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數(shù)字電路論文范文第1篇

1.1 信號(hào)線間距離的影響

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)中卻存在一定的問題。例如，信號(hào)線間距離對(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)線間的距離會(huì)隨著印刷版電路密集度的增大而變化，越來越狹小，而在這個(gè)過程中，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)越來越嚴(yán)重。

1.2 阻抗不匹配的問題

阻抗是信號(hào)傳輸線上的關(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)線間距離的影響、阻抗不匹配的問題、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)字電路地線以及電源線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題，而另一方面，要對(duì)不同信號(hào)在傳輸?shù)倪^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)行的過程中，阻抗很難控制，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)阻抗過大或過小的現(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)展開研究，從正常理論來看，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)行過程中會(huì)出現(xiàn)過電壓的故障，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)要求來分析的話，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)行的過程中勢必會(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。

3總結(jié)

數(shù)字電路論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；高壓輸電線路；絕緣子；選型

Abstract：Thecorrectselectionandapplicationoftransmissionlineinsulatoraretheguaranteeforlinesoperationrelaibility.Forthis，thepracticaloperationsituationandthecharacterof500kVtransmissionlineinsulatorinJiangsupowernetworkareana_lysed，thesuggestionshowtoselectandusethelineinsulatorareproposed.

Keywords：powernetwork；high_voltagetransmissionline；insulator；typeselection

近幾年江蘇電網(wǎng)發(fā)展迅速，截至2001年底，全省投運(yùn)的500kV線路3174km、500kV變電站11座。線路使用的絕緣子種類繁多，目前輸電線路使用的絕緣子按型式主要分為盤式絕緣子和長棒型絕緣子。下面介紹這2種絕緣子的特點(diǎn)。

1盤式絕緣子的特點(diǎn)

盤式絕緣子按材質(zhì)可分為盤式瓷絕緣子和鋼化玻璃絕緣子。

1.1盤式瓷絕緣子

盤式瓷絕緣子是最早用在線路上的絕緣子，已有一百多年的歷史。它具有良好的絕緣性能、抗氣候變化的性能、耐熱性和組裝靈活等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于各種電壓等級(jí)的線路。盤式瓷絕緣子是屬于可擊穿型的，它是采用水泥將物理、化學(xué)性能各異的瓷件與金屬件膠裝而構(gòu)成的，在長期經(jīng)受電場、機(jī)械負(fù)荷和大自然的陽光、風(fēng)、雨、雪、霧等的作用，會(huì)逐步劣化，對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來威脅。特別是含有劣化絕緣子的絕緣子串發(fā)生閃絡(luò)（由于雷擊或污閃等原因）時(shí)，可能會(huì)使劣化的絕緣子頭部瞬間發(fā)熱爆炸，造成導(dǎo)線落地的事故。華東電網(wǎng)在1996年底的大污閃事故中，500kV系統(tǒng)有11條線路因霧閃發(fā)生72次跳閘。其中，3條線路因零值絕緣子爆炸造成導(dǎo)線落地；2條線路多串絕緣子結(jié)構(gòu)中有1串因零值絕緣子爆炸斷串。

2000年9月22日，江蘇省220kV溧陽變電站220kV旁母、正母瓷瓶發(fā)生因大量低值絕緣子的存在而導(dǎo)致的掉串事故。所以劣化絕緣子的檢測工作非常重要，前系統(tǒng)停電是較難的，即使線路停電，也無足夠的時(shí)間和人力進(jìn)行全線絕緣子的檢測工作。因劣化絕緣子的安裝位置和分布區(qū)域的原因，向來是絕緣在線檢測的一個(gè)難點(diǎn)。目前常用短路叉法和火花間隙法檢測，這些方法易于檢測零值絕緣子，測試方法簡單，但準(zhǔn)確性較低，對(duì)低值絕緣子，特別是1串中存在多片低值的情況下，則很難作出正確的判斷。瓷絕緣子的老化率隨其運(yùn)行時(shí)間的延長而逐年上升。

