电路设计的原则范文1
--用protel dxp电路板设计的一般原则
电路板设计的一般原则包括：电路板的选用、电路板尺寸、元件布局、布线、焊盘、填充、跨接线等。
电路板一般用敷铜层压板制成，板层选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求和经济指标等方面考虑。常用的敷铜层压板是敷铜酚醛纸质层压板、敷铜环氧纸质层压板、敷铜环氧玻璃布层压板、敷铜环氧酚醛玻璃布层压板、敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板和多层印刷电路板用环氧玻璃布等。不同材料的层压板有不同的特点。 环氧树脂与铜箔有极好的粘合力，因此铜箔的附着强度和工作温度较高，可以在 260℃的熔锡中不起泡。环氧树脂浸过的玻璃布层压板受潮气的影响较小。 超高频电路板最好是敷铜聚四氟乙烯玻璃布层压板。
在要求阻燃的电子设备上，还需要阻燃的电路板，这些电路板都是浸入了阻燃树脂的层压板。 电路板的厚度应该根据电路板的功能、所装元件的重量、电路板插座的规格、电路板的外形尺寸和承受的机械负荷等来决定。
主要是应该保证足够的刚度和强度。
2.0 2.5 3.0 3.5 4
注意事项：
设计焊盘时的注意事项如下：
1）焊盘孔边缘到电路板边缘的距离要大于 1mm，这样可以避免加工时导致焊盘缺损。Www.133229.cOm
2）焊盘补泪滴，当与焊盘连接的铜膜线较细时，要将焊盘与铜膜线之间的连接设计成泪滴状，这样可以使焊盘不容易被剥离，而铜膜线与焊盘之间的连线不易断开。
3）相邻的焊盘要避免有锐角。
大面积填充
电路板上的大面积填充的目的有两个，一个是散热，另一个是用屏蔽减少干扰，为避免焊接时产生的热使电路板产生的气体无处排放而使铜膜脱落，应该在大面积填充上开窗，后者使填充为网格状。 使用敷铜也可以达到抗干扰的目的，而且敷铜可以自动绕过焊盘并可连接地线。
跨接线
在单面电路板的设计中，当有些铜膜无法连接时，通常的做法是使用跨接线，跨接线的长度应该选择如下几种：6mm、8mm 和 10mm。
接地
1地线的共阻抗干扰 电路图上的地线表示电路中的零电位，并用作电路中其它各点的公共参考点，在实际电路中由于地线（铜膜线）阻抗的存在，必然会带来共阻抗干扰，因此在布线时，不能将具有地线符号的点随便连接在一起，这可能引起有害的耦合而影响电路的正常工作。
2．如何连接地线 通常在一个电子系统中，地线分为系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等几种，在连接地线时应该注意以下几点：
1）正确选择单点接地与多点接地。在低频电路中，信号频率小于 1mhz，布线和元件之间的电感可以忽略，而地线电路电阻上产生的压降对电路影响较大，所以应该采用单点接地法。 当信号的频率大于 10mhz 时，地线电感的影响较大，所以宜采用就近接地的多点接地法。 当信号频率在 1~10mhz 之间时，如果采用单点接地法，地线长度不应该超过波长的 1/20，否则应该采用多点接地。
2）数字地和模拟地分开。电路板上既有数字电路，又有模拟电路，应该使它们尽量分开，而且地线不能混接，应分别与电源的地线端连接（最好电源端也分别连接）。要尽量加大线性电路的面积。一般数字电路的抗干扰能力强，ttl 电路的噪声容限为 0.4~0.6v，cmos 数字电路的噪声容限为电源电压的 0.3~0.45 倍，而模拟电路部分只要有微伏级的噪声，就足以使其工作不正常。所以两类电路应该分开布局和布线。
3）尽量加粗地线。若地线很细，接地电位会随电流的变化而变化，导致电子系统的信号受到干扰，特别是模拟电路部分，因此地线应该尽量宽，一般以大于 3mm 为宜。
4）将接地线构成闭环。当电路板上只有数字电路时，应该使地线形成环路，这样可以明显提高抗干扰能力，这是因为当电路板上有很多集成电路时，若地线很细，会引起较大的接地电位差，而环形地线可以减少接地电阻，从而减小接地电位差。
5）同一级电路的接地点应该尽可能靠近，并且本级电路的电源滤波电容也应该接在本级的接地点上。
6）总地线的接法。总地线必须严格按照高频、中频、低频的顺序一级级地从弱电到强电连接。高频部分最好采用大面积包围式地线，以保证有好的屏蔽效果。
抗干扰
具有微处理器的电子系统，抗干扰和电磁兼容性是设计过程中必须考虑的问题，特别是对于时钟频率高、总线周期快的系统；含有大功率、大电流驱动电路的系统；含微弱模拟信号以及高精度 a/d 变换电路的系统。为增加系统抗电磁干扰能力应考虑采取以下措施：
1）选用时钟频率低的微处理器。只要控制器性能能够满足要求，时钟频率越低越好，低的时钟可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。由于方波中包含各种频率成分，其高频成分很容易成为噪声源，一般情况下，时钟频率 3 倍的高频噪声是最具危险性的。
2）减小信号传输中的畸变。当高速信号（信号频率高=上升沿和下降沿快的信号）在铜膜线上传输时，由于铜膜线电感和电容的影响，会使信号发生畸变，当畸变过大时，就会使系统工作不可靠。一般要求，信号在电路板上传输的铜膜线越短越好，过孔数目越少越好。典型值：长度不超过 25cm，过孔数不超过 2 个。
