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關鍵詞:城市道路;設計要點;對策
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
道路是城市的血管,道路工程設計的好壞不僅關系著交通運輸能否順利進行,也反映著一個城市的層次與水準。隨著改革開放的不斷深入,我國的城市化水平越來越高,道路工程的建設也在有條不穩的進行當中。作為一項系統性較強的工作,道路工程的設計涉及到運輸、公共設備敷設、綠化和城市景觀建設等多方面內容,因此在開始設計前,設計人員除了要對施工地點進行勘探外,還要注意與城市的實際情況相結合,以便選擇最為合理的設計方案。城市道路的設計要點包括平面交叉口設計、線性設計、綠化設計三點,本文在分析了城市道路基本設計要求的基礎上,對城市道路設計要點進行了分析,分別提出了相應的設計對策。
1 城市道路設計基本要求
城市道路設計的基本要求主要包括交通安全性與通暢性、環保性和經濟性三點,主要內容如下:
1.1 交通安全性與順暢性
交通的安全性與通暢性是衡量城市道路設計質量的重要指標之一。為了確保城市道路的安全性與通暢性,在城市道路設計中應根據城市的規模、人口、機動車數量及未來發展趨勢等,選擇合理的路段、交叉口進行科學計算城市車輛的行車速度,在保證行車安全性的前提下,盡可能提升行車流暢性。
1.2 環保性
環境友好型社會和資源節約型社會建設背景下,各行各業強調節能減排,各種節能技術、環保技術逐漸興起。城市交通作為影響城市空氣質量、影響居民生活水平的重要系統,逐漸受到人們的注意。以往,噪聲問題、汽車尾氣問題等嚴重影響著城市環境,眾多的機動車成為對城市空氣造成污染的“流動污染源”。為了解決這一問題,城市道路設計過程中必須對環境保護要求進行充分考慮,結合道路的等級、性質、功能及施工路段的地形,設計合理的交通綠化帶,并根據居民建筑情況妥善規劃道路網的密集度,從而使城市交通干道與民居之間形成有效的消音距離。
1.3 經濟性
城市道路設計是否具有良好的經濟性直接影響著道路工程的成本及其投資收益,城市道路設計的經濟性主要表現為城市道路工程的綜合費用是否經濟合理,城市交通運輸費用是否經濟節省等等,另外,科學的城市道路設計也能有效降低道路維護保養的費用,從而最大限度地節約城市道路運營成本。因而,在城市道路設計中應綜合考量建筑布局、公共設施、道路布置等因素,結合路段交通性質、車流流向等要求,根據設計路段的地形合理布置道路線性,盡可能地使交通量較大或行車速度較高的干道處于便捷通暢的地段,避免對車輛行駛的干擾和行車時間的延誤;而對于非干道,應強化成本控制,線性要求和適當放寬,以節約工程成本。
2 城市道路平面交叉口的設計
在城市道路設計中對道路交叉口的設計是城市道路建設的重點,一般將城市道路平面交叉口分為無信號燈控制的平面交叉口、信號燈控制的平面交叉口以及環型平面交叉口。在城市道路平面交叉口的設計中要遵循以下幾點內容:
2.1 平面交叉口的線形與縱斷面
第一,平面交叉口的中心線盡量選擇正交的直線;第二,盡量使道路的交角大于等于45度;第三,互相相交的兩條道路,主要道路應當保持穩定的縱坡度,次要道路應當根據實際情況進行合理的設計;第四,交叉口進口道縱坡度,宜≤2%,特殊情況下應≤3%,另外平面交叉口盡量不要在橋梁引道處設計。
2.2 平面交叉口的豎向設計
平面交叉口的豎向設計要考慮諸多方面的內容,包括行車中的舒適程度、道路的排水效果等。對縱、橫坡度的處理也應當綜合宏觀的考慮,一般要注意以下的幾點:第一,交叉口處的主要道路縱坡應當盡量保持不變,次要道路的縱坡要根據實際情況相應調整;第二,兩條道路相交,如果道路的等級相同,一般保持縱坡不變而改變橫坡,并且是改變縱坡較小道路的橫坡,經過適當的調整使其與縱坡度較大的道路的縱坡一致;第三,盡量使至少一條道路的縱坡遠離交叉口,目的是保持排水通暢。
3 城市道路線性設計
