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在高速數(shù)字電路設計技術的研究中,最為主要的研究點在于:
(1)高速數(shù)字電路信號的完整性;
(2)高速數(shù)字電路電源的設計兩個方面。在本節(jié)中,筆者將進行系統(tǒng)的闡述,強化對高速數(shù)字電路設計的認識與研究。具體而言,主要在于以下幾點內容:
1.1高速數(shù)字電路信號的完整性設計
在高速數(shù)字電路信號的完整性設計中,最主要的研究要點在于兩個方面:一是不同電路信號網(wǎng)傳輸信號的干擾情況;二是不同信號在電路信號網(wǎng)中的相互干擾情況。也就是說,在電路信號的完整性中,信號干擾是最為關鍵的因素,無論是對于干擾問題,還是對于反射問題,都是高速數(shù)字電路信號完整性設計的研究要點。在理想狀態(tài)之下,不同阻抗是相等的,存在相互匹配性。所以,在電路設計的過程中,要特別注意阻抗的控制,阻抗過小(過大)都會對線路中的電流及電壓造成影響,進而形成信號干擾問題。當然,在高速數(shù)字電路的設計中,是很難以讓臨界阻抗與電路新城相互匹配的狀態(tài),這就強調,高速數(shù)字電路信號系統(tǒng),應最可能的處于較為合適的狀態(tài),以最大程度上提高高速數(shù)字電路的信號質量。
1.2高速數(shù)字電路電源的設計
高速數(shù)字電路電源設計,是設計技術研究的重點內容之一。對于高速數(shù)字電路而言,需要大量的低電壓元器件的應用,以更好地確保設計的需求。但是,低壓元器件的應用,帶來了一個問題,即電源穩(wěn)定性受到一定的影響,造成電源設計問題的出現(xiàn)。因此,在實際的設計過程中,需要對高速數(shù)字電路電源設計作充分的考慮。在電源設計中“,電源完整性”是主要的關鍵因素,是指電源波形的質量。這一因素的影響主要表現(xiàn)為:
(1)瞬間電流產(chǎn)生過大,即在高速開關狀態(tài)下,線路器件極易產(chǎn)生過大的瞬間電流;
(2)信號回路阻抗變大,即在電路之中,過多的電感以至于回路阻抗變大,進而產(chǎn)生一定影響。因此,在高速數(shù)字電路電源的設計中,最為理想的狀態(tài)的設計就是在高速數(shù)字電路電源系統(tǒng)中,并不存在所謂的“阻抗”。這樣一來,不僅不存在阻抗所帶來的損耗,而且確保了系統(tǒng)中各電位的恒定,當然,在實際之中,理想狀態(tài)的設計是不存在,電源系統(tǒng)所形成的干擾噪聲,對高速數(shù)字電路系統(tǒng)的運行造成較大影響。于是乎,電路設計應對電源的電阻及電感做充分的設計考慮,提高高速數(shù)字電路設計的有效性。
2結語
1.1 信號線間距離的影響
計算機高速數(shù)字電路設計技術的發(fā)展是電子設計領域一次新的突破,對計算機電子技術的發(fā)展有著極大的作用。但是,在現(xiàn)階段計算機高速數(shù)字電路設計技術中卻存在一定的問題。例如,信號線間距離對計算機高速數(shù)字電路設計的影響,一般情況下,信號線間的距離會隨著印刷版電路密集度的增大而變化,越來越狹小,而在這個過程中,也會導致信號之間的電磁耦合增大,這樣就不會對其進行忽略處理,會引發(fā)信號間的串擾現(xiàn)象,而且隨著時間的推移會越來越嚴重。
1.2 阻抗不匹配的問題
阻抗是信號傳輸線上的關鍵因素,而在現(xiàn)階段計算機高速數(shù)字電路設計的過程中,卻存在信號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,而反射噪聲將會對信號造成一定的破壞,使得信號的完整性受到極高速數(shù)字電路設計是電子技術行業(yè)發(fā)展的重要結晶,通過多個電子元件組成,更是將電子技術發(fā)揮的淋漓盡致,而且,計算機高速數(shù)字電路技術的應用也極為廣泛。但是,在實際的應用中,計算機高速數(shù)字電路設計技術卻受到一些因素的影響,例如,信號線間距離的影響、阻抗不匹配的問題、電源平面間電阻和電感的影響等,都會對計算機高速數(shù)字電路技術的運行效率產(chǎn)生影響,要提升計算機高速數(shù)字技術的應用效率,必須解決這些影響因素,對此,本文主要對計算機高速數(shù)字電路設計技術進行研究。摘要大的影響。
