时间：2023-05-30 08:55:37
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电路板设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：印制板；电磁辐射；电磁兼容
一、印制电路板的电磁环境分析
电磁辐射是由空间共同移动的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生，如正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷，便会产生电磁能量。从电磁频谱看，电磁辐射包括从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。例如高压线引起的电磁辐射可分为四个方面：即工频电场、工频磁场、电磁辐射干扰和地电位。在220千伏以下，工频电场的影响不太考虑，工频磁场的影响更小，主要是电磁辐射干扰(以电晕放电和间隙击穿为主)和地电位。这种现象出现对离电力线几十米的信息设备来说是致命的。如果电话等线路和高压线平行的话，电磁辐射干扰和噪声就会很大。电磁干扰可能造成的危害，如在数字系统与数据传输过程中数据的丢失；在设备、分系统或系统级正常工作的破坏；医疗电子设备的工作失常；自动化微处理器控制系统的工作失控；导航系统的工作失常；工业过程控制功能的失效等。
二、 印制电路板的电磁兼容性设计
所谓电磁兼容性设计是指在设计中考虑设备在各种电磁环境中能抵御空间存在的各种电磁能的辐射干扰和经电源线等连线引入的传导干扰，同时设备自身的电磁泄漏也不能干扰同环境中的其它设备。为了保证设备的电磁兼容性，在设计中应从下面几个方面考虑。
1、导线的布局
导线的布局是否合理对印制板电磁兼容性有较大影响。对于常用的双面印制板，在板的一面横向布线，另一面纵向布线，然后在交叉孔处用金属化孔相连。采用平行走线可以减少导线电感，但考虑到导线之间的互感和分布电容，布线时尽量避免长距离平行走线，并尽可能拉开线间距离，信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地印制线以抑制串扰，为避免高频信号通过印制导线时产生电磁辐射，在布线时应采用以下措施：①尽量减少印制导线的不连续性，印制导线宽度要均匀，导线拐角应大于90°，禁止环状走线。②由于时钟信号线最容易产生电磁辐射干扰，所以，走线时要与地线回路相靠近，不要长距离与信号线并行走线。③在印制板中布置高速、中速、低速逻辑电路时，应按照图1方式布线以排列器件。
2、滤波技术在抗干扰技术中的应用
滤波是抑制传导干扰、克服感应的有效措施。它把有用信号频谱以外的能量加以抑制，既可以抑制干扰源的发射，又可以抑制干扰频谱对敏感电路、元器件的影响。电源线是重要的传导干扰源，因而在电源输入端应加电源专用 EMI滤波器，以降低电源线的传导发射，抑制尖峰信号对电路的干扰。数据线和印制板线路也是传导干扰的主要途径，常采用印制板专用EMI滤波器、铁氧体EMI吸收环和铁氧体磁珠来抑制数据线和电源线上的传导干扰，吸收印制扳上电路运行时数据线和电源线上的电磁能量。在具体电路设计时，印制板电源线与地线之间应加些滤波电容，尤其是大芯片，如单片机、ROM、RAM存储器等，在其电源线（Vcc）和地线（GNG）之间加滤波电容，以提高因关断造成电流变化大时电路的抗噪声的能力，此时滤波电容的引线应尽量短。
3、合理安排接地线
接地是抑制传导干扰的重要途径，设计中若能把屏蔽、滤波和接地技术配合起来使用将会起到事半功备的效果。设计地线时，应综合考虑信号地、噪声地和屏蔽地，并分开敷设。
⑴接地方式的选择
合理选择接地方式是印制电路板地线设计的关键。接地方式有单点接地和多点接地两种，
当信号工作频率小于1MHz时，布线和器件间的电感影响程度较小，而接地电路形成的环流对干扰影响则较大，因而应采用分组敷设法，用单点接地。当信号频率大于10MHz时，地线阻抗变得很大，此时为了尽量降低地线阻抗应采用多点接地。当工作频率在1MHz∽10MHz之间时，如果采用单点接地，则地线长度不得超过波长的1／20，否则应采用多点接地。
⑵多级电路接地点的选择
多级电路接地点的选择是十分重要的。接地点应选在低电平电路的输入端，使该端最接近于基准地位，同时输入级的接地线也可缩短，使受干扰的可能性减小。
⑶数字电路与模拟电路分开敷设
当印制电路板上数字电路与模拟电路并存时，应使它们尽量分开，两者的地线不要相混，分别与电源端的地线相连。
⑷单纯数字电路接地线设计成闭环路
单纯数字电路的接地线采用闭环路设计可以大大提高电路的抗噪声能力，其原因在于：印制电路板上安装有很多电子元件，耗电较多，因受接地线粗细的限制，会在地线上产生较大的电位差，引起抗噪声能力下降，若将地线设计成环路，则会缩小电位差值，提高电路的抗噪声能力。
值得注意的是：无论何种接地方式，接地线都应尽量做到短、宽、直。地线加宽不仅提高了电路的抗噪声能力，而且能充分利用地线和汇流条进行散热，提高了电路的散热能力。
4、隔离
在电路设计中，为了防止外部干扰信号对电路的影响，常采用隔离措施，将外部连线与内部电路隔开，对电源信号采用AC／DC或DC／DC变换，对数据信号采用光电耦合器，光电耦合器能有效地抑制尖峰信号脉冲及各种噪声干扰，是抑制传导耦合干扰的重要手段。
5、优化信号设计
电信号在传播信息时需占用一定的频谱，为了尽量减小干扰，信号占用频谱不应大于信息所必需的频谱宽度，也就是说，对有用信号规定必要的带宽，而优化信号波形可减小必需的带宽。
三、结束语
以上对电磁兼容设计的探讨仅仅局限于电路的设计上，考虑到电磁干扰的多种因素，为了提高设计效果，还可以在电子设备的结构设计上加以考虑，采取有效的屏蔽措施，提高机柜或机箱的屏蔽性能，提高设备的抗干扰能力。■
参考文献
[1]生建友 .电子设备的防电磁泄漏技术研究. 军事通信技术，1997.18(3):60-65
[2]诸邦田 .电子电路实用抗干扰技术. 北京:人民邮电出版社，1994.10
【关键词】电路板；功能测试；PXI总线；虚拟仪器；VISA库；数据采集；交换机；调度机
1.引言
随着电子技术的飞速发展，产品的开发周期不断加快，因此对自动测量测试系统的要求也随之不断提高。测试平台必须能够进行快速修改和扩展，以测试新的功能，适应快速的产品开发流程。
FAST电路板功能测试系统（Circuit Boards Functional At Speed Tester，简称FAST）设备主要为交换机、调度机、应急通信系统的电路板提供板级功能测试，可以共用相同的测试平成ALU（Analog Line Unit，模拟用户单元）、DTMF（Dual-tone Multi-frequency，双音多频）、DTU（Digital Trunk Unit，数字中继单元）等多达60余种不同的电路板的功能测试；支持自动和手动测试模式，提供自测、故障定位和校准功能，具有强大的综合测试能力。
FAST电路板测试系统基于PXI（PCI eXtensions for Instrumentation，面向仪器系统的PCI扩展）总线技术的设计使其具有开放的系统架构，易于系统集成和扩展，可以很好地满足不断更新的测试需求。
