集成电路设计分析篇1
【关键词】集成运放；aC放大器；DC放大器
1前言
集成运算放大器(简称集成运放)具有功能强、易用诸多优点，被广泛应用于音频电压放大、仪表信号放大、信号滤波等场合，其已成为电子电路尤其是模拟电路的标准器件，也是模拟电子技术课程教学的主要内容之一。为了使入门者更容易理解集成运放的工作原理和更容易解释集成运放电路，在教学中常使用集成运放的理想运放模型，如视输入阻抗无穷大、输出阻抗为零、开环电压增益无穷大和零输入失调电压。在DC放大器设计中，集成运放的零输入失调电压参数对电路设计影响很大，同一电路设计，因选择不同的集成运放，所得结果差异巨大，甚至电路完全不能工作。传统运放电路，通常隐藏公用电源脚，且默认为正负对称双电源供电，而当前，随着电子产品小型化趋势到来，很多场合并不能提供正负对称双电源，而只能提供单电源，由于很多初学者对集成运放电源的供电认识模糊，在设计单电源供电的aC放大器时，不对电路进行相关改造，而是直接用单电源代替双电源，导致电路工作不正常。
2aC放大器设计错误分析
图1为典型的aC放大器，电路采用Lm358集成运放，采用正负对称的双电源供电，交流信号的电压放大倍数aV=1+R2/R3=23，输入阻抗Ri=R1=1K。C1为耦合电容，隔掉信号源中的直流成份，C2对直流开路，使直流电压产生100%负反馈，从而稳定直流工作点，C2对交流信号相当于短路，从而不影响交流信号的电压放大倍数。无信号输入时，正相输入端、反相输入和输出端的直流电压都约为0V，有信号时，输出端电压在0V基础上变化。不少块合，如电池供电时，无法提供正负对称的双电源，不少初学者由于对集成运放的供电和集成运放电路的直流工作点认识模糊，在设计aC放大器时，直接用单电源代替双电源，设计电路如图2所示。图2电路，无信号输入时，正相输入端、反相输入和输出端的直流电压都约为0V，而当有交流信号输入时，输入信号为正极性时，输出端可以输出放大后的正极性电压，而输入信号为负极性时，输出端不可能输出负极性电压，导致产生严重的失真。单电源供电条件下，正确的电路设计如图3所示。图3电路增加了电阻R4、R5和电容C3、C4，电阻R4和R5阻值相等，提供7．5V直流电压给集成运放的正相输入端，从而使集成运放的正相输入端、反相输入端和输出端的直流电压都提升至7．5V。当输入交流信号时，输出端电压就可以在7．5V基础上进行上下摆动，从而完成交流信号的不失真放大。电容C3为滤波电容，电容C4为输出耦合电容，起到隔直通交作用。
3DC放大器设计错误分析
DC放大器大量应用于传感器信号放大和自动控制场合，图4为一典型的60dB电压增益的DC放大器，电路包括两级电压放大，每级电压放大倍数为34倍。仿真测试时，若选择理想集成运放模型，零输入时(输入端短路)，输出端电压为0V，1mV输入时，输出1V，电路实现设计要求;若选择常用Lm358集成运放，仿真测试发现，零输入时，输出端电压3．22V，发生了严重偏离，电路完全不可用。其实，真实的集成运放所组成的DC放大器，零输入时，输出端不可能零输出，输出电压为:Vo=Vios×avd其中，Vios为集成运放的输入失调电压参数，avd为放大器闭环电压放大倍数。不同的集成运放，其输入失调电压参数相差甚远，理想运放，视输入失调电压为零，因此，采用理想运放的DC放大器，零输入时，可实现零输出。而常用的Lm358运放，其输入失调电压达mV级别，因此，60dB电压增益的DC放大器，其输出误差可达数V之大。解决办法是选择低输入失调电压的集成运放，如op07，其输入失调电压低至几nV，用在本电路，输出端误差能控制在毫伏级别。
4结语
若对集成运放的电源供电条件和集成运放的相关参数了解不够，电路设计容易出错或电路指标不理想。设计单电源供电的aC放大器时，应将直流工作平移至电源电压的一半，设计DC放大器时，应采用低输入失调电压的集成运放。
参考文献:
［1］陈静，史雪飞．“模拟电子技术”课程中若干关键问题的探讨［J］．电气电子教学学报，2014(1):59～61．
［2］曹吉花，郭焕银，唐永刚．电子设计工程师认证与电子技术教学改革［J］．高校实验室工作研究，2011(1):35～36．
集成电路设计分析篇2
关键词：用电信息采集系统；线损分析；供售电量计算；配电分析
作者简介：叶宇统（1977-），男，浙江宁波人，宁波电力局，助理工程师。（浙江宁波315032）
中图分类号：tm726文献标识码：a文章编号：1007-0079（2013）29-0222-02
用电信息采集系统能够对计量装置进行在线监测，同时实时、准确、完整地采集用户负荷、电压和电量等重要信息，从而为电力企业经营管理各环节的分析和决策提供支撑，提升企业对市场变化的反应能力和客户服务质量。[1]基于此，本文对用电信息采集系统线损及配电分析子系统进行研究，确保系统能够具有更加灵活的部署方式和可伸缩性，力求满足不同的部署模式和未来3～5年电力企业业务发展的需要。
一、用电信息采集系统线损及配电分析子系统的结构设计
1.系统逻辑架构的分析
系统在逻辑上分为采集设备层、通信信道层和主站层三个层次，通过接口的方式，系统与营销应用系统和其他应用系统进行接口。[2]具体说来：
（1）采集设备层。作为系统的信息底层，采集设备层负责收集和提供整个系统的原始用电信息，其又可以分为计量设备子层和终端子层，对于低压集抄部分可能有多种形式，包括集中器+电能表和集中器+采集器+电能表等。计量设备层实现用电计量等功能；终端子层实现用户计量设备的信息、处理和冻结有关数据并与上层主站进行交互。
（2）通信信道层。作为采集设备层和主站的纽带，通信信道层提供了各种可用的无线和有线通信信道，为终端和主站的信息交互提供链路基础。目前采用的通信信道主要有GpRS/CDma无线公网、光纤专网和230mHz无线专网。
（3）主站层。主站层又分为业务应用、数据采集、控制执行、前置通信调度和数据库管理等部分，其中业务应用实现系统各种应用业务逻辑；数据采集实现采集终端的用电信息和协议解析；控制执行实现带控制功能的终端执行有关的控制操作；前置通信调度对各种与终端的远程通信方式进行通信的管理和调度等。
2.系统安全防护的分析
作为营销管理业务应用系统基础数据源的提供者，用电信息采集系统线损及配电分析子系统的安全性和保密性至关重要，因此要采用各种先进技术，如防火墙技术、虚拟交换网络、加密技术和网络管理技术等，在系统的各个层面加以防范，并加强系统日常运行管理中的规范管理。
