电路设计心得体会

电路设计心得体会
电路设计心得体会

学习使用Protel 99电路设计软件心得体会

通过这两天的计算机电路辅助设计实习,对Protel 99有了一个比较全面地了解并掌握了一些基本的绘制和编辑电路原理图方法、技巧,并能处理一些常见问题。在对protel软件的学习中,我有不少心得体会,下面我就谈一下我的学习体会。

1.对学习使用Protel 99电路设计软件有了比较初步认识,文无论是档组织结构、文件管理、还是工作界面管理,这帮助了我更好更快的熟练的掌握Protel 99电路设计的使用方法和操作过程。

2. 设计电路原理图

电路原理图的设计是整个电路设计的基础,因此电路原理图要设计好,以免影响后面的设计工作。电路原理图的设计一般有如下步骤:

(1)设置原理图设计环境;(2)放置元件;(3)原理图布线;(4)编辑和调整;

(5)检查原理图;(6)生成网络表。

1)设计图纸大小

首先要构思好零件图,设计好图纸大小。图纸大小是根据电路图的规模和复杂程度而定的,设置合

适的图纸大小是设计好原理图的第一步,确定整个电路图的总体布局。

2)设置protel 99 se/Schematic设计环境

包括设置格点大小和类型,光标类型等等,大多数参数也可以使用系统默认值,并在电路图中

明地址和类别,对原理图有比较详尽的注解。

3)放置好元器件并连线

用户根据电路图的需要,将零件从零件库里取出放置到图纸上,并对放置零件的序号、零件封装进行定义和设定等工作根据实际电路的需要,然后用元件管理器的Place按钮将元件放置在工作平面上,再根据元件之间的走线把元件调整好。

利用protel 99 se/Schematic提供的各种工具,将图纸上的元件用具有电气意义的导线、符号连接起来,构成一个完整的原理图调整一些元件的位置,把某些元件进行水平或垂直排列,并用鼠标拖动元件来调整好元件间的距离,也可在编辑元件时用鼠标左键双击元件,这时会弹出关于元件属性的对话框,可以修改其中的选项,从而对元件进行必要的编辑,还可以使用Edit/Move子菜单中的各命令来实现。放置输入输出端口。执行菜单命令Place/Port或从Wiring Tools工具条中选取放置输入输出端口命令,在合适位置放置

好,并与相应电气点连接好。

4)调整线路

将初步绘制好的电路图作进一步的调整和修改,使得原理图更加美观

3. 随着电子工业的飞速发展,电路设计越来越复杂,手工设计越来越难以适应形势发展的需要,Protel 99 SE以其强大的功能、快捷实用的操作界面及良好的开放性,为设计者提供了现代电子设计手段,使设计者能快捷、准确地设计出满意的电路原理图和印刷电路板,不愧是从事电路设计的一个良好的工具。

电气原理图设计方法及实例分析

电气原理图设计方法及实例分析 【摘要】本文主要对电气原理图绘制的要求、原则以及设计方法进行了说明,并通过实例对设计方法进行了分析。 【关键词】电气原理图;设计方法;实例 继电-接触器控制系统是由按钮、继电器等低压控制电器组成的控制系统,可以实现对 电力拖动系统的起动、调速等动作的控制和保护,以满足生产工艺对拖动控制的要求。继电-接触器控制系统具有电路简单、维修方便等许多优点,多年来在各种生产机械的电气控制 中获得广泛的应用。由于生产机械的种类繁多,所要求的控制系统也是千变万化、多种多样的。但无论是比较简单的,还是很复杂的控制系统,都是由一些基本环节组合而成。因此本节着重阐明组成这些控制系统的基本规律和典型电路环节。这样,再结合具体的生产工艺要求,就不难掌握控制系统的分析和设计方法。 一、绘制电气原理图的基本要求 电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成,从而实现对某种设备的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、研究分析、安装调试、使用和维修,需要将电气控制系统中各电气元件及其相互连接关系用国家规定的统一图形符号、文字符号以图的形式表示出来。这种图就是电气控制系统图,其形式主要有电气原理图和电气安装图两种。 安装图是按照电器实际位置和实际接线电路,用给定的符号画出来的,这种电路图便于安装。电气原理图是根据电气设备的工作原理绘制而成,具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。绘制电气原理图应按GB4728-85、GBTl59-87等规定的标 准绘制。如果采用上述标准中未规定的图形符号时,必须加以说明。当标准中给出几种形式时,选择符号应遵循以下原则: ①应尽可能采用优选形式; ②在满足需要的前提下,应尽量采用最简单形式; ③在同一图号的图中使用同一种形式。 根据简单清晰的原则,原理图采用电气元件展开的形式绘制。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点,但并不按照电气元件的实际位置来绘制,也不反映电气元件的大小。由于电气原理图具有结构简单、层次分明、适于研究等优点,所以无论在设计部门还是生产现场都得到广泛应用。 控制电路绘制的原则: ①原理图一般分主电路、控制电路、信号电路、照明电路及保护电路等。 ②图中所有电器触头,都按没有通电和外力作用时的开闭状态(常态)画出。 ③无论主电路还是辅助电路,各元件应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。 ④为了突出或区分某些电路、功能等,导线符号、连接线等可采用粗细不同的线条来表示。 ⑤原理图中各电气元件和部件在控制电路中的位置,应根据便于阅读的原则安排。同一电气元件的各个部件可以不画在一起,但必须采用同一文字符号标明。 ⑥原理图中有直接电联系的交叉导线连接点,用实心圆点表示;可拆卸或测试点用空心圆点表示;无直接电联系的交叉点则不画圆点。 ⑦对非电气控制和人工操作的电器,必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式。 ⑧对于电气控制有关的机、液、气等装置,应用符号绘出简图,以表示其关系。 二、分析设计法及实例设计分析 根据生产工艺要求,利用各种典型的电路环节,直接设计控制电路。这种设计方法比较简单,但要求设计人员必须熟悉大量的控制电路,掌握多种典型电路的设计资料,同时具有丰富的设计经验,在设计过程中往往还要经过多次反复地修改、试验,才能使电路符合设计