1.2鋼化玻璃絕緣子

鋼化玻璃絕緣子具有較好的機(jī)電性能，其抗拉強(qiáng)度、耐電擊穿性能、耐振動(dòng)疲勞、耐電弧燒傷和耐冷熱沖擊性能等都優(yōu)于瓷絕緣子。且與瓷絕緣子不同，玻璃絕緣子具有零值自爆的絕緣自我淘汰能力，這樣就很容易被發(fā)現(xiàn)，無需對(duì)其進(jìn)行絕緣測試。自爆率通常在前3年較高，這與瓷絕緣子相反。數(shù)十年的運(yùn)行和試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，鋼化玻璃絕緣子具有長期穩(wěn)定的機(jī)電性能和較長的使用壽命。防污型玻璃絕緣子為取得較大的爬電距離，只有在傘裙下表面增加數(shù)個(gè)深棱來實(shí)現(xiàn)（由于工藝的原因，無法像瓷絕緣子通過雙傘或三傘增加爬距）。當(dāng)用于粉塵污染較嚴(yán)重的地區(qū)，因這種鐘罩深棱的傘型自潔能力差、清掃不便，下表面結(jié)垢嚴(yán)重，造成耐污閃能力大大降低。從江蘇電網(wǎng)運(yùn)行情況來看，鐘罩深棱型絕緣子（包括瓷的和玻璃的）不適合江蘇地區(qū)這種以粉塵污染為主、污染較重的地區(qū)使用，如果使用，應(yīng)充分考慮其爬電距離的有效利用系數(shù)。1999-2002年，江蘇省500kV線路污閃跳閘中，只有7%（一次跳閘）是瓷雙傘絕緣子，其余都是玻璃絕緣子。這里針對(duì)的是懸垂串絕緣子，全省尚未發(fā)生過耐張串絕緣子的污閃跳閘。

2長棒型絕緣子的特點(diǎn)

長棒型絕緣子按材質(zhì)可分為合成絕緣子和長棒瓷絕緣子。

2.1合成絕緣子

合成絕緣子具有質(zhì)量小、強(qiáng)度高、耐污性能好、維護(hù)工作量小等諸多優(yōu)點(diǎn)。硅橡膠合成絕緣子表面具有憎水性，且附著在傘裙表面的污染層也具有憎水性(即硅橡膠的憎水性遷移)，這大大提高了合成絕緣子的抗污能力。從國內(nèi)的使用情況來看，歷次的大面積污閃事故中，合成絕緣子都表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污閃能力，在外絕緣水平偏低和污染較重的情況下，合成絕緣子是個(gè)較好的選擇對(duì)象。國外合成絕緣子的研制和掛網(wǎng)較早，使用范圍很廣泛，已取得成功的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。國內(nèi)合成絕緣子生產(chǎn)廠家經(jīng)過數(shù)代產(chǎn)品的改進(jìn)，生產(chǎn)技術(shù)水平大大提高，主絕緣成型技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水平。合成絕緣子端頭的連接型式是多種型式并存，但逐步趨向國際先進(jìn)的探傷監(jiān)控下的壓接式，其結(jié)構(gòu)簡單、美觀，產(chǎn)品質(zhì)量的人為分散性得到控制。合成絕緣子的長期機(jī)械可靠性主要依靠：芯棒的質(zhì)量和截面尺寸、金屬端部附件特性以及附件與芯棒的連接質(zhì)量。傘套為芯棒提供保護(hù)，并提供必要的爬電距離，要求它有長期的憎水性、較好的抗氣候變化的性能、較高的撕裂強(qiáng)度等，常采用一些試驗(yàn)(如5000h加速老化試驗(yàn))，可檢驗(yàn)傘套的長期性能。為改善端部電場分布，降低無線電干擾程度，提高電暈起始電壓等原因，500kV合成絕緣子兩端都裝有均壓環(huán)，但均壓環(huán)的存在降低了放電距離。

