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時(shí)間：2023-04-08 11:47:09
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將EDA技術(shù)最新的科研成果融于課堂教學(xué)中，這也是數(shù)字電路教學(xué)革新最基本的思路，呈現(xiàn)課堂教學(xué)方式現(xiàn)代化，并構(gòu)建非常先進(jìn)的教學(xué)平臺(tái)以及現(xiàn)代化課堂教學(xué)環(huán)境。以現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)為基礎(chǔ)，展開(kāi)課堂教學(xué)內(nèi)容以及方式的革新，構(gòu)建能提升學(xué)生創(chuàng)新精神與能力良好培養(yǎng)的課堂。數(shù)字電路課程理論性教學(xué)內(nèi)容是講關(guān)于集成度的，該標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件是中小規(guī)模集成電路。因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)邏輯器件所設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)數(shù)字體系是使用自下向上的設(shè)計(jì)方式，總體所需的器件較多，并且其電路連接非常復(fù)雜，對(duì)應(yīng)的可靠性也不高。用戶(hù)不能對(duì)相關(guān)器件功能進(jìn)行修改，這也就促使修改體系設(shè)計(jì)難度提升。
（二）教學(xué)內(nèi)容及方式的創(chuàng)新
近年來(lái)，電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展飛速，隨著EDA技術(shù)的出現(xiàn)及不斷應(yīng)用，促使數(shù)字體系設(shè)計(jì)進(jìn)入新的階段。實(shí)際上基于標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件數(shù)字電路有著諸多缺陷，不過(guò)運(yùn)用其展開(kāi)相關(guān)教學(xué)也仍是有好處的，其能促使學(xué)生很好的了解掌握對(duì)應(yīng)基本原理及知識(shí)，教學(xué)者也能夠很好的向?qū)W生講解其組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路的最原始電路，并合理的講述與其對(duì)應(yīng)的分析及設(shè)計(jì)方式。想要幫該專(zhuān)業(yè)學(xué)生打下穩(wěn)固的基礎(chǔ)，還要掌握該學(xué)科的最新研究成果及發(fā)展趨勢(shì)，并合理的結(jié)合科研成果進(jìn)行課堂調(diào)整及教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化，找尋可行性較高的實(shí)施方法以及教學(xué)方式。將各類(lèi)分類(lèi)元件及較小規(guī)模的集成電路內(nèi)容進(jìn)行合理精簡(jiǎn)，重點(diǎn)講述中規(guī)模的對(duì)應(yīng)集成電路和運(yùn)用，將EAD技術(shù)學(xué)習(xí)列為重點(diǎn)，并將其軟件融入課堂教學(xué)過(guò)程中，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)仿真直接性概念演示、分析進(jìn)程及驗(yàn)證、設(shè)計(jì)結(jié)果，很好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并提升教學(xué)效果。全方位的引進(jìn)多媒體教學(xué)，并將其與傳統(tǒng)方式合理有效的結(jié)合，呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的良好效果。
二、革新課堂教學(xué)理念并確立教學(xué)新目標(biāo)
（一）課堂教學(xué)新理念
古往今來(lái)，我國(guó)的傳統(tǒng)教學(xué)模式就是以教師為中心，課堂教學(xué)大多是理論性教學(xué)，內(nèi)容均是需要驗(yàn)證的。教師可以在課堂上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生一定的實(shí)驗(yàn)步驟以及電路圖，學(xué)生們則是按部就班的驗(yàn)證其對(duì)應(yīng)結(jié)果，這樣根本激發(fā)不出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及積極性，致使其不能將所學(xué)的知識(shí)綜合運(yùn)用，不能全方位的分析及解決問(wèn)題。高等教育若是不能滿(mǎn)足學(xué)生的所有需求，就不能很好的發(fā)揮其自身創(chuàng)造力，這樣高等教育發(fā)展則會(huì)停滯。以教師為中心的教學(xué)模式不能長(zhǎng)此已久，需要全方位的模式革新，務(wù)必要將學(xué)生轉(zhuǎn)移至模式中心，扼制被動(dòng)式教學(xué)，呈現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)式學(xué)習(xí)的良好模式，構(gòu)建以學(xué)生為中心教師為主導(dǎo)，并著重于學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)。這樣充分的發(fā)揮學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性，提升高等教育的發(fā)展。
（二）課堂教學(xué)新目標(biāo)
應(yīng)不斷的強(qiáng)化基礎(chǔ)、拓展知識(shí)層面、持續(xù)提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)以及創(chuàng)新能力、發(fā)展其個(gè)性，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行因材施教與分流培養(yǎng)，展開(kāi)啟發(fā)式創(chuàng)新及各類(lèi)實(shí)驗(yàn)合理結(jié)合，軟硬件結(jié)合、課內(nèi)外結(jié)合、拓展實(shí)驗(yàn)性教學(xué)，不斷培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用現(xiàn)代化的各類(lèi)設(shè)計(jì)工具，持續(xù)提升學(xué)生管理較大規(guī)模復(fù)雜體系的能力。教育創(chuàng)新的核心力量是教師，務(wù)必要在整體教學(xué)過(guò)程中不斷培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、思維以及能力，并很好的激發(fā)學(xué)生能夠提出問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題，培養(yǎng)這類(lèi)內(nèi)在動(dòng)機(jī)的良好形成，促使學(xué)生學(xué)習(xí)自主性及創(chuàng)造性的形成，并運(yùn)用各類(lèi)機(jī)會(huì)指導(dǎo)學(xué)生參與并實(shí)驗(yàn)，持續(xù)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、處理問(wèn)題的能力。
三、運(yùn)用多樣教學(xué)方式
（一）啟發(fā)教學(xué)
問(wèn)題是學(xué)生思維開(kāi)啟的關(guān)鍵，教學(xué)者應(yīng)該通過(guò)對(duì)應(yīng)教學(xué)情景創(chuàng)設(shè)來(lái)很好的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、分析以及處理，在尋找答案的過(guò)程中不斷提升學(xué)生綜合能力。啟發(fā)式教學(xué)對(duì)新課程的引入最有效，也是應(yīng)用最廣泛的。
（二）互動(dòng)教學(xué)
互動(dòng)教學(xué)有別于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，該方式主要是突出師生之間的互動(dòng)和學(xué)生創(chuàng)造力的良好培養(yǎng)。從學(xué)生進(jìn)入高等教育之后，對(duì)應(yīng)的教學(xué)模式以及課程安排是不同于中學(xué)時(shí)期的，尤其是數(shù)字電路基礎(chǔ)課程，其授課時(shí)間以及間隔時(shí)間較長(zhǎng)。講課中教學(xué)者及學(xué)生互動(dòng)不到位，學(xué)生則會(huì)因?yàn)檎n程時(shí)間較長(zhǎng)從而出現(xiàn)怠學(xué)的心理，進(jìn)而忽略了較為重要的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，長(zhǎng)此已久學(xué)生就會(huì)因?yàn)閷W(xué)不會(huì)而出現(xiàn)厭學(xué)情況。所以教學(xué)者應(yīng)注重課堂之上與學(xué)生的互動(dòng)，要留有一定的時(shí)間讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)思考、討論、分析以及總結(jié)，促使學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的發(fā)揮。
（三）任務(wù)驅(qū)動(dòng)法
數(shù)字電路基礎(chǔ)課程最關(guān)鍵的就是實(shí)踐，所以對(duì)于數(shù)字電路基礎(chǔ)課程教學(xué)來(lái)講任務(wù)驅(qū)動(dòng)法是個(gè)很實(shí)用的方式，將各個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)巧妙的設(shè)計(jì)成不同類(lèi)型的小任務(wù)，這樣學(xué)生就知道自己是帶著學(xué)習(xí)任務(wù)的，也知道自己要完成怎樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)。教學(xué)者在設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)要保證任何一個(gè)任務(wù)都是包含著新舊知識(shí)以及技能的，進(jìn)而很好的將學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性激發(fā)，并保持著這樣積極的學(xué)習(xí)熱情。
（四）類(lèi)比教學(xué)
數(shù)字電路基礎(chǔ)課程會(huì)有比較抽象的知識(shí)概念，學(xué)生們要是沒(méi)有對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)基礎(chǔ)以及空間想象力，這就在一定程度上影響了學(xué)生的深入理解。所以教學(xué)者應(yīng)運(yùn)用適應(yīng)的教學(xué)方式來(lái)輔助學(xué)生強(qiáng)化基礎(chǔ)性概念理解，這樣來(lái)講類(lèi)比法則是非常有效的一種教學(xué)方式，其是將學(xué)生要學(xué)習(xí)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)及平常生活巧妙的聯(lián)系，學(xué)生則可以通過(guò)對(duì)比及比較發(fā)現(xiàn)相應(yīng)概念的內(nèi)在規(guī)律，進(jìn)而很好的激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。
計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展是電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域一次新的突破，對(duì)計(jì)算機(jī)電子技術(shù)的發(fā)展有著極大的作用。但是，在現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)中卻存在一定的問(wèn)題。例如，信號(hào)線(xiàn)間距離對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的影響，一般情況下，信號(hào)線(xiàn)間的距離會(huì)隨著印刷版電路密集度的增大而變化，越來(lái)越狹小，而在這個(gè)過(guò)程中，也會(huì)導(dǎo)致信號(hào)之間的電磁耦合增大，這樣就不會(huì)對(duì)其進(jìn)行忽略處理，會(huì)引發(fā)信號(hào)間的串?dāng)_現(xiàn)象，而且隨著時(shí)間的推移會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。
1.2 阻抗不匹配的問(wèn)題
阻抗是信號(hào)傳輸線(xiàn)上的關(guān)鍵因素，而在現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，卻存在信號(hào)傳輸位置上的阻抗不相匹配的現(xiàn)象，這樣極易引發(fā)反射噪聲，而反射噪聲將會(huì)對(duì)信號(hào)造成一定的破壞，使得信號(hào)的完整性受到極高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)是電子技術(shù)行業(yè)發(fā)展的重要結(jié)晶，通過(guò)多個(gè)電子元件組成，更是將電子技術(shù)發(fā)揮的淋漓盡致，而且，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)的應(yīng)用也極為廣泛。但是，在實(shí)際的應(yīng)用中，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)卻受到一些因素的影響，例如，信號(hào)線(xiàn)間距離的影響、阻抗不匹配的問(wèn)題、電源平面間電阻和電感的影響等，都會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)的運(yùn)行效率產(chǎn)生影響，要提升計(jì)算機(jī)高速數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用效率，必須解決這些影響因素，對(duì)此，本文主要對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行研究。摘要大的影響。