(完整版)集成电路设计复习题及解答

集成电路设计复习题 绪论 1.画出集成电路设计与制造的主要流程框架。 2.集成电路分类情况如何? 集成电路设计 1.层次化、结构化设计概念,集成电路设计域和设计层次 2.什么是集成电路设计?集成电路设计流程。 (三个设计步骤:系统功能设计逻辑和电路设计版 图设计) 3.模拟电路和数字电路设计各自的特点和流程 4.版图验证和检查包括哪些内容?如何实现? 5.版图设计规则的概念,主要内容以及表示方法。为什么需要指定版图设计规则? 6.集成电路设计方法分类? (全定制、半定制、PLD) 7.标准单元/ 门阵列的概念,优点/缺点,设计流程 8.PLD设计方法的特点,FPGA/CPLD的概念 9.试述门阵列和标准单元设计方法的概念和它们之间的异同点。 10.标准单元库中的单元的主要描述形式有哪些?分别在IC设计的什么阶段应用? 11.集成电路的可测性设计是指什么? Soc设计复习题 1. 什么是SoC? 2. SoC设计的发展趋势及面临的挑战? 3. SoC设计的特点? 4. SoC设计与传统的ASIC设计最大的不同是什么? 5. 什么是软硬件协同设计? 6. 常用的可测性设计方法有哪些? 7. IP 的基本概念和IP分类 8. 什么是可综合RTL代码? 9. 么是同步电路,什么是异步电路,各有什么特点? 10. 逻辑综合的概念。 11. 什么是触发器的建立时间( Setup Time ),试画图进行说明。 12. 什么是触发器的保持时间( Hold Time ),试画图进行说明。 13. 什么是验证,什么是测试,两者有何区别? 14. 试画图简要说明扫描测试原理。

绪论 1、画出集成电路设计与制造的主要流程框架。 2、集成电路分类情况如何? 双极型 数字模拟混合电路按应用领域分类 集成电路设计 1.层次化、结构化设计概念,集成电路设计域和设计层次分层分级设计和模块化设计.将一个复杂的集成电路系统的设计问题分解为复杂性较低的设计级别,集成电路MSI 按规模分 LSI 类VLSI ULSI GSI 数字电 按功能分类模拟电 路组合逻辑电路 路时序逻辑电路 路线性电路 路非线性电路 单片集成 按结构分类 混合集 成 SSI PMOS 电M路OS 型NMOS CMOS B iMOS B iMOS 型 B iCMOS 电 厚路膜混合集 成 电路 薄路膜混合集 成 电路

电子电路设计软件

电子电路设计软件 我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。但是有的时候,我们会发现做出来的东西有很多的问题,事先并没有想到,这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。而且增加了产品的开发周期和延续了产品的上市时间从而使产品失去市场竞争优势。有没有能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法呢?结论是有,这就是电路设计与仿真技术。 说到电子电路设计与仿真工具这项技术,就不能不提到美国,不能不提到他们的飞机设计为什么有很高的效率。以前我国定型一个中型飞机的设计,从草案到详细设计到风洞试验再到最后出图到实际投产,整个周期大概要10年。而美国是1年。为什么会有这样大的差距呢?因为美国在设计时大部分采用的是虚拟仿真技术,把多年积累的各项风洞实验参数都输入电脑,然后通过电脑编程编写出一个虚拟环境的软件,并且使它能够自动套用相关公式和调用长期积累后输入电脑的相关经验参数。这样一来,只要把飞机的外形计数据放入这个虚拟的风洞软件中进行试验,哪里不合理有问题就改动那里,直至最佳效果,效率自然高了,最后只要再在实际环境中测试几次找找不足就可以定型了,从他们的波音747到F16都是采用的这种方法。空气动力学方面的数据由资深专家提供,软件开发商是IBM,飞行器设计工程师只需利用仿真软件在计算机平台上进行各种仿真调试工作即可。同样,他们其他的很多东西都是采用了这样类似的方法,从大到小,从复杂到简单,甚至包括设计家具和作曲,只是具体软件内容不同。其实,他们发明第一代计算机时就是这个目的(当初是为了高效率设计大炮和相关炮弹以及其他计算量大的设计)。 电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE;multiSIM7;Matlab;SystemView;MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark等。下面简单介绍前三个软件。 ①SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis):是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件,1998年被定为美国国家标准。1984年,美国MicroSim 公司推出了基于SPICE的微机版PSPICE(Personal-SPICE)。现在用得较多的是PSPICE6.2,可以说在同类产品中,它是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA软件,在国内普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真,都可以得到精确的仿真结果,并可以自行建立元器件及元器件库。 ②multiSIM(EWB的最新版本)软件:是Interactive Image Technologies Ltd在20世纪末推出的电路仿真软件。其最新版本为multiSIM7,目前普遍使用的是multiSIM2001,相对于其它EDA软件,它具有更加形象直观的人机交互界面,特别是其仪器仪表库中的各仪器仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样,但它对模数电路的混合仿真功能却毫不逊色,几乎能够100%地仿真出真实电路的结果,并且它在仪器仪表库中还提供了万用表、信号发生器、瓦特表、双踪示波器(对于multiSIM7还具有四踪示波器)、波特仪(相当实际中的扫频仪)、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪、网络分析仪和电压表及电流表等仪器仪表。还提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件,比如电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。数字电路方面有74系列集成电路、4000系列集成电路、等等还支持自制元器件。MultiSIM7还具有I-V分析仪(相当于真实环境中的晶体管特性图示仪)和Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent 示波器和动态逻辑平笔等。同时它还能进行VHDL仿真和Verilog HDL仿真。 ③MATLAB产品族:它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块,包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设计。它具有数据采集、报告生成和