從合成絕緣子運(yùn)行中發(fā)生的事故、故障情況來看，大部分是雷擊閃絡(luò)，這可通過增加干弧距離來解決。其次是不明原因的閃絡(luò)，不明原因的閃絡(luò)是指閃絡(luò)發(fā)生在系統(tǒng)無任何過電壓的情況下，且發(fā)生閃絡(luò)后的絕緣子送到試驗(yàn)室檢驗(yàn)時(shí)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均合格。目前對(duì)不明原因的閃絡(luò)問題尚無統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，有的認(rèn)為是絕緣子由于污濕原因，其憎水性會(huì)暫時(shí)消失；也有的認(rèn)為是鳥糞引起的。從事故后果的嚴(yán)重性來看，最嚴(yán)重的是合成絕緣子的脆斷問題，從20世紀(jì)70年代開始，有些合成絕緣子就發(fā)生了脆斷事故。這種現(xiàn)象是由環(huán)氧樹脂玻璃纖維芯棒的玻璃纖維受酸蝕引起的，一般在暴露于酸性環(huán)境中的玻璃纖維芯棒承受機(jī)械負(fù)載時(shí)發(fā)生的。華東電網(wǎng)在1998年發(fā)生了2例典型的500kV合成絕緣子脆斷事故。一起是1998年3月，上海500kV渡南5101線發(fā)現(xiàn)1支合成絕緣子折斷，該絕緣子是進(jìn)口產(chǎn)品，運(yùn)行時(shí)間僅4年多。該產(chǎn)品芯棒的硅橡膠護(hù)套厚度僅1.5mm（通常為3～5mm），引起折斷的原因是護(hù)套厚度太薄，在運(yùn)行中出現(xiàn)破損，水分滲入至芯棒，最終導(dǎo)致芯棒酸蝕脆斷。另一起是1998年8月，浙江500kV蘭窯5404線1支國產(chǎn)合成絕緣子發(fā)生斷裂，原因是該絕緣子金具端頭連接密封結(jié)構(gòu)為第一代型，密封層較薄，水氣沿著金具與護(hù)套間的縫隙滲入芯棒后，形成酸性環(huán)境，芯棒在此酸性環(huán)境和應(yīng)力的作用下發(fā)生脆斷。制造廠和運(yùn)行部門從多起脆斷事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中，已認(rèn)識(shí)到傘裙護(hù)套與金具之間可靠密封的重要性。

2.2長棒瓷絕緣子

一般情況下，長棒型瓷絕緣子串110kV為1節(jié)，220kV為2節(jié)，500kV為3節(jié)，每節(jié)都帶有均壓環(huán)和招弧角。絕緣體由氧化鋁高強(qiáng)度瓷制作。江蘇省1997年在500kV斗渡線無錫段率先采用了德國CERAM公司的瓷棒絕緣子，98串用在直線塔兩邊相。運(yùn)行一段時(shí)間后，測量所得鹽密較低。鹽密的測量結(jié)果見表1。

表1鹽密測量結(jié)果

絕緣子投運(yùn)時(shí)間測量時(shí)間測量部位鹽密

型式（mg/cm2）

瓷棒1997年12月1998年11月A相上串第2個(gè)傘0.0081

A相上串第8個(gè)傘0.0098

A相上串第16個(gè)傘0.0124

1999年11月C相下串第2個(gè)傘0.0061

C相下串第8個(gè)傘0.0065

C相下串第16個(gè)傘0.0069

2000年3月A相下串第2個(gè)傘0.0105

A相下串第8個(gè)傘0.0105

A相下串第16個(gè)傘0.0184

500kV瓷棒絕緣子由3節(jié)組成，每節(jié)之間均有均壓環(huán)和招弧角，與同樣棒型的合成絕緣子相比，在相同的結(jié)構(gòu)高度下，空氣間隙縮短。如某合成絕緣子供貨商提供的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)長度4450mm、干弧距離4135mm、負(fù)極性50%雷電沖擊閃絡(luò)電壓為2540kV；而某瓷棒絕緣子廠商提品的連接長度4452mm、干弧距離4030mm、負(fù)極性50%雷電沖擊閃絡(luò)電壓為1950kV。因此，要達(dá)到一般合成絕緣子所要求的雷電沖擊耐受電壓和操作沖擊耐受電壓，則瓷棒絕緣子的結(jié)構(gòu)高度將大于合成絕緣子的，這就要求桿塔尺寸應(yīng)選大一點(diǎn)，對(duì)于多雷區(qū)線路，作為懸垂串使用時(shí)，存在一定的局限性。

