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關(guān)鍵詞:道路橋梁;施工技術(shù);施工質(zhì)量
中圖分類號: TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、道路橋梁工程的特點(diǎn)分析
準(zhǔn)備時(shí)間短:道路橋梁工程屬于市政建設(shè)工程之一,一般都由政府出資建設(shè),且必須考慮工程項(xiàng)目對城市日常生活的干擾以及對交通運(yùn)輸?shù)挠绊?,所以施工周期的要求通常都?huì)相對嚴(yán)格并且工期緊促;施工場地?。旱缆窐蛄汗こ踢@種城市道路市政工程通常都是在城市內(nèi)大街小巷相對狹窄的環(huán)境進(jìn)行施工,因此施工場地小,不但給施工路段的環(huán)境和交通造成影響,也給市民日常生活造成影響,同時(shí)更為施工操作和質(zhì)量控制以及進(jìn)度控制增加了難度;地下管線復(fù)雜:道路橋梁施工,尤其是城市道路施工,難以避免城市道路地下復(fù)雜交錯(cuò)的供熱、水電煤氣、以及通訊等管線因?yàn)槟昃每赡軐?dǎo)致位置不明的狀況,如果繼續(xù)盲目施工很有可能破壞原有城市地下管線造成施工企業(yè)以及社會(huì)和城市的重大經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)產(chǎn)生負(fù)面社會(huì)影響;原材料成本高:道路橋梁工程項(xiàng)目所需要使用的原材料數(shù)量種類很多,原材料成本在整體工程成本中的比例高達(dá)50%左右。因此合理選材以及原材料運(yùn)輸都是道路橋梁工程不可忽視的問題;質(zhì)量控制難度高:道路橋梁工程由于施工進(jìn)度要求嚴(yán)格,因此很多施工企業(yè)在具體的施工過程中都以趕工期為首要任務(wù)確保效益,難免忽略施工質(zhì)量,因此施工監(jiān)理單位在質(zhì)量控制方面的難度相對較高。一般情況下道路橋梁的設(shè)計(jì)荷載要達(dá)到公路Ⅰ級,同時(shí)還要考慮一些其他的相關(guān)因素。例如徐沖大橋設(shè)計(jì)為45+2×80+45m連續(xù)鋼結(jié)構(gòu),就是性價(jià)比最高的選擇,在設(shè)計(jì)過程中綜合考慮了當(dāng)?shù)氐卣饎?dòng)峰值、周圍地質(zhì)條件等;地質(zhì)條件影響大:道路橋梁工程一般都會(huì)包含排水工程在內(nèi),實(shí)際施工過程中受地質(zhì)條件的影響非常大。例如,如果施工現(xiàn)場地下水位高,土質(zhì)差,施工過程中就不得不采取相應(yīng)降水措施,直到地下水位降至符合施工條件才可以實(shí)施施工中的溝槽開挖。
二、影響橋梁施工技術(shù)質(zhì)量的因素
1、 人員素質(zhì)
在公路橋梁的建設(shè)過程中,施工隊(duì)伍對于施工質(zhì)量的影響至關(guān)重要,其專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平直接關(guān)系到工程建設(shè)的施工安全和質(zhì)量水平。一支素質(zhì)過硬、作風(fēng)優(yōu)良的專業(yè)施工隊(duì)伍,往往就是工程建設(shè)質(zhì)量的最可靠保障。當(dāng)前我國建筑行業(yè)施工人員來源復(fù)雜,主要是進(jìn)城務(wù)工的農(nóng)民工,文化水平和技能水平較低,不能妥善解決施工中遇到的質(zhì)量問題。同時(shí),施工人員流動(dòng)性大,這為人員管理和培訓(xùn)帶來了困難,造成施工人員行為的不規(guī)范和安全意識淡漠。另外,許多工程項(xiàng)目的管理者法律意識淡薄,只重視經(jīng)濟(jì)效益而忽視施工安全,在施工過程中一味追求工程進(jìn)度,沒有嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)規(guī)范。以上這些都給施工安全和工程質(zhì)量帶來了隱患,給國家經(jīng)濟(jì)利益和人民安全造成嚴(yán)重威脅乃至重大損失。
2、建筑材料
幾年來,因?yàn)榻ú馁|(zhì)量問題引發(fā)的公路橋梁質(zhì)量安全事故屢見不鮮,給企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營和人民工作生活帶來嚴(yán)重影響。這些事故之所以發(fā)生,其根本原因在于部分施工企業(yè)為了追求經(jīng)濟(jì)利益最大化,以次充好,使用廉價(jià)材料代替技術(shù)規(guī)范要求的材料,而這些廉價(jià)材料品流復(fù)雜,質(zhì)量完全不能保證,往往達(dá)不到工程施工的要求,從而造成工程質(zhì)量缺陷。比如,橋梁施工使用的混凝土標(biāo)號低強(qiáng)度不達(dá)標(biāo),粘結(jié)力差,導(dǎo)致橋梁經(jīng)過長期使用出現(xiàn)開裂現(xiàn)象,從而給橋梁的使用壽命和安全造成嚴(yán)重?fù)p害。
3、施工控制部分
施工企業(yè)缺乏完善的施工質(zhì)量管理制度,質(zhì)量安全責(zé)任制落實(shí)不到位,缺少必要的檢查檢驗(yàn)措施,或者已經(jīng)建立了管理制度,但由于單位和個(gè)人質(zhì)量安全意識不強(qiáng),各項(xiàng)制度執(zhí)行不到位,形同虛設(shè)。對于可能存在的質(zhì)量缺陷視而不見,整個(gè)施工過程缺乏有效監(jiān)管,工程質(zhì)量難以控制,也是導(dǎo)致公路橋梁事故多發(fā)的一個(gè)重要原因.
三、解決道路與橋梁施工技術(shù)問題的方法和途徑
1、道路施工接縫問題的解決辦法
在處理道路施工接縫問題時(shí):利用切割機(jī)對路面進(jìn)行清潔處理,保證路面的干凈和平整,然后再進(jìn)行新料攤鋪?zhàn)鳂I(yè),在施工中必須確保切線順直和側(cè)壁垂直;將廢棄材料進(jìn)行清理之后,要在路面涂刷瀝青,增強(qiáng)路面的防水、防滲和防腐性能;進(jìn)行新料攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí),一定要以相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ),對縱、橫冷接縫部位進(jìn)行綜合處理,在施工過程中,一定不能忽視松鋪系數(shù)這一關(guān)鍵要素,要對其進(jìn)行科學(xué)掌控。
2、路床整修碾壓問題的解決辦法
要對路床整修碾壓問題進(jìn)行科學(xué)處理,就必須要從以下三個(gè)方面著手:第一,以路床施工要求作為路橋施工的重要依據(jù),在具體施工操作中,要嚴(yán)格控制路床的橫坡與標(biāo)高,力爭使土基的平整度達(dá)到相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn);第二,要貫徹落實(shí)路床施工中的防水、排水工作,避免施工中積水問題的出現(xiàn),同時(shí)要確保施工層的排水量與施工的進(jìn)展相適應(yīng);第三,在施工中更要加大對路床結(jié)構(gòu)的檢查力度,確保路床的密實(shí)性能,同時(shí)要對路橋的壓實(shí)度進(jìn)行精密控制,在路橋的含水量達(dá)到最佳程度時(shí),及時(shí)對其進(jìn)行碾壓,保證碾壓工作的質(zhì)量和效率。要特別注意的是,在進(jìn)行碾壓操作時(shí),必須要遵循從高到低、從輕到重的重要施工原則和技巧,使路床碾壓的密實(shí)度和平整度達(dá)到最佳狀態(tài)。
3、排水管道滲水問題的解決辦法
對排水管道滲水問題進(jìn)行處理,工作人員可以按照以下步驟進(jìn)行作業(yè):第一,對排水管道的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測。在進(jìn)行排水管道選擇時(shí),要選用那些經(jīng)過質(zhì)檢部門檢驗(yàn)并附有產(chǎn)品質(zhì)量合格證的排水管道,同時(shí),在管道安裝前要對其進(jìn)行嚴(yán)格檢查,一旦發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題,馬上棄用,并對其進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)廢處理;第二,做好接口填料的選用工作,在具體施工中,要嚴(yán)格按照相關(guān)比例標(biāo)準(zhǔn)配備其用量,在技術(shù)選用上,要采用與之相關(guān)的先進(jìn)的施工技術(shù),以保證施工的質(zhì)量和效率。在進(jìn)行填口施工時(shí),必須要對接口縫的內(nèi)部進(jìn)行徹底清理。在處理時(shí)要遵循具體問題具體分析的辦事原則,對接口填料的類型進(jìn)行嚴(yán)格區(qū)分:如果填口材料屬于水泥類,則應(yīng)對其進(jìn)行濕潤處理,如果是油性接口填料,則應(yīng)采用相應(yīng)的處理對策,先對其進(jìn)行干燥處理,然后在其表面涂刷油料,最后再嚴(yán)格遵循具體的施工規(guī)范流程對其進(jìn)行處理;第三,要保證砂漿的飽滿度,在進(jìn)行砂漿涂抹時(shí),要進(jìn)行相應(yīng)的壓光收漿和養(yǎng)護(hù)工作,如果在施工中遇到地下水,則應(yīng)在砌筑施工時(shí)同時(shí)完成麻面與勾縫工作;第四,要做好水泥原漿的涂刷工作,在將管道與井進(jìn)行連接時(shí),要先對管道表面進(jìn)行濕潤處理,然后再涂刷水泥原漿,同時(shí)要將內(nèi)外抹面工作落到實(shí)處,做好排水管道滲漏的預(yù)防工作。
4、混凝土裂縫問題的解決辦法
要解決混凝土裂縫問題,一般來說,可以從以下三個(gè)方面著手:第一,把好混凝土原材料的質(zhì)量關(guān),嚴(yán)格控制混凝土配合比例,使其密實(shí)度能滿足施工的具體需要;第二,搞好混凝土的澆筑工作,可以采用兩次振搗的方法對混凝土進(jìn)行振搗處理,保證混凝土振搗的效率和質(zhì)量;第三,加強(qiáng)對溫度的控制,在進(jìn)行溫度控制時(shí),要綜合考慮施工環(huán)境溫度和混凝土的強(qiáng)度等方面的因素,與此同時(shí),要切實(shí)做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,盡量避免施工完成后混凝土裂縫現(xiàn)象的發(fā)生。
5、提高道路橋梁施工人員水平
