状态机电路设计思想总结

状态机电路设计思想总结(必备20篇)。

⬣ 状态机电路设计思想总结

引言

微波电路设计是现代通信和雷达系统中不可或缺的重要环节。本文将详细介绍微波电路设计工作的流程、技术要点以及在实践中遇到的问题和解决方法。通过这篇文章，希望能够帮助读者了解微波电路设计的基本原理和实践经验。

一、设计流程

微波电路设计的流程一般可以分为四个阶段：需求分析、系统设计、电路设计和实验验证。

1. 需求分析阶段

在需求分析阶段，设计人员需要明确设计目标和性能要求。这包括工作频率、功率输出、带宽、增益、噪声系数等。同时还需要考虑系统和电路的可靠性、稳定性以及体积等因素。

2. 系统设计阶段

系统设计阶段是将需求分析的结果转化为整体的电路框图。在这个阶段，设计人员需要确定使用的器件、传输线路的长度和类型，以及滤波器和模组等。同时还需要进行传输损耗和阻抗匹配等计算。

3. 电路设计阶段

电路设计阶段是根据系统框图进行具体的电路元件选取和布线。设计人员需要选择适合工作频率的二极管、晶体管、放大器等器件，并进行匹配电路的设计。此外，还需要进行仿真和优化，在满足性能要求的前提下降低功耗和尺寸等。

4. 实验验证阶段

在实验验证阶段，设计人员需要制作出实际的电路板，并进行测量和验证。通过实验结果，可以对设计进行修改和改进。这个阶段需要进行频率响应、相位响应、功率输出等测试，以确保设计满足性能要求。

二、技术要点

微波电路设计的技术要点包括器件选取、阻抗匹配、功率分配、传输线设计和滤波器设计等。

1. 器件选取

器件选取是微波电路设计的基础。设计人员需要根据工作频率和性能要求选择适合的二极管、晶体管、放大器等器件。同时还需要考虑器件的可用性和价格等因素。

2. 阻抗匹配

阻抗匹配是微波电路设计中非常关键的一步。通过合理地设计和安置匹配元件，可以实现信号的最大传输和最小反射。常用的匹配网络包括双工环、单缝耦合线、短路线和串联匹配等。

3. 功率分配

功率分配是将输入功率合理地分配到各个子系统和电路中的过程。在功率分配中，设计人员需要考虑功率的平衡和损耗，以确保系统的稳定性和高效性。常用的功率分配网络包括功分器、耦合器和内部负载等。

4. 传输线设计

传输线设计是微波电路设计中重要的一环。在传输线的设计中，需要考虑阻抗匹配、传输损耗和尺寸等因素。常用的传输线类型包括微带线、同轴线和波导等。

5. 滤波器设计

滤波器是微波电路设计中常用的功能模块。滤波器的设计不仅需要考虑频带和截止频率，还需要考虑带宽、插入损耗和群延迟等因素。常用的滤波器结构包括宽带滤波器、窄带滤波器和微带滤波器等。

三、问题与解决方法

在微波电路设计中，通常会遇到一些常见的问题，如干扰、耦合和非线性失真等。下面将介绍一些常见问题的解决方法。

1. 干扰问题

干扰问题是指在微波电路工作过程中，由于外部电磁干扰或内部电路反馈等原因造成的信号失真、噪声增加等问题。解决干扰问题的关键是合理设计防护措施和滤波器，以及降低信号传输线路的耦合。

2. 耦合问题

耦合问题是指微波电路中传输线之间的相互影响和相互耦合导致的信号失真和传输损耗等问题。解决耦合问题的关键是合理设计阻抗匹配和传输线的布线以及增加合适的隔离措施。

3. 非线性失真问题

非线性失真问题是指微波电路中器件或电路元件由于非线性特性导致的信号失真和波形畸变等问题。解决非线性失真问题的关键是选择合适的线性器件、设计合理的反馈电路和用合适的补偿电路等。

结论

微波电路设计是一项复杂且具有挑战性的工作。设计人员需要熟悉各种器件的特性和性能，同时还需要了解阻抗匹配、功率分配、传输线设计和滤波器设计等技术要点。遇到问题时，设计人员需要通过实验和优化等方法，寻找解决方案。通过不断的实践和经验积累，可以提高微波电路设计的效率和设计的质量，进一步推动通信和雷达技术的发展。

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1高温电路的几种设计方法

1.1传统方法

高温电路的设计的传统方法主要是针对电子器件本身进行的优化设计，即采用耐热设计、降低电子器件的功耗、选择耐热原材料，进而提高电子器件的耐热性。这种方法短期见效快，但是这种方法主要是针对普通高温环境进行的设计，应用范围小，同时如果电子器件长期处于高温条件下，其整体性能不能得到保证。

1.2混合电路方法

混合电路方法主要是通过同时运用现成的集成芯片和薄厚膜技术来设计电路的方法，这种方法下设计的电路性能居于传统电路方法与专门功能设计方法之间。这项技术无论是在功耗方面还是在耐高温方面都由于传统电路设计方法，但是这种方法也存在一个重要的缺点就是设计、应用成本高。

1.3专用功能电路方法

所谓的专用功能电路方法其实就是专门针对集成电路设计的一种特殊的设计方法，这种方法设计的电路耐高温性能最高，针对性、适应性较强，因此这种方法也成为了未来高温电路设计的一个重要方向。

1.4三种高温电路设计方法对比

在三种高温电路设计方法中，专用功能方法下设计的电路具有功耗低，体积小、稳定性高、针对性强、耐热性好的特点，但是这种方法的.有一个重要的缺点，即设计研发的成本高，设计周期较长。传统的电路设计方法与专用功能方法恰恰相反，它具有研发成本低，设计周期短的特点。对于混合电路方法来说，它的性能介于上述两种方法之间。因此，我们在选择电路设计方法时，要针对它所处的状况进行选择，比如在普通的温度下，最好采用传统的设计方法，再比如在一些特殊的高温环境下，我们则要采用专门功能方法。

2低功耗设计方法

提高电路耐高温的性能除了采用耐高温的元器件和优化电路结构外，还可以通过降低功耗的方法实现。目前降低功耗的措施主要有降低供电电压、实施降频以及降低负载容抗等。其中最有效降低功耗的方法就是降低负载容抗。

2.1硬件设计方面

功耗低的特点，所以进行电子器件选择时应该尽量选择集成芯片；

2.1.2较低的工作电压可以较大幅度地提高电源的转化效率，进而减少转化过程产生的多余热量，因此我们应该在确保电路性能的基础上，尽量降低电源电压；3.1.3优化电路设计，精简元器件的数量；

2.1.4在允许的条件下，我们应该做到硬件软件化，用软件代替硬件；

2.1.5软件设计方面

运营成本；

2.1.5.2可以充分利用中断等手段减少电量的损耗；

2.1.5.3通过软件和具体的应用相结合来达到降低能耗的目的。

2.2结语

综上所述，井下仪器高温电路的设计可以通过三个主要的措施来实现，首先是对于电路结构的优化，其次是采用比较耐高温的电子元器件，再次是优化功耗设计，降低工作中的功耗，通过这三方面的措施基本上就可以保障井下仪器在高温条件下正常工作。

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集成电路设计与集成系统专业是教育部针对国内对集成电路设计和系统设计人才大量需求的现状而最新设立的本科专业之一。它通过理论与实践相结合的培养模式，以培养既具有坚实的理论基础，又具有丰富的集成电路开发、电子系统集成和工程管理能力的复合型和应用型高级集成电路和电子系统集成人才为目标，重视本专业的发展前沿和相关专业知识的拓展，注重培养学生的动手能力。一起来了解一下集成电路设计与集成系统专业大学排名吧!

该专业学生主要学习电子信息类基本理论和基本知识，重点接受集成电路设计与集成系统方面的基本训练，具有分析和解决实际问题等方面的基本能力。

1. 具有扎实的数学和物理基础;

2. 具有较强的计算机和外语应用能力;

3. 掌握集成电路的基本理论与原理，具有集成电路设计与制造的有关知识与能力;

4. 了解某一应用领域，具有从事该领域内电子系统设计与开发的有关知识。

电路分析、模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、通信原理、计算机语言与程序设计、微机原理与接口技术、计算机组成与系统结构、半导体制造工艺、模拟集成电路设计、超大规模集成电路设计、高级数字系统设计、集成电路版图设计、硬件描述语言、嵌入式系统原理、集成电路工艺技术、电子线路计算机辅助设计、集成电路设计EDA技术等。

学生毕业后可在高新技术企业、国防军工企业、研究院所、大专院校等单位从事有关工程技术的研究、设计、技术开发、教学、管理以及设备维护等工作。

中国集成电路产业处于飞速上升期，不仅缺乏技术型人才，而且对领军人才的渴求更高。国家集成电路产业“十二五”发展规划提出加强人才培养，着力发展芯片设计业，6月，国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》进一步指出，要着力发展集成电路设计业，加大人才培养力度。预计到，中国集成电路设计业的总产值将超过3000亿元人民币。尽管规模很大，但也不过只能满足我国集成电路实际消费量的50%。