城市道路線性設計對整個城市的交通運行起到了至關重要的效果。一方面良好的城市道路線性設計起到了安全運輸城市交通的積極作用,另一方面還可起到美化城市風景,有利于降低駕駛者的行車勞頓,避免城市交通事故的發生。因此,綜合以上兩點的內容,要求城市道路線性設計要利用較大半徑的圓曲線,目的是為了是道路兩側的景物可隨著行車時間的增加發生變化,避免了沿線景物的單一,有利于駕駛者在行車中消除疲勞感,振奮精神;在道路的主要干線中,盡量降低轉點的設置,而其它道路可根據實際的情況適當的增加道路轉點。
4 城市道路綠化設計
道路綠化作為城市道路的重要組成部分,具有保護道路和美化道路環境的作用。做好道路綠化不僅能夠使道路形成優美的環境,還能夠起到凈化空氣、綠化環境的作用。規劃設計道路綠化時,需要注意以下幾個方面:
4.1 重視綠化對行車視線的誘導作用
對于道路主要干線和城市的快速路,車輛的安全行駛和駕駛員的行車心理,都需要道路標物進行視線誘導,因而在道路綠化時,要重視綠化的引導作用。在道路的彎道外側及凸形豎曲線的道路兩側,可以通過種植高大喬木,來提示車主路線的變化。這種綠化樹在對車主進行視線誘導時,可以幫助駕駛員在視覺上形成線形的連續性,從而提高警惕,安全駕駛。
4.2 注意功能與美觀相結合
道路的性質不同,綠化的方式也應按照道路使用者的觀賞特點不盡相同。道路綠化主要功能包括:遮蔭,消聲,防塵,裝飾,遮蔽,視線誘導,地面覆蓋等。道路綠化作為城市道路建設的重要部分,在設計過程中,要充分考慮城市性質以及道路功能與等級,道路沿途的自然條件和城市實際環境情況等,盡可能做到與城市景觀交相輝映。因而,在規劃和設計道路綠化時需要做到全面合理,最大限度的發揮綠化的功能。
4.3 重視綠化對道路空間的分隔作用
在道路邊種植高大密集的植物能夠起到分隔道路空間的作用,能夠將一元化的空間轉換為二元化空間,如在比較寬的中央分隔帶上種植喬木能夠有效的分隔道路空間,此外,在道路兩邊種植植物能夠幫助道路使用者集中精力,避免道路邊界視線渙散。需要注意的是,道路綠化的功能要盡可能的與景觀的要求協調一致。
4.4 綠化要注意地方特色
城市不同,道路綠化方式的方式不同,種植的花草樹木也不盡相同。如在道路綠化中種植各城市的自己的市樹,市花不僅代表著地方特色,還能增加當地人的感到親切,加深外地人對當地印象并產生深刻好感。
5 總結
綜上所述,城市道路工程設計的系統性強、難度高、技術細節繁瑣, 并且直接影響著工程造價, 因此是道路建設中的關鍵環節之一。但就目前的實際情況來看, 我國城市道路工程的設計工作仍然存在著設計思路不合理、不重視交通分析、橫縱斷面設計不完善等一些不足, 如果不能對其進行很好的解決, 勢必會使城市道路的使用和景觀功能受到一定程度的影響。
參考文獻:
[1]龐華強、金濤、李非桃.淺談系統整合思維下的城市道路設計.[J].城市道橋與防洪.2011(1):32-34
[2]李仁興.市政道路工程質量通病分析研究.[J]工程管理.2010(7):68
[3]郭宏燦.城市道路工程施工若干質量問題的研究與探討.[J].科技與生活2010(15):70
【關鍵詞】城市道路下穿立交橋;排水設計;標準;設計方案
城市道路建設對城市發展具有積極的推動作用,隨著城市立交和地道橋不斷增加,在下穿立交橋的低點往往會形成盆地,且坡度較大,雨水及其他水源很容易在此處形成匯集,造成積水影響交通安全。故而,探究城市道路下穿立交橋排水設計要點顯得尤為重要。
1.城市道路下穿立交橋排水系統設計標準
城市道路下穿立交橋的排水系統的設計參數主要包括了徑流系數、匯水面積、重現期等。這三個參數在相關的技術標準規范中均有詳細的規定,其中重現期跟所處地區的交通量以及匯水面積都具有直接聯系。在排水系統的設計過程中,需要在最不利的情況下對下穿立交的雨水泵站進行設計。只有考慮到各種最壞因素,并在設計中制定相應的應對機制,才能在下穿立交橋發生實際的排水問題時迅速解決。匯水面積需要盡量減小,以縮減排水泵站的設計流量。一般采用低水低排、高水高排,互不連通的排水系統,并且設置避免高水進入低水系統的防護措施。在進行排水設計的時候,應該根據實際情況劃分排水區域,將可以直接排入市政排水管道的水分為一個排水系統,不能依靠重力流排入市政管道的會分為一個排水系統。