使用長棒瓷絕緣子時(shí)，需在運(yùn)輸和安裝過程別小心。瓷件大而笨，在運(yùn)輸和安裝時(shí)，有碰撞和損壞的危險(xiǎn)。另外，如果制造過程中內(nèi)部產(chǎn)生細(xì)微的缺陷，在運(yùn)行中，熱-機(jī)械應(yīng)力的長期作用會(huì)降低絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度，且巡線時(shí)對(duì)長棒瓷絕緣子串的觀察和檢測還不能發(fā)現(xiàn)故障絕緣子，這樣會(huì)導(dǎo)致瓷件意外折斷和導(dǎo)線落地。

3對(duì)江蘇電網(wǎng)輸電線路絕緣子選型的建議

(1)懸垂串絕緣子應(yīng)選用防污型盤式瓷絕緣子或長棒型絕緣子。我國盤懸式瓷絕緣子的生產(chǎn)廠家多、產(chǎn)量大，但不同廠家的產(chǎn)品質(zhì)量差異很大。輸電線路的絕緣子選型時(shí)，應(yīng)對(duì)不同廠家生產(chǎn)的瓷絕緣子的運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查了解，選用高品質(zhì)的瓷絕緣子。同時(shí)，對(duì)運(yùn)行中的瓷絕緣子應(yīng)加強(qiáng)檢測，及時(shí)更換劣化絕緣子，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。除耐張串可選用普通型的外，傘型的應(yīng)選用雙傘或三傘，而鐘罩深棱型絕緣子不宜使用。

(2)瓷棒絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度直接與瓷件有關(guān)，由于運(yùn)輸、安裝過程中造成的損壞，或運(yùn)行中外界偶然的撞擊，或制造過程中形成的內(nèi)部缺陷（要求產(chǎn)品有嚴(yán)格的質(zhì)量檢查、優(yōu)良的制造工藝），可能會(huì)在運(yùn)行中意外折斷，所以瓷棒絕緣子應(yīng)選擇質(zhì)量好的產(chǎn)品，并加強(qiáng)檢驗(yàn)工作，小心運(yùn)輸、安裝。

(3)鋼化玻璃絕緣子具有零值自爆的優(yōu)點(diǎn)，可節(jié)省大量的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。由于鐘罩深棱型絕緣子的固有缺陷以及江蘇省的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，這種型式的絕緣子不適合以粉塵污染為主、污染較重的地區(qū)使用，如果使用，應(yīng)充分考慮其爬電距離的有效利用系數(shù)。普通型的玻璃絕緣子可在耐張串使用。

(4)合成絕緣子具有維護(hù)工作量小、質(zhì)量小、耐污性能好等優(yōu)點(diǎn)，這是瓷、鋼化玻璃絕緣子不可相比的。目前在我國大氣污染嚴(yán)重、輸電線路外絕緣水平普遍偏低、塔頭尺寸也限制了調(diào)爬的選擇性的情況下，合成絕緣子應(yīng)是污染嚴(yán)重地區(qū)的選擇對(duì)象。但是，合成絕緣子運(yùn)行時(shí)間短，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)尚嫌不足。對(duì)500kV合成絕緣子應(yīng)慎重選擇制造廠家及技術(shù)參數(shù)，積極研究考核其各項(xiàng)性能、壽命的技術(shù)指標(biāo)及試驗(yàn)方法，對(duì)在線運(yùn)行的合成絕緣子應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測。