另外，中国集成电路产业核心技术缺失、人才需求矛盾日益突出。据统计，中国集成电路从业人数39.4万人，其中技术人员14.1万人;预计到20，从业人数将达到79.2万人，其中技术人员32.44万人。但中国集成电路行业专业人才储备数量少，中高级人才缺口很大。

鉴于我国集成电路市场持续快速增长，已经成为仅次于美国、日本之后世界第三大集成电路市场，吸引着国际著名厂商的注意力，但与此形成鲜明反差的是，我国集成电路领域人才极度短缺，这无疑将严重影响着中国集成电路行业和市场的健康可持续发展，为此，月教育部、科技部批准了清华大学、北京大学、复旦大学、浙江大学、西安电子科技大学、上海交通大学、东南大学、电子科技大学、华中科技大学等九所高校为首批国家集成电路人才培养基地的建设单位，其中清华大学、北京大学、复旦大学、浙江大学、西安电子科技大学由科技部拨付专项经费，其余高校经费自行筹措。

8月，教育部又批准了北京航空航天大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、哈尔滨理工大学、同济大学、华南理工大学和西北工业大学等七所高校为国家集成电路人才培养基地的建设单位，6月教育部再次批准了北京工业大学、大连理工大学、天津大学、中山大学、福州大学等五所高校为三批国家集成电路人才培养基地的建设单位。至此，国家集成电路人才培养基地的布局已初步形成。

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1关键电路实现

系统设计的核心是FPGA设计，主要完成时钟的产生及选择、帧头检测、协议解码、协议分析、协议触发以及数据存储等功能，FPGA设计的功能框图。时钟发生模块主要用来产生125MHz以及250MHz的解码时钟clk。比较器输出的差分信号经过IBUFDS变成单端后送入帧头检测模块进行帧头检测，flexray总线的帧编码特点了进行检测。从flexray总线的帧编码图可以看出一帧中TSS具有唯一性

因此，帧头检测模块可以通过解码时钟clk来检测TSS。帧头检测模块的检测过程仿真，帧编码为ch_clk，当TSS的时间长度大于等于计数器count时产生testcount空帧指示位、启动帧指示位、ID、有效数据长度、头部循环校验、循环计数等数据；第6个字节开始为有效数据。协议分析及触发模块根据解码模块输出的数据进行协议分析和触发条件判断，若满足触发条件择发出触发信号给触发电路，触发电路来完成触发。

2结束语

本文主要介绍了示波器中Flexray协议分析与触发电路设计，重点描述了时钟发生模块、帧头检测模块、解码模块、协议分析及触发模块。该设计方法及思想在以往的课题中得到了广泛应用，取得了良好的效果。

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1、设计有挑战性的模拟电路，比如ADC，DAC，LDO，PLL，BANDGAP，MIXER，Drive等。

2、自己完成后端模拟电路的Layout设计或指导后端工程师实现模拟电路的Layout设计

3、按照模块的规格和芯片总体方案承担模块的详细设计和实施工作并确保研发的按时按质完成。

4、了解应用需求，参与制定产品规范；完成线路架构的设计、分解各子模块的设计指标和接口定义。收集并理解客户需求，制定有竞争力的'芯片方案。

5、根据产品设计指标完成电路设计开发，验证，完成设计文档，确定测试方案。

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引言：

微波电路设计是一项复杂而又关键的工作，它在无线通信、雷达、卫星通信等领域发挥着重要作用。在过去的一段时间里，我有幸参与了微波电路设计团队的工作，积累了丰富的经验，收获了许多宝贵的知识。在此，我将对我的工作进行总结，分享自己的经验和教训。

1. 应用背景：

微波电路设计广泛应用于通信领域，是现代通信技术的重要组成部分。例如，移动通信网络的基站天线系统中，各种微波电路扮演着关键的角色。而在雷达系统中，微波电路则承担了发射接收信号的重要任务。因此，深入了解所处领域的应用背景，对于微波电路设计师而言至关重要。

2. 设计流程：

微波电路设计的流程分为六个主要步骤：需求分析、电路拓扑设计、元件选型、电路设计与优化、仿真与验证以及样品制作与测试。

2.1 需求分析：在开始设计之前，我们需要与客户或项目组充分沟通，明确电路所要实现的功能需求以及性能指标符合基本要求。

2.2 电路拓扑设计：在需求分析的基础上，我们根据不同的功能需求选择合适的电路拓扑结构，如低噪声放大器、功率放大器、混频器等。

2.3 元件选型：根据电路拓扑设计的结果，选择合适的元件，如晶体管、电容器、电感器等。在选择元件时要考虑其频段、功率、损耗等参数。

2.4 电路设计与优化：根据拓扑设计和元件选型结果，进行电路的具体设计和优化。这一步需要灵活运用微波电路的基本理论知识，如S参数、功率匹配、衰减等，以及相关设计工具。

2.5 仿真与验证：在电路设计完成后，通过仿真工具对其性能进行验证。这一步是非常关键的，通过仿真可以较为准确地预测电路的工作性能。如果仿真结果与需求不符，我们需要回到前面的步骤进行调整。

2.6 样品制作与测试：如果电路经过仿真验证通过，就可以进行样品制作和测试。通过电路板的制作和元件的焊接，将设计的电路实体化，并通过实际测试验证设计的性能指标。

3. 经验与教训：

在工作中，我积累了一些宝贵的经验和教训，我将在此分享给大家：

3.1 如何提高设计效率：在实际工作中，我们发现通过使用一些电路优化工具和仿真软件，能够有效地提高设计效率。例如，使用高效的建模技巧和设计工具，能够在较短时间内得到较为准确的设计结果。

3.2 理论与实践相结合：在微波电路设计过程中，理论知识是基础，但仅凭理论是不足以解决实际问题的。设计师需要掌握一定的实践经验，应用理论知识到实际设计中，并且在实践中不断总结、反思和检查。

3.3 团队合作的重要性：微波电路设计工作通常需要多个人之间的密切协作，因此良好的团队合作能够提高工作效率。通过与其他领域的专家和团队成员进行合作，我们可以共同克服难题，提高电路设计的质量。

结语：

通过这段时间的微波电路设计工作，我在实践中不断学习和成长。微波电路设计是一项需要不断学习和实践的工作，它要求设计师不断提高自身的理论水平和实践经验。我相信在未来的工作中，我将继续努力，克服更多的技术难题，为微波电路设计的发展做出更大的贡献。同时，我也希望通过这篇文章，与广大读者分享我的经验和教训，为微波电路设计工作提供一些启示和借鉴。

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集成电路前端(数字)设计工程师 广芯微电子(广州)股份有限公司 广芯微电子(广州)股份有限公司,广芯微电子,广芯 职责描述:

1. 参与产品架构设计

2. 按照产品定义完成ip设计及系统设计

3. 配合fpga进行系统调试

4. 参与数字电路的仿真验证

5. 参与芯片的数字流程

6. 编写ip及产品文档

任职要求:

1. 电子工程,计算机或微电子等专业,本科以上学历

2. 在数字设计领域有2年以上工作经验

3. 熟悉verilog hdl语言,熟悉arm,amba总线及常用ip的原理

4. 熟悉常用的eda工具,理解芯片时序以及测试概念

5. 具有arm或者mcu项目经验者优先

6. 具有团队精神,责任感,积极主动,沟通能力强

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培养目标：培养掌握集成电路基本理论、集成电路设计基本方法，掌握集成电路设计的EDA工具，熟悉电路、计算机、信号处理、通信等相关系统知识，从事集成电路及各类电子信息系统的研究、设计、教学、开发及应用，具有一定创新能力的高级技术人才。

主要课程：C/C++语言、数据结构与程序设计、Verilog、电路分析基础、模拟电子线路基础、数字电路与系统设计基础、计算机语言与程序设计、计算机组成与系统结构、微机原理与应用、数字信号处理、半导体器件电子学、集成电路原理与设计、集成电路工艺技术、硬件描述语言、集成电路EDA技术、嵌入式系统原理与设计、信号与系统、通信系统原理、自动控制原理、计算机控制技术、版图设计、低功耗设计等。

三、集成电路设计与集成系统专业就业前景：

随着高新技术的迅猛发展，目前国内外对集成电路设计人才需求旺盛，社会上的各种集成电路就业辅导班也很多，但国内的集成电路设计的高级人才还是很短缺的，所以集成电路设计与集成系统专业在职研究生所从事的职业与所学专业的匹配度也保持着很高的水平。

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有关普通电路设计协议书

甲方：_________

乙方：_________

甲方委托乙方为其设计制作电路，为保质保量完成任务，经甲乙双方协商达成如下协议：

1．在本协议书签订前，甲方应向乙方提供详细的电路设计任务书，明确设计制作电路的功能，各项参数等；该任务书作为乙方设计制作电路的依据。

2．在本协议书签订前，甲方应详细阅读有关乙方的电路设计细则说明。

3．在本协议书签订前，乙方应向甲方提交电路设计费用明细表，并详细介绍相关事项。

4．协议变更终止

（1）甲方终止协议：甲方承担一切已经用于该电路设计的`费用，并支付乙方相应的劳务费用；乙方有权收回已交于甲方的所有有关电路设计的资料及产品，乙方并保留该设计的所有权利。

