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电路设计精选(九篇)
栏目:公司新闻 发布时间:2024-07-16
 【关键词】DSP2812;硬件;电路设计  1.引言  近年来,随着现代信息技术的飞速发展,数字信号处理技术已经广泛应用在电子、通信、计算机等众多领域,成为最热门的技术之一。数字信号处理器DSP的功能日益强大,技术不断升级,系统不断完善,DSP技术的应用和普及,已经成为不可逆转的潮流。数字信号处理器(digital signal processors)简称DSP,在20世纪80年代就已很成熟,

  【关键词】DSP2812;硬件;电路设计

  1.引言

  近年来,随着现代信息技术的飞速发展,数字信号处理技术已经广泛应用在电子、通信、计算机等众多领域,成为最热门的技术之一。数字信号处理器DSP的功能日益强大,技术不断升级,系统不断完善,DSP技术的应用和普及,已经成为不可逆转的潮流。数字信号处理器(digital signal processors)简称DSP,在20世纪80年代就已很成熟,在较多的应用领域中逐渐取代传统的采用模拟信号进行设计与分析来处理设备和控制器同时使用模拟器件实现的模拟信号处理系统。数字信号处理技术和设备相对于模拟信号处理系统要更具灵活性、精确性、较强的抗干扰性、处理速度快、稳定的性能、设备尺寸更小、便于升级等优点。它在通信、医疗、航空航天、军事、工业等方面得到了广泛的应用;该文章本着应用的普遍性而设计DSP硬件电路。

  2.硬件设计方案

  图1 硬件设计方案总体框图

  2.1 电源芯片电路

  TMS320F2812芯片所需的电压等级有多种,分别是1.9v、3.3v;电路所需电压分别有正负10v、正负15v、模拟5v、数字5v。

  3.3v供电用芯片为TPS75733电源转换5v到3.3v,其电流输出可达3A;主要提供I/O模拟电源、ADC模拟电源以及Flash核电源还有总线收发器74AHC245;具体电路见图2.1。其中C37、C27和C32都是作为滤波电容。

  图2.1 3.3V供电电路

  另外由于系统中的DSP要承担大量数据计算,内核频繁的转换会使系统功耗大大增加,所以降低内部CPU的核心工作电压可以大大降低系统功耗,DSP的内核工作电压是1.9V;用TPS76801QDR(DC-DC)电压调节器3.3v转1.9v输出电流可达1A具体电路见图2.2。其中C1、C2为滤波电容。

  图2.2 1.9V供电电路

  的推荐值是30.1、那么根据:

  =

  计算的=18.2。

  图2.3电路为输入5v输出±15v主要供给AD7656、DAC7744芯片等。

  图2.3 15V供电电路

  2.2 复位电路

  DSP复位电路,对整个系统有不可忽视的作用;系统的及时复位,在系统运行中出现故障时能够有效的保护重要数据并及时重启系统快速恢复正常,从而避免一些不必要的损失。对于复位电路,应确保复位低电平时间足够长(一般20ms以上),使DSP系统可靠复位,同时复位电路还需稳定、可靠,防止误复位。故此我们选用芯片TPS3823-33DBVT(延迟时间200ms)作为复位芯片复位电路,拥有上电复位、手动复位;具体电路见图2.4.其中C67作为滤波电容。

  图2.4 复位电路

  2.3 晶振电路

  DSP芯片内部一般有自己的时钟系统。为了满足开发的需要,允许用户自行配置特定频率,尤其是时序的频率/周期有严格要求时。这样外接一个晶振就可以随意配置工作频率了。本原理图无源晶振引脚出并联两个电容C66和C68是两个起振电容为了形成回路,方便起振,具体电路见图2.5。

  图2.5 晶振电路

  2.4 D/A数模转换电路

  数模转换器DAC774共有16位数据输入,4路输出;DAC7744左侧与DSP数据线相连接,右侧四路模拟信号输出通过INA105和REF102实现正负10v的输出参考,见图2.6和2.7。

  图2.6

  DAC7744的控制:通过DSP的地址总线XA(1)、XA(2)、XZCS0AND1(XINTF区域0和1的片选)、实现对该芯片的逻辑控制。

  图2.7

  DAC7744的控制逻辑:

  这时候,相应的四个DA通道的地址分别是:

  unsigned int * DA_CHANNEL0= (unsigned int *) 0x2c00;

  unsigned int * DA_CHANNEL1= (unsigned int *) 0x2c04;

  unsigned int * DA_CHANNEL2= (unsigned int *) 0x2c02;

  unsigned int * DA_CHANNEL3= (unsigned int *) 0x2c06。

  2.5 A/D模数转换电路

  A/D采样芯片根据的是DSP系统处理的模拟信号带宽。采样定理表明采样频率必须大于被采样信号带宽的两倍,通讯信号的带宽一般为25kHz,语音信号为几kHz~几十kHz,图像信号可达8MHz。

  两片AD共12通道同时采样、每通道250KSPS转换率、模拟输入为±10v/15v可选。

  A/D输入信号还需要经过一些滤波处理,应用的是LM2902M内嵌四个独立放大器,具体电路见下图(附图2.8了四路输入信号AIN00-AIN03)总共三片LM2902也就是12路。

  图2.8 输入滤波处理电路

  而每一片AD76566路输入、那么两片AD7656也就是12路输入。输出16路数据线与DSP数据线相连接。

  AD7656的控制:PF12、O1a、XRD三个控制信号。

  在确定AD与DSP的连接电路之前,我们先简单了解下AD大致工作原理

  图2.9 AD工作时序图

  CONVST A,B,C,上升沿对所选ADC启动同步转换,转换时间为3us;BUSY高电平时忽略任何CONVST边沿,变为低电平是表示转换结束,CS、RD同时低电平时,使能输出通过16根数据总线;由上述以及对DSP的一些了解得出:DSP连接2片AD具体硬件连接见图2.10。

  图2.10 A/D模数电路

  SN74LS139是内嵌两个二四译码器的芯片;左侧有DSP的地址线:XA(8)、XA(9)、XA(3)、XA(4)和DSP的片选信号:XZCS2(XINTF区域2的片选)和XZCS0AND1(XINTF区域0和1的片选)、右侧输出作为控制信号的O0a、O1a、O0b、O1b、O2b、O3b;分别作为的控制两片AD7656和四片74AC16373(具有三态输出的16位透明D类锁存器)。

  因为,我们选用的是ZONE0/ZONE1的片选信号,ZONE0的寻址范围是0x20000—0x3FFFF,而我们用地址线XA8和XA9来片选AD芯片(10对应AD0,11对应AD1),其地址相应的选为0x2a00和0x2b00

  2.6 存储器SRAM、Flash、EEROM

  2.6.1 SRAM

  在TMS320F2812的内部拥有两块4K×16位、一块8K×16位、两块1K×16位的单周期访问RAM,为了满足将来更复杂、更精确的运动控制需要,在本设计中对TMS320F2812外扩了一个512K×16位的静态RAM。在该设计中选用了IS61LV51216芯片,这是一种512K×16位的高速静态RAM芯片。该芯片使用了高性能的CMOS技术,使其运行速度快、功耗低。

  当CE引脚为高电平或悬空时,该芯片处于待机模式,此时芯片功耗可降低到CMOS的输入水平。通过芯片使能引脚CE和输出使能引脚OE使内存扩展变得很方便,这两引脚都为低有效。写使能引脚WE低有效,它控制了存储器的读和写。对数据高、低字节的访问由高字节使能引脚BHE和低字节使能引脚BLE控制着,右侧和DSP的数据线相连接,地址线和DSP地址线相连接;具体见图2.11。

  图2.11 SRAM电路

  2.6.2 FLASH

  在TMS320F2812的内部拥有128K×16位的Flash存储器,但为了实现将来更复杂的算法、更精确的控制,在本设计中对TMS320F2812外扩了一个512K×16位的Flash存储器。外扩的Flash存储器我选用的是SST39VF800A芯片。该芯片所需的工作电压为2.7V-3.6V,在本设计中使用3.3V电源为其供电。它提供了14微秒的典型单字编程时间。