1.3 電源平面間電阻和電感的影響
計(jì)算機(jī)高速數(shù)字化電路設(shè)計(jì)技術(shù)是根據(jù)實(shí)際的情況，利用先進(jìn)的電子技術(shù)設(shè)計(jì)而成，在諸多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，由于電源平面間存在電阻和電感，使得大量電路輸出同時(shí)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)使整個(gè)電路產(chǎn)生較大的瞬態(tài)電流，這將會(huì)對(duì)極端級(jí)高速數(shù)字電路地線(xiàn)以及電源線(xiàn)上的電壓造成極大的影響，甚至?xí)a(chǎn)生波動(dòng)的現(xiàn)象。
2計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)的研究分析
2.1 合理設(shè)計(jì)，確保計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路信號(hào)的完整性
通過(guò)以上的分析得知，現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)中，由于受到阻抗不匹配的影響，對(duì)電路信號(hào)的完整性也造成一定的影響，因此，要對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，確保計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路信號(hào)的完整性。主要分為兩方面研究，一方面是對(duì)不同電路之間電路信號(hào)網(wǎng)的傳輸信號(hào)干擾情況進(jìn)行研究，也就是以上所提到的反射和干擾的問(wèn)題，而另一方面，要對(duì)不同信號(hào)在傳輸?shù)倪^(guò)程中，對(duì)電路信號(hào)網(wǎng)產(chǎn)生的干擾情況進(jìn)行分析。計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路在運(yùn)行的過(guò)程中，會(huì)受到阻抗不相匹配的因素而影響到電路信號(hào)的傳輸效率，而且，現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路運(yùn)行的過(guò)程中，阻抗很難控制，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)阻抗過(guò)大或過(guò)小的現(xiàn)象，都會(huì)對(duì)電路信號(hào)傳播的波形產(chǎn)生一定的干擾，從而對(duì)計(jì)算機(jī)高速電路傳輸信號(hào)的完整性產(chǎn)生直接的影響。為了避免這類(lèi)情況的發(fā)生，要對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)展開(kāi)研究，從正常理論來(lái)看，高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)難以使電路與臨街阻抗的狀態(tài)相互符合，可以對(duì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，保持系統(tǒng)處于過(guò)阻抗?fàn)顟B(tài)，這樣就能保證計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)不會(huì)受到阻抗不等的狀態(tài)而影響到計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路信息傳輸?shù)耐暾浴?/p>
2.2 對(duì)高速數(shù)字電路電源進(jìn)行合理設(shè)計(jì)
電源是計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)的重要組成元件，通過(guò)以上的分析得知，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，由于受到電源平面間電阻和電感的影響，使得電源運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)過(guò)電壓的故障，也就是電源的波形質(zhì)量受到影響，嚴(yán)重影響到計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路運(yùn)行的可靠性。從理論上來(lái)看，如果高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，電源系統(tǒng)中不存在阻抗的話(huà)是電路設(shè)計(jì)最理想的狀態(tài)，這樣整個(gè)信號(hào)的回路也不會(huì)存在阻抗耗損的問(wèn)題，系統(tǒng)中的各個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)位就會(huì)保持恒定的狀態(tài)。但是，在實(shí)際中卻不會(huì)存在這種理想狀態(tài)，計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，就必須要考慮到電源的電阻和電感因素，而要減少電源面的電阻和電感對(duì)電源系統(tǒng)的影響，就必須對(duì)其采取降低的處理措施。從當(dāng)今計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)電源材質(zhì)的分析了解到，電路系統(tǒng)中大多數(shù)都是采用大面積銅質(zhì)材料，如果結(jié)合電源系統(tǒng)要求來(lái)分析的話(huà)，這些材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路電源的標(biāo)準(zhǔn)要求，這樣在系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中勢(shì)必會(huì)受到一定的影響，對(duì)此，要將所有影響因素進(jìn)行綜合性的考慮和研究，可以采用樓電容應(yīng)用到電路中，這樣可以有效的避免或降低電源面電阻和電感對(duì)系統(tǒng)的影響，從而有效的提高計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
再設(shè)計(jì)電路時(shí)，首先要明確電路需要的功能，制定詳細(xì)的任務(wù)書(shū)，確定需要的單元電路，星系擬定電路的性能指標(biāo)，再通過(guò)計(jì)算電壓需要放大的倍數(shù)、電路中輸入輸出電阻的大小，繪制執(zhí)行流程圖，通過(guò)設(shè)計(jì)，將電路所需的成本降到最低，提高每個(gè)單元電路、參數(shù)的精度，在提高設(shè)計(jì)電路的可靠性、穩(wěn)定性的前提下，盡量簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)電路。
1.2參數(shù)計(jì)算
計(jì)算參數(shù)是設(shè)計(jì)電路必須要進(jìn)行得步驟，通過(guò)計(jì)算，來(lái)保證電路中各個(gè)單元電路的功能指標(biāo)需要達(dá)到的要求，計(jì)算參數(shù)需要電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，單元電路的設(shè)計(jì)需要強(qiáng)大的理論知識(shí)的支撐，才能做到爐火純青。例如，在計(jì)算如下放大電路的時(shí)候，我們需要計(jì)算每個(gè)電阻的阻值、以及放大倍數(shù)，同一個(gè)電路，可能有很多數(shù)據(jù)，所以要正確的選擇數(shù)據(jù)，注意方法。
1.3繪制電路圖
電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要將單元電路與整機(jī)電路相連，設(shè)計(jì)完整的具有一定功能的電路圖，在連接時(shí)，需要注意單元電路間連接的簡(jiǎn)化，以及最重要的是，電路的電氣連接，是否能夠?qū)ǎ瑢?shí)現(xiàn)預(yù)定功能。例如，設(shè)計(jì)單元電路間的級(jí)聯(lián)時(shí)，各單元電路設(shè)計(jì)完成時(shí)，還要考慮這些，意在減少浪費(fèi)，還要注意輸入信號(hào)、輸出信號(hào)、控制信號(hào)間的關(guān)系，同時(shí)還要注意一些事項(xiàng)：首先，注意電路圖的可讀性。繪圖時(shí)，盡量將主電路圖繪制在一張圖紙上，其中較為獨(dú)立的部分單元電路、以及次要部分可以繪制在另一張圖上，但是一定要注意圖之間的電氣端口的連接，是否對(duì)應(yīng)，各圖紙間的輸入輸出端口都要提前做好標(biāo)記。其次，注意信號(hào)流向以圖形符號(hào)。信號(hào)的流向，一般從輸入端、信號(hào)源開(kāi)始，從左至右、從上到下，按信號(hào)的流向依次連接單元電路。而且，圖中要加上適當(dāng)?shù)恼f(shuō)明，如符號(hào)的標(biāo)注、阻值等。最后，注意連接線(xiàn)畫(huà)法。電路圖中，各元件間的連接應(yīng)為直線(xiàn)，且盡量減少交叉線(xiàn)，連接線(xiàn)的分布應(yīng)為水平或者垂直，除非應(yīng)對(duì)特殊情況，否則不要化斜線(xiàn)，如圖中不可避免的出現(xiàn)交叉，要將連接點(diǎn)用原點(diǎn)表示。
2幾種典型單元電路的設(shè)計(jì)方法
電子電路設(shè)計(jì)中，單元電路一定要設(shè)計(jì)合理，否則將會(huì)影響整個(gè)電路的聯(lián)通，所以，電氣工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，應(yīng)該更謹(jǐn)慎的致力于單元電路的設(shè)計(jì)。
2.1對(duì)于線(xiàn)性集成運(yùn)放組成的穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)
穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，一般先讓輸入電壓通過(guò)電壓變壓器，然后進(jìn)行整流，然后經(jīng)過(guò)濾波電路，成為穩(wěn)壓電路。設(shè)計(jì)單元電路時(shí)，串聯(lián)反饋式穩(wěn)壓電路可分為幾個(gè)部分，調(diào)整部分、取樣部分、比較放大電路、基準(zhǔn)電壓電路等。這樣的設(shè)計(jì)能夠使單元電路具有保護(hù)過(guò)流、短路電流。
2.2單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)
單元電路設(shè)計(jì)完成之后，還要考慮單元電路間的級(jí)聯(lián)問(wèn)題。例如，電氣特性的相互匹配、信號(hào)耦合方式、時(shí)序配合、相互干擾等。其中信號(hào)耦合方式，還包括：直接耦合、間接耦合、阻容耦合、變壓器耦合、光耦合。時(shí)序配合的問(wèn)題，相對(duì)比較復(fù)雜，需要對(duì)每個(gè)單元電路的信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)的分析，來(lái)確定電路時(shí)序。
2.3對(duì)于運(yùn)算放大器電路的設(shè)計(jì)
運(yùn)算放大電路在電路設(shè)計(jì)中十分常用，它能夠與反饋網(wǎng)絡(luò)連接，組成具有特定功能的電路模塊，是具有很高放大倍數(shù)的單元電路。運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)，可以通過(guò)元器件的組合，也可以通過(guò)具有相應(yīng)功能的芯片構(gòu)成，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各種參數(shù)都要整體權(quán)衡，不能盲目的追求某個(gè)指標(biāo)的先進(jìn)。其中，要引起重視的是，應(yīng)在消震引腳間接入適當(dāng)?shù)碾娙菹癖M量避免兩級(jí)以上的放大級(jí)相連。
2配電線(xiàn)路自動(dòng)化功能
配電線(xiàn)路自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)饋電線(xiàn)路的進(jìn)行快速的故障定位、故障隔離、非故障區(qū)域供電恢復(fù)，最大限度的降低了因電網(wǎng)運(yùn)行故障引起的停電范圍，有效縮短了故障恢復(fù)時(shí)間。同時(shí)，配電線(xiàn)路自動(dòng)化還實(shí)現(xiàn)了對(duì)10kV架空線(xiàn)環(huán)網(wǎng)配電網(wǎng)正常運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)監(jiān)控。而實(shí)現(xiàn)10kV架空線(xiàn)環(huán)網(wǎng)配電線(xiàn)路自動(dòng)化功能，需要具備如下幾點(diǎn)要求：⑴在分支線(xiàn)或用戶(hù)出門(mén)處設(shè)置用戶(hù)分界開(kāi)關(guān)，達(dá)到自動(dòng)切除故障的目的，從而縮小停電時(shí)間和停電面積；⑵越靠近電源側(cè)的開(kāi)關(guān)，在跳閘后所引起的停電范圍便也越大，因此，應(yīng)該盡量減少靠近電源側(cè)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)；⑶饋線(xiàn)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)跳閘會(huì)影響整條饋線(xiàn)的全部供電區(qū)域，應(yīng)該通過(guò)增設(shè)分段開(kāi)關(guān)的措施，盡可能在出線(xiàn)開(kāi)關(guān)跳閘之前隔離故障區(qū)域，以減少出線(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)；⑷饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)控制器應(yīng)該根據(jù)需求，合理、靈活地配置多種通信模塊，在開(kāi)關(guān)動(dòng)作后，控制器便可將預(yù)警信號(hào)上傳至后臺(tái)，從而縮短檢查人員對(duì)故障的查找時(shí)間；⑸饋線(xiàn)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)可依靠自動(dòng)化開(kāi)關(guān)自動(dòng)切除永久性故障區(qū)域，提高變電站出線(xiàn)開(kāi)關(guān)重合閘成功率。