（2）乙方终止协议：乙方承担一切已经用于该电路设计的费用，并返还甲方在此之前所支付的所有费用。

（3）以上两条在不可抗拒因素发生时无效。

（4）因设计需要而变更本协议时，甲乙双方协商解决。

（5）乙方电路设计不满足设计任务书要求时，按乙方终止协议处理。

5．付费方式

（1）按照乙方向甲方提交的普通电路设计费用明细表，甲方应支付乙方设计该电路的全部费用为_________元。

（2）本协议书签定后的_________个工作日内，按照乙方应向甲方提交的普通电路设计费用明细表，甲方须预先支付乙方全部电路设计费用的1／2，计_________元，否则，按甲方终止协议处理；在乙方按设计任务书要求完成设计并向甲方交付设计时，甲方应支付乙方全部剩余费用，否则，按甲方终止协议处理。

6．本协议三项（协议书，设计说明书，费用明细表），一式两份，甲乙双方各一份；其具有法律依据和效力；乙方保留其最终解释权。

甲方（盖章）：_________

乙方（盖章）：_________

代表（签字）：_________

代表（签字）：_________

_________年____月____日

_________年____月____日

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摘要：数字电路的设计对数字电路的应用起到重要作用，集成电路成为应用的主旋律，在数字电路设计过程中，我们通常选择数字集成电路，数字集成电路比其它电路具有很强的抗干扰性能，这是其在应用过程中主要的优势。本论文主要从硬件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用、软件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用、案例分析进行阐述数字电路设计中的抗干扰技术分析，希望为研究数字电路设计的专家与学者提供理论参考。

关键词：数字电话设计；抗干扰技术；分析

科学技术不断发展，促进了电子设备的不断提高，现在人们广泛应用电子设备，尤其智能手机的应用，其用户不断增加，用电设备密度不断增加，在空间应用过程中，可能造成电磁环境的不断恶化，电子设备之间可能造成干扰，影响电子设备的正常工作，必须提高电子设备之间的抗干扰性能，因此我们在数字电路设计的过程中，采用数字电路集成电路的方式进行提高抗干扰性能，利用科技手段，不断提升抗干扰能力，符合现在数字电路设计的发展趋势。

1硬件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用

1.1安全接地技术

安全接地技术是一种常用的技术，把机壳接入大地，让电量转移到大地，减少电荷积累情况，减少因为静电等原因造成人与机械设备等受到安全影响。设备装置在实际应用过程中，绝缘层可能出现破损等现象，就可能造成机壳带带电，这时候的电量是足够大的，不能及时转移，可能造成严重的后果，利用安全接地技术可以把多余电荷转移出去，还能及时切断电源等，对其安全性能起到保护作用。

1.2避雷击接地技术

用电设备基本都需要采用避雷击效果，一般通常采用避雷针，当出现雷击的情况下，可以进行电荷的转移，下雨天气打雷时候，出现雷击的情况是产生电荷的，一旦遇到用电设备等，瞬间可以产生大量的电荷，对周围人和物产生损害现象，必须采用技术及时转移电荷，减少对人的伤害，对用电设备也起到保护作用。

1.3屏蔽接地技术

屏蔽接地技术是一种常用的对用电设备的保护作用措施，在实际应用过程中，也是设计人员经常采用的方式，具有一定的应用价值。屏蔽技术需要和接地技术配合使用，其屏蔽效果才能够提升。像是静电屏蔽技术。若是在带正电导体周围围上完整的金属屏蔽体，则于屏蔽体的内侧所获取的负电荷将会等同于带电导体，同时外侧所存在的正电荷也和带电导体等量，这就造成外侧区域仍旧存在电场。若是对金属屏蔽体进行接地处理，那么外侧的正电荷可能会流入大地之中，则可以消除外侧区域的电场，也就是金属屏蔽之中将会对正电导体的电场进行屏蔽处理。屏蔽接地技术的应用，在技术上起到革新作用，在应用过程中，起到重要保护作用，具有一定现实应用价值。

2软件抗干扰技术在数字电路设计环节的应用

2.1数字滤波技术

数字滤波技术是一种仿真技术，基于硬件设备的仿真技术，但在实际应用过程中，不依赖硬件技术，只是通过模拟技术进行设置，实现数字滤波。在具体应用过程中，先借助于硬件技术进行干扰技术的应用，减少干扰性能，在具体通过软件进行有效的滤波，起到真正的数字滤波技术，减少抗干扰能力。数字滤波技术的方法有多种多样，我们在应用过程中，需要根据实际情况，选择适应的'数字滤波技术的处理方式，起到真正数字滤波作用，在数字电路设计的过程中，利用软件技术进行有效应用，是设计环节中的重要步骤。

2.2软件“看门狗”的使用

软件程序在应用过程中，往往容易出现死循环等现象，在数字电路设计过程中，设计者要考虑这方面问题，采用“看门狗”技术，防治程序死循环现象发生。硬件看门狗就是一个定时器对系统进行有效的监控，合理的根据监控情况进行有效处理，起到看门狗的效果。

3实例论述

3.1通过硬软件技术促使计算机系统脱离死态

为了使干扰问题得到及时的解决，在硬件方面可以使用一个硬件计时器，

3.2程序“跑飞”阶段进行数据保存的硬软件办法

由于计算机系统在被强电磁干扰或影响之后，计算机系统之中正在正常运行的程序或许会被打乱，进而在内存中出现转移情况，同时这种转移是不能被控制的，也就是发生“跑飞”情况。该问题的出现或许会造成确保软件正常运行的重要参数被破坏、冲掉。通过硬软件结合措施、方法的运用，能够在出现断电事故或者是发生强干扰情况之后，使各重要参数得到保护，从而使系统的连续运转或者是再恢复获得可靠的保证。

参考文献：

[1]刘海权,田露,宋立业.传统光电编码器防震动抗干扰电路的优化[J].电气技术,2015(12).

[2]杨昆.综述单片机控制系统的抗干扰设计[J].黑龙江科技信息,2016(04)

[3]李娜.数字集成电路低功耗优化设计解析[J].通讯世界,2016(15).

[4]王剑锋.DCS控制系统抗干扰分析[J].通讯世界,2015(19).

[5]姚年春,徐涛.电机保护装置的抗干扰措施设计[J].信息技术与信息化,2014(04).

[6]熊轶娜,吴跃明,陈洁.数控机床控制系统的抗干扰分析[J].组合机床与自动化加工技术,2009(08).

[7]陈友明,黄运生.DSP系统抗干扰技术的分析[J].现代计算机(专业版),2008(09).

[8]吕强.单片机应用系统的抗干扰技术[J].科技信息,2007(01).

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摘要：Multisim在实际应用阶段具有较强的优势特点，不仅能够实现对模拟电路的细化探究，更能根据实际情况进行仿真性分析。实际上Multisim是以设计为主体的工具形式，其优势不仅体现在对模拟电路的设计上，更重要的是，在数字电路分析设计框架中，其功能效用也是无可比拟的。

关键词：Multisim；辅助电路设计；VHDL

在以往进行电路设计时，设计理念往往较为单一，并以从下至上为主体，依托试探等方法设计工作就能顺利开展。通常情况下，电路参数需要预先设定，这就需要对以往的电路数据进行分析，而后根据经验对参数进行确定，在这一阶段中的模型建设大多服务于电路特性研究。通过对电路及器件进行简单模拟，就能为后续电路的连接及标准预估奠定基础，从而促使其各项指标得到预设状态。该种设计工作的开展需要大量的资金支持，并且应用能效普遍不高。在信息技术不断拓展应用的过程中，部分要求较高的电路可以以此应用为前提逐步推进电路设计工作。Multisim作为设计工具，能够通过计算机对电路进行科学设计，实现其能效作用的最大化发挥[1]。

1标准通用器件的设计方法

Multisim是现阶段应用较广的设计工具，能够实现对电路的仿真建设及设计，在实际操作阶段，Multisim能够将信息资源进行结构性整合，而后在原理图能够高效传输的基础上，应用相关设备就能对数据进行分析，仿真环境中各项数据就能高效渗透及显示。以模60计数器数字电路为基准，促使其能效作用充分发挥，就需要对中间核定计数进行标准限制，这就需要将其划分为两组不同层次。第一级应当服务于个位计数，而再一级则应当以十位为基准进行计数。由于以上两级所涵盖的计数范畴并不一致，这就应当对原始数据进行处理，并应用具有清零作用的芯片，确保其应用能效与设计要求相契合。为了对模60计数器的运作流程进行质量控制，提高计数结果的精准度，在Multisim设计平台上就需要将侧重点放在电路结构设计中，促使电路情况能够全面体现。实际上在Multisim运行阶段需要在元器件库中选取相应规格及标准的显示器，而后在对方波信号源进行精准掌控后，就需要选择与实际需求相符合的逻辑分析仪，对其结果进行探究就能科学衡量计数工作的精准度。在实际分析阶段，应当严格按照相应作用机制对其进行累加计数。当两级都能够达到相应值量标准时，计数器将会恢复到最初始状态。后续循环计数就可以以时间规律为基准，这样就能促使模60的计数功能充分发挥。