系统安全防护体系建设要遵循如下策略：[3]使用逻辑强隔离设备对信息内外网间进行隔离；信息系统要实现等级保护为基本出发点进行安全防护体系建设，并参照国家等级保护基本要求对安全防护措施进行设计；信息系统划分为主机、边界、网络和应用等四个层次进行安全防护设计。
二、用电信息采集系统线损及配电分析子系统的功能模块设计
用电信息采集系统线损及配电分析子系统由线损分析模块、供售电量计算模块和配电分析模块构成，其功能模块图如图1所示：
1.供售电量计算的设计
供售电量计算模块包括以下两个部分：
（1）线路供电量计算：实现对线路关口表供电量、变压器电能表供电量的计算；计算完成后将结果存入到数据库中；设置定时任务进行自动计算。
（2）台区供售电量计算：实现对线路所包含低压电能表售电量的计算；实现对线路所包含低压电能表供电量的计算；计算完成后将结果存入到数据库中；设置定时任务进行自动计算。
2.线损分析的设计
作为整个系统和核心模块之一，线损分析模块包括以下三个部分：
（1）线路高压损失率：根据线路关口供电量和变压器电能表供电量计算线路高压线损失率，将计算结果保存到数据库中。
（2）台区低压损失率：根据变压器电能表供电量和台区售电量计算台区低压损失率，将计算结果保存到数据库中。
（3）线路综合损失率：根据线路关口供电量和线路售电量计算线路综合线损率，将计算结果保存到数据库中。
3.配电分析的设计
配电分析模块包括以下几个部分：
（1）线路负荷率：根据线路当天平均功率和最大功率来计算线路当天负荷率，将计算结果保存到数据库中。
（2）线路利用率：根据线路当天最大功率和线路下所带变压器额定容量之和计算线路利用率，将计算结果保存到数据库中。
（3）线路同时率：根据线路当天最大功率和最大功率时刻线路下所带变压器功率之和计算出线路同时率，将计算结果保存到数据库中。
（4）变电所母线不平衡率：根据变电所母线入母线电量和出母线电量计算出变电所母线不平衡率，将计算结果保存到数据库中。
（5）变压器负荷率：根据变压器当天最大功率和平均负荷计算出线路负荷率，将计算结果保存到数据库中。
（6）变压器利用率：根据变压器当天最大功率和变压器额定容量计算出变压器利用率，将计算结果保存到数据库中。
（7）变压器三相电流不平衡率：根据变压器三相电流值计算出最大三相电流不平衡率，将计算结果保存到数据库中。
（8）变压器电压合格率：根据变压器三相电压越限情况计算变压器电压合格率，将计算结果保存到数据库中。
三、用电信息采集系统线损及配电分析子系统的数据库表设计
用电信息采集系统线损及配电分析子系统所用到的数据库表主要有8张，如表1所示。
（1）关口计量表日电量统计表（GatewaY_DaY_eneRGY）用于存储线路关口计量表日电量数据，包括代表时间、计量点名称、关口计量表四相电能示值、所属变电站、四相电量等信息。
（2）电能表日电量统计表（meteR_DaY_eneRGY）用于存储公变、专变电能表日电量数据，包括代表时间、电能表标志、公变专变标志、四相电量、电能表四相电能示值和所属台区等信息。
（3）台区日售电量统计表（tG_DaY_eneRGY）用于存储台区日售电量数据，包括代表时间、台区名称、台区售电量、台区供电量和公变专变标志等信息。
（4）线路高压线损率日统计表（LL_HV_DaY_Stat）用于存储线路高压线损率日数据，包括起始时间、线路名称、终止时间、调整供电量、线路供电量、公变供电量、线路合计供电量、专变售电量、调整售电量、线路损失电量、线路售电量合计、线路高压损失率和理论线损率等信息。
（5）线路综合线损率日统计表（LL_Com_DaY_Stat）用于储存线路综合线损率日数据，包括起始时间、线路名称、终止时间、调整供电量、线路供电量、线路合计供电量、公变售电量、公变供电量、公变线损电量、调整售电量、专变售电量、线路综合损失电量、线路综合损失率等信息。
（6）台区线损率日统计表（tG_LL_DaY_Stat）用于存储台区线损率日数据，包括起始时间、台区名称、终止时间、台区抄见供电量、损失电量、合计供电量、调整供电量、结算售电量、调整售电量、合计售电量、公变专变标志、有损线损率等信息。
（7）线路配电指标统计表（Line_DiStRiBUtion）用来存储线路配电指标统计数据，包括代表日期、线路名称、线路负荷率、线路同时率、线路利用率、母线不平衡率和母线标志等。
（8）变压器配电指标统计表（tRanS_DiStRiBUtion）用于存储变压器配电指标统计数据，包括代表日期、变压器名称、变压器负荷率、变压器三相电流不平衡率、变压器利用率和变压器电压合格率等。
四、用电信息采集系统线损及配电分析子系统的测试
系统测试分为黑盒测试和白盒测试。黑盒测试又称为功能性测试，是根据软件实现的功能作为测试的唯一依据设计测试用例，而不考虑软件编程的具体实现；白盒测试又称为结构性测试，是根据程序实现来设计测试用例。[4]
1.系统功能测试
系统功能测试包括后台定时计算程序功能测试和前台页面展示功能测试。后台定时计算功能测试包括电网拓补结构导入功能测试、台区低压损失率计算功能测试、台区供售电量计算功能测试、线路高压损失率计算功能测试、变电所母线不平衡率计算功能测试、线路供电量计算功能测试、线路综合损失率计算功能测试、线路利用率计算功能测试、变压器负荷率计算功能测试、变压器三相电流不平衡率计算功能测试、线路同时率计算功能测试、线路负荷率计算功能测试、变压器利用率计算功能测试、变压器电压合格率计算功能测试等内容。前台页面展示功能测试包括与计算结果对应的各个展示页面的测试。
2.系统集成测试
系统集成测试包括页面响应速度测试、后台程序执行速度测试、webService服务接口执行速度测试等内容。
3.系统测试的结果
系统测试结果见表2。
从测试结果可以可知，系统与数据库服务器、应用服务器在各项性能测试中均表现正常；系统与数据库服务器、应用服务器对各请求的响应正确；数据库服务器在连接数较多和数据量基数较大的情况下会造成性能的下降。
五、小结
本文所构建的用电信息采集系统线损及配电分析子系统包括线损分析、供售电量计算和配电分析三个模块。通过这三个模块功能的实现，电力企业配电网运行人员能够对配电线路、变压器不平衡等运行数据进行及时分析，配合线路损耗变压器损耗的异常波动，对配电线路和变压器的运行方式进行及时调整，从而提高配电线路和变压器的寿命，也提高负荷分配的合理性。
参考文献：
[1]傅士冀，夏水斌，李帆.湖北电力用户用电信息采集系统建设的思考[J].湖北电力，2008，（12）.