3配電線(xiàn)路故障處理及恢復(fù)供電模式
10kV架空線(xiàn)環(huán)網(wǎng)配電線(xiàn)路中，因饋線(xiàn)問(wèn)題引起的停電問(wèn)題比較普遍，一旦發(fā)生故障，必須盡快處理，才能保證供電的安全性與可靠性。而配電線(xiàn)路自動(dòng)化，便能夠在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的定位、隔離以及恢復(fù)供電。⑴利用故障指示器處理線(xiàn)路故障。于架空線(xiàn)配電線(xiàn)路上安裝故障指示器，發(fā)生故障時(shí)，工作人員便可通過(guò)故障指示器及時(shí)查找到故障區(qū)段，然后再利用開(kāi)關(guān)設(shè)備，對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行人工隔離，恢復(fù)正常區(qū)段的供電。該處理方式雖然簡(jiǎn)單、有效，但通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐也發(fā)現(xiàn)，利用故障指示器處理線(xiàn)路故障時(shí)，造成的停電時(shí)間較長(zhǎng)、供電的恢復(fù)也比較慢。⑵利用智能開(kāi)關(guān)處理線(xiàn)路故障?；诠收现笜?biāo)器處理線(xiàn)路故障時(shí)存在的限制，遵循自動(dòng)化處理的理念，又研制開(kāi)發(fā)出了智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備，例如智能化分段器、重合器等。將智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備安裝于10kV架空線(xiàn)環(huán)網(wǎng)配電線(xiàn)路上時(shí)，通過(guò)智能化設(shè)備之間的相互配合，便可在線(xiàn)路發(fā)生故障后進(jìn)行就地自動(dòng)隔離，進(jìn)而及時(shí)恢復(fù)供電，見(jiàn)圖1所示：⑶利用遠(yuǎn)程遙控處理線(xiàn)路故障。經(jīng)過(guò)以上兩個(gè)階段的發(fā)展后，很多電力企業(yè)目前已加入了遙測(cè)、遙控、遙信的遠(yuǎn)程通信管理方式，該方式是指開(kāi)關(guān)設(shè)備與饋線(xiàn)終端單元（FTU）集成，使之成為一個(gè)集傳輸、采集、控制功能于一體的智能型裝置。將此裝置與計(jì)算機(jī)控制中心相連接，便可進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，以遠(yuǎn)程遙控方式進(jìn)行集中控制，當(dāng)線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控，可以一次性完成對(duì)故障的定位、隔離、恢復(fù)供電，以此來(lái)規(guī)避短路時(shí)電流對(duì)配電線(xiàn)路及其設(shè)備的沖擊。
根據(jù)縣級(jí)供電企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合配電線(xiàn)路自動(dòng)化運(yùn)行的可行性、經(jīng)濟(jì)性要求分析可見(jiàn)，利用故障指示器處理線(xiàn)路故障時(shí)，雖然具有簡(jiǎn)單、有效等優(yōu)點(diǎn)，但其所造成的停電時(shí)間較長(zhǎng)、供電恢復(fù)比較慢，經(jīng)濟(jì)性要求難以滿(mǎn)足，不建議選擇。利用智能開(kāi)關(guān)處理線(xiàn)路故障在目前供電企業(yè)中的應(yīng)用也比較廣泛，其能實(shí)現(xiàn)故障就地隔離、縮小停電范圍，也無(wú)需使用其他通信手段，只通過(guò)重合器的多次重合及保護(hù)動(dòng)作時(shí)間的配合，便能對(duì)線(xiàn)路故障進(jìn)行自動(dòng)定位、隔離，進(jìn)而恢復(fù)供電，完全達(dá)到了按照規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制的要求，實(shí)現(xiàn)了“快、穩(wěn)、準(zhǔn)”的自動(dòng)化目的，此種方式比較合理、經(jīng)濟(jì)的，可以推廣應(yīng)用。而第三階段利用遠(yuǎn)程遙控處理線(xiàn)路故障屬于智能化技術(shù)，其雖然比自動(dòng)化技術(shù)更先進(jìn)，但由于其要依靠通信才能運(yùn)行，且裝置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，存在有一定的局限性，因此，應(yīng)該研究基于無(wú)線(xiàn)通信的遠(yuǎn)程遙控裝置，才能保證遠(yuǎn)程遙控的應(yīng)用效果[2]。
4架空線(xiàn)路集中智能模式分析
4.1線(xiàn)路故障處理方式在10kV架空線(xiàn)環(huán)網(wǎng)配電線(xiàn)路自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用下，對(duì)于線(xiàn)路故障的處理方式主要有集中控制方式與單元控制方式兩種，最為常用的是集中控制方式。集中控制方式是指現(xiàn)場(chǎng)的FTU（饋線(xiàn)終端裝置），將監(jiān)測(cè)到的線(xiàn)路故障信息傳達(dá)給主站，主站再根據(jù)配電網(wǎng)的實(shí)時(shí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用相應(yīng)的算法對(duì)故障進(jìn)行定位，再將命令下達(dá)到FTU，使開(kāi)關(guān)跳閘，以此來(lái)隔離故障[3]。
4.2迅速恢復(fù)供電的設(shè)計(jì)文章就通過(guò)實(shí)例分析，探討在架空線(xiàn)路集中智能模式下迅速恢復(fù)供電的設(shè)計(jì)：⑴可靠性預(yù)測(cè)模型。配電線(xiàn)路發(fā)生故障后，事件的模擬順序?yàn)椋孩俟收?。發(fā)生故障，開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，隔離故障；②上游恢復(fù)供電。將故障的上游分段打開(kāi)；③下游恢復(fù)供電。因上開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，其他部分仍然失電，便可通過(guò)關(guān)合聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)為下游恢復(fù)供電；④檢修。排除故障，將配電線(xiàn)路自動(dòng)化系統(tǒng)恢復(fù)到故障前的狀態(tài)。⑵兩級(jí)恢復(fù)供電。如圖2所示，當(dāng)故障發(fā)生后，饋線(xiàn)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，饋線(xiàn)上所有用戶(hù)被停電，若將上游第1個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，A段和B段便能恢復(fù)供電，但要使A、B段同時(shí)恢復(fù)供電，便需要較長(zhǎng)的時(shí)間?；谏鲜鲆蛩氐闹萍s，便可選擇兩級(jí)恢復(fù)供電方案：將上游第1個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)開(kāi)斷，讓A段快速恢復(fù)供電，此時(shí)B段仍是停電狀態(tài)，等待手動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，再合上自動(dòng)開(kāi)關(guān)，便可使B段恢復(fù)供電。這種方案中，A段恢復(fù)供電快速，B段恢復(fù)供電較慢，但兩段都實(shí)現(xiàn)了在故障排除前恢復(fù)供電，同樣的原理，在下游線(xiàn)路中也可使用兩級(jí)恢復(fù)供電方案。
1概述
nRF902是一個(gè)單片發(fā)射器芯片，工作頻率范圍為862～870MHz的ISM頻帶。該發(fā)射器由完全集成的頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩(wěn)定的頻率合成器，因此，頻率漂移很低，完全比得上基于SAW諧振器的解決方案。nRF902的輸出功率和頻偏可通過(guò)外接電阻進(jìn)行編程。電源電壓范圍為2.4～3.6V，輸出功率為10dBm，電流消耗僅9mA。待機(jī)模式時(shí)的電源電流僅為10nA。采用FSK調(diào)制時(shí)的數(shù)據(jù)速率為50kbits/s。因此，該芯片適合于報(bào)警器、自動(dòng)讀表、家庭自動(dòng)化、遙控、無(wú)線(xiàn)數(shù)字通訊應(yīng)用。
2引腳功能和結(jié)構(gòu)原理
nRF902采用SIOC-8封裝，各引腳功能如表1所列。
表1nRF902的引腳功能
引腳端符號(hào)功能
1XTAL晶振連接端/PWR-UP控制
2REXT功率調(diào)節(jié)/時(shí)鐘模式/ASK調(diào)制器字輸入
3XO8基準(zhǔn)時(shí)鐘輸出（時(shí)鐘頻率1/8）
4VDD電源電壓（+3V）
5DIN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入
6ANT2天線(xiàn)端
7ANT1天線(xiàn)端
8VSS接地端（0V）
圖1所示是nRF902的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出：該芯片內(nèi)含頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等電路。
通過(guò)nRF902的天線(xiàn)輸出端可將平衡的射頻信號(hào)輸出到天線(xiàn)，該引腳同時(shí)必須通過(guò)直流通道連接到電源VDD，電源VDD可通過(guò)射頻扼流圈或者環(huán)路天線(xiàn)的中心接入。ANT1/ANT2輸出端之間的負(fù)載阻抗為200～700Ω。如果需要10dBm的輸出功率，則應(yīng)使用400Ω的負(fù)載阻抗。
調(diào)制可以通過(guò)牽引晶振的電容來(lái)完成。要達(dá)到規(guī)定的頻偏，晶振的特性應(yīng)滿(mǎn)足：并聯(lián)諧振頻率fp應(yīng)等于發(fā)射中心頻率除以64，并聯(lián)等效電容Co應(yīng)小于7pF，晶振等效串聯(lián)電阻ESR應(yīng)小于60Ω，全部負(fù)載電容，包括印制板電容CL均應(yīng)小于10pF。由于頻率調(diào)制是通過(guò)牽引晶振的負(fù)載（內(nèi)部的變?nèi)荻O管）完成的，而外接電阻R4將改變變?nèi)荻O管的電壓，因此，改變R4的值可以改變頻偏。
將偏置電阻R2從REXT端連接到電源端VDD對(duì)可輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。nRF902的工作模式可通過(guò)表2所列方法進(jìn)行設(shè)置。
表2nPF902的工作模式設(shè)置
引腳
工作模式XTALREXTXO8DIN
低功耗模式（睡眠模式）GND---
時(shí)鐘模式VDDGNDVDD-
ASK模式VDDASK數(shù)據(jù)VDD或者GNDVDD
FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK數(shù)據(jù)
在FSK模式時(shí)，調(diào)制數(shù)據(jù)將從DIN端輸入，這是nRF902的標(biāo)準(zhǔn)工作模式。
ASK調(diào)制可通過(guò)控制REXT端來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)R2連接到VDD時(shí)，芯片發(fā)射載波。當(dāng)R2連接到地時(shí)，芯片內(nèi)部的功率放大器關(guān)斷。這兩個(gè)狀態(tài)可用ASK系統(tǒng)中的邏輯“1”和邏輯“0”來(lái)表示。在ASK模式，DIN端必須連接到VDD。
時(shí)鐘模式可應(yīng)用于外接微控制器的情況，nRF902可以給微控制器提供時(shí)鐘。它可在XO8端輸出基準(zhǔn)時(shí)鐘，XO8端輸出的時(shí)鐘信號(hào)頻率是晶振頻率的1/8。如晶振頻率為13.567MHz，則XO8輸出的時(shí)鐘信號(hào)頻率為1.695MHz。
在低功耗模式（睡眠模式），芯片的電流消耗僅10nA。在沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)射時(shí)，芯片可工作在低功耗模式以延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間。電路從低功耗模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要5ms的時(shí)間，從時(shí)鐘模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要50μs的時(shí)間。
線(xiàn)路絕緣子性能的優(yōu)劣直接影響到輸電線(xiàn)路，非凡是超高壓(EHV)輸電線(xiàn)路運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。因此，如何評(píng)價(jià)EHV輸電絕緣子的可靠性，已成為電力部門(mén)和絕緣子制造部門(mén)尤為關(guān)注的新問(wèn)題。
在架空輸電線(xiàn)路上現(xiàn)在使用的有三種材料絕緣子——瓷絕緣子、玻璃絕緣子和有機(jī)復(fù)合絕緣子。我國(guó)目前的生產(chǎn)目前狀況是以生產(chǎn)和使用瓷絕緣子為主，玻璃絕緣子國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力只占國(guó)內(nèi)絕緣子總需求量的20%；我國(guó)復(fù)合絕緣子的研制起步較晚，由于近年來(lái)國(guó)內(nèi)外在此技術(shù)上的進(jìn)展較快，生產(chǎn)和使用量已呈上升態(tài)勢(shì)。
1對(duì)絕緣子可靠性評(píng)價(jià)的五項(xiàng)準(zhǔn)則
運(yùn)行的可靠性是決定絕緣子生命力的關(guān)鍵。最好的評(píng)價(jià)應(yīng)是大量絕緣子在輸電線(xiàn)路上長(zhǎng)期運(yùn)行的統(tǒng)計(jì)結(jié)果和可靠性試驗(yàn)所反映出來(lái)的性能水平。因此，評(píng)價(jià)絕緣子應(yīng)遵循下述準(zhǔn)則摘要：
(1)壽命周期