2.城市道路下穿立交橋排水設計方案
2.1上跨橋排水設計
對于下穿立交橋排水設計而言,立交橋的不同部位應該具備不同的排水的方式及標準。對上跨橋而言,一旦上跨橋的道路坡度較緩(小于2%)時,雨水能夠從坡道向下自主流動。由于路面的橫坡不大,水面的實際寬度將會大于雨水口的寬度,一部分雨水會在雨水口被收集。一部分雨水則會順著路面繼續向下流動,在道路的最低點進行匯集;當上跨橋的坡度較大(大于2%)時,雨水在路面的流速較快,能夠進入雨水口的雨水量大大降低,導致道路最低點的積水量不斷上升,這種情況在發生暴雨的時候尤其明顯。
解決上跨橋的雨水排放問題,可以從高架和橋臺兩個部分入手。高架橋部分排水系統由排水管、進水口和地面井組成,雨水經過泄水孔后被收集,通過懸吊管和立管排入雨水檢查井中。為了保證良好的排水效果,雨水口應該采用頂向式雨水口,加強收水效果。其次,增大排水管直徑強化排水效果。橋臺部分長度較大,可以沿橋臺設置雨水檢查井,收集橋面雨水。雨水檢查井的間距可以根據水流特點、在高出少量布置,在低處大量布置,確保雨水檢查井能夠大量排除橋面存在的雨水。
2.2下穿立交一般道路排水設計
下穿立交中與周邊地面標高相差不多的道路可以與城市綜合排水系統進行結合,利用城市綜合排水系統進行排水。這需要優先確定下穿立交雨水流域的匯水面積,從而確定排水規模。然后根據下穿立交的基本特點,選擇合理的排水流向,確保排水管道鋪設最短,整體埋深科學合理。立交橋具有諸多匝道,而且各個匝道彎道較多,豎向變化復雜,縱坡變化很大,所以雨水口的位置選擇就十分重要了。在實際的工程項目中,一般是根據專業的道路豎向圖來確定雨水口的分布位置,最大程度避免雨水口位置不合理而引起積水。
2.3下穿道排水設計
下穿道排水一般有自流排水和泵站排水兩種方式,當下穿道周邊有地獄下穿道最低路面的市政排水管道時,可以采用直流排水法,將下穿道的雨水引流至市政排水管道,讓其自然排除。自流排水不需要專業排水設備和專人管理,不僅能夠滿足排水需求,而且經濟安全。在下穿道不滿足自流排水的條件時,就需要通過泵站來排除雨水。泵站設計需要考慮三個方面的問題。第一,泵站規模受到下穿道匯水面積的直接影響,需要將匯水面積控制在最小范圍,并預留一定的緩沖系數,最大程度減少下穿道的雨水量;第二,為了保證下穿道行車安全不受到積水影響,暴雨設計重現期應該按照最高標準進行;第三,根據暴雨計算流量選擇合理的排污泵型號以及組合方式。下穿道縱坡一般坡度較大,以前的設計一般采用坡道截流的方式減少進入下穿道的雨水量,其具體方案就是在下穿道入口處設置橫向的截水溝。
2.4排水系統管材選擇
適用于排水系統的管材多種多樣,既有傳統的鋼筋混凝土管道,也有新型的聚合塑料管道,還有夾砂玻璃鋼管、聚乙烯徑向加筋管等新型管材。新型管材具有良好的性能,可以保證排水系統的排水安全。但是新型管材造價較高,而且管徑越大,造價差別極大。所以在排水設計過程中,排水管選擇應該遵循以下幾個基本原則:
第一,以排水需求為前提,在所需管材直徑較小時選用新型管材。
第二,在所學管材直徑較大時仍然選用傳統的鋼筋混凝土管材。
第三,排水管在鋪設時,應該考慮行車情況,保證其具備足夠的剛度和強度。一般來說,人行道下的排水管環剛度不小于4kN/m2,車行道下的排水管環剛度不小于8kN/m2。
3.城市道路下穿立交排水系統管理措施
3.1下穿立交橋排水系統的管理對象及內容
排水系統的管理是維持排水系統具備穩定正常排水功能的基本前提,只有做好日常的管理工作,才能確保排水系統在遭遇問題時能夠發揮作用。排水系統的管理對象主要可以分為三個部分。
第一,路面排水渠道。下穿立交橋都具有部分路面排水渠道,比如排水口、排水溝等。在日常工作中,需要加強對這些基礎排水渠道的管理,及時進行清污清雜工作,確保排水渠道一致保持通暢。