对于各种电路板的功能测试所需要的各项参数或功能如电压、电流、传输噪声、传输衰减、频率响应等，都是通过虚拟仪器的技术设计实现，不再需要单独配备相应的传统测试仪器，这样大幅度降低了系统的成本而不减少测试功能。
2.系统概述
FAST电路板功能测试系统的组成包括主控计算机硬件、测试仪器硬件、操作系统、VISA（Virtual Instrument Software Architecture，虚拟仪器软件体系）库、仪器驱动器和应用软件开发平台，以及测试应用程序，组成一套完整的从底层到顶层的纵向结构[1]。系统组成的结构如图1所示。
2.1 PXI总线
PXI总线是美国国家仪器公司NI与其他厂商合作推出的专为测试任务而优化的Compact PCI总线，其核心就是一个高性能的数据传输总线，此外还结合了PCI的电气总线特性与Compact PCI的坚固性、模块化及欧式卡机械封装的特性。数据传输速率133MB/s以上，远远高于GPIB（General Purpose Interface Bus，通用接口总线）和VXI（VME bus eXtensions for Instrumentation）总线。PXI已成为成长最快的标准化技术，PXI具有开放性、模块化、高性能、低成本等特点，越来越多的项目转向PXI解决方案。
2.2 虚拟仪器
虚拟仪器（Virtual Instrument，VI）是基于计算机的仪器，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量。不管是传统的还是虚拟的仪器，它们的功能都是相同的：采集数据，对采集来的数据进行分析处理，然后显示处理的结果。它们之间的不同主要体现在灵活性方面。虚拟仪器由用户自己定义，这意味着可以自由地组合计算机平台、硬件、软件、以及各种完成应用系统所需要的附件。而这种灵活性在由供应商定义、功能固定、独立的传统仪器上是达不到的。
例如对于常用的传输噪声电平的测试可以通过虚拟仪器完成，其流程如下：被测试电路板的信号经过信号调理单元被数据采集模块连续采样，然后对采样到的信号进行数字滤波，抑制带外信号，然后通过波形测量VI中的FFT Power Spectrum Density函数计算信号的功率谱密度，在这个函数中对输入的噪声信号采取平均处理的方法，进一步消除信号中的周期噪声。最后对功率谱密度函数的输出进行积分得到信号的平均功率。把平均功率进行单位换算得到噪声的功率电平。
3.系统硬件
FAST电路板功能测试系统采用基于PXI总线技术的NI65xxHSDIO模式发生器和PXI 62xx多功能数据采集卡作为测试平台的核心仪器，与主控制计算机、12种专用测试硬件单元共同组成FAST的系统硬件，系统硬件框图如图2所示。
3.1 主控制计算机
主控制计算机的控制方式有GPIO（General Purpose Input Output，通用输入输出）方式、PCI-MXI-PXI（Multisystem eXtension Interface，多系统扩展接口）方式、GPIB三种方式。
3.2 专用测试硬件单元
FAST系统共包括背板单元、测量单元、接口单元、子板单元、TSIU单元、Term-U单元、PCE电路板、信号调理单元、夹具单元等共12种硬件电路板单元。
测量单元提供了功能、指标测试所需的各种接口和控制功能，并且提供了测量设备到音频总线的接口和控制，包括GPIO接口，铃流产生和控制，用户线和中继线测量接口，保持线圈，TIMS（Transmission Impairment Measurement Set，传输衰减测量设置）接口，成环控制，A/D电平转换，呼叫进程等功能。
接口单元的主要功能：DTMF成环铃流检测、串行接口转换、提供了控制分系统和远端分系统之间的命令总线和音频总线的内部连接。还包含内置测试继电器和器件，用于提供对控制、远端分系统中的音频总线进行完全的自动诊断。
信号调理单元，用于DAQ和TR线的接口。为数据采集卡PXI62xx和TERM、MEASURE单元提供接口，完成相关信号的数据采集。
PCE（PCM Exchange，PCM交换）单元，与HSDIO（High Speed Digital Input Output，高速数字输入输出）的接口，完成UUT（Unit Under Test，被测单元）测试信号的转接；PCM选定两个时隙的交换；HSDIO部分的驱动和缓冲。
子板单元包括：Measure Connect Sub-plane-MC SUB、Term Shelf Sub-plane-TS SUB、DAQ、HSDIO共四种电路板。子板是背板信号的扩展板，通过背板-子板接口与背板相连接。
TSIU（Term Shelf Interface Unit，项目机架接口单元）单元，用于接收通过子板从控制分系统GPIO上送来的控制信息，并上报相应的状态信息。
Term-U（Term Unit，项目单元）单元提供16路电话所需要的继电器开关电路，用于提供从远端分系统公共音频总线到外部被测试设备的连接。
夹具单元提供了和UUT之间的接口。
4.系统软件
测试软件是测试系统的运行核心，软件功能的完备性、易用性、软件结构的先进性、可扩展性以及软件系统运行的安全性、可靠性，是测试系统成功与否的重要标志。
4.1 测试程序框架
FAST的测试程序用LabWINDOWS/CVI和LABVIEW编写。为保证各个测试程序的一致性和兼容性，FAST的测试程序有一个相对统一的用户界面，测试过程的控制、文件输入输出、数据和信息显示、数据和状态记录等功能，通过统一的测试程序框架提供[1，2，3]。其测试程序框架按功能分包括：源代码文件结构、主界面及操作、软件平台通信、测试仪器通信、数据显示与记录、故障诊断等。
4.2 多线程和测试流程
由于在测试过程中随时接收操作者的命令，所以FAST整个软件采用多线程方式。测试线程在后台运行，主线程接收操作者的命令。每种板型的后台程序都是线程。线程在main中创建，是一个while（1）结构，在exe文件关闭后删除，所以任何时候，只有一个线程在运行。
在FAST项目中，涉及到对模块的操作，可以使用对I/O的操作来实现，涉及到对PXI总线的操作，则调用labVIEW生成的DLL（Dynamic Link Library，动态链接库）文件，最重要的是必须能控制测试结构，即安排好程序模块的组织。公共测试流程如图3所示：
从图3可以看出，测试程序包括以下接口：和DLL文件的接口。要求DLL函数必须返回测量值或给指针赋值，不管正确与否；和模块的接口，直接使用LabCVI提供的OUTP或其他系统功能函数；和文件的接口。得到待测板型的各种指标，从而进行比较。应用到的技术包括：project的建立、控件的使用、定时器的使用、EXE文件的生成、DLL文件的调用、对I/O的操作、对文件的操作。
5.结语
FAST作为一个专用的自动测试系统，用于对各种电路板板件进行功能测试，从而评定整个板件功能与指标是否合格。这一步骤是生产、开发环节中不可或缺的一项。
FAST电路板功能测试系统对60多种功能不同的电路板单元的功能测试可以共用相同的测试平台，易于扩展升级，实现了特定电路板功能测试的专用性和基于PXI总线技术和虚拟仪器技术的自动测试测量系统的先进性与通用性良好地融合，具有强大的快速综合测试能力，在实际应用中取得了良好的效果。
参考文献
[1]李行善，左毅，孙杰.自动测试系统集成技术[M].北京：电子工业出版社，2004.
[2]秦红磊.自动测试系统[M].北京：高等教育出版社，2007.