3）减小信号间的交叉干扰。当一条信号线具有脉冲信号时，会对另一条具有高输入阻抗的弱信号线产生干扰，这时需要对弱信号线进行隔离，方法是加一个接地的轮廓线将弱信号包围起来，或者是增加线间距离，对于不同层面之间的干扰可以采用增加电源和地线层面的方法解决。
4）减小来自电源的噪声。电源在向系统提供能源的同时，也将其噪声加到所供电的系统中，系统中的复位、中断以及其它一些控制信号最易受外界噪声的干扰，所以，应该适当增加电容来滤掉这些来自电源的噪声。
5）注意电路板与元器件的高频特性。在高频情况下，电路板上的铜膜线、焊盘、过孔、电阻、电容、接插件的分布电感和电容不容忽略。由于这些分布电感和电容的影响，当铜膜线的长度为信号或噪声波长的 1/20 时，就会产生天线效应，对内部产生电磁干扰，对外发射电磁波。 一般情况下，过孔和焊盘会产生 0.6pf 的电容，一个集成电路的封装会产生 2~6pf 的电容，一个电路板的接插件会产生 520mh 的电感，而一个 dip-24 插座有 18nh 的电感，这些电容和电感对低时钟频率的电路没有任何影响，而对于高时钟频率的电路必须给予注意。
6）元件布置要合理分区。元件在电路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题。原则之一就是各个元件之间的铜膜线要尽量的短，在布局上，要把模拟电路、数字电路和产生大噪声的电路（继电器、大电流开关等）合理分开，使它们相互之间的信号耦合最小。
7）处理好地线。按照前面提到的单点接地或多点接地方式处理地线。将模拟地、数字地、大功率器件地分开连接，再汇聚到电源的接地点。 电路板以外的引线要用屏蔽线，对于高频和数字信号，屏蔽电缆两端都要接地，低频模拟信号用的屏蔽线，一般采用单端接地。对噪声和干扰非常敏感的电路或高频噪声特别严重的电路应该用金属屏蔽罩屏蔽。
8）去耦电容。去耦电容以瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计电路板时，每个集成电路的电源和地线之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用，一方面是本集成电路的储能电容，提供和吸收该集成电路开门和关门瞬间的充放电电能，另一方面，旁路掉该器件产生的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为 0.1μf，这样的电容有 5nh 的分布电感，可以对 10mhz 以下的噪声有较好的去耦作用。一般情况下，选择 0.01~0.1μf 的电容都可以。
一般要求没 10 片左右的集成电路增加一个 10μf 的充放电电容。 另外，在电源端、电路板的四角等位置应该跨接一个 10~100μf 的电容。
pcb 设计时应从以下几个方面考虑：
1）合理选择层数。利用中间内层平面作为电源和地线层，可以起到屏蔽的作用，有效降低寄生电感、缩短信号线长度、降低信号间的交叉干扰，一般情况下，四层板比两层板的噪声低 20db。
2）走线方式。走线必须按照 45°角拐弯，这样可以减小高频信号的发射和相互之间的耦合。
3）走线长度。走线长度越短越好，两根线并行距离越短越好。
4）过孔数量。过孔数量越少越好。
5）层间布线方向。层间布线方向应该取垂直方向，就是顶层为水平方向，底层为垂直方向，这样可以减小信号间的干扰。
6）敷铜。增加接地的敷铜可以减小信号间的干扰。
7）包地。对重要的信号线进行包地处理，可以显著提高该信号的抗干扰能力，当然还可以对干扰源进行包地处理，使其不能干扰其它信号。
8）信号线。信号走线不能环路，需要按照菊花链方式布线。
电路设计的原则范文2
关键词： Protel99SE；电路原理图；PCB；布局布线；构建网络
中图分类号：TN41 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1210060－01
1 从原理图到PCB
可以分为三大步骤，第一是绘制电路原理图，第二是根据电路原理图产生网络表，第三是印制电路板设计。详细操作过程如下：
1）创建一个设计数据库文件。建立一个空的设计数据库并为该数据库文件命名和选择存储位置。
2）新建电路原理图。新建电路原理图文件，并直接修改电路原理图文件名，进入Sch99SE后，设置图纸参数。
3）加载元器件库、放置元器件并布局原理图布线。将放置好的元器件各管脚用电气导线、网络标号、I/O端口标号等连接起来。使各电路模块之间建立满足设计要求的电气连接关系。Protel99SE提供直接连线、网络连线和I/O端口标号连线3种方式。简单的电路模块宜采用直接连线方式，连线一次画完。而对于复杂的电路模块多采用网络连线和I/O端口标号连线方式（两种连线方式其实都是用英文字母标识电气上连接在一起的各导线），其网络标号最好放在管脚端点引出的端线上。
4）ERC和生成网络表。使用Protel提供的智能化电气规则检查（ERC）功能对该电路系统进行电气规则检查，主要包括两方面的内容：① 检查原理图的电气规则冲突，如一个元器件的输出引脚与另一个元器件的输出引脚连在一起；② 检查未连接或重复使用的网络标号。网络表（netlist）是电路原理图文件和PCB设计之间的纽带。