电子技术课程设计的基本方法和步骤模板

电子技术课程设计的基本方法和步骤

电子技术课程设计的基本方法和步骤 一、明确电子系统的设计任务 对系统的设计任务进行具体分析, 充分了解系统的性能、指标及要求, 明确系统应完成的任务。 二、总体方案的设计与选择 1、查阅文献, 根据掌握的资料和已有条件, 完成方案原理的构想; 2、提出多种原理方案 3、原理方案的比较、选择与确定 4、将系统任务的分解成若干个单元电路, 并画出整机原理框图, 完成系统的功能设计。 三、单元电路的设计、参数计算与器件选择 1、单元电路设计 每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务, 详细拟订出单元电路的性能指标, 与前后级之间的关系, 分析电路的组成形式。具体设计时, 能够模拟成熟的先进电路, 也能够进行创新和改进, 但都必须保证性能要求。而且, 不但单元电路本身要求设计合理, 各单元电路间也要相互配合, 注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2、参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求, 就需要用电子技术知识对参数进行计算, 例如放大电路中各电阻值、放大倍数、振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理, 正确利用计算公式, 计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时, 同一个电路可能有几组数据, 注意选择一组能完成

电路设计功能、在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: (1)元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。 (2)元器件的极限必须留有足够的裕量, 一般应大于额定值的 1.5倍。 (3)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3、器件选择 ( 1) 阻容元件的选择 电阻和电容种类很多, 正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同, 有些电路对电容的漏电要求很严, 还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高, 例如滤波电路中常见大容量( 100~3000uF) 铝电解电容, 为滤掉高频一般还需并联小容量( 0.01~0.1uF) 瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件, 并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 ( 2) 分立元件的选择 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件类型不同, 注意事项也不同。 ( 3) 集成电路的选择 由于集成电路能够实现很多单元电路甚至整机电路的功能, 因此选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活, 它不但使系统体积缩小, 而且性能可靠, 便于调试及运用, 在设计电路时颇受欢迎。选用的集成电路不但要在功能和特性上实现设计方案, 而且要满足功耗、电压、速度、价格等方面要求。 4、注意单元电路之间的级联设计, 单元电路之间电气性能的 相互匹配问题, 信号的耦合方式

集成电路设计基础复习分析

1、解释基本概念:集成电路,集成度,特征尺寸 参考答案: A、集成电路(IC:integrated circuit)是指通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互连,“集成”在一块半导体晶片(如硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能的集成块。 B、集成度是指在每个芯片中包含的元器件的数目。 C、特征尺寸是代表工艺光刻条件所能达到的最小栅长(L)尺寸。 2、写出下列英文缩写的全称:IC,MOS,VLSI,SOC,DRC,ERC,LVS,LPE 参考答案: IC:integrated circuit;MOS:metal oxide semiconductor;VLSI:very large scale integration;SOC:system on chip;DRC:design rule check;ERC:electrical rule check;LVS:layout versus schematic;LPE:layout parameter extraction 3、试述集成电路的几种主要分类方法 参考答案: 集成电路的分类方法大致有五种:器件结构类型、集成规模、使用的基片材料、电路功能以及应用领域。根据器件的结构类型,通常将其分为双极集成电路、MOS集成电路和Bi-MOS集成电路。按集成规模可分为:小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。按基片结构形式,可分为单片集成电路和混合集成电路两大类。按电路的功能将其分为数字集成电路、模拟集成电路和数模混合集成电路。按应用领域划分,集成电路又可分为标准通用集成电路和专用集成电路。 4、试述“自顶向下”集成电路设计步骤。 参考答案: “自顶向下”的设计步骤中,设计者首先需要进行行为设计以确定芯片的功能;其次进行结构设计;接着是把各子单元转换成逻辑图或电路图;最后将电路图转换成版图,并经各种验证后以标准版图数据格式输出。 5、比较标准单元法和门阵列法的差异。 参考答案: 标准单元方法设计与门阵列法基本的不同点有:(1) 在门阵列法中逻辑图是转换成门阵列所具有的单元或宏单元,而标准单元法则转换成标准单元库中所具有的标准单元。(2) 门阵列设计时首先要选定某一种门复杂度的基片,因而门阵列的布局和布线是在最大的门数

微电子电路课程设计

课程设计报告 微电子电路 带有源负载的共源极放大器与带有源负载的cascode 放大器 集成电路设计 目录 1.课程设计目的···································页码3 2.课程设计题目描述和要求·························页码3 3.设计思路·······································页码4 4.带有源负载的共源极放大器设计过程及结果·········页码5 5.带有源负载的cascode放大器设计过程及结果·······页码7 6.心得体会·······································页码9 7.参考书目·······································页码9