第二,排水管道。排水管道是排水系統的主要構成部分,尤其是不能通過自流排水的雨水更具依賴于排水管排水。日常管理工作應該以檢查排水管是否存在堵塞、是否漏水、是否老化、破裂等情況,在發現問題之后要進行及時解決,及時維修或是更換排水管道。
第三,排水系統機械設備。對機械設備的管理主要是對泵站的排污泵和水泵進行管理,定時檢查排污泵和水泵的運行工況,對存在故障的零部件進行維修更換,確保泵能夠在需要排水時正常運轉,起到排水作用。
3.2下穿立交橋排水系統的管理措施和原則
針對不同的排水系統,具體的管理措施也存在一定的差別,需要遵循的原則也各不相同。但是總的來說,排水系統的管理措施可以從以下幾個方面進行:
第一,維護排水系統排水設施的正常順暢。排水系統的大部分設施都具有引水排水的功用,因此維護排水系統設施的正常順暢,對排水系統發揮切實的排水功能具有積極的作用。
第二,優化排水系統各個環節設計結構。設計畢竟只是根據已經發生的現實情況以及對未來的預想進行的設計,無法準確貼合排水系統在使用過程中所發生的問題。因此需要在排水系統的運行過程中,根據發生的現實情況對排水系統進行不斷優化,使其能夠更加符合下穿立交橋的實際排水需求。排水措施的實施應該滿足排水需求和安全要求兩個原則。
4.結束語
排水設計是下穿立交橋的重點環節,能夠在遇到水患的時候切實將水從道路系統中排除,保證交通順暢和行車安全。排水設計需根據下穿立交橋的特點,從不同的結構部位進行針對性的排水設計,確保排水設計滿足排水和安全的雙重需求。 [科]
【參考文獻】
[1]周宇.淺談城市道路下穿立交橋排水的設計要點[J].建筑技術研究,2012(06).
關鍵詞:高速公路;機電工程;設備故障;原因及控制
中圖分類號:U412.36+6文獻標識碼:A 文章編號:
高速公路有著高速、高效的優點,是一些物資運輸的必選方式,尤其是保鮮物資。同時,高速公路也在客運方面發揮了重要作用,對一些鐵路不發達的地方,高速公路是最快速的運輸方式了。在現在經濟發展中,高速公路起著連接經濟區域的重要作用,保證了地區間的經濟往來。但是,高速公路造價昂貴,而且一些機電設備故障頻繁,進一步降低了高速公路的使用壽命。所以,維護好機電設備,管理好機電設備,保持機電設備的良好狀態,對于高速公路的發展有重要意義。本文將簡單介紹機電設備故障的原因,并給出一些預防性維護措施。
1、 機電設備故障的成因
造成機電設備故障的因素很多,有一些是無法控制的,例如一些特殊的自然災害。下面簡單介紹以下幾種造成機電設備故障的因素:
1.1人為因素
操作、維護人員技術基礎較差,缺乏預防、控制故障的能力,不按規定使用、違規操作等都是導致故障發生的原因。例如操作人員沒有按規定流程進行收費電腦的關閉或重啟,而是采用直接斷電或違規操作等都是導致故障發生的原因。
1.2缺少日常維護保養
機電設備由于缺乏日常維護保養及定時檢測,時常出現工作異常情況。高速公路機電系統的工作環境都比較惡劣,而且需要長期24 h不問斷運轉,缺少了日常的維護保養,設備得不到很好的保養調整,加快了設備元器件的老化、損耗,縮短了使用壽命,導致故障發生。
1.3溫度因素
隨著計算機、通信、網絡以及蓄電池等新技術的不斷應用,對環境溫度也提出了更高的要求。如果溫度高,將導致設備散熱不良,會影響設備的工作性能,降低設備的使用壽命、增大故障出現的幾率,還會產生其它很多方面的問題,造成棚的損失。溫度對CPU的影響,如果環境溫度過高導致CPU不能有效散熱,不但會影響CPU的工作性能和穩定性,而且在嚴重情況下可能導致系統自動關機。溫度對蓄電池的影響,對于蓄電池而言,如果溫度過高,會加速縮短電池的使用壽命;但如果環境溫度過低,不但電池容量會減小,同時還要提升浮充(均充)電壓,浮充(均充)電壓過高同樣會縮短電池使用壽命。溫度對設備其他方面的影響,對于電動機來說,溫度高則容易燒壞。對于機械的軸承來說,溫度高則容易燒壞軸承,導致無法傳動,對于發電機來說,溫度高則不能多發電,以免影響線圈的絕緣性能。
1.4濕度因素