(5)絕緣子爬電比距的配置應(yīng)符合本地區(qū)審定后最新版污區(qū)圖的要求，并應(yīng)參照J(rèn)B/T5895-91《污穢條件下絕緣子的使用導(dǎo)則》的要求，充分考慮其爬電距離的有效性和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，絕緣子的污閃放電特性與結(jié)構(gòu)造型及自然積污量有關(guān)。爬電距離有效利用系數(shù)應(yīng)反映放電發(fā)展時(shí)爬電距離長度利用的有效性，又能反映絕緣子在運(yùn)行條件下的積污性能。因此，在相同條件下和在相同的積污時(shí)間內(nèi)，爬電距離有效利用系數(shù)應(yīng)由被試絕緣子與基準(zhǔn)絕緣子的污閃電壓梯度相比較來確定，在絕緣子選型時(shí)應(yīng)充分考慮。

參考文獻(xiàn)：

［1］龔堅(jiān)剛.長棒型絕緣子在超高壓輸電線路中的應(yīng)用前景［J］.浙江電力，2000，(5).

數(shù)字電路論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：硬件描述語言，VerilogHDL，ITL，Tempura

 

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用電路圖輸入工具來進(jìn)行。為了滿足設(shè)計(jì)性能指標(biāo)，工程師往往需要花好幾天或更長的時(shí)間進(jìn)行艱苦的手工布線。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)方法大大延長了設(shè)計(jì)周期。

近年來，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：硬件描述語言（Verilog HDL 或VHDL）來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

然而，Verilog HDL 硬件描述語言缺乏對(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)于化簡和檢驗(yàn)正確性都帶來了麻煩。而ITL語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 硬件描述語言起到了很好的補(bǔ)充作用。

2、ITL簡介

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)間的長度為0。一個(gè)區(qū)間s0… sn 的長度是n。一個(gè)只有單個(gè)狀態(tài)的區(qū)間的長度是0。

ITL 的基本表達(dá)式和公式的語法如下所示

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)器為例來說明ITL的使用：

一個(gè)RS 觸發(fā)器是一個(gè)簡單的儲(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）寫出來，再化簡：

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 的語句，對(duì)照著Tempura 自帶的指導(dǎo)工具，使語法公式一一對(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)器為例來說明

用VerilogHDL采用門級(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)器改寫成Tempura 語言，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。在國內(nèi)的面向市場的數(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。正如本文開頭所說，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一種新的突破思路，這在未來的電路設(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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[4]夏宇聞。《Verilog 數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程》，2008年，北京：北京航天航空大學(xué)出版社。

數(shù)字電路論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：數(shù)字電話設(shè)計(jì)；抗干擾技術(shù)；分析

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，其用戶不斷增加，用電設(shè)備密度不斷增加，在空間應(yīng)用過程中，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。

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)周圍人和物產(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)體周圍圍上完整的金屬屏蔽體，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。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，也就是金屬屏蔽之中將會(huì)對(duì)正電導(dǎo)體的電場進(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)用過程中，不依賴硬件技術(shù)，只是通過模擬技術(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“看門狗”的使用

軟件程序在應(yīng)用過程中，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)過程中，設(shè)計(jì)者要考慮這方面問題，采用“看門狗”技術(shù)，防治程序死循環(huán)現(xiàn)象發(fā)生。硬件看門狗就是一個(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，起到看門狗的效果。

3實(shí)例論述

3.1通過硬軟件技術(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。

參考文獻(xiàn)：

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數(shù)字電路論文范文第5篇

關(guān)鍵詞：電磁干擾；電氣隔離；看門狗

在信號(hào)的傳輸過程中，不可避免的會(huì)遇到各種干擾，如何有效的減少或消除干擾，使信號(hào)能夠穩(wěn)定傳輸，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。本文以RS-485傳輸電路為例，從軟硬件兩方面分析信號(hào)在傳輸過程中會(huì)遇到的各種干擾，并給出具體的解決方案。

1  硬件抗干擾設(shè)計(jì)

