数字电路论文

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数字电路论文范文第1篇

1.1 信号线间距离的影响

计算机高速数字电路设计技术的发展是电子设计领域一次新的突破，对计算机电子技术的发展有着极大的作用。但是，在现阶段计算机高速数字电路设计技术中却存在一定的问题。例如，信号线间距离对计算机高速数字电路设计的影响，一般情况下，信号线间的距离会随着印刷版电路密集度的增大而变化，越来越狭小，而在这个过程中，也会导致信号之间的电磁耦合增大，这样就不会对其进行忽略处理，会引发信号间的串扰现象，而且随着时间的推移会越来越严重。

1.2 阻抗不匹配的问题

阻抗是信号传输线上的关键因素，而在现阶段计算机高速数字电路设计的过程中，却存在信号传输位置上的阻抗不相匹配的现象，这样极易引发反射噪声，而反射噪声将会对信号造成一定的破坏，使得信号的完整性受到极高速数字电路设计是电子技术行业发展的重要结晶，通过多个电子元件组成，更是将电子技术发挥的淋漓尽致，而且，计算机高速数字电路技术的应用也极为广泛。但是，在实际的应用中，计算机高速数字电路设计技术却受到一些因素的影响，例如，信号线间距离的影响、阻抗不匹配的问题、电源平面间电阻和电感的影响等，都会对计算机高速数字电路技术的运行效率产生影响，要提升计算机高速数字技术的应用效率，必须解决这些影响因素，对此，本文主要对计算机高速数字电路设计技术进行研究。摘要大的影响。

1.3 电源平面间电阻和电感的影响

计算机高速数字化电路设计技术是根据实际的情况，利用先进的电子技术设计而成，在诸多领域都得到广泛的应用。现阶段计算机高速数字电路设计中，由于电源平面间存在电阻和电感，使得大量电路输出同时动作时，就会使整个电路产生较大的瞬态电流，这将会对极端级高速数字电路地线以及电源线上的电压造成极大的影响，甚至会产生波动的现象。

2计算机高速数字电路技术的研究分析

2.1 合理设计，确保计算机高速数字电路信号的完整性

通过以上的分析得知，现阶段计算机高速数字电路设计技术中，由于受到阻抗不匹配的影响，对电路信号的完整性也造成一定的影响，因此，要对计算机高速数字电路技术进行合理的设计，确保计算机高速数字电路信号的完整性。主要分为两方面研究，一方面是对不同电路之间电路信号网的传输信号干扰情况进行研究，也就是以上所提到的反射和干扰的问题，而另一方面，要对不同信号在传输的过程中，对电路信号网产生的干扰情况进行分析。计算机高速数字电路在运行的过程中，会受到阻抗不相匹配的因素而影响到电路信号的传输效率，而且，现阶段计算机高速数字电路运行的过程中，阻抗很难控制，经常会出现阻抗过大或过小的现象，都会对电路信号传播的波形产生一定的干扰，从而对计算机高速电路传输信号的完整性产生直接的影响。为了避免这类情况的发生，要对计算机高速数字电路设计技术展开研究，从正常理论来看，高速数字电路设计难以使电路与临街阻抗的状态相互符合，可以对计算机高速数字电路设计技术进行改进，保持系统处于过阻抗状态，这样就能保证计算机高速数字电路设计不会受到阻抗不等的状态而影响到计算机高速数字电路信息传输的完整性。

2.2 对高速数字电路电源进行合理设计

电源是计算机高速数字电路技术的重要组成元件，通过以上的分析得知，计算机高速数字电路设计中，由于受到电源平面间电阻和电感的影响，使得电源运行过程中会出现过电压的故障，也就是电源的波形质量受到影响，严重影响到计算机高速数字电路运行的可靠性。从理论上来看，如果高速数字电路设计中，电源系统中不存在阻抗的话是电路设计最理想的状态，这样整个信号的回路也不会存在阻抗耗损的问题，系统中的各个点的点位就会保持恒定的状态。但是，在实际中却不会存在这种理想状态，计算机高速数字电路系统运行的过程中，就必须要考虑到电源的电阻和电感因素，而要减少电源面的电阻和电感对电源系统的影响，就必须对其采取降低的处理措施。从当今计算机高速数字电路系统电源材质的分析了解到，电路系统中大多数都是采用大面积铜质材料，如果结合电源系统要求来分析的话，这些材料远远达不到计算机高速数字电路电源的标准要求，这样在系统正常运行的过程中势必会受到一定的影响，对此，要将所有影响因素进行综合性的考虑和研究，可以采用楼电容应用到电路中，这样可以有效的避免或降低电源面电阻和电感对系统的影响，从而有效的提高计算机高速数字电路系统运行的可靠性。