首先要加強(qiáng)對道路橋梁施工的管理,提高道路橋梁施工人員水平,不斷的加入新的血液。在道路橋梁施工中有著很大的作用就是施工人員的水平,因此,對道路橋梁施工人員水平有著很大的要求,道路橋梁施工人員要有著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度,并且有著濃郁的責(zé)任感是道路橋梁施工人員的基本素質(zhì),我們也應(yīng)該進(jìn)一步完善道路橋梁施工的管理,加強(qiáng)監(jiān)管隊(duì)伍建設(shè),提高監(jiān)管效能,全面促進(jìn)我國建筑工程質(zhì)量的穩(wěn)步提升。施工人員要不斷提高自身的專業(yè)技術(shù)水平,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),即時(shí)學(xué)習(xí)新標(biāo)準(zhǔn)和新規(guī)范,充實(shí)自己與時(shí)俱進(jìn),適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展要求。
結(jié)束語
總之,在我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的大環(huán)境下,建筑企業(yè)改革正穩(wěn)步推進(jìn)。公路橋梁施工為適應(yīng)新形勢下的要求也不斷開展內(nèi)部體制改革工作,其中重要的一環(huán)是公路橋梁施工技術(shù)的質(zhì)量控制。因此,公路橋梁施工管理人員應(yīng)該明確我國公路橋梁施工技術(shù)存在的問題,針對問題采取有效措施,從原材料、施工技術(shù)以及設(shè)備等方面加強(qiáng)公路路橋施工技術(shù)控制。
參考文獻(xiàn)
[1]王雨楠,高峰。對道路橋梁施工質(zhì)量監(jiān)督重要性的思考[J]。中國建筑金屬結(jié)構(gòu),2013,04:88。
【關(guān)鍵詞】PCB;布局布線;抗干擾;SMT
《電子電路設(shè)計(jì)》課程是一門理論與實(shí)際結(jié)合性很強(qiáng),極具實(shí)踐性的新興課程,是高職機(jī)電類專業(yè)的專業(yè)技能課程之一。近年來在高職院校的項(xiàng)目教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn),在本門課程的教學(xué)中常常只是將重點(diǎn)放在對電子電路設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件的功能熟練操作上,卻忽視了對PCB板設(shè)計(jì)的一些實(shí)用應(yīng)用,特別是如果設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品與生產(chǎn)實(shí)踐脫節(jié),這樣其能不能經(jīng)過產(chǎn)品測試并進(jìn)入到實(shí)際的生產(chǎn)中,我們要打個(gè)大在的問號。不然要么會(huì)大大提高了生產(chǎn)成本,要么是不符合生產(chǎn)要求而放棄。那么如何在這門課程的教學(xué)中實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)的聯(lián)接,將是本文將要探討的問題。
實(shí)踐證明,對電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)師尤其是線路板設(shè)計(jì)人員來說,即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確,可是如果印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng),也會(huì)對電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。因?yàn)殡S著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,PCB板的密度越來越高。PCB板設(shè)計(jì)的好壞對于抗干擾 能力影響很大。因此,在設(shè)計(jì)印制電路板的時(shí)候,就要學(xué)會(huì)掌握各種電路設(shè)計(jì)技巧,注意采用正確的設(shè)計(jì)方法。為此,我們在《電子電路設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)內(nèi)容方面做了很多全面的創(chuàng)新,增加了PCB設(shè)計(jì)技巧應(yīng)用技能,充分提升了課程的教學(xué)質(zhì)量,增強(qiáng)了專業(yè)技能課程的實(shí)踐性及可制造性。最終完成這門課程的職業(yè)目標(biāo)。
一、布局布線技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
隨著微孔和單片高密度集成系統(tǒng)等新硬件技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,自由角度布線、自動(dòng)布局和3D布局布線等各種新軟件將會(huì)成為電路板設(shè)計(jì)人員必備的設(shè)計(jì)工具之一。早期的一些電路板設(shè)計(jì)工具,有提供布局的專門布局軟件,布線也有專門的布線軟件,兩者之間聯(lián)系不大。而隨著球柵陣列封裝的高密度單芯片、高密度連接器、微孔內(nèi)建技術(shù)以及三維板在印刷電路板設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越多,布局和布線已越來越一體化,并成為設(shè)計(jì)過程中相當(dāng)重要組成部分。近年來,自動(dòng)布局和自由角度布線等軟件技術(shù)已漸漸成為解決這類高度一體化問題的重要方法,利用這些軟件能在短時(shí)間范圍內(nèi)設(shè)計(jì)出可制造的電路板。在目前電子產(chǎn)品快消時(shí)代來臨的情況下,手動(dòng)布線極為耗時(shí),不合時(shí)宜。因此,現(xiàn)在要求布局布線工具具有自動(dòng)布線功能,以快速響應(yīng)市場對產(chǎn)品設(shè)計(jì)提出的要求。在利用這一技巧時(shí),我們應(yīng)重點(diǎn)告訴學(xué)生如何設(shè)計(jì)約束條件。由于要考慮電磁兼容(EMC)及電磁干擾、串?dāng)_、信號延遲和差分對布線等高密度設(shè)計(jì)因素,布局布線的約束條件每年都在增加,所以這就要求布線工具具有更大的靈活性,它必須能夠使用不同的約束條件,能適應(yīng)不同的微孔和構(gòu)建技術(shù)的要求。
現(xiàn)在,自動(dòng)布線技術(shù)已極為普及。我們有理由相信,自由角度布線、自動(dòng)布局和3D布局等各種新電子設(shè)計(jì)軟件技術(shù)也會(huì)同自動(dòng)布線技術(shù)一樣成為PCB板設(shè)計(jì)人員的日常設(shè)計(jì)工具,設(shè)計(jì)人員可用這些新技術(shù)來解決微孔和單片高密度集成系統(tǒng)等新型硬件技術(shù)問題。
二、PCB設(shè)計(jì)抗干擾措施
在設(shè)計(jì)中,要使電子電路獲得最佳性能,元器件的布且及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì) 質(zhì)量好、造價(jià)低的PCB.以往在這個(gè)過程中我們會(huì)在教學(xué)中傳授PCB設(shè)計(jì)的一般原則。而PCB及電路抗干擾措施卻往往被忽視。
其實(shí)印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)與具體電路有著密切的關(guān)系,這里僅就PCB抗干擾設(shè)計(jì)的 幾項(xiàng)常用措施做一些說明。
1.對于電源線的設(shè)計(jì),我們要根據(jù)印制線路板電流的大小,盡量加租電源線寬度,減少環(huán)路電阻。同時(shí)應(yīng)使電源線、地線的走向跟數(shù)據(jù)傳遞的方向一致,這樣有利于增強(qiáng)抗噪聲能力。
2.對于地線設(shè)計(jì),我們可以利用這幾個(gè)原則:首先數(shù)字地與模擬地分開。如果線路板上既有邏輯電路又有線性電路,應(yīng)使它們盡量 分開。同時(shí)低頻電路的地應(yīng)盡量采用單點(diǎn)并聯(lián)接地,實(shí)際布線有困難時(shí)可部分串聯(lián)后 再并聯(lián)接地。而高頻電路宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地,地線要短而粗,高頻元件周圍盡量使用 柵格狀大面積鋪銅等辦法。其次接地線應(yīng)盡量加粗。若接地線用很紉的線條,則接地電位隨電流的變化而變化,使抗噪性能降低。因此應(yīng)將接地線加粗,使它能通過三倍于印制板上的額定電流。如果可以,接地線可在2~3mm以上。最后接地線構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板,其接地電路布成團(tuán)環(huán)路大多 能提高抗噪聲能力。
3.用好去耦電容是PCB設(shè)計(jì)的常規(guī)做法,我們可在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)?退藕電容。退藕電容的一般配置原則有如下幾點(diǎn):第一電源輸入端跨接10~100uf的電解電容器。如果可以就接100uF以上的更好。第二是每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.01pF的瓷片電容,如果印制板空間不足,可每4~8個(gè)芯片布置一個(gè)1~10pF的電容。第三是對于RAM、ROM存儲(chǔ)器件,應(yīng)在芯片 的電源線和地線之間直接接上退藕電容。 第四是電容接線不能太長,尤其是高頻旁路 電容不能有引線。除此之外,還應(yīng)注意以下兩方面:第一在印制板中有接觸器、繼電器、 按鈕等元件時(shí)。操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生火花放電,必須采用RC 電路 來吸收放電電流。第二CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時(shí)對不用腳要接地或接電源處理。
三、可制造性分析
現(xiàn)代電子產(chǎn)品的生產(chǎn)基本都是依靠SMT來進(jìn)行生產(chǎn),因此我們在設(shè)計(jì)的時(shí)候就必須讓學(xué)生們知道要了解SMT的制造過程,這樣我們設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品才能符合生產(chǎn)的要求。在SMT生產(chǎn)工藝流程中,通常將SMT分為掛膠制程(波峰焊)和錫膏制程(回流焊)。它們的主要分別是:貼片前的工藝不同,前者使用貼片膠,后者使用焊錫膏。貼片后的工藝不同,前者過回流爐只起固定作用、還須過波峰焊,后者過回流爐起焊接作用。那么在設(shè)計(jì)和選擇的時(shí)候除了考慮以上特點(diǎn),接下來就要考慮下面的幾個(gè)問題:
1.拼板是否用陰陽板?優(yōu)缺點(diǎn)?
2.是否采用拼板及拼板的個(gè)數(shù)?