[2]王大伟.从技术和管理角度分析线损管理[J].工程技术，2009，（17）.
集成电路设计分析篇3
【关键词】平地居民密集区；110KV架空送电线路；研究分析
送电线路作为电力行业的一种基础设施，不但关系到社会生产的正常用电，而且还关系到沿线居民的生命财产安全，因此认真分析平地居民密集区高压送电线路的设计施工十分必要。
1平地居民密集区110KV送线电路设计分析的必要性
之所以对平地居民密集区的高压送电线路的设计施工进行分析，是由高压送电线路设计分析工作本身以及平地居民密集区特点所决定的。
第一，高压输送线路设计工作特点。送电线路是影响电力系统正常运行关键所在，同时对保护社会生产用电安全也十分重要。众所周知，电力输送长度越长，线路损耗就越大，因此在保证线路基本功能的同时还要缩短输电距离，减少送电成本。由此看出，对送电线路进行科学合理的规划是十分必要的。
第二，平地居民密集区的特点。平地居民密集区的主要特点是居民区内居民数量要远高于其他区域，密集的居民分布会导致区域内基础设施规划十分复杂，并且空闲空间很少，从而留给线路施工的空间就很少。所以，我们有必要对平地居民密集区的高压送电线路进行设计分析。
2高压送电线路的设计原则
第一，安全原则。这里所指的安全不单是指线路施工时的安全而且还包括线路使用过程中的安全。因为一旦高压线路在使用过程中出现安全事故，就有可能严重威胁到线路周围居民的生命财产安全，所以安全原则是线路设计需要遵循的首要原则。
第二，结构优化原则。硬件是高压电力线路的重要构成要素，硬件结构的优化不但关系到线路输送能力的高低，而且在应对自然灾害以及气候变化等方面都发挥着重要作用。
第三，系统监测原则。电力线路的维护管理一直都是电力企业管理工作的难点，为减少维护人员劳动强度，提高维护工作效率，在线路设计时需要考虑到在线监测。在线监测可以对气象、防盗、工况等进行实时监控，从而确保送电线路的持续稳定工作。
第四，防雷保护原则。电力塔一般都很高，在夏季多雷期很容易遭受雷击，不但会造成电力系统的停运，而且还会给周围居民的生命财产安全造成巨大威胁。因此，在进行高压线路设计时还要考虑到防雷保护原则。
3平地居民密集区110KV送电线路设计
3.1110KV送电线路设计内容
第一，线路导线选择。选择合适的导线是送电线路设计的重要工作，一般来说高压电线路对导线有很严格的要求。首先，导线必须具备很高的负荷能力；其次，导线还要具备一定的抗电磁干扰能力并且线路损耗小。另外，导线的使用寿命以及安全性能也包括在设计工作内容之内。
第二，绝缘接地设计。为保证线路的安全，电力企业还需要对线路进行绝缘设计。设计师应该结合线路应用要求在电塔上设置合适数量的绝缘子。另外，电力企业还要对线路进行接地处理，并针对施工地区实际情况选择合适的接地方式。
3.2平地居民密集区110KV送电线路设计的影响因素以及应对措施
平地居民密集区影响送电线路设计的因素有很多，但是总体上可以将这些因素分为房屋因素、道路因素以及自然因素。
第一，房屋因素。平地居民密集区房屋密集给高压送电线路的设计施工带来了不小难度。一般情况下，线路施工应该尽量避免跨房屋，再加上在密集区留给线路铺设施工的空间很小，因此设计师要针对这些问题采取一定的应对措施。
在居民区建设高压电塔时，应该尽量避开对居民生活影响较大的区域，并且要减少土方的开挖，尽量使用混凝土灌注桩或者钢管灌注桩。另外，如果必须要进行基坑开挖，施工企业务必要做好基坑支护工作，以免对周围房屋产生不良影响。
第二，道路因素。居民密集区的道路大多纵横交错、转弯较多，按照传统的沿着道路铺设线路的方式便不再合适，因此在密集居民区设置线路时难免要存在交叉跨越。此时，一旦线路设置不合理就会造成严重的生产事故甚至是安全事故。
首先，高压线路还是要尽量沿着道路进行设置，在施工时要验证道路是否符合相关工程建设标准，以免开挖作业对道路造成破坏。其次，为减少线路施工对交通的影响，线路设置施工要尽量避开交通高峰期。最后，如果出现线路交叉重叠，施工方务必要使线路符合相关的交叉重叠规范，减少线路之间的相互影响。
第三，自然因素。自然因素不但会对线路的工作使用产生影响，而且还会对线路设置施工产生很大影响。恶劣自然灾害会影响线路施工进度以及加速线路的损坏。
首先，在施工前施工企业要结合施工地区以往的气象资料，并且要对当地居民进行走访，了解该地的天气变化规律，从而制定合适的施工方案，保证工程按时完工。其次，设计人员在设计时要考虑到该地常见的自然灾害，例如居民密集区风速大，冬天冻土较浅等自然特点选择合适的工艺方法和材料，从而保证线路的使用寿命。
4结语
平地居民密集区110KV送电线路的设计工作是线路设置工程的重要构成要素，现阶段对平地居民密集区高压送电线路的设计还不成熟，还存在一些问题。本文首先对研究平地居民密集区高压线路设计工作的必要性进行了简单分析，然后对高压线路设计原则进行详细探讨，最后结合影响设计施工的因素提出了几点做好送电线路设计具体措施。
参考文献：
[1]贺忠义，左世颜，苏良智.平地居民密集区110KV架空送电线路设计分析[J].电源技术应用，2013（2）.