3总结

数字电路论文范文第2篇

关键词：电网；高压输电线路；绝缘子；选型

Abstract：Thecorrectselectionandapplicationoftransmissionlineinsulatoraretheguaranteeforlinesoperationrelaibility.Forthis，thepracticaloperationsituationandthecharacterof500kVtransmissionlineinsulatorinJiangsupowernetworkareana_lysed，thesuggestionshowtoselectandusethelineinsulatorareproposed.

Keywords：powernetwork；high_voltagetransmissionline；insulator；typeselection

近几年江苏电网发展迅速，截至2001年底，全省投运的500kV线路3174km、500kV变电站11座。线路使用的绝缘子种类繁多，目前输电线路使用的绝缘子按型式主要分为盘式绝缘子和长棒型绝缘子。下面介绍这2种绝缘子的特点。

1盘式绝缘子的特点

盘式绝缘子按材质可分为盘式瓷绝缘子和钢化玻璃绝缘子。

1.1盘式瓷绝缘子

盘式瓷绝缘子是最早用在线路上的绝缘子，已有一百多年的历史。它具有良好的绝缘性能、抗气候变化的性能、耐热性和组装灵活等优点，被广泛用于各种电压等级的线路。盘式瓷绝缘子是属于可击穿型的，它是采用水泥将物理、化学性能各异的瓷件与金属件胶装而构成的，在长期经受电场、机械负荷和大自然的阳光、风、雨、雪、雾等的作用，会逐步劣化，对电网的安全运行带来威胁。特别是含有劣化绝缘子的绝缘子串发生闪络（由于雷击或污闪等原因）时，可能会使劣化的绝缘子头部瞬间发热爆炸，造成导线落地的事故。华东电网在1996年底的大污闪事故中，500kV系统有11条线路因雾闪发生72次跳闸。其中，3条线路因零值绝缘子爆炸造成导线落地；2条线路多串绝缘子结构中有1串因零值绝缘子爆炸断串。

2000年9月22日，江苏省220kV溧阳变电站220kV旁母、正母瓷瓶发生因大量低值绝缘子的存在而导致的掉串事故。所以劣化绝缘子的检测工作非常重要，前系统停电是较难的，即使线路停电，也无足够的时间和人力进行全线绝缘子的检测工作。因劣化绝缘子的安装位置和分布区域的原因，向来是绝缘在线检测的一个难点。目前常用短路叉法和火花间隙法检测，这些方法易于检测零值绝缘子，测试方法简单，但准确性较低，对低值绝缘子，特别是1串中存在多片低值的情况下，则很难作出正确的判断。瓷绝缘子的老化率随其运行时间的延长而逐年上升。

1.2钢化玻璃绝缘子

钢化玻璃绝缘子具有较好的机电性能，其抗拉强度、耐电击穿性能、耐振动疲劳、耐电弧烧伤和耐冷热冲击性能等都优于瓷绝缘子。且与瓷绝缘子不同，玻璃绝缘子具有零值自爆的绝缘自我淘汰能力，这样就很容易被发现，无需对其进行绝缘测试。自爆率通常在前3年较高，这与瓷绝缘子相反。数十年的运行和试验数据证明，钢化玻璃绝缘子具有长期稳定的机电性能和较长的使用寿命。防污型玻璃绝缘子为取得较大的爬电距离，只有在伞裙下表面增加数个深棱来实现（由于工艺的原因，无法像瓷绝缘子通过双伞或三伞增加爬距）。当用于粉尘污染较严重的地区，因这种钟罩深棱的伞型自洁能力差、清扫不便，下表面结垢严重，造成耐污闪能力大大降低。从江苏电网运行情况来看，钟罩深棱型绝缘子（包括瓷的和玻璃的）不适合江苏地区这种以粉尘污染为主、污染较重的地区使用，如果使用，应充分考虑其爬电距离的有效利用系数。1999-2002年，江苏省500kV线路污闪跳闸中，只有7%（一次跳闸）是瓷双伞绝缘子，其余都是玻璃绝缘子。这里针对的是悬垂串绝缘子，全省尚未发生过耐张串绝缘子的污闪跳闸。