現(xiàn)在幾乎所有的小電路板設(shè)計(jì)完成后都需進(jìn)行陰陽拼板,一般為四拼一的方式。所謂陰陽板就是我們通常所見的在一個(gè)拼板中的同一面既有TOP面又有BOTTOM面的PCB電路板。因此陰陽板拼板其實(shí)就是將兩塊同樣的PCB板,一塊正放另一塊反放拼在一起看作是一塊PCB板。在SMT生產(chǎn)過程中,從而進(jìn)行過爐焊接,焊完一面,不需改動(dòng)貼片機(jī)的程序,再將其翻轉(zhuǎn)焊接另一面,最終焊接完成全板。在此我們闡述下采用此種拼版形式的優(yōu)點(diǎn):一是可以充分利用SMT長線的優(yōu)勢降低了生產(chǎn)成本。二是采用陰陽板,在開始編制程序的時(shí)候就達(dá)到節(jié)省優(yōu)化程序的時(shí)間了。采用陰陽板,也就是將兩面的程序合成一個(gè)程序來做,這樣只要針對一個(gè)程序來考慮優(yōu)化肯定會(huì)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。三是采用陰陽板,在附加工具和輔料方面也會(huì)有很大的節(jié)?。ㄡ槍Σ糠之a(chǎn)品來說)。通常能省一半。最后在生產(chǎn)效率上面來說,可以提高產(chǎn)量。如果做單面板,要采用手工焊接元器件,會(huì)降低了生產(chǎn)效率。還有就是由于陰陽板是一個(gè)貼裝程序,這樣在生產(chǎn)的時(shí)候就比兩面程序,減少了基板搬運(yùn)時(shí)間,從而使生產(chǎn)效率大大提高。這些PCB設(shè)計(jì)技巧在我們以往課堂教學(xué)及高職教材內(nèi)容上面總是容易被忽視,可是對于從事PCB專業(yè)人員來說卻是必需掌握的。因此,在本門課程教學(xué)改革過程中,我們增加了這些PCB設(shè)計(jì)應(yīng)用技巧及可制造性分析,達(dá)到了對課程改革的職業(yè)目標(biāo)要求。
參考文獻(xiàn)
[1]王平,田文娟.電子CAD教程[M].東南大學(xué)出版社,2009.
關(guān)鍵詞 數(shù)字電路 實(shí)驗(yàn)故障 檢測 排除方法
數(shù)字電路是高職應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,它具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、工程應(yīng)用性,因此實(shí)驗(yàn)課程在數(shù)字電路教學(xué)中占有舉足輕重的地位。但是實(shí)驗(yàn)中不出故障幾乎是不可能的,為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量,達(dá)到高職教育為企業(yè)培養(yǎng)懂管理的高技能型人才的目標(biāo),培養(yǎng)和提高學(xué)生分析故障、排除故障的能力已成為教學(xué)中急需解決的問題。
1數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)技巧及故障產(chǎn)生的原因
數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)可以分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),對于初次學(xué)習(xí)數(shù)字電路課程的同學(xué)來說,很難做到不出差錯(cuò)、一次性順利調(diào)試通過。如果按照設(shè)計(jì)好的電路進(jìn)行組裝調(diào)試,結(jié)果并不能實(shí)現(xiàn)其邏輯功能,那就說明電路有故障。故障產(chǎn)生的因素很多,有實(shí)驗(yàn)設(shè)備方面的客觀因素,也有學(xué)生操作的主觀因素。結(jié)合在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中高職生遇到的問題及故障產(chǎn)生的原因,探究數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)技巧及常見故障的檢測與排除。
數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中首先要明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模闱鍖?shí)驗(yàn)原理,掌握實(shí)驗(yàn)技能和方法,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果,完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。決定實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵環(huán)節(jié)就是方案設(shè)計(jì)和電路的制作與調(diào)試,初學(xué)者只要能掌握這些技巧在關(guān)鍵環(huán)節(jié)不出差錯(cuò),實(shí)驗(yàn)就能成功。盡管教師反復(fù)強(qiáng)調(diào)這些實(shí)驗(yàn)技巧和注意事項(xiàng),但是由于學(xué)生的個(gè)體差異每次實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的故障是五花八門,這些故障固然有實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)器件自身的因素,但大多數(shù)由人的主觀性造成的,如常識性、技術(shù)性操作錯(cuò)誤。常見的故障產(chǎn)生的原因可歸納為以下幾點(diǎn):
1.1電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤
電路設(shè)計(jì)中單元電路有錯(cuò)誤或系統(tǒng)電路有錯(cuò)誤。主要原因可能是沒有理解設(shè)計(jì)要求,精心分析設(shè)計(jì)電路,考慮問題不周全就會(huì)在電路設(shè)計(jì)中出錯(cuò)。
1.2元器件及安裝問題
數(shù)字電路一般由多個(gè)元器件構(gòu)成,每個(gè)元器件參數(shù)都有不同要求,如果任何一個(gè)元器件參數(shù)不符合設(shè)定值,就可能使設(shè)計(jì)電路的功能出現(xiàn)故障。除了人為調(diào)整器件參數(shù)外,還有老化、運(yùn)行溫度的變化等因素。此外元器件損壞或安裝有錯(cuò)誤,比如集成芯片插錯(cuò)、引腳折彎引腳間短路、連接處有接觸不良;二極管、三極管、電容極性等接反等問題。
1.3布線問題
電路布線有錯(cuò)誤,包括錯(cuò)線(連線一端正確,另一端錯(cuò)誤;連線亂接)、少線(安裝時(shí)完全漏掉的線)和多線(連線的兩端在電路圖上都是不存在的)。電路布線正確是電路功能正常的必要條件,因?yàn)橐粋€(gè)電路有多個(gè)元器件,這就使布線比較復(fù)雜,不太容易操作,只要有一條線出現(xiàn)錯(cuò)誤,就會(huì)導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障,所以布線要認(rèn)真而且合理。清楚和規(guī)則的布線有利于實(shí)現(xiàn)電路功能和排查故障。
1.4焊點(diǎn)問題
焊點(diǎn)存在虛焊、漏焊、橋接的問題,這個(gè)問題也是實(shí)驗(yàn)中最難查找的。
1.5電源供電、信號線有誤
電源的接線有錯(cuò)誤,正負(fù)極接反、漏接或電源端對地短路;信號源連線不正確。受潮、短路、斷路、燒損等致使數(shù)字電路功能無法實(shí)現(xiàn)。
1.6測試方法問題
測試方法不對是學(xué)生常犯的錯(cuò)誤,主要原因是對實(shí)驗(yàn)電路的原理沒理解透徹,實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟幻鞔_,不會(huì)使用儀器儀表(穩(wěn)壓電源、示波器、脈沖信號發(fā)生器、萬用表),對各種測試方法并不是很了解,例如,在驗(yàn)證TTL邏輯門功能實(shí)驗(yàn)中,要測量與非門電路的的輸出高電壓和低電壓,萬用表需要撥到直流電壓檔測試,有的學(xué)生就用交流檔測量其電壓,在測試過程中,發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)不穩(wěn)定,學(xué)生不知道如何解決,誤認(rèn)為儀表有問題。
2數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)故障排除方法
在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中要想快速排除故障,就需要學(xué)生對常見故障的處理非常熟悉,但這一要求對初學(xué)者來說還是有一定難度的。因此,我們總結(jié)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積累的一些經(jīng)驗(yàn),希望對學(xué)生有一定的幫助。
2.1觀察法
觀察法就是不使用儀器儀表測量,憑借人的眼睛、感官來識別故障產(chǎn)生的原因。初學(xué)者組裝電路時(shí)由于沒有經(jīng)驗(yàn),會(huì)在工藝存在一些明顯的失誤,造成短路、斷路、元器件燒壞等故障,部分原因可通過肉眼觀察到。例如:集成芯片插錯(cuò)方向、引腳有無折彎、芯片的使能控制端處理是否正確、二極管和三極管極性有無接反、電容極性有無接錯(cuò)、燒焦(糊)、發(fā)燙、斷線、虛焊、漏焊等現(xiàn)象。這種方法的缺點(diǎn)就是有時(shí)觀察到的只是表象,并不能看出故障的真正原因。
2.2儀表測量法
如果觀察法沒有找出故障原因,可以用儀表測量逐級檢查,常用萬用表、邏輯筆、示波器進(jìn)行測試。萬用表測量比較簡單,一般先用萬用表測量電子元器件的電壓,電路中各電子元件正常工作時(shí)各引腳、接點(diǎn)處的電壓都有規(guī)定的數(shù)值或范圍,通過測量電壓可以判斷它是否符合電路理(下轉(zhuǎn)第71頁)(上接第58頁)論設(shè)計(jì)要求,從而確定故障點(diǎn)或故障發(fā)生的范圍。其次可以用示波器觀察電路中關(guān)鍵點(diǎn)的電壓波形,根據(jù)幅值、周期,判斷電子元器件動(dòng)態(tài)工作過程是否正確,從而找出一些靜態(tài)工作點(diǎn)正常但動(dòng)態(tài)工作異常的故障。
3結(jié)語
數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中故障出現(xiàn)的原因、檢測排除故障的方法,還需要不斷積累總結(jié)。教師要指導(dǎo)學(xué)生如何根據(jù)故障現(xiàn)象,自己查找排除故障,不僅可以提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,還能培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度,達(dá)到真正的實(shí)驗(yàn)課程的目的。
作者簡介:姚聰(1982-),男,安徽滁州人,滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,工程師,學(xué)士,研究方向:電子科學(xué)與技術(shù);王健(1967-),男,安徽滁州人,滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,技師,研究方向:工業(yè)自動(dòng)化;賈秀玲(1979-),女,河南周口人,滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,講師,碩士,研究方向:電子科學(xué)與技術(shù)。
⒖嘉南
[1] 蔡忠法.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2005.