  它可使用10000次,且数据可保存100年以上。我选用的该芯片为48引脚,且为贴片封装。

  SST39VF800A芯片是通过调用函数来操作。而指令被用于设备存储器的操作函数的初始化,并且指令是采用标准的微处理器时序写入设备的。当CE保持为低时,WE也为低,则指令被写入。地址总线在WE或CE的下降沿被锁存(两者中的后者),而数据总线在WE或CE的上升沿被锁存(两者中的前者)。

  对SST39VF800A的读操作是通过CE和OE来控制的,并且两者都必须同时为低时才能从TMS320F2812的输出口读取数据。CE用于设备的选择。当CE为高电平时,芯片不被选中且只有待机消耗。OE用于控制数据的输出。无论CE和OE中的任一为高电平时数据总线呈现高阻状态。

  图2.12 FLASH电路

  图中SST39VF800A芯片的19根地址线引脚与TMS320F2812芯片的19根地址线引脚相连,SST39VF800A芯片的16根数据线引脚与TMS320F2812芯片的16根数据线引脚相连。SST39VF800A芯片的9、12、13、14、15、47引脚悬空,27、46引脚接系统数字地,37引脚接系统的3.3V电源,在该电源接入前先经过0.1uf电容滤波。SST39VF800A芯片的26引脚与TMS320F2812芯片的88引脚XZCS2相连,由TMS320F2812决定是否使能SST39VF800A使用外扩Flash。

  SST39VF800A芯片的11与28引脚与TMS320F2812的84(XWE)、42(XRD)引脚相连,由TMS320F2812控制SST39VF800A的写与读。

  2.6.3 EEPROM

  在TMS320F2812的内部拥有128K×16位的ROM,在本设计中对TMS320F2812外扩了一个64K的串行总线的EEPROM。

  在本设计中选用的EEPROM芯片型号为AT25080N,容量为1K*8BIT;该芯片所需的供电电压范围为2.5V到5.5V,因此我使用3.3V的系统电源为其供电。

  F2812的SPI的模块可以和AT25080无缝接口,其中SPI模块处于主模式,AT25080处于从模式,具体接口如图2.13所示。

  图2.13 SPI接口电路

  2.7 外设接口(串行通信RS232、JTAG口)

  2.7.1 串行通信接口RS232

  TMS320F2812的串口可支持16级的接收、发送FIFO,从而减少了串行通信时对CPU的开销。TMS320F2812的SCI模块使用的是标准非归0数据格式(NRZ),可与CPU或是其它的通信数据格式相兼容的异步外设数字通信。在不使用FIFO时,TMS320F2812的SCI接收器与发生器用双级缓冲来传送数据,它们有自己的独立使能与中断位,能单独操作,也可在全双工模式下同时操作。

  TMS320F2812的SCI模块要对所接收的数据进行间断、极性、超限、帧错误检测,以保证数据的完整。也可对16位波特率控制寄存器编程来配置不同的SCI通信速率。

  图2.14

  图2.15

  TMS320F2812的SCI模块要对所接收的数据进行间断、极性、超限、帧错误检测,以保证数据的完整。也可对16位波特率控制寄存器编程来配置不同的SCI通信速率。

  TMS320F2812的SCI通信接口具有以下特点:两个外部引脚:SCITXD(SCI数据发送引脚),SCIRXD(SCI数据接收引脚)。

  在TMS320F2812的SCI模块外部使用了SNP202EEN芯片来进行电平转换;SNP202EEN是专为RS-232标准串口通信接口设计的﹢5V单电源供电的收发器,RS232串行通信接口模块具体电路见图2.15。

  2.7.2 JTAG(Joint Test Action Group)接口设计

  本设计所使用的TMS320F2812芯片采用了5个1149.1-1990IEEE标准协议和IEEE标准的测试扫描接口,及两个TI扩展接口(EMU0与EMU1)。

  TMS320F2812芯片的JTAG接口除了需要TRST、TMS、TDI、TDO、TCK五个JTAG信号还有电源信号VCC、接地信号GND。图2.16为TMS320F2812的JTAG接口。

  图2.16 JTAG接口

  该接口中TDO、EMU0、EMU1引脚的驱动电流为8mA。在该接口中,由TRST引脚控制仿真器的扫描操作。TMS320F2812的TRST引脚有一个内部下拉电阻并从不被拉高,但该下拉电阻不是很大,并不会成为系统扫描的负载。

  EMU0、EMU1引脚与TRST引脚同样重要。在驱动小的大负载电路中经常会产生电压的跳变,从而产生噪声波。若不将这些噪声波经过适当的处理就会对芯片产生错误信号,从而发生误操作。TMS320F2812芯片的数据手册中推荐了将EMU0、EMU1引脚经过一个电阻值在2.2K到4.7K的电阻上拉到高位。因此在本设计中选用了两个4.7K的上拉电阻20R、21R连接到3.3V电源上。

  在5引脚上的3.3V电源旁并联一个0.1uF的电容C63是为了起到滤波作作用。

  2.7.3 I/O扩展

  方案a(复用I/O输出端口):

  图2.17 复用I/O输出端口电路

  DIR为高电平时A输入B=A

  DIR为低电平时B输入A=B

  DSP的通用IO输出后需要一个起缓冲保护作用的芯片,本文选用了TI公司的SN74 CBTD3384C芯片。

  该芯片具有如下特点A和B端口具有到-2V的关断隔离,保护集成二极管将5V输入电平转换为3.3V输出双向数据传输,传输几乎无延迟、低通电阻特性(典型值为3?);Vcc的电压范围为4.5V到5.5V我们用5V。具体电路见图2.18。

  图2.18

  方案b(通过复用数据总线):

  图2.19 复用数据总线电路

  74AC16373为16位带锁存。通过二四译码器输出控制端分别作为四片74AC16373的片选信号。*10的锁存信号是DSP的通用I/O引脚:PG05。

  3.总结

  原理图的设计是整个设计的基础,而PCB板子的设计是系统是否有良好的抗干扰能力的关键。PCB设计归纳总结如下:DSP与FLASH、SRAM、EEPROM之间是重要的高速数字信号通讯,FLASH、SRAM、EEPOM芯片要尽可能的离TMS320F2812近一些,它们之间的连线要尽可能短,并且是直接连接。

  模/数分开布局。模拟量信号的器件要尽量集中布置,使得模拟地能在整个的数字地中留出一个独立的模拟信号范围,以免数字信号对其干扰。对那些模数混合的器件,比如D/A转换器,一般将其作为模拟器件来处理,把它放在模拟信号区域内,并提供一个数字信号回路,使数字噪声返回信号源,以减弱数字噪声对模拟信号影响。

  对时钟信号、片选信号和总线信号,应该尽量远离I/O线与接插件。TMS320F2812的时钟输入很容易受干扰,因此时钟产生器要尽量的靠近TMS320F2812,时钟线尽量短,而晶体振荡器外壳尽力接地。在晶振旁路上加去耦电容,可以减弱高频噪声对其影响,同时还可作为储能元件,吸收和提供系统在开、关瞬间的充放电。

  4.结语

  本文针对广泛应用与工业控制领域的TMS320F2812,结合DSP开发经验,详细介绍了其各个功能模块的电路,为不同情况下应用TMS320F2812芯片提供了设计参考。

  参考文献

  [1]苏奎峰,吕强,耿庆峰,陈俭.TMS320F2812原理与开发[M].北京:电子工业出版社,2005:04.

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  [3]周日贵,胡景春,叶水生,邹文栋.定点DSP开发实践[J].器件与电路,2003,4.

  [4]杨炼,管庆.DSP开发中值得注意的几个问题[J].电子产品世界,2003,6.

  [5]苏奎峰,吕强,蔡昭权,张永谦,DSP应用系统设计[M].北京:北京航空航天大学出版社,2008,05.

  [6]陈利平.基于DSP的运动控制硬件设计[D].华北水利水电学院硕士学位论文.2011,05.

  [7]宋玥,高伟强,阎秋生.基于DSP—TMS320C6713控制系统的最小系统板的设计[J].现代电子技术,2008,8.

