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电路设计思想范文1
关键词：高压送电线路；优化设计
Abstract: In recent years, rapid economic development, social electricity demand is rapidly growing, power grid construction at an unprecedented rate across the development. Specific technical issues in engineering design, theoretical analysis, practical application, sum up experience in the design to provide a scientific reference for the circuit design.
Keywords: high voltage transmission line; optimization design
中图分类号：U285.19
文献标识码：A 文章编号：
一、线路设计优化
1.基本要求
设计单位必须对其勘察、设计质量负责,勘察、设计文件应当符合有关法律、行政法规的规定和建筑工作质量、安全标准、建筑工程勘察、设计技术规范以及合同的约定。设计文件选用的建筑材料、建筑构配件和设备,应当注明其规格、型号、性能等技术指标,其质量必须符合国家规定的标准。
2.优秀设计的技术要求和实现
2.1变电站出线廊道规划与实施
因近年来变电站出线要求非常频繁,故出现变电站前廊道有限,站内有间隔而站外无廊道的问题,合理规划进出线廊道显得更加重要。根据变电站供电范围内的负荷预测,许多分析、计算必须到位,除按常规布置廊道外,应满足确保本期,服从长远,兼顾后续的设计原则,通过现场测量地形,计算机AUTOCAD绘图,考虑其中各回出线单双变换的情况,合理选择单双回路终端杆塔型。必要时,可选择近年来我国大量采用的钢管终端塔,甚至采用电缆进出线,以使各回出线均满足安全距离。
2.2线路走径的优化设计
线路路径的选择是整个线路工程建设的关键环节,直接关系到整个电网的安全、可靠和技术经济性,在线路工程主要经过农耕地,村庄布点密集,线路两端变电站廊道紧张,线路路径选择的重点放在避开厂企业、村镇的规划区、不良地质地带的基础上,合理选择与高速公路、铁路、电力线、Ⅱ级通信线的交叉跨越点,满足对通信线影响的要求,最大限度地使得线路路径最短,交通运输条件较好,施工和运行条件方便。
在施工设计中,在初设走径图的基础上,应准确测量,合理调整路径,减少曲折,缩短距离,做好局部设计。在山区线路设计时,有些设计过分强调为便于施工运行沿公路走线,因此遇上林区即大范围避让。作为选线人员,应先在地形图上认真分析定线,再到现场踏勘核对,落实预计的方案是否可行,以避免出现“之”字形、半圆形、大转角等。
2.3详尽调查沿线工程地质、水文及气象条件
为使工程能获得较精确的沿线气象条件,应根据规程对观测场、距本线路距离的要求,走访气象站,经计算平均最大风速、极端最低气温、历年平均气温、历年平均雷暴日数,结合沿线现有送电线路、通信线路的运行经验及造成自然灾害等资料情况分析后,获得本线路的气象条件结果表。
2.4有针对性地科学制定杆塔位排定原则杆塔位排定
依据《架空送电线路设计技术规程》中有关规定和本工程所采用的各种杆塔设计条件进行。线路通过经济作物林区时,不砍伐通道,对与个别垂直距离不满足要求的进行剪枝、削顶,甚至砍伐,线路跨越普通树木时,按砍伐施工通道和保证安全运行的原则进行设计,如须砍伐防护通道,按照线路宽度加林区主要树种高度的2倍进行。在非经济林类树木自然生长高度不超过2m、导线与树木(考虑自然生长高度)的最小垂直距离不小于4.5m情况下不砍伐防护通道。
2.5主力杆塔和地线的选型设计
根据以往工程的设计经验,在杆塔选型中,一般采用根据工程导线型号及水文气象地质特定情况而选择在该地区使用了多年的杆塔型,这些塔型,具有丰富的施工及运行经验,不仅可以缩短设计订货周期,同时有利于运行单位的检修及备品备料。但在实际应用中必须因地制宜,综合考虑。
2.6交叉跨越的设计保证
近年来线路工程的一大特点是交叉跨越多,而线路在果树地里的测量异常困难,故实际中在果树地里运用了高架穿线进行测量,在果树树梢上看过去;在果树地里采用仪器架低,利用果树树身之间空隙穿行,遇到实在过不去的,如遇到大树干、临时房屋,采用几何法进行修正。
二、技术分析
1.单回路塔与双回路塔配合问题