關(guān)鍵詞: Protel 99 SE;PCB;設(shè)計(jì);技巧
中圖分類號:TM02文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2012)08-0028-02
0引言
隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,電氣行業(yè)現(xiàn)代化程度的不斷提高,電子產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)也越來越復(fù)雜,PCB電路板設(shè)計(jì)的科學(xué)規(guī)范性及布局、布線合理性就變得越來越重要。Protel 99 SE軟件是ProklTechnology公司開發(fā)的基于Windows環(huán)境下的電路板設(shè)計(jì)軟件。該軟件功能強(qiáng)大,人機(jī)界面友好,是線路板設(shè)計(jì)工作人員的首選工具。雖然Protel 99 SE應(yīng)用軟件功能強(qiáng)大,但是如果不合理的運(yùn)用軟件、不掌握一些設(shè)計(jì)規(guī)則及技巧,光靠一個(gè)功能強(qiáng)大的軟件設(shè)計(jì)制作出優(yōu)質(zhì)的PCB印刷線路板也是一件很難的事情。
1Protel 99 SE軟件簡介
Protel99 SE主要由原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)、印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)兩大部分組成。
1.1 SCH原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)SCH設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要用于原理圖的設(shè)計(jì)。它可以為印刷電路板設(shè)計(jì)提供網(wǎng)絡(luò)表。編輯器除了具有原理圖編輯功能以外,其分層組織設(shè)計(jì)功能、設(shè)計(jì)同步器、電氣設(shè)計(jì)檢驗(yàn)功能及打印輸出功能,可以使用戶輕松地完成設(shè)計(jì)任務(wù)。
1.2 PCB印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)PCB設(shè)計(jì)系統(tǒng)是一個(gè)功能強(qiáng)大的印刷電路板設(shè)計(jì)編輯器,具有非常專業(yè)的交互式布線及元件布局的特點(diǎn),用于印刷電路板的設(shè)計(jì)并最終產(chǎn)生PCB文件,直接關(guān)系到印刷電路板的生產(chǎn)。Protel 99 SE的印刷電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以進(jìn)行多達(dá)32層信號層、16層內(nèi)部電源/接地層的布線設(shè)計(jì),交互式的元件布置工具極大地減少了印刷板設(shè)計(jì)的時(shí)間。同時(shí)它具有專業(yè)水準(zhǔn)的PCB信號完整性分析工具、PCB三維視圖預(yù)覽工具。
2SCH設(shè)計(jì)技巧
在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)之前,首先要準(zhǔn)備好原理圖SCH的元件庫和PCB的元件庫。元件庫可以用Protel自帶的庫,但一般情況下很難找到合適的,最好是自己根據(jù)所選器件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸資料自己做元件庫。原則上先做PCB的元件庫,再做SCH的元件庫。根據(jù)SCH的元件庫,完成原理圖的設(shè)計(jì)。原理圖設(shè)計(jì)主要是為PCB生成網(wǎng)絡(luò)表,不涉及實(shí)際布局布線等問題,但也要規(guī)范,要按照元器件的工作接線順序擺放元件,盡量與元件實(shí)際位置相符,網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號明確,若元件過多應(yīng)采用總圖與子圖聯(lián)合的畫圖方式,做模塊間的連接,使電路簡單明了,網(wǎng)絡(luò)清晰。
3PCB設(shè)計(jì)技巧
3.1 元器件布局技巧Protel 99 SE應(yīng)用軟件提供手動(dòng)布局和自動(dòng)布局兩種操作方式,通常使用手動(dòng)方式,不建議采用自動(dòng)布局。在PCB板圖設(shè)計(jì)過程中,元件布局是極其重要的一步,元件布局的好壞從根本上決定了該P(yáng)CB板圖的設(shè)計(jì)質(zhì)量和下一步布線的難易程度。首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時(shí),印制線條過長,增加阻抗,增強(qiáng)噪聲,成本也增加;尺寸過小,則散熱不好,且鄰近線條易受干擾。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比3:2或4:3為佳。同時(shí),也要根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置的尺寸,按結(jié)構(gòu)要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件,并給予這些器件鎖定狀態(tài),再根據(jù)布局區(qū)域和元件的特殊要求設(shè)置禁止布線區(qū)。PCB尺寸確定后,再確定特殊元件的位置,最后根據(jù)電路的功能單元,對電路的全部元器件進(jìn)行布局。
布局時(shí)要遵循“先大后小,先難后易”的布置原則,即重要的單元電路、核心元器件等應(yīng)優(yōu)先布局。以每個(gè)功能電路的核心元件為中心,圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上.盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置,使布局便于信號流通,盡可能保持方向一致。
在高頻下工作的電路,要考慮元器件之間的分布參數(shù)。盡可能縮短高頻元器件之間的連線,設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近,輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。
同一種電源的器件盡量放在一起,以便于電源分割。高電壓、大電流信號與小電流、低電壓的信號要分開,模擬信號與數(shù)字信號要分開,高頻信號與低頻信號要分開,高頻元器件的間隔要充分;完成同一功能的電路,應(yīng)盡量靠近放置,并調(diào)整各元器件以保證連線最為簡單。同類型插裝元器件在橫軸或縱軸方向上應(yīng)朝一個(gè)方向放置,便于生產(chǎn)和檢驗(yàn);對于質(zhì)量大的元器件應(yīng)考慮安裝位置和安裝強(qiáng)度,除溫度檢測元件以外的溫度敏感元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件放置,必要時(shí)還應(yīng)考慮熱對流措施。每個(gè)集成電路IC最好加一個(gè)高頻去耦電容,IC去耦電容要盡量靠近IC的電源、地管腳,并使之與電源和地形成的最短回路。
3.2 布線技巧Protel 99 SE應(yīng)用軟件同樣提供手動(dòng)布線和自動(dòng)布線兩種方式,通常采用手動(dòng)-自動(dòng)-手動(dòng)完成整板的布線。布線是整個(gè)PCB設(shè)計(jì)中最重要的工序,這將直接影響著PCB板的性能好壞。布線要整齊,布通不是目標(biāo),更不能縱橫交錯(cuò)毫無原則。布線時(shí)除了要遵循常規(guī)的布線原則外主要還應(yīng)掌握以下技巧:
電源、地線的處理:在整個(gè)PCB板的布線中,電源及地線的處理占據(jù)著極其重要的地位,由于電源、地線考慮不周到而引起的干擾,會(huì)使產(chǎn)品的性能下降,有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)。所以對電源、地線的布線一定要認(rèn)真對待,把電源、地線所產(chǎn)生的噪聲干擾降到最低限度,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。布線時(shí)電源、地線盡量不要平行,如是雙面板,應(yīng)一層橫向?yàn)殡娫淳€,另一層縱向?yàn)榈鼐€,即垂直布線。電源和地線之間要加上高頻去耦電容,通常加瓷片電容104即可。盡量加寬電源、地線寬度,最好是地線比電源線寬,信號線最細(xì),它們的關(guān)系是:地線>電源線>信號線,通常信號線寬為:0.2~0.3mm,最細(xì)不低于0.05~0.07mm,電源線為1.2~2.5mm,對數(shù)字電路的PCB可用寬的地線組成一個(gè)回路,即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來使用,或用大面積覆銅做地線用,在印刷板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用,或是做成多層板,電源、地線各占一層。由于電源層和地層的電場是變化的,在線路板的邊緣會(huì)向外輻射電磁干擾,通過將電源層內(nèi)縮、地線層外延,使得電場只在接地層的范圍內(nèi)傳導(dǎo),盡量把電場限制在接地層邊沿內(nèi),以減小電磁干擾。
PCB設(shè)計(jì)中應(yīng)避免產(chǎn)生銳角和直角,盡可能采用45°的折線布線,不可使用90°折線,以減小高頻信號的輻射,要求較高的信號線還要用雙弧線。
3.3 其它抗干擾技巧在PCB電路板設(shè)計(jì)中,晶體振蕩器的外殼一般要接地,在晶振等對噪聲特別敏感的元器件下面不要走線,而且晶振引腳要緊挨著所連接元件的引腳,引線不要過長;閑置不用的邏輯電路輸入端不要懸空,應(yīng)根據(jù)具體的邏輯關(guān)系連接相應(yīng)的上拉或下拉電阻,對應(yīng)接好電源或地;閑置不用的運(yùn)放正輸入端要接地,負(fù)輸入端接輸出端;任何信號線都不要形成環(huán)路,如不可避免,環(huán)路應(yīng)盡量小。信號線的過孔要盡量少,關(guān)鍵的線盡量短而粗,并在兩邊加上保護(hù)地來盡量減小信號的回路面積。在高速,高密度的PCB設(shè)計(jì)時(shí),過孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線空間,此外,過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。
4結(jié)論
不難看出,Protel 99 SE環(huán)境下,PCB設(shè)計(jì)、制作過程中重點(diǎn)環(huán)節(jié)是布線,而布線的關(guān)鍵點(diǎn)在于抗干擾中起絕對作用的地線。因此,掌握一些PCB布線的技巧對于做好印刷線路板來說是至關(guān)重要的,只靠軟件功能的強(qiáng)大是做不出優(yōu)質(zhì)的電路板的。本文研究了幾點(diǎn)實(shí)際運(yùn)用中的設(shè)計(jì)及布線技巧,希望會(huì)對于PCB的設(shè)計(jì)、制作者起到拋磚引玉的作用,進(jìn)一步推進(jìn)印刷線路板制作工藝又快又好的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]任楓軒,李偉.PCB設(shè)計(jì)與制作[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010.