2以VHDL为主体的设计方法

VHDL实际上就是硬件展示语言，其本身具有一定的国际特性，标准界限也相当清晰，相对不断创新发展的Multisim，在实际运作阶段就能以此为语言主体形式逐步推进对电路的设计工作，并且软件仿真器也具有一定的多样化特点，实现对不同模型的优化结合。Multisim在实际设计阶段，能够根据要求发挥其编译功能，这与器件设计可以相互分离，实现对细节的精准把控。CLR在应用框架中占据重要地位，具有人工清零作用，作为端体形式，当其值量为1时，计数器所输出的数值就会随之改变，并以零为主体显示出来，需要注意的是，只有其值量达到1，计数器才能显示数据，实现输出能效。当计数器显示数据为零，计数允许端的数值为1时，可以根据时钟状态逐步推进计数工作，确保输出状态与实际情况相符合。在最初阶段，需要确保时刻的个位及十位都达到清零标准，而后在开始进行计数的流程化项目中，个位数值将会呈现出从0至9的趋势状态，而十位的数值变化则与其存在一定差异，从0至5进行变化。当以上两个部分的数值度到达最顶端状态时，人工清零能效就会发挥，而后就会重新开始下一轮的计数，因此不难发现，该流程具有限制的.循环性特点。在这一阶段，当进位输出端口发生进位变化时，就说明已经完成清零并进入了下一阶段的计数[2]。以VHDL为依托进行语言设计，是较为常见的方法，其本身权限范围可以根据实际情况进行拓展，并实现对不同模值进行计数，相对的计数器功能也能充分发挥，实现这一指标需要对程序进行调整，将目标值划分为多个部分，而后对其数值进行乘积就能获取相应需求信息。通过对VHDL语言进行充分利用，就能对电路进行合理设计，不仅如此仿真后的功能也将趋于正常标准，但在进入到最后阶段时，其显示的综合结果也不一定百分之百的精准。在特殊情况下，对其进行延时处理就能确保显示结果与实际电路运行状态更为贴近[3]。

3结束语

综上所述，Multisim在进行数字电路分析设计阶段，其优势性能较为显著，它能够根据实际情况对数字电路的设计环境进行模拟，这不仅能够将数字电路的设计方向及主体进行全面展示，更能进一步提高电子系统的设计能效，促使系统环境更加安全、稳定，凸显设计的灵活性及科学性特色优势。

参考文献：

[1]周围,韩建,于波.基于Multisim和Authorware的数字电路仿真实验平台设计[J].实验技术与管理,2015,32(4).

[2]杨庆.基于Multisim的数字电路设计性实验研究[J].九江学院学报(自然科学版),2010,25(2).

[3]程珊.Multisim2001在教学中的仿真应用研究[J].南方农机,2010(3):36-38.

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CPC系统与ERP系统的集成是目前企业信息化过程中出现的新难题，也是一个大问题，非三言两语就能说清。本文意在抛砖引玉，使更多业界专家共同讨论这个问题。

随着企业信息化的不断发展，企业所用的软件系统也越来越多。尽管这些系统关注于不同的领域，但相互之间在功能上有相互交叉和连接的地方，因此必须考虑这些系统的集成的问题，否则，系统越多企业内部的“信息孤岛”也就会越多，这就违背了企业信息化的初衷。

在实施协同产品商务平台时，一个难点和重点就是CPC平台和其他管理软件的集成实施。目前几个主流的企业一级的管理软件包括：ERP系统、CRM系统、SCM系统和CPC系统。下图显示了这些系统之间的交叉领域：

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从上图可以看到，对CPC平台来说，原则上和其他每一种企业管理系统都有交叉重叠的部分，因而也需要和它们进行集成。但从企业（尤其是我国）实施CPC的实际情况看来，CPC的实施还处于基础设施建设阶段，基本上定位于企业内部的研发管理支撑，向供应商和客户端的延伸的案例相当少见。集成实施更多的实体现在CPC和ERP之间以及CPC和项目管理工具之间的集成上。下文将主要介绍CPC与ERP的集成。

什么是集成？Wenston教授曾给出一个定义：集成是指将基于信息技术的资源及应用聚集成一个协同工作的整体，集成包括功能交互、信息共享以及数据通信三个方面的管理与控制。简单地说，集成包含两个层面：信息层面和应用层面。

应用封装的内容包括应用工具本身和由这些工具产生的文档。应用封装需要CPC系统能自动识别、存储并管理由应用工具产生的文件，另一方面在存储于CPC系统中的文件被激活时，可自动启动相应的工具。例如，一个二维的EDA工具被封装后，在CPC系统中就能够直接查找这个文档并直接开启这个文档。当对文档的操作（比如修改）完成后，CPC系统能自动更新该文档的版本号，如如该文档的修改需要经过审批的话，CPC系统将自动启动审批流程直至文档升级成功。

当然，应用封装只能满足文件整体共享的应用集成，也就是说，CPC只能管理整个文件但不能管理文件的内部属性。

接口交换是比应用封装更高层次的集成模式，它把应用系统与CPC系统之间需要共享的数据模型（例如BOM）抽取出来，定义到CPC的整体模型中去。这样，应用系统本身就和CPC拥有共同的数据模型，当然，它还可以拥有自己的私有数据模型。通过这种集成，应用系统本身成为CPC平台的一个组成部分。应用系统的操作界面将含有与CPC相关的功能菜单或按钮，同样，CPC中也可以含有与该应用系统相关的操作以支持数据的双向流通。

紧密集成是最难实现也是层次最高的集成。在这一层次中，应用系统成为CPC系统的有机组成部分，它们不仅共享数据，还可以共享操作服务。在这种模式下，CPC和应用系统相互可以调用对方的有关服务。要做好这样的集成，首先必须在系统之间建立互动的共享信息模型，使CPC系统或应用系统在数据变更时，另一方也能自动修改，其次，在应用系统中需要插入CPC相关的数据编辑或操作功能。

⬣ 状态机电路设计思想总结

摘要:在汽车电子技术领域,机器视觉的各种应用也在对汽车设计进行着逐步的科技武装,倒车影像就是汽车机器视觉最早的应用之一,但是由于车身环境复杂多变,倒车影像的显现质量多为不太理想,为了提高汽车音响娱乐系统模拟视频信号抗干扰性能,通过对干扰路径的有效理论分析,进行总结归纳,创新采用差分电路设计方式,并经过电磁干扰,整车环境等各种模拟验证,充分验证了可靠性,从而有效提供出了高质量、低成本的车载模拟视频信号抗干扰电路的设计方案。

关键词:车载倒车影像;低成本;高性能;抗干扰电路

引言

汽车电子行业正处于大刀阔斧的改革创新时代,“互联网+冶及“机器视觉冶的浪潮不断改变人们的生活,影响着汽车电子的发展。汽车音响娱乐系统是汽车电子中的重要部分,近些年发展迅猛,视频技术也在汽车音响娱乐系统上有了越来越多的应用。随着视频显示技术的不断提高,车载视频产品已经开始迅猛的充斥着整个汽车电子市场。我们熟知的倒车影像已经不再是中高端以上轿车的专利,在一些小型车和微客上也已经配置倒车影像系统,倒车影像技术的应用也越来越趋于普遍化。这也让更多商用用途的消费者体验到科技配置给倒车入车位带来的方便。随着产品的普及,越来越多的终端用户对显示的质量要求也越来越高。同时各大汽车制造车厂对汽车零部件成本控制要求也越来越严格,传统的倒车视频设计方案越来越多的不能满足终端用户及汽车制造厂的要求。所以低成本,高质量的倒车影像设计方案也显得尤为重要,采用廉价的模拟视频信号无疑是最佳的控制成本的选择,但在模拟视频的无损耗传输过程中,同时还要考虑更好地应对整车环境中错综复杂的电磁干扰环境,确保模拟视频信号的显示质量。因此必须在了解整车电磁干扰环境的情况下,改进传统的电路设计方案,并通过模拟整车环境的各种电磁干扰实验,确保倒车影像能够抵抗整车的电磁干扰和众多电子设备的互扰,从而更好地提高当前倒车影像的视频显示质量。

1硬件设计

1.1当前常规设计前常用的倒车影像系统传输电路设计方案有以下几种:(1)显示模块和倒车摄像头通过平衡电路方式来传输视频信号。如果两个导体及其所连接的电路相对于地线或其他电路参考点具有相同的阻抗,则这个电路称为平衡电路。任何电路在高频时要做到完全平衡是很困难的,因为实际的电路中会有很多杂散参数,这些参数对电路阻抗的影响较大。由于这些杂散参数的不确定性,电路的阻抗也是不确定的,很难保证两个导体的阻抗完全相同。因此,对传输电缆的要求很高,大大提高了倒车影像系统的成本。随着商用摄像头用途的越来越广泛,非平衡CVBS视频信号输出的摄像头已经成为市场主流。整车厂也越来越多地采用非平衡CVBS视频信号输出的摄像头了;(2)显示模块和倒车摄像头通过非平衡电路方式来传输视频信号(如图1)。非平衡传输方式对电缆的要求大大降低。但是由于信号线CVBS-分别连接到显示模块GND2和摄像头GND3,形成了一个很大的地环路。两个接地点(GND2和GND3)电位的不同(由显示模块工作电流I1导致,现在显示模块的功能越来越多,有时I1甚至会超过10A)以及环境中交变的电磁场都会在环路上形成电流I2。导致显示模块和摄像头参考地之间形成电位差V1。如果V1包含模拟视频信号频率带宽内的成分,则会对视频信号形成干扰并且无法滤除,直接影响显示效果,用户体验差。一般的解决方案是在摄像头端增加共模扼流圈,通过增加地环路的阻抗来减小地环路电流,从而减小了地环路电流的影响,也可以认为一部分电压降在了共模扼流圈上,减小了对电路的影响。共模扼流圈的电感量越大,这个共模扼流圈的效果越好,扼流圈的`尺寸也越大。摄像头本身尺寸较小,共模扼流圈也受到限制,电感量没有办法做到很大。在极端情况下,用户就会感受到画面的抖动,严重影响了使用感受。