  【关键词】电网建设;同塔多回;高压输电线路;设计

  同塔多回路是提高单位线路走廊输送能力的一种有效手段,它主要适用于线路通道紧张时不同送电方向或者不同电压等级局部采用同一通道的情况。随着国民经济的发展,高压线路的建设和地方用地规划的矛盾越来越突出,高压走廊的投资也越来越高,特别是在经济发达的地区及人口稠密的城区范围。线路走廊往往制约着电网的规划和建设,鉴于高压线路的走廊越来越有限和珍贵。为节约整体社会资源,充分利用线路走廊通道#降低输电线路走廊投资,因此有必要对提高单位线路走廊的输电能力进行深入研究。

  1 同塔多回架空输电线路的发展现状及趋势

  在国外同塔多回线路的应用已经十分普遍,像日本或者欧洲部分发达国家,对同塔多回线路的利用已经比较成熟。这些地区的土地资源非常稀缺,所以它们对线路走廊的投资占工程总投资的比例很大,同塔多回线路的应用已经十分普及。在国内随着我国城市化进程的速度加快,输电线路跨越民房、占用土地等情况与居民工作生活、城市规划建设之间的矛盾也逐渐显露。20 世纪八十年代,华东地区的南杨和石黄等500 kV 输电线路工程,以及20 世纪九十年代广东沙增等500 kV 输电线路工程就采用了同塔双回线路的设计方案。江苏和浙江等地的多条500 kV 输电线路工程也采用了同塔双回线路的设计方案,甚至某些新建线路都要在已有线路上进行改造。为了满足大输送量的需求,已经开始设计建设华东同塔四回500 kV 输电线路。由此可见,我国的电网建设正在向着同塔多回输电技术发展和进步。

  1)同塔多回路的安全可靠性

  同塔多回路由于采用同塔并架,一旦出现事故,对电力系统的影响非常严重,为了应对这种特殊的重要性,必须在工程设计的可靠性上重新考虑,适当提高设计标准。我国现行的设计标准经过多年的运用,积累了大量的运行经验, 同时也暴露了一些设计、施工和管理的薄弱环节,因此可针对这些运行经验, 在同塔多回路设计中有区别地提高或保持相应设计标准,使设计更合理、更科学。

  2 同塔多回架空输电线路设计

  2.1 设计原则

  2.1.1 气象条件选择

  现行规程对设计气象条件根据线路级别取不同的重现期来确定。根据现行的规程规定,对气象条件按照线路级别不同而取不同的重现期,一般500 kV 的重现期为30 年,330 kV及以下线路为15 年。我们必须根据回路中的最高电压的等级来确定其重现期,取值是否要提高,应根据多回线路在系统中的地位高低来决定。

  2.1.2 导\ 地线和金具安全系数

  输电线路导\ 地线的安全系数不仅对线路的运行安全产生影响,而且和耐张杆塔荷载的大小有着密切关系,所以我们应该结合同塔多回线路工程中实际杆塔的使用情况,综合比较,导\ 地线的安全系数需达到的要求是:选取的安全系数,既可以满足线路的安全运行,又可以最大限量地减少工程投资。

  2.1.3 绝缘配置

  我们要考虑到输电线路杆塔和档距中所有可能的放电途径,保证线路可以在雷电过电压、工频电压、操作过电压等各种情况下安全运行。同塔多回线路导线距离除了应该满足相关规程以外,根据导线布置形式的不同,还应该适当增加回路导线间的水平距离。

  2.1.4 对地距离

  单\ 双回220 kV及以下输电线路导线的对地距离的确定主要考虑绝缘方面,500 kV输电线路导线的对地距离除了应该考虑到绝缘方面之外,还要考虑到线路的静电场对人的影响。所以要以上述要求为基本条件,对同塔多回线路各种形式下的地面场强进行研究,从而确定同塔多回线路的对地距离。

  2.1.5 耐雷水平

  我们设计同塔多回线路的耐雷水平应该考虑到的主要情况有以下几种:减小地线保护角,降低绕击率;塔头布置时应尽可能减少横担层数,降低塔高,减少雷击次数;采用平衡高绝缘,降低线路总跳闸次数;采取悬挂耦合地线或增加地线根数、降低接地电阻等综合防雷措施。

  2.2 同塔四回垂直排列输电线路设计

  2.2.1 设计特点

  同塔四回线路的支接有两种方式:一种方式是对杆塔上下回路支接和水平排列的方式类似,也必须把四回路首先分解成两个双回路,然后再分支T 接,最后合并成四回路;另一种方式是对杆塔左右两侧回路进行支接,直接由四回路塔连到双回路塔上,操作极其简便。

  表1 同塔四回垂直排列输电线路主要技术参数

  2.2.2 应用特点

  垂直排列同塔四回线路的特点是:塔身两侧有两个回路,但这两个回路采用垂直排列的方式;四回输电线路采用这种排列方式,能够很大程度的弥补采用水平排列的方式的输电线路的不足;对线路进行检修时,可以单独检修某一回路,而其他的所有回路无需停电;这种垂直排列的线路需要的走廊宽度并不比一条双回输电线路需要的走廊宽度更宽,大约为30m,这与两条平行双回输电线路需要的走廊宽度相比,能够节约的土地资源多于40%。

  2.3 同塔多回输电线路输电的推广

  同塔多回输电与单回输电相比,它的技术已经日趋成熟,技术障碍几乎可以克服,但它的技术难度比单回输电要大。目前国内外都已经有很多应用成功的例子,我国的专家和施工人员在设计和建设方面也积累了丰富的经验,另外新设备和新科研成果的出现也为同塔多回技术的发展和应用创造了有利条件。在推广同塔多回输电技术的过程中,我们应该根据具体规划和实际工程,紧密结合国内外同塔多回输电技术的实际经验,详细制定技术章程。首先对该技术进行经济分析,在此基础上结合紧凑型输电、特高压输电、耐热导线和大截面导线技术的综合运用,实现提高输电的社会效益和经济效益的目标。

  3 结语

  总之,采用同塔多回线路输电方式是解决输电走廊紧张。提高输电容量、节省土地资源、实现电网的建设与地方的发展协调进步的有效手段。采用同塔多回输电技术具有很大的经济效益和社会效益,同塔多回输电线路具有广阔的应用前景和良好的发展空间。

  参考文献:

  [1]张殿生,倪宗德,张洞明,等.电力工程高压送电线路设计手册[M].北京:水利电力出版社,1989.

  [2]窦飞,李树森.500 kV 同塔四回架空送电线路电场分布的研究[J].江苏电机工程,2004,(1):11-16.

  [3]孙建龙,吴锁平.同塔多回架空输电线路设计[J].江苏电机工程,2005,(3):11-13.

  【关键词】电子设备 电子电路 抗干扰能力 电磁兼容 干扰抑制

  中图分类号:V243 文献标识码:A文章编号:

  一.引言

  当前我国的经济快速发展带动了我国电子行业的迅速发展,各种各样的电子产品相继诞生,电子产品的应用也日益的广泛,可以说电子产品已经成为了人们生活工作的一个重要的组成部分。我们知道电子干扰是有很大的危害性的,它不仅仅严重的降低了电子系统的可靠性,还能够对人体的健康产生很大的负面作用。例如一些电子产品以及仪器就对电子电路的干扰十分的敏感,最常见的有家用电器比如收音机,电视机等等,还有一些医用设备,比如心脏起搏器等等。这些对电子电路的干扰电磁波都十分的敏感,干扰严重影响了这些设备的正常工作,严重的甚至使这些设备无法工作。为此,我们必须重视电子电路抗干扰能力的设计,可以说电子电路的抗干扰能力已经成了当前电子电路设计的一个非常重要的一方面,我们知道电子电路的电磁干扰是无处不在的,这就需要我们从设计开始来采取一系列的措施,提高电子电路设备的抗干扰能力。

  二.电子干扰的分类以及危害

  按照干扰源的不同我们可以将电磁干扰分为空间辐射干扰和传导干扰。以下将分别分析说明这两种干扰的危害性。

  1.传导干扰及其危害电子电路的工作离不开整流电源, 电网的干扰的传输介质是电源线,我们知道电子系统内部的各个组成部分是相互联系的,它们之间也是通过各种线连接起来的,而电磁干扰也可以通过线进行传播,对系统产生影响,导致其不能正常工作。