5）新建一个PCB文件，规划印制电路板。规划电路板主要是确定电路板的物理边界、电气边界、板层结构和布局要求任务。
首先，定义电路板的形状和尺寸（物理边界），用户在4个机械层中的一个确定电路板物理边界，而在其它的机械层上放置尺寸、角标、参考孔位置。然后，定义电路板的电气边界。电气边界是用来限定布线和元件放置的范围，通常用户应将电气边界的范围与物理边界的范围规划成相同大小。所有信号层的目标对象（如焊盘、过孔和走线）都限定在电气边界内。
6）设置参数制。参数设置包括工作层的参数、PCB编辑器的工作参数、自动布局和布线数的设置等。在进行印制电路板设计时，确定其工作层，包括信号层（Signallayers）电源/接地层（IntemalPlanes）、（Mechanicallayers）等。印制电路单层板、双层板和多层板。在实际应用中，双层板因其布线相对比较简单、价格适中而成为现在最常使用的一种印制电路板。双层板包括顶层（TopLaye底层（BottomLayer）两层，双面敷铜，中间为绝缘层。双层板两面都可以布线，一般需要由过孔（Via）或焊盘（Pad）连通。
7）加载网络表。网络表是自动布线的关键，是连接电路原理图和PCB图的桥梁。只有正确加载网络表，才能对电路板进行自动布局和自动布线操作。
8）元器件的放置与布局。元器件的放置要符合元器件布局的一般规则。布局是指将元件的封装整齐、合理地放置在电路板所限定的范围内。布局有两种方式：手工布局和自动布局。手工布局是指以手工的方式将元件的封装及焊盘、过孔、字符串等重新排列。对于较为复杂的电路，绝大多数采用自动布局，然后再进行手工调整进行布局。
9）布线（Routing）规则。元器件的封装在印制电路板上布局完成后，就可以布线了。布线同布局一样，可分为手工布线和自动布线，复杂的电路一般都是采用自动布线，然后手工进行调整，以达到最佳效果。在进行自动布线之前，首要工作就是设置“自动线规则”。
10）自动布线和手工调整。一般来说，PCB自动布线后会存在一些不合理的地方，例如布线拐弯过多、布线重复连接以及布线直接穿过元件引脚等。另外，某些情况下设计者需要放置一些焊盘、过孔、尺寸标注和字符串等，以满足实际设计的需要。对于以上情况。需要设计者采用手工布线的方法来完成。
11）生成各种PCB报表及输出PCB报表是为方便用户查询和管理电路板而建，印制电路板详细信息可以记录在各种不同报表中。PCB可生成“已选管脚报表”（Selected Pins）“电路板信报表”（Board Information）、
“（Bill Of Materials）、“设计文档报表”“网络状态报表”（Netlist Status）、“钻孔文档”等等文档。电路板布线完毕后，就可以输出电路板图，并将输出结果送到厂家进行制作。
12）文件的保存和输出完成PCB设计后，应将文件保存，然后利用各种图形输出设备，输出PCB图。
2 手工设计PCB
和从原理图到PCB的一些步骤是相同的，在此就不再详细描述了。
1）新建PCB文件。在设计数据库文件中，新建一个PCB文件。选择File/New菜单，在弹出的对话框中选择PCB Document选项在创建的数据库中新建一个PCB文件。
2）规划电路板。在绘制PCB图前，用户对电路板应有一个初步的规划，主要包括3个方面的设置，分别是工作层面的设置、环境参数的设置和电路板的规划设置。其中最重要的是电路板的规划设置，包括采用几层电路板、电路板的结构、尺寸、各元件的封装形式及其安装位置、接口形式、元件的布置参数、板层参数和布线参数等。
3）放置封装，修改封装属性，放置电源连接件的封装。
4）布局，构建网络。按照网络关系表，建立所有的网络。这是最为关键的一步，创建所有器件的连接关系。
5）设置布线规则，布线。Protel提供两种布线方式：自动布线和手工布线。Protel99SE用先进的无网格和基于形状的对角线自动布线技术，使用Auto Boute/All菜单，进行布线参数和布线规则设置后。Protel99SE开始为用户的电路板自动布线。手工布线是指设计者按照PCB中预拉线的引导手工在PCB上进行布线操作。对于设计者来说，一般的布线原则是先自动布线，然后再进行手工布线。一般来说，PCB自动布线后会存在一些不合理的地方，例如布线拐弯过多、布线重复连接以及布线直接穿过元件引脚等。另外，某些情况下设计者需要放置一些焊盘、过孔、尺寸标注和字符串等，以满足实际设计的需要。对于以上情况。需要设计者采用手工布线的方法来完成。
6）规则检查，保存设计。
3 结束语
对于硬件电路设计者来说．Protel99SE是必须掌握的一项基本技能。要想设计一款高质量的电路板必须对电路的原理、元器件的选择、空间电磁波的干扰等诸多问题都要考虑，所以设计绘制印制电路板的工作是项复杂的系统工程，需要有很多PCB设计的经验和技巧。
参考文献：
[1]曾峰、巩海洪、曾波，印刷电路板（PCB）设计与制作（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2005．
[2]余宏生、吴建设，电子CAD技能实训[M].北京：人民邮电出版社，2006.
[2]江雪松、陈绮、许灵军等，印刷电路板设计[M].北京：机械出版社，2006.