长期以来,当变电站架构排定后,由于终端塔位及廊道限制,为保证当期线路及后续工程的顺利进出线,在终端多采用双回路终端塔,在廊道规划中拥挤地段多采用双回路架设,这带来1个单双回路变换的问题,主要体现在单回路各相导线最大风偏时在直线塔上悬垂绝缘子串偏移,造成导线对杆塔净空距离、导线线间距离无法满足规程要求,此类教训很多。另外,线路两侧变电站相序经常出现不吻合情况,在单回路上双回路塔档内进行调整是经常采用的1个方式。例如祥周电厂1回220kV输电线路进入某站段即是这种情况下处理较好的1个例子,当时有2种方案可供选择,一是采用单回路耐张塔,另一是采用直线猫头塔。根据实际,按规程要求,对线路直线单回路塔和双回路终端塔配合情况进行计算机软件详细计算,CAD准确绘图,提出理论计算模式,最终拿出合理的直线塔位移施工图纸(一般情况下,直线塔不作位移)。并根据两端变电站相序情况,提出了相序调整方案。该方案被采用后已运行2年多,各方面均证明设计合理,计算准确,且经济效益显著。
2.铁塔基础改进
某500kV变电站至某220kV双回、双分裂送电线路在施工中遭遇连阴秋雨,线路所经局部地带地下水位很高,个别塔位积水成池,施工机械无法展开。如采用常规基础,不但施工难以进行,工期难以保证,基础安全受力也受到一定影响。根据雨季现场情况,参考各单位意见,对常规基础进行改进,确定基础型式为“自重式基础”,即基础的抗拔、受压、抗倾覆均由基础自身完成,不再考虑土壤受力。
基础改进应注意2个方面:①正确分析铁塔基础受力,应首先保证安全,针对轴心受压基础,轴心受拉基础,分别选取不同的K值。②新基础计算的前提条件是地基承载力满足设计要求,若地质属淤泥或淤泥质土,则必须进行重新设计。
3.降低输电线路杆塔接地电阻的措施
要解决输电线路杆塔接地电阻偏高的问题,先要对偏高的原因进行认真的分析,到现场认真勘探测量,进行严格的计算设计,制定出切合实际的降阻措施,主要有:①水平外延接地,杆塔所在地若有水平放设的条件,则尽量采用此法。因其施工费用低,不但可降低工频接地电阻,还可有效地降低冲击接地电阻。②深埋式接地极,如地下较深处的土壤电阻率较低,可用竖井式或深埋式接地极。
4.城市架空输电线路的设计
在经济发达地区或工业城市,负荷水平、负荷密度高速发展,要求电能以220kV或110kV输送至负荷中心,而城市建设中的市政规划,对景观及环保要求越来越高,对架空线走廊的限制也越来越严格。土地和环境景观等资源的占用不再是无偿或微不足道的了,线路建设中用于征地赔偿和搬迁以获得走廊使用权的各项费用在建设成本中的比例越来越高。在某些情况下,采用单侧三相垂直排列的杆型,虽仅架设一回线路,但与电缆线路比较,效益却很可观。狭窄的路径走廊,促使钢管杆的出现,它在技术上能满足输电线路的要求,如价格与角钢塔可比时,其应用领域将更广泛。钢管杆不仅造型美观,安装快捷,占地面积省,符合现代城市环境对架空线路的高要求,而且还与城市地势较为平坦,走廊宽度小,线路施工不方便等特点相适应,故得以迅速发展,给设计选择带来了方便。
线路的走廊宽度由塔头尺寸、风偏、安全距离3部分组成。减少线路走廊宽度的关键在于控制塔头尺寸和风偏。采用固定挂点的直线杆塔以及固定跳线的耐张塔,是减少塔头尺寸和限制导线风偏的有效措施,也是控制走廊宽度的有效措施。走廊的日益紧张,发展的趋势将是多回路、大截面。
结束语:
架空输电线路处于户外运行,随着环境的变化,线路结构必然随之改变,本文谈到的新特点只是线路设计工作中比较突出的几个方面,只有具体问题具体分析,提出最优设计,才能确保线路的安全运行。同时针对各种问题,目前国内线路设计方面出现了许多新技术、新经验、新设备,只有结合实际,合理利用,才能达到最理想的效果。
参考文献:
电路设计思想范文2
【关键词】微商城；设计
中图分类号：J04 文献标志码：A 文章编号：1007-0125（2017）11-0200-01
随着新媒体网络科技的快速发展，人们越来越喜爱网上购物，而顾客对网上购物的诉求也从最初的单纯追求低价格上升到追求完美、个性化、甚至与线下购物趋同的购物体验。
一、现有购物网站界面及购物流程设计分析
对现有购物网站的用户体验分析从网站的架构设计、购物流程设计、界面视觉设计三个方面展开。
良仓是一个主推设计精良的商品，面向具有一定消费能力并追求高品质生活的消费人群的网站。良仓的整体架构分为三级页面，首页、商品分类页与购买页。在商品分类中，良仓的分类是比较细致的，良仓的首页有一些专题推荐，推荐的内容往往是与节日、季节相关。而良仓的一级分类除了商品之外，还有杂志，分享和达人分类，在杂志的分类下有一些分享新鲜事物的文章，分享的内容包括时尚、文化、数码等。在这其中还有一个清单分类，类似于淘宝的特色专题，而两者相比较良仓的清单命名更具文化性。个人认为这个清单的实用性还是较高的，现代人每天的生活都很疲惫，整天处于一个压力大的环境中，没有耐心去看复杂的事物，很多人更愿意去看整理归纳好的物品。