  2.电磁干扰中最为常见的是空间辐射干扰,它是通过空间传播的。也被叫做辐射型干扰。我们一般把空间辐射干扰分为远辐射干扰以及近耦合干扰两种形式。电子系统内部各部分电路之间的干扰被称为近场耦合干扰, 系统和设备之间的干扰叫远场辐射干扰。一般而言电源电路以及信号电路都可以产生辐射。特别需要注意的是它们在高频以及超高频情况下, 电磁能量通常会像空间产生辐射, 之后相互作用产生辐射形成干扰。我们知道电子电路的工作受辐射的影响很大, 轻则系统不稳定, 重则可能导致电子电路无法正常工作。

  三.在电子电路中比较常见的干扰

  1.来自电网中的干扰

  我们知道,大部分电子电路都是用的直流电源,而这些直流电源是交流电源经过电网变压以及稳压之后提供的。我们知道干扰信号是可以通过交流电流传播的,正是因为如此,一些干扰信号就会通过交流电流进入电子系统中,产生干扰作用,影响电子电路的正常运行。

  2.来自地线中的干扰

  存在于电子系统内的干扰就是地线干扰。一般而言电子系统之中的各个组成部分都是公用同一个直流电源,在不同部分的电流流过公共地电阻时就会产生电压降,而电压降是具有干扰作用的,就形成了地线干扰。

  3.来自信号通道中的干扰

  我们知道信号的传输距离一般都比较长,而在这个过程中信号往往会很容易受到周围环境的影响,对其产生比较强的干扰,致使信号失真,从而影响了电子电路设备的正常工作

  四.电磁干扰的抑制方法

  我们知道电磁干扰是有很大的危害性的,不仅仅是对一些电子设备产生影响,使之不能正常的工作,时期稳定性下降,所以提高对电磁干扰的抵抗能力显得十分重要。以下就介绍几种常见的电磁干扰抑制方法。

  1.电源干扰的抑制

  (1)为了抑制电网干扰我们可以有以下方法:

  ①我们可以在电源的变压器加屏蔽层

  ②在电源输入端加设电磁干扰滤波器

  (2)为了抑制整流电源纹波干扰,首先必须设计一个稳压电源。但有时, 尽管稳压电源质量较高, 电子电路仍然不能正常工作, 其中原因之一, 可能是整流电源输出端到放大电路输入端的连线较长, 如超过20cm 时, 电子电路的前置放大器即应加滤波电路。

  (3)为了抑制电源寄生耦合干扰,我们可以在多级共用整流电源的场合加设去耦滤波电路。

  2.杂散电磁场干扰的抑制电子电路周围总是存在着一些杂散电磁场, 它极易通过放大器的输入级或某些电容、电感形成对电子设备的干扰, 可采用以下办法加以抑制。

  (1)合理布局减小干扰布局不合理时, 也易引进干扰, 可通过合理布局来减小干扰。

  (2)采用电磁屏蔽技术减小干扰屏蔽分静电屏蔽和磁屏蔽两种,它可以有效地将干扰源与扰部件隔离开来。静电屏蔽应采用高导电率材料, 如用铜或铝制作, 比用铁制作效果好。磁屏蔽应采用高导磁材料, 如用铁氧体、坡莫合金等制作。

  ①静电屏蔽。静电屏蔽措施, 可采用屏蔽板或屏蔽罩。注意静电屏蔽时其屏蔽板或屏蔽罩必须有良好的接地。

  ②磁屏蔽。磁屏蔽的屏蔽原理是, 将扰部件置于屏蔽罩中, 使干扰磁力线不进入扰部件。

  ③屏蔽线。对于一些信号传输线不可能将其置于屏蔽罩中, 可以采用屏蔽线。注意屏蔽线的两端必须有良好的接地。

  (3)采用光电隔离技术减小干扰电子电路设计中经常需要将一些传感器得到的电信号输送到放大器, 为防止信号传输中的干扰可采用光电隔离技术。光电耦合器的类型可根据实际信号情况选择。

  3.接地干扰的抑制接地是抑制和防止干扰的重要措施。良好的接地可以减小或避免电路相互间的干扰。原则是模拟与数字接地应分离, 减小地线阻抗、选择合适的接地方式等。

  五.结束语

  我们知道,可以说电磁干扰是普片存在的,而且电磁干扰具有很强的危害性,不管是对电子设备的危害性,还是对工作人员的危害性,这些都会产生严重的后果。所以我们必须要重视这一点。在实际的工作中,我们必须提高电子电路的抗干扰能力,如果电子电路的抗干扰能力不够的话,那么会使电子设备的系统可靠性极大的降低,即使其他的设计符合规定,只要其抗干扰能力不够,那么它也是无法正常工作的。所以在进行电子电路设计时必须充分考虑这个方面,重视这个问题的严重性,并且在实际的工作中,也要不断地对其设计方法探讨研究,不断地增加经验,不断的改进,只有这样才能使电子电路的设计更加的科学合理。

  参考文献:

  [1]吕俊霞Lv Junxia 电子电路的抗干扰方法与技术[期刊论文] 《印制电路信息》 -2006年8期

  [2]李晓海 电子电路的抗干扰技术探析 [期刊论文] 《城市建设理论研究(电子版)》 -2012年9期

  [3]蒋伟丽Jiang Weili 浅谈电子抗干扰技术 期浅谈电子电路的抗干扰技术 [期刊论文] 《丽水学院学报》 -2007年2期

  [4]郭宝山周勤荣 浅谈电子电路的抗干扰设计 [期刊论文] 《山西电子技术》 -2011年5期

  [5]浅析电子电路的抗干扰措施 [期刊论文] 《南北桥》 -2008年7期高玉荣管志刚

  [6]许蓓蓓 对电子电路抗干扰措施的探讨 [期刊论文] 《建材发展导向》 -2011年11期

  1设计思路

  采用一个数字计时电路来控制电子教鞭激光灯的点亮时间,当电路接通时,计时开始,激光灯点亮,计时完成时,电路自动断开,计时期间松开开关时,切断计时器电源,激光灯熄灭,以达到节能的目的。节能电路是采用ICCD4060构成60秒定时器,其定时时间由470K可变电阻器确定。

  2主要电子元器件介绍

  该节能电路主要使用的电子元器件有:CD4060秒脉冲发生器1个,74LS00门电路1个,470K可变电阻1个,100K电阻2个,330K电阻1个,20K电阻1个,2.7K电阻1个,1K电阻1个,9104NPN三极管1个,0.01u电容器1个,0.6Bu电容器1个。其中CD4060由一振荡器和14级二进制串行计数器位组成[3],振荡器的结构可以是RC或晶振电路,CR为高电平时,计数器清零且振荡器使用无效,所有的计数器位均为主从触发器。在CP1(和CP0)的下降沿计数器以二进制进行计数。在时钟线上使用斯密特触发器对时钟上升和下降时间无限制。74LS00[4]为双列14脚封装的与非门电路。

  3节能电路工作原理

  电路采用ICCD4060构成60秒定时器,如图1所示:定时时间由470K可变电阻器精确确定,按下开关,电源接通,CD4060秒脉冲发生器开始计时工作,CD4060的15脚输出低电平,74LS00与非门电路的3脚输出高电平,6脚输出低电平,9014NPN三极管导通,电路开始工作;60秒计时时间截止,计时完成后,CD4060的15脚输出高电平,9014截止,电路停止工作。

  4结语

  【关键词】多路;循环;监控电路;设计

  0.前言

  目前大部分广播电视发射台站都是使用电视墙实现多套路电视播出中的监视,但随着广播电视事业的快速发展,很多新型设备和技术也在不断涌现,节目套路也随之增加,如果还采用电视墙型式就需要多个值班员长时间盯着多个屏幕,而且还需要精神高度集中,这样会给值班员的视觉造成一定影响。另外电视伴音都是人为处置在静音状态,这就造成监听没有实际作用,也就成为监控的盲区。因此本文针对上述问题,展开对多路电视循环切换监控电路的设计与探讨。