2 1.课程设计目的 深刻理解课本上学到的知识,建立各个章节的知识体系之间的联系。 加强动手能力和运用课本知识理论解决问题的能力。 对于放大器的性能和参数有更深刻的理解和掌握。 2.课程设计题目描述和要求 分析如图这样的带有源负载的共源极放大器与带有源负载的cascode 放大器的开环增益,3dB 频宽,单位增益频率。其中负载电容为3PF ,电源电压为5V ,要求CS 放大器的开环增益大于30dB ,cascode 放大器的开环增益大于60 dB 。对仿真结果进行分析,功耗小于2mW 。 Vdd C

3 Vdd C 3.设计思路:根据题目要求来计算以cs 放大器为例 ⑴功率不超过2mW ,电源为 5v ,得到总电流不能超过400uA 。 ⑵开始分配给ID 的电流为50u 运用了镜像电流源,电流大小之比为2,在长度一定时候的宽度之比也是2,故在右边电路的id 为100u ⑶根据公式 对于n 管来说,预估一个过驱动电压0.4v (大约0.2-0.5v )均可。计算出来n 管宽长比为11.26,取11。因为实验中给定了n 管的阈值电压为0.723v ,所以,可以确定栅源电压为1.1v 左右。 对于p 管来说,预估一个过驱动电压为0.5v (大约0.2-0.5v )均可。经过计算,p 管的宽长比为11.59,取12 。

本质安全型电气设备防爆原理

编号:SY-AQ-07677 ( 安全管理) 单位:_____________________ 审批:_____________________ 日期:_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 本质安全型电气设备防爆原理Explosion proof principle of intrinsically safe electrical equipment

本质安全型电气设备防爆原理 导语:进行安全管理的目的是预防、消灭事故,防止或消除事故伤害,保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中,虽然都是为了达到安全管理的目的,但是对生产因素状态的控制,与安全管理目的关 系更直接,显得更为突出。 本质安全型电气设备的防爆原理是:通过限制电气设备电路的各种参数,或采取保护措施来限制电路的火花放电能量和热能,使其在正常工作和规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃周围环境的爆炸性混合物,从而实现了电气防爆,这种电气设备的电路本身就具有防爆性能,也就是从“本质”上就是安全的,故称为本质安全型(以下简称本安型)。采用本安电路的电气设备称为本质安全型电气设备。由于本安型电气设备的电路本身就是安全的,所产生的火花、电弧和热能都不能引燃周围环境爆炸性混合物,因此本安型电气设备不需要专门的防爆外壳,这样就可以缩小设备的体积和重量,简化设备的结构。同时,本安型电气设备的传输线可以用胶质线和裸线,可以节省大量电缆。因此,本安型电气设备具有安全可靠、结构简单、体积小、重量轻、造价低、制造维修方便等优点,是一种比较理想的防爆电气设备。但由于本安型电气设

电子系统设计的基本原则和方法

电子系统设计的基本原则和设计方法 一、电子系统设计的基本原则: 电子电路设计最基本的原则应该使用最经济的资源实现最好的电路功能。具体如下: 1、整体性原则 在设计电子系统时,应当从整体出发,从分析电子电路整体内部各组成元件的关系以及电路整体与外部环境之间的关系入手,去揭示与掌握电子系统整体性质,判断电子系统类型,明确所要设计的电子系统应具有哪些功能、相互信号与控制关系如何、参数指标在那个功能模块实现等,从而确定总体设计方案。 整体原则强调以综合为基础,在综合的控制与指导下,进行分析,并且对分析的结果进行恰当的综合。基本的要点是:(1)电子系统分析必须以综合为目的,以综合为前提。离开了综合的分析是盲目的,不全面的。(2)在以分析为主的过程中往往包含着小的综合。即在对电子系统各部分进行分别考察的过程中,往往也需要又电子局部的综合。(3)综合不许以分析为基础。只有对电子系统的分析了解打到一定程度以后,才能进行综合。没有详尽以分析电子系统作基础,综合就是匆忙的、不坚定的,往往带有某种主管臆测的成分。 2、最优化原则 最优化原则是一个基本达到设计性能指标的电子系统而言的,由于元件自身或相互配合、功能模块的相互配合或耦合还存在一些缺陷,使电子系统对信号的传送、处理等方面不尽完美,需要在约束条件的限制下,从电路中每个待调整的原器件或功能模块入手,进行参数分析,分别计算每个优化指标,并根据有忽而

指标的要求,调整元器件或功能模块的参数,知道目标参数满足最优化目标值的要求,完成这个系统的最优化设计。 3、功能性原则 任何一个复杂的电子系统都可以逐步划分成不同层次的较小的电子子系统。仙子系统设计一般先将大电子系统分为若干个具有相对独立的功能部分,并将其作为独立电子系统更能模块;再全面分析各模块功能类型及功能要求,考虑如何实现这些技术功能,即采用那些电路来完成它;然后选用具体的实际电路,选择出合适的元器件,计算元器件参数并设计个单元电路。 4、可靠性与稳定性原则 电子电路是各种电气设备的心脏,它决定着电气设备的功能和用途,尤其是电气设备性能的可靠性更是由其电子电路的可靠性来决定的。电路形式及元器件选型等设计工作,设计方案在很大程度上也就决定可靠性,在电子电路设计时应遵循如下原则:只要能满足系统的性能和功能指标就尽可能的简化电子电路结构;避免片面追求高性能指标和过多的功能;合理划分软硬件功能,贯彻以软代硬的原则,使软件和硬件相辅相成;尽可能用数字电路代替模拟电路。影响电子电路可靠性的因素很多,在发生的时间和程度上的随机性也很大,在设计时,对易遭受不可靠因素干扰的薄弱环节应主动地采取可靠性保障措施,使电子电路遭受不可靠因素干扰时能保持稳定。抗干扰技术和容错设计是变被动为主动的两个重要手段。 5、性能与价格比原则 在当今竞争激烈的市场中,产品必须具有较短的开发设计周期,以及出色的性能和可靠性。为了占领市场,提高竞争力,所设计的产品应当成本低、性能好、