良仓的购物流程设计首先是消费者选定商品，可选择购买颜色与数量，选定商品后可选择立即购买或是加入购物车，选择购买后进入确认订单页面，此页面为购买信息界面；提交订单后出现选择付款方式页面，确认付款后系统自动转换到第三方网站进行付款完成交易。就购物体验及服务来说，良仓在整个网站上只有一个在线客服及客服电话，而淘宝每一个店铺都配有客服，在看了一些市场调研后，发现良仓的售后做得很不全面，无法直接在订单中追踪物流去向，也没有消息发送到消费者的手机上告知订单进程，因此很多消费者认为淘宝购物体验比良仓更好。
良仓整体的界面风格是以简洁为主，整个界面的版块都是在框架中，使界面显得很规矩，整体的大色调采用了黑白灰三色，而为了使版面不会太过于无趣，在广告和促销的版块又使用了彩色纯色背景，色彩的饱和度并不高，与整个画面的黑白灰三色搭配起来显得很雅致。界面的内容则主要是以图片为主，整个界面除了广告和促销图片上的文字再无其他多余的文字，商品详情与价格则在移动到商品上时才显现。网站界面并没有太突出的图标，都是网站常见的一些图标，但值得注意的是商品图片右下角出现的促销与活动图标，设计都是由良仓logo演变而来。
整体来说，良仓整个的界面还是充满了设计感，精致又不沉闷，很符合网站的定位。
二、云向南微商城设计思路
云向南微商城是一个主打云南本地特色食品及进口食品的购物网站。市场定位是面向中等收入水平并且对生活品质有一定追求的人群，应根据市场定位及消费者喜好来进行网站架构设计分析。网站的大体设计风格理念与良仓相似。
在架构设计上，云向南微商城的大体构架也分为三级页面，首页除去放登陆、注册、广告、推荐商品此类网站基本的版块之外，还增加了吸引消费者购买的促销版块与更好地帮助消费者挑选的特色专题版块，通过市场调研结果，专题与促销版块能有效地提高消费者的购买欲。首页的搜索框应放在显眼易见的地方。二级界面则包含商品详细分类、推荐商品以及符合条件商品筛选与商品按条件排序。符合条件商品筛选功能是在购买时可将该类别下所有的商品按照价格、品牌、作用等条件来进行筛选，能帮助消费者更快地找到想要的商品，而推荐商品则是网站根据用户所浏览商品来给用户推荐同类商品。三级界面则是商品详情与购买页。此外还应在网站每个界面都提供在线客服的小窗，使消费者在购物出现问题时随时都能与网站沟通。
电路设计思想范文3
生产实习是培养本科学生理论联系实际，提高实际动手操作能力的重要教学环节。本专业的生产实习旨在使学生广泛了解实际电子产品生产的全过程，熟悉电子产品的主要技术管理模式，并在实习的操作过程中学习、掌握电子产品的焊接、安装、调试的实际操作技能。巩固和加深理解所学的理论，开阔眼界，提高能力，为培养高素质大学本科人才打下必要的基础。通过学习，是理论与实际相结合，可以使学生加深对所学知识的理解，并为后续专业课的学习提供必要的感性知识，同时使学生直接了解本业的生产过程和生产内容，为将来走上工作岗位提供必要的实际生产知识。
二、实习的基本内容：
、集中授课，进行相关知识的学习。
、学习、掌握电子产品的独立性设计与安装、调试的能力；进一步掌握电子测量仪器的正确使用方法，电元器件的测量与筛选技术。
、初步了解电子整机产品的工艺过程。
、为能使学生得到充分的锻炼，较大的提高学生的实际动手能力，本次生产实习安排每一位学生独立完成全部系统的设计与安装工作。
、本实习环节，学生要独立使用电焊铁及各种电子测试设备电路安装与调试，要学生严格遵守电器设备的使用安全，遵守实验室的各项规章制度。
三、基本要求：
、在教师的指导下练习在测试电路德核心板上焊接元件，掌握焊接要领。
、熟悉元器件的性能及管脚分配。
、在给定的pcb板上焊接跳线，ic插座，电阻，电容，led器件等。
、检查焊接是否正确。
、插上元器件，运行系统，并观测系统工作是否正常。
四、总体设计电路思想和原理：
本次生产实习用到的开发板和模块共7块，分别为：单片机核心板，电子钟模块，mp3模块，rfid模块，无线传输模块，脉搏传感模块，gps模块。
各模块相互组合，其所能实现的基本功能如下：
、单片机核心板+电子钟模块：实现时间的显示，温度的测量，且可通过遥控器调时、定闹等。
、单片机核心板+无线传输模块：实现数据的近距离无线传输。
、单片机核心板+mp3模块（含sd卡）：实现mp3播放功能。
、单片机核心板+rfid模块：实现地铁检票系统的模拟。
、单片机核心板+脉搏传感模块：实现人体脉搏传感的测量。
、单片机核心板+gps模块：实现gps卫星定位功能。
（一）核心板电路设计
单片机核心板电路主要包括stc12c5a60s2单片机，电子钟模块接口电路，mp3接口电路，无线传输模块接口电路，脉搏传感模块接口电路，gps模块接口电路，串口扩展电路，电源供电电路。该系统的单片机是宏晶科技生产的单时钟机器周期（it）的单片机，是高速、低功耗、超强干扰的新一代8051单片机。通过使用stc-isp软件，该单片机可实现串口在线编程，无需编程器，无需仿真器。