  1.多路电视循环切换监控电路概述

  本文设计的多路电视循环切换监控电路可以有效解决前面提到的两个问题。该电路的设计思路为,将多路电视视频在一个监视屏上顺序切换,伴音信号在LED屏上同步显示。这样就通过唯一的监视屏实现了全套节目的循环监控。只需要一个值班员就能完成监控工作,不仅减少值班员的工作量,同时该电路设置的报警功能、故障检索等功能也为监控工作带来便利。这种循环切换监控电路的设计可以摆脱对电视墙的依赖,电路中使用的元件都是常用的,而且原理很简单、电路结构也非常紧凑,符合经济、实用和科学合理的要求。

  2.多路电视循环切换监控电路设计

  多路电视循环切换监控电路整体设计图,主要包括循环切换电路、伴音检测电路和故障报警电路。循环切换电路是整个循环切换监控电路的关键部分,主要负责产生和输出脉冲串行,然后通过转化单向脉冲提供切换动作信号,将切换动作信号传送给机顶盒或监视器的频道调换电路,最终完成电视频道的更换;伴音检测电路的主要功能是通过LED电平形式将同步切入的伴音信号显示出来,然后根据电平状态和变化情况判断是否有故障发生,如果有故障就会启动故障报警电路;故障报警电路在发生故障时会发出报警信号,为了使画面在发生故障时停留在当前页面上,在报警信号发出前会给循环切换电路发送停滞动作信号,如果在特定时间内没有自行解决故障,电路会发出声光报警以更好的处理故障,或提醒专业技术人员处理故障。

  2.1循环切换电路

  循环切换电路要对视频信号进行切换,这要求切换开关在0-6MHz范围内对漏信要求有66dB以上抑制,也就是说开关的通断输出至少为60dB,如果使用机械开关,在关断时就会有分布电容,视频高端频率就变成通路,关断的视频信号泄漏到输出端发生重影,因此本电路选择模拟开关电路CD4066作为切换开关,这种开关带宽为40MHz,电压、电流通断比高于65dB,符合视频开关要求。

  循环切换电路的构成主要包括U5(NE555)、U3(CD4093)和元器件,单稳态脉冲振荡电路由U5(NE555)、C4、R11和R13组成,单稳态出发电路由U3A、U3B、C6、R14和R15组成。U5-3脚输出串行方波脉冲至U3A-1脚,周期性方波通过单稳电路转换为单方向窄脉冲后再形成切换信号。

  循环切换电路的基本原理:静态时,U3A-1-2脚、输出端U3A-3脚和U3B-4脚分别为高电平、低电平和高电平;动态时,U3A-1脚输入低电平,U3A-3脚输出高电平。电容C6正端电压需要从0上升到VCC,但是电容两端电压无法实现突跳,所以需要给U3B脚的输入端施加正电压,这样U3B脚的输出端就由原来的高电平变成低电平,电容C6的充电过程为VCC―R14―C6―R15,U3B脚的输入端电压会逐渐下降到门限电平,此时输出端就变成高电压,负向脉冲也就形成了。调整R15电阻值可以通过改变脉宽来切换信号作用的时间。U3B-5与U3C-10相连构成单稳电路禁止端接口电路,U3C在输出低电平时,单稳电路停止工作。S1-2是电路工作状态的选择开关,S2是切换信号倒向输出开关。

  2.2伴音检测电路

  U1是LED发光管驱动集成电路,主要包括基准电压电路、放大器和电平比较器,主要功能是交直流放大和检波,是音频电平拾取电路的组成部分。伴音检测电路的主要作用是对输入伴音信号幅度高低的检测,判断是否存在故障,并根据输出电压变化来判断控制电路工作情况,其中U4和U2A是输出电路。

  2.3报警电路

  报警电路中的延时电路的作用是,为判断是否发生故障留出时间,如果信号正常则伴音信号经U1放大检波生成与原来音频信号大小成正比的直流电压,U2A输出高电平,U2B和U2C输出地点批评,如果U2B与U2C为低电平且有音频信号输入,则输出端保持低电压,避免节目停顿,如果电路没有输出控制信号,则表示信号正常。

  如果电路信号不正常,U1内部直流电压会减小或者是零,比较器呈现高电位并顺序关闭,U2A输出会突跳为低电平,由于存在C2和C3,所以U2B和U2C输入端电压不会立刻降低,两个电容利用电阻对地进行放电,当U2B-5-6和U2C-9的电压下降到2/3VCC时,U2B、U2C电路翻转并输出高电平,此时延时完成。因为R3和R4取值不同,因此完成延时会有时差存在,第一个延时是为了停滞切换电路动作,第二个是为了完成报警。

  3.多路电视循环切换监控电路的调整与安装

  3.1多路电视循环切换监控电路的调整

  切换电路的调整:通过改变电阻R13来控制U5的输出频率在1-20Hz范围内变化,从而对切换时间间隔进行控制。时间周期的计算公式为t=2.3RC,通常约为20s。单稳触发脉冲电路中决定脉冲宽度的是C6和R15,根据上面的公式可以计算其值,通常选定电容值后,通过改变电阻值来调整脉冲宽度,但要注意脉冲宽度不要太大,否则可能会出现跳台现象。

  音频检测电路的调整:使用LM3915可以使调整更加便捷,音频信号通过R4接入5,调整机顶盒音量键和R4并观察LED发光管点亮情况,当第七个发光管点亮时说明输入了合适的伴音电平幅度。

  延时电路的调整:延时电路主要由R6、C2和R9、C3构成,使用t =2.3RC计算时间,调整方法为关闭音量,设置两个电阻值,然后检测U2B和U2C输出端电位值,低电位表示处于延时时段,高电位表示延时完成。

  3.2多路电视循环切换监控电路的安装

  电路中电阻都采用1/8W,其他元件可使用其他型号替代,安装中只要焊接不出现错误,再经过细微的调整就可以正常使用。电路可以安装在机顶盒内或者受控监视器内,供电电源可直接使用机内电源,值为+12V。机顶盒或受控监视器的音频输出接入电路的A-IN口,机顶盒或受控监视器的频道上下调节键电路分别于S2的CH+和CH-连接。

  4.结束语

  综上所述,多路电视循环切换监控电路可以有效解决电视墙的一系列弊端,而且电路设计比较简单,电路中均使用普通元器件,实现了多路电视视频的循环往复的切换,降低了值班员的工作强度,同时设计了伴音监控电路和报警电路,使监控电路更加完善。 [科]

  【参考文献】

  [1]许建伟,徐永革,范玉文.多路电视循环切换监控电路设计,电子制作,2014,(01).

  【关键词】电力建设;输电线路;电路设计

  对于供电企业来说,做好电力建设中输电线路的设计不仅可保障整个电力系统的运行质量,还可以节约线路设计成本,降低电力工程造价,为供电企业带来良好的经济收益。鉴于输电线路设计的重要性,下面文章以35KV的输电线路设计为例,对其初步设计和施工图设计两部分内容作详细论述。

  一、35KV输电线路初步设计分析

  1、初步设计的意义

  初步设计是输电线路设计全过程中的首要环节,是后续内容设计的基础,在线路全设计过程中占据着重要的位置。从某种意义上来说,初步设计是明确输电线路整体设计原则的一个过程,它在具体设计时更加看重线路路径设计布设方案的技术性与经济合理性,目的是通过对不同方案的比较,选择出经济最合理,技术最优的线路设计方案。初步设计除了要确定输电线路设计方案以外,还需要达成多份协议,比如土地使用协议、林木砍伐协议等等。

  2、初步设计的内容

  2.1导线和避雷线的路径选择

  输电线路初步设计时,输电导线的选择应该参考电力系统规划方案中所提供的电力负荷资料,根据电力负荷的大小来合理选择导线截面,并结合实际了解到的当地社会经济发展情况,对电力系统规划方案的可行性进行研究与校验,以免该电力工程建成之后发生满负荷或超负荷运行,引发电力安全事故。一般来说,相关电力施工人员在选择输电线路导线时,为了防止电力超负荷运行,所选择的导线截面都普遍偏大。选择并确定好导线的截面尺寸以及导线型号之后,再按照相关设计要求选择合适的避雷线。