若設備環境濕度太大,容易使電子設備內的電路絕緣性能下降,導致電路工作不正常。如:顯示器的高壓電路就是對環境濕度十分敏感,對于質量較差的顯示器,就有可能在春天天氣反潮十分嚴重的情況下,不正常亮起或亮度變暗無法調亮甚至燒壞。濕度過高時,接插件和集成電路的引線等會氧化和生銹霉爛,造成接觸不良和短路。濕度過低時,機房內各種轉動設備、活動地板等有磨擦的部位易產生靜電和積累靜電荷,當靜電荷大量積累時,將會引進磁盤讀寫錯誤,燒壞半導體器件。紙帶、卡片、打印紙等紙媒體在高濕狀態下吸收水分,從而變軟,強度降低,易于破壞。
1.5振動因素
振動會影響儀器設備性能,影響儀器設備的正常運行,影響機器的壽命,降低工作精度,加劇構件磨損,重者可造成設備的某些零件受到損害。由于設備環境經常性地受到振動,很容易讓那些機械接觸性的電路連接產生接觸不良的現象。例如計算機設備的硬盤就是—個怕灰塵又怕振動的部件。隨著技術的不斷改進和發展,現在的硬盤在這些方面都具有一定的防塵防振的能力,但從延長設備使用壽命來說,十分有必要保持良好的工作環境。因此,在環境要求高的情況下,應當將這些易受振動影響的設備放置在不易長期受振動的位置,或采取一定的隔離保護措施。
2、 機電設備故障的預防和控制
機電設備是高速公路不可分割的一部分,沒有人的作用機電設備是不會投入運行的,同樣沒有機電設備也難以進行營運工作。但是,人與機電設備不是等同的關系,而是主從的關系。人是主體,機電設備是客體,機電設備不僅是人設計制造的,而且由人操縱使用,發揮其作用。因此,依據機電設備故障的規律和保證機電設備正常運行的經驗,對機電設備故障的預防和控制要以人為主,通過開展預防性科學管理達到保證機電設備正常運行的目的。
選購合格機電設備。首先,要根據使用需要、技術要求、產品質量,選購合格機電設備。同時,在設計方案上要有安全功能,有些機電設備系統根據需要應有自動監測、自動控制裝置,以及惡劣環境所要選用的機電設備等;做好安裝、調試和驗收工作。凡是新投入使用的機電設備,不論是選購的,還是自制的,無論是需要安裝、調試的,還是不用安裝使用的,都要按設計規定,對機電設備的技術性能、質量狀態、安全功能進行全面嚴格驗收。發現問題時必須加以解決,并要經過試運行確認無誤時,才能正式投入使用;保證設備安全運行環境。良好的環境是機電設備安全運行必備的條件。例如,固定機電設備的布局要合理,有必要的防污染、防腐,防潮、防寒、防暑等設施,從而使環境中的溫度、濕度等都能達到機電設備安全運行的要求;保證相關工作人員素質。凡是從事機電設備管理的工程技術人員、操作使用人員和維修人員,都要努力學習管理、使用,維修機電設備的知識,具有自我預防,控制機電設備故障的技能。如水電工等操作人員,還要經過專業培訓,使其成為愛護機電設備、熟悉性能、懂維護保養、會操作使用、能排除故障、具有應變能力,并經過考試合格后,持證方可上崗作業;建立安全規范。建立、健全安全規范是強化機電設備安全管理,保證機電設備安全運行的法制手段。例如,建立機電設備管理機構和責任制,明確職責,建立機電設備安全,做好機電設備運行記錄,掌握機電設備情況,發現故障及時處理。建立機電設備檢修規程和安全操作規程等,嚴禁違規操作,從而確保機電設備安全運行;做好定期巡檢工作。按照機電設備故障的變化規律,定期做好機電設備巡檢工作,是保證機電設備性能,延長使用壽命,鞏固正常運行可靠性的重要環節。其中,重要機電設備,如收費機電設備,到了規定的時間不論機電設備技術狀態怎樣,都必須按期進行巡檢工作。
結束語
高速公路有著高速、高效的優點,在物資和客運方面有著巨大優勢,對一個地區的經濟發展與重要作用。但高速公路也是一個造價很高的產品,隨著自動化水平的提高,高速機電系統的造價進一步增加,維護好機電設備,對于保證高速公路的使用壽命有重要意義。本文簡單介紹了機電設備故障的原因,并給出一些預防性維護措施。
參考文獻:
[1]何振邦.淺談高速公路機電系統的維護和管理[J].青海交通科技,2006,(5):6—15.