2长棒型绝缘子的特点

长棒型绝缘子按材质可分为合成绝缘子和长棒瓷绝缘子。

2.1合成绝缘子

合成绝缘子具有质量小、强度高、耐污性能好、维护工作量小等诸多优点。硅橡胶合成绝缘子表面具有憎水性，且附着在伞裙表面的污染层也具有憎水性(即硅橡胶的憎水性迁移)，这大大提高了合成绝缘子的抗污能力。从国内的使用情况来看，历次的大面积污闪事故中，合成绝缘子都表现出优异的抗污闪能力，在外绝缘水平偏低和污染较重的情况下，合成绝缘子是个较好的选择对象。国外合成绝缘子的研制和挂网较早，使用范围很广泛，已取得成功的运行经验。国内合成绝缘子生产厂家经过数代产品的改进，生产技术水平大大提高，主绝缘成型技术已达到国际先进水平。合成绝缘子端头的连接型式是多种型式并存，但逐步趋向国际先进的探伤监控下的压接式，其结构简单、美观，产品质量的人为分散性得到控制。合成绝缘子的长期机械可靠性主要依靠：芯棒的质量和截面尺寸、金属端部附件特性以及附件与芯棒的连接质量。伞套为芯棒提供保护，并提供必要的爬电距离，要求它有长期的憎水性、较好的抗气候变化的性能、较高的撕裂强度等，常采用一些试验(如5000h加速老化试验)，可检验伞套的长期性能。为改善端部电场分布，降低无线电干扰程度，提高电晕起始电压等原因，500kV合成绝缘子两端都装有均压环，但均压环的存在降低了放电距离。

从合成绝缘子运行中发生的事故、故障情况来看，大部分是雷击闪络，这可通过增加干弧距离来解决。其次是不明原因的闪络，不明原因的闪络是指闪络发生在系统无任何过电压的情况下，且发生闪络后的绝缘子送到试验室检验时，各项试验结果均合格。目前对不明原因的闪络问题尚无统一的认识，有的认为是绝缘子由于污湿原因，其憎水性会暂时消失；也有的认为是鸟粪引起的。从事故后果的严重性来看，最严重的是合成绝缘子的脆断问题，从20世纪70年代开始，有些合成绝缘子就发生了脆断事故。这种现象是由环氧树脂玻璃纤维芯棒的玻璃纤维受酸蚀引起的，一般在暴露于酸性环境中的玻璃纤维芯棒承受机械负载时发生的。华东电网在1998年发生了2例典型的500kV合成绝缘子脆断事故。一起是1998年3月，上海500kV渡南5101线发现1支合成绝缘子折断，该绝缘子是进口产品，运行时间仅4年多。该产品芯棒的硅橡胶护套厚度仅1.5mm（通常为3～5mm），引起折断的原因是护套厚度太薄，在运行中出现破损，水分渗入至芯棒，最终导致芯棒酸蚀脆断。另一起是1998年8月，浙江500kV兰窑5404线1支国产合成绝缘子发生断裂，原因是该绝缘子金具端头连接密封结构为第一代型，密封层较薄，水气沿着金具与护套间的缝隙渗入芯棒后，形成酸性环境，芯棒在此酸性环境和应力的作用下发生脆断。制造厂和运行部门从多起脆断事故的经验教训中，已认识到伞裙护套与金具之间可靠密封的重要性。

2.2长棒瓷绝缘子

一般情况下，长棒型瓷绝缘子串110kV为1节，220kV为2节，500kV为3节，每节都带有均压环和招弧角。绝缘体由氧化铝高强度瓷制作。江苏省1997年在500kV斗渡线无锡段率先采用了德国CERAM公司的瓷棒绝缘子，98串用在直线塔两边相。运行一段时间后，测量所得盐密较低。盐密的测量结果见表1。