【关键词】 PROTEL DXP 2004 原理图 印制电路板 设计 制版
一、电路原理图的设计
原理图设计是整个PCB工程的开始，是PCB文档设计与最后制版的基础。一般设计程序首先要根据实物的大小，电路的难易复杂程度来确定设计图纸的大小，建立工作界面的尺寸；之后从软件提供的元器件库中提取所需要的元器件放置到工作界面中并在提取元器件的时一并设置好元器件的参数，例如编号、元件封装定义等。如果软件所提供的元器件库中没有需要的元器件型号规格，就需要加载元件库亦或自己根据实物的具体大小和规格建立元器件库。在这些都准备妥当后，根据Protel DXP2004 提供的界面，用指令连接各个元器件的电气连接点，并对整个电路进行完整性信号分析，以此来确保整个电路原理图正确无误。1、电路板布局与规划。电路板的布局与规划主要目的就是确定电路板的层次结构，根据电路的复杂程度确定电路板的层数，内部电源层、接地层，信号层，丝印层颜色等。通过执行菜单命令Design＼Board Layers，在打开的对话框中可以控制各层的显示和各层颜色属性的设置。Protel DXP 2004中的PCB生成向导可以快捷的生成电路板文件，在逐步的设置过程中，定义PCB板的外形、尺寸（选择公制单位＼英制单位），最后在PCB项目中将默认生成PCB设计文件。在绘制或修改电路时，需要单击工作窗口底部层标签，在禁止布线层上绘制一个封闭的多边形，大小根据实际印制电路板大小而定。2、元器件选择。元器件的选择要根据设计要求，Protel DXP 2004软件之中的常用软件和连接插件都分布在两个常用的软件安装目录中：Library之下Miscellaneous Device Intlib和Miscellaneous Connectors Intlib两个元件库中。其他的元件按照元器件生产厂商进行了分类并提供丰富的原件集成库。3、元器件的布局。Protel DXP 2004提供了强大的自动布局功能，从原理图直接导进PCB文件的元器件通过放置元件菜单命令中的自动布局命令后，元件会按照分组布局和统计式布局来自动布局。其中统计式布局适用于元器件较多，连接比较复杂的布局式样，自动布局可以较快的将元器件放置到PCB板的合适位置，但从生产工艺来说此类方法并不是最佳的解决方案，大多数仍需要手动来布局。4、元器件之间的布线。PCB上元器件的连线讲究布线原则和技巧，元器件之间的连线应追求短而美观。绘制原理图时尽量做到细致的连接好每一个电气连接点。为了使自动布线时相对位置保持不变，完成布线后需要对原理图布线位置设置锁定，在菜单栏打开编辑栏，找到要锁定对象。5、填充和覆铜。填充具有导线功能和连接焊盘，在任何工作层面放置，填充后增加通过电流，增加焊盘牢固性，对散热量大的元器件可以起到加速散热作用。在菜单栏执行“放置”“矩形填充”命令可以完成填充。经过编辑操作调整填充区域，之后经过覆铜作业，提高电路板抗干扰能力和加强电路板的机械强度。
二、电路的仿真
仿真就是在计算机上通过软件来模拟具体电路的实际工作情况，并由此计算出给定条件下电路中各关键点的输出波形。电路的仿真成功与否取决于电路原理图、元器件模型的仿真属性、电路的网络表及其仿真设置因素。仿真时首先通过Analyses setup对话框设置仿真方式并指定要显示的数据。设置好仿真环境后单机OK按钮，系统自动进行电路仿真并显示分析结果。通过对仿真结果的分析设计者可以对电路进行合理的调整直到完全满意。最后将设计好的原理图通过打印输出以供制版使用。
三、印制电路板的工艺流程
1、单面制板流程。创建电路板项目原理图绘制生成PCB图覆铜板下料表面处理打印电路图热转印补缺腐蚀刻板去膜涂抹助焊剂、防氧化剂打孔焊接元件检查调试检验包装成品。2、双面制板流程。创建电路板项目原理图绘制生成PCB图双面覆铜板下料裁剪打孔检验、去毛刺刷洗电镀镀铜检验刷洗网印负性电路图形固化检验修板线路图形电镀电镀锡感光膜腐刻铜褪锡清洁刷洗网印阻焊图形常用热固化绿漆清洗干燥网印标记字符图形、固化外形加工清洗电气通断检查检验包装成品。
四、结束语
在集成电路发展的当代，计算机辅助技术CAD突飞猛进，熟练掌握Protel DXP 2004 软件将会极大的提高电子线路的设计效率和质量，要设计出一块优良的印制电路板需要不断学习和掌握软件的使用技巧。
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邮寄： 山西省运城市运城职业技术学院 杜玲云 电话 15035900932
参 考 文 献
[1]杨旭方.Protel DXP 实训教程.电子工业出版社. 2007
[2]李精华.用P rotel DXP 设计电路板的原理和方法.清华大学出版社.2008
【关键词】PCB；电磁兼容性；抑制对策
在信息化技术不断发展的今天，电子产品的功能、种类、构造等都越发复杂，促使PCB设计逐渐多层次化和高密度化，PCB设计里的电磁兼容性问题也备受重视与关注。电磁兼容性（EMC）设计不仅能确保PCB板上所有电路均正常、稳定工作，不相互干扰，还能有效降低PCB对外的辐射发射以及传导发射，确保PCB电路不受外部辐射与传导干扰。故研究基于PCB设计的电磁兼容性十分重要。
1、PCB干扰种类
PCB干扰主要有三种，一是布局类干扰，通常是PCB板上元件放置位置不合适产生的干扰；二是板层类干扰，通常是由于不科学设置造成的噪声干扰；三是走线类干扰，通常是PCB信号线、电源线以及地线的线距离或是线宽度设置不合理或是PCB布线方法不当等造成的干扰。就PCB干扰类型来说，可分别采取布局规则、分层对策、走线规则抑制措施，削弱甚至是消除PCB设计受干扰的影响，确保符合电磁兼容性设计标准。
2、PCB干扰种类的对应抑制对策
2.1布局类干扰的抑制对策
要抑制布局类干扰必须确保PCB布局合理，PCB布局应遵循以下六点：一是根据信号流通位置合理设置每个功能模块的电路位置，尽量确保方向一致；二是布局中心锁定为模块电路的核心元件，尽可能缩减各个元器件间尤其是高频器件之间的引线；三是集成热敏元件、芯片等的时候必须远离发热元件；四是结合PCB板上元器件的位置确定连接器位置，尽量将连接器放置在PCB板一侧，防止电缆从两侧引出，降低共模电流辐射；五是I/O驱动器要和连接器紧紧靠在一起，防止板上I/O信号长距离走线；六是如若是敏感元器件则不能靠太近，输出和输入元件要远离。
2.2板层类干扰的抑制对策
首先，应掌握电路板设计信息，综合考虑信号线密集程度、电源和地种类等因素，以此确定保障电路功能需要的电源和布线层数。分层对策的好坏对接地层或是电源层的瞬态电压以及电源与信号的电磁场屏蔽有重要影响。根据实践经验给出总分层对策，接地层和电源层应相邻且两者间距尽量小，信号层要紧挨接地层或是电源层使用一层或多层。在设计单双层板的时候要重点设计电源线与信号线。为缩减电源电流的回路面积，地线和电源线间要紧邻且保持平行。就单层板来说，应在重要信号线两边设置保卫地线，一来缩减信号回路面积，二来避免信号线和与信号线间出现串扰。就双层板来说，也可以设置保卫地线，或是在重要信号线的投影平面上进行大面积铺地。单双层板的制造和装配调试虽然简单方便，但若是如 数字电路以及数模混合电路等较复杂的PCB是不适合使用的。因为缺乏参考平面，辐射会随着环路面积的增加而增强，平行走线也很难避免。
如若成本足够，建议采用多层板。在设计多层板时要遵循三点：一是如总线、时钟线等辐射强或是敏感度高的重要信号线，布线最好在两地层间或是和地层紧邻的信号层，布线接近地平面便于缩减信号回路面积，减小辐射强度，强化抗干扰能力。二是确保边缘辐射得到有效控制，与相邻地平面相比电源平面需要向内缩减5到20H（H为介质厚度）；三是如果底层和顶层有高频信号线，需要把高频信号线走在顶层和地层之间，抑制高频信号线对空间的辐射。
2.3走线类干扰的抑制措施