1.2改善电路设计

本电路设计目的在于克服上述现有技术中的不足之处,提供一种新型的车载模拟视频信号抗干扰电路,有效地提高了模拟视频信号的抗干扰能力,从而提供一种高效、低成本模拟视频信号抗干扰电路的设计方案。显示模块接口电路为差分电路,CVBS-不再连接到GNDRCCRRCICL1、C8构成低通滤波器,滤除视频模拟信号中的高频干扰成分。通过运放电路,CVBS-信号不需要连接到GND2,切断了地环路;增加低通滤波器滤除模拟信号中的高频干扰信号。提高了模拟视频信号的抗干扰能力。1郾3摇电路设计验证及结果对电路进行了电磁干扰及整车环境变化的性能验证。淤在电磁干扰试验中,进行了大电流注入干扰实验,输入了200mA的干扰电流,在整个实验过程中,倒车影像性能没有任何堕落,满足各项性能指标要求。同时进行了电源,地平面波动实验,注入50mS的电源,地变化波动周期,通过500个循环的注入实验,各项性能指标都符合要求。于整车环境变化模式实验,在整车上进行了发动机启停循环,电动雨刮频率变化,电动车窗,电动后视镜工作等实验,均没有发现倒车影像收到任何干扰,满足整车要求。综上,对于电路进行了电磁抗干扰和整车环境模拟实验,通过各项实验,电路设计性能可靠稳定,没有发现任何倒车影像显示质量问题。

2结束语

图像去噪是一种图像退变处理,而任何滤波技术对不同的噪声类型有不同的处理能力。一般来说对滤波技术性能优劣的质量评价主要用细节和边缘的保护、噪声滤除性能及滤波复杂性等指标来衡量。其中细节和边缘的保护是该技术的一个重要特性。同时主观的判断也是一种有效的衡量判定方式。总之,性能优良的滤波技术应具有在较好保护图像细节和边缘前提下,能有效去除图像噪声,尽最大可能恢复局部相关像素的原来特性,尽量满足符合人类视觉系统特征规律。但是对滤波技术主观评价具有一定的个体差异性和片面性,所以探索对滤波技术客观全面的评价体系是一项长期而艰巨的研究任务。但是到目前为止,除了利用人眼视觉系统对滤波结果直接主观观察评价外,还没有一个比较理想的客观标准对滤波效果能够全面有效地评价。在汽车复杂环境下,模拟视频信号极其容易受到干扰,倒车后视影像的显示质量对于驾驶客户来说,也是尤为重要的,通过使用信号差分电路的设计,可以有效的减去隐性的地环路,避免模拟信号收到外部的各种干扰,保证视频影像的显示质量。该电路设计也在实际产品上在整车环境上进行了了实验验证,达到了预期的效果,大大提高了终端客户使用的满意度。

⬣ 状态机电路设计思想总结

    传统上在系统级和寄存器传输级完成VHDL 的描述主要分以下几步:

    (1) 分析控制器设计指标, 建立系统算法模型图;
    (2) 分析被控对象的时序状态, 确定控制器有限状态机的各个状态及输入.输出条件;
    (3) 应用VHDL 语言完成描述。

    使用XILINX的ISE6.1软件包的辅助工具STATECAD能加速有限状态机设计，大大简化状态机的设计过程，实现状态机设计的自动化。使用STATECAD进行状态机设计的流程如下：

    (1) 分析控制器设计指标, 建立系统算法模型图;
    (2) 分析被控对象的时序状态, 确定控制器有限状态机的各个状态及输入.输出条件;
    (3) 在STATECAD中输入有限状态机状态图，自动产生VHDL模型描述，使用STATEBENCH进行状态转移分析,分析无误后使用导出VHDL模型块到ISE中进行仿真后综合，实现到CPLD或FPGA的映射。

    设计人员的主要工作在第一步。第二步，第三步基本上可以通过STATECAD完成有限状态机的自动生成和分析，还可以利用分析结果来对被控对象的逻辑进行分析，改进，完善系统控制逻辑。

    在需要并行处理的场合，往往需要采用多状态机来完成系统的控制任务，这时状态机之间的同步问题往往是设计者需要仔细考虑的问题。如果采用完全人工输入代码的方法来设计，往往力不从心。采用STATECAD完成整个控制逻辑的设计并对设计结果进行验证更能体现CAD设计方法的优势，加速产品开发进度，提高设计生产率。

    下面以一个双状态机设计过程来介绍如何使用STATECAD进行多状态机的协同设计。

    有二个状态机，一个负责对M0写，一个负责对M0读操作，为了简单起见，系统已经尽量简化了。
    负责对M0写的状态机包括四个状态：
    STATE0：写状态机复位后初始化；
    write0：对M0写，写满4个转到m0full；
    m0full：M0满状态；
    m0writewait：等待。M0满时转入write0状态。
    负责对M0读的状态机包括四个状态：
    STATE1：读状态机复位后初始化
    read0：对M0读，读4个转到m0empty
    m0empty：M0空状态
    m0readwait：等待。M0空时转入read0状态

    负责对M0写的状态机必须知道M0是空的，而负责对M0读的状态机必须知道M0是满的才能读。读完了通知负责对M0写的状态机M0是空的，可以写了。二个状态机同时并行工作。M0写的状态机在写操作完了，就等待M0空。M0读的状态机在读操作完了，就等待M0满。在STATECAD中，状态本身可以作为其他状态机的转移条件。这也正是在进行多状态机的协同设计中最需要的功能，能大大方便多状态机的设计。

输入完状态图，就基本完成了状态机的设计过程。进行逻辑优化（工具自动进行逻辑优化）后，使用STATEBENCH进行状态转移分析。以下是自动状态转移模拟波形。

由以上的波形看到状态机的工作过程符合设计逻辑。对单独的器件操作也许不需要采用多状态机的设计方法，但在多器件需要并行工

⬣ 状态机电路设计思想总结

1红外探测器驱动电路设计

1.1概述

红外探测器驱动电路为红外探测器(以下简称“探测器”)工作提供必须的工作电源、偏置电压、时序电路等，同时完成对探测器模拟信号的读取和预处理。

1.2探测器驱动电路设计

VDDO和VDDD。空间环境对电源的可靠性、体积、重量等参数都有着苛刻的要求，为了减小电源的输出波动和开关带来的噪声，采用体积小、重量轻、抗干扰性强的LDO(MSK5101)直接给探测器供电。探测器驱动电路工作温度范围为－20～+50℃，此范围内该LDO温漂为1.4mV，满足探测器使用要求，同时该芯片输出电流可达1.5A，

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VPD(VＲEF、VSＲEF)、AJTＲEF)。这些偏置电压对噪声非常敏感，输入电压的.波动会给探测器输出信号带来较大影响。为了保证探测器输出信号的稳定，须保证探测器偏置电压的稳定，同时尽量减小噪声。设计时，选用低噪声、低电压调整率的LDO产生一个稳定的电压V高共模抑制比的运算放大器AD843(该运放在10Hz～10MHz带宽内噪声均方根为60μV，可满足探测器对偏置电压噪声均方根的要求)进行缓冲，得到电压V3供探测器使用。

1.2.3探测器输出信号阻抗匹配设计探测器输出模拟信号的典型负载要求为:Ｒ≥100kΩ，C≤10pF。在设计时，选取的运放(AD843)输入阻抗可达1010Ω，输入电容为6pF，可满足探测器的负载要求。

1.2.4中心电平平移及差分传输设计探测器输出信号动态范围为1.7～4.2V，中心电平为2.95V，而A/D芯片对输入信号中心电平的要求为0V。为了满足A/D芯片对输入信号的要求，在驱动电路上对探测器输出信号进行中心电平平移。红外信号属于小信号，易受到复杂的空间干扰影响，这种影响对于单端信号影响较大。当采用差分电路设计时，正负两路信号会受到相同的影响，但其差值ΔU=V+－V－变化较小，可减弱这种影响，因此采用差分传输设计。

1.3低噪声设计与改进

为了对设计的电路性能进行评估，使用数据采集软件采集探测器输出的信号并通过MATLAB对其进行分析。探测器驱动电路与系统联调，采集信号传输的关键路径等位置加上滤波措施(如大容量钽电容等)。重新采集图像数据并分析，测得此时DN值波动约信号传输的关键路径等位置加上滤波措施(如大容量钽电容等)。重新采集图像数据并分析，测得此时DN值波动约7个(幅值为3.4mV)