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關(guān)鍵詞:EWB;電子電路仿真設(shè)計(jì)
1 軟件的性能和特點(diǎn)
(1)采用直觀的圖形界面創(chuàng)建電路:在計(jì)算機(jī)屏幕上模仿真實(shí)實(shí)驗(yàn)室的工作臺(tái),繪制電路圖需要的元器件、電路仿真需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取。
(2)軟件儀器的控制面板外形和操作方式都與實(shí)物相似,可以實(shí)時(shí)顯示測量結(jié)果。
(3)EWB軟件帶有豐富的電路元件庫,提供多種電路分析方法。
(4)作為設(shè)計(jì)工具,它可以同其它流行的電路分析、設(shè)計(jì)和制板軟件交換數(shù)據(jù)。
(5)EWB還是一個(gè)優(yōu)秀的電子技術(shù)訓(xùn)練工具,利用它提供的虛擬儀器可以用比實(shí)驗(yàn)室中更靈活的方式進(jìn)行電路實(shí)驗(yàn),仿真電路的實(shí)際運(yùn)行情況,熟悉常用電子儀器測量方法。
2 軟件的操作說明
2.1 元件與信號源
EWB軟件的工作界面具備美觀大方、簡捷明了的特點(diǎn)。在基本工作區(qū)上方有菜單欄、工具欄、元件庫欄。從菜單欄可以選擇所需的各種命令,從元件庫欄中根據(jù)圖標(biāo)選擇所需要的的元件或儀表,使用鼠標(biāo)拖放操作安放元器件到工作平臺(tái),完成實(shí)驗(yàn)電路連接。選中虛擬儀器圖標(biāo),通過使用鼠標(biāo)拖放操作,可以安放儀器儀表,設(shè)置好儀器儀表的參數(shù)后,按下仿真開關(guān)控制電路的運(yùn)行與停止,即可觀察測試結(jié)果,在基本工作區(qū)下方是電路描述窗口,可根據(jù)需要輸入有關(guān)電路的介紹或說明。
EWB提供了豐富的元器件庫,根據(jù)不同類型可分成:信號源和電源庫,基本元件庫、二極管庫、三極管庫、模擬集成電路庫、數(shù)字集成電路庫、邏輯門電路庫、數(shù)字觸發(fā)器庫、指示器件庫、控制器件庫、雜元件庫和自定義庫。
在設(shè)計(jì)電路時(shí),設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要從該庫中進(jìn)行查找與選取元器件,對選中的元件用鼠標(biāo)左鍵將其拖放到電子平臺(tái)工作區(qū),同時(shí)可利用旋轉(zhuǎn)、平翻、直翻調(diào)整元件方向。為了使電路便于連線,圖形整齊,還可以通過鼠標(biāo)操作對元件進(jìn)行移動(dòng)、復(fù)制與刪除。為了使電路連接簡單明了,還可以將一些常用電路定為子電路,子電路相當(dāng)于用戶自己定義的小型模塊電路,存放在自己定義的元件圖標(biāo)庫里,供以后反復(fù)調(diào)用。
2.2 虛擬儀器儀表的使用
EWB提供七種虛擬儀器,每種只有一臺(tái),在電路設(shè)計(jì)中,每種儀器只可使用一次,這是其軟件設(shè)計(jì)的局限性,而目前其升級版本Multisim已將虛擬儀器增加到11個(gè),而且同一種儀器可以多次取用。
模擬儀器儀表主要包括萬用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器、波特圖儀(掃頻儀)以及電壓表、電流表,數(shù)字儀器儀表包括數(shù)字發(fā)生器、邏輯分析儀、邏輯轉(zhuǎn)換器。這些儀器儀表(除波特圖儀),在接入電路后,開啟仿真開關(guān),若改變電路的測試點(diǎn),則顯示的數(shù)據(jù)和波形也會(huì)相應(yīng)變化,而不用重新啟動(dòng)電路。EWB的虛擬測試設(shè)備能提供快捷簡單的分析,主要包括直接工作點(diǎn),瞬態(tài),交流頻率掃描,付立葉、噪聲、失真度、參數(shù)掃描、零極點(diǎn)、傳遞函數(shù)、直流靈敏度、交流靈敏度、最差情況、蒙特卡洛法等14種分析工具,可以在線顯示圖形并具有很大的靈活性。
3 軟件在廣播電視技術(shù)工作中的實(shí)際應(yīng)用
3.1 在廣播電視技術(shù)培訓(xùn)工作中的應(yīng)用
EWB軟件是一款優(yōu)秀的EAD軟件,推出后得到了社會(huì)各界的好評。尤其是在教育領(lǐng)域取得了巨大的成功,許多院校把EWB作為電子類專業(yè)課教學(xué)和實(shí)驗(yàn)的各種輔助手段,最大限度的滿足了廣大學(xué)生和工程技術(shù)人員的迫切需求。針對軟件的這種特殊效能,近年來在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域中,EWB也同樣得到了普遍應(yīng)用,尤其是許多單位把EWB 軟件應(yīng)用在了技術(shù)隊(duì)伍培訓(xùn)工作中收效顯著。廣播電視高新技術(shù)的快速發(fā)展,對廣播電視技術(shù)從業(yè)人員的整體素質(zhì)提出了更高要求,需要廣泛開展技術(shù)培訓(xùn)工作,但是在職教育和在校學(xué)習(xí)有著很大的差別,資金、場地、設(shè)備、設(shè)施等諸多因素制約了技術(shù)培訓(xùn)工作的良性發(fā)展,EWB軟件的應(yīng)用不僅較好的解決了這一問題,而且體現(xiàn)了三個(gè)優(yōu)越特點(diǎn):(1)節(jié)約資金、高質(zhì)高效;(2)功能強(qiáng)大、直觀形象;(3)操作簡便、方便普及。許多單位還把EWB軟件應(yīng)用在了廣播電視技術(shù)能手競賽中,更是得到了意想不到的效果。通過對軟件的應(yīng)用不僅克服了客觀條件給技術(shù)競賽多形式、多層面開展帶來的制約,同時(shí)也可以全面的考查參賽選手的實(shí)踐技能,為展示技術(shù)人員的綜合技術(shù)水平搭建了最佳平臺(tái)。
3.2 利用EWB軟件進(jìn)行電子電路仿真設(shè)計(jì)
EWB的優(yōu)越性能為激發(fā)廣大技術(shù)人員的潛在智能提供了廣闊空間。利用EWB可以設(shè)計(jì)簡單、復(fù)雜、模擬、數(shù)字等各式電路。這為廣大技術(shù)人員開展技術(shù)改造、技術(shù)革新工作提供了非常實(shí)用的工具。尤其是廣播電視發(fā)射設(shè)備的固態(tài)化、數(shù)字化、自動(dòng)化的發(fā)展方向,使計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、測量、維護(hù)等在廣播電視技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,EWB軟件的出色性能表現(xiàn),也得到了廣大技術(shù)人員的青睞。下面僅以雙音報(bào)警器電路的仿真實(shí)驗(yàn)為例,向大家簡單介紹其電路設(shè)計(jì)與分析。首先設(shè)計(jì)電路原理圖(見圖1)并根據(jù)電路需要選擇所需元件參數(shù)。
圖1
用鼠標(biāo)將元件、儀器拖到電子工作平臺(tái),根據(jù)電路原理圖調(diào)整元件,儀器布局,并設(shè)定元件標(biāo)值,調(diào)整儀器設(shè)置的選項(xiàng),按通仿真開關(guān),即可進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),如果電路設(shè)計(jì)、連接正確,此時(shí)揚(yáng)聲器應(yīng)該發(fā)出“滴、嘟、滴、嘟”…..的雙聲音,用示波器觀察IC1、IC2的輸出波形,應(yīng)該是頻率不同的兩個(gè)方波(見圖2),可通過打印機(jī)打印出來,進(jìn)行實(shí)際電路的組裝。
圖2
此電路原理主要是應(yīng)用555時(shí)基電路組成兩個(gè)多諧振蕩器,用IC1輸出的方波信號通過R5去控制IC2的5腳電平,當(dāng)IC1輸出高電平時(shí),IC2的振蕩頻率低,當(dāng)IC1輸出低電平時(shí),IC2的振蕩頻率高,因此IC2的振蕩頻率被IC1的輸出電壓調(diào)制為兩種音頻頻率,所以揚(yáng)聲器發(fā)出雙音聲響。此電路可應(yīng)用在發(fā)射臺(tái)鐵塔匹配間防盜報(bào)警,也可在改進(jìn)后應(yīng)用于水箱上水報(bào)警等其他方面。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞: Protel DXP; 印制電路板;設(shè)計(jì);制版