PCB走线需要遵循六点原则：一是输出端和输入端导线要尽可能防止相邻长距离平行，可通过在走线间插地线或是增加线条间距的方式降低平行串扰；二是不能突然改变走线宽度，如若要拐角，拐弯的地方通常走圆弧或是135°；三是载流回路对外辐射随着环路面积、通过电流以及信号频率的增加（减少）而增加（减少），故应缩减电流流通时的导线环路面积；四是缩短导线长度增加其宽度，便于降低导线阻抗；五是为保同层相邻线路间的噪声耦合以及串扰达到最小，需在线间做隔离处理，确保布线分离；六是设置分流隔离关键信号，设置保护路线保护关键信号。此外，信号线、电源线和地线走线的时候，不仅要遵循走线准则，还要结合自身特点和功能实施布线。
（1）公共地线尽可能在PCB板边缘布置，最好呈网状或是环状；接地线要尽可能粗，地线要多使用铜箔，强化屏蔽效果；模拟地要和数字地分离，模拟地理的低频地要多使用单点开联，具体布线有问题时可以考虑部分串联然后再并联，高频地最好使用多点串联。（2）尽可能增加电源线宽度，削弱环路电阻，确保地线和电源线走向同数据传递走向保持一致。如若是多层PCB，要缩减电源线到地层或是电源层的长度。尽量让电源给各个功能单元单独供电，由公共电源供电的电路尽量做到彼此接近和互相兼容。（3）信号线尽可能短，确保削弱干扰信号耦合路径。应先布置时钟信号线和敏感信号线，接着布置高速信号线，最后再布置非重要信号线。如若信号线之间不相容，就应做隔离处理，防止形成耦合干扰。关键信号线走线时不能跨越分隔区，即便是焊盘和过孔造成的参考平面间隙也不行，不然会增加信号回路面积。同时，为抑制边缘辐射，关键信号线距离参考平面边沿的距离不能小于3H（H表示关键信号线距离参考平面的高度）。敏感及强辐射信号线应距离接口外出信号线较远，防止信号线之间形成耦合干扰，减少系统误操作以及向外辐射。差分信号线长度要一样，处于同一层，并行走线，确保阻抗一样，线之间不存在其他走线，保证共模阻抗一样，强化其抗干扰性能。
3、结语
综上所述，结合电磁兼容预测分析得出的结论，对于不同种类的干扰应采取相应的技术措施进行抑制，才能有效提升PCB的设计质量和水平。刚开始设计产品的时候就使用仿真软件对PCB实施电磁兼容预测分析，基本上能分析出PCB设计的电磁兼容性能，便于后续PCB设计的科学分层、适当布局以及合理走线。总之，基于PCB的电磁兼容性设计是一项技术性和实践性都很强的工作，在具体设计时必须综合考虑性能指标要求、功能模块分布等多方面因素，同时做好预测分析和相应抑制对策，这样才能有效保障设计质量。
参考文献
摘要：介绍了在显示器用外置电视节目接收盒的理论设计的基础上，利用PROTEL 98电路设计软件对整个系统进行原理图和PCB图设计过程。
关键词： PROTEL 98 电原理图 网络表 PCB图
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关键词：模电；数电；教学
电子技术实验室设备大部分与理论教学配套齐全，但是，老师们普遍反映该套实验设备陈旧落后，影响教学质量，因此，根据教学过程反馈出的问题，设计了一套科学、合理而人性化的实验设备。
1 旧实验电路板
图1和图2是实现常用模拟电子（模电）和数字电子（数电）实验的电路板基本功能平台，其中，图1为单管/负反馈两级放大器实验电路板，实验功能为晶体管共射极单管放大电路和两级阻容耦合放大电路与负反馈[1]；图2为多功能实验面板，包含了集成运算放大器应用电路和加法器、数据选择器、触发器、集成计数、译码显示电路、定时器、电子秒表等。
该套电路板教学过程存在诸多问题，第一，从实验功能角度分析，该实验平台虽然功能强大，包含了模电和数电常见的基础电路，但是该平台实验功能内容密度高，对学生来说，实验初始阶段显得非常不直观和理解困难，直接造成恐惧心理[2]。例如图2，实验面板包含的接线孔数量多而密集，容易造成视觉上的疲劳和复杂感[3-4]；第二，对教学来说，增加了老师在实验课程前的准备工作，例如，单管/负反馈两级放大器对应的原理图3，设置了几处外接电阻，如RL、Rc，实验开始之前需要准备好给学生，但是在实验结束之后容易丢失、各种电阻容易重复混在一起。这个问题不仅在图1的实验里有体现，在其他实验内容里面同样存在，在管理方面增加了不少工作量[5]。第三，从设备维护角度来说，由于电路功能模块较多，学生使用不当造成的元器件损坏概率就增大[6]，维修过程需要拆开整个实验面板，实验面板体积大，重量大，螺丝多，维修起来非常不方便。
2 新实验电路板
2.1 单管/负反馈两级放大器新实验板
根据对旧电路板缺点分析，在功能不减少前提下，重新设计了4块实验电路板。图4为单管/负反馈两级放大器新实验板，该电路板在图1基础上进行了多方面改进，首先，该实验电路板在原来基础上增大了两级放大电路的间隔，大部分元器件焊接在底面，上表面只画有电路图和符号，相对比图1的旧电路板而言，从视觉上更直观、简单、明了；其次，需要外接的独立电阻设置安装在接线邻近位置，例如，图中负载电阻RL，当需要使用的时候，只要两条接线即可，方便调试和接线，使用过程，不易丢失，而且，元器件之间接触性能更好。再次，增加了直流稳压电源实验，该实验电路简单，元器件少，因此布局在同一块实验板上；该块电路板体检小，非常轻便，而且固定螺丝只有四颗，元器件数量少，因此维修非常方便。
2.2 集成运算放大器运算电路实验电路板
图5为集成运算放大器运算电路实验电路板[1]，该实验电路板同样采取图4的布局特点，除了集成芯片，表面不放置任何元器件，只保留了电路图符号与参数值。就实验内容而言，对比旧实验面板，该实验的集成芯片引脚标注是一大人性化特点，在实验过程，根据标注，学生更方便检查接线。另外，实验电路板排布的电阻、电容等元器件都是根据集成芯片的应用电路所需，紧凑而无多余，布局合理又方便[6]。
2.3 加法器、数据选择器与触发器等实验电路板
图6实验内容包含了多种集成芯片应用电路，有或门、与门、非门、数据选择器、全加器和触发器等[1]。这些集成芯片合理有序的分布在特定位置，实验过程方便接线，减少接线交叉。
2.4 定时器和电子秒表实验电路板
图7实验内容包含了三种芯片应用电路，包括与非门74LS00、计数器74LS192和555集成芯片，这三种芯片组合可以实现集成计数、译码、显示电路、电子秒表[1]。
3 教学效果
新的模电、数电实验电路板已经投入实验教学环节半年时间，总结出具有以下优点，第一，由于电路板的元器件布局已经考虑到电路连接最佳位置，减少接线复杂度，因此，学生可以更加集中精力去验证理论内容；第二，四种类型实验电路板设置大小一样，实验室老师日常管理维护更方便；第三，针对课堂实验内容，每一块实验电路板都内容独立[7]，方便老师讲解。根据抽样班级实验情况，同一个实验内容，学生完成时间比原来大约缩短了三十分钟，新实验电路板教学效果显著提高。见表1抽样班级实验完成时间，其中13级和14级学生分别使用旧实验电路板和新实验电路板。
4 结束语
新实验电路板已经成功使用在实验教学，教学质量得到跨步提高。实践表明，模电与数电实验电路板设计科学、合理。
参考文献
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一、功能定位分析
印刷电路板高速数控钻床是具有国际先进水平，用于高速钻削印刷电路板的电子设备。一个企业在开发一种新的印刷电路板高速数控钻床之初，需要综合考虑国内外同类产品的性能特点、技术参数、发展现状、技术水平等，并要考虑到设备在市场上的实际应用范围和应用地域等。本文结合作者几年的印刷电路板高速数控钻床学习经验，提出印刷电路板高速数控钻床的设计浅论，与君共勉。首先确定印刷电路板高速数控钻床应具有的功能，具体如下：
（1） 印刷电路板高速数控钻床用于印刷电路板微小孔的加工，钻孔直径范围需要确定。