电路设计的原则范文3
【关键词】整车电气原理设计；电源分配设计；接地分配设计；回路匹配设计；压接点设计
【Abstract】The schematic is used to indicate the vehicle electrical system of the vehicle wiring harness to each electrical power and signal transmission connection between circuits. Vehicle electrical schematic design， all related to the vehicle’s electrical functions to achieve， is an important basis for the analysis of electrical circuits， troubleshoot electrical faults.
【Key words】Vehicle electrical schematic design； Power distribution design； Ground distribution design； Matching circuit design； Splices design
0 引言
整车电气原理，是整车电气系统的核心，它表明了整车线束系统为实现各用电器的功能，一方面通过导线将电源及用电器连接构成回路，为用电器传导电流，另一方面通过导线回路实现相连接的用电器之间的信号传递，从而使各电器件能够按照操作者的意图正常工作。整车电气原理设计是否合理，直接关系到汽车电器件能否正常工作以及全车的安全性、可靠性、经济性和舒适性，它是整车开发过程中的一个重要环节。
整车电气原理设计的主要内容包括电源分配设计、接地分配设计、回路匹配设计、INLINE的选型以及回路压接点设计。
1 整车电气原理的设计输入文件
整车电气原理的设计输入阶段，应获得以下文件：①整车配置表；②各电器子系统信息，包括子系统工作原理图、接口定义及负载特性等；③各电器件在汽车上的布置信息。
2 整车电气原理设计
2.1 电源分配设计
电源分配主要是基于整车各用器的工作原理，在满足各子系统工作原理的前提下，确定采用何种方式给用电器供电，同时对线路保护进行设计。
整车电源类型大致可分为以下三种：①蓄电池直接供电系统（常电或30电）；②点火开关控制的供电系统（IG电或15电）；③发动机起动时卸掉负载的电源（ACC电）。根据车型的电气系统组成情况，给与合理的电源分配。
电源分配设计一般要遵循以下原则：①所有电源回路都需要进行回路保护；②考虑负载的重要等级以及行车安全，对于重要的安全件，需要单独的熔断器来保护，如近光灯回路；③考虑不同系统的功能关联性和失效模式，减少不同系统和功能之间的相互影响；④区分负载类型是扰动负载还是稳态负载；⑤就近原则，靠近负载的实际安装位置分配电源。
电源分配设计的步骤如下：首先，根据整车蓄电池、起动机、发电机的相关参数，以及子系统负载信息，进行电源类型的分配，以及保险丝、继电器的种类及个数确定。然后，结合车内空间、可扩展性、成本、平台化等因素，对电器盒进行选型并确定其个数。一般车型主要有前舱电器盒和仪表板电器盒，外加蓄电池处的前端保险丝盒，有的车型可能会增加后行李箱电器盒。最后，根据就近原则及负载布置信息，进行电器盒内的负载电源分配。如前舱电器盒主要对前舱的电器件进行供电，仪表板电器盒主要对驾驶舱内的电器件进行供电。
2.2 接地分配设计
在整车电路中，一般会使用导线与车身、发动机或变速箱连接在一起，这样可以车身、发动机、变速箱实现共地。这种实现接地的做法，称为“搭铁”。
为避免接地导线过长，造成不必要的电压降，一般采用就近接地。另外，接地分配也需要考虑到以下三种接地要求：①发动机ECU、ABS/ESP、EPS、SRS等对整车性能及安全影响大，且易受其他用电设备干扰，所以这些件需要单独接地。尤其对于安全气囊系统SRS，其接地点不仅应单设，而且为了确保其安全可靠，最好设计两个及两个以上接地点。其目的是其中一个接地失效，系统可通过另一接地点搭铁，确保系统安全工作。②音箱系统为避免电磁干扰，也要单独接地；弱信号传感器的接地最好独立，接地点最好是在离传感器较近的位置，以保证信号的真实传递。③有些电器件必须共用接地点，以防止不同接地点之间的电位差影响到电器件之间功能的正常实现。
其他电器件可根据具体布置情况相互组合共用接地点。蓄电池负极线、发动机搭铁线等因导线截面较大，因此一定要控制好线长和走向，减小电压降。为增加安全性，发动机、车身一般要单独连到蓄电池负极搭铁。
2.3 回路匹配设计
回路匹配设计，主要是根据负载信息，设定熔断器的型号和容量，从而确定匹配的回路线径。
2.3.1 负载信息确认
根据收集到的整车子系统信息，确认负载类型、负载电流特性曲线。负载类型、负载电流特性曲线如下图1所示：
2.3.2 设定熔断器的型号和容量
熔断器的作用是保护导线，其类型分为快熔型熔断器和慢熔型熔断器。小电流负载和短时间脉冲电流负载，一般选择快熔型熔断器，大电流负载和锁电流负载一般选择慢熔型熔断器。
熔断器的容量设定主要遵循以下原则： 一般来说，熔断器负荷电流不超过熔断器额定电流的70%。同时，还要考虑以下因素。①快熔型熔断器容量：需要考虑负载额定电流值、负载类型、环境温度影响、继电器盒类型、暂态电流波形；②慢熔型熔断器容量：需要考虑和区分连续负载、间歇性负载、特殊负载。