本质安全电路设计要求

本质安全电路设计要求 发布时间:2009-8-26 16:21:16 阅读:935次 本质安全电路设计要求 本质安全型:是指电路、系统及设备在正常状态下和规定的故障状态下,产生的任何电火花或任何热效应都不能引起规定的爆炸混合物爆炸的电气设备。这个定义中的正常状态是指电气设备在设计规定条件下的正常工作(试验时在试验装置中产生的短路或断路视为正常状态);故障状态是指在试电路,非保护性元件损坏或产生短路、断路、接地及电源故障等情况。这种设备的防爆原理,就是设法减小电路火花的能量及元件上的温度(其方法就是降低电源电压、减小电路电流,采用适当的电气元件及其参数),使其不能点燃矿井中爆炸混合物,达到防爆的目的。 由于这类设备产生的明火花不点燃爆炸性混合物,因此它的优点很多,体积小、重量轻,便于携带,而且安全程度高。 要使电路火花不点燃爆炸性混合物,那么这种电路就只能是弱电系统。因此,本质安全型电气系统和设备,主要是用于控制、通讯、信号、测量、和监视方面。 一、基本要求 本质安全电路应满足以下基本要求: 1.本安电路与非本安电路在同一隔爆外壳内布置时,最基本要求是分开布置。 为了保证本安型系统的安全,免受非本安系统的影响,要求分开布置是非常必要的。在产品设计和装配中,必须注意这个问题。然而,由于在隔爆外壳内空间和位置都受到了限制,所以分开布置也只能是相对的,不是绝对的。我们应该在有限的空间内合理布置,力求本安系统与非本安系统分开要符合GB3836.4-2000的要求。为了保证质量,除了外观检查外,还应把本安参数检查耐压试验列入产品出厂试验项目。一般,当本安系统与非本安系统在电路上有连接时,应采取隔离措施,并按标准进行耐压试验。其次,为了易于辨别,安全火花电路用的连接导线用蓝色,接线端子应有“i”标志。 2.本质安全设备的温度组别应按6.2和GB3836.1-2000中第5章规定,以避免热表面引起点燃。温度组别不适用于关联设备。 3.电气参数要求,系统或设备必须经过防爆检验单位检查和试验,证明它在正常状态和故障状态下的明火花不会点燃爆炸性混合物。 注:

电子电路设计的一般方法和步骤

电子电路设计的一般方法与步骤 一、总体方案的设计与选择 1.方案原理的构想 (1)提出原理方案 一个复杂的系统需要进行原理方案的构思,也就是用什么原理来实现系统要求。因此,应对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究,找出其关键问题是什么,然后根据此关键问题提出实现的原理与方法,并画出其原理框图(即提出原理方案)。提出原理方案关系到设计全局,应广泛收集与查阅有关资料,广开思路,开动脑筋,利用已有的各种理论知识,提出尽可能多的方案,以便作出更合理的选择。所提方案必须对关键部分的可行性进行讨论,一般应通过试验加以确认。 (2)原理方案的比较选择 原理方案提出后,必须对所提出的几种方案进行分析比较。在详细的总体方案尚未完成之前,只能就原理方案的简单与复杂,方案实现的难易程度进行分析比较,并作出初步的选择。如果有两种方案难以敲定,那么可对两种方案都进行后续阶段设计,直到得出两种方案的总体电路图,然后就性能、成本、体积等方面进行分析比较,才能最后确定下来。 2.总体方案的确定 原理方案选定以后,便可着手进行总体方案的确定,原理方案只着眼于方案的原理,不涉及方案的许多细节,因此,原理方案框图中的每个框图也只是原理性的、粗略的,它可能由一个单元电路构成,亦可能由许多单元电路构成。为了把总体方案确定下来,必须把每一个框图进一步分解成若干个小框,每个小框为一个较简单的单元电路。当然,每个框图不宜分得太细,亦不能分得太粗,太细对选择不同的单元电路或器件带来不利,并使单元电路之间的相互连接复杂化;但太粗将使单元电路本身功能过于复杂,不好进行设计或选择。总之,

应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发,恰当地分解框图。 二、单元电路的设计与选择 1.单元电路结构形式的选择与设计 按已确定的总体方案框图,对各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。因此,必须根据系统要求,明确功能框对单元电路的技术要求,必要时应详细拟定出单元电路的性能指标,然后进行单元电路结构形式的选择或设计。 满足功能框要求的单元电路可能不止一个,因此必须进行分析比较,择优选择。 2.元器件的选择 (1)元器件选择的一般原则 元器件的品种规格十分繁多,性能、价格和体积各异,而且新品种不断涌现,这就需要我们经常关心元器件信息和新动向,多查阅器件手册和有关的科技资料,尤其要熟悉一些常用的元器件型号、性能和价格,这对单元电路和总体电路设计极为有利。选择什么样的元器件最合适,需要进行分析比较。首先应考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求,其次是考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。 (2)集成电路与分立元件电路的选择问题 随着微电子技术的飞速发展,各种集成电路大量涌现,集成电路的应用越来越广泛。今天,一块集成电路常常就是具有一定功能的单元电路,它的性能、体积、成本、安装调试和维修等方面一般都优于由分立元件构成的单元电路。 优先选用集成电路不等于什么场合都一定要用集成电路。在某些特殊情况,如:在高频、宽频带、高电压、大电流等场合,集成电路往往还不能适应,有时仍需采用分立元件。另外,对一些功能十分简单的电路,往往只需一只三极管或一只二极管就能解决问题,就不必选用集成电路。