1.3 電源平面間電阻和電感的影響
計算機高速數(shù)字化電路設計技術是根據(jù)實際的情況,利用先進的電子技術設計而成,在諸多領域都得到廣泛的應用?,F(xiàn)階段計算機高速數(shù)字電路設計中,由于電源平面間存在電阻和電感,使得大量電路輸出同時動作時,就會使整個電路產(chǎn)生較大的瞬態(tài)電流,這將會對極端級高速數(shù)字電路地線以及電源線上的電壓造成極大的影響,甚至會產(chǎn)生波動的現(xiàn)象。
2計算機高速數(shù)字電路技術的研究分析
2.1 合理設計,確保計算機高速數(shù)字電路信號的完整性
通過以上的分析得知,現(xiàn)階段計算機高速數(shù)字電路設計技術中,由于受到阻抗不匹配的影響,對電路信號的完整性也造成一定的影響,因此,要對計算機高速數(shù)字電路技術進行合理的設計,確保計算機高速數(shù)字電路信號的完整性。主要分為兩方面研究,一方面是對不同電路之間電路信號網(wǎng)的傳輸信號干擾情況進行研究,也就是以上所提到的反射和干擾的問題,而另一方面,要對不同信號在傳輸?shù)倪^程中,對電路信號網(wǎng)產(chǎn)生的干擾情況進行分析。計算機高速數(shù)字電路在運行的過程中,會受到阻抗不相匹配的因素而影響到電路信號的傳輸效率,而且,現(xiàn)階段計算機高速數(shù)字電路運行的過程中,阻抗很難控制,經(jīng)常會出現(xiàn)阻抗過大或過小的現(xiàn)象,都會對電路信號傳播的波形產(chǎn)生一定的干擾,從而對計算機高速電路傳輸信號的完整性產(chǎn)生直接的影響。為了避免這類情況的發(fā)生,要對計算機高速數(shù)字電路設計技術展開研究,從正常理論來看,高速數(shù)字電路設計難以使電路與臨街阻抗的狀態(tài)相互符合,可以對計算機高速數(shù)字電路設計技術進行改進,保持系統(tǒng)處于過阻抗狀態(tài),這樣就能保證計算機高速數(shù)字電路設計不會受到阻抗不等的狀態(tài)而影響到計算機高速數(shù)字電路信息傳輸?shù)耐暾浴?/p>
2.2 對高速數(shù)字電路電源進行合理設計
電源是計算機高速數(shù)字電路技術的重要組成元件,通過以上的分析得知,計算機高速數(shù)字電路設計中,由于受到電源平面間電阻和電感的影響,使得電源運行過程中會出現(xiàn)過電壓的故障,也就是電源的波形質量受到影響,嚴重影響到計算機高速數(shù)字電路運行的可靠性。從理論上來看,如果高速數(shù)字電路設計中,電源系統(tǒng)中不存在阻抗的話是電路設計最理想的狀態(tài),這樣整個信號的回路也不會存在阻抗耗損的問題,系統(tǒng)中的各個點的點位就會保持恒定的狀態(tài)。但是,在實際中卻不會存在這種理想狀態(tài),計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)運行的過程中,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電源系統(tǒng)的影響,就必須對其采取降低的處理措施。從當今計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)電源材質的分析了解到,電路系統(tǒng)中大多數(shù)都是采用大面積銅質材料,如果結合電源系統(tǒng)要求來分析的話,這些材料遠遠達不到計算機高速數(shù)字電路電源的標準要求,這樣在系統(tǒng)正常運行的過程中勢必會受到一定的影響,對此,要將所有影響因素進行綜合性的考慮和研究,可以采用樓電容應用到電路中,這樣可以有效的避免或降低電源面電阻和電感對系統(tǒng)的影響,從而有效的提高計算機高速數(shù)字電路系統(tǒng)運行的可靠性。
3總結