電路設(shè)計(jì)的最終目的是生產(chǎn)制作電子產(chǎn)品,各種電子產(chǎn)品的使用功能與物理結(jié)構(gòu)都是通過印制電路板來實(shí)現(xiàn)的。印制電路板(PCB)是電子設(shè)備中的重要部件之一,其設(shè)計(jì)和制造是影響電子設(shè)備的質(zhì)量、成本的基本因素之一。因此,印制電路板(PCB)設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響著電子產(chǎn)品的性能。2002年7月底由Altium公司的Protel DXP電路設(shè)計(jì)軟件,由于其良好的操作性等優(yōu)點(diǎn)已成為電路設(shè)計(jì)者的新寵[1]。本文以Protel DXP為設(shè)計(jì)平臺(tái)對PCB板主要設(shè)計(jì)步驟及其內(nèi)容進(jìn)行了分析,以提高電路板備板的制作效率及可靠性。
一.原理圖設(shè)計(jì)
原理圖設(shè)計(jì)是整個(gè)Protel工程的開始,是PCB文檔設(shè)計(jì)乃至最后制版的基礎(chǔ)。一般設(shè)計(jì)程序是:首先根據(jù)實(shí)際電路的復(fù)雜程度確定圖紙的大小,即建立工作平面;然后從元器件庫中取出所需元件放到工作面上,并給它們編號、對其封裝進(jìn)行定義和設(shè)定;最后利用Protel DXP提供的工具指令進(jìn)行布線,將工作平面上的元器件用具有電氣意義的導(dǎo)線、符號連接起來,對整個(gè)電路進(jìn)行信號完整性分析,確保整個(gè)電路無誤。
1. 電路板規(guī)劃
電路板規(guī)劃的主要目的是確定其工作層結(jié)構(gòu),包括信號層、內(nèi)部電源/接地層、機(jī)械層等。通過執(zhí)行菜單命令Design\Board Layers,在打開的對話框中可以控制各層的顯示與否,以及層的顏色等屬性設(shè)置。如果不是利用PCB向?qū)韯?chuàng)建一個(gè)電路板文件的話,就要自己定義PCB的形狀和尺寸。繪制時(shí)需單擊工作窗口底部的層標(biāo)簽,再由Place\Keepout 命令來單獨(dú)定義。該操作步驟實(shí)際上就是在Keep Out Layer(禁止布線層)上用走線繪制出一個(gè)封閉的多邊形,而所繪多邊形的大小一般都可以看作是實(shí)際印制電路板的大小。
2. 元器件的選擇
對元器件的選擇要嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)要求。在Protel DXP軟件中,常用的分立元件和接插件都在軟件分目錄Library 下Miscellaneous Device. Intlib和Miscellaneous Connectors. Intlib 兩個(gè)集成元件庫中。其它的元件主要按元器件生產(chǎn)廠商進(jìn)行分類,提供了型號豐富的集成庫。但是有時(shí)候出于個(gè)人設(shè)計(jì)的需要,設(shè)計(jì)者無法在庫文件中找到完全匹配的元器件,此時(shí)就只有通過制作工具繪制所需元器件。需要注意的是,繪制元件時(shí)一般元件均放置在第四象限,象限交點(diǎn)即為元件基準(zhǔn)點(diǎn)。
3.元器件的布局
Protel DXP 提供了強(qiáng)大的自動(dòng)布局功能,在預(yù)放置元件鎖定的情況下,可用自動(dòng)布局放置其他元件。執(zhí)行命令Tools\Auto Placement\Auto Placer,在Auto Place 對話框中選擇自動(dòng)布局器。Protel DXP提供兩種自動(dòng)布局工具:Cluster Placer 自動(dòng)布局器使用元件簇算法,將元件依據(jù)連接分為簇,考慮元件的幾何形狀,用幾何學(xué)方法布放簇,這種算法適用于少于100 個(gè)元件的情況;Global Placer 自動(dòng)元件布局器使用基于人工智能的模擬退火算法,分析整個(gè)設(shè)計(jì)圖形,考慮線長、連線密度等,采用統(tǒng)計(jì)算法,適用于更多元件數(shù)量的板圖。自動(dòng)布局較方便,但產(chǎn)生的板并不是最佳方案,仍需要手工調(diào)整。
3.元器件的連線
連線很講究原則和技巧,走線應(yīng)盡量美觀、簡潔。一些設(shè)計(jì)人員在初期使用Protel DXP進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),只在表象上將元件連起,而出現(xiàn)“虛點(diǎn)”。導(dǎo)致在生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表時(shí)出錯(cuò)。好的設(shè)計(jì)習(xí)慣是打開電氣網(wǎng)絡(luò),使連線可以輕松連接到一個(gè)不在捕獲網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)體;打開在線DRC,監(jiān)控布線過程,違反規(guī)則的設(shè)計(jì)被立即顯示出來。完成預(yù)布線后,為了在自動(dòng)布線時(shí)保持不變,需要對預(yù)布線鎖定。打開菜單Edit\Find Similar Objects,選擇要鎖定的對象。自動(dòng)布線與交互式布線相結(jié)合可以很好地提高布線成功率和效率。自動(dòng)布線的結(jié)果為手工調(diào)整提供參考。
二.電路仿真分析
所謂仿真是指在計(jì)算機(jī)上通過軟件來模擬具體電路的實(shí)際工作過程,并計(jì)算出在給定條件下電路中各關(guān)鍵點(diǎn)的輸出波形。電路的仿真是否成功取決于電路原理圖、元器件模型的仿真屬性、電路的網(wǎng)表結(jié)構(gòu)以及仿真設(shè)置等因素。仿真時(shí)首先通過Analyses setup對話框設(shè)置仿真方式并制定要顯示的數(shù)據(jù)。該軟件提供了解種分析仿真方式,包括直流工作點(diǎn)、直流掃描、交流小信號、瞬態(tài)過程、噪聲、傳輸函數(shù)、參數(shù)掃描等。設(shè)置好仿真環(huán)境后單擊OK按鈕,系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行電路仿真并顯示分析結(jié)果。通過對仿真結(jié)果的分析,設(shè)計(jì)者可以對電路進(jìn)行合理的調(diào)整,直到完全滿意。最后將設(shè)計(jì)好的原理圖通過打印輸出,以供制版使用。
三.制版工藝流程
1.雙面制板工藝流程(簡述)
電路設(shè)計(jì)覆箔板下料表面處理打印電路圖熱轉(zhuǎn)印補(bǔ)缺 腐刻(浸泡在1:4FeCl3溶液中腐刻)去膜涂助焊、防氧化劑 鉆孔焊接元件檢查調(diào)試 檢驗(yàn)包裝成品。
2.雙面制板工藝流程(簡述)
雙面覆銅板下料裁板數(shù)控鉆導(dǎo)通孔檢驗(yàn)、去毛刺刷洗化學(xué)鍍(導(dǎo)通孔金屬化) (全板電鍍薄銅) 檢驗(yàn)刷洗網(wǎng)印負(fù)性電路圖形、固化(干膜或濕膜、曝光、顯影) 檢驗(yàn)、修板線路圖形電鍍電鍍錫(抗蝕鎳/金) 去印料(感光膜) 蝕刻銅(退錫) 清潔刷洗網(wǎng)印阻焊圖形常用熱固化綠油(貼感光干膜或濕膜、曝光、顯影、熱固化,常用感光熱固化綠油) 清洗、干燥網(wǎng)印標(biāo)記字符圖形、固化(噴錫或有機(jī)保焊膜) 外形加工清洗、干燥電氣通斷檢測檢驗(yàn)包裝成品。其詳細(xì)說明這里不再贅述。
3.需要注意的問題
在初次表面處理時(shí),需要用P240-320之間的水沙紙打磨覆銅表面,去除表面的氧化層。并且用5%FeCl3溶液浸泡1分鐘,以增強(qiáng)印墨的粘敷力。腐刻溶液的溫度最好在25℃左右。助防氧化劑是把松香按照:10的體積比,放入95%的酒精中浸泡24h以上形成的。鉆孔時(shí),按所裝元件腳的直徑φ+0.2mm,選擇最接近標(biāo)稱值的鉆頭。
四.結(jié)束語
在集成電路不斷發(fā)展的時(shí)代,計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)(CAD)突飛猛進(jìn)。熟練掌握Protel DXP軟件,將極大提高電子線路的設(shè)計(jì)質(zhì)量和效率。但要設(shè)計(jì)和制作出一塊優(yōu)良的PBC板,還需要不斷的學(xué)習(xí)和實(shí)踐。因此,廣大電子工程設(shè)計(jì)人員要在不斷的實(shí)踐中去體會(huì),通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)努力提高設(shè)計(jì)和制作水平。
參考文獻(xiàn):
[1] 王廷才,王崇文. 電子線路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)Protel 2004[M]. 北京: 高等教育出版社,2006.