[2]靳引利,范曉,雷雨.高速公路機電設備維護管理系統的設計與實現[J].公路交通科技,2007,24(9):173—176.
[3]鄒國平,李翠.路網環境下高速公路機電設備維護管理系統的研究[J].交通標準化,2008,(6):85—88.
[4]郝嬡,徐天東,孫立軍,等.高速公路設施管理信息系統的研究和開發[J].山東交通學院學報,2005,(4):65—68.
關鍵詞:集成電路專業;實踐技能;人才培養
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼: A 文章編號:1002-0845(2012)09-0102-02
集成電路產業是關系到國家經濟建設、社會發展和國家安全的新戰略性產業,是國家核心競爭力的重要體現。《國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》明確將集成電路作為新一代信息技術產業的重點發展方向之一。
信息技術產業的特點決定了集成電路專業的畢業生應該具有很高的工程素質和實踐能力。然而,目前很多應屆畢業生實踐技能較弱,走出校園后普遍還不具備直接參與集成電路設計的能力。其主要原因是一些高校對集成電路專業實踐教學的重視程度不夠,技能培養目標和內容不明確,導致培養學生實踐技能的效果欠佳。因此,研究探索如何加強集成電路專業對學生實踐技能的培養具有非常重要的現實意義。
一、集成電路專業實踐技能培養的目標
集成電路專業是一門多學科交叉、高技術密集的學科,工程性和實踐性非常強。其人才培養的目標是培養熟悉模擬電路、數字電路、信號處理和計算機等相關基礎知識,以及集成電路制造的整個工藝流程,掌握集成電路設計基本理論和基本設計方法,掌握常用集成電路設計軟件工具,具有集成電路設計、驗證、測試及電子系統開發能力,能夠從事相關領域前沿技術工作的應用型高級技術人才。
根據集成電路專業人才的培養目標,我們明確了集成電路專業的核心專業能力為:模擬集成電路設計、數字集成電路設計、射頻集成電路設計以及嵌入式系統開發四個方面。圍繞這四個方面的核心能力,集成電路專業人才實踐技能培養的主要目標應確定為:掌握常用集成電路設計軟件工具,具備模擬集成電路設計能力、數字集成電路設計能力、射頻集成電路設計能力、集成電路版圖設計能力以及嵌入式系統開發能力。
二、集成電路專業實踐技能培養的內容
1.電子線路應用模塊。主要培養學生具有模擬電路、數字電路和信號處理等方面的應用能力。其課程主要包含模擬電路、數字電路、電路分析、模擬電路實驗、數字電路實驗以及電路分析實驗等。
2.嵌入式系統設計模塊。主要培養學生掌握嵌入式軟件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式應用領域的前沿知識,具備能夠從事面向應用的嵌入式系統設計能力。其課程主要有C語言程序設計、單片機原理、單片機實訓、傳感器原理、傳感器接口電路設計、FPGA原理與應用及SOPC系統設計等。
3.集成電路制造工藝模塊。主要培養學生熟悉半導體集成電路制造工藝流程,掌握集成電路制造各工序工藝原理和操作方法,具備一定的集成電路版圖設計能力。其課程主要包含半導體物理、半導體材料、集成電路專業實驗、集成電路工藝實驗和集成電路版圖設計等。
4.模擬集成電路設計模塊。主要培養學生掌握CMOS模擬集成電路設計原理與設計方法,熟悉模擬集成電路設計流程,熟練使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事模擬集成電路設計的能力。其課程主要包含模擬電路、半導體物理、CMOS模擬集成電路設計、集成電路CAD設計、集成電路工藝原理、VLSI集成電路設計方法和混合集成電路設計等。此外,還包括Synopsis認證培訓相關課程。