在傳輸電路的設(shè)計(jì)過程中主要出現(xiàn)以下問題：電氣噪聲干擾傳輸線路；強(qiáng)電磁（雷電）沖擊；數(shù)字電路對(duì)模擬電路的干擾等。

針對(duì)上述問題的產(chǎn)生，本傳輸電路在硬件設(shè)計(jì)方面主要采取以下措施:

1) 對(duì)于芯片閑置的引腳，在不影響系統(tǒng)的邏輯功能的情況下接地或接電源。

2) 布線時(shí)，電源線和地線盡量粗。這樣不但有利于減少壓降，更重要是的是降低耦合噪聲。

3) 布線時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積，以減少感應(yīng)噪聲。避免90度折線，減少高頻噪聲發(fā)射。

4) 晶振布線時(shí)，晶振和單片機(jī)引腳盡量靠近，晶振下方盡量不要走線。

5) 采用光耦元件實(shí)現(xiàn)RS-485接口的電氣隔離。這種方案可以承受高電壓、持續(xù)時(shí)間較長的瞬態(tài)干擾，實(shí)現(xiàn)起來也比較容易。

6) 旁路保護(hù)方法。利用瞬態(tài)抑制元件TVS管，將具有危害性的瞬態(tài)能量旁路到大地。

7) 將電源地和模擬地相隔離，通過0歐的電阻相連。將電源地和RS-485地相隔離，通過磁珠相連。

8) 正確地處理“模擬地”與“數(shù)字地”。數(shù)字電路是非線形的，邏輯門的開關(guān)都會(huì)產(chǎn)生電流沖擊，所以在數(shù)字地上高頻擾動(dòng)很強(qiáng)烈。因此，數(shù)字地與模擬地不能有共同路徑或者環(huán)路，只應(yīng)單點(diǎn)連接。

RS-485信號(hào)傳輸?shù)木唧w電路如圖1所示

                圖1  RS-485信號(hào)傳輸電路

2  軟件抗干擾設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的抗干擾措施，除了在硬件上消除干擾外，還必須從軟件設(shè)計(jì)上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，以便提高系統(tǒng)的可靠性，我們主要采用看門狗(Watchdog)監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

看門狗又稱程序運(yùn)行監(jiān)視器，能有效的防止系統(tǒng)在不可預(yù)測的干擾作用下產(chǎn)生的程序執(zhí)行紊亂，即“程序跑飛”。目前很多MCU都自帶有內(nèi)部看門狗，我們?cè)谡麢C(jī)運(yùn)行是將看門狗打開，如果MCU不能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將Watchdog復(fù)位，Watchdog從內(nèi)部觸發(fā)RESET中斷，將整個(gè)系統(tǒng)復(fù)位，從而使整個(gè)系統(tǒng)重新運(yùn)行，避免了程序死鎖。

信號(hào)傳輸電路的主程序如下：

    void main(void)

{

    uint idata  i,j；      定義i,j為無符號(hào)整型變量

  WDT_feed()；              為看門狗控制寄存器賦初值

  for(i=0;i

{

  WDT_feed()；            喂看門狗

  DelayMS(30)；

}

  InitSystem()；            系統(tǒng)初始化

  timer2_run；              定時(shí)器2開始工作

  while(1)                  進(jìn)入循環(huán)

{

  WDT_feed()；            喂看門狗

  while(!SystemTimerFlag)；當(dāng)SystemTimerFlag=1，跳出本層循環(huán)

    TimerTick20ms()；        保證程序的循環(huán)周期為20ms 

      RS23220ms()；            RS232函數(shù)

  KEY20ms()；              鍵盤輸入函數(shù)

  if(HardFailureFlag)；

  {                      ；如果RS485通訊失敗

  RS485StateLedOff()；  RS485狀態(tài)指示燈滅

  PizzerOn()；          蜂鳴器鳴叫 

  }

}

3  結(jié)語

本文針對(duì)信號(hào)在傳輸過程中受干擾問題，通過實(shí)例從軟、硬件兩方面給出了具體解決措施,極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。適用于各種遠(yuǎn)距離的有線傳輸系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

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