  2.2明确当地的气象条件

  初步设计时,要先明确电力工程所在地的气象条件,结合当地的气象条件进行线路设计,保障线路的运行安全。输电线路的设计要建立在当地气象资料分析以及当地原有线路在气象条件下的运行情况分析的基础上。线路设计时需要考虑的气象条件主要包括以下几个部分:

  (1)一年中最高温度与最低温度:对当地年中最高温度进行分析,并根据相应的温度值;来确定输电导线的最大弧垂,计算出线路与地面、建筑物之间的安全距离;而年中最低温度则可以用来确定导线的最大应力值,保证导线的选型质量。

  (2)最大风速:了解了当地的风向、风速情况,并计算出最大风速值以后,可根据最大风速值来确定输电导线、杆塔和拉线等部件的外力负荷,并验算出导线与地面建筑物的水平安全距离,为线路安装提供数据参考。

  (3)导线覆冰厚度和雷电日数:计算导线的覆冰厚度是为了确定出输电线路导线、电线杆塔等外力部件的机械强度,防止导线或电杆在冰雪天气里发生倒塌事故,影响电力系统的正常运行;而统计雷电日数则是为了防止雷电的袭击,防止雷电闪络现象发生。

  需要注意的是,如果将以上所提到几种气象因素综合起来,便构成了一个气象条组合。这个气象条件组合是输电线路初步设计中需要考虑的重点,实际设计时既要考虑线路设计的技术性与经济性,又要考虑到线路运行的安全性,认识到输电线路的客观危险性,通过满足每一项设计指标来实现对输电线路运行安全的保障。

  2.3杆塔和基础型式的选择设计

  (1)杆塔设计

  在工程设计中,一般应尽量选用典型设计或经过施工、运行考验过的成熟杆塔型式。对新型杆塔的设计,需要充分研究设计理由,一般经过科学试验后再选用。35kV直线杆,单杆杆高15m,特殊情况下为18m,铁塔的高度也是有标准的,一般为9m、12m、15m、18m等。在确定杆型时,首先确定直线杆的杆型,这要结合导线选型,决定是用单杆还是双杆;根据线路通过地区的地质情况以及运行单位的运行经验,决定是用深埋式还是浅埋式加拉线杆型;根据电压及运行经验,决定杆高。直线杆的杆型及其尺寸确定后,再确定与其配合的加高直线杆以及转角、终端杆的杆型,对于特殊跨越处和不容易立杆的地段,选用与水泥杆杆型相配合的铁塔。直线杆杆型确定后,就可以按这种杆型确定计算档距了。

  (2)基础设计

  基础型式的选择要按照全线地形、地质、水文等情况,以及基础受力条件,来确定基础型式。钢筋混凝土杆和铁塔的基础按其受力型式划分,可分为:上拔、下压类基础和倾覆类基础。前者主要承受上拔力和下压力,如电杆的拉线盘、底盘,均属于这种基础;后者主要承受倾覆力矩,如卡盘,就属于这种基础。

  (3)防雷设计

  防雷设计是输电线路初步设计中的重点,是保证输电线路运行不受影响的重要手段。实际设计时,要严格按照输电线路的电压等级,并结合当地雷电活动情况以及原有线路在雷电活动中运行情况,来确定输电线路需要采用的避雷线根数,确定避雷线的保护角、档距中央导线和避雷线的最小距离。架空送电线路最有效的防雷保护是采用接地的避雷线,并且避雷线的保护角越小,其遮蔽效果越好,但随着线路电压等级的降低,避雷线在线路造价中的比重越大。

  考虑到35kV线路系统是中性点不直接接地的小电流接地系统,也就是说,35kV线路允许单相接地短时运行,那么在线路设计时,应把无避雷线部分线路尽量采用导线三角形排列方式,使最上面一相导线充当避雷线的作用。架设避雷线的进线段,应采用导线水平排列的门型杆塔,因双避雷线对雷电流有分流作用,可降低雷击杆顶的电位,使雷击掉闸率减少。若其间有单杆双杆交替,因单双避雷线过渡点在施工过程中难以保证统一,会造成导线过渡点附近的保护角过大,而增大绕击机会。同时双避雷线在杆顶还要互相联结并分别装设接地引下线。

  二、施工图的设计

  (1)对初选的、经过评审的最佳线路方案进行实际测量放线、打杆位桩;

  (2)完成必要的、详细的图纸设计。其中包括线路路径图、杆塔明细表、交叉跨越表、平断面图、杆塔图、金具图、绝缘子串组装图、铁塔基础图等详细图纸;

  (3)提供完整的、准确的材料表,提供技术施工设计说明书及预算书。

  三、结束语

  输电线路是电力系统中的重要组成部分,输电线路的设计质量对电力系统的安全、稳定运行有着重要影响。因此在进行输电线路设计时,一定要对所有可能会影响线路运行安全的因素作综合考虑,比如雷击、风速、温度以及建筑物水平距离、垂直距离等影响因素。工程实践证明,只有做好了输电线路设计全过程中每一个环节的工作,排除了所有质量因素的影响,才能真正做好输电线路的设计,保证线路设计质量,进而保障输电线路与整个电力系统的正常、稳定运行。

  参考文献

  [1]乔景新.浅谈输电线路设计中的常见问题[J].广东科技,2011(12)

  1.元件的选择.电学实验中,元件的选择十分重要,它关乎着电路是否能设计成功.首先应该选择合适的电源,在选择时一定要考虑符合电路设计的电流值,其次还要对电表进行选择,尽量选择更贴近自己需要的量程,保证设计的精确性.还要选择适合电路的元件的型号等,将这些问题都进行全面考虑才能保证实验的进行.2.了解元件的使用方法.电路设计中存在许多电路元件,要想电学实验能顺利的进行,就必须了解各种电路元件的使用方法和使用规则.例如电表,电表上显示两个数值,如果不提前进行了解很容易将数值弄混.造成实验结果的错误.因此电学实验中电路设计时一定要先弄清电路元件的使用方法,才能保障实验的进行.3.熟悉电路构成,加强对特殊电路的记忆与理解电学实验中有许多特殊的电路,如果内心没有一个完整的电路构成图,在遇到这些特殊电路时,就没有办法将实验顺利开展下去.因此在实验前一定要加强对电路构成的设计.

  二、电路设计的原则

  1、整体性原则.在电路设计时不能将每一部分分开设计,电路的各个部分的关联性都很强,必须以整体性的原则进行设计,电流、电压的选择等都是根据电路的整体方案进行选择的.2、优化原则.电路设计不是一个简单的电学实验,它有庞大的系统性,在这个系统里又有许多小系统,这样才能形成一个完整的电路,电路设计时或多或少都会有一定的问题存在,出现这些问题不能视而不见,要将问题进行整合,拿出一套合理的改进方案,将电路设计达到最佳的设计效果.3、功能性原则.电学实验电路设计不是让学生完成一个简单的实验,目的是为了让学生通过电路设计来掌握一定的学习技能,这才是进行电路设计最终要完成的目标,所以在电路设计上一定要考虑它的功能性.