關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī)仿真軟件;電力電子技術(shù)應(yīng)用;方法
電力電子技術(shù)在電力領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的位置,在變換、控制電能方面發(fā)揮著不可替代的作用。當(dāng)前,電力電子技術(shù)發(fā)生了變革:半控轉(zhuǎn)變?yōu)槿?。電路日趨繁雜的形勢,給生產(chǎn)實(shí)踐帶來了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。近年來,計(jì)算機(jī)仿真軟件在電力電子領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用,并取得了一定的成績。實(shí)踐證明,計(jì)算機(jī)仿真軟件的導(dǎo)入,為電力電子電路的解析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)研究等提供強(qiáng)有力的仿真環(huán)境。文章從常用計(jì)算機(jī)仿真軟件;常用計(jì)算機(jī)仿真軟件的特點(diǎn);計(jì)算機(jī)仿真軟件在電力電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用方法三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)探討。
1常用計(jì)算機(jī)仿真軟件
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是在現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類綜合性技術(shù),包括信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖形及圖像處理技術(shù)、多媒體技術(shù)、軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及系統(tǒng)工程技術(shù)等,其目的是對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和運(yùn)行進(jìn)行了解。目前常用的計(jì)算機(jī)仿真軟件有MATLAB、pspice、PSCAD等。其中,MATLAB計(jì)算機(jī)仿真軟件的應(yīng)用環(huán)境主要有科學(xué)計(jì)算、可視化等,其功能全面,能夠滿足各個(gè)行業(yè)建模仿真的需求。對于MATLAB而言,Simulink是其核心組成部分,其可以構(gòu)建出集綜合分析、仿真等于一體的工作環(huán)境。pspice用于模擬電路、數(shù)字電路和集成電路的仿真。具有電路圖繪制功能、電路模擬仿真功能、圖形后處理功能和元器件符號制作功能,以圖形方式輸入,自動(dòng)進(jìn)行電路檢查,生成圖表,模擬和計(jì)算電路。PSCAD計(jì)算機(jī)仿真軟件除了可以簡易模擬直流輸電系統(tǒng)及其他相關(guān)控制系統(tǒng)等復(fù)雜電力系統(tǒng)之外,還可以對研究電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)模擬產(chǎn)生積極的作用。此外,其與實(shí)時(shí)數(shù)字模擬器RTDS硬件的聯(lián)合使用可用于研發(fā)模擬器,例如:大型互聯(lián)電力系統(tǒng)。
2常用計(jì)算機(jī)仿真軟件的特點(diǎn)
2.1圖形界面友好,操作簡單易用
在使用過程中,計(jì)算機(jī)仿真軟件大都表現(xiàn)出圖形界面友好、操作簡單易用的特點(diǎn)。具體操作時(shí),點(diǎn)擊、拖曳相應(yīng)的功能模塊,并依據(jù)電氣聯(lián)結(jié)關(guān)系進(jìn)行連接。實(shí)踐證明,其不僅操作簡便,而且與電力電子技術(shù)知識存在著很強(qiáng)的聯(lián)系。對于學(xué)習(xí)者而言,只要具備基本的計(jì)算機(jī)軟件、電力電子技術(shù)知識,就能夠迅速掌握應(yīng)用技巧。
2.2建立仿真工程的步驟相似
在實(shí)際操作中,這些計(jì)算機(jī)仿真軟件的工作步驟存在著共性,換句話說,其工作步驟相似。通常,其計(jì)算機(jī)仿真軟件工作步驟主要由建立仿真工程文件、電氣連接元件、運(yùn)行仿真操作、分析仿真數(shù)據(jù)等構(gòu)成。
2.3節(jié)省物力
所謂的節(jié)省物力指的是事件及儀器設(shè)備。一般來說,計(jì)算機(jī)仿真軟件應(yīng)用于正式設(shè)計(jì)實(shí)際電路之前,通過隨意設(shè)置電路參數(shù)、更換電路元件等實(shí)驗(yàn),以對設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,從而提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。與此同時(shí),計(jì)算機(jī)仿真軟件還在簡化實(shí)際電路操作步驟方面具有一定的作用,對提高設(shè)計(jì)人員工作成效頗有益處。
2.4軟件升級迅速及時(shí)
通常,計(jì)算機(jī)仿真軟件在升級方面呈現(xiàn)出迅速、及時(shí)的特點(diǎn),換句話說,伴隨著科學(xué)發(fā)展而發(fā)生變化。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),新能源的迅猛發(fā)展帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展,主要表現(xiàn)為模型(風(fēng)機(jī)、光伏發(fā)電等)的增加。此外,計(jì)算機(jī)仿真軟件為滿足用戶日益增長的需求,其版本亦不斷優(yōu)化、升級。
3計(jì)算機(jī)仿真軟件在電力電子技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用方法
3.1計(jì)算機(jī)仿真軟件在電力電子技術(shù)模擬方面的應(yīng)用方法
在晶體管三極管電路實(shí)驗(yàn)中,其參數(shù)的一致性較差,極易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。而將計(jì)算機(jī)仿真圖形的引入,對檢驗(yàn)誤差大小、觀察瞬時(shí)電路參數(shù)等有所幫助。此外,計(jì)算機(jī)仿真軟件在實(shí)現(xiàn)改變元件參數(shù)值環(huán)節(jié)中毋須替換電子元件,并可以在相同時(shí)間內(nèi)觀察到更多特性曲線的變化在實(shí)際操作中,可通過改變局部電路參數(shù),帶動(dòng)其輸出特性發(fā)生變化,進(jìn)而更好地觀察電路變化、學(xué)習(xí)、掌握電力電子技術(shù)應(yīng)用技巧。
3.2計(jì)算機(jī)仿真軟件在電力電子技術(shù)原理圖設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用方法
實(shí)踐證明,計(jì)算機(jī)仿真軟件在電力電子技術(shù)原理圖設(shè)計(jì)方面發(fā)揮著巨大的作用。筆者以“晶閘管三相橋式可控整流電路設(shè)計(jì)與仿真”為案例進(jìn)行分析。在設(shè)計(jì)過程中,計(jì)算機(jī)仿真軟件的導(dǎo)入除了降低了人的勞動(dòng)強(qiáng)度,還提升了分析、設(shè)計(jì)能力,從而確保原理圖存有較小誤差。此外,其還能“降本增效(控制設(shè)計(jì)成本,加速設(shè)計(jì)進(jìn)程)”。就計(jì)算機(jī)仿真軟件(MATLAB、PSIM、PSCAD等)具體操作而言,其包括根據(jù)設(shè)計(jì)電路搭建仿真模型、設(shè)置參數(shù)進(jìn)行仿真、變換觸發(fā)角分析波形等環(huán)節(jié)。其中,搭建仿真模型分為建立仿真文件,提取電路、器件模塊,構(gòu)建系統(tǒng)模型三個(gè)部分。仿真參數(shù)設(shè)置主要體現(xiàn)于電源參數(shù)、三相晶閘管整流器、6脈沖發(fā)生器設(shè)置變步長算法等方面。變換觸發(fā)角分析波形,通過改變不同的控制角,觀察記錄輸出電壓指的變化:阻性負(fù)載、阻感性負(fù)載等。由此可見,計(jì)算機(jī)仿真軟件的引入,省略了以往較為繁瑣的繪圖、計(jì)算過程,可直觀、迅速作出相應(yīng)的分析等,大大降低了電路設(shè)計(jì)的周期,同時(shí)亦提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。
4結(jié)束語
總而言之,計(jì)算機(jī)仿真軟件在電力電子技術(shù)領(lǐng)域中發(fā)揮著極其重要的作用。當(dāng)前,計(jì)算機(jī)信息技術(shù)迅猛發(fā)展、電路日趨繁雜,為滿足用戶不斷增長的需求,電力電子技術(shù)方面的編程語言取得了長足的發(fā)展——計(jì)算機(jī)仿真軟件蓬勃興起。計(jì)算機(jī)軟件具有圖形界面友好,操作簡單易用;節(jié)省時(shí)間及儀器設(shè)備;軟件升級迅速及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)仿真軟件的存在,對降低電力電子技術(shù)設(shè)計(jì)、運(yùn)作成本,縮短設(shè)計(jì)周期等具有積極的意義。希冀相關(guān)人員能夠加強(qiáng)自身學(xué)習(xí),以掌握應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件的技巧,進(jìn)而提升我國電路系統(tǒng)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]裴云慶,段雅莉,王兆安.電力電子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真及參數(shù)優(yōu)化算法[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào),2009,11(20):221-223.
關(guān)鍵詞:高層樓體;電路設(shè)計(jì);電氣施工;施工安全
高層樓體有建筑施工工作量比較大,具體施工工序比較復(fù)雜,其中包含:土建、給排水、采暖通風(fēng)、電氣安裝專業(yè)等各個(gè)工序。在施工中,如果某一專業(yè)或工種只考慮本身的工作,勢必影響其他工種的施工,而且本專業(yè)或工種的工作也難以做好。即使在某個(gè)階段某一個(gè)工種受其他工種的影響不大,而且完成了任務(wù),但將給整個(gè)建筑工程施工帶來巨大損失,這種損失不僅限于工期上,有時(shí)會(huì)造成經(jīng)濟(jì)或質(zhì)量上的損失。電路設(shè)計(jì)、布排與安裝,慣竊整個(gè)建筑設(shè)計(jì)施工過程,是整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的一個(gè)組成部分,與其他施工項(xiàng)目共同形成一個(gè)整個(gè)樓體的設(shè)計(jì)施工方案。越是精密度要求越高的施工技術(shù)對于電路施工要求的精準(zhǔn)度就越高。隨著樓體結(jié)構(gòu)的演進(jìn),越是復(fù)雜的結(jié)構(gòu)越需要前期進(jìn)行精準(zhǔn)化的設(shè)計(jì),例如鋼結(jié)構(gòu),需要在鋼結(jié)構(gòu)龍骨設(shè)計(jì)時(shí)就要電路工程進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)完成,而傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)在進(jìn)行后期裝修時(shí)也可以重新設(shè)計(jì)電路,也不影響電路運(yùn)行。下面就建筑工程中電氣施工中經(jīng)常遇到的問題進(jìn)行分析,以便引起各位同行注意,在以后的施工中能夠不斷完善電路施工方案。
一、根據(jù)不同服務(wù)的對象設(shè)計(jì)不同的施工方案
好多設(shè)計(jì)師為了追求短期的經(jīng)濟(jì)效益,實(shí)現(xiàn)短、平、快的流動(dòng)作戰(zhàn)方針,往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),忽略了設(shè)計(jì)主體的施工時(shí)間、地點(diǎn)、氣候的差異,“一張圖紙走天下”,設(shè)計(jì)施工完成以后,電路頻頻出現(xiàn)問題。設(shè)計(jì)還是完成了設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì),而是為了施工而設(shè)計(jì),現(xiàn)實(shí)使用設(shè)計(jì),主要服務(wù)方向是甲方,主要目的是實(shí)踐。從事建筑結(jié)構(gòu)電路電氣設(shè)計(jì)職業(yè)者,必須要學(xué)會(huì)統(tǒng)籌不同建筑門類的關(guān)系,掌握不同門類專業(yè)知識,這種知識絕對不是與自己專業(yè)不相干的知識,而是決定電路設(shè)計(jì)是否與其他部門協(xié)調(diào)的重要前提和保障。其實(shí)一個(gè)合理的電氣電路設(shè)計(jì)師往往在其他部門的學(xué)習(xí)上花費(fèi)的時(shí)間并不比自己專業(yè)圖紙上用的時(shí)間要少。