（2） 为了满足钻孔加工，印刷电路板钻孔机床需要满足以下几个运动：第一，相互垂直的XY两个方向的直线运动，实现XY的定位。第二，垂直于XY平面的Z方向的直线运动以实现钻孔过程。第三，钻头的高速旋转运动时切削的主运动。第四，钻孔的辅助运动，包括换刀运动、刀具检测运动等。具体过程如下：钻孔时，印刷电路板高速数控钻床首先通过数控系统进行文件处理，即将数据文件转换为该机床系统能够接收的数据格式，并对之进行编辑、优化，直至成为正式的加工文件。然后通过数控系统发送钻孔命令，进行钻孔。钻孔过程较为简单，当驱动系统驱动XY轴到达目标点时，Z向下钻机构实现下钻动作。钻孔过程中还要进行自动换刀和刀具检测等钻孔辅助运动，这一运动比较复杂，要经过以下过程：第 N-1库区钻孔完毕-开始换刀-Z 轴回零-机械手抓刀（刀库）-机械手放刀（刀盘1）-主轴放刀（刀盘2）-刀具侦测-机械手抓刀（刀盘2）-机械手放刀（刀库）-主轴抓刀（刀盘1）-主轴对刀-换刀完毕-第N库区钻孔开始。
（3） 为了提高钻孔精度，三轴均安装高精度的光栅尺以实现全闭环控制，并且控制每次的进给量为预先设定值。
（4） 在印刷电路板钻削过程中，由于钻头与工件的相互作用会产生轴向力和扭矩，力的大小与钻削参数密切相关，直接影响钻头寿命、孔壁质量等，严重的会造成加工中钻头和工件的报废，因此根据钻削过程中受力的大小来优化钻削加工参数，这对于降低印刷电路板的钻孔加工成本具有重要意义，所以所开发钻床需要具备测定钻削力的功能，而要实现这一功能，需要综合考虑力传感器的安装位置和安装方法，并且不能以牺牲钻床的主要功能为代价。
（5） 目前市场上的印刷电路板高速数控钻床除了钻削外，大多还具备铣削等多种功能。为了能够满足印刷电路板高速数控钻床的基本功能和扩充功能，同时为了满足不同孔径的加工需要和提高钻床利用率，设备要具备快速更换主轴的功能，而不是像大多数生产中那样主轴固定后就不再更换或者很难更换。
（6） 印刷电路板高速数控钻床对微小孔的能力要求很苛刻，特别是在加工双面板、多层板、电脑芯片等小型化、柔性化产品时，要求最小钻孔直径在0.1mm甚至更小，钻头极易折断和磨损。钻孔过程中一旦出现断针，可以立即采取停机等措施，并且进行故障报警，提示断针所处位置，这样便可以防止造成更大的浪费。因此所设计的钻床还应具有断针检测功能。
（7） 印刷电路板高速数控钻床在钻孔时，会产生由于人为疏忽因素导致抓取错误直径的钻头，造成加工瑕疵品或者报废品；另外还会由于钻头的过度磨损，造成钻头直径和长度的减小，进而造成钻孔质量下降等。所以印刷电路板高速数控钻床应该具有刀长检测功能，对钻头进行及时检测，并且可以通过加工软件检错处理的措施，实现先前准备刀具需要与加工软件所设定的尺寸相符才能进行加工作业。
（8） 印刷电路板上有大小不同的孔，这决定了加工前需要配备大量的钻头，有时多达几百支。加工过程中，为了提高效率，机器要具有自动更换钻头的功能。
（9） 为了降低振动对机器的影响、提高钻孔机的动力学性能、减小惯性力和提高钻床的刚度，在进行钻床设计时，要合理规划钻孔机的动静质量分配，这就要求加大运动部件的质量、减小移动部件质量和使机械结构应该尽量简单。
二、整体布局分析
在满足印刷电路板数控钻床功能和需求的前提下，在进行整体布局时，还要考虑以下几个方面：
（1） Z轴频繁的往复运动（400次/分钟）、XY定位速度高且间断工作，印刷电路板的孔距比较小、运动距离短、XY轴的运动时间还可与钻头离开印刷电路板的快进快退时间重合，这直接决定了钻床布局时要考虑质量的分配问题。
（2） 印刷电路板的尺寸和形状直接决定工作台的尺寸与导轨的布局。例如加工的印刷电路板尺寸越长，要求工作台同一方向的尺寸就越大，连接工作台的滑板、滑块以及两导轨间的跨距也就越大。因此印刷电路板的尺寸和形状也是直接影响钻床布局的决定性因素。
（3） 要考虑便于观察加工过程、便于操作、调整和维修，便于装卸印刷电路板板材。
（4） 应该尽可能做到体积小、降低制造成本、缩小占地面积、外型美观大方。
整体布局有两种方案，第一种布局方案是，钻床Z轴系统做横向和上下移动，立柱做纵向移动。由于工件不动，承载能力好，适合加工较重的工件。但是由于立柱移动较为笨重，所以运动精度较难保证。第二种布局方案是立柱固定，钻床Z轴系统做横向和上下移动，工作台做纵向移动，承载能力较布局一方案差，但是所承载的印刷电路板板材较轻，布局所需要的电机的功率的传动件的尺寸较小，移动较为轻便，所以该方案中钻床的精度容易保证。
三、设计方案分析
印刷电路板高速数控钻床的设计方案主要有全线性方案（XYZ三个方向运动均用直线电机驱动）、非线性方案（XYZ三个方向运动均采用伺服马达驱动）、Z向线性方案（XY方向运动采用伺服电机驱动、仅Z方向运动采用直线电机驱动）、XY线性方案（XY方向运动采用直线电机驱动、仅Z方向运动采用伺服电机驱动）方案。本文对国内几家钻床生产厂家进行调研和国内外钻机进行了研究，如图1至图6所示。综合分析了几种方案的优缺点见表1。
四、整体结构分析
（1） 材料分析 印刷电路板高速数控钻床工作时，设备的振动将会造成钻头钻孔时的滑移，产生孔位偏差或钻头的损坏，所以要求设备具有较高的动态特性，这就决定了其具有较高的静态刚度。因此总体结构需要具有良好的吸振性能的材料。
目前的印刷电路板高速数控钻床大多采用花岗岩作为底座等总体结构材料，还有的采用铸铁或者钢材等材料，如东盛公司床身及工作台均采用花岗岩材料，日立机工作台和横梁采用铸钢，大赢公司床身采用花岗岩，工作台采用铸钢，麦雅公司床身采用花岗岩，工作台采用铝合金。
铸铁和钢材具有易腐蚀，平面度难保证、时效时间长等缺点，造成交货周期过长，福建麦雅公司的铝合金工作台曾经出现变形等现象。花岗岩和铸铁材料的性能比较见表2。
由表2可知，花岗岩材料的最大优点为阻尼大、动态稳定性良好，并且当其受到撞击时，不会像金属材料一样产生毛边，能够保持较好的设备加工平面的平面度，更适合于在无尘室的操作环境中使用，这与印刷电路板钻床对支撑部件材料的要求一致。另外对于印刷电路板钻孔机支撑部件材料的选择还需要考虑材料刚性、比重热膨胀及热传导等因素。
（2） 工作台分析 工作台台面法线方向对应着Z轴进给方向，本设备在Z轴方向上有一根轴，在进行钻孔时，工作台有导轨上的四个滑块来支撑，因此受力不均匀，如图7，造成工作台上会形成一个弯矩，在长期的工作强度下，工作台面会逐渐变成图所示的形状，这与印刷电路板钻床的工作要求是相抵触的。
针对这一问题，主要在以下两个方面进行考虑：
①平衡工作台的受力，保证工作长期不变形；
②工作台采用刚度高，不易变形的材料。
另外还要保证加工的范围内有各种测量器件的安装空间。
为了平衡工作台的受力，工作台支撑座要选择合适的跨距；为了增加工作台的刚度，防止长期使用后变形，工作台材料选用花岗岩；为了使得测量器件有足够的安装空间，移动台的尺寸要比实际加工工件的尺寸大。
（3） 工作台尺寸分析
工作台X方向长度=加工幅面长度+安装测量器件预留量+机头压脚预留量+固定胶条预留量
工作台Y方向长度=加工幅面长度+安装测量器件预留量+机头压脚预留量+固定胶条预留量
（4） 工作台的固定 考虑到美观及安全性因素，滚珠丝杆和导轨不易外露，需在工作台下安装一防护罩，所以工作台不可与导向螺母及滑块直接相连，需要在Y向滑板之间加防护罩，固定在基座上。
（5） 立柱结构和尺寸分析 立柱的尺寸根据工作台的XY方向的长度，Z的工作行程来确定，常见的钻机的Z轴行程为：日立三轴钻机为30mm，日立六轴钻机为60mm， 福建麦雅公司钻机为55mm，东盛钻机为40mm～50mm。立柱结构主要有两种，如图8。
图8（a）立柱结构更为稳定，图8（b）结构简单，易于加高。
（6） 横梁尺寸分析 横梁的尺寸根据立柱和工作台的尺寸来确定。
（7） 床身结构和尺寸分析
床身的尺寸根据横梁、工作台和立柱的尺寸来综合确定。印刷电路板钻床床身的结构主要有三种。如图9所示。三种结构的对比见表4。
五、性能参数分析
国内外部分厂家的印刷电路板高速数控钻床的主要规格和性能指标见表3。
由此可见，开发印刷电路板高速数控钻床需要确定的参数有外型尺寸、工作行程、XY轴最大移动速度、Z轴最大进给速度、定位精度、重复定位精度、钻孔孔位精度、刀库容量、XYZ轴驱动、光栅尺、断刀检测装置、刀具刀径刀长检测等。
[关键词]计算机；电路设计；分析；辅助；方法
中图分类号：TP391.7；TN702 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0284-01