核心板电路的设计思想主要是围绕单片机芯片的工作原理和特点，为其实现合理的设计出外围电路：包括电源电路，显示电路部分，复位电路部分，串行口通信电路，按键电路等。
（二）电子钟模块电路设计
该模块主要用到的芯片有：时钟保持芯片ds1302，单总线数字温度传感器ds18b20，红外遥控解码器tl1838a。
该模块电路设计的思想是了解这三种芯片的工作电压，ds1302的工作时钟频率以及三种芯片与单片机之间的硬件连接。
（三）mp3模块电路设计
该模块用到的主要芯片有mp3音频解码芯片vs1003，3.3v电压转换芯片lm1117-3.3,2.5v电压转换芯片lm1117-2.5。
该电路的设计思想主要是了解芯片的作用和特点，寻找各芯片之间的联系，vs1003芯片是该模块的主要部分。单片机设有单独解码mp3文件的功能，而单片机可与通过vs1003的接口电路的连接，进行mp3的解码，实现音频的输出。通过芯片各引脚的功能和特点，合理的设计出相应的外围电路。
（四）rfid模块电路的设计
该模块的电路所用到的主要芯片为13.56mhz的非接触式通信读卡芯片fm1702。该芯片是基于iso/4443标准的非接触卡读卡机专用芯片，采用0.6微米cmos 、eeprom工艺，支持13.56mhz频率下的type a非接触式通信协议，
支持多种加窗算法，兼容philips的mfrc530(spi接口)读卡机芯片。
该模块的电路设计思想是基于fm1702各引脚的功能和特点，合理的设计芯片的外围电路，其中的电容和电感所构成的天线是芯片与s50卡通信的工具。
五、单元电路设计：
、单片机核心板电路分析
单片机核心板是本次实习中最重要的部分，它是实现各种模块功能的基础部分。单片机核心板的核心是stc12c5a60s2单片机芯片，围绕该芯片设计出相应电源供电电路，蜂鸣器驱动电路，按键电路，串行口通信电路，复位电路，液晶屏驱动电路以及各模块的接口电路，由以上的电路部分就构成一个核心板电路系统。
电路设计思想范文4
1、课程目标
使学生具备本专业的高素质技术应用型人才所必需的电子电路逻辑设计基本知识和灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的基本技能；为学生全面掌握电子设计技术和技能，提高综合素质，增强职业变化的适应能力和继续学习能力打下一定基础；通过项目的引导与实现，培养学生团结协作、敬业爱岗和吃苦耐劳的品德和良好职业道德观。本课程目标具体包括知识目标、能力目标和素质目标。
（1）知识目标：熟悉数字电子技术的基本概念、术语，熟悉逻辑代数基本定律和逻辑函数化简；掌握门电路及触发器的逻辑功能和外特性；掌握常用组合逻辑电路和时序电路的功能及分析方法，学会一般组合逻辑电路的设计方法（用SSI和MSI器件），学会同步计数器的设计方法；熟悉脉冲波形产生与变换电路的工作原理及其应用；了解A/D，D/A电路及半导体存储器、PLA器件的原理及其应用。
（2）能力目标：具有正确使用脉冲信号发生器、示波器等实验仪器的能力；具有查阅手册合理选用大、中、小规模数字集成电路组件的能力；具有用逻辑思维方法分析常用数字电路逻辑功能的能力；具有数字电路设计初步的能力。
（3）素质目标：培养学生学习数字电路的兴趣；培养学生团结合作的意识，培养学生自己查找资料能力。
2、课程定位
《逻辑设计》是计算机应用技术专业和电子信息类专业的一门重要硬件基础课，其理论性和实践性很强，尤其强调工程应用。是现代电子技术、计算机硬件电路、通信电路、信息与自动化技术的和集成电路设计的基础。在高速发展的电子产业中数字电路具有较简单又容易集成。通过本课程学习，熟悉小中大规模数字集成电路分析与应用，突出数字电子技术应用性，获得数字电子技术必要的基本理论基本知识和基本技能；了解数字电子技术的应用和发展概况，为后继课程及从事相关工程技术工作和科研与设计工作打下一定基础。《逻辑设计》在电子信息专业课程的地位，表现在其先导课程为《电工电子技术》，要求学生掌握由分立元器件组成的电子电路的识别与检测、与基本分析方法，掌握有关晶体管以及晶体管电路的分析方法等；其后续课程有《微机原理与接口技术》、《单片机技术应用》、《EDA技术应用》等。学习集成电路芯片在计算机及相关电子设备中的应用与作用。
二、逻辑设计课程教学内容
1、教学内容选取依据
（1）以培养高素质技能型人才为目标，教学内容选择与组织突出“以能力为本位，以职业实践为主线，以项目主体--任务贯穿”为总体设计要求，在内容的选取上，首先立足于打好基础。在确保基本概念、基本原理和基本教学方法的前提下，简化集成电路内部结构和工作原理的讲述，减少小规模集成电路的内容，尽可能多地介绍中大规模集成电路及其应用。以能力培养为主线，以应用为目的，突出思路与方法阐述，力求反映当今数字电子技术的新发展。