二、具體操作過程中電氣布排的技巧
電子CAD技術(shù)教學(xué)模式項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)競賽評價(jià)討論考核辦法
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)被迅速而廣泛的應(yīng)用于電子工業(yè)領(lǐng)域,由于該技術(shù)能將電子電路設(shè)計(jì)全過程工作都放在計(jì)算機(jī)上高效便捷的完成,因此,該技術(shù)在電子電路設(shè)計(jì)中發(fā)揮著舉足輕重的作用,本課程主要講授的就是目前在國內(nèi)使用非常廣泛,普及率極高的電子CAD軟件Protel在電子電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。Protel軟件是一個(gè)完整的全方位電路設(shè)計(jì)系統(tǒng),能夠輔助設(shè)計(jì)者方便、快捷、高質(zhì)量的完成電子設(shè)計(jì)全程的大量工作,所以,該軟件就成為每一名電子、電氣類專業(yè)學(xué)生都應(yīng)當(dāng)掌握的電子設(shè)計(jì)工具,《電子CAD技術(shù)》課程因此成為高職電子、電氣類專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,搞好本課程的教學(xué)尤為重要。
一、《電子CAD技術(shù)》課程特點(diǎn)
《電子CAD技術(shù)》課程因其所講授的是電子CAD工具Protel軟件在電子設(shè)計(jì)工作全過程中的使用,因此,本課程應(yīng)用性強(qiáng),主要以計(jì)算機(jī)為學(xué)習(xí)平臺(tái),注重上機(jī)操作,理論內(nèi)容少,實(shí)踐訓(xùn)練多,要求學(xué)生必須要有一定的計(jì)算機(jī)操作基礎(chǔ)、電學(xué)理論基礎(chǔ)及電子工藝基礎(chǔ),強(qiáng)調(diào)聯(lián)系實(shí)際及實(shí)際工作運(yùn)用。
二、當(dāng)前《電子CAD技術(shù)》課程教學(xué)狀況
當(dāng)前,本課程教學(xué)基本沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式,即按照教材的編排順序,根據(jù)教材編寫內(nèi)容,先課堂講授,操作演示,后上機(jī)練習(xí),鞏固提高。本人通過多年教學(xué)實(shí)踐,認(rèn)為使用這種教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué),教學(xué)效果很不理想,首先,教學(xué)太注重教材內(nèi)容,按部就班,教法單一,這就不能充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,導(dǎo)致學(xué)生自始至終都感覺本課程枯燥乏味,對本課程不感興趣;其次,教學(xué)和上機(jī)練習(xí)偏重于軟件的操作學(xué)習(xí),忽視了其在實(shí)際電子設(shè)計(jì)工作過程中的應(yīng)用,導(dǎo)致學(xué)生直到本課程結(jié)束都不能充分認(rèn)識到本課程的重要性、實(shí)用性,學(xué)生感到學(xué)習(xí)本課程沒什么用處,因此學(xué)完之后很快就忘,更不要說在將來的工作中熟練運(yùn)用了。所以說,傳統(tǒng)教學(xué)模式已不適合《電子CAD技術(shù)》課程的教學(xué)了。
三、《電子CAD技術(shù)》課程教學(xué)新模式的探索
基于上述對《電子CAD技術(shù)》課程特點(diǎn)的分析,及對當(dāng)前該課程教學(xué)所普遍采用的傳統(tǒng)教學(xué)模式的分析,結(jié)合多年在本課程教學(xué)工作中的體會(huì),本人認(rèn)為,要提高教學(xué)效果、更好地達(dá)到教學(xué)目標(biāo),應(yīng)做到首先要學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程的必要性,其次激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使他們喜歡上這門課,最后讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)如何運(yùn)用本課程所學(xué)去做實(shí)際工作,以達(dá)到在將來的工作崗位上能夠?qū)W以致用,要做到這些,必須打破傳統(tǒng)教學(xué)模式,對其進(jìn)行革新,走出一條新路。
1.構(gòu)建能完成電子設(shè)計(jì)全過程的實(shí)訓(xùn)場所
《電子CAD技術(shù)》課程所教授的是輔助設(shè)計(jì)者完成電子設(shè)計(jì)工作全過程工作的CAD工具軟件Protel的操作運(yùn)用,也就是說Protel軟件的操作運(yùn)用貫穿于電子設(shè)計(jì)工作全程,為了真正做到聯(lián)系實(shí)際,符合培養(yǎng)高技能應(yīng)用型人才的高職教育培養(yǎng)目標(biāo),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)就處在與將來工作崗位環(huán)境相似的實(shí)訓(xùn)場所中是關(guān)鍵所在,所以,構(gòu)建能完成電子設(shè)計(jì)全過程的實(shí)訓(xùn)場所尤為必要。該實(shí)訓(xùn)場所至少應(yīng)該包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建完備的微機(jī)房,電路理論設(shè)計(jì)、PCB制作和電子產(chǎn)品組裝實(shí)訓(xùn)室,以模擬電子企業(yè)中真實(shí)的電子設(shè)計(jì)場景,讓學(xué)生有身臨其境之感,學(xué)生在這樣的實(shí)訓(xùn)場所中練習(xí),不會(huì)與實(shí)際脫節(jié),有利于更好的掌握本課程內(nèi)容,做到學(xué)以致用。
2.通過多種方式使學(xué)生明確學(xué)習(xí)本課程的必要性、實(shí)用性
愛迪生曾經(jīng)說過:“興趣可以創(chuàng)造出人間奇跡”,有了興趣學(xué)生才能積極主動(dòng)的去學(xué)習(xí)。當(dāng)前,電子、電氣類專業(yè)高職學(xué)生普遍存在學(xué)習(xí)興趣不高,學(xué)習(xí)動(dòng)力不足,進(jìn)取心不強(qiáng),學(xué)習(xí)情緒化等缺點(diǎn),如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓學(xué)生喜歡上這門課,主動(dòng)學(xué)習(xí)這門課,就成為本門課程的第一個(gè)大問題,而要解決好這個(gè)大問題,我認(rèn)為讓學(xué)生明白本門課學(xué)什么,所學(xué)用來做什么,怎么做,有多么實(shí)用、好用最為關(guān)鍵,因此,本課程一開始,就應(yīng)當(dāng)通過多種方式去解決這個(gè)關(guān)鍵:(1)選擇一個(gè)學(xué)生熟悉的電子產(chǎn)品實(shí)物為例,講解該產(chǎn)品是怎樣從無到有一步步設(shè)計(jì)出來的,從而引出電子設(shè)計(jì)全過程,牽出本門課要學(xué)習(xí)的電子CAD軟件Protel;(2)通過在實(shí)訓(xùn)室組織設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的電子產(chǎn)品小制作,學(xué)生用手工方式設(shè)計(jì),教師采用CAD技術(shù)設(shè)計(jì),將兩種設(shè)計(jì)方式進(jìn)行比較,讓學(xué)生真切感受到本課程學(xué)習(xí)的必要性,實(shí)用性;(3)通過多媒體播放CAD技術(shù)相關(guān)最新資料、視頻,讓學(xué)生了解CAD技術(shù)的現(xiàn)狀,使學(xué)生充分認(rèn)識到CAD技術(shù)是多么的有用,從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力;(4)有條件的話,可以組織學(xué)生去電子企業(yè)參觀,通過到電子企業(yè)實(shí)地考察學(xué)習(xí),學(xué)生才會(huì)對本課程真正感興趣,更加清楚這門課的意義何在,以后才能更好地將所學(xué)的知識技能轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)實(shí)踐當(dāng)中。
3.以實(shí)際的電子電路設(shè)計(jì)全過程工作步驟為主線,采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng),模擬真實(shí)的電子設(shè)計(jì)過程進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)
制定學(xué)生感興趣的實(shí)用性電子電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目,按照實(shí)際的電子電路設(shè)計(jì)全過程工作步驟,將項(xiàng)目劃分成一個(gè)個(gè)任務(wù),每個(gè)任務(wù)都包含了一個(gè)設(shè)計(jì)步驟工作所需求的知識點(diǎn)、操作方法和技巧,學(xué)生一個(gè)任務(wù)一個(gè)任務(wù)的做,教師按照每個(gè)任務(wù)的需要講授所需知識技能,學(xué)生在完成一個(gè)個(gè)任務(wù)中完成課程的學(xué)習(xí),最終循序漸進(jìn)地完成整個(gè)項(xiàng)目,從而學(xué)好課程全部內(nèi)容。學(xué)生在“做”中得到清晰的思路和方法,在“練”中得到鍛煉和總結(jié),“學(xué),做,練”完美結(jié)合,同時(shí)還使學(xué)生真切感受實(shí)際的電子設(shè)計(jì)工作是如何做的,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力,使學(xué)生更加愿意學(xué)好這門課。
4.在訓(xùn)練中引入競賽評價(jià)辦法和討論機(jī)制,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性
在本課程各階段的學(xué)習(xí)訓(xùn)練中,引入競賽評價(jià)辦法和討論機(jī)制,所謂競賽評價(jià)辦法,就是在各階段的學(xué)習(xí)訓(xùn)練中,組織學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)競賽,看誰能夠更好更熟練的運(yùn)用Protel進(jìn)行電路設(shè)計(jì),競賽結(jié)束,按照設(shè)計(jì)結(jié)果的質(zhì)量和設(shè)計(jì)速度綜合評定,排定名次,每次競賽結(jié)果都計(jì)入平時(shí)成績,另外,每次競賽后都組織討論,讓學(xué)生充分的交流,互相取經(jīng),解決問題,教師參與其中,善加引導(dǎo)。通過這種辦法的引入,用競爭充分激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,發(fā)揮學(xué)生的主體作用,通過討論,增強(qiáng)學(xué)生的溝通能力,解決問題的能力。在最后的綜合訓(xùn)練階段,引入需要多名學(xué)生合作完成的設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行以設(shè)計(jì)小組為單位的設(shè)計(jì)競賽,以增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力??傊ㄟ^競爭、討論的方式,能夠使學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí),不只學(xué)習(xí)技能,還增強(qiáng)順應(yīng)社會(huì)需求的良好素質(zhì)。
5.改革考核辦法
將上機(jī)考試作為考核方式,將平時(shí)競賽成績作為平時(shí)成績,與期末的上機(jī)考試成績按比例相加作為總成績,這樣能充分客觀的反映學(xué)生對本門課的掌握程度和學(xué)習(xí)成果,符合本課程的特點(diǎn),與前述的教學(xué)方法相輔相成。
四、結(jié)束語
本文針對《電子CAD技術(shù)》課程教學(xué)模式,做了一些新的探索和思考,旨在進(jìn)一步提高教學(xué)效果、更好的達(dá)成教學(xué)目標(biāo),順應(yīng)社會(huì)對高技能應(yīng)用型人才的需求。本文闡述的教學(xué)新模式,已在教學(xué)中進(jìn)行了試用,得到了較好的教學(xué)效果,今后,該模式還有待在教學(xué)中進(jìn)一步檢驗(yàn),不斷改進(jìn)、提高,以成為更適合本門課程教學(xué)工作的教學(xué)模式,為本門課程的教學(xué)打開一個(gè)新的更好的局面。
參考文獻(xiàn):