一、 计算机辅助电路设计的优点
电路设计，是指按照一定规则，使用特定方法设计出符合使用要求的电路系统。在进行计算机辅助电路设计的过程中，主要是利用计算机能够模拟的特点取缔传统采用搭接方式进行电路实验的方法。利用计算机之后，可以在电路设计阶段可以大量减少验证电路正确过程中使用的时间和工作量，让进行整个电路设计过程的进程比传统电路设计的进程速度快得多，同时还保障了电路设计的效率。
在很多相关电路设计的专业软件里面都会设置有电路设计中会涉及的许多参数数据库以及图形数据库，在进行电路设计的时候，设计人员可以通过这些数据库中选取到所需用到的电子元件模型，即使数据库中没有所需要的电子元件，也能电路设计之前在相关界面中设计出所需的电子元件模型，并设置其参数，然后再将其放入进对应数据库中，很多电子元件都可以在数据库中直接拿出来使用。另外在对电路板设计进行印刷的时候，也可以找到相关专业的印刷电路板设计的软件，这些软件可以对其电路设计中的电子元件间布线布局的自动进行，还可以起到后期处理的作用。在电路图纸进行绘制的时候，也能使用专业的软件进行制版。总之，在计算机的辅助下，让电路设计更加简便，大大缩短其设计周期，同时在一定程度上会可以节约电路设计的成本费用。
二、 计算机辅助电路设计的方法
设计一个完整的电路，并让其实现一个功能，其前提就是要设计好一个完整有效的电路原理图。通过计算机进行电路设计是非常快捷的，而且还能很容易的将设计好的电路进行再次的修改，通过计算机的相关软件自带的自动布线就能够很容易的把电路原理图生成电路板版图。
1、 电路原理图设计
首先设计人员通过调用电路设计软件，建立新文件并对其命名，然后加载所需要的原理图器件库，因为在电路设计中电子元件的种类存在千差万别的差距，所以有些时候所需要的元件在对应数据库中没有，所以设计人员就要通过元器件生成软件或者电路设计软件中自带可以设计元器件的选项，创造出需要的元器件，然后根据设计电路构思的结构进行电路原理图的设计，将有电性能元件的管教利用线连接起来，如果是总线电路就可以由一条总线连接，这样可以有效减少线路太多所造成不必要的麻烦，而总线的两端始终会分出很多条线，就有必要将其明确的标注，有节点的话在电路上应该必须标上节点，否则在后期电路查看和系统会将两条线认为不相连。
在将电路原理图设计完毕之后，就应该创建网络表。网络表是作为原理图和印制线路版图间的桥梁，只有通过网络表才能将电路原理图转换为对应的电路板版图。调用PCB图生成软件，在其加载相关的元器件库，通过在禁止布线层上画好PCB图的外形，然后更改其自动布线，让其达到前期的设计要求。通过自动布局命令将加载到PCB图中的组件摆好，然后对其进行自动布线，该过程会需要一段时间，因为有的时候自动布线并不是完全合理有效的，所以在进行自动布线之后还要对其进行手工调整。
2、 电路板版图设计
电路板厂都是按照用户设计的PCB图对电路板进行生产的，针对成型的一块电路板，想要再制一块或者多块的话，就要利用计算机辅助进行电路设计了，通过形成的PCB图再次进行电路板的生产。
利用刻度尺度量成型的电路板，将对应数据进行记录后将数据输入进计算机中，这类方法主要使用在线路简单的电路板上，在线路上寻找一个点来作为原点，将电路板上的其他点一原点为参照，对照PCB图左下角的横纵坐标，将元器件放在对应的PCB图上。而对于元器件较多且线路复杂的电路板则通常使用扫描仪将其数据输入进计算机中，因为用尺度量就会太花费时间，且制作也会相比扫描仪粗糙，在对电路板进行扫描的时候也要注意正确的放置电路板的位置，不然会影响扫描效果。
三、结束语
计算机辅助电路设计的出现，让电路设计摆脱了传统以手工为主的设计方式，而且在使用计算机进行电路设计的时候，不仅节省设计时间，还能在电路设计出现错误的时候方便及时的对其进行修改，大大提升了电路设计的效率，还可以做大程度保障设计的电路产品的性价比。
参考文献
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一、前言
408UL数字地震仪器轻便、稳定性好、精度高，在国内外地震数据采集中依然广泛应用。在408UL的整个数据链路中，LAUX(交叉站)通过交叉线连接到中央控制箱体CM408，解释CM408发出的指令，控制排列并为两边的采集链提供电源，将排列数据传送到CM408。显然，LAUX在链路中的作用非常重要，一旦LAUX出故障，仪器系统采集地震数据的功能将无法实现。通过反复研究试验，我们设计并制作了交叉站测试电源及转换接口，研发出交叉站电路故障测试程序，通过这些检修手段，掌握了交叉站的维修技术和方法。
二、 LAUX检测原理
LAUX内部有两块电路板：一块是LPX板，负责数字信号处理;另一块是LIPX板，负责接口/电源管理与控制。一般交叉站各项技术指标的测试是采用仪器主机或TMS408测试系统进行，在检修中最常用是TMS408测试系统。TMS408测试系统是专用于408UL地面采集设备功能检测的测试系统(主要由一台PC计算机、一台以LAUX交叉站功能为核心的接口单元TMU408以及相匹配的特殊软件组成)。测试系统可以对交叉站(LAUX)进行电源测试、传输测试、内部程序测试等，测试结果在用户界面上显示(如图1)，但电路如有故障测试是进行不下去的。并且不能实时的检测电路板各部分的工作情况，对于LAUX故障发生的原因和故障所在无法进行正确判断。
我们研发的自控电源、测试转换接口和故障测试程序软件开发，主要是通过选择测试系统的相关菜单，依靠测试仪表，然后根据该项的有关信号通路和有关器件进行检测。同时通过电路中的某点直流电压，频率等参数的数值，由测试结果来查找故障所在地及涉及到的某一元器件，准确地判断出故障所在位置，最后将电路故障排除。
要使得电路板上的所有器件能够直接用测试表进行检测，就要对电路板进行接口的连接和系统供电(如图1)，为此我们设计和组装了AC/DC电源和测试接插件。
三、供电电源及接口的研制
1、AC/DC/LAUX可控电源的研制
电源主电路板采用单通道充电方式对电瓶进行维护充电，并通过面板控制开关进行充电和供电方式的转换，并具有瞬时触发和带负载电压显示功能。
自控电源主要有AC/DC转换、转换控制、分频计时、脉宽调制和输出调节等电路组成。电源主电路板采用单通道充电方式对电瓶进行维护充电，并通过面板控制开关进行充电和供电方式的转换，并具有瞬时触发和带负载电压显示功能(如图2)。
2、接插件的制作
LAUX是由LPX/LIPX两块多层印刷电路板组成：
LPX—数据处理板，包含数字软硬件电路。
LIPX—接口/电源板，由六部分电路组成(如图3)。
(1)电瓶控制电路，为电路板提供过压保护;
(2)升压器电路，为排列上的采集站提供±24V电压;
(3)电压控制电路，测量电压值和检测漏电;
(4)产生3.3V唤醒电压;
(5)LAUX供电电路为LPX板提供工作电压;
(6)产生大线测试器9.5V的充电电压。
对于测试不合格的LAUX，如果想进一步确定电路板的故障点就需把两块电路板完全分离，这样便于测量各组件的电压值和追踪信号。LAUX中的两块电路板之间通过两个插接口紧密的连接在一起，为了方便测量我们制作了测试接口及电路板转接连线将两块电路板很好的分离。测试接口包括测试信号传输线、LPX/LIPX接口线、电源和测试连接接口等(如图4)。
四、检测程序的研制与应用
利用开发的超级终端测试程序对LAUX进行深入的测试和检修。具体的检修流程如下：
(1)利用TMS408测试系统确定其内部的软件版本有效;
(2)对LAUX漏电电阻进行测试。在不加电的情况下，量得LAUX的漏电电阻应该约等于1Ω;
(3)分离电路板;
(4)LPX板和LIPX板之间通过PS1、PS2两个插接口紧密的连接在一起;
(5)研制的测试接口及电路板转接连线将两块电路板连接;
(6)启动超级终端测试系统并设置参数;
(7)连通XDEV连线接头与主机串口引出线;
(8)将待测电路板连接到AC/DC/LAUX可控电源;