集成电路设计分析篇4
关键词：微电子；课程设计；教学体系；改革研究
中图分类号：G642.0文献标志码：a文章编号：1674-9324（2016）51-0083-02
一、改革研究背景
微电子课程设计是微电子等专业本科学生必修的一门专业实验课，是理论性和实践性都非常强的一门课程[1-4]。微电子课程设计涉及了集成电路设计、半导体物理、半导体器件、工艺及材料等多个专业方面。笔者经过多年的教学与实践，总结分析后发现如下两点不足：
1.课程内容主要集中在电路方面，忽略了对微电子工艺及器件方面的教学与考核。对于微电子专业的本科生而言，该实验应该重点包括两部分内容――微电子工艺与器件、集成电路设计。其中，微电子工艺与器件主要包括微电子工艺模拟、微电子器件模拟和memS器件模拟三个模块，相关软件有Sentaurusprocess、taurusmeDiCi、anSYS等。学生掌握完成各种半导体器件的工艺方案设计、工艺参数优化、直流特性分析、交流特性分析、频率特性分析和简单门电路的器件级模拟，加深学生对专业知识的理解和把握，培养设计创新能力[5]。
2.在电路方面，现有的教学内容过多偏重于模拟部分。课程应该加强数字集成电路的讲解。传统的集成电路主要分为数字集成电路和模拟集成电路两部分，主要软件有Cadence、actelDesigner、aDS等设计软件。通过eDa软件，实现不同层次和复杂度的模拟、数字集成电路设计实验。完整的电路实验可以切实提高学生的实践能力，增强就业竞争力。
二、改革研究目标和思路
本文研究目标是针对微电子等专业的本科生，依托南京邮电大学电子科学与工程实验教学中心良好的软硬件环境，改革微电子课程设计课程内容和方法，形成一套完整的课程内容，涵盖从微电子工艺器件，到集成电路设计。要求学生掌握半导体材料特性测试技术、微电子技术工艺参数测试分析技术和微电子器件设计与参数提取技g，能够熟练使用集成电路eDa工具软件，独立完成基本电路设计。改革对加深学生对微电子专业知识的系统理解和掌握，培养设计创新能力，提高就业竞争力有着良好的推动作用[6]。
改革主要思路是将课程内容分成两部分，即微电子器件的设计及模型参数的提取、集成电路设计，根据团队中各个老师的研究方向，安排专人进行课程内容建设，设计出符合本科生知识背景的专业实验。特别针对器件级和电路级的衔接，制定出可行的实验内容。本课程要求学生先修完大学物理实验，半导体物理，半导体器件，微电子学概论，模拟电子技术，数字集成电路设计，微电子制造技术和计算机辅助设计等理论课程后，再进行本课程的学习。
三、改革研究内容
为了紧跟当今科学技术的飞速发展，进一步加强微电子专业学生的综合基础知识和专业素养，了解集成电路的整个设计流程，本改革全面系统地进行了涉及从微电子工艺、器件、模型、iC设计等整个流程。旨在培养学生运用Sentaurus，iCCap，Candece，Synopsys等eDa软件进行微电子工艺，器件模型以及iC集成电路设计，熟悉从工艺，器件至电路的整个设计流程，能进行工艺级，器件级和电路级的设计工作[7]。改革内容主要包括如下两部分：
1.微电子器件的设计及模型参数的提取。利用Sentaurus和iCCap等仿真软件，进行集成电路工艺和器件的设计与模拟，然后对于建立的器件结构进行相关模型参数的提取。具体包括：①器件结构的实现；②器件特性的表征；③器件模型参数的提取。
2.集成电路设计。①模拟集成电路模块包括了从最基本的单管放大器到具有较为完整功能的集成电路芯片的设计内容，借助于实验内容的推进，学生可以实现从电路设计、电路仿真、版图设计、版图验证、芯片测试的模拟集成电路设计流程。②数字集成电路模块可以完成包括数字集成电路前端和后端实验内容，学生可以完成从系统定义、RtL综合、时序分析、可测性设计到版图实现的完整数字集成电路设计流程[8]。并且配备了先进的集成电路测试系统，做到虚拟仿真与实际硬件仿真相结合，进行复杂系统功能的验证。
四、改革研究意义
1.加强学生对整个集成电路设计流程的掌握，充实南京邮电大学微电子专业面向“卓越工程师”培养的实践教学体系的建设，提高学生们的实践操作能力，加深对理论知识的理解和掌握。
2.重构优化现有的微电子专业设计课程安排，针对当今先进集成电路设计，形成涉及从微电子底端（工艺级和器件级）至顶端（电路级和系统级）的一整套课程设计。
3.培养学生对微电子相关的eDa软件的学习与使用，并形成一批具有理论基础、能提高学生eDa使用技能的创新项目，提升学生们的创新意识，培养他们探索新事物的勇气，使他们更加适应新世纪的挑战。
五、总结
改革内容涉及了微电子工艺、器件制作、参数提取以及iC电路设计，这些知识和技能的培养是作为微电子专业学生必备的，同时也是学生后续进入研究生阶段从事微电子相关科学研究的基础；改革中涉及到的各种eDa软件的学习与使用，均是当今先进集成电路设计中正在使用的，这些技能的学习与掌握有助于提高学生们的综合素质，提升他们将来毕业后的就业竞争力，也有助于加快我国的现代化建设，实现“中国梦”。
参考文献：
[1]方玉明，夏晓娟，吉新村，等.微电子专业课程体系结构优化研究[J].教育教学论坛，2014（4）：33-35.
[2]姜岩峰，张晓波，杨兵，等.微电子实践教学内容的研究和改革[C].北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集，2007：88-89.
[3]李l，方玉明，徐跃，等.微电子专业实验教学改革和探索[J].考试：教研版，2013，（3）：19-19.
[4]王莉，梁齐，张广斌.微电子专业课程建设与教学改革的探索[J].中国现代教育装备，2008，（10）：92-93.
[5]梁齐，杨明武，刘声雷，张彦，陈士荣，宣晓峰.微电子工艺实验教学模式探索[J].实验室科学，2008，（01）：45-46.
[6]毛剑波，易茂祥，张天畅.微电子学专业实验室建设的探索与实践[J].实验室研究与探索，2005，（12）：78-79.
[7]杨虹，冯世娟.面向21世纪的微电子技术人才培养――微电子技术专业本科生教学计划的制订[J].重庆邮电学院学报（社会科学版），2004，（S1）：24-25.
[8]周金运，胡义华，吴福根.电子科学技术本科专业课程设置改革的依据与实践[J].广东工业大学学报（社会科学版），2003，（02）：66-67.