表1盐密测量结果

绝缘子投运时间测量时间测量部位盐密

型式（mg/cm2）

瓷棒1997年12月1998年11月A相上串第2个伞0.0081

A相上串第8个伞0.0098

A相上串第16个伞0.0124

1999年11月C相下串第2个伞0.0061

C相下串第8个伞0.0065

C相下串第16个伞0.0069

2000年3月A相下串第2个伞0.0105

A相下串第8个伞0.0105

A相下串第16个伞0.0184

500kV瓷棒绝缘子由3节组成，每节之间均有均压环和招弧角，与同样棒型的合成绝缘子相比，在相同的结构高度下，空气间隙缩短。如某合成绝缘子供货商提供的产品结构长度4450mm、干弧距离4135mm、负极性50%雷电冲击闪络电压为2540kV；而某瓷棒绝缘子厂商提品的连接长度4452mm、干弧距离4030mm、负极性50%雷电冲击闪络电压为1950kV。因此，要达到一般合成绝缘子所要求的雷电冲击耐受电压和操作冲击耐受电压，则瓷棒绝缘子的结构高度将大于合成绝缘子的，这就要求杆塔尺寸应选大一点，对于多雷区线路，作为悬垂串使用时，存在一定的局限性。

使用长棒瓷绝缘子时，需在运输和安装过程别小心。瓷件大而笨，在运输和安装时，有碰撞和损坏的危险。另外，如果制造过程中内部产生细微的缺陷，在运行中，热-机械应力的长期作用会降低绝缘子的机械强度，且巡线时对长棒瓷绝缘子串的观察和检测还不能发现故障绝缘子，这样会导致瓷件意外折断和导线落地。

3对江苏电网输电线路绝缘子选型的建议

(1)悬垂串绝缘子应选用防污型盘式瓷绝缘子或长棒型绝缘子。我国盘悬式瓷绝缘子的生产厂家多、产量大，但不同厂家的产品质量差异很大。输电线路的绝缘子选型时，应对不同厂家生产的瓷绝缘子的运行情况进行详细调查了解，选用高品质的瓷绝缘子。同时，对运行中的瓷绝缘子应加强检测，及时更换劣化绝缘子，确保电网安全运行。除耐张串可选用普通型的外，伞型的应选用双伞或三伞，而钟罩深棱型绝缘子不宜使用。

(2)瓷棒绝缘子的机械强度直接与瓷件有关，由于运输、安装过程中造成的损坏，或运行中外界偶然的撞击，或制造过程中形成的内部缺陷（要求产品有严格的质量检查、优良的制造工艺），可能会在运行中意外折断，所以瓷棒绝缘子应选择质量好的产品，并加强检验工作，小心运输、安装。

(3)钢化玻璃绝缘子具有零值自爆的优点，可节省大量的运行维护费用。由于钟罩深棱型绝缘子的固有缺陷以及江苏省的运行经验证明，这种型式的绝缘子不适合以粉尘污染为主、污染较重的地区使用，如果使用，应充分考虑其爬电距离的有效利用系数。普通型的玻璃绝缘子可在耐张串使用。

(4)合成绝缘子具有维护工作量小、质量小、耐污性能好等优点，这是瓷、钢化玻璃绝缘子不可相比的。目前在我国大气污染严重、输电线路外绝缘水平普遍偏低、塔头尺寸也限制了调爬的选择性的情况下，合成绝缘子应是污染严重地区的选择对象。但是，合成绝缘子运行时间短，运行经验尚嫌不足。对500kV合成绝缘子应慎重选择制造厂家及技术参数，积极研究考核其各项性能、寿命的技术指标及试验方法，对在线运行的合成绝缘子应加强监测。

(5)绝缘子爬电比距的配置应符合本地区审定后最新版污区图的要求，并应参照JB/T5895-91《污秽条件下绝缘子的使用导则》的要求，充分考虑其爬电距离的有效性和运行经验，绝缘子的污闪放电特性与结构造型及自然积污量有关。爬电距离有效利用系数应反映放电发展时爬电距离长度利用的有效性，又能反映绝缘子在运行条件下的积污性能。因此，在相同条件下和在相同的积污时间内，爬电距离有效利用系数应由被试绝缘子与基准绝缘子的污闪电压梯度相比较来确定，在绝缘子选型时应充分考虑。

参考文献：

［1］龚坚刚.长棒型绝缘子在超高压输电线路中的应用前景［J］.浙江电力，2000，(5).