电子电路设计的基础知识

电子电路设计的基础知识 一、电子电路的设计基本步骤: 1、明确设计任务要求: 充分了解设计任务的具体要求如性能指标、内容及要求,明确设计任务。 2、方案选择: 根据掌握的知识和资料,针对设计提出的任务、要求和条件,设计合理、可靠、经济、可行的设计框架,对其优缺点进行分析,做到心中有数。 3、根据设计框架进行电路单元设计、参数计算和器件选择: 具体设计时可以模仿成熟的电路进行改进和创新,注意信号之间的关系和限制;接着根据电路工作原理和分析方法,进行参数的估计与计算;器件选择时,元器件的工作、电压、频率和功耗等参数应满足电路指标要求,元器件的极限参数必须留有足够的裕量,一般应大于额定值的1.5倍,电阻和电容的参数应选择计算值附近的标称值。 4、电路原理图的绘制: 电路原理图是组装、焊接、调试和检修的依据,绘制电路图时布局必须合理、排列均匀、清晰、便于看图、有利于读图;信号的流向一般从输入端或信号源画起,由左至右或由上至下按信号的流向依次画出务单元电路,反馈通路的信号流向则与此相反;图形符号和标准,并加适当的标注;连线应为直线,并且交叉和折弯应最少,互相连通的交叉处用圆点表示,地线用接地符号表示。 二、电子电路的组装 电路组装通常采用通用印刷电路板焊接和实验箱上插接两种方式,不管哪种方式,都要注意: 1.集成电路:

认清方向,找准第一脚,不要倒插,所有IC的插入方向一般应保持一致,管脚不能弯曲折断; 2.元器件的装插: 去除元件管脚上的氧化层,根据电路图确定器件的位置,并按信号的流向依次将元器件顺序连接; 3.导线的选用与连接: 导线直径应与过孔(或插孔)相当,过大过细均不好;为检查电路方便,要根据不同用途,选择不同颜色的导线,一般习惯是正电源用红线,负电源用蓝线,地线用黑线,信号线用其它颜色的线;连接用的导线要求紧贴板上,焊接或接触良好,连接线不允许跨越IC或其他器件,尽量做到横平竖直,便于查线和更换器件,但高频电路部分的连线应尽量短;电路之间要有公共地。 4.在电路的输入、输出端和其测试端应预留测试空间和接线柱,以方便测量调试; 5.布局合理和组装正确的电路,不仅电路整齐美观,而且能提高电路工作的可靠性,便于检查和排队故障。 三、电子电路调试 实验和调试常用的仪器有:万用表、稳压电源、示波器、信号发生器等。调试的主要步骤。 1.调试前不加电源的检查 对照电路图和实际线路检查连线是否正确,包括错接、少接、多接等;用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好;元器件引脚之间有无短路,连接处有无接触不良,二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确;电源供电包括极性、信号源连线是否正确;电源端对地是否存在短路(用万用表测量电阻)。 若电路经过上述检查,确认无误后,可转入静态检测与调试。 2.静态检测与调试 断开信号源,把经过准确测量的电源接入电路,用万用表电压档监测电源电压,观察有无异常现象:如冒烟、异常气味、手摸元器件发烫,电源短路等,如发现异常情况,立即切断电源,排除故障; 如无异常情况,分别测量各关键点直流电压,如静态工作点、数字电路各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系、放大电路输入、输出端直流电压等是否在

数字集成电路复习指南..

1. 集成电路是指通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管、MOS管等有源器件和阻、电容、电感等无源器件,按一定电路互连,“集成”在一块半导体晶片(硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能的一种器件。 2.集成电路的规模大小是以它所包含的晶体管数目或等效的逻辑门数目来衡量。等效逻辑门通常是指两输入与非门,对于CMOS集成电路来说,一个两输入与非门由四个晶体管组成,因此一个CMOS电路的晶体管数除以四,就可以得到该电路的等效逻辑门的数目,以此确定一个集成电路的集成度。 3.摩尔定律”其主要内容如下: 集成电路的集成度每18个月翻一番/每三年翻两番。 摩尔分析了集成电路迅速发展的原因, 他指出集成度的提高主要是三方面的贡献: (1)特征尺寸不断缩小,大约每3年缩小1.41倍; (2)芯片面积不断增大,大约每3年增大1.5倍; (3)器件和电路结构的改进。 4.反标注是指将版图参数提取得到的分布电阻和分布电容迭加到相对应节点的参数上去,实际上是修改了对应节点的参数值。 5.CMOS反相器的直流噪声容限:为了反映逻辑电路的抗干扰能力,引入了直流噪声容限作为电路性能参数。直流噪声容限反映了电流能承受的实际输入电平与理想逻辑电平的偏离范围。 6. 根据实际工作确定所允许的最低输出高电平,它所对应的输入电平定义为关门电平;给定允许的最高输出低电平,它所对应的输入电平为开门电平 7. 单位增益点. 在增益为0和增益很大的输入电平的区域之间必然存在单位增益点,即dV out/dVin=1的点 8. “闩锁”现象 在正常工作状态下,PNPN四层结构之间的电压不会超过Vtg,因 此它处于截止状态。但在一定的外界因素触发下,例如由电源或 输出端引入一个大的脉冲干扰,或受r射线的瞬态辐照,使 PNPN四层结构之间的电压瞬间超过Vtg,这时,该寄生结构中就 会出现很大的导通电流。只要外部信号源或者Vdd和Vss能够提供 大于维持电流Ih的输出,即使外界干扰信号已经消失,在PNPN四 层结构之间的导通电流仍然会维持,这就是所谓的“闩锁”现象 9. 延迟时间: T pdo ——晶体管本征延迟时间; UL ——最大逻辑摆幅,即最大电源电压; Cg ——扇出栅电容(负载电容); Cw ——内连线电容; Ip ——晶体管峰值电流。