ResearchontheReformoftheteachingSystemofmicroelectronicsCourseDesign
CaiZhi-kuang，wanGZi-xuan，HUShan-wen
（CollegeofelectronicScienceandengineering，nanjingUniversityofpostsandtelecommunications，nanjing，Jiangsu210023，China）
集成电路设计分析篇5
关键词eDa技术;电子工程
1eDa技术的基本概念
eDa是电子设计自动化(electronicDesignautomation)的缩写，是从CaD(计算机辅助设计)、Cam(计算机辅助制造)、Cat(计算机辅助测试)和Cae(计算机辅助工程)的概念发展而来的。eDa技术是以计算机为工具，集数据库、图形学、图论与拓扑逻辑、计算数学、优化理论等多学科最新理论于一体，是计算机信息技术、微电子技术、电路理论、信息分析与信号处理的结晶。
2eDa技术的发展过程
eDa技术的发展过程反映了近代电子产品设计技术的一段历史进程，大致分为3个时期。
1)初级阶段:早期阶段即是CaD(ComputerassistDesign)阶段，大致在20世纪70年代，当时中小规模集成电路已经出现，传统的手工制图设计印刷电路板和集成电路的方法效率低、花费大、制造周期长。人们开始借助于计算机完成印制电路板一pCB设计，将产品设计过程中高重复性的繁杂劳动如布图布线工作用二维平面图形编辑与分析的CaD工具代替，主要功能是交互图形编辑，设计规则检查，解决晶体管级版图设计、pCB布局布线、门级电路模拟和测试。
2)发展阶段:20世纪80年代是eDa技术的发展和完善阶段，即进入到Cae(ComputerassistengineeringDesign)阶段。由于集成电路规模的逐步扩大和电子系统的日趋复杂，人们进一步开发设计软件，将各个CaD工具集成为系统，从而加强了电路功能设计和结构设计，该时期的eDa技术已经延伸到半导体芯片的设计，生产出可编程半导体芯片。
3)成熟阶段:20世纪90年代以后微电子技术突飞猛进，一个芯片上可以集成几百万、几千万乃至上亿个晶体管，这给eDa技术提出了更高的要求，也促进了eDa技术的大发展。各公司相继开发出了大规模的eDa软件系统，这时出现了以高级语言描述、系统级仿真和综合技术为特征的eDa技术。
3eDa技术的特点
eDa技术代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是采用高级语言描述，即硬件描述语言HDL(HardwareDescriptionLanguage)，就是可以描述硬件电路的功能。信号连接关系及定时关系的语言。它比电原理图更有效地表示硬件电路的特性，同时具有系统仿真和综合能力，具体归纳为以下几点:
1)现代化eDa技术大多采用“自顶向下(top-Down)”的设计程序，从而确保设计方案整体的合理和优化，避免“自底向上(Bottom-up)”设计过程使局部优化，整体结构较差的缺陷。
2)HDL给设计带来很多优点:①语言公开可利用;②语言描述范围宽广;③使设计与工艺无关;④可以系统编程和现场编程，使设计便于交流、保存、修改和重复使用，能够实现在线升级。
3)自动化程度高，设计过程中随时可以进行各级的仿真、纠错和调试，使设计者能早期发现结构设计上的错误，避免设计工作的浪费，同时设计人员可以抛开一些具体细节问题，从而把主要精力集中在系统的开发上，保证设计的高效率、低成本，且产品开发周期短、循环快。
4)可以并行操作，现代eDa技术建立了并行工程框架结构的工作环境。从而保证和支持多人同时并行地进行电子系统的设计和开发。
4eDa技术的作用
eDa技术在电子工程设计中发挥着不可替代的作用，主要表现在以下几个方面:
4.1验证电路设计方案的正确性
设计方案确定之后，首先采用系统仿真或结构模拟的方法验证设计方案的可行性，这只要确定系统各个环节的传递函数(数学模型)便可实现。这种系统仿真技术可推广应用于非电专业的系统设计，或某种新理论、新构思的设计方案。仿真之后对构成系统的各电路结构进行模拟分析，以判断电路结构设计的正确性及性能指标的可实现性。这种量化分析方法对于提高工程设计水平和产品质量，具有重要的指导意义。
4.2电路特性的优化设计
元器件的容差和工作环境温度将对电路的稳定性产生影响。传统的设计方法很难对这种影响进行全面的分析，也就很难实现整体的优化设计。eDa技术中的温度分析和统计分析功能可以分析各种温度条件下的电路特性，便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当的系统稳定裕度，真正做到优化设计。
4.3实现电路特性的模拟测试
电子电路设计过程中，大量的工作是数据测试和特性分析。但是受测试手段和仪器精度所限，测试问题很多。采用eDa技术后，可以方便地实现全功能测试。
5eDa技术的软件
目前eDa技术的软件很多，如ewB、pRoteLL等。
1)ewB(electronicsworkbench)软件。ewB是基于pC平台的电子设计软件，由加拿大interactiveimagetechnologiesLtd.公司研制开发，该软件具有以下特点:①集成化工具:一体化设计环境可将原理图编辑、SpiCe仿真和波形分析、仿真电路的在线修改、选用虚拟仪器、借助14种分析工具输出结果等操作在一个集成系统中完成。②仿真器:交互式32位SpiCe强化支持自然方式的模拟、数字和数/模混合元件。自动插入信号转换界面，支持多级层次化元件的嵌套，对电路的大小和复杂没有限制。只有提供原理图网络表和输入信号，打开仿真开关就会在一定的时间内将仿真结果输出。③原理图输入:鼠标点击一拖动界面，点一点自动连线。分层的工作环境，手工调整元器件时自动重排线路，自动分配元器件的参考编号，对元器件尺寸大小没有限制。④分析:虚拟测试设备能提供快捷、简单的分析。主要包括直流工作点、瞬态、交流频率扫描、付立叶、噪声、失真度、参数扫描、零极点、传递函数、直流灵敏度、最差情况、蒙特卡洛法等14种分析工具，可以在线显示图形并具有很大的灵活性。⑤设计文件夹:同时储存所有的设计电路信息，包括电路结构、SHCe参数、所有使用模型的设置和拷贝。全部存放在一个设计文件中，便于设计数据共享以及丢失或损坏的数据恢复。⑥接口:标准的SpiCe网表，既可以输入其他CaD生成的SHCe网络连接表并行成原理图供ewB使用，也可以将原理图输出到其他pCS工具中直接制作线路板。