（2）在教材内容编排上精心组合，深入浅出，做到概念清晰，逻辑设计思想严谨。教学实施中注重重点突出，层次分明，相互衔接，逻辑性强，以利于教学做一体化的整合。在讲义上力求简洁流畅，通俗易懂，便于学生自学。
（3）以实训项目为载体，采取任务驱动教学做一体化的实施，体现理论指导实践，实践深化理论的素质养成目的。
（4）依据各学习项目的内容总量以及在该门课程中的地位分配各学习项目的课时数。
（5）知识学习程度用语主要使用“了解”、“理解”、“能”或“会”等用来表述。“了解”用于表述事实性知识的学习程度，“理解”用于表述原理性知识的学习程度，“能”或“会”用于表述技能的学习程度。
2、教学具体内容安排
表决器电路设计与制作，抢答器电路设计与制作，同步计数器电路设计与制作，方波发生器电路设计与制作，数字钟电路设计与制作。
三、逻辑设计课程教学模式与手段
1、教材编写
教材编写体现项目课程的特色与设计思想，教材内容体现先进性、实用性，典型产品的选取科学，体现地区产业特点，具有可操作性。呈现方式图文并茂，文字表述规范、正确、科学。
2、教学模式
采取项目教学，以工作任务为出发点来激发学生的学习兴趣，教学过程中要注重创设教育情境，采取“教学做”一体化的教学模式，将知识、能力、素质的培养紧密结合，进一步加强职业教育教学改革研究，优化完善我校应用型人才培养体系。
3、教学方法
从教学手段、教案设计、教学思路、语言表述、教学资源等方面着手，对如何在课堂教学中提高学生的学习主动性和兴趣开展教研。教学过程有进行项目引导，任务贯穿，“提出问题”、“引导思考”、“假设结论”、“探索求证”，把握课程的进度，活跃课堂气氛，使大多数学生能够获得尽可能大的收获。采用“发现法”教学方式，使学生建立科学的思维方法与创新意识。学习内容的掌握依赖于学习者的实践，课程组加强了对教师教学及学生学习过程的管理；为使学生理解和有效掌握课程内容，在坚持课外习题练习、辅导答疑等教学环节的基础上，增加随堂练习、单元测验等即时性练习环节，督促学生复习和掌握已学知识点。
4、教学手段
充分利用挂图、投影、多媒体等现代化手段，发挥网络突破空间距离限制的优势，让学生能够最大限度的利用学习资源，自主地学习和提高，弥补课堂上未能及时消化吸收的部分内容。教学过程中相应教学班成立课程提高学习小组，任课教师课外指导该小组进行拓展学习及课外科技活动指导，达到因材施教的目的；一方面教师指导有兴趣能力强的学生进行课外学习，特别是对数字系统设计知识的答疑指导，为能力强的学生提供发展空间，解决因课时数限制而无法在课堂上深入讲授特定工程应用专题的矛盾。也加强了教师与学生的互动，教师可以第一手了解学生对教学过程的反馈，改进教学方法，利用学习好的学生带动整个班级的学习，促进良好班风学风的形成。探讨当前教学环境下，培养学生课外学习能力的新模式。
电路设计思想范文5
关键词： HLSAD； 放大电路； AD构件； 分辨率
中图分类号：TP211 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2012）12-31-03
Design of HLSAD
Cao Zhenhua
（Suzhou Institute of Trade & Commerce， Suzhou， Jiangsu 215009， China）
Abstract： AD modules are widely used in medical devices， industrial control， and consumer electronic products. With the improvement of device control accuracy， the resolution requirements of AD module are getting higher and higher. Nowadays， the cost of the high resolution AD module is high and one AD module cannot have a different resolution in segments. In this paper， based on the research of the low-cost， low-performance AD module and amplifier circuit， a kind of high-performance， low-cost AD module （HLSAD） that can be segmented is designed. The module had been used in the Jiangsu provincial level and Suzhou municipal projects， which achieved good results.