  三、电路设计的方法

  1.明确实验目的.所有的实验设计都有一个设计目的,为了达到这个目的才来进行实验操作,电路设计前也应该如此,首先要设定一个实验的目标,然后再进行实验,实验结束后来看看自己的实验结果是否达到了设计目的,才能从中分析思路找到设计的缺陷,从而进行改进.2.选择实验器材.实验设计除了理论的知识还需要实验器材的支撑,我们明确了实验的目的后就要进行实验器材的选择,选择时一定要配合自己的设计目标,尽可能的保证实验器材对实验带来的误差影响,选择最适宜的器材将误差降到最低.选择器材时还要考虑器材的操作性是否适用于自己的实验设计中,避免在进行实验时造成实验失败.在器材选择上最应该注意的就是器材的安全性,由于电路设计的复杂性往往会由于器材的选择不当造成电路烧毁,因此在器材的选择上这些问题都应该被注意.3.选择设计方案.电路设计是一种灵活的设计,不同的方案可以有不同的设计效果,实验目的、实验器材确定后根据这些内容来进行分析选择一些适宜的电路设计方案,将它们整理出来,绘制成设计图,结合学过的理论知识加以比较选择最适宜的设计方案.包括电流表应设计内接还是外接,滑动变阻器应采取分压式接法还是限流式接法,电路结构原理选择伏安法还是半偏法等等.保证电路的设计方案能顺利的运用在电学实验中.4.简化电路方程.电路设计中有许多的电路方程,它们是非常复杂的,但是在电路设计时还必须要用到,如果不将其进行简化在设计的过程中就会遇到许多麻烦,不仅会对电路的结构产生较大的影响,还有可能造成电路系统紊乱,所以在进行电路设计前要在合理的范围内将复杂的电路方程简化,保证电学实验的有效进行.5.电路设计案例分析.在描绘标有“2.5V0.3A”字样小灯泡的伏安特性曲线实验中,使用3V干电池和滑动变阻器进行供电.该实验本就要求小灯泡两端的电压从零起调,所以也只能是选用分压接法进行供电.只是在滑动变阻器的阻值选择上,考虑到灯泡正常发光时的电阻为12.5Ω,因此最好是选用实验室配备的5Ω或10Ω的滑动变阻器.电路实验设计题其设计思路、方法一般都来源于教材,要求用学过的物理知识、原理、实验思路、方法设计出合理的方案.因此在教学中或者复习过程中要特别注意对所学过电学实验问题的多种方法、远离的优劣、电路联接式的选择方法以及有关的实验注意事项进行归纳总结.从中体会多种方法的优劣,养成发散性思维的好习惯,才能比较顺利完成实验设计问题.高中物理电学实验电路设计学习起来虽然复杂,但是如果方法得当,进行实验前考虑的全面,在进行电路设计时就会相对简单些.高中生进行实验是对学生的理论知识及动手能力的考察,教师在学生的操作过程中也要加以指导帮助学生实验的误差变小,安全性提高,学生才能更好的将电学知识运用到考试中和实际生活中.

  作者:汤从 单位:安徽省滁州市明光明光中学

  参考文献:

  [1]王慧.中学生电学实验能力现状及影响因素研究[D].苏州大学,2010.

  [2]曹会.高中物理电学实验资源开发与能力培养的初步研究[D].苏州大学,2010.

  [3]胡可玲.初中生电学学习中常见错误诊断性分析及策略[D].苏州大学,2013.

  ①设计依据。列出工程设计任务书及批准的文号、经审核批准后的电力系统设计文件、上级机关或下达设计任务单位对工程设计的有关指示性文件等,以及与建设单位签订的设计合同。②设计规模及范围。设计规模是根据工程设计任务书的要求,说明线路的电压等级,输送电力容量及导线截面,线路起讫点、长度、回路数,中间落点及连接方式;设计范围一般包括线路的本体设计,通信保护设计,工程概算和预算,对运行维护设计考虑的附属设备等。还应该说明线路是否包括降压运行的设计,进出两端变电所临时线的设计及检修站、巡线站的建筑设计等。③建筑单位及期限。限定工程建设单位、施工单位,按设计任务要求及设计单位安排,明确施工时间及建成投产时间。④主要经济和材料耗用指标。主要包括全线总的综合造价和本体造价,每公里的综合造价和本体造价。说明每公里耗用的导线、避雷线,导线和避雷线用的绝缘子、金具、接地材料、杆塔、基础、水泥、木材等的数量。

  2电力线路设计

  2.1路径设计

  ①变电所进出线。说明两端及中间变电所(发电厂)进出线的位置和方向,还要表示出现有和拟建线路出线的关系,合理布置进出线方案。②路径方案的选择。按照已掌握的线路路径资料,对全线选出各有特点的两、三个路径方案进行比较,在大的方案中也可以选出不同的小方案参加比较。各路径方案要从路径长度、可利用的铁路、公路、水路等交通条件,沿线路地形、地势、水文、地质情况,特殊气象区,污秽地区,森林资源,矿产资源,跨越河流,各种障碍物,选用的线路拐角及线路曲折系数等情况,来说明各路径方案的优劣。除了从技术上比较各路径方案外,还要从线路安全运行、方便施工、降低造价、经济运行、障碍物的处理及大跨越情况等方面进行全面的分析比较。

  2.2气象条件

  ①气象资料的分析及取值。对沿线气象台(站)的气象资料和送电线路、通信线路的运行经验及自然灾害资料进行分桥说明。如果送电线路较长或气象区复杂,可分段选择气象区。气象资料的取值包括:最大风速的取值、电线覆冰的取值、年平均气温的确定、最高和最低气温的取值、雷电日数的取值。②将已选取的各种气象条件,分别按最高气温、最低气温、最大风速、覆冰、安装、年乎均气温、外过电压、内过电压等情况所对应的气温、风速、覆冰的气象条件组合数值,以全国典型气象区划分的表格形式汇总列表表示。

  2.3机电部分

  ①导线。按照工程设计任务书的要求和电力系统设计,决定导线截面和分裂根数,论证导线型式、规格、分裂方式、分裂间距等,并说明导线的主要机械和电气特性。通过污秽区时,应说明是否采用防腐导线。此外,应提出导线的防振措施,确定是否需要换位,说明两端和中间变电所(发电厂)的相序排列情况,按换位或换相情况绘出换位或换相布置图,按设计规程和有关规定确定导线对地和交叉跨越的距离。②避雷线。按照设计规程规定,经分析比较,确定避雷线的型式、规格并列出其性能情况,确定避雷线的绝缘方式,绝缘子串型式,绝缘子型式及片数,绝缘间隙距离及换位方式和防振措施等。③防雷接地及其他。按送电线路的电压等级,通过地区雷电话动情况和已有线路的运行经验来确定避雷线根数、保护角、档距中央导线和避雷线的最小距离。按照地质、地貌情况,说明采用接地装置的主要型式和要求的接地电阻值。按照送电线路设计情况,计算雷电预期跳闸率和耐雷水平,以满足过电压保护规程的要求。按导线荷载条件和防电晕性能要求,选择线路各种金具型式。如采用分裂导线,应选择间隔棒型式,并确定间隔棒在档距内的安装距离。按无线电干扰标准设计,提出防干扰措施。

  2.4杆塔和基础

  ①杆塔设计。按照全线地形,交通情况,线路在电力系统的重要性,国家材料供应及施工、运行条件等因素,选择杆塔型式。设计时一般应尽量选用典型设计或经过施工运行考验的成熟杆塔型式并说明杆塔的使用条件。对新型杆塔的设计要充分研究设计理由,经科学试验后再选用。同时要说明所采用的各种杆塔型式的特点、适用地区、使用钢材量和混凝土量等技术经济指标,说明杆塔的使用条件(如设计最大风速、覆冰厚度、水平档距、垂直档距、最大使用档距、线间距离、标准杆塔高度和分段高度、杆塔允许转角度数、杆塔重量等)及杆塔设计的主要原则。②基础设计。依据基础设计应遵循的有关规定和原则,按照全线地形、地质、水文等情况,以及基础受力条件,来确定基础的型式,并说明各种基础型式的特点,适用地点、地质、水文条件,每基耗用材料量及有关技术经济指标。对一些特殊基础(如沼泽地基础、强腐蚀地区基础、大孔性土基础、特殊不良地质基础)的设计问题,应进行必要的试验,提出处理措施。

  2.5大跨越设计

  大跨越设计一般指线路跨越通航大河流、湖泊、海峡等的设计,其档距在800m以上或杆塔高度在80m以上,且发生事故时,严重影响航运或修复特别困难,故导线选型或杆塔设计需予以特殊考虑。对线路跨越较大的山谷,是作为大档距来设计,一般情况下只对导线及特殊的气象条件进行处理。