2)pRoteL软件。广泛应用的protel99主要分为两大部分:用于电路原理图的设计原理图设计系统(advancedSchematic)和用于印刷电路板设计的印刷电路板设计系统(advancedpCB)。
集成电路设计分析篇6
一、组合逻辑电路的分析，就是通过某种方法找出电路的逻辑功能来，具体步骤如下
（一）根据已知的逻辑图写出逻辑函数表达式，方法是逐级写出逻辑函数表达式，最后写出该电路输出和输入的逻辑表达式；
（二）对写出的逻辑函数表达式进行化简；
（三）列出真值表进行逻辑功能分析
用框图表示为：
示例分析：
组合逻辑电路如图所示，试分析该电路的逻辑功能。
解答过程：1.由逻辑图逐级写出逻辑表达式。为了写表达式方便，借助中间变量。
2.化简与变换
3.由表达式列出真值表
4.分析逻辑功能
当a、B、C三个变量不一致时，电路输出为“1”，所以这个电路称为“不一致电路”。
二、组合逻辑电路的设计一般应以电路简单、所用器件最少为目标，并尽量减少所用集成器件的种类，因此在设计过程中要用到代数法和卡诺图法来化简或转换逻辑函数
组合逻辑电路的设计方法：
（一）将实际的问题分析出逻辑条件和逻辑结果，并量化成0，1表示；
（二）列出对应的真值表；
（三）由真值表写出对应的逻辑表达式并进行简化；
（四）画出能解决实际问题的逻辑图。
用框图表示为：
示例分析：
设计一个电话机信号控制电路。电路有i0（火警）、i1（盗警）和i2（日常业务）三种输入信号，通过排队电路分别从L0、L1、L2输出，在同一时间只能有一个信号通过。如果同时有两个以上信号出现时，应首先接通火警信号，其次为盗警信号，最后是日常业务信号。试按照上述轻重缓急设计该信号控制电路。要求用集成门电路7400（每片含4个2输入端与非门）实现。
解答过程：
1.列真值表
对于输入，设有信号为逻辑“1”；没信号为逻辑“0”。对于输出，设允许通过为逻辑“1”；不设允许通过为逻辑“0”。
2.由真值表写出各输出的逻辑表达式：
这三个表达式已是最简，不需化简。但需要用非门和与门实现，且L2需用三输入端与门才能实现，故不符和设计要求。
3.根据要求，将上式转换为与非表达式：
集成电路设计分析篇7
【关键词】版图；集成电路；反向设计
1反向设计流程
反向设计流程见图1所示，主要就是把待分析芯片转换成电路图和版图的过程。
1.1芯片解剖拍照
我们所看到的照片图形是氧化层刻蚀形成的轨迹。每个物理层看到的图形就是芯片通过解剖、染色、去层后得到逆向设计所需的图形信息，然后用光学显微镜摄取芯片图形信息再进行拼接对准。国内外有多家能够提供完整解剖和电路提取的反向设计服务的公司。图2所示就是某反向设计服务公司将芯片解剖拍照后的数据。
图1图2
1.2芯片网表提取
因为反向设计是一种自底向上的设计方法，所以芯片网表数据的提取质量显得尤其重要，初始数据的正确率直接影响电路整理、分析、物理验证。为了得到高准确率的网表，一般会安排两组工程师分别独立对网表数据进行提取。在两组工程师完成网表提取后分别进行电学规则检查以提高正确率，最后再进行网表对比验证（SVS）。图3为已经提取完成的部分芯片网表
1.3芯片电路分析整理
将通过验证的网表通过eDiF、VeRiLoG、SpiCe等格式导入eDa设计工具进行电路图的分析整理。图3左边为网表通过eDiF格式导入，我们得到的是一个平层的网表数据，电路整理是把平层的电路进行层次化整理，形成一个电路的层次化结构，以便理解设计者的思路与技巧。图3右边所示为经过整理的电路图。
图3图4
1.4芯片电路仿真
根据新的工艺调整电路器件参数，将已经层次化的电路图，通过仿真工具例如Hspice、Spectre、Hsim等eDa工具对电路模块功能进行仿真验证。
1.5芯片版图绘制
根据新的工艺文件绘制通过功能仿真验证的电路版图，使用Dracula、assura、Calibre（图5）等软件进行DRC、LVS、eRC验证。
图5
1.6系统后仿真
完成版图总体布局布线后，用eDa工具进行寄生参数提取把提取的网表进行仿真验证，并将结果与前仿真结果做对比。对影响电路性能的寄生参数进行电路或者版图的调整。最后优化版图及数据tapeoUt。
2总结
本文浅析了集成电路反向设计流程，从实例中列举说明反向设计流程，介绍每一个步骤主要的实现方法。不少人认为集成电路反向设计已经严重影响微电子产业的发展，其实不然，不同工艺的设计规则要使其兼容需要花大量的时间修改。反向并不只意味着抄袭，在原有的电路结构上理解分析以及优化后最终实现相同的或更优的功能电路。
集成电路设计分析篇8
由双极型三极管和单极型场效应晶体管构成的混合多级放大电路，由于其优良的放大能力和输入输出特性，是一种常见的模拟电路。对多级放大电路进行的静态分析和动态分析是“模拟电子技术”课程的核心内容之一，是学生必须掌握的知识点。以往的多级放大器考核题目是这样的：以分析题的形式给出电路图，让学生进行静态分析和动态分析，学生只要能够写出公式或计算电路参数就认为学生掌握了这部分知识。常规命题方法导致学生不能真正掌握晶体管的使用方法与放大电路的设计方法，真正进行工程设计时，不知道怎么搭建电路结构和选择元器件型号。采用逆向思维对晶体管多级放大电路进行教学和考核的例题如下：设计一个低频小信号两级放大电路，要求由一个增强型n沟道moS管（gm=1mS，Uth，on=2V）和一个npn型硅三极管（β=100，rbb’=300Ω）构成；晶体管工作在共源或共射组态；级间采用电容耦合；ri’≈1mΩ，ro’≈1kΩ，au≈40dB。要求学生设计电路图，给出在电路图中所有电阻的电阻值，并画出设计电路的微变等效电路。
二、系统设计
题目要求分别使用moS管和三极管两种晶体管，但是题目中并没有说明将哪种晶体管作为第一级，哪种晶体管作为第二级，这就要求学生综合学过的知识进行深入思考，然后进行系统框架设计，再进行具体的电路设计，最后计算设计电路的性能参数，从而实现题目中关于输入电阻、输出电阻和电压增益的要求。题目要求输入电阻为1mΩ，输出电阻为1kΩ。放大电路的输入电阻大、输出电阻小在实际工程中有很多好处。输入电阻大可以减小放大电路由前级电路或信号源索取的电流，对提高电路的放大能力、降低功耗都有好处。输出电阻小可以提高放大电路的带负载能力，提高了放大电路的输出功率和效率；输出电阻小同时能够加速对后级容性负载的充放电速度，有利于提高放大电路的工作速率。使用晶体管设计放大电路时，如果采用场效应晶体管共源放大电路作为输入级，可以最大程度地提高输入电阻。例如采用moSFet晶体管的栅极作为输入端时，理论上绝缘栅的输入电阻为无穷大，实际栅极输入电阻也可达到1012Ω以上。通过设计合适的外接偏置电阻，可以实现的题目中ri’≈1mΩ的要求。第二级采用三极管共射放大电路，具有较高的电压增益和电流增益。考虑外接偏置电阻，可以实现题目中ro’≈1kΩ的要求。