Key words： HLSAD； amplifier circuit； AD module； resolution
0 引言
AD构件一般包括AD前端放大电路和AD采集两部分，对于微弱信号，需要用放大电路进行信号放大，然后通过AD采集电路将模拟信号转换成数字信号，从而方便后端信号处理。
1 AD构件的现状及发展趋势
1.1 AD前端放大电路现状
AD前端放大电路负责将传感器中微弱的信号转换成适合AD采集部分采集到的信号，一般由放大器、滤波电路及其配套电路组成，其中放大器是核心部分，决定了整个AD前端放大电路的性能和质量。放大器只对信号进行放大，并不进行模拟/数字转换，目前有模拟信号放大器和数字信号放大器之分，市面上主流的是模拟信号放大器。现阶段几乎每个完整的电子产品中都离不开放大器，而放大器性能的提高对电子产品的功能起着重要的决定作用[1]。
放大器历经数十年的发展，从早期的真空管演变为现在的集成电路，根据不同的应用需求主要分化为通用型、低电压/低功耗型、高速型、高精度型四大类运放产品。一般而言，高速运放主要用于通信设备、视频系统以及测试与测量仪表等产品；低电压/低功耗运放主要面向手机、PDA等以电池供电的便携式电子产品；高精度运放主要针对测试测量仪表、汽车电子以及工业控制系统等。这三种放大器是针对某些领域的特定需求设计的，针对性强，功能强大，但价格偏高[2，3]。通用放大器应用最广，几乎任何需要添加简单信号增益或信号调理功能的电子系统都可采用通用运放，其价格相对比较便宜，但是性能方面略低。
1.2 AD前端放大电路发展趋势
AD前端放大电路的两个部分是相互配合使用的，无论哪个部分工作出现问题，都会导致整个AD前端放大电路部分不能正常工作，所以要求设计人员对电路设计既有过硬的技术又有丰富的经验，因为一些初级电子工程师往往无法做出稳定可靠的电子产品。
目前较有实力的公司（如AD、TI等公司）开始将AD前端放大电路集成在一起，设计生产出了单片集成AD前端放大电路，内部集成了放大器功能及放大器配套电路功能，大大简化了电子产品设计流程，用户只需要进行简单滤波，就可以把传感器信号直接接入到集成芯片上，完成信号变换功能，这已经成为AD前端放大电路的主流发展趋势[4]，但此类产品价格一般比较高，比如普通LM358放大器成本在几毛钱，而集成了附加电路的前端放大产品价格在20元左右，价格相差悬殊，不适合用于普通民用产品。
1.3 AD采集部分现状及发展趋势
在独立性方面，目前AD采集部分可以分为两类，一类是独立的AD构件，如常见的TLC2543等，另一类是将独立AD构件集成到微处理器MCU或者数字处理芯片中，如freescale公司的MCU大部分都集成了AD构件。前者不能独立使用，必须配合处理单元才能完成信号采集处理工作，而后者在MCU的协助下，完成后期信号处理，总体价格比较便宜。在民用领域，与MCU集成在一起的AD构件成为发展的主流，使用量越来越大，独立的AD模块主要向高端使用领域发展[5]。
在分辨率方面，目前AD采集部分有4位、8位、10位和12位之分，最高的达到24位甚至32位，但是高分辨率的AD构件价格太高，不适合普通场合使用。目前常用的且价格适中的分辨率为12位精度，独立模块的价格在十元左右，集成到MCU中适合普通场所使用的一般总体价格在3～20元不等。
2 HLSAD模块的设计实现
本文使用集成在MCU内部的廉价AD模块，配合简单电路，设计了一款成本低廉、性能可靠并且可分段调节AD采样精度的HLSAD模块，适合民用领域使用要求。
2.1 HLSAD可分段局部高精度设计
在一些具体应用场所中，要求不同AD范围设备做出不同的反应，所以，根据具体应用场所，需要对AD采集电路做适当设计，使之可分段处理。
2.1.1 HLSAD可分段局部高精度设计缘由
在全自动鸡苗孵化控制设备中，对鸡苗孵化场的温度和湿度要求非常高，温度高了或者低了就会导致鸡苗孵出率降低；湿度过高会导致孵出的鸡苗大肚子，湿度过低会导致蛋壳过硬，鸡苗啄不开蛋壳而闷死，所以温度和湿度要严格控制在预定范围内。拿温度来讲，比如温度在22℃～25℃范围以外，采用精度要求比较低，那么系统就可以进行简单采样，低于22度时加足马力加热，而高于25度时加足马力降温，使环境温度迅速到达合适温度范围；如果环境温度在22℃～25℃之间，如果过快加热或者制冷，就会导致温度波动幅度过大，因此在控制中对采用精度要求较高，按照采用数据对压缩机进行准确的功率控制，将温度控制在某个温度点上，从而快速准确地将温度控制在预定温度点上。
2.1.2 HLSAD可分段局部高精度设计思想
对于固定的AD采样模块，它的采样精度是固定的，所以按照使用环境的不同调整某一路AD通道的采样精度是不现实的，本文采用调整前端AD放大电路的方法，巧妙地实现了HLSAD可分段设计，如图1所示。