数字电路论文范文第3篇

关键词：硬件描述语言，VerilogHDL，ITL，Tempura

 

1、引言

几十年前，人们所做的复杂数字逻辑电路及系统的设计规模比较小也比较简单，其中所用到的FPGA或ASIC设计工作往往只能采用厂家提供的专用电路图输入工具来进行。为了满足设计性能指标，工程师往往需要花好几天或更长的时间进行艰苦的手工布线。硕士论文，ITL。工程师还得非常熟悉所选器件的内部结构和外部引线特点，才能达到设计要求。这种低水平的设计方法大大延长了设计周期。

近年来，FPGA 和ASIC 的设计在规模和复杂度方面不断取得进展，而对逻辑电路及系统的设计的时间要求却越来越短。硕士论文，ITL。这些因素促使设计人员采用高水准的设计工具，如：硬件描述语言（Verilog HDL 或VHDL）来进行设计。

然而，Verilog HDL 硬件描述语言缺乏对于电路逻辑关系描述和分析的形式化方法，尤其是缺乏基于时序的逻辑描述。这对于化简和检验正确性都带来了麻烦。而ITL语言描述则提供了另一套基于时序的形式化解决方法，对Verilog HDL 硬件描述语言起到了很好的补充作用。

2、ITL简介

区间时态逻辑(interval Temporal logic，ITL)是一种用于描述离散区间或时段的逻辑系统，它是时态逻辑的一个分支。我们可以把一个区间(interval)看作是一个有限的状态序列;这里的状态就是从所有变量到其值的映射。区间的长度定义为该区间内状态数减 1。因此，只含有一个状态的区间的长度为0。一个区间s0… sn 的长度是n。一个只有单个状态的区间的长度是0。

ITL 的基本表达式和公式的语法如下所示

表达式：

公式：

其中，μ为一个整数值;a 为静态变量(在区间内不改变);A 为状态变量(在区间内

值可变);g 是函数符号;p 为谓词。硕士论文，ITL。下面我们以RS 触发器为例来说明ITL的使用：

一个RS 触发器是一个简单的储存和保持一位数据的记忆单元。两个输入决定了互补的输出和。S（Set）为置一，R（Reset）为置零。

图1 RS 触发器结构图图2 RS 触发器的真值表

按照传统的方法，根据真值表列出输入输出变量的逻辑方程，得到：

Qn+1=S+￢R*Qn

S*R=0

而用 ITL描述可以直接把逻辑关系（动作、谓词）写出来，再化简：

把时间等参数变量考虑进去，我们就可以得到RS触发器的结构方程：

3、Tempura

用ITL 能够方便准确地描述基于时序的数字电路，然而缺乏可执行能力，运算公式不能直接进行计算机仿真和验证。Tempura 则是ITL 强有力的可编程可执行的工具集，大大增强了ITL 的实用性。Tempura 是一种可直接执行的数字电路时序逻辑设计方式，是 ITL 的一个可执行子集。发展到今天，Tempura 已经能够直接在Windows 环境下运行。硕士论文，ITL。只要熟悉ITL 的语句，对照着Tempura 自带的指导工具，使语法公式一一对应就可以进行编程和仿真，十分方便。硕士论文，ITL。

下面我们还是以RS 触发器为例来说明

用VerilogHDL采用门级描述为：

moduleRS_FF(R,S,Q,QB);

input R,S;

output Q,QB;

nor (Q,R,QB);

nor (QB,S,Q);

endmodule

用VerilogHDL采用行为描述为：

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

而根据前文所述的用 ITL描述的RS触发器改写成Tempura 语言，代码如下：

为了检验设计结果，需要输入仿真参量，代码如下：

(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)

仿真结果如下，和真值表一样。

图3 仿真结果

传统的数字电路设计方法繁琐且不严谨，而且往往缺乏时序逻辑的描述能力。针对这个问题，HDL的使用为硬件设计师提供了一个非常好的分析和设计数字硬件的工具，也为沟通软件和硬件提供了一种方法。然而，这些 HDL 一般是为模拟数字硬件的功能而设计，往往比较适用于较低层级的设计。同时传统的HDL 设计方法缺乏对数字硬件推理和证明的机制；对行为描述的能力较弱，缺乏形式设计或验证的支持工具。形式化的设计方法则提供另一种强有力的数字电路描述。在软件工程中，形式方法已经取得一些引人注目的成就。但是在硬件设计领域，形式方法的应用研究和成就仍然在起步阶段。在国内的面向市场的数字电路设计，情况更是这样，形式方法的使用很是有限。ITL 等形式方法（特别是配以成熟高效的可执行工具，如Tempura）， 将有效提高我们描述和设计数字电路。硕士论文，ITL。正如本文开头所说，在硬件设计速度赶不上软件速度的今天，形式方法将给我们带来一种新的突破思路，这在未来的电路设计领域将有广阔的应用和发展空间。

参考文献

[1]Benjamin C. Mosszkowski. ITL HandbookDecember 6, 2007

[2]Antonio Cau. Interval Temporal Logic Anot so short introduction 2009

[3]舒风笛。《面向嵌入式实时软件的需求规约语言及检测方法》，武汉大学，2004

[4]夏宇闻。《Verilog 数字系统设计教程》，2008年，北京：北京航天航空大学出版社。

数字电路论文范文第4篇

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).