電子技術的發(fā)展,推動各行各業(yè)的發(fā)展,應用廣泛———廣播通信、網(wǎng)絡、航空航天、工業(yè)、交通、醫(yī)學、消費類電子領域都離不開電子技術。眾所周知的北京2008年奧運會的水立方建筑運用50萬顆LED燈構成世界上最大的半導體照明工程。學習電子技術基礎是適應時展之必須。高職教育不同于普通高等教育,它的專業(yè)設置和課程設置指導思想都是以服務為宗旨,以就業(yè)為導向。針對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的要求,我們進行了廣泛的市場調研,重點調研了長三角地區(qū)高職畢業(yè)生的主要就業(yè)崗位,需要具備的職業(yè)能力及從業(yè)資格證書等問題,應用電子專業(yè)的就業(yè)崗位主要有:電子產(chǎn)品維修工,電子產(chǎn)品裝配工,電子產(chǎn)品調試員,電子產(chǎn)品工藝員。通過崗位的典型工作任務,職業(yè)能力分析,歸納出職業(yè)行動領域,然后根據(jù)我系的實際教學條件,實訓條件,將職業(yè)行動領域轉化為學習領域,構建了《電路與模擬電子技術》這門課程。同時,我們制定了課程標準。
2電路與模擬電子技術課程目標
本課程的總體目標是:通過對電路原理、常用電子元器件、模擬電路及其系統(tǒng)的分析和設計的學習,使學生獲得電路與模擬電子技術方面的基礎知識、基礎理論和基本技能,為深入學習電子技術及其在專業(yè)中的應用打下基礎。其中包括:(1)知識目標:掌握電路基本概念、基本分析和計算方法;會計算電路主要參數(shù);掌握電路波形圖畫法、建立電路模型的方法;會判斷器件類型、電路工作狀態(tài);(2)能力目標:培養(yǎng)學生正確使用常用儀表的能力;培養(yǎng)學生正確選擇元器件的能力;培養(yǎng)學生檢索與閱讀各種電子手冊及資料的能力;培養(yǎng)學生識讀與分析電路的能力;培養(yǎng)學生安裝和焊接電路的能力;培養(yǎng)學生電路測試方案的設計能力和對測試數(shù)據(jù)的分析能力;培養(yǎng)學生排除電路故障的能力;培養(yǎng)學生進行簡單電路設計的能力;(3)情感目標:通過趣味案例激發(fā)學生好奇心和學習興趣;通過學習情境挖掘學生的求知欲和創(chuàng)造欲,樹立學生自信心。
3電路與模擬電子技術課程設計
本門課程設計的理念是:以學生職業(yè)能力的培養(yǎng)為最根本的出發(fā)點,理論學習以必須,夠用為度,同時進行課證融合。在課程的教學過程中采用多種教學方法和手段:傳統(tǒng)的教學法、直觀教學法、探究法、啟發(fā)式教學和多媒體教學手段。
4電路與模擬電子技術課程實施
在課程的實施過程中教師首先進行了學情分析:高職院校的學生學習基礎普遍較差,學習能力欠缺,急于求成,缺乏持久性。雖然學生對電類專業(yè)課入門的學習具有一定的興趣,但這種興趣不夠穩(wěn)定,需要教師創(chuàng)設適度的情境,適時地激發(fā)。所以在教學過程中,教師要力求做到將深奧的知識淺顯化,抽象的知識形象化。課程的重點難點是半導體器件,放大電路,負反饋。教師對重點、難點的處理方法有:(1)傳統(tǒng)的講解法;(2)直觀式教學;(3)配合flas演示;(4)通過萬用表測試加深理解;(5)創(chuàng)建學習情境。例如:在半導體器件的講解部分,可采用直觀式的教學法,帶領學生認識各種不同的二極管,三極管。對于三極管的講解,配合萬用表測試加深理解。下面以一次課實驗課———三極管電流放大特性為例,來說明課堂的教學組織。三極管的電流放大特性這節(jié)內容是深入模擬電子技術部分的第一道難關。學生只有深入到心里層面去理解了這節(jié)內容,才可以舉一反三去理解后續(xù)學習的電子元器件。教師采用基于工作過程“教、學、做”一體化的教學設計,把啟發(fā)式教學貫穿整個教學過程,通過探究實驗操作和多媒體仿真,把抽象的理論知識難度降低,達到突破難點,幫助學生化難為易,讓學生輕松愉快充滿信心地完成學習。
5考核方案
課程的考核方案根據(jù)學院教務處的要求,期中成績占30%,平時成績占30%,期末成績占40%。平時成績包括:課堂考核,課后作業(yè),單元測驗。在學期結束前另有為期一周的教學實習,教師根據(jù)維修電工的考試內容結合實際情況申報,并由系部統(tǒng)一采購實習耗材。實習的考核分為:優(yōu)———電路功能完全實現(xiàn),性能優(yōu)良,工藝精美。良———電路功能基本實現(xiàn),性能優(yōu)良。中———電路功能基本實現(xiàn),性能不夠穩(wěn)定。及格———在教師輔助制作下,電路功能基本實現(xiàn)。不及格———電路功能未實現(xiàn)且學習態(tài)度有問題。
6教學評價
課程的教學評價包括:校內督導評價,同行專家評價,教師自我評價,學生評價。
7課程特色及展望