图1中，同一个传感器输出的信号，通过两路AD前端放大电路的放大处理后，输入到单片机的两个AD采集通道中，虽然两路AD采用精度相同，但是两路AD前端放大电路的放大倍数不同，基准电压也不同，所以输入到单片机里面的信号分辨率精度也就不同，从而实现了HLSAD可分段设计。
2.1.3 HLSAD可分段设计
在实际项目中，温度传感器输出0-50mv电压信号，对应温度范围为0℃～50℃，单片机内集成8通道8位AD构件，实际温度控制在22.5℃温度点上。
按照HLSAD可分段设计设计思想，AD前端放大电路1的基准电压为0，实际信号与0V差分放大，放大倍数为100，输入到AD通道1中，那么AD前端放大电路1有效输入信号范围为0～50mv，有效输出信号范围为0～5v，对应温度范围为0℃～50℃，AD构件为8位，所以最高采样精度为（50℃-0℃）/28=0.2℃。
AD前端放大电路2的基准电压为20mv，实际信号与20mv差分放大，放大倍数为500，输入到AD通道2中，那么AD前端放大电路2有效输入信号最小值为20mv，有效输出信号最小值为（IN-20mv）*500=（20mv-20mv）*500=0v，有效输入信号最大值为50mv，有效输出信号最大值为（IN-20mv）*500=（50 mv-20mv）*500=15v，由于供电电压为5v，所以真实输出有效值为5v，反推出有效输入值为30mv，因此AD前端放大电路2有效输入信号范围为20mv～30mv，对应温度范围为20℃～30℃， AD构件为8位，所以最高采样精度为（30℃-20℃）/28=0.04℃。
通过上面的计算，系统可以在环境温度为0℃-20℃或者30℃-50℃时采样AD通道1的数据，采样精度仅有0.2℃，但是当环境温度在20℃-30℃时采样AD通道2的数据，可以使采样精度提高到0.04℃，提高了50倍，0.04℃的温度波动都能被系统捕获，因此系统不但能实现全温度范围控制覆盖，而且能保证在23℃温度点上得到精准控制。
2.2 HLSAD全范围不分段高精度设计
在某些应用领域，需要对全温度范围进行精准控制，无需分段，但是成本控制非常严格，也可以采用如图1所示的设计思想进行设计，有效降低设计成本，并全范围成倍提高采样精度。
本文HLSAD全范围不分段高精度设计的思想与图1一致，只是电路参数需要稍微调整，比如在实际项目中需要16位或者更高位数精度要求，单片机内只有8位精度AD构件，一种解决方法是购买独立高精度AD模块，但是成本会增加很多，本文采用的方式是利用单片机内部多余的AD模块，提高系统采用精度，不增加任何成本。
按照图1的设计，同一个温度传感器的输出信号输出到两路AD前端放大电路中，AD前端放大电路1中，通过调整分压可调电阻，使基准电压为0V；通过调整放大倍数可调电阻，使放大倍数调整为200，因此，按照2.1.3节的计算方法可以计算出，AD前端放大电路1的有效输入为0mv-25mv，有效输出温度范围为0℃-25℃。同样的道理，AD前端放大电路2中，通过调整分压可调电阻，使基准电压为25mv；通过调整放大倍数可调电阻，使放大倍数调整为200。因此，按照2.1.3节的计算方法可以计算出AD前端放大电路2的有效输入为25mv-50mv，有效输出温度范围为25℃-50℃。那么整体采样精度=（25℃-0℃）/28=（50℃-25℃）/28=0.1℃，因此，采样精度提高了一倍。
3 应用实例与小结
本文以2012年江苏省高校科研成果产业化推进项目《基于3G的物联网平安家居系统的研发及产业化（项目编号为JHZD2012-51）》为实例说明HLSAD模块的使用。本项目要求温度范围为15℃-45℃，稳定温度点位28℃，按照HLSAD模块设计思想，系统将温度分为26℃以下、30℃以上和28℃-30℃三段，在第一段和最后一段中分辨率要求稍低，为0.2℃，在28℃-30℃这一段中分辨率要求较高，为0.05℃，利用2.1 HLSAD可分段局部高精度设计思想，可以轻松实现温度控制的要求。另外，系统中只有一路温度和一路湿度值需要采集，所以有6路AD采集通道空闲，利用2.2 HLSAD全范围不分段高精度设计可以进一步提高系统中温湿度的分辨率。本项目采用的电路如图2所示。
本设计中，放大器采用LM324，成本只有0.5元左右，控制芯片MCU采用美国ATMEL公司生产的普通八位单片机EM78P259NSO14，成本在1.0元左右，所以系统在保证了高分辨率的同时，大大降低了硬件成本。
4 结束语