数字电路论文范文第5篇

关键词：电磁干扰；电气隔离；看门狗

在信号的传输过程中，不可避免的会遇到各种干扰，如何有效的减少或消除干扰，使信号能够稳定传输，是系统设计中的关键问题。本文以RS-485传输电路为例，从软硬件两方面分析信号在传输过程中会遇到的各种干扰，并给出具体的解决方案。

1  硬件抗干扰设计

在传输电路的设计过程中主要出现以下问题：电气噪声干扰传输线路；强电磁（雷电）冲击；数字电路对模拟电路的干扰等。

针对上述问题的产生，本传输电路在硬件设计方面主要采取以下措施:

1) 对于芯片闲置的引脚，在不影响系统的逻辑功能的情况下接地或接电源。

2) 布线时，电源线和地线尽量粗。这样不但有利于减少压降，更重要是的是降低耦合噪声。

3) 布线时尽量减少回路环的面积，以减少感应噪声。避免90度折线，减少高频噪声发射。

4) 晶振布线时，晶振和单片机引脚尽量靠近，晶振下方尽量不要走线。

5) 采用光耦元件实现RS-485接口的电气隔离。这种方案可以承受高电压、持续时间较长的瞬态干扰，实现起来也比较容易。

6) 旁路保护方法。利用瞬态抑制元件TVS管，将具有危害性的瞬态能量旁路到大地。

7) 将电源地和模拟地相隔离，通过0欧的电阻相连。将电源地和RS-485地相隔离，通过磁珠相连。

8) 正确地处理“模拟地”与“数字地”。数字电路是非线形的，逻辑门的开关都会产生电流冲击，所以在数字地上高频扰动很强烈。因此，数字地与模拟地不能有共同路径或者环路，只应单点连接。

RS-485信号传输的具体电路如图1所示

                图1  RS-485信号传输电路

2  软件抗干扰设计

系统的抗干扰措施，除了在硬件上消除干扰外，还必须从软件设计上采取恰当的措施，以便提高系统的可靠性，我们主要采用看门狗(Watchdog)监视系统的运行状态。

看门狗又称程序运行监视器，能有效的防止系统在不可预测的干扰作用下产生的程序执行紊乱，即“程序跑飞”。目前很多MCU都自带有内部看门狗，我们在整机运行是将看门狗打开，如果MCU不能在规定的时间内将Watchdog复位，Watchdog从内部触发RESET中断，将整个系统复位，从而使整个系统重新运行，避免了程序死锁。

信号传输电路的主程序如下：

    void main(void)

{

    uint idata  i,j；      定义i,j为无符号整型变量

  WDT_feed()；              为看门狗控制寄存器赋初值

  for(i=0;i

{

  WDT_feed()；            喂看门狗

  DelayMS(30)；

}

  InitSystem()；            系统初始化

  timer2_run；              定时器2开始工作

  while(1)                  进入循环

{

  WDT_feed()；            喂看门狗

  while(!SystemTimerFlag)；当SystemTimerFlag=1，跳出本层循环

    TimerTick20ms()；        保证程序的循环周期为20ms 

      RS23220ms()；            RS232函数

  KEY20ms()；              键盘输入函数

  if(HardFailureFlag)；

  {                      ；如果RS485通讯失败

  RS485StateLedOff()；  RS485状态指示灯灭

  PizzerOn()；          蜂鸣器鸣叫 

  }

}

3  结语

本文针对信号在传输过程中受干扰问题，通过实例从软、硬件两方面给出了具体解决措施,极大地提高了系统的稳定性。适用于各种远距离的有线传输系统。

参考文献：

[1] 傅丰林等.电子线路基础[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001

[2] 谢金明等.高速数字电路设计与噪声控制技术.北京：电子工业出版社,2003-4

[3] 顾海洲等.PCB电磁兼容技术—设计实践.北京：清华大学出版社,2004-6

[4] 工静.低压电力线传输特性分析.南京理工大学硕士论文，2000