运行HyperTerminal超级终端测试系统，依次对待测电路板进行电源电路、内部传输、外部传输、±24V升压器电路、变压器阻抗、ADC等测试，根据测试步骤，逐项测试某个器件上的电压值和波形，制作故障检测流程图，对照标准参考数值，判断器件是否工作正常，最终查找到故障点。
LAUX维修实例
故障现象：LAUX加不上电，测试无法进行。
解决方法：参照标准参数，逐一对测试点进行判断。
步骤一：判断漏电保护电路
首先测量LAUX电源接头的负极与外壳之间的阻值，正常阻值为1?。将电源站打开后用数字表测量J5插座4脚与GND间的电阻值，测得阻值应是l?，否则判断漏电保护电路损坏。
步骤二：判断唤醒电路电压值
利用制作的测试接口及电路板转接连线将两块电路板分离，先对电路中的电阻，电容进行检查，初步判断元器件的好坏;其次启动超级终端测试系统，设置参数将待测电路板连接电瓶，接入12V电压，测试3WKPA点是否有3.3V电压，如果有，说明电压电路测试正常，否则取下电阻R39，检查组件C175和IC11是否正常。
步骤三：检测各参考点电压值
检测各参考点R48、R49、R47、R41的电压值是否正常，正常情况下，电压值分别为3.3V、-5V、+5V、9.5V。通过示波器逐点测量各脚电压，最终通过一定步骤检测，确定R41点的9.5V出错，依据测试结果找出了故障原点，最后将故障排除。
五、结语
以往坏站(电路板)大多数处于外修状态，同时存在维修周期长和备件昂贵等缺点。我们研究的LAUX检修流程应用到检修工作中后，能够快速、有效地诊断LAUX的故障，在目前仪器检修中具有推广和实用价值。今后我们将该项成果逐步完善和提高，继续为地震仪器设备的检修提供技术支持。
印制电路板是电子行业的基础产业，伴随着半导体设计和制造技术的不断发展，印制电路板也向着更好的方向发展，在发展过程中，印制电路板也面临更多的挑战，其中质量问题就是一个重点，并且得到了很高的关注度。
一、我国印制电路板瑕疵视频检测的现状和发展
相对于国外对于印制电路板瑕疵检测技术的研究，我国起步是比较晚的，国外早在20世纪70年代就已经设计出了检测系统产品，我国在90年代中期才刚刚起步，而且理论上存在多种瑕疵的检测方法，但是在工业实践过程中还没有使用。我国台湾地区存在许多研究机构对这方面进行研究，其中就包含印制电路板的检测等等多个方向，但是在印制电路板基板的检测上进展并不明显。
鉴于我国印制电路板起步晚以及在研究突破较少的现状，并且我国目前许多印制电路板生产厂家还是以人工检测为主要方式，例如用放大镜进行检测的方法等。加之印制电路板是一个规模相对比较大的生产行业，人工检测的办法并不能够满足需求，因此，导致错误率就会相对较高，需要不断进行新技术和新设备的开发。由于我国技术的不断发展，电子产品的发展方向也有了相应的改变，这主要是由于当前高密度、高精度的电路板已经无法继续利用传统的检测方法来完成检测工作。
未来光电传感器等技术的成熟，将会用于电路板瑕疵视频检测，这也将推进电路板瑕疵视频检测的智能化。人工检测的缺陷和局限性不能够适应未来的发展趋势，机器通过传感器对整块印制电路板采集图像，然后将系统中设置好的焊点参数进行对比，检测出哪里有缺陷，并且标记出来，这样就完成了自动检测[1]。
二、印制电路板瑕疵检测系统的硬件平台设计
印制电路板瑕疵检测系统采用嵌入式系统，从硬件的性能上来说，能够增加系统的速度。视频检测就是数字图像处理，系统平台包括图像采集设备、系统控制等等，作为核心的嵌入式处理器是决定瑕疵是否被检测出来以及系统性能的重点。相对于计算机内部的处理器不同的是，嵌入式处理器一般都是应用在特殊领域中的微型处理器，因此，嵌入式处理器只能够在特定的印制电路板上才能够使用，这样也可以减少系统的耗能。嵌入式处理器在功能上有很大的优势，为了满足其正常工作的条件，对环境要求也是比较高的[2]。
图像输出模块主要是采集印制电路板图像信息以便于检测，近年来由于电子产品发展方向的变化，普通的图像传感器的分辨率达不到对印制电路板清晰成像的要求。面对这样的情况，CCD摄像机出现在人们的视野中，CCD摄像机能够获取更多、更加详细的图像信息，因此，凭借自身的优点，在电子检测行业得到了广泛的应用，在使用的过程中，我们发现了CCD摄像机虽然能够清晰的记录图像信息，但是其范围却相对较小，采集大视野的图像信息是比较困难的，面对这两种情况，就要采用分开采集的办法，然后再进行重叠部分人工操作来达到目的。
嵌入式技术的发展，丰富了嵌入式系统的硬件，于是嵌入式操作系统诞生了并且得到了广泛的应用，特别是在国防系统和工业控制等领域都有一定的贡献。例如：嵌入式操作系统中的Linux操作系统是一个比较优秀的操作系统，具有很明显的内核稳定、功能强大等特点，因此Linux的这些优点十分适合嵌入式使用[3]。
三、印制电路板瑕疵识别图像处理算法
印制电路板瑕疵图像的处理算法目前主要用图像二值化算法、概率识别模式概念以及连通区域标记算法这三个方法，图像二值化算法的主要思路就是根据图像颜色在RGB颜色空间的位置进行合理的分类，将系统当中印制电路板图像和采集印制电路板图像进行的导体识别，这就是说对图像进行二值化；概率识别模式在电路板瑕疵检测中是比较常用的一种算法，而且通过与其他瑕疵识别算法相结合，能够达到很好的检测效果，它的基本思想就是通过不断观察，识别概率逐渐增长的过程，然后当识别概率超过某一数值时，最终辨别该物体；连通区域标记算法主要针对的瑕疵是印制电路板短路和断路，连通区域标记算法要与概率识别模式相结合，就能够避免印制电路板的这两个问题的发生，通过两个阶段对图像进行采集和检测，标记出所有连通区，为了满足嵌入式应用的发展，在算法的处理上要降低时间复杂度[4]。
四、结束语
根据上文所述，要想优化印制电路板瑕疵视频检测，主要的技术就是图像处理和概率识别，在图像的采集上，要提高光照，获取高质量图像，这样对于识别就会有很大的帮助，为瑕疵识别打下基础，从而推动印制电路板行业的发展。
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关键词：变电站 自动化 保护测控装置 NZB3系列特点 一类典型故障 现象
中图分类号：TG580.6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0003-02
随着科技不断发展，变电站设备不断改造更新，电力自动化控制作为改造方向已发展多年，目前自动化已相当普及。在日常维护、检修中，经常能碰到一些自动化控制方面的故障。自动化控制中有一个核心部件保护测控装置，它集保护、测量、控制、监测、通讯、事件记录、故障录波、操作防误等多种功能于一体。既可以和防误综合操作系统配合完成电站控制、保护、防误闭锁和当地功能，还可以独立成套完成110 kV及以下中小规模无人值守变电站或者作为220 kV及以上变电站中、低压侧的成套保护和测量监控功能。
现就自动化控制系统NZB3系列馈线保护测控装置的一类典型故障进行分析。
1 NZB3系列智能型保护测控装置介绍
NZB3系列智能型保护测控装置由正泰公司生产。这款产品是建立在通用平台上模块化设计的数字式机电保护产品，具有丰富的高性能保护功能，可就地安装在开关柜上或集中组屏使用，是电力自动化系统的理想组成部件。
特点：一体化设计，保护、控制、测量、监测功能一体化设计，使保护和监控之间做到“无缝连接”集成度高，简化整体系统接线，方便设计、施工，提高了整个系统的可靠性。
灵活的控制逻辑，设计独特的跳闸和控制方案，减少外部各类继电器、接触器，简化外部连线、节省盘面空间，降低总成本（内部电路板如图1所示）。
可以实现在线编程（ISP）、故障录波、自诊断功能。提供一个在线编程通讯接口，可以自由下载各种保护软件模块，一次系统图；再现记录历史事件64条，先进先出（FIFO）动态刷新，带有时间标记，掉电不丢失，有保存记忆功能。可将故障前后各种信息记录保存，记录长度为100个周波，为维护人员提供故障分析的直接依据。具备软、硬件实时自检、报警、在线检测装备内部温度功能。具有强抗干扰能力、故障率很低的特点。