2.3.3 确定回路线径
根据已确定的熔断器来选择与之匹配的回路线径。此过程要综合考虑回路所在的环境温度、回路导线的容许温度、通电时回路导线的温升以及成捆线束容许电流的折减系数。总的原则是要求发生短路时熔断器的熔断时间短于导线发烟时间。如图2，橙色线代表熔断器的熔断时间，粉色线代表导线的发烟时间，回路导线与熔断器的匹配判定左图是可取的，右图则是不可取的。
2.4 INLINE选型
INLINE即线对线连接器。INLINE的选型，需要考虑以下三点：第一，INLINE的端子线径压接范围要与所接回路的线径匹配；第二，INLINE连接器的孔位数要满足所接回路的总数；第三，回路走向要与INLINE所在车上的安装位置匹配，一般采用就近原则。特殊回路如安全气囊系统回路对端子镀层有特殊要求，一般不与其他回路共接同一INLINE。
2.5 回路压接点设计
整车电气原理回路的压接点设计，需要遵循以下三点：第一，单边回路数最多不超过7根，总回路数最多不超过12根；第二，压接的所有回路中，最小回路线径与总回路线径之比必须大于或等于5%；第三，各回路之间的线径匹配须满足导线的压接工艺要求。
3 整车电气原理设计校核验证
整车电气原理需与子系统信息作进一步的校核，并通过以下相关试验进行验证其设计的合理性：①过载试验；②堵转试验；③短路保护试验；④整车配电工作电流测试；⑤供电及接地回路电压降测试；⑥熔断器熔断情况下的功能故障测试；⑦接地不良情况下的功能故障测试；⑧整车搭载耐久试验。
4 结束语
整车电气原理，是整车电气系统的核心。整车电气原理设计得合理，才能保证汽车各用电器能按照操作者的意图来实现其功能，也才能保证汽车的安全性、可靠性、经济性以及舒适性。
【参考文献】
[1]李元胜.汽车电路系统设计与Multisim仿真[D].青岛大学，2014.
[2]吴建刚.目前汽车电路存在的问题与对策[J].汽车电器，2007.
电路设计的原则范文4
关键词：输电线路设计；路径选择；线路运行
引言
人们生活水平的提高，以及日常生产生活用电量的增加，促进了电力事业的发展。为此，电力企业为了满足人们对电量的需求，应加快输电线路的建设，完善电网设施，并遵循输电路的设计原则，为线路的铺设打好基础，选择科学的路径角度，完成设计。
1输电线路设计的原则
1.1政策性与经济性原则设计人员设计输电线路时，需要符合我国相关法律法规的规定，从不同方面分析，比如各地区的经济发展差异，以及交通情况等，并且还要与法律法规有效结合，保证铺设的线路不会影响当地的交通，符合经济使用的观念。同时，线路的数量不要过多，在较短的路径上安装电线，调整其倾斜度，为后期的维护提供便利。1.2安全运行原则这一原则是输电线路选择路径必须遵循的首要原则，确保线路的安全性，防止电力安全事故的发生，降低出现的概率[1]。1.3地质地貌原则设计人员在为某一地区进行地貌勘察时，必须进行实地考察，根据这一地区的地质与地貌特点，给出设计方案，同时，设计人员还可以采集这一地区的地质样本，根据其空气中的湿度、水质等情况，对方案进行适当调整。1.4自然环境原则设计人员给出的设计方案要尽可能与森林、农田保持一定的距离，避免破坏自然环境，或是因为电力事故的发生让森林或农田损毁。如果输电线路必须经过森林，设计人员要在森林中选择一条最佳路径，减少砍伐树木的数量，并做好线路的防护工作，尽量避免对森林产生负影响。
2输电线路设计路径选择的选线步骤
2.1按图索引设计人员在对实际环境进行考察后，要在脑中形成地质、地貌的初步印象，对地形有初步了解。而在地图上划分路线时，从线路的开始到结束，会经过很多中转点塔位，这些塔位的选择会对线路的运行产生很大的影响，因此，设计人员要根据以下几方面，选择中转点塔位[2]。首先，中转点塔位的安放，会对周围的环境与基础设施造成影响，比如军用设施、地下关键管道，设计人员需要尽量避开。其次，要以本地经济的实际发展情况为参考，以及国家政策的相关要求，对该地区未来的电力发展给出合理预估。最后，输电线路的选择要尽量避开当地的水文和地质。设计人员在避开这些因素后，可以把设计方案交由相关部门审核，采纳多方面的意见，得出最终的设计方案。2.2现场选线设计人员给出最后的设计方案后，就需要施工人员落实方案，规划出具置，进行现场定线。施工人员主要通过以下三种技术完成现场定线工作。其一是海拉瓦技术，这一技术主要运用现代工具卫星、GPS等，把实地的景观拍摄成影像，并进行适当处理，让平面的图像变成正射影像图，或是让这一地区的地质立体化，变成三维景观图。这些图的应用，可以让选线人员避开一些较为危险的地区，架设输电线路。运用这一技术，能够让设计人员摆脱传统设计思路的限制，使用科学的方法，缩短输电线路的长度，减少工作量，提高工作效率。其二是全数字拍摄测量技术，这一技术的优势是能够准确分析三维地表模型中的地势和地形，给出详细的分析结果，为现场定线提供便利。其三，设计人员可以运用物理计算的方式，选择线路，其主要应用于跨越点以及角度较大的转角等。
3输电线路设计路径选择的技术要求