三、单级放大电路的设计
1.第一级放大电路的设计因为增强型n沟道moSFet晶体管不存在原始导电沟道，栅源电压UGS需要高于阈值电压Uth，on才能导通，所以第一级放大电路需要连接正确的外加偏置电路。选取的moS放大电路结构如图1所示。图1的moSFet晶体管工作在共源组态，栅源电压为：栅源电压满足增强型n沟道moSFet晶体管的导通条件，保证了第一级放大电路能够正常工作。
2.第二级放大电路的设计在设计第二级放大电路的外接偏置电路时，需要满足三极管发射结正偏、集电结反偏的基本放大条件，这就需要学生仔细设计电阻的阻值，选取合适的静态工作点。为了使输出电压具有最大不失真幅度，应该使集电极电压处于电源电压和地电位的中间值，防止过早出现截止失真或饱和失真。三极管放大电路设计如图2所示。基极电阻和集电极电阻的阻值对静态工作点的影响很大。根据图2所示电阻值，计算三极管的静态基极电流、集电极电流和集电极电压：由以上计算可知，静态工作点满足三极管的基本放大条件。因为集电极静态电压UCQ=6.35V，电源电压UCC=12V，保证了足够的最大不失真输出电压幅度。
四、总体电路的设计与分析
为了防止两级放大电路之间静态工作点相互影响，级间耦合采用电容耦合。因为两级放大电路工作在低频小信号环境，所以对耦合电容的选取要求不高，本题选取0.1μF电解电容。学生设计的两级放大电路总体电路如图3所示。对应的h参数微变等效简化模型如图4所示。根据图4微变等效电路，计算两级放大电路动态分析的三个重要参数输入电阻ri’、输出电阻ro和两级电压放大倍数a将电压放大倍数换算为分贝，即：20lg=40dBu(a)。经过计算，所设计的两级放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻参数完全满足题目要求。
五、结束语
集成电路设计分析篇9
【关键词】线损；信息采集；四分统计；降损措施
1.引言
“十二五”规划期间，我国电力建设进入蓬勃发展时期，分布式能源接入电网，电网管理实现智能化。线损是电能从发电厂配送到用户过程中各个环节造成的损失，包括不可避免的技术损耗和计量误差、透漏电等造成的管理损耗。线损率是衡量一个区域电网技术经济性的重要指标，能指导电网的设计、规划、生产和管理，如何才能有效的降低线损成为电力工作者的重点研究内容[1-4]。线损四分管理即对配电网进行分压、分台区、分区、分线管理，如图1所示。用电信息采集系统是利用先进的数字通信网络对电能进信息采集分析。
图1线损四分管理示意图
基于国内外研究现状，胡江溢等人基于用电信息采集系统的结构，分析了其建设现状并研究了通信技术、智能费控、安全保护等技术要点，对智能电网中采集系统的发展指明了方向[1]；朱彬若等基于时间属性和物理属性对采集系统主站数据进行研究，并对系统结构进行了优化，提高了系统的处理能力[2]；孙毅等提出了一种wSn非均匀分簇算法，对线路节点位置的能量进行分析，延长了网络生存时间，负载平衡度良好[3]。本文建立了用电信息采集系统，并以此为基础实现线损的四分管理。首先对线损电量的组成分类、线损率、线损管理流程进行了阐述；随后建立了用电信息采集系统模型，以某供电公司为研究对象，对比其理论线损量和统计线损量；最后给出了区域电网管理降损的措施。为今后电网线损四分统计工作提供了参考。
2.电网线损计量管理
线损是电能从发电厂配送到用户过程中各个环节造成的损失，包括不可避免的可变损耗、固定损耗和管理损耗[4]。线损等于供电量减去售电量，固定损耗主要有变压器铁损、计量表线圈损耗、电晕损耗、介质损耗等；可变损耗有导线损耗和变压器铜损；管理损耗包括用户窃电损失、计量表误差、抄表误差、漏电损耗等[4-5]。可变损耗和固定损耗成为理论线损，管理损耗为管理线损，理论线损和管理线损构成统计线损[6]。
随着计算机技术的发展，用电信息采集系统在线计算线损得到了广泛应用，本文计算线损主要基于均方根电流法，理论线损由式（1）获得[7]：
（1）
式中，L为电路支路个数；m为公变总数；ii为第i个电路电流；ip，i为第i个配变分得的均方根电流；ie，i为第i个配变分得的空载电流；pk，i为第i个配变的短路损耗；pe，i为第i个配变的空载损耗。用电信息采集系统四分线损管理流程图如图2所示。
图2用电信息采集系统四分线损管理流程图
图3采集系统主站系统框架图
3.用电信息采集系统应用
3.1系统架构
信息采集系统由主站、网络、终端三部分组成，实现对用电信息的采集、分析、处理、应用等工作，其系统主站框架图见图3[6]。由图3可知，采集系统主站采用J2ee架构，具有认证、数据库、采集、应用、web、接口等服务器。数据库服务器最为重要，其采用双机控制，数据时刻进行备份，保证系统的安全可靠性。
3.2理论线损计算
利用用电信息采集系统中的网损理论计算软件，对某电力公司的代表日线损进行研究，在该日系统潮流分布正常，无检修进行。计算10kV配电网的线损和变压器损耗，400V低压台区的线损和计量表损耗。该配电网有10kV线路67条，变压器容量583.7mVa，线路全长378.04km，公用变压器容量128.4mVa，专用变压器容量455.3mVa。400V低压网络共有232个，有功用电630.3mwh，三相电表5140块，单相电表24650块，电表损耗估计值1.164mwh。经采集系统计算，10kV配电网的损耗为0.779%，400V低压网的损耗为2.911%，总损耗电量48.8mwh，综合网损率1.248%。该配电网线损计算结果见表1所示。基于信息采集系统将理论计算值与实际统计值进行分析对比，对比情况见表2所示。
表2理论线损与统计线损对比
指标理论线损率（%）统计线损率（%）
10kV配电网0.7790.36
400V低压网0.4690.541
其它元件00
配电网损1.2480.901
理论计算值与实际统计值相差0.349个百分点，但是由于空载和备用设备并未参加理论计算，且理论值是代表日工况下的，与实际值有一定偏差，计算值属于正常范围。
3.3降损分析
由前文可知，网损主要有线路损耗、变压器损耗、电力元件损耗等，其中线路损耗在低压配电网中占很大比例。因此提出以下几点降损措施：
（1）在保证可靠性的前提下，将配电网低压台区的平衡能力提高，根据供电范围优化布局，合理配置变压器等电力元件，尽可能的缩短输电距离降低线路损失。
（2）单相感应式电表的功耗在1.25w左右，而电子式的功耗仅为0.45w左右。输电网中有数以万计的单相电表，因此在设备改造时应将感应式电表换成电子式电表。