2 馈线保护测控装置（NZB311）一类典型故障
2.1 故障现象
监控后台频繁报警，本地查看保护测控装置（综保），一次开关接线图频繁分合，与开关实际位置不符。
2.2 故障判断
测控装置误报警。有两种可能：（1）杂波干扰；（2）测控装置开入量和电源板电路故障。
2.3 故障处理
检查屏蔽情况良好，而且通讯接口信号相互并联，如果有干扰信号，所有保护测控装置应同时、同一部位扰，而实际为单一的馈线保护测控装置故障，故杂波干扰的可能被排除；检查X2（如图2）端子相关接线螺丝接触良好，插接部位紧固、无松动。于是更换开入量和电源电路板，观察开关一次接线图与开关实际位置相符，报警消失，运行正常。
2.4 故障分析
保护测控装置背板有3个端子排X1、X2、X3（如图2），分别对应模拟通道电路板（X1电路板）、开入量和电源电路板（X2电路板）、输出继电器电路板（X3电路板）。模拟通道主要进行取样和测量；开入量和电源电路板主要是断路器各种位置及状态取样，及主要提供测控装置所需各类低压直流电源；输出继电器电路板实现自动控制。由于故障现象为断路器位置不正确，由此可以判断此故障与X1电路板和X3电路板没有关系。着重考虑X2电路板电路（如图1）。
查看图纸，X2-1端子对应的为断路器位置，断路器在合位置，用万用表直流电压档测X2-1端子对公共端子X2-18电压为直流220 V（正常为220 V），说明断路器合闸位置开入量正常，因此测控装置端子板以外电路处理故障不用考虑。
拆下X2电路板，更换备份后显示正常，监控后台报警消失。对拆下X2电路板进行分析。X2电路板有18个端子，我们只研究第1个断路器位置开入量（其他端子原理一样），将其单独分离出来，其原理如图3。
正常情况：当高压断路器在开路状态时，断路器辅助开关DL断开状态（与断路器同步），从负极到正极（X2-18端子公共端）没有形成回路。光电耦合器输出端c、d相当于开关断开，对应于一次接线图断路器断开位置。
当高压断路器在闭合位置时，断路器辅助开关DL闭合状态（与断路器同步），DC220 V直接加在X2-1、X2-18端子上，R1、R2分压作用使得UR2大于发光二极管导通电压Uon。
即UR2=×U（U为直流220 V）；UR2≥Uon时，发光二极管中有电流流过，使发光二极管发光，光电耦合器左边形成通路。光敏元件受到光照后在三O管基极产生电流，使三极管导通，光耦合器输出端c、d相当于开关闭合，对应一次接线图断路器闭合位置。
故障情况下：在断路器辅助开关DL闭合状态，光电耦合器右侧3、4端没有导通没有形成正常运行情况下的对应关系。经过测量分析，X2-1、X2-18端子间电压正常，说明测控装置外部电路正常。那么故障只能在测控装置内部找了。
从最简单处入手测R1、R2电阻，测得R1=110 V，（R2在网孔中测量不准确，但和好备件比较是好的）与X2备用电路板R1进行比较，故障板电阻R1阻值由100 kΩ增大到了110 kΩ，由公式UR2=×U知R1增大，R2不变，分母增大即UR2减小，当UR2
用高精度100 kΩ的5环电阻更换损坏的电阻R1后，加电试验运行正常，至此故障原因找到（电阻阻值变大可能是设备长期在恶劣高温环下运行使其损坏，在今后的维护中对此加以重视、尽量选择质量好、精度高的元件）。
3 结语
变电站自动控制系统馈线保护测控装置误报警故障，是自动化控制过程中比较常见的一类故障。形成的原因比较复杂，在实际维护中维护人员要具体问题具体分析，不可生搬硬套。以上文章分析只是对特定故障分析、处理的一种思路，使维护人员在维护NZB3系列保护测控装置时，能够对这类故障更准确、快捷地做出判断、处理。
【 关键词 】 Altium Designer 9；仿真；定时控制系统
Simulation Application of Altium Designer 9 in Project
You Peng ZhaiI Xiao-dong Hu Ming
(XuHai College,China University of Mining and Technology JiangsuXuzhou 221008)
【 Abstract 】 In order to adapt to changing electronic design technology, improve user productivity and reduce difficulty of the work of PCB design,study the simulation application of Altium Designer 9 in project. Design of a variety of specific functions PCB occupied a very important position in engineering practice.Using Altium Designer 9 to design principle and simulate can greatly shorten the project completion time, improve the success rate and efficiency of design. Study the timing control system of mine, design schematic of timing display and simulate,result reflected design idea truly. Research shows that using the simulation can verify the design result during the design of PCB, improve the success rate of design.
【 Keywords 】 altium designer9; simulate; timing control system
1 煤矿井下定时控制系统计时显示电路方案的选择
煤矿井下定时控制系统是采矿作业中非常重要的组成部分，关系到各部分协同工作的一致性。计时显示电路是定时控制系统中最基础的部分。实现方案采用脉冲电路、计数电路和显示电路的组合。利用Altium Designer 9对设计电路进行原理图设计，通过仿真功能验证设计结果。
1.1 脉冲电路
定时控制系统计时准确的基础是脉冲电路。方案中选用的是晶振分频实现秒脉冲。
1.2 计数电路
计数电路由计数器组成，方案选用74ls290实现计数电路，将74ls290接成十进制计数器，计数脉冲从外部接入，计时电路分为小时、分钟、秒三部分。
1.3 显示电路
方案选用CD4511译码器和数码管实验显示电路。
2 电路仿真及印刷电路板设计
电路实现方案确定好后就要进行印刷电路板设计及电路仿真。
2.1 Altium Designer 9介绍
Altium于2009年7月推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer 9。 Altium Designer9，它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。
Altium Designer 是业界首例将设计流程、电路仿真、集成化 PCB 设计、可编程器件（如 FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。
这款最新高端版本Altium Designer 9除了全面继承包括99SE，Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。Altium Designer9拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和 SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。