產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的使用條件下，能夠保持其性能不低于出廠標(biāo)準(zhǔn)的最低使用年限為“壽命周期”。此項(xiàng)指標(biāo)不僅反映絕緣子的平安使用期，也能反映輸電線(xiàn)路投資的經(jīng)濟(jì)性。我國(guó)曾先后多次對(duì)運(yùn)行5～30年的玻璃和瓷絕緣子進(jìn)行機(jī)電性能跟蹤對(duì)比試驗(yàn)。結(jié)果表明摘要:玻璃絕緣子的使用壽命取決于金屬附件，瓷絕緣子的使用壽命取決于絕緣件［1］。玻璃絕緣子的壽命周期可達(dá)40年，而瓷絕緣子除全面采用國(guó)外先進(jìn)制造技術(shù)后有可能較大幅度地延長(zhǎng)其壽命周期外，其平均壽命周期僅為15～25年；復(fù)合絕緣子經(jīng)歷了“三代”的發(fā)展，但從迄今世界范圍內(nèi)的試驗(yàn)及運(yùn)行結(jié)果分析來(lái)看，其平均壽命周期只有7年［2］。
(2)失效率
運(yùn)行中年失效絕緣子件數(shù)和運(yùn)行絕緣子總件數(shù)之比稱(chēng)為年失效率。對(duì)于國(guó)產(chǎn)玻璃絕緣子,其壽命周期內(nèi)平均失效率為(1～4)×10－4/a［1］，對(duì)于國(guó)產(chǎn)瓷絕緣子的失效率，除個(gè)別合資企業(yè)產(chǎn)品將有可能降低外，比玻璃絕緣子約高1～2個(gè)數(shù)量級(jí)；對(duì)于復(fù)合絕緣子，由于壽命周期不能猜測(cè)、復(fù)合材料配方和制造工藝還不能完全定型，其失效率很難猜測(cè)。
(3)失效檢出率
絕緣子失效后能否檢測(cè)出來(lái)的檢出率對(duì)線(xiàn)路平安運(yùn)行的影響是比失效率本身更為重要的因素。檢出率取決于絕緣子失效的表現(xiàn)形式和失效的原因。玻璃絕緣子失效的表現(xiàn)形式是“自動(dòng)破碎”和“零值自破”［1］。“自破”不是老化，而是玻璃絕緣子失效的唯一表現(xiàn)形式，所以只需憑借目測(cè)就可方便地檢測(cè)出失效的絕緣子，其失效檢出率可達(dá)百分之百；瓷絕緣子失效的表現(xiàn)形式為頭部隱蔽“零值”或“低值”，復(fù)合絕緣子失效的主要表現(xiàn)形式為傘裙蝕損以及隱蔽的復(fù)合“界面擊穿”。此外，瓷和復(fù)合絕緣子失效的原因是材料的老化，而老化程度是時(shí)間的函數(shù)。老化是隱蔽的，因此給檢測(cè)帶來(lái)極大的困難，造成檢出率極低；對(duì)于復(fù)合絕緣子，實(shí)際上根本無(wú)法檢測(cè)。
(4)事故率
年掉線(xiàn)次數(shù)和運(yùn)行絕緣子件數(shù)之比稱(chēng)為年事故率。絕緣子掉串是架空輸電線(xiàn)路最為嚴(yán)重的事故之一。對(duì)于EHV輸電，若造成大面積、長(zhǎng)時(shí)間停電，后果則不堪設(shè)想。
國(guó)產(chǎn)玻璃絕緣子30年來(lái)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證實(shí)摘要:在220～500kV的輸電線(xiàn)路上，從來(lái)沒(méi)有因?yàn)椴ＡЫ^緣子失效而發(fā)生過(guò)掉線(xiàn)事故［1］，而國(guó)產(chǎn)瓷絕緣子掉線(xiàn)事故率則高達(dá)2×10－5。前蘇聯(lián)的探究指出，即使失效率相同，瓷絕緣子較玻璃絕緣子的事故率也至少高一個(gè)數(shù)量級(jí)［3］。由于復(fù)合絕緣子為長(zhǎng)棒式，掉線(xiàn)事故一般很少發(fā)生，但導(dǎo)致內(nèi)絕緣擊穿、芯棒斷裂和強(qiáng)度下降的因素始終存在，一旦失效，事故概率會(huì)高于由多個(gè)元件組成的絕緣子串。
(5)可靠性試驗(yàn)
為對(duì)絕緣子進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)，國(guó)內(nèi)外曾對(duì)玻璃絕緣子和瓷絕緣子作過(guò)各種方式的加速壽命試驗(yàn)和強(qiáng)制老化試驗(yàn)。如摘要:陡波試驗(yàn)、熱機(jī)試驗(yàn)、耐電弧強(qiáng)度試驗(yàn)、1500萬(wàn)次低頻(18.5Hz)和200萬(wàn)次高頻(185～200Hz)振動(dòng)疲憊試驗(yàn)及內(nèi)水壓試驗(yàn)，都從不同角度得出結(jié)論摘要:和玻璃絕緣子相反，絕大多數(shù)瓷絕緣子都不能通過(guò)這些試驗(yàn)［1］。對(duì)于復(fù)合絕緣子，可靠性試驗(yàn)則還是一個(gè)有待于繼續(xù)探索的課題。
2影響絕緣子可靠性的三大因素
(1)材料是基礎(chǔ)
玻璃和瓷均屬鋁硅酸鹽，瓷是三相(結(jié)晶相、玻璃相和氣相)共存的不均質(zhì)體，而玻璃是液態(tài)和玻璃態(tài)互為可逆的均質(zhì)體。“均質(zhì)性”是影響絕緣材料介電強(qiáng)度的重要因素。脆性材料的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，不完全取決于材料力學(xué)性質(zhì)，而極大程度上取決于材料內(nèi)部的缺陷和表面狀態(tài)。這就是鋼化玻璃較之退火玻璃和瓷，上釉的瓷較不上釉的瓷強(qiáng)度高得多的原因。此外，玻璃的“熱鋼化”技術(shù)，賦予玻璃表層一個(gè)高達(dá)100～250MPa的永久預(yù)應(yīng)力。這就是“鋼化玻璃”強(qiáng)度鋼鐵化，熱穩(wěn)定性高，較瓷不易老化和壽命長(zhǎng)的道理。對(duì)于復(fù)合絕緣子的難點(diǎn)是解決有機(jī)材料在戶(hù)外條件下的老化、芯棒的脆斷和蠕變?？梢?jiàn)，鋼化玻璃既較瓷有高得多的機(jī)械、絕緣強(qiáng)度，又較有機(jī)材料具有優(yōu)良的抗老化性能，為絕緣子的可靠運(yùn)行奠定了良好的基礎(chǔ)。
(2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和耐污性能是關(guān)鍵
玻璃絕緣子采用圓柱頭結(jié)構(gòu)，承力組件受力均勻。較之國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)瓷絕緣子數(shù)十年一貫制的圓錐頭結(jié)構(gòu)，具有尺寸小、重量輕、強(qiáng)度高和電性能優(yōu)良的特征。由于玻璃的線(xiàn)膨脹系數(shù)較瓷大得多，外型尺寸較復(fù)合絕緣材料小得多，且和金屬附件和水泥易連接，因而受力組件材質(zhì)匹配良好。在各種氣候條件下，不會(huì)象瓷絕緣子和復(fù)合絕緣子那樣輕易產(chǎn)生危險(xiǎn)應(yīng)力而導(dǎo)致老化。且復(fù)合絕緣子很難解決復(fù)合界面的結(jié)構(gòu)質(zhì)量。
但復(fù)合絕緣子具有優(yōu)良的耐污性能，而且通常無(wú)需清掃。這就極大地減少了線(xiàn)路維護(hù)費(fèi)用。就此而論，復(fù)合絕緣子發(fā)展前景廣闊。玻璃的介電常數(shù)較大，因而單只玻璃絕緣子的干閃絡(luò)電壓比瓷絕緣子的低，但有較大的主電容來(lái)改善表面的電壓分布，使之和瓷絕緣子串的閃絡(luò)電壓相當(dāng)。加之玻璃絕緣子泄漏比距大，表面產(chǎn)生的凝聚物少，反抗由污穢引起的熱應(yīng)力的能力強(qiáng)，因而不易因閃絡(luò)而出現(xiàn)事故。華東電網(wǎng)十年來(lái)的污閃實(shí)踐一再證實(shí)，玻璃絕緣子的耐污性能優(yōu)于瓷絕緣子。
(3)制造水平是保證
在國(guó)外，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)均已形成相當(dāng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模、且具有工藝先進(jìn)的高自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)。因而，整個(gè)西歐和前蘇聯(lián)，玻璃絕緣子的市場(chǎng)占有率高達(dá)90%以上；整個(gè)北美復(fù)合絕緣子使用量為世界之最，占本地絕緣子市場(chǎng)總量的25%～30%［2］；在日本，瓷絕緣子則一統(tǒng)天下。在我國(guó)，所幸的是國(guó)產(chǎn)玻璃絕緣子通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和自己開(kāi)發(fā)，已具備了上述生產(chǎn)條件。對(duì)于瓷和復(fù)合絕緣子，除個(gè)別合資企業(yè)外，上述制造水平在我國(guó)尚未達(dá)到。可見(jiàn)，選用何種產(chǎn)品還取決于產(chǎn)品的制造水平和對(duì)產(chǎn)品性能及使用環(huán)境的全面了解。
3結(jié)束語(yǔ)
(1)絕緣子的壽命周期、失效率、失效檢出率、事故率和可靠性試驗(yàn)，應(yīng)成為綜合評(píng)價(jià)EHV絕緣子可靠性的五項(xiàng)準(zhǔn)則。
(2)擴(kuò)大使用國(guó)產(chǎn)玻璃絕緣子在當(dāng)前有著較大優(yōu)勢(shì)。作為玻璃絕緣子制造者應(yīng)精益求精，有效降低絕緣子運(yùn)行頭幾年的失效率。
(3)復(fù)合絕緣子有著較為廣闊的發(fā)展前景，應(yīng)集中力量開(kāi)發(fā)研制，以求在延緩材料老化和猜測(cè)壽命周期上取得突破。
(4)具有悠久生產(chǎn)歷史的國(guó)產(chǎn)瓷絕緣子，應(yīng)加大技術(shù)改造力度，在材料配方、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和制造水平上取得更大的進(jìn)展。
參考文獻(xiàn)
1概述
在教學(xué)過(guò)程中，具備數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐工程能力，涉及相關(guān)數(shù)字系統(tǒng)課程體系教學(xué)與實(shí)踐，在各高校的電氣、電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)中，數(shù)字電路是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，隨著數(shù)字技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，在后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程中，顯而易見(jiàn)，隨著電子產(chǎn)品數(shù)字化部分比重增大，它在數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)中基礎(chǔ)性地位越來(lái)越突出。
因此，培養(yǎng)適合現(xiàn)代電氣、電子、信息技術(shù)發(fā)展的卓越人才，創(chuàng)新數(shù)字電路的課程幾次理論與工程實(shí)踐教學(xué)迫在眉睫。
根據(jù)我校近幾年電氣、電子課堂教學(xué)的實(shí)踐情況，數(shù)字電路課程應(yīng)該以面向應(yīng)用的數(shù)字電路設(shè)計(jì)為核心，在熟練掌握基本電路教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上引入先進(jìn)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的課程教學(xué)和實(shí)踐內(nèi)容。
工程實(shí)踐過(guò)程中，逐步從自底向上的設(shè)計(jì)方法逐步轉(zhuǎn)變到自頂向下的設(shè)計(jì)方法中來(lái)，以教師科研應(yīng)用來(lái)拓展，以全面培養(yǎng)優(yōu)秀數(shù)字設(shè)計(jì)卓越技術(shù)人才[1]。
2探索構(gòu)建數(shù)字電路教學(xué)中的多層次的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)
2.1多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)構(gòu)思。
面向卓越人才培養(yǎng)的數(shù)字電路課程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)，可以分層次進(jìn)行在各個(gè)教學(xué)階段逐步推進(jìn)，包括：面向基礎(chǔ)的數(shù)字設(shè)計(jì)的基本原理與工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊、面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)教學(xué)和結(jié)合科研項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)[2][6]。
多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。
2.2數(shù)字設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)原理與實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
數(shù)字電路基礎(chǔ)原理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)是數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課程體系的基礎(chǔ)入門(mén)階段，是培養(yǎng)數(shù)字邏輯代數(shù)與邏輯電路的重要過(guò)程，大類(lèi)可分為時(shí)序邏輯電路和組合邏輯電路，其中時(shí)序邏輯電路主要包括：鎖存器、觸發(fā)器和計(jì)數(shù)器，組合邏輯電路包括，編譯碼器、多路復(fù)用器、比較器、加（減）法器、數(shù)值比較器和算術(shù)邏輯單元等。教學(xué)的目的是訓(xùn)練學(xué)生掌握組合和時(shí)序邏輯電路堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)，使學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實(shí)驗(yàn)技能，不但要注重基本數(shù)字電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論的理解，同時(shí)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐步了解面向應(yīng)用和現(xiàn)代科技進(jìn)步數(shù)字電路新的設(shè)計(jì)理念[2][3]。
2.3面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)。