1.4空间环境适应性设计

1.4.1降额设计降额是使元器件使用中的应力低于其额定值，以达到延缓参数退化，提高使用可靠性的目的。探测器驱动电路工作于空间环境中，为了保证其安全性和可靠性，在设计过程中对元器件的参数进行了降额设计。

1.4.2抗单粒子锁定设计探测器驱动电路工作于空间环境中，CMOS器件中的晶体管结构很容易受到空间高能粒子冲击，进而引发单粒子锁定效应(SEL)。发生SEL后，CMOS器件锁定区的电流将会大幅度增加，形成SEL异常大电流，进而影响电路的正常工作。为了防止SEL的发生，在电路设计时采取以下措施:

a)运放芯片(AD8138/AD843)的供电端串联限流电阻;

b)选用具有输出限流功能的MSK系列LDO芯片;

c)选用抗辐照器件;通过降额设计与抗单粒子锁定设计，保证了驱动电路工作的可靠性和空间环境适应性。

1.5性能检测

保持相同的光学、摆镜和数据采集设备，分别使用本文设计的探测器驱动电路和某型探测器驱动电路采集黑体图像数据并分析。在国产探测器均匀性、一致性与进口探测器有一定差距的情况下，通过改进探测器驱动电路，最终在性能指标上赶超了某型探测器驱动电路。证明该方案设计实用、有效。通过与系统联调，该探测器驱动电路工作稳定、可靠，可满足空间要求。

2总结

本文设计的探测器驱动电路，以空间应用为出发点，在满足性能指标的要求下，考虑了电路的空间环境适应性。通过与系统联调，证明该设计稳定、可靠，满足空间使用需求。

⬣ 状态机电路设计思想总结

【摘要】大功率电热风暖设备在使用过程中存在着相当大的用电安全隐患，当电热风暖设备电源开关关断时，虽然加热电路能立即停止工作，但是设备中余热不会立即散发出去，聚集在设备内部的高温对设备中的电路、绝缘材料等产生较大的影响，可能会造成短路、电击、火灾等事故。本文中所涉及到的关机保护电路主要就是为了主动地减少和降低事故的隐患而采用的方法。本电路的设计方案来自于，同时本设计方法已进行专利申请。

【关键词】电热风暖；用电安全；电路设计论文

1前言

工业、家用电风暖设备拥有量较大，由于使用方便、清洁、低噪声、发热辐射可控等优点越来越受到人们的欢迎，同样存在的安全隐患也很大。因此，在使用这类设备时一般会注重和强调“人防”，即注意用电安全及设备的管理。但是“百密一疏”类似事故总是防不胜防，因此要能够防止和减少此类事故，必须还要结合“技防”。针对设备中较高的危险温度，本设计具有关闭设备电源电后自动强制散热保护功能：当关闭电热风暖设备时，电路中的风扇不会立即停止，经过一段时间的延时工作，可将设备中的余热散发出去，经过一段时间（可设定）或由温度传感器检测后控制风扇停止，整机电路恢复初始状态，起到保护作用。

2电路功能图

本电路由开关切换电路及延时控制电路两部分构成。如图1所示。2.1开关切换电路由电源开关S1以及各继电器的触点构成。主要功能是开机时接通加热器及风扇，保证设备的正常工作，并且在关闭设备电源时能够切换到延时电路工作状态。整个电路的设计重点是通过各种触点的连接，完成电路的逻辑功能。2.2延时控制电路此部分电路为辅助电路，在正常开机时电路处于失电状态不工作。其作用为：当关闭电源时，此电路开始工作，并保持风扇的正常工作，直到设置时间结束时，停止风扇的工作。

3电路控制流程设计

电路控制流程如图和自锁触点或由传感器检测控制风扇停止，整机电路恢复初始状态，起到保护作用。

4电路设计

在整个电路中，切换电路是重要的一个环节，是实现电路功能的主要部分。应此，就切换电路的设计进行详细的介绍。接通，通过吸合的KA1-2触点将电源送到延时控制电路，当延时电路达到设置时间点时，延时电路继电器KA2吸合，KA2-1断开，KA1线圈释放，KA1-1触点断开，则风扇和指示电路停止，KA1-2触点同时断开，电路失电复位，从而完成一个工作周期。4.2延时电路设计延时电路经典的有555时基电路，或直接使用时间继电器，考虑到本电路采用PCB安装，所以采用555时基电路比较适合。555电路与KA2组成了一个时间可调的定时器，用以满足关机后的风扇延时工作的要求。由于此电路比较常用，因此无需赘述。

5小结

延时控制电路采用的是直流电源供电，在设计时可利用集成三端稳压器电路供电，简单方便。在电路调试时，也因注意延时电路的时间设定值要保证满足设备内部的高温能够通过风扇排出后降温。此电路除可作为电风暖设备的关机控制，也可应用于空调设备的关机控制电路等。

⬣ 状态机电路设计思想总结

摘要：介绍了可进化硬件的机理和相关技术，着重阐述了一种基于进化论中遗传算法的大规模电子电路设计方法，分析了如何通过可进化硬件的机理来实现复杂系统的高容错性设计。介绍了进化电子电路设计的设计架构及基本设计步骤熓迪纸化电子电路设计的设计环境。展望了基于可进化硬件思想的电子电路设计的发展前景。

关键词：可进化硬件 遗传算法 电子电路设计 现场可编程门阵列

在人类的科学研究中，有不少研究成果得益于大自然的启发，例如仿生学技术。随着计算机技术和电子技术的发展，许多的科学研究越来越与生物学紧密相联。在人工智能方面，已经实现了能用计算机和电子设备模仿人类生物体的看、听、和思维等能力；另一方面，受进化论的启发，科学家们提出了基于生物学的电子电路设计技术，将进化理论的方法应用于电子电路的设计中，使得新的电子电路能像生物一样具有对环境变化的适应、免疫、自我进化及自我复制等特性,用来实现高适应、高可靠的电子系统。这类电子电路常称为可进化硬件(ＥＨＷ, Ｅｖｏｌｖａｂｌｅ ＨａｒｄＷａｒｅ)。本文主要介绍可进化硬件ＥＨＷ的机理及其相关技术并根据这种机理对高可靠性电子电路的设计进行讨论。

１ ＥＨＷ的机理及相关技术

计算机系统所要求解决的问题日趋复杂，与此同时，计算机系统本身的结构也越来越复杂。而复杂性的提高就意味着可靠性的降低，实践经验表明，要想使如此复杂的实时系统实现零出错率几乎是不可能的，因此人们寄希望于系统的容错性能：即系统在出现错误的情况下的适应能力。对于如何同时实现系统的复杂性和可靠性，大自然给了我们近乎完美的蓝本。人体是迄今为止我们所知道的最复杂的生物系统，通过千万年基因进化，使得人体可以在某些细胞发生病变的情况下，不断地进行自我诊断，并最终自愈。因此借用这一机理，科学家们研究出可进化硬件（ＥＨＷ,Ｅｖｏｌｖａｂｌｅ ＨａｒｄＷａｒｅ），理想的可进化硬件不但同样具有自我诊断能力，能够通过自我重构消除错误，而且可以在设计要求或系统工作环境发生变化的情况下，通过自我重构来使电路适应这种变化而继续正常工作。严格地说，ＥＨＷ具有两个方面的目的，一方面是把进化算法应用于电子电路的设计中；另一方面是硬件具有通过动态地、自主地重构自己实现在线适应变化的能力。前者强调的是进化算法在电子设计中可替代传统基于规范的设计方法；后者强调的是硬件的可适应机理。当然二者的区别也是很模糊的。本文主要讨论的是ＥＨＷ在第一个方面的问题。

(收集整理)

对ＥＨＷ的研究主要采用了进化理论中的进化计算（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）算法,特别是遗传算法（ＧＡ）为设计算法，在数字电路中以现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ）为媒介，在模拟电路设计中以现场可编程模拟阵列（ＦＰＡＡ）为媒介来进行的。此外还有建立在晶体管级的现场可编程晶体管阵列（ＦＰＴＡ），它为同时设计数字电路和和模拟电路提供了一个可靠的平台。下面主要介绍一下遗传算法和现场可编程门阵列的相关知识，并以数字电路为例介绍可进化硬件设计方法。

１．１ 遗传算法

遗传算法是模拟生物在自然环境中的遗传和进化过程的一种自适应全局优化算法，它借鉴了物种进化的思想，将欲求解问题编码，把可行解表示成字符串形式，称为染色体或个体。先通过初始化随机产生一群个体，称为种群，它们都是假设解。然后把这些假设解置于问题的“环境”中，根据适应值或某种竞争机制选择个体（适应值就是解的满意程度），使用各种遗传操作算子（包括选择，变异，交叉等等）产生下一代（下一代可以完全替代原种群，即非重叠种群；也可以部分替代原种群中一些较差的个体，即重叠种群），如此进化下去，直到满足期望的终止条件，得到问题的最优解为止。

１．２ 现场可编程逻辑阵列(ＦＰＧＡ)