3.1基本要求如果输电线路与当地的基本设施或是重要管道的距离较短，设计人员不要为了只满足线路的要求，而忽略了对当地环境的影响。为此，线路的设计者要参考当地的规范性章程，调整输电线路的位置，与设施与管道保持安全的距离。但如果输电线路会经过盐碱地等地方，要尽可能改变线路的路线，而如果是在一些土壤土质不稳的地区，可以适当增加转角走向，为施工创造便利的条件。如果是在自然灾害多发区，如地震等，其线路要用直交的方式铺设，有效减少自然灾害对线路的破坏。3.2转角点的要求如果需要在线路中加入转角点，设计人员必须把导线的张力作为考虑的因素之一，让导线的张力符合转角的要求，把线路铺设在相对平缓的地带。如果无法绕开山坡，则可以在一些坡度较小的位置，但不要使用直线杆塔架设电线，并根据地形的要求，适当调节两个杆塔的距离。3.3跨河点的要求首先，设计人员根据跨河点的要求设计方案时，要选择恰当的低端位置，如果遇到河道相对狭窄的河流，要根据河流的特点，给出相应的输电线路的设计方案，另外，还要考虑河床、河岸等因素。其次，不要在装货卸货的港口或是船只停泊的地方，铺设线路，特别是在排洪口，也要格外注意。最后，如果设计者想要在土质较为松软的地区铺设假设杆塔，必须找出该地区的地质资料综合分析，确定其可行性。3.4山区路径的要求首先，如果设计人员在山区中架设输电线路，必须避开较为陡峻的地形，比如陡坡、悬崖等，或是不稳的山体，可以适当运用转角或增加线路的长度，改变线路的位置。其次，如果线路和山脊互相交叉时，要让其通过山鞍，再经过山麓，不要在排洪排水的位置铺设；接着，设计人员如果依照已经干枯的河沟铺设线路，则要把洪水的冲刷加入到考虑因素中。最后，山区的道路较为崎岖，选择线路时必须确保交通与施工具有一定的便捷性，减少施工的阻碍。3.5矿区路径的要求输电线路必须避开主矿区，防止矿区塌陷带来的风险。在没有境界线可以借助的情况下，要选择垂直的架设方法，缩短整体线路的长度。3.6覆冰地区的要求如果线路铺设的地区会经过覆冰区，设计者要考虑雪崩的等因素，避免自然灾害对线路进行破坏。并且，可以在河流的下风向铺设，防止线路结冰，适当调整杆塔之间的距离，缩短档距。
4结语
输电线路的设计比较复杂，当中包含了很多不确定的因素，并且，输电线路是否可以顺利通电，也会直接影响社会经济整体的发展水平，以及人们生活水平的提高。为此，设计人员必须提高自身的技术，从科学、务实的角度分析问题，做好线路的设计工作，确保输电线路的经济性和安全性，拉动地区经济的增长，加快社会向前发展的脚步。
参考文献
[1]周廷军.输电线路设计中路径角度选择和研究[J].中国新技术新产品,2014(6):47-48.
电路设计的原则范文5
关键词：110 kV；输电线路；设计
中图分类号：TM863 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0093-01
1 杆塔设计与选型
杆塔是110 kV输电线路的支撑柱，主要由钢材和钢筋混凝土组成，通过杆塔的搭建起到了支撑110 kV输电线路的地线和导线的作用，并实现对110 kV输电线路的绝缘和避免周围磁场干扰的目的，避免整个110 kV输电线路的铺设影响到附近居民的正常生活和通行的安全。110 kV输电线路的杆塔有很多的种类，不同种类的杆塔在施工中的操作流程、建造的造价、施工的工期、运输的费用上有很大的不同。因此，110 kV输电线路的杆塔的选择要根据该地段的实际情况，充分的考虑到工程的造价、施工的工期、占地面积、运行的安全性、当地的地质情况和气候温度等方面情况选择适当的杆塔。在选择适当的杆塔后技术人员根据施工情况粗略的计算出杆塔的总体费用。如果整个杆塔施工的费用比较宽裕，最好选用新型的杆塔，在新型的杆塔施工之前，一定要对塔杆的质量进行有效的检验，在确保杆塔的质量合格后再施工。
2 导线的设计
导线具有疏导电流、传输电能的功能，在整个110 kV输电线路中发挥着巨大的作用，是110 kV输电线路的主要组成部分。110 kV输电线路需要架设杆塔之上，大部分的导线需要在室外，会受到室外很多因素的干扰，在110 kV输电线路长期的运行中整个线路的导线部分承受着巨大的考验，不仅需要承受自身的压力、不断变化的气温和天气的影响等多方面因素的影响。因此整个110 kV输电线路对于导线的质量要求比较高，尤其是导线的机械强度和电气性能需要作为考虑的重点，此外还需要考虑到导线周围地区的实际环境来选择导线的型号和材质。目前，我国常使用钢芯作为导线的内部核心，在外部使用铝线绞制而成，这材质的导线可以很大程度上提高导线的机械强度和电气性能，可以很好适应自身的压力、不断变化的气温和天气的影响。一般需要在塔杆上架设两条以上的导线减少电晕和高频通讯的影响，加大导线本身的承受能力，此外在导线的架设过程中要保证导线表面的清洁和绞合均匀程度，以避免导线某个部位的电阻过大，影响电能的传输。
3 路径的设计与规划
路径的设计对输电线路稳定运行起着重要的作用。对于110 kV输电线路的路径的设计之前要把握可行性、经济性、安全性、技术性这几个设计原则。另外，根据实际情况进行实地考查，再做决定选择合理性强的路径方案。
3.1 经济原则
在110 kV输电线路路径的设计中必须要考虑到设计的经济原则，通过科学合理的设计减少线路架设的程度，减少施工的过程量和110 kV输电线路运行后的电量消耗。设计人员要深入架设线路的目标区域进行实地的考查，通过实地的勘查和测量得到一手的数据，依据数据进行计算，最终做出最合理的设计方案以提高整个110 kV输电线路的设计水平，减小工程量。