本文设计的HLSAD模块分别在2012年江苏省高校科研成果产业化推进项目《基于3G的物联网平安家居系统的研发及产业化（项目编号为JHZD2012-51）》和2012年苏州市科技支撑计划项目《基于TD-LTE的物联网平安家居系统的研发应用（项目编号为SG201256）》中表现出了良好的特性。
参考文献：
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究[D].华中科技大学硕士学位论文，2012
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计[J].电子世界，2009.7：48-50
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[4] 王三强，何为，石坚.新型脑电信号前置级放大电路设计[J].重庆大学
学报（自然科学版），2006.6：51-53
电路设计思想范文6
1.1主控制板硬件电路设计
主控制板硬件电路设计包括：LPC1766芯片供电模块、电源电路、数据存储模块、时钟电路、USB输入输出接口、19264液晶显示屏控制电路、掉电复位保护电路、剑杆毛巾织机运行状态信号量输入模块、起毛伺服控制器接口、键盘接口电路以及电子多臂龙头控制板、伺服电机连接控制板与8色选纬控制板的接口等电路模块的设计、验证与制作调试工作。
1.2卷取伺服电机连接控制板设计
卷取伺服电机连接控制板主要解决主控制板与卷取系统的伺服电机控制器之间的通信问题，具有独立的控制芯片STCF1104。该连接控制板与主控制板之间的通信采用RS232实现。卷取伺服电机连接控制板与伺服控制器之间需要实现伺服使能信号、伺服硬件异常报警信号、伺服系统定位完成、伺服电机旋转方向与脉冲数等信息的读取与设置。
2控制系统软件设计
剑杆毛巾织机控制系统的软件将以实时嵌入式系统μC/OS-II与FAT32文件管理系统为平台进行开发。其设计流程如下：
（1）在控制系统方案设计：
首先，进性详细的市场调研，分析市场上主流的剑杆织机控制系统（包括平布与毛巾织机）的功能特点，借鉴其好的设计思想，使其为我所用，并设法改进其不足之处，确保设计的剑杆毛巾织机控制系统符合当前的技术潮流，并具有自己的特色。其次，与合作单位的机械部件设计人员进行充分的交流，在深刻领会其整机设计思想、织机控制要求与控制系统制造成本要求后撰写剑杆毛巾织机控制系统用户需求分析报告与总体方案设计报告，并提交合作单位审核通过。确保项目研究成果能在合作单位使用推广，并被市场接受。
（2）控制系统详细设计：
首先，详细分析毛巾织造工艺流程，理清剑杆毛巾织机控制信息点、研究织机动作时序，确立控制时间节点与控制信息间的逻辑关系。其次，根据用户需求分析报告，对总体方案进行细化，提出各个控制模块与相关控制算法的具体实现方案，并完成关键芯片与外购部件的选型工作。
（3）控制系统软件编写：
首先，选择合适的软件开发工具，建立嵌入式系统开发环境，并完成嵌入式实时操作系统μC/OS-II与FAT32文件系统在LPC1766芯片上的移植工作。其次，理清控制系统所有控制信息之间的逻辑关系，编写控制系统软件流程图与状态向量图。再次，对控制系统软件进行模块划分，编写各个子函数的输入输出接口，并设计控制信息数据结构模型与控制算法。最后，项目组软件编写人员通过分工合作完成软件代码编写与调试。
（4）剑杆毛巾织机控制系统调试：
在完成控制系统硬件电路制作与控制软件设计后进行系统软硬件联合调试，验证各项控制功能是否完备、织机动作流程控制是否合理、各个控制模块工作是否稳定。通过软硬件联合调试，发现并修正控制方案、硬件电路、控制系统参数、软件设计中的缺陷与错误。
（5）剑杆毛巾织机整机调试：
在完成控制系统软硬件调试后，将剑杆毛巾织机控制系统安装到合作单位提供的样机上进行整机调试，验证剑杆毛巾织机的整机功能是否达到设计标准、能否正确合理完成毛巾布料制造全部工艺流程与安全性要求。通过整机调试，发现并修正控制方案、硬件电路、控制系统参数、软件设计中的缺陷与错误，使得设计开发的控制系统达到设计要求。
3结束语
设计完成的毛巾剑杆织机控制系统具有以下特点：
（1）设计了电子送经、伺服卷取功能模块。由变频器、交流电机与接近式张力传感器组成的电子送经机构实现了毛巾织造过程中相对稳定的经纱张力控制，简化了机械结构，又具有成本优势。伺服卷取机构实现了变纬密织造、毛巾须长停车自走、定位停车后自动补偿消除停车挡等功能，并简化了机械零部件设计，如取消纬密齿等。
（2）在不增加硬件设备情况下，设计了软件自动寻纬算法，能提高布面拼挡效果，而且将减轻挡车工的劳动强度与操作技能要求。
（3）在起毛高度控制中，采用伺服电机控制起毛凸轮的转动角度，实现了毛巾织物起毛高度在设计范围内任意变化，能够实现波浪型花纹编织。