电子电路识图的基本方法和技巧

电子电路识图的基本方法和技巧 对初学者来说,复杂的电子电路图上布满了密密麻麻的电路符号,根本不知从何下手识图,也不能从电子电路原理图中找出电子产品的故障所在,更不能得心应手地去设计各种各样的电子电路。其实,只要对电子电路图进行仔仔细细观察,就会发现电子电路的构成具有很强的规律性,即相同类型的电子电路不仅功能相似,而且在电路结构上也是大同小异的。任何一张错综复杂、表现形式不同的电子电路图都是由一些最基本的电子电路组合而成的,构成复杂电子电路图的最基本电路称为单元电路。只要掌握了基本单元电路,任何复杂的电路都可以看成是基本单元电路的集合。1.从基本元器件入手,为识图打下良好的基础。电子元器件是构成电子产品的基础。因此,了解电子元器件的基础知识,掌握不同元器件在电路中的电路表示符号及各元器件的基本功 能特点是进行电子识图的第一步。 2.掌握基本单元电路,为识读复杂电路打下基础。在学习基本单元电路时,要掌握好基本单元电路的工作原理、电路的功能及特性、电路典型参数、组成电路的元器件、每一个元器件在电路中所起的作用及电路调试方法等。 3.分解复杂电路。复杂电路被分解为基本单元电路后,就可以根据一个个基本单元电路的功能、特点进而分析到整个复

杂的电子电路,设计出各种各样的电路。 4.掌握基本单元电路之间的连接方法。基本单元电路之间可以直接连接起来,叫做直接耦合;通过变压器的初、次级间的磁感应来实现信号的连接,叫做变压器耦合;用电容来连接,叫做电容耦合。 5.明确各分体元器件在电子电路中所起的作用。为了方便初学者识图,现将各分体元器件在电子电路中不同的接法及与不同元器件连接所起的作用归纳如下。电阻器:在电路中主要起限流、分压的作用。 1)电阻器与电阻器在电路中并联一般是为了增大电阻器的功率。 2)电阻器与电阻器串联并从中间引出抽头,在一般情况下是为了得到电阻器上的分压。 3)电阻与稳压管串联,电阻器为稳压二极管的限流电阻器。4)电阻器与电容器串联组成微分电路,在这里电阻器为电容器的充电限流电阻器,充电常数由RC的乘积觉定。在这里如果微分电路与二极管或单向晶闸管等半导体器件并联,且电路中有电感性负载,则微分电路在电路中起阻容吸收的作用,即吸收电感器由于在开机、关机一瞬间产生的较高感应电动势,保护半导体器件不因太高的感应电动势而击穿损坏。 5)电阻器与电容器并联,在一般情况下电阻器为电容器的

《数字集成电路设计》复习提纲

《数字集成电路设计》复习提纲(1-7章) 2011-12 1. 数字集成电路的成本包括哪几部分? ●NRE (non-recurrent engineering) costs固定成本 ●design time and effort, mask generation ●one-time cost factor ●Recurrent costs重复性费用或可变成本 ●silicon processing, packaging, test ●proportional to volume ●proportional to chip area 2. 数字门的传播延时是如何定义的? 一个门的传播延时tp定义了它对输入端信号变化的响应有多快。 3. 集成电路的设计规则(design rule)有什么作用? ?Interface between designer and process engineer ?Guidelines for constructing process masks ?Unit dimension: Minimum line width ?scalable design rules: lambda parameter (可伸缩设计规则,其不足:只能在有限的尺寸范围内进行。) ?absolute dimensions (micron rules,用绝对尺寸来表示。) 4. 什么是MOS晶体管的体效应? 5. 写出一个NMOS晶体管处于截止区、线性区、饱和区的判断条件,以及各工作区的源漏电流表达式(考虑短沟效应即沟道长度调制效应,不考虑速度饱和效应) 注:NMOS晶体管的栅、源、漏、衬底分别用G、S、D、B表示。 6. MOS晶体管的本征电容有哪些来源? 7. 对于一个CMOS反相器的电压传输特性,请标出A、B、C三点处NMOS管和PMOS管各自处于什么工作区?

什么是本质安全型电气设备

什么是本质安全型电气设备 本质安全型电气设备 本质安全型电气设备是由本质安全电路组成的电气设备。本质安全电路在规定的试验条件下,正常工作或规定的故障条件下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。全部电路都是本质安全电路的电气设备为单一式本质安全型电气设备,局部电路为本质安全电路的电气设备为复合式本质安全型电气设备,目前井下用得最多的复合式本质安全型电气设备是隔爆兼本质安全型电气设备。 在设备的电气系统中,与本质安全电路有电气连接并可能影响安全性能的那部分非本质安全电路的电气设备称为关联电气设备。关联电气设备可以是各类防爆型,也可以是矿用一般型,这取决于关联设备的使用场所。 本质安全型电气设备及关联设备,按使用场所和安全程度不同分为ia和ib两个等级。 ia等级电路在正常工作、一个故障和两个故障时,均不能点燃爆炸性气体混合物。。即正常工作时,安全系数为2;一个故障时,安全系数为1.5;两个故障时,安全系数为1。 ib等级电路在正常工作和一个故障时,均不能点燃爆