3.2 可行性原则
很多设计人员在设计之前不深入目标地区进行有效的考查，没有得到一手的数据，只凭借一些历史数据进行测算来制定路径的设计方案，这种方案看似十分合理，但是缺乏操作的可行性。有些方案在施工时增加工程的施工难度和成本，降低了施工的效率。所以设计人员在设计过程中要坚持可行性原则做好实地的考查工作充分考虑到目标地区的交通、水文、地质、通信、气象等一些实际情况。
3.3 安全性原则
110 kV输电线路路径的设计的安全性原则，不仅关系到输电线路的正常运行还关系到该区居民的生命安全，所以在线路的设计过程中要尽量避免在大江、大河和山地丘陵等一些复杂的地形上搭设杆塔，以免对整个线路造成损坏。
3.4 技术性原则
在线路路径的设计中尽量选择交通比较方便的地区，以为后期系统的技术检修提高方便。减少在森林、果园等地区架设线路，这会互增加架设的施工难度和危险性。
4 防雷系统的设计
110 kV输电线路的防雷设计对于保证整个线路的安全运行具有重要的作用，在整个线路的防雷设计中充分考虑不同的线路结构，根据不同的线路结构选择不同的防雷设备，以确保110 kV输电线路输电的安全性。主要采用以下几方面措施：第一，接地保护。接地保护是110 kV输电线路采用的主要的防雷设计，通过线路的接地保护将高电压的电流直接引入地下，避免强电流对整个电路系统造成破坏。在设计中将接地装置合理设定良好的位置，以促进不同的防雷设备之间的相互配合。第二，设备保护。为了使整个线路可以更好的实现防雷的功能需要，对设备进行有效的管理和保护，并且及时进行设备的检修和更换，以发挥其最大的功效，实现对于做整个线路的保护。其三，屏蔽保护。110 kV输电线路的屏蔽保护可以保护线路的稳定运行，需要将屏蔽保护的重点放在电缆和电源线的结合上，以促进110 kV输电线路的稳定运行。
5 注意事项
5.1 线路走廊宽度设计
对于110 kV输电线路的走廊宽度进行合理的设计，可以很大程度减少110 kV输电线路的占地面积。一般都采用猫头塔和干子塔的方式，在设计过程中要注意猫头塔和干子塔的间隔距离，根据实际工程情况而定。
5.2 控制电磁辐射对于输电线路的影响
110 kV输电线路经常会受到自身的磁场或者周围的电磁辐射的影响，使110 kV输电线路在运行过程中的电压不稳定，长时间受到电磁辐射的干扰会影响110 kV输电线路的正常运行。在设计时做好线路的杆塔和绝缘设备之间的配合，通过合理设计地面和杆塔的距离，保障110 kV输电线路的正常运行。
5.3 环境影响评价
由于110 kV输电线路的架设需要在野外进行作业，避免不了受到周围的环境的影响。设计人员要重视目标地区的水文环境和地质灾害的评价，尽量避开在自然灾害多发地区进行施工，以避免出现安全事故，影响到施工人员的生命健康。
6 结 语
110 kV输电线路正常运行关系着人民的生产生活，也关乎国家安全。因此，加强对110 kV输电线路的合理设计，通过杆塔、导线、线路路径、防雷设计等几方面来保证110 kV输电线路的正常运行，保证对110 kV输电线路运行状态的全面掌控，对安全隐患进行及时准确的排除，确保线路的正常工作。
电路设计的原则范文6
2RF电路设计的常见问题
2．1数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰
如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作，可能各自工作良好。但是，一旦将二者放在同一块电路板上，使用同一个电源一起工作，整个系统很可能就不稳定。这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3V)之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。由于较大的振幅和较短的切换时间。使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lμV。因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120dB。显然．如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。
2．2供电电源的噪声干扰
射频电路对于电源噪声相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。因此。假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。如果不采取合适的电源去耦．必将引起电源线上的电压毛刺。如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。
2．3不合理的地线
如果RF电路的地线处理不当,可能产生一些奇怪的现象。对于数字电路设计,即使没有地线层,大多数数字电路功能也表现良好。而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。粗略地计算,每毫米长度的电感量约为lnH,433MHz时10toniPCB线路的感抗约27Ω。如果不采用地线层，大多数地线将会较长，电路将无法具有设计的特性。
2．4天线对其他模拟电路部分的辐射干扰