隨著電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（EDA）和可編程器件（CPLD）的不斷發(fā)展和應(yīng)用，以EDA技術(shù)為主導(dǎo)的數(shù)字系統(tǒng)理念已經(jīng)成為企業(yè)工程技術(shù)的核心。數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)主要培養(yǎng)學(xué)生利用中小規(guī)模數(shù)字集成電路器件和大規(guī)?？删幊唐骷M(jìn)行數(shù)字電路設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)能力。在卓越工程師培養(yǎng)背景下，結(jié)合前階段數(shù)字電路課程理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況及EDA技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，適時(shí)進(jìn)行數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)和EDA技術(shù)課程的綜合銜接，以及課程深度融合[4]。主要內(nèi)容包括：
2.3.1基于Multisim等相關(guān)軟件的數(shù)字系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)?？梢詷?gòu)建虛擬數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，不但較好地模擬實(shí)物外觀外，還可以利用系統(tǒng)提供的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、仿真，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的邏輯驗(yàn)證。
2.3.2基于通用和專(zhuān)用數(shù)字芯片的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其主要特點(diǎn)是有很好的直觀性和具體性。
2.3.3基于硬件描述語(yǔ)言（HDL）的數(shù)學(xué)系統(tǒng)硬件描述。采用硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)，基于EDA環(huán)境仿真和驗(yàn)證。可以結(jié)合上述（1）和（2）的優(yōu)點(diǎn)，采用硬件設(shè)計(jì)軟件化技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過(guò)綜合性實(shí)驗(yàn)的自行設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)規(guī)模、實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)[5]。
2.4結(jié)合科研項(xiàng)目的數(shù)字設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新平臺(tái)。
在高等院校，教師即承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，同時(shí)有各自的科學(xué)研究方向，同學(xué)們可以根據(jù)自己的研究興趣，加入教師的科研團(tuán)隊(duì)，形成教學(xué)與科研互利的良性循環(huán)。面向卓越工程師培養(yǎng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以借助橫向或縱向科研項(xiàng)目形成綜合教學(xué)體系。比如：搭建在線(xiàn)可編程門(mén)陣列（FPGA）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，形成數(shù)字電路、電路線(xiàn)路課程設(shè)計(jì)、可編程邏輯器件以及集成芯片系統(tǒng)設(shè)計(jì)，形成面向數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課程體系[3]。同時(shí)，應(yīng)用高校與知名企業(yè)建立的校企合作平臺(tái)，把企業(yè)界的研究信息和研發(fā)需求引入到教學(xué)平臺(tái)，開(kāi)拓了學(xué)生的研究思路和視野，提升了學(xué)生設(shè)計(jì)復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)的能力；目前，我校正在與國(guó)際知名的半導(dǎo)體公司Xilinx、Altera和Cypress陸續(xù)建立卓越人才大學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃，利用大學(xué)設(shè)置小學(xué)期，在FPGA和PSoC開(kāi)發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行了面向?qū)嶋H應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在實(shí)踐平臺(tái)上不僅有學(xué)校的任課教師，還有知名企業(yè)派來(lái)的一線(xiàn)工程師指導(dǎo)同學(xué)們的實(shí)踐，相比改革前，取得很好的實(shí)踐效果，同學(xué)們的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平得到了提高，同時(shí)在編程、接口、通信協(xié)議等方面也有了深刻的認(rèn)識(shí)。
對(duì)于優(yōu)秀的學(xué)生，借助全國(guó)各種形式的大學(xué)生電子（信息）設(shè)計(jì)競(jìng)賽這個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)，組織他們積極參與，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)研究興趣和創(chuàng)新意識(shí)，綜合所應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)，發(fā)揮競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)的協(xié)作精神。每年，我們都有部分優(yōu)秀學(xué)生通過(guò)努力，創(chuàng)新設(shè)計(jì)的作品獲得專(zhuān)業(yè)認(rèn)可，并取得了良好的參賽成績(jī)，也使得數(shù)字設(shè)計(jì)課程體系的建設(shè)上了一個(gè)新的臺(tái)階。
3基于創(chuàng)新平臺(tái)的課程體系優(yōu)化與實(shí)踐
卓越工程師培養(yǎng)要求的數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系協(xié)調(diào)好相關(guān)電氣、電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)上下游相關(guān)理論課程、實(shí)驗(yàn)綜合性設(shè)計(jì)同時(shí)得到協(xié)調(diào)發(fā)展。如何實(shí)踐論文所提到的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，應(yīng)該引進(jìn)現(xiàn)代數(shù)字設(shè)計(jì)理念，重點(diǎn)把EDA軟件、設(shè)計(jì)工具、開(kāi)發(fā)平臺(tái)與傳統(tǒng)的數(shù)字電路基礎(chǔ)理論教學(xué)相銜接。我們?cè)谶@幾年對(duì)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程體系、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容等方面的進(jìn)行了改革與探索，取得了一定的成效。經(jīng)過(guò)這幾年的實(shí)踐，我們逐步構(gòu)建了面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程優(yōu)化體系[5]，如圖2所示。
4不斷探索數(shù)字電路理論教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐
4.1以數(shù)字電路設(shè)計(jì)為目的強(qiáng)化基本邏輯電路理論教學(xué)。
在進(jìn)行復(fù)雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前應(yīng)該熟練掌握這些常用基本組合和時(shí)序邏輯電路，包括電路的功能、電路的描述以及電路的應(yīng)用場(chǎng)合等。
樹(shù)立電路設(shè)計(jì)思想首先需要熟練掌握一些基本的邏輯功能電路。其次，樹(shù)立電路設(shè)計(jì)思想需要理論講解與實(shí)踐相結(jié)合，逐步熟悉硬件描述語(yǔ)言的描述方式。數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)采用硬件描述語(yǔ)言來(lái)對(duì)電路與系統(tǒng)進(jìn)行描述、建模、仿真等[2][3]。
4.2掌握面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方法。
學(xué)生在掌握數(shù)字電路基本概念和一般電路的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、途徑和手段。其主要內(nèi)容包括：數(shù)字系統(tǒng)與EDA的相關(guān)概念、可編程邏輯器件、硬件描述語(yǔ)言、電路元件的描述、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、開(kāi)發(fā)環(huán)境與實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)平臺(tái)以及應(yīng)用實(shí)例的介紹等。這些課程內(nèi)容涉及面較廣，為了提高教與學(xué)的效果，探索總結(jié)了以下的教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，并作為教學(xué)實(shí)踐中的教學(xué)切入點(diǎn)[1]。
隨著電子技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)在方法、對(duì)象、規(guī)模等方面已經(jīng)完全不同于傳統(tǒng)的基于固定功能的集成電路設(shè)計(jì)[1][2]?，F(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用硬件描述語(yǔ)言（HDL）描述電路，用可編程邏輯器件（PLD）來(lái)實(shí)現(xiàn)高達(dá)千萬(wàn)門(mén)的目標(biāo)系統(tǒng)。這一過(guò)程需要也應(yīng)該有先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)硬件描述語(yǔ)言的特性和可編程邏輯器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及應(yīng)用的需要，在教學(xué)過(guò)程中闡述了先進(jìn)設(shè)計(jì)方法。例如：采用基于狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)復(fù)雜的控制器（時(shí)序電路），應(yīng)用或設(shè)計(jì)鎖相環(huán)或延時(shí)鎖相環(huán)來(lái)處理時(shí)鐘信號(hào)，應(yīng)用自行設(shè)計(jì)（IPcore）軟核來(lái)提高數(shù)據(jù)吞吐量[1][2][3]。
4.3深化數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。
實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中，注重基礎(chǔ)訓(xùn)練與實(shí)踐創(chuàng)新相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路，加強(qiáng)學(xué)生工程思維訓(xùn)練、新平臺(tái)工具的使用、遇到邏輯問(wèn)題的綜合分析能力，理論與實(shí)踐相結(jié)合的分析能力。在實(shí)踐過(guò)程中的提高創(chuàng)新性和綜合性能力，面向應(yīng)用的數(shù)字電路創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，需要不斷提高課程試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐過(guò)程在教學(xué)中的比例，在符合認(rèn)知規(guī)律的同時(shí)，逐步加強(qiáng)來(lái)源與實(shí)際需要的綜合性數(shù)字設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。
5結(jié)語(yǔ)
數(shù)字電路是電氣、電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，論文針對(duì)當(dāng)今卓越工程師培養(yǎng)的要求，以及在教學(xué)過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題，探討了面向應(yīng)用的數(shù)字電路課程創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)。提出了多層次的數(shù)字電路創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)和面向應(yīng)用的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程優(yōu)化體系。目的在于，通過(guò)課程及相關(guān)課程體系改革與創(chuàng)新，使得學(xué)生更快、更好的適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)發(fā)展的需求。
參考文獻(xiàn)
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[3]葉波，趙謙，林麗萍.FPGA課程教學(xué)改革探索，中國(guó)電力教育，2010，24，130-131.