  ①跨越地点及气象条件。说明各跨越地点的杆塔位处的地形、地势、水文、地质、主河道变迁、通航、跨越档距的大小等情况,选出几个跨越方案。并选择最大风速、电线覆冰和气温等。②导线和避雷线选择。按照导线和避雷线的电气和机械性能、跨越挡距的大小、杆塔高度、导线和避雷线的间距及荷载条件,选择导线和避雷线。此外针对大跨越比一般线路振动严重的特点,说明采用的防振措施。③绝缘子串及金具。除按照对一般线路考虑的条件外,还应按线路荷载大和杆塔高,需增加绝缘子片数的情况,选择或新设计绝缘子串及金具。④跨越方案的优化。将各跨越设计方案的杆塔型式、高度和基础型式,采用单、双回路跨越和路径长度,以及采用导线和避雷线,绝缘子和金具,施工和运行条件等进行综合比较,对各跨越方案进行全面论证,推荐出大跨越的最佳方案。

  3结语

  送电线路的初步设计是一门较为复杂的学科,此项工作要求设计人员既懂专业知识,又必须有现场处理各种复杂局面的实践经验。特别是现场踏勘阶段,设计人员需不辞劳苦、反复踏勘,收集各种现场资料,比较各种方案以选出一种既经济又切合实际的方案。经过辛勤工作设计出的线路即使不是最好也是较为合理的。

  参考文献:

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  关键词:配电线路;优化设计;线路选择;安全性;稳定性

  中图分类号:TM421 文献标识码:A 文章编号:

  在整个电力系统中,电力的供应、生产以及销售工作都是同时进行的,因此,这就需要我们要不断的完善电力设计的水平,提高配电线路的供电质量。针对设计中的缺陷以及需要注意的问题要进行深入的分析,并且采取有效的措施,提高电力系统的运行效率。

  一、10kV配电路的线路选择

  (一)线路导线截面的选择

  在设计10kV配电线路时,一定要注意对线路导线的横截面进行选择。要想在满足用户日常用电要求的同时,在最大限度上达到节约电能的效果,就必须要按照电路设计的规范标准来选择导线的横截面积。确保电力系统可以正常输送电力能源,并且减少电力电阻所带来的损耗。

  (二)配电线路中要尽量选择节能型的金具

  就目前电力系统的发展来看,在配电线路当中存在大量的磁铁材料的金具。比如:耐张线夹、悬垂线夹、防震锤以及并沟线夹等与电路当中的导线进行直接的接触。这样就会导致这些材料的金具在电力运行的过程中,会产生涡流损耗和磁滞损耗。因此,在配电线路当中使用低磁金具或者无磁金具都可以达到降低能耗的效果。

  二、10kV配电线路的设计流程

  在对配电线路进行设计的过程中,往往会受到很多外界因素的影响,进而导致设计工作不能很好的在实际应用中发挥出作用。因此,我们必须要加强对配电线路设计流程的管理,将每一个环节都做到规范、准确。10kV配电线路的设计流程主要分为以下几个环节:第一,在施工人员接受配电站的设计任务之后,要对电路的终点、起点以及导线的截面有所了解。第二,掌握整个电路施工时会经历的地形特点,再结合地图选定出一个初步的设计方案,依据现场的实际情况进行勘察计算,最后绘制路径图。第三,根据气象、天气、转角、导线截面、现场地质情况来选择杆塔在施工中的具体形式。第四,依照工程的设计方案列出所学设备以及材料的清单,并且套用现行的计费程序和定额来编制配电工程的预算。第五,对所有的方案进行经济上以及技术上的对比,最终确定适合施工的最佳方案。并且要将设计方案所涉及到的材料进行整合和完善,形成一个系统化的设计程序引导工程施工。

  三、电器的设计与选用

  在设计和选用电器时,首先,要严格按照国家所颁布的《电力装置的保护措施和规范》当中的相关的管理标准。线路中所选用的电器在工作时,电压必须要高于电线路中回路运行电压,此外,线路设计中所使用的导体电器在长期使用下,电流仍要大于该回路工作时的最大持续电流。其次,当通过熔断器来保护互感器的回路电压时,可以不用验算线路的热稳定和动稳定。通过高压熔断器来保护电器和导体,可以依据限流熔断器自身的属性来进一步验算它的热稳定性和动稳定性。

  四、配电路径的选择

  配电线路整体设计的好坏与否,主要取决于对整个电线路径的选择。路径的选择可以在一定程度上反映出它设计的合理性以及经济的可行性,同时,对日后整个配电系统的抢修与维护工作都会产生重要的影响。因此,在设计阶段,一定要充分的考虑各方面条件,最终选择出最优化的路径。在路径选择之前,首先要到实际的施工地点进行考察研究。设计人员、技术管理人员、测量人员以及与工程相关的管理人员,必须要亲自到工程现场进行勘察,针对现场中存在的问题共同商讨,做到发现问题要及时给予解决。尽量减少在施工过程中遇到问题,进而确保工程的顺利进展。路径的选择主要要坚持以下几方面的原则:第一,要尽量少占用农田,选择的地点要便于工程的正常施工、方便日后对线路的养护,并且降低对交通环境的影响。尽量选择一些路径短、经济安全、路线的曲折系数小的线路。第二,出线段要选用二十四、十六以及十二线的电缆沟,避免在工程中出现重复施工的现象。第三,线路中的光缆路线要与10kV的架空线路保持一致,线路中所配备的光缆通常情况下都为1到2米之间。如果光缆太长的话,将不利于配电线路的工程施工,同时,也会给后期的维修工作带来麻烦。但是,如果电缆的长度过短的话,就会使信号功能大幅度的衰减,导致信号的效果不好。第四,在地形方面要注意,在配电线路经过的地方,地形的高差要小,档距大致为55米左右。杆塔的选择要确保地线和导线均匀、平滑,并且在受力方面要做到均匀,只有这样,才不会造成铁塔由于受力不均匀而出现扭转的现象。第五,选择的路径在经过一些大跨越的地点时,整个设计的方案就必须要结合大跨越的实际情况,将施工技术进行对比,进而调整工程方案中的内容。

  五、10kV配电线路的路径设计

  (一)配电线路的总线路设计

  配电线路总的线路设计工作主要是由线路走向、设计原理以及工程概况构成的。线路的设计工作主要是从路线设计所遵循的基本原则出发,并且必须要做到设计工作要与实际的施工情况相符合,按照相关的路线设计规定以及文件,严格的执行工程路线的设计工作。详细的陈列出工程中所涉及的各方面任务书以及信息资料,此外,要明确工程的审批文件和编号。配电线路的总路线设计方案必须要依据路径的实际长度进行严格的选择。同时,还要注重地形地势、气象条件、水文地质、交通条件、自然资源等方面对路径选择的影响。在充分考虑这些问题的基础上,将每个方案进行对比,最终选择出最佳的方案。最后,配电线路设计工作当中的工程概况会包括各方面的内容,这样一来,工程的管理人员就能够通过工程的概况来进一步了解工程在施工过程中的运行情况。

  (二)线路中机电的路线

  在整个配电线路中线路机电部分,主要涵盖了导线的架设技术、气象、金具组装、绝缘子串以及导线防震。在对这些线路进行调整时,必须要确保它们在气象条件十分恶劣的环境下仍然可以安全、稳定的运行。导线线路的架设中,要应用到最大的应力,另外,整个工程中所使用的材料也必须要满足电力输送的基本要求,在此基础上,提高整个工程在实际应用中的防震效果。

  (三)塔杆的设计

  在10kV配电站线路的设计中,线路塔杆的形式主要包含耐张塔杆、直线塔杆、终端塔杆以及转角塔杆。在选择塔杆的时候,要考虑塔杆的经济效益、实际高度、运行维护是否方便,受力效果是否可达到工程的施工标准等方面。除了大跨越的位置,其它部分在设计时要尽量采用适中的高度进行悬挂,确保塔杆的地线以及导线可以平滑并且做到受力均匀。

  总结:

  综上所述,在针对10kV的配电线路进行线路设计时,必须要注意设计方案的科学性和合理性。这项工作对于整个电力工程来讲,是一项十分重要而又艰巨的工作,它的技术性以及规范性是否能够到达标准,可以在很大程度上决定整个电力系统的运行情况。要做好供配电的设计工作,必须要依照国家的相关政策和现行的规章制度来认真落实工程施工作业,满足人们对供电的需求,同时,为电力系统的良好运行奠定基础。

  参考文献:

  [1]杨明.农网10kv配电线路单相接地故障检测及防治措施[J].中国新技术新产品,2010(05).

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