炸性气体混合物。即正常工作时,安全系数为2;一个故障时,安全系数为1.5。 在持续存在爆炸性气体混合物的场所中应使用ia等级的防爆电气设备,如煤矿瓦斯抽放管路。煤矿井下一般场所使用ib等级的防爆电气设备。 本质安全型电气设备的重要环节是本质安全电源,本质安全电源有两种基本类型:独立电源和外接电源。- 独立电源最常用的是干电池和蓄电池,干电池和蓄电池必须接人限流电阻,限流电阻可采用金属膜电阻、线绕被覆层电阻。 电池或蓄电池与限流电阻胶封为一体构成本安组件,并具有防止电池或蓄电池直接短路的措施,并置于 IP54防护外壳或隔爆外壳中。 外接电源大多数从动力电源引入,经整流供电,都设计成隔爆兼本质安全型。本质安全电路必须设有过流、过压和短路保护电路。各种保护电路必须是双重化,即使一组损坏另一组保护电路仍起保护作用。144 本质安全型电气设备的防爆性能,不仅取决于电路的电气参数,而且要有结构上的保证,除了防止电火花的引爆以外,还须防止设备的表面温度、外壳的静电火花及摩擦火花的引爆。

电路设计的基本原理和方法

电路设计的基本原理和方法 本人经过整理得出如下的电路设计方法,希望对广大电子爱好者及热衷于硬件研发的朋友有所帮助。 电子电路的设计方法 设计一个电子电路系统时,首先必须明确系统的设计任务,根据任务进行方案选择,然后对方案中的各个部分进行单元的设计,参数计算和器件选择,最后将各个部分连接在一起,画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一.明确系统的设计任务要求 对系统的设计任务进行具体分析,充分了解系统的性能,指标,内容及要求,以明确系统应完成的任务。 二.方案选择 这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路,并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料,针对系统提出的任务,要求和条件,完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索,勇于创新,力争做到设计方案合理,可靠,经济,功能齐全,技术先进。并且对方案要不断进行可行性和有缺点的分析,最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应完成的任务和各组成部分的功能,清楚表示系统的基本组成和相互关系。 三.单元电路的设计,参数计算和期间选择 根据系统的指标和功能框图,明确各部分任务,进行各单元电路的设计,参数计算和器件选择。 1.单元电路设计 单元电路是整机的一部分,只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务,详细拟定出单元电路的性能指标,与前后级之间的关系,分析电路的组成形式。具体设计时,可以模仿传输的先进的电路,也可以进行创新或改进,但都必须保证性能要求。而且,不仅单元电路本身要设计合理,各单元电路间也要互相配合,注意各部分的输入信号,输出信号和控制信号的关系。 2.参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求,就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如,放大电路中各电阻值,放大倍数的计算;振荡器中电阻,电容,振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理,正确利用计算公式,计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时,同一个电路可能有几组数据,注意选择一组能完成电路设计要求的功能,在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: (1)元器件的工作电流,电压,频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求; (2)元器件的极限参数必须留有足够充裕量,一般应大于额定值的1.5倍; (3)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3.器件选择 (1)元件的选择 阻容电阻和电容种类很多,正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同,有解电路对电容的漏电要求很严,还有些电路对电阻,电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量(100uF~3000uF)铝电解电容,为滤掉高频通常

《超大规模集成电路设计》考试习题(含答案)完整版

1.集成电路的发展过程经历了哪些发展阶段?划分集成电路的标准是什么? 集成电路的发展过程: ?小规模集成电路(Small Scale IC,SSI) ?中规模集成电路(Medium Scale IC,MSI) ?大规模集成电路(Large Scale IC,LSI) ?超大规模集成电路(Very Large Scale IC,VLSI) ?特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC,ULSI) ?巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC,GSI) 划分集成电路规模的标准 2.超大规模集成电路有哪些优点? 1. 降低生产成本 VLSI减少了体积和重量等,可靠性成万倍提高,功耗成万倍减少. 2.提高工作速度 VLSI内部连线很短,缩短了延迟时间.加工的技术越来越精细.电路工作速度的提高,主要是依靠减少尺寸获得. 3. 降低功耗 芯片内部电路尺寸小,连线短,分布电容小,驱动电路所需的功率下降. 4. 简化逻辑电路 芯片内部电路受干扰小,电路可简化. 5.优越的可靠性 采用VLSI后,元件数目和外部的接触点都大为减少,可靠性得到很大提高。 6.体积小重量轻 7.缩短电子产品的设计和组装周期 一片VLSI组件可以代替大量的元器件,组装工作极大的节省,生产线被压缩,加快了生产速度. 3.简述双阱CMOS工艺制作CMOS反相器的工艺流程过程。 1、形成N阱 2、形成P阱 3、推阱 4、形成场隔离区 5、形成多晶硅栅 6、形成硅化物 7、形成N管源漏区 8、形成P管源漏区 9、形成接触孔10、形成第一层金属11、形成第一层金属12、形成穿通接触孔13、形成第二层金属14、合金15、形成钝化层16、测试、封装,完成集成电路的制造工艺 4.在VLSI设计中,对互连线的要求和可能的互连线材料是什么? 互连线的要求 低电阻值:产生的电压降最小;信号传输延时最小(RC时间常数最小化) 与器件之间的接触电阻低 长期可靠工作 可能的互连线材料 金属(低电阻率),多晶硅(中等电阻率),高掺杂区的硅(注入或扩散)(中等电阻率)

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