（3）将线路末端的电压及功率因数尽可能提高，尽可能使得变压器三相负荷处于平衡。合理布置变压器数量，降低空载损耗，做好客户端的无功补偿工作。
（4）针对线损率制定线损四分管理办法，对每月、每周、每天的线损率进行统计分析，排除故障，保证计量的准确性。
4.结语
线损率是衡量一个区域电网技术经济性的重要指标，可以指导电网的设计、规划、生产和管理。本文建立了用电信息采集系统模型，并以此为基础实现线损的四分管理。首先对线损电量的组成分类、线损率、线损管理流程进行了阐述；随后建立了用电信息采集系统模型，以某供电公司为研究对象，对其进行理论线损量计算，基于采集系统的同进线损量，进行对比分析；最后给出了区域电网管理降损的措施。为今后电网线损四分统计工作提供了参考。
参考文献
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集成电路设计分析篇10
关键词：航空;设计光纤;以太网;智能数据;采集装置
中图分类号：tp212;tp274文献标识码：a文章编号：1006-8937（2016）03-0070-02
1背景概述
近年来，我国航空航天技术取得了快速的发展，智能数据采集装置也越来越多被应用于航空设计中，满足了我国航空航天发展的需要。智能数据采集装置是整个航空航天系统中的重要装置，它直接影响了我国航空航天设计的整体性能。将基于光纤以太网的智能数据采集装置应用于我国航空航天设计中，有利于我国航天设计整体性能的优化。
智能数据采集装置在航空航天设计中一般被应用于对相关直流电压及各种开关量进行采集，实现监控系统及告警节点的通信功能。监控系统对它们进行统一的监控和控制。但是，由于相关因素的制约，通信效率相对比较低，带宽也比较小，无论是监控策略还是相关装置的数字化都不够灵活。光纤的通信性能体积比较小，相对比较优越，带宽容量大，抗干扰能力很强。同时其改造成本相对比较低，有利于社会效益和经济效益的同步实现，能够从根本上提升通信质量。
2智能数据采集装置的硬件设计
2.1直流电压采集电路
直流电压采集电路需要直流电压采样通道对相关电路进行选择，然后对直流控制母线和合闸母线进行相应的电压采集。蓄电池组电压和霍尔线圈剩余电流所转换的电压采集电路都可以用这种方式进行电压采集。将其应用于航空航天设计过程中，能够保证其整体采集装置性能的优化，从根本上提高我国航空航天设计水平，实现航空设计过程中各项基础设备的优化[1]。
2.2交流量采集电路
交流量采集电路由交流电压和电流的采集电路组成，能够对进线电源的电压、电流、有功和无功信息进行监控。交流采集电路的原理是在主备二路进线三相交流电压采集通过互感器降压和隔离之后，用aC/DC的有效值将芯片转换成直流电压，然后将相关结果输入芯片中来采集电压值[2]。
光耦继电器选择电路通过相关的芯片来实现，通过对输出管脚进行配置来选择合适的采样通道。降压与隔离电路对采集电流或电压通道的选择是通过电压互感器将输入端和采集端进行隔离，然后通过多路通道复用芯片CD4051实现的。有效值芯片aD736将交流电压转换成直流电压输出，然后经过电阻进行分压和电容滤波，进行相关采样。依据相关的采样数据能够进行相应的数据信息处理和有功无功的相关计算[3]。
2.3开关量采集电路
开关量采集电路主要对各种开关的状态量、控制母线出线开关量、合闸母线出线开关量等状态量进行采集。在航空设计过程中，相关设计人员要认识到开关量采集电路系统的重要作用，结合开关量采集电路的实际发展情况和性能，对其进行优化设计。技术人员可以对开关量采集电路进行设计，依据不同的需求对路数进行不同的设置。
线路数量随着性能的需求变化而变化。设计人员在开关量采集电路的设计过程中要针对实际的航空需求来开展，避免线路设置的盲目性和不合理等。开关量输入的公共端都是相同的，其开入电源都是由内部电路依据相关情况提供的。
2.4开出量控制电路
开出量控制电路是航空设计过程中的重要组成部分。它直接影响了设备的总体性能。开出量控制电路是结合相应的控制策略，对继电器的动作进行自动控制，以满足其告警、控制和状态等相关需求。可以对tLp521芯片的输入端引脚的高低电平进行控制，来实现继电器的相关动作，低电平控制继电器开出。设计人员在对开出量控制电路进行设计的过程中要结合设备的具体运行情况进行合理的规划和安排。
2.5光纤以太网线路
本文通过对传统的串口通信模式进行改变，并将光纤通信应用于以太网线路中，提高整体通信质量。这些通信过程中，采用以太网数据报送文件对传输数据进行封装，以提高数据的传输质量和效率，并结合直流电源系统对数据吞吐量进行相应的要求。
光纤以太网线路主要由网络隔离变压器、光纤收发器、光电转换和收发一体化模块组成。通过相关的硬件电路实现以太网和光纤的桥接。网络隔离变压器采用的是tS6121C芯片，光纤收发器则是采用传输容量为的ip113a芯片[4]。
3智能数据采集装置的软件设计
3.1改进的控制策略
由于发展水平的制约，传统的智能数据采集装置不能满足相关的软件设计要求，通过监控装置实现的，智能数据采集装置对数据的反馈和相关控制命令的执行过程都相对比较复杂。不仅需要对下位装置进行逐个轮询，而且需要在下位装置的相关数据交换完成之后，才能进行下一个数据的交换，不仅浪费时间，而且不利于及时发现数据传输过程中的异常。
将光纤以太网应用于数据采集装置中，能够对控制策略进行相应的提升和优化。当智能数据采集装置在数据和信息的采集过程中发生问题，可以实现实时主动上传，并且对其他数据没有影响。
如果出现故障，能够及时将故障信息反馈给相关的监控装置。然后监控装置结合数据采集的具体情况对实时控制处理信息进行下放。
3.2流程设计
软件流程设计由数据处理、采样和监控装置通信交互三部分组成。技术人员可以通过定时中断对开关状态量进行采集。并根据相关的采集数据和通信信息对相关数据进行解码，严格按照相关要求和流程进行相应的规划，从根本上提升整体设计质量[5]。
4结语
以光纤以太网为前提的智能数据采集装置不仅能够避免复杂电磁环境中受到干扰，而且能够实现数据采集和显示以及故障处理的实效性，有利于监控装置和采集装置进行相关的数据交流，实现了数据交换方式的多样化。
技术人员要充分认识到以光纤以太网为前提的智能数据采集装置在航空航天设计过程中的重要作用，从根本上对智能数据采集装置进行优化，以提高我国航空航天设计水平。
参考文献：
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[2]陈起磊，王志新.基于DSp永磁智能断路器数据采集系统的分析与设计[J].低压电器，2012，（1）.
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