现场可编程逻辑阵列是一种基于查找表(ＬＵＴ, Ｌｏｏｋｕｐ Ｔａｂｌｅ)结构的可在线编程的逻辑电路。它由存放在片内ＲＡＭ中的程序来设置其工作状态，工作时需要对片内的ＲＡＭ进行编程。当用户通过原理图或硬件描述语言（ＨＤＬ）描述了一个逻辑电路以后， ＦＰＧＡ开发软件会把设计方案通过编译形成数据流，并将数据流下载至ＲＡＭ中。这些ＲＡＭ中的数据流决定电路的逻辑关系。掉电后，ＦＰＧＡ恢复成白片，内部逻辑关系消失，因此，ＦＰＧＡ能够反复使用，灌入不同的数据流就会获得不同的硬件系统，这就是可编程特性。这一特性是实现ＥＨＷ的重要特性。目前在可进化电子电路的设计中，用得最多得是Ｘｉｌｉｎｘ 公司的Ｖｉｒｔｅｘ系列 ＦＰＧＡ芯片。

２ 进化电子电路设计架构

>本节以设计高容错性的数字电路设计为例来阐述ＥＨＷ的设计架构及主要设计步骤。对于通过进化理论的遗传算法来产生容错性，所设计的电路系统可以看作一个具有持续性地、实时地适应变化的硬件系统。对于电子电路来说，所谓的变化的来源很多，如硬件故障导致的错误，设计要求和规则的改变，环境的改变（各种干扰的`出现）等。

从进化论的角度来看，当这些变化发生时，个体的适应度会作相应的改变。当进化进行时，个体会适应这些变化重新获得高的适应度。基于进化论的电子电路设计就是利用这种原理,通过对设计结果进行多次地进化来提高其适应变化的能力。

电子电路进化设计架构如图１所示。图中给出了电子电路的设计的两种进化，分别是内部进化和外部进化。其中内

部进化是指硬件内部结构的进化，而外部进化是指软件模拟的电路的进化。这两种进化是相互独立的，当然通过外部进化得到的最终设计结果还是要由硬件结构的变化来实际体现。从图中可以看出，进化过程是一个循环往复的过程，其中是根据进化算法（遗传算法）的计算结果来进行的。整个进化设计包括以下步骤：

（来表示，其中每个个体表示的是设计的一部分。染色体转化成控制数据流下载到ＦＰＧＡ上，用来定义ＦＰＧＡ的开关状态，从而确定可重构硬件内部各单元的联结，形成了初步的硬件系统。用来设计进化硬件的ＦＰＧＡ器件可以接受任意组合的数据流下载，而不会导致器件的损害。

（２）将设计结果与目标要求进行比较，并用某种误差表示作为描述系统适应度的衡量准则。这需要一定的检测手段和评估软件的支持。对不同的个体，根据适应度进行排序，下一代的个体将由最优的个体来产生。

（３）根据适应度再对新的个体组进行统计，并根据统计结果挑选一些个体。一部分被选个体保持原样，另一部分个体根据遗传算法进行修改，如进行交叉和变异，而这种交叉和变异的目的是为了产生更具适应性的下一代。把新一代染色体转化成控制数据流下载到ＦＰＧＡ中对硬件进行进化。

（４）重复上述步骤，产生新的数代个体，直到新的个体表示的设计方案表现出接近要求的适应能力为止。

一般来说通过遗传算法最后会得到一个或数个设计结果，最后设计方案具有对设计要求和系统工作环境的最佳适应性。这一过程又叫内部进化或硬件进化。

图中的右边展示了另一种设计可进化电路的方法，即用模拟软件来代替可重构器件，染色体每一位确定的是软件模拟电路的连接方式，而不是可重构器件各单元的连接方式。这一方法叫外部进化或软件进化。这种方法中进化过程完全模拟进行，只有最后的结果才在器件上实施。

进化电子电路设计中，最关键的是遗传算法的应用。在遗传算法的应用过程中，变异因子的确定是需要慎重考虑的，它的大小既关系到个体变异的程度，也关系到个体对环境变化做出反应的能力，而这两个因素相互抵触。变异因子越大，个体更容易适应环境变化，对系统出现的错误做出快速反应，但个体更容易发生突变。而变异因子较小时，系统的反应力变差，但系统一旦获得高适应度的设计方案时可以保持稳定。

对于可进化数字电路的设计，可以在两个层面上进行。一个是在基本的“与”、“或”、“非”门的基础上进行进化设计，一个是在功能块如触发器、加法器和多路选择器的基础上进行。前一种方法更为灵活，而后一种更适于工业应用。有人提出了一种基于进化细胞机（Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ａｕｔｏｍａｔｏｎ）的神经网络模块设计架构。采用这一结构设计时，只需要定义整个模块的适应度，而对于每一模块如何实现它复杂的功能可以不予理睬，对于超大规模线路的设计可以采用这一方法来将电路进行整体优化设计。３ 可进化电路设计环境

上面描述的软硬件进化电子电路设计可在图ＦＰＧＡ开发系统板、数据采集软硬件、适应度评估软件、用户接口程序及电路模拟仿真软件。

遗传算法由计算机上运行的一个程序包实现。由它来实现进化计算并产生染色体组。表示硬件描述的染色体通过通信电缆由计算机下载到有ＦＰＧＡ器件的实验板上。然后通过接口将布线结果传回计算机。适应度评估建立在仪器数据采集硬件及软件上，一个接口码将ＧＡ与硬件连接起来，可能的设计方案在此得到评估。同时还有一个图形用户接口以便于设计结果的可视化和将问题形式化。通过执行遗传算法在每一代染色体组都会产生新的染色体群组，并被转化为数据流传入实验板上。至于通过软件进化的电子电路设计

，可采用Ｓｐｉｃｅ软件作为线路模拟仿真软件，把染色体变成模拟电路并通过仿真软件来仿真电路的运行情况，通过相应软件来评估设计结果。

４ 结论与展望

进化过程广义上可以看作是一个复杂的动态系统的状态变化。在这个意义上，可以将“可进化”这一特性运用到无数的人工系统中，只要这些系统的性能会受到环境的影响。不仅是遗传算法，神经网络、人工智能工程以及胚胎学都可以应用到可进化系统中。虽然目前设计出的可进化硬件还存在着许多需要解决的问题，如系统的鲁棒性等。但在未来的发展中，电子电路可进化的设计方法将不可避免的取代传统的自顶向下设计方法，系统的复杂性将不再成为系统设计的障碍。另一方面，硬件本身的自我重构能力对于那些在复杂多变的环境，特别是人不能直接参与的环境工作的系统来说将带来极大的影响。因此可进化硬件的研究将会进一步深入并会得到广泛的应用而造福人类。

⬣ 状态机电路设计思想总结

一、绪论

这些年来，随着各项技术的发展，这个领域都在不断的创新与突破中，过去模拟集成电路设计工作是以电压模电路，现在已经不断地发展为电流模电路，在过去，主要以电压反馈运算放大器为主，现如今已经发展为电流反馈运算放大器。因此，CFA作为新发展的一项电子技术，其应用方式并没有明确的规范，也没有相关的指南。基于此现状，本文通过对典型的CFA进行了深入的研究，并且对运算电路做出了相应的设计工作，对电路的结构以及各个零部件的参数模仿真的结果进行了详细的说明，结果如下。

二、反相放大器

CFA是电流模电路中最典型的。电流模电路相比于之前的电压模电路来说，用了最新的高速互补双极制造工艺，对于相同的杂散电容来说，受到的影响更小，工作更加平稳。除此之外，工作的速度还会快出几个数量级。这两种反馈器虽然有很多的不同点，但是在输入电压的限制条件以及输入电流的限制条件是十分相似的。也可以说，电流反馈运算放大器与传统的放大器所应用的基本方式以及设计的思路是一致的。通过运算电路的实验，我们可以知道，在运算电路中，无论输入的信号是否为零，输出的信号均不可能为零。也就是说，在电路在进行过程中发生了失调误差，这种失调误差一般是指输入失调电流而导致输出直流噪声现象和输入失调电压所造成的误差，以上两种现象会对电路产生直接的影响。电流反馈运放输出失调电压要比电压反馈运放大很多，这样一来，失调电压产生的效果会严重的影响有用信号的发现，针对这样的情况，就一定要进行外部的调零工作。在本市提案过程中，我们选用的反馈运放，在零部件的内部不具有调零电路，必须做外部的调零工作。这样的工作应用的原理也不难解读，一般都是将可调的电压和可调的电流都合理的加到电路中，以此来补偿电路的失调误差。我们采用这样的方式，其优点在于，输入级在一般情况下不会导致额外的失衡，这样的电路也不会使部件的工作性能受到影响。在整个电路运行过程中，供电电压可以作为基础的标准电源，并且在电路中设置可以调节的电压，利用这一部分的调节来对失调误差进行调零工作。这样一来，既能保证电路正常的工作性能，还能够保证整体的平衡。

三、同相放大器

事实上，同相放大器在设计方式上与前文提到的反相放大器是及其相似的，其应用的设计原理主要便是输入电压约束条件以及输入电流的约束条件。基于对此问题的分析我们通过对所得的数据绘制频响曲线，通过对曲线进行分析观察，我们可以知道，CFA同相放大器的最高频率高达100兆赫兹，该同相放大器的带宽与电压模电器所组成的同相放大器说带宽相比较，要高出很多倍。在实际投入应用的过程中，其应用的范围更加宽广。针对这个问题，我们运用运算放大器电路组成了放大器的仿真数据，这组仿真数据与实际的理论分析相符合，证实了我们研究的正确性。