5.數字集成電路設計模塊。主要培養學生掌握數字集成電路設計原理與設計方法,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事數字集成電路設計的能力。其課程主要包含數字電路、數字集成電路設計、硬件描述語言、VLSI測試技術、ASIC設計綜合和時序分析等。
6.射頻集成電路設計模塊。主要培養學生掌握射頻集成電路設計原理與設計方法,具備運用常用的集成電路EDA軟件工具從事射頻集成電路設計的能力。其課程主要包含CMOS射頻集成電路設計、電磁場技術、電磁場與
天線和通訊原理等。
在實踐教學內容的設置、安排上要符合認識規律,由易到難,由淺入深,充分考慮學生的理論知識基礎與基本技能的訓練,既要有利于啟發學生的創新思維與意識,有利于培養學生創新進取的科學精神,有利于激發學生的學習興趣,又要保證基礎,注重發揮學生主觀能動性,強化綜合和創新。因此,在集成電路專業的實驗教學安排上,應減少緊隨理論課開設的驗證性實驗內容比例,增加綜合設計型和研究創新型實驗的內容,使學有余力的學生能發揮潛能,有利于因材施教。
三、集成電路專業實踐技能培養的策略
1.改善實驗教學條件,提高實驗教學效果。學校應抓住教育部本科教學水平評估的機會,加大對實驗室建設的經費投入,加大實驗室軟、硬件建設力度。同時加強實驗室制度建設,制訂修改實驗教學文件,修訂完善實驗教學大綱,加強對實驗教學的管理和指導。
2.改進實驗教學方法,豐富實驗教學手段。應以學生為主體,以教師為主導,積極改進實驗教學方法,科學安排課程實驗,合理設計實驗內容,給學生充分的自由空間,引導學生獨立思考應該怎樣做,使實驗成為可以激發學生理論聯系實際的結合點,為學生創新提供條件。應注重利用多媒體技術來豐富和優化實驗教學手段,如借助實驗輔助教學平臺,利用仿真技術,加強新技術在實驗中的應用,使學生增加對實驗的興趣。
3.加強師資隊伍建設,確保實驗教學質量。高水平的實驗師資隊伍,是確保實驗教學質量、培養創新人才的關鍵。應制定完善的有利于實驗師資隊伍建設的制度,對實驗師資隊伍的人員數量編制、年齡結構、學歷結構和職稱結構進行規劃,從職稱、待遇等方面對實驗師資隊伍予以傾斜,保證實驗師資隊伍的穩定和發展。
4.保障實習基地建設,增加就業競爭能力。開展校內外實習是提高學生實踐技能的重要手段。
實習基地是學生獲取科學知識、提高實踐技能的重要場所,對集成電路專業人才培養起著重要作用。學校應積極聯系那些具有一定實力并且在行業中有一定知名度的企業,給能夠提供實習場所并愿意支持學校完成實習任務的單位掛實習基地牌匾。另外,可以把企業請進來,聯合構建集成電路專業校內實踐基地,把企業和高校的資源最大限度地整合起來,實現在校教育與產業需求的無縫聯接。
5.重視畢業設計,全面提升學生的綜合應用能力。畢業設計是集成電路專業教學中最重要的一個綜合性實踐教學環節。由于畢業設計工作一般都被安排在最后一個學期,此時學生面臨找工作和準備考研復試的問題,畢業設計的時間和質量有時很難保證。為了進一步加強實踐環節的教學,應讓學生從大學四年級上半學期就開始畢業設計,因為那時學生已經完成基礎課程和專業基礎課程的學習,部分完成專業課程的學習,而專業課教師往往就是學生畢業設計的指導教師,在此時進行畢業設計,一方面可以和專業課學習緊密結合起來,另一方面便于指導教師加強對學生的教育和督促。
選題是畢業設計中非常關鍵的環節,通過選題來確定畢業設計的方向和主要內容,是做好畢業設計的基礎,決定著畢業設計的效果。因此教師對畢業設計的指導應從幫助學生選好設計題目開始。集成電路專業畢業設計的選題要符合本學科研究和發展的方向,在選題過程中要注重培養學生綜合分析和解決問題的能力。在畢業設計的過程中,可以讓學生們適當地參與教師的科研活動,以激發其專業課學習的熱情,在科研實踐中發揮和鞏固專業知識,提高實踐能力。