1、引言
幾十年前，人們所做的復(fù)雜數(shù)字邏輯電路及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模比較小也比較簡(jiǎn)單，其中所用到的FPGA或ASIC設(shè)計(jì)工作往往只能采用廠家提供的專(zhuān)用電路圖輸入工具來(lái)進(jìn)行。為了滿(mǎn)足設(shè)計(jì)性能指標(biāo)，工程師往往需要花好幾天或更長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行艱苦的手工布線(xiàn)。碩士論文，ITL。工程師還得非常熟悉所選器件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引線(xiàn)特點(diǎn)，才能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。這種低水平的設(shè)計(jì)方法大大延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)周期。
近年來(lái)，F(xiàn)PGA 和ASIC 的設(shè)計(jì)在規(guī)模和復(fù)雜度方面不斷取得進(jìn)展，而對(duì)邏輯電路及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的時(shí)間要求卻越來(lái)越短。碩士論文，ITL。這些因素促使設(shè)計(jì)人員采用高水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)工具，如：硬件描述語(yǔ)言（Verilog HDL 或VHDL）來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
然而，Verilog HDL 硬件描述語(yǔ)言缺乏對(duì)于電路邏輯關(guān)系描述和分析的形式化方法，尤其是缺乏基于時(shí)序的邏輯描述。這對(duì)于化簡(jiǎn)和檢驗(yàn)正確性都帶來(lái)了麻煩。而ITL語(yǔ)言描述則提供了另一套基于時(shí)序的形式化解決方法，對(duì)Verilog HDL 硬件描述語(yǔ)言起到了很好的補(bǔ)充作用。
2、ITL簡(jiǎn)介
區(qū)間時(shí)態(tài)邏輯(interval Temporal logic，ITL)是一種用于描述離散區(qū)間或時(shí)段的邏輯系統(tǒng)，它是時(shí)態(tài)邏輯的一個(gè)分支。我們可以把一個(gè)區(qū)間(interval)看作是一個(gè)有限的狀態(tài)序列;這里的狀態(tài)就是從所有變量到其值的映射。區(qū)間的長(zhǎng)度定義為該區(qū)間內(nèi)狀態(tài)數(shù)減 1。因此，只含有一個(gè)狀態(tài)的區(qū)間的長(zhǎng)度為0。一個(gè)區(qū)間s0… sn 的長(zhǎng)度是n。一個(gè)只有單個(gè)狀態(tài)的區(qū)間的長(zhǎng)度是0。
ITL 的基本表達(dá)式和公式的語(yǔ)法如下所示
表達(dá)式：
公式：
其中，μ為一個(gè)整數(shù)值;a 為靜態(tài)變量(在區(qū)間內(nèi)不改變);A 為狀態(tài)變量(在區(qū)間內(nèi)
值可變);g 是函數(shù)符號(hào);p 為謂詞。碩士論文，ITL。下面我們以RS 觸發(fā)器為例來(lái)說(shuō)明ITL的使用：
一個(gè)RS 觸發(fā)器是一個(gè)簡(jiǎn)單的儲(chǔ)存和保持一位數(shù)據(jù)的記憶單元。兩個(gè)輸入決定了互補(bǔ)的輸出和。S（Set）為置一，R（Reset）為置零。
圖1 RS 觸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖圖2 RS 觸發(fā)器的真值表
按照傳統(tǒng)的方法，根據(jù)真值表列出輸入輸出變量的邏輯方程，得到：
Qn+1=S+￢R*Qn
S*R=0
而用 ITL描述可以直接把邏輯關(guān)系（動(dòng)作、謂詞）寫(xiě)出來(lái)，再化簡(jiǎn)：
把時(shí)間等參數(shù)變量考慮進(jìn)去，我們就可以得到RS觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)方程：
3、Tempura
用ITL 能夠方便準(zhǔn)確地描述基于時(shí)序的數(shù)字電路，然而缺乏可執(zhí)行能力，運(yùn)算公式不能直接進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真和驗(yàn)證。Tempura 則是ITL 強(qiáng)有力的可編程可執(zhí)行的工具集，大大增強(qiáng)了ITL 的實(shí)用性。Tempura 是一種可直接執(zhí)行的數(shù)字電路時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)方式，是 ITL 的一個(gè)可執(zhí)行子集。發(fā)展到今天，Tempura 已經(jīng)能夠直接在Windows 環(huán)境下運(yùn)行。碩士論文，ITL。只要熟悉ITL 的語(yǔ)句，對(duì)照著Tempura 自帶的指導(dǎo)工具，使語(yǔ)法公式一一對(duì)應(yīng)就可以進(jìn)行編程和仿真，十分方便。碩士論文，ITL。
下面我們還是以RS 觸發(fā)器為例來(lái)說(shuō)明
用VerilogHDL采用門(mén)級(jí)描述為：
moduleRS_FF(R,S,Q,QB);
input R,S;
output Q,QB;
nor (Q,R,QB);
nor (QB,S,Q);
endmodule
用VerilogHDL采用行為描述為：
moduleRS_FF(R,S,Q,QB);
input R,S;
output Q,QB;
reg Q;
assign QB=~Q;
always@(R or S)
case({R,S})
2'b01:Q<=1;
2'b10:Q<=0;
2'b11:Q<=1'bx;
endcase
endmodule
而根據(jù)前文所述的用 ITL描述的RS觸發(fā)器改寫(xiě)成Tempura 語(yǔ)言，代碼如下：
為了檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果，需要輸入仿真參量，代碼如下：
(S=0) and (R=0)and (Q=0) and (Qbar=0) and
for lis<<1,0>,<0,0>,<0,1>,<1,0>,<0,0>>
do (len(5)and (Sgets l0) and (R gets l1)
)
and
(S,R)latch(Q,Qbar)
仿真結(jié)果如下，和真值表一樣。
圖3 仿真結(jié)果
傳統(tǒng)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)方法繁瑣且不嚴(yán)謹(jǐn)，而且往往缺乏時(shí)序邏輯的描述能力。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，HDL的使用為硬件設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)非常好的分析和設(shè)計(jì)數(shù)字硬件的工具，也為溝通軟件和硬件提供了一種方法。然而，這些 HDL 一般是為模擬數(shù)字硬件的功能而設(shè)計(jì)，往往比較適用于較低層級(jí)的設(shè)計(jì)。同時(shí)傳統(tǒng)的HDL 設(shè)計(jì)方法缺乏對(duì)數(shù)字硬件推理和證明的機(jī)制；對(duì)行為描述的能力較弱，缺乏形式設(shè)計(jì)或驗(yàn)證的支持工具。形式化的設(shè)計(jì)方法則提供另一種強(qiáng)有力的數(shù)字電路描述。在軟件工程中，形式方法已經(jīng)取得一些引人注目的成就。但是在硬件設(shè)計(jì)領(lǐng)域，形式方法的應(yīng)用研究和成就仍然在起步階段。在國(guó)內(nèi)的面向市場(chǎng)的數(shù)字電路設(shè)計(jì)，情況更是這樣，形式方法的使用很是有限。ITL 等形式方法（特別是配以成熟高效的可執(zhí)行工具，如Tempura）， 將有效提高我們描述和設(shè)計(jì)數(shù)字電路。碩士論文，ITL。正如本文開(kāi)頭所說(shuō)，在硬件設(shè)計(jì)速度趕不上軟件速度的今天，形式方法將給我們帶來(lái)一種新的突破思路，這在未來(lái)的電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)⒂袕V闊的應(yīng)用和發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
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本論文為衡水職業(yè)技術(shù)學(xué)院2013 年度院級(jí)重點(diǎn)課題“數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制”研究成果，課題編號(hào)131207
【文章摘要】
由于現(xiàn)有數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能滿(mǎn)足教學(xué)需要，購(gòu)買(mǎi)實(shí)驗(yàn)設(shè)備存在連接不可靠，出現(xiàn)問(wèn)題難以修復(fù)等問(wèn)題，自行研究制作功能齊全，性能優(yōu)越的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，克服長(zhǎng)期以來(lái)難以解決的實(shí)驗(yàn)教學(xué)難題。
【關(guān)鍵詞】
數(shù)字電路；實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；多功能；研制
目前我院數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)狀況：
我院數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是在電工電子實(shí)驗(yàn)室和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，在虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室主要的借助虛擬電子工作臺(tái)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，利用軟件做仿真實(shí)驗(yàn)主要優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省元器件，降低實(shí)驗(yàn)成本，主要缺點(diǎn)是比較抽象，學(xué)生看不到實(shí)物，離具體的工程實(shí)踐相差甚遠(yuǎn)，對(duì)于提高學(xué)生的動(dòng)手能力效果欠佳。鑒于此，我們還抽出較多的課時(shí)在電工電子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)際元器件的電路搭接實(shí)驗(yàn)，但是由于電工電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)比較少，只能是幾個(gè)人一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣就會(huì)造成有的學(xué)生偷懶的現(xiàn)象。而且由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的電路板是塑料板，下面是由銅片進(jìn)行連接的，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)反復(fù)的插線(xiàn)拔線(xiàn)就會(huì)造成銅片脫落，實(shí)驗(yàn)板上的插孔也容易松動(dòng)，只要有一個(gè)接觸點(diǎn)接觸不好的話(huà)，就會(huì)對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響。所以我們要研制自己的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以滿(mǎn)足我院數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。