在PCB电路设计中，板上通常还有其他模拟电路。例如，许多电路上都有模，数转换(ADC)或数／模转换器(DAC)。射频发送器的天线发出的高频信号可能会到达ADC的模拟输入端。因为任何电路线路都可能如天线一样发出或接收RF信号。如果ADC输入端的处理不合理，RF信号可能在ADC输入的ESD二极管内自激。从而引起ADC偏差。
3RF电路设计原则及方案
3．1RF布局概念
在设计RF布局时,必须优先满足以下几个总原则：
(1)尽可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来，简单地说，就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路：
(2)确保PCB板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜箔面积越大越好；
(3)电路和电源去耦同样也极为重要；
(4)RF输出通常需要远离RF输入；
(5)敏感的模拟信号应该尽可能远离高速数字信号和RF信号。
3．2物理分区和电气分区设计原则
设计分区可以分解为物理分区和电气分区。物理分区主要涉及元器件布局、方向和屏蔽等；电气分区可以继续分解为电源分配、RF走线、敏感电路和信号以及接地等的分区。
3．2．1物理分区原则
(1)元器件位置布局原则。元器件布局是实现一个优秀RF设计的关键．最有效的技术是首先固定位于RF路径上的元器件并调整其方向,以便将RF路径的长度减到最小,使输入远离输出。并尽可能远地分离高功率电路和低功率电路。
(2)PCB堆叠设计原则。最有效的电路板堆叠方法是将主接地面(主地)安排在表层下的第二层，并尽可能将RF线布置在表层上。将RF路径上的过孔尺寸减到最小,这不仅可以减少路径电感,而且还可以减少主地上的虚焊点,并可减少RF能量泄漏到层叠板内其他区域的机会。
(3)射频器件及其RF布线布局原则。在物理空间上,像多级放大器这样的线性电路通常足以将多个RF区之间相互隔离开来，但是双工器、混频器和中频放大器／混频器总是有多个RF／IF信号相互干扰．因此必须小心地将这一影响减到最小。RF与IF迹线应尽可能十字交叉，并尽可能在它们之间隔一块地。正确的RF路径对整块PCB的性能非常重要，这就是元器件布局通常在蜂窝电话PCB设计中占大部分时间的原因。
(4)降低高/低功率器件干扰耦合的设计原则。在蜂窝电话PCB上,通常可以将低噪音放大器电路放在PCB的某一面,而将高功率放大器放在另一面,并最终通过双工器把它们在同一面上连接到RF端和基带处理器端的天线上。要用技巧来确保通孔不会把RF能量从板的一面传递到另一面，常用的技术是在二面都使用盲孔。可以通过将通孔安排在PCB板二面都不受RF干扰的区域来将通孔的不利影响减到最小。
3．2．2电气分区原则
(1)功率传输原则。蜂窝电话中大多数电路的直流电流都相当小,因此，布线宽度通常不是问题。不过．必须为高功率放大器的电源单独设定一条尽可能宽的大电流线，以将传输压降减到最低。为了避免太多电流损耗,需要采用多个通孔来将电流从某一层传递到另一层。
(2)高功率器件的电源去耦。如果不能在高功率放大器的电源引脚端对它进行充分的去耦，那么高功率噪声将会辐射到整块板上，并带来多种的问题。高功率放大器的接地相当关键，经常需要为其设计一个金属屏蔽罩。
(3)RF输入，输出隔离原则。在大多数情况下，同样关键的是确保RF输出远离RF输入。这也适用于放大器、缓冲器和滤波器。在最坏情况下，如果放大器和缓冲器的输出以适当的相位和振幅反馈到它们的输入端，那么它们就有可能产生自激振荡。在最好情况下，它们将能在任何温度和电压条件下稳定地工作。实际上。它们可能会变得不稳定，并将噪音和互调信号添加到RF信号上。
(4)滤波器输入，输出隔离原则。如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端，那么，这可能会严重损害滤波器的带通特性。为了使输入和输出良好地隔离。首先必须在滤波器周围布置一圈地。其次滤波器下层区域也要布置一块地，并与围绕滤波器的主地连接起来。把需要穿过滤波器的信号线尽可能远离滤
波器引脚也是个好方法。此外，整块板上各个地方的接地都要十分小心,否则可能会在不知觉之中引入一条不希望发生的耦合通道。
(5)数字电路和模拟电路隔离。在所有PCB设计中，尽可能将数字电路远离模拟电路是一条总的原则，它同样适用于RFPCB设计。公共模拟地和用于屏蔽和隔开信号线的地通常是同等重要的，由于疏忽而引起的设计更改将可能导致即将完成的设计又必须推倒重来。同样应使RF线路远离模拟线路和一些很关键的数字信号．所有的RF走线、焊盘和元件周围应尽可能多地填接地铜皮．并尽可能与主地相连。如果RF走线必须穿过信号线,那么尽量在它们之间沿着RF走线布置一层与主地相连的地。如果不可能，一定要保证它们是十字交叉的．这可将容性耦合减到最小，同时尽可能在每根RF走线周围多布一些地，并把它们连到主地。此外。将并行RF走线之间的距离减到最小可使感性耦合减到最小。
4结束语
迅速发展的射频集成电路为从事各类无线通信的工程技术人员提供了广阔的前景。但同时，射频电路的设计要求设计者具有一定的实践经验和工程设计能力。本文总结的一些经验可以帮助射频集成电路开发者缩短开发周期．避免走不必要的弯路，节省人力物力。
