(shí)踐能力和掌握FPGA開(kāi)發(fā)過(guò)程具有重要意義。C.完善實(shí)驗(yàn)課程考核機(jī)制，注重