1 技術(shù)路線(xiàn)
采用理論分析、試驗(yàn)研究、設(shè)計(jì)制作的方法, 實(shí)現(xiàn)將分立實(shí)驗(yàn)集中到一個(gè)實(shí)驗(yàn)箱系統(tǒng)板, 使之既能完成基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn), 又為綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái). 研制多功能數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)板的技術(shù)路線(xiàn)可用圖1 表示:
2 技術(shù)指標(biāo)
（1）直流電源輸入電壓：+5 V、±15V
（2）電路面板材料：玻纖。尺寸：長(zhǎng)= 430mm ，寬= 310mm ，厚= 2 mm
3 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)板結(jié)構(gòu)
電路面板結(jié)構(gòu)如圖2 所示。
4 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)板各部分功能
4.1 直流電源接線(xiàn)區(qū)：3 組獨(dú)立直流穩(wěn)壓電源： +5V、GND、+15V、GND、－ 15V、GND。均采用了集成三端穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓。電源除了給實(shí)驗(yàn)電路供電外， 還要作為本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)部分的工作電源，因此選用金屬封裝，較易散熱的LM7805，7812、7912 則采用了廉價(jià)的塑封型三端穩(wěn)壓器，這三種集成穩(wěn)壓器內(nèi)部均設(shè)有可靠的短路、超溫、限流等完善的保護(hù)措施。用于將外部直流電壓引入到實(shí)驗(yàn)箱，外部直流電壓通過(guò)電源保護(hù)二極管到達(dá)各個(gè)單元電路及面板中多個(gè)紅色+5V 電壓輸出插孔，因此紅色+5V 電壓輸出插孔中的電壓通常比外部直流電壓低0.3V 左右。
此外，實(shí)驗(yàn)板帶有短路報(bào)警和過(guò)壓報(bào)警功能。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于“關(guān)”狀態(tài)時(shí)，紅色+5V 電壓輸出插孔仍有低電壓輸出（短路報(bào)警電路的需要），如果接線(xiàn)過(guò)程中導(dǎo)致+5V 和GND 出現(xiàn)短路，則開(kāi)始聲、光報(bào)警，當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)，短路報(bào)警失效；當(dāng)電源開(kāi)關(guān)處于“開(kāi)”狀態(tài)時(shí)，如果外部直流電壓超過(guò)6.5V，則開(kāi)始聲、光報(bào)警。
4.2 數(shù)碼管數(shù)字顯示：2 個(gè)七段數(shù)碼管，引腳全部引出，可采用共陰極或共陽(yáng)極數(shù)碼管；另有2 個(gè)BCD 碼輸入七段數(shù)碼管（安裝了顯示譯碼器CD4511）。為了更換方便，均采用了IC 插座。
4.3 TTL 邏輯電平顯示：對(duì)輸出電平的高、低進(jìn)行顯示。輸出電平為高時(shí)，紅色發(fā)光二極管亮；輸出電平為低時(shí)，綠色發(fā)光二極管亮。
4.4 TTL 邏輯電平輸出：提供12 組TTL 邏輯電平輸出，采用撥碼開(kāi)關(guān)控制， 撥上輸出為高電平，撥下輸出為低電平。
邏輯電平開(kāi)關(guān)部分 選用優(yōu)質(zhì)的單刀雙擲開(kāi)關(guān)，向?qū)嶒?yàn)電路提供“0、1”電平信號(hào)，若八位開(kāi)關(guān)不夠用，可由DIP 封裝的雙列直插式微型多路開(kāi)關(guān)在多孔實(shí)驗(yàn)插座扳上進(jìn)行擴(kuò)充。
4.5 單次脈沖、簡(jiǎn)單連續(xù)脈沖輸出：脈沖輸出均為T(mén)TL 邏輯電平。單次脈沖分為正、負(fù)兩種單脈沖輸出，采用白色按鈕控制，發(fā)光二極管指示；簡(jiǎn)單連續(xù)脈沖分別為2Hz、8Hz、128Hz 和1024Hz ，發(fā)光二極管指示。
單次脈沖電路如圖3 所示：
4.6 集成電路插座：采用標(biāo)準(zhǔn)緊鎖插座，28 腳1 個(gè)、20 腳1 個(gè)、16 腳6 個(gè)、14 腳2 個(gè)，可插8 到28 腳的各種IC。各IC 插座的所有引腳（包括電源和地引腳） 全部引出，各IC 插座旁均有+5V、GND 插座為集成電路供電。
4.7 精密多圈可調(diào)電位器4 個(gè)：分別為1K、10K、47K、100K，采取三個(gè)插孔輸出。
4.8 直流供電的四相步進(jìn)電機(jī)、蜂鳴器、揚(yáng)聲器及驅(qū)動(dòng)電路、直流繼電器及驅(qū)動(dòng)電路。
4.9 元件庫(kù)：提供了很多不同值的電阻和電容、1 個(gè)32768 Hz 晶振、2 個(gè)二極管和1 個(gè)555 定時(shí)器。
4.10 邏輯筆功能：紅色：高電平、綠色： 低電平、橙色：高阻。
4.11 擴(kuò)展區(qū)：采用165×55 進(jìn)口面包板1 塊，可拆卸和更換，主要用于安裝其它電路。
4.12 接插件：普通彈性插孔，配有高性能的插孔連接線(xiàn)；此外，在面包板旁配有與面包板接線(xiàn)兼容的黑色插座，同時(shí)黑色插座和部分彈性插孔已直接連接好，解決了電路面板上彈性插孔至面包板的連接問(wèn)題。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 賈林科. 數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)儀的研究與制作. [J] 價(jià)值工程.
中圖分類(lèi)號(hào)：TN407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416(2012)02-0167-02
隨著數(shù)字電路的廣泛應(yīng)用和推廣，作為教育工作者的我們不但要能對(duì)數(shù)字電路的理論知識(shí)進(jìn)行講解，同時(shí)也要具備對(duì)數(shù)字電路中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，從而進(jìn)一步解決的能力。只有這樣才能不斷提高我們的教學(xué)水平和更好地培養(yǎng)學(xué)生。
1、數(shù)字電路產(chǎn)生故障的原因
數(shù)字電路出現(xiàn)故障的類(lèi)型很多，主要包括客觀故障和主觀故障兩種。即一種是由電路中本身的元件的老化等所產(chǎn)生的故障，而另一種是由人為的疏忽產(chǎn)生的故障。下面就從產(chǎn)生故障的主觀性和客觀性，來(lái)對(duì)數(shù)字電路中常出現(xiàn)的兩種故障進(jìn)行分析。
1.1 客觀性產(chǎn)生的故障
1.1.1 電子元件的參數(shù)發(fā)生變化
電子元件的參數(shù)在數(shù)字電路中所起的作用是非常重要的，細(xì)微的偏差都會(huì)產(chǎn)生很大的變動(dòng)。因此，在數(shù)字電路中電子元件的參數(shù)發(fā)生變化，一定會(huì)使數(shù)字電路出現(xiàn)故障。由于電子元件在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)老化，進(jìn)而導(dǎo)致電子元件參數(shù)下降。除此之外，溫度的變化也會(huì)導(dǎo)致電子元件參數(shù)發(fā)生變化。
1.1.2 電子元件、器件等的不良接觸
數(shù)字電路是由若干電子元件、器件組成的電路。因此，各個(gè)元件、器件接觸的情況也會(huì)引發(fā)數(shù)字電路出現(xiàn)故障。由電子元件、器件接觸不良引發(fā)數(shù)字電路發(fā)生故障的情況很多。例如，插件的松動(dòng)、焊點(diǎn)被氧化、焊接不牢靠等。而這些情況都會(huì)造成電路板故障。
1.1.3 信號(hào)線(xiàn)的損壞
信號(hào)線(xiàn)在電路板中所起的作用也是不容忽視的，信號(hào)線(xiàn)是電路板能否正常工作的保障之一。但是由于電路板經(jīng)常受潮濕和大電流等的影響，因此，就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)線(xiàn)經(jīng)常出現(xiàn)短路、燒損、斷路等現(xiàn)象。信號(hào)線(xiàn)的損壞就會(huì)導(dǎo)致數(shù)字電路板無(wú)法處于正常的工作狀態(tài)。
1.1.4 工作環(huán)境惡劣
由于電路板是由很多電子元件、器件組接而成的，又因?yàn)檫@些元件、器件的性能受環(huán)境的影響很大。因此，當(dāng)電路的工作環(huán)境比較惡劣，如，潮濕、電磁場(chǎng)等環(huán)境，都會(huì)使得電子元器件的性能有所改變，由此也就改變了電路板的工作狀態(tài)，使之出現(xiàn)故障。
1.1.5 使用過(guò)期的元器件
當(dāng)元器件出現(xiàn)老化等現(xiàn)象時(shí)，它們的參數(shù)也會(huì)隨之發(fā)生變化。因此使用一些過(guò)期的元器件，就會(huì)造成數(shù)字電路板無(wú)法正常進(jìn)行工作，從而導(dǎo)致了電路板故障。
1.2 主觀性產(chǎn)生的故障
1.2.1 不合理的設(shè)計(jì)產(chǎn)生的故障
由于數(shù)字電路板是由很多電子元器件組合而成的，因此任何一個(gè)元器件的選擇和使用情況，都會(huì)對(duì)整個(gè)電路板造成很大的影響。如果選擇的元器件的參數(shù)不合適，或者是在組合裝配上出現(xiàn)錯(cuò)誤，都會(huì)使數(shù)字電路板出現(xiàn)故障。
1.2.2 線(xiàn)路連接產(chǎn)生的故障
線(xiàn)路連接是保證電路板正常工作的重要保障之一，因?yàn)殡娐钒逯械脑骷^多，這就使得線(xiàn)路的連接非常復(fù)雜，也不容易操作。線(xiàn)路連接的錯(cuò)誤通常會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)路之間的短路，從而使電路板出現(xiàn)故障。
2、數(shù)字電路中常見(jiàn)的故障分析
對(duì)數(shù)字電路的常見(jiàn)故障進(jìn)行分類(lèi)，主要可以分為兩類(lèi)。一類(lèi)是邏輯故障，也就是數(shù)字電路中一些邏輯值由于故障發(fā)生變化，與規(guī)定的邏輯值之間出現(xiàn)偏差，甚至相反的現(xiàn)象。另一類(lèi)就是非邏輯故障，指邏輯故障之外的其它故障。下面就針對(duì)數(shù)字電路中的邏輯故障來(lái)進(jìn)行如下的分析。
2.1 固定電平故障
所謂電平故障就是指某處的邏輯電平值保持為固定電平值。當(dāng)在同一時(shí)間只考慮一個(gè)電平故障時(shí)，就成為固定電平故障。在數(shù)字電路的內(nèi)部故障中，都可以歸為輸入端和輸出端的固定電平故障，這在一般數(shù)字電路中也得到了推廣。
2.2 橋路故障
橋路故障是信號(hào)線(xiàn)的接插短路和電路工藝的不完善、松動(dòng)，或者是有過(guò)長(zhǎng)的裸線(xiàn)等造成的故障。主要包括兩種類(lèi)型：第一種是由于輸入信號(hào)之間，或者是門(mén)電路輸入信號(hào)之間的橋接造成的故障。另一種則是由反饋橋接造成的故障。主要表現(xiàn)為輸入信號(hào)和輸出信號(hào)之間的橋接造成的故障。
2.3 固定開(kāi)路故障
這類(lèi)故障是發(fā)生在CMOS電路中的。例如，當(dāng)CMOS電路或非門(mén)正常工作時(shí)，電路應(yīng)該能夠完成或非門(mén)的功能。當(dāng)電路出現(xiàn)既不接電源，也不接地的高阻狀態(tài)時(shí)就成為固定開(kāi)路故障。
2.4 信號(hào)延遲故障
有時(shí)即使電路結(jié)構(gòu)沒(méi)有任何的故障，電路也不會(huì)正常的工作，這時(shí)就要考慮可能是由信號(hào)延遲引發(fā)的故障。而由信號(hào)延遲所引起的故障我們通常稱(chēng)為延遲故障。所謂的延遲故障，就是指電路中由于各個(gè)元件的延遲變化、脈沖信號(hào)參數(shù)的變化等所產(chǎn)生的各種故障。
2.5 軟故障