四、积分运算电路

积分运算电路对于电路设计的要求更高，因为在积分电路中，电抗元件在通常条件下所产生的'反馈相位一般都会相对滞后，这样便会使电路十分的不稳定。通过对电流模电路手电抗元件影响以及电压模电路受电抗元件的影响进行对比分析，发现电流模电路更容易受到电抗元件带来的影响。因此，在电流模电路中，一定不能采用直接电容反馈的形式，避免电路运行过程中发生电路自激震荡现象。在实际的应用过程中，也要采取相应的措施，必须使电路能够在稳定的环境下正常工作，以下为本次研究所涉及的两种方案。其中一种设计方案，应用了豪兰得电流泵，在此基础上进行了相应的改装工作。经过合理的改进之后，电路能够实现相同积分的功能。对整车电路进行分析，可以得出，应用CFA来设计的相同积分电路在实现将方波转化为三角波功能上具有很好的效果。此外，在解决积分器发生的漂移、失真以及调零状况的时候，是拥用传统的经典方法来完成的。我们应用的另外一种设计方案，是对反向积分器进行了相应的改进工作。在这个工作过程中，我们应用了加入新的电阻来解决直通电容产生的反馈相位延后带来严重影响的问题。这个外加电阻一般是放在求和节点以及反向输入端之间，这样一来，便能够有效的对电路的自激条件破坏。设计这样的积分电路，最先做的工作便是要确定相应的时间常数。时间常数的大小直接影响了积分速度的快慢，运算放大器输入电压最大值是有范围限制的，在这样的条件下，如果时间常数很小，便会使得输出的波形偏离原先的真实度。

五、电路设计结果

首先，我们可以确定的是，电流模电路设计的运算电路与电压模电路设计的运算电路方式基本上是相同的，在这个设计过程中，一般都会以输入端的电压约束条件以及电流约束条件作为设计电路的基本原则。采用这样的运算方式，还可以拓展为更多形式的运算电路。其次，我们可以肯定的是，为了解决CFA运算电路失调电压大的问题，可以采用精准调零的方式。CFA在实际的工作过程中，为了避免电容的影响，需要应用高速互补双极的制造工艺。

六、结语

综上所述，随着科技的发展，对电路设计的要求也越来越高。对此，我们必须对此进行重视，不断的发展电路的设计以及制造工艺。良好的科技投入到电路设计过程中，能够使得电路制造以及发展更为科学、更为平稳、更为快速，促进我国电子科技不断创新与发展。

参考文献:

［1］辛蒙．基于CFA的运算电路设计与仿真［J］．电子技术，2011(12)．

［2］赛尔吉欧弗朗哥．基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计第三版［M］．西安交通大学出版社，2009:261-266．

［3］张雪梅．低压低耗宽带CMOS电流反馈运放仿真设计［J］．半导体技术，2009(09):895-898．

⬣ 状态机电路设计思想总结

0前言

DX-200是HARRIS公司设置研发的，一种在调制编码板上设置检测电路，可以对功放模块进行相关检测，从而确保模块装置是否合理。DX-200数字式中波发射机主要目的是：防止功放模块因为高频泄防通路而导致变压器初级感应异常引发烧毁合成器母板现象。DX-200数字式中波发射机与保险检测电路合为一体，运用模块之间的串联方式，对电路结构和保险检测电路不影响的情况下，实现电路检测的安全性，这是DX-200数字式中波发射机检测电路的有点以及独到之处。

1检测电路概述

就电路的检测装置而言，通常来说，主要采取两种检测电路的方式，分别是：电缆联锁检测电路和保险检测电路两种。

1.1电缆联锁检测电路特点

电缆联锁检测电路是通过模块与模块之间的串接，通过模块的闭合接点，将模块之间进行串接相连，从而实现电缆联锁检测。这种电缆联锁检测电路的开端是由合成器母板J25-9与调制码板J1-9相连，终端是由合成器母板J25-10与调制码板J1-10相连；另外一组的连接则是由合成器母板J26-10与调制码板J1-20相连，终端由合成器母板J26-9与调制码板J1-19连接，在与调制编码板其他型号模块进行连接，实现模块串接方式，从而完成DX-200的调制编码板的完成。这种设计主要采用串接方式，可以对239个模块进行检测，以确保这239个模块是否有故障，倘若出现故障，控制器（1A31)的故障PAL(U3)向操作控制PAL发出禁止命令。

1.2保险检测电路特点

保险检测电路主要是由Rf驱动和电源保险一起构成的检测电路，其设计的思路如下图所示：就保险检测电路而言，每一个保险检测电路的调制编码板会设置会亮起，提示故障。

2电缆联锁检测电路相关分析

正常情况下，电缆联锁检测电路处于正常情况下，所有模块的接触也都正常，若是这种情况下出现电路故障的化，电缆联锁比较器就会根据相应的故障线路，对电压以及电阻情况进行计算，并反应出计算结果。例如设定各个串接电路的数值分别为：I=+33=90.4(kΨ).各支路电流I=18/90.4=0.2(mA).电缆比较器的比较电压最终计算结果为10.4V.异常情况下，当模块接触不良或是没有达到指定位置的话，稳压管处于正向导通状态，它的数值为0.7V，经过相应计算，电缆比较器的比较电压最后的数值为参考电压减去稳压管电压。若是电缆联锁检测电路异常情况下，保险比较器的'电压会较参考电压数值高，这对于保险检测电缆来说，不会造成影响。

3保险检测电路分析

在正常情况下，保险检测电路Rf驱动信号的幅度为CCR20处于截止状态，这样一来，电源保险输出处于高电平状态。异常情况下，功放模块的驱动保险和电源保险以及保险板上的250V分支保险开路，对电缆联锁和保险检测电路都会产生影响，对保险检测电路的影响主要在于保险开路问题，由于射频保险开路后，电缆联锁比较器的电压值会超过参考电压，这样一来，就不会对电缆联锁电路造成影响。保险检测电路涉及的射频保险开路如下图所示：其中，参考电压数值Uz=I3×100×103=0.047×10-3×100×103=4.7V，而正常电压值Ub=I2×100×103=0.051×10-3×100×103=5.1V.通过参考电压数值和正常电压数值的比较，我们可以发现保险开路时，不会对电缆联锁检测电路产生影响。

4结束语

综上所述，我们不难发现DX-200数字式中波发射机检测电路的设计，对于电路故障问题的计算能力以及检测都具有重要的作用。当某一功放模块就位，电缆联锁检测电路和保险检测电路其中一个发出故障信号时，另一个检测电路处于正常状态，就不会对电路造成影响，由此我们可以看出，电缆联锁检测电路和保险检测电路二者是相互独立的检测电路，不受彼此的影响，这对于我们了解和学习电路学方面知识来说，具有重要的指导意义。

⬣ 状态机电路设计思想总结

无线充电电路设计论文范文

摘要：介绍了一种电容式位移传感器调理电路，分析了电容式传感器调理电路中二极管不平衡环形电路的工作原理，搭建了实验平台，对设计的电路进行了数据采集，采用端点直线法分析了电容式位移传感器的非线性误差。实验结果表明，该电容式位移传感器非线性误差很小，能够准确的测量出微小变化的位移。

关键词：电容式传感器；非线性误差；位移

引言

电容传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的传感器，具有结构简单，动态响应好，灵敏度高，能测量微小变化等优点。广泛应用于位移、速度、加速度等机械量精密测量。在实现运料车辆寻轨运行至指定位置，进行货料称重并完成卸载储存的智能化仓储管理系统中，利用电容式位移传感器实现位移检测，保障小车能够准确停靠，其调理电路的设计至关重要，本文对此进行了研究。

1、智能仓储管理系统原理

智能化仓储管理系统采用单片机控制，结合应变片传感器、电容传感器、A/D转换模块、H桥PWM输出模块、放大电路等，构成运料小车，其原理框图如图1所示。图1中，应变片传感器完成称重功能，电容传感器检测位移，确定小车停靠位置。

2、电容传感器信号调理电路设计

在本电容传感器信号调理电路设计中采用差动式电容传感器，调理电路设计中采用二极管不平衡环形电路，差动输出的电容量在调理电路中分别是Cx也是对称的矩形波，没有直流分量。当Cx1≠Cx2时，C5两端的uC5为正负半周不对称的波形，使得uNO存在直流分量，直流分量经过L2和C6低通滤波后，在输出端得到不同极性的直流电压Uo。

3、电容式传感器测位移实验

搭建电容式位移传感器调理电路的测试平台，随着位移的变化电容传感器电容量发生变化，从而调理电路输出电压UO发生变化，经过多次实验得到位移—输出电压的几组数据，如表=（和（x=（。

4、结论

针对电容式位移传感器设计的调理电路进行试验平台搭建和数据分析，采用端点直线法进行拟合计算出非线性误差仅为±0。27%，非线性误差很小，设计的调理电路在实际应用中有很大的实用价值，能够准确的测量微小变化的位移。

参考文献：

[：13—15。

[：11—13。

[：64—65。

[：34—39。

[：173—174

[：143—151。

[：184。

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