所謂的軟故障就是指由電子元件、器件的參數(shù)，或者性能的不穩(wěn)定，以及電路某一方面的原因等，使電路產(chǎn)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。產(chǎn)生這類(lèi)故障的原因有很多，例如，元器件的老化、參數(shù)的改變、性能的不穩(wěn)定等。這類(lèi)故障有較強(qiáng)的隨機(jī)性和偶然性，造成這類(lèi)故障的因素也有很多。例如，環(huán)境的潮濕、較強(qiáng)的電磁環(huán)境、電源的干擾等。由于這類(lèi)故障產(chǎn)生的原因很多，因此在排查的過(guò)程中也是非常的困難的。
3、數(shù)字電路故障的檢測(cè)方法
3.1 直接觀察檢測(cè)法
這種檢測(cè)法是指不采用任何的輔助儀器、設(shè)備，而是通過(guò)直接觀察電路來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，找尋解決故障的方法。觀察主要包括靜態(tài)觀察和動(dòng)態(tài)觀察（通電后觀察）這兩種觀察方法。靜態(tài)觀察是指：查看器件是否插好、插對(duì)；電源是否接入電路板中；引腳是否彎折；輸入端是否都已經(jīng)處理好；線(xiàn)路是否正確的接入到電路板中，是否有短路現(xiàn)象；查看器件是否有發(fā)燙、發(fā)出異味、冒煙的情況。而動(dòng)態(tài)觀察法則是查看脈沖是否被接入到電路板中。這種方法可用于對(duì)數(shù)字電路中出現(xiàn)故障的初步檢測(cè)，如果電路中出現(xiàn)這種非常明顯的故障就可以直接被檢測(cè)出來(lái)了。
3.2 分塊測(cè)試法
如果通過(guò)直接觀察的方法沒(méi)有檢測(cè)出故障，可以考慮用分塊測(cè)試的方法。分塊測(cè)試法是指根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)、功能等，把電路分成若干幾個(gè)獨(dú)立的電路，然后再通電分別進(jìn)行測(cè)試，找出有故障的那部分電路。針對(duì)有故障的部分再采用相應(yīng)的措施來(lái)找出具置。例如，計(jì)數(shù)譯碼顯示電路，就可以根據(jù)它的特點(diǎn)把它分成兩個(gè)部分。即計(jì)數(shù)器電路和譯碼顯示電路。我們可以先檢測(cè)計(jì)數(shù)器電路，如果計(jì)數(shù)器電路能夠正常工作，再檢測(cè)譯碼顯示電路。采用這種檢測(cè)方法可以大大提高檢測(cè)的速度和效率。
3.3 對(duì)比替代檢測(cè)法
當(dāng)大概知道哪一部分電路有故障的時(shí)候，可以通過(guò)對(duì)該部分電路中的個(gè)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后在通過(guò)與正常電路相比較，找出電路中有故障的信號(hào)，從而對(duì)故障的原因進(jìn)行分析和解決。
但有時(shí)候很難發(fā)現(xiàn)電路的故障，這時(shí)我們就可以采用替代法來(lái)檢測(cè)電路的故障。所謂的替代法就是把電路中的電子元器件用同樣型號(hào)、優(yōu)質(zhì)的器件來(lái)替代，然后再觀察電路是否能夠正常工作。為了安全起見(jiàn)，應(yīng)用此方法時(shí)一定要在斷電的情況下更換器件。
3.4 電阻檢測(cè)方法
如果器件出現(xiàn)冒煙、散發(fā)出異味等明顯異常現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)該馬上切斷電源，以免故障進(jìn)一步的擴(kuò)大。為了判斷電路是否有短路現(xiàn)象，我們通常采用的就是電阻檢測(cè)的方法。除此之外，采用電阻檢測(cè)法還可以檢測(cè)出底板內(nèi)部和電路連線(xiàn)之間是否有接觸不良和短路等現(xiàn)象。
3.5 波形檢測(cè)方法
我們還可以通過(guò)用示波器對(duì)各級(jí)的輸出波形進(jìn)行檢測(cè)，觀察所輸出的波形是否正常，以此來(lái)檢測(cè)出電路的故障。這種方法被廣泛的用在脈沖電路中。
4、結(jié)語(yǔ)
數(shù)字電路的廣泛應(yīng)用和推廣，大大改善了我國(guó)各個(gè)科技領(lǐng)域的發(fā)展。數(shù)字電路這一門(mén)學(xué)科也早已成為各工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的課程之一。因此，在數(shù)字電路的教學(xué)中難免會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，而電路中的一些故障就是比較常見(jiàn)的問(wèn)題之一。本文作者希望通過(guò)對(duì)數(shù)字電路產(chǎn)生故障的原因、常見(jiàn)的故障分析和檢測(cè)方法的闡述給置身于數(shù)字電路教學(xué)的教育工作者一些幫助。
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科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，促進(jìn)了電子設(shè)備的不斷提高，現(xiàn)在人們廣泛應(yīng)用電子設(shè)備，尤其智能手機(jī)的應(yīng)用，其用戶(hù)不斷增加，用電設(shè)備密度不斷增加，在空間應(yīng)用過(guò)程中，可能造成電磁環(huán)境的不斷惡化，電子設(shè)備之間可能造成干擾，影響電子設(shè)備的正常工作，必須提高電子設(shè)備之間的抗干擾性能，因此我們?cè)跀?shù)字電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，采用數(shù)字電路集成電路的方式進(jìn)行提高抗干擾性能，利用科技手段，不斷提升抗干擾能力，符合現(xiàn)在數(shù)字電路設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。
1硬件抗干擾技術(shù)在數(shù)字電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的應(yīng)用
1.1安全接地技術(shù)
安全接地技術(shù)是一種常用的技術(shù)，把機(jī)殼接入大地，讓電量轉(zhuǎn)移到大地，減少電荷積累情況，減少因?yàn)殪o電等原因造成人與機(jī)械設(shè)備等受到安全影響。設(shè)備裝置在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，絕緣層可能出現(xiàn)破損等現(xiàn)象，就可能造成機(jī)殼帶帶電，這時(shí)候的電量是足夠大的，不能及時(shí)轉(zhuǎn)移，可能造成嚴(yán)重的后果，利用安全接地技術(shù)可以把多余電荷轉(zhuǎn)移出去，還能及時(shí)切斷電源等，對(duì)其安全性能起到保護(hù)作用。
1.2避雷擊接地技術(shù)
用電設(shè)備基本都需要采用避雷擊效果，一般通常采用避雷針，當(dāng)出現(xiàn)雷擊的情況下，可以進(jìn)行電荷的轉(zhuǎn)移，下雨天氣打雷時(shí)候，出現(xiàn)雷擊的情況是產(chǎn)生電荷的，一旦遇到用電設(shè)備等，瞬間可以產(chǎn)生大量的電荷，對(duì)周?chē)撕臀锂a(chǎn)生損害現(xiàn)象，必須采用技術(shù)及時(shí)轉(zhuǎn)移電荷，減少對(duì)人的傷害，對(duì)用電設(shè)備也起到保護(hù)作用。
1.3屏蔽接地技術(shù)
屏蔽接地技術(shù)是一種常用的對(duì)用電設(shè)備的保護(hù)作用措施，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，也是設(shè)計(jì)人員經(jīng)常采用的方式，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。屏蔽技術(shù)需要和接地技術(shù)配合使用，其屏蔽效果才能夠提升。像是靜電屏蔽技術(shù)。若是在帶正電導(dǎo)體周?chē)鷩贤暾慕饘倨帘误w，則于屏蔽體的內(nèi)側(cè)所獲取的負(fù)電荷將會(huì)等同于帶電導(dǎo)體，同時(shí)外側(cè)所存在的正電荷也和帶電導(dǎo)體等量，這就造成外側(cè)區(qū)域仍舊存在電場(chǎng)。若是對(duì)金屬屏蔽體進(jìn)行接地處理，那么外側(cè)的正電荷可能會(huì)流入大地之中，則可以消除外側(cè)區(qū)域的電場(chǎng)，也就是金屬屏蔽之中將會(huì)對(duì)正電導(dǎo)體的電場(chǎng)進(jìn)行屏蔽處理。屏蔽接地技術(shù)的應(yīng)用，在技術(shù)上起到革新作用，在應(yīng)用過(guò)程中，起到重要保護(hù)作用，具有一定現(xiàn)實(shí)應(yīng)用價(jià)值。
2軟件抗干擾技術(shù)在數(shù)字電路設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的應(yīng)用
2.1數(shù)字濾波技術(shù)
數(shù)字濾波技術(shù)是一種仿真技術(shù)，基于硬件設(shè)備的仿真技術(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不依賴(lài)硬件技術(shù)，只是通過(guò)模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)數(shù)字濾波。在具體應(yīng)用過(guò)程中，先借助于硬件技術(shù)進(jìn)行干擾技術(shù)的應(yīng)用，減少干擾性能，在具體通過(guò)軟件進(jìn)行有效的濾波，起到真正的數(shù)字濾波技術(shù)，減少抗干擾能力。數(shù)字濾波技術(shù)的方法有多種多樣，我們?cè)趹?yīng)用過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇適應(yīng)的數(shù)字濾波技術(shù)的處理方式，起到真正數(shù)字濾波作用，在數(shù)字電路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，利用軟件技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的重要步驟。
2.2軟件“看門(mén)狗”的使用
軟件程序在應(yīng)用過(guò)程中，往往容易出現(xiàn)死循環(huán)等現(xiàn)象，在數(shù)字電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者要考慮這方面問(wèn)題，采用“看門(mén)狗”技術(shù)，防治程序死循環(huán)現(xiàn)象發(fā)生。硬件看門(mén)狗就是一個(gè)定時(shí)器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)控，合理的根據(jù)監(jiān)控情況進(jìn)行有效處理，起到看門(mén)狗的效果。
3實(shí)例論述
3.1通過(guò)硬軟件技術(shù)促使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)脫離死態(tài)
為了使干擾問(wèn)題得到及時(shí)的解決，在硬件方面可以使用一個(gè)硬件計(jì)時(shí)器，
3.2程序“跑飛”階段進(jìn)行數(shù)據(jù)保存的硬軟件辦法
由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在被強(qiáng)電磁干擾或影響之后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之中正在正常運(yùn)行的程序或許會(huì)被打亂，進(jìn)而在內(nèi)存中出現(xiàn)轉(zhuǎn)移情況，同時(shí)這種轉(zhuǎn)移是不能被控制的，也就是發(fā)生“跑飛”情況。該問(wèn)題的出現(xiàn)或許會(huì)造成確保軟件正常運(yùn)行的重要參數(shù)被破壞、沖掉。通過(guò)硬軟件結(jié)合措施、方法的運(yùn)用，能夠在出現(xiàn)斷電事故或者是發(fā)生強(qiáng)干擾情況之后，使各重要參數(shù)得到保護(hù)，從而使系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或者是再恢復(fù)獲得可靠的保證。
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