6.全面考核評價,科學檢驗技能培養的效果。實踐技能考核是檢驗實踐培訓效果的重要手段。相比理論教學的考核,實踐教學的考核標準不易把握,操作困難,因此各高校普遍缺乏對實踐教學的考核,影響了實踐技能培養的效果。集成電路專業學生的實踐技能培養貫穿于大學四年,每個培養環節都應進行科學的考核,既要加強實驗教學的考核,也要加強畢業設計等環節的考核。
對實驗教學考核可以分為事中考核和事后考核。事中考核是指在實驗教學進行過程中進行的質量監控,教師要對學生在實驗過程中的操作表現、學術態度以及參與程度等進行評價;事后考核是指實驗結束后要對學生提交的實驗報告進行評價。這兩部分構成實驗課考核成績,并于期末計入課程總成績。這樣做使得學生對實驗課的重視程度大大提高,能夠有效地提高實驗課效果。此外,還可將學生結合教師的科研開展實驗的情況計入實驗考核。
7.借助學科競賽,培養團隊協作意識和創新能力。集成電路專業的學科競賽是通過針對基本理論知識以及解決實際問題的能力設計的、以學生為參賽主體的比賽。學科競賽能夠在緊密結合課堂教學或新技術應用的基礎上,以競賽的方式培養學生的綜合能力,引導學生通過完成競賽任務來發現問題、解決問題,并增強學生的學習興趣及研究的主動性,培養學生的團隊協作意識和創新精神。
在參加競賽的整個過程中,學生不僅需要對學習過的若干門專業課程進行回顧,靈活運用,還要查閱資料、搜集信息,自主提出設計思想和解決問題的辦法,既檢驗了學生的專業知識,又促使學生主動地學習,最終使學生的動手能力、自學能力、科學思維能力和創業創新能力都得到不斷的提高。而教師通過考察學生在參賽過程中運用所學知識的能力,認真總結參賽經驗,分析由此暴露出的相關教學環節的問題和不足,能夠相應地改進教學方法與內容,有利于提高技能教學的有效性。
此外,還應鼓勵學生積極申報校內的創新實驗室項目和實驗室開放基金項目,通過這些項目的研究可以極大地提高學生的實踐動手能力和創新能力。
參考文獻:
[1]袁穎,等.依托專業特色,培養創新人才[J]. 電子世界,2012(1).
[2]袁穎,等.集成電路設計實踐教學課程體系的研究[J]. 實驗技術與管理,2009(6).
[3]李山,等.以新理念完善工程應用型人才培養的創新模式[J]. 高教研究與實踐,2011(1).
[4]劉勝輝,等.集成電路設計與集成系統專業課程體系研究與實踐[J]. 計算機教育,2008(22).
【關鍵詞】電流模 電路 應用
1 電流模技術的概念
電流模電路也叫做電流型電路,它將電流當作主要參量來對模擬信號進行處理。從嚴格意義上來看,輸入信號與輸出信號都屬于電流。整個電路只含有晶體管結電壓,并沒有別的電壓參量,所以它被稱作電流模電路。電流模電路具有以下幾種特點:頻帶比較寬,速度比較快,動態范圍相對較大,容易實現對電流的春出以及運輸。利用這個方法對模擬信號進行處理,或者進行集成電路的設計,是近幾年比較常見的方法。在進行高速寬帶線性模擬集成電路以及非線性模擬集成電路的制作時,其最重要的基礎就是電流模方法以及相關原理。所以,可以說電流模電路的廣泛使用是一個重要的里程碑。
在傳統的對模擬集成電路的探究中,學界常常將電壓當作輸入參量以及輸出參量,因此在對模擬信號進行處理的時候,常常將電流信號轉化為電壓信號。電路以及系統都是利用電壓來進行標記的。
相較于電壓模電路,電流模處理電路的方法在阻抗方面存在著明顯的不同。比如,在現實應用中的各種類型的電路里,內阻比較小的信號源通常會被當作電壓源;內阻相對比較大的信號源常常被看作電流源。理想環境下,電壓放大電路應該有著趨向于無限大的輸入抗阻,而且它的輸出抗阻應該是0;同樣在理想環境下,電流放大電路的輸入抗阻應該是0,而輸出抗阻則趨向于無限大。在非常低的阻抗節點之上,各個電量間的電流量存在相加減的關系。
事實上,對于電流模電路,人們還是比較熟悉的,在實際應用中有非常多的電流模電路,比如,集成運放中進行分析的電流鏡電路,甲乙類輸出電路等等。
2 電流模電路的特點
2.1 非線性失真小
電流模電路主要的傳輸對象為電流。通常情況下,晶體管器件本身的指數伏安特性并不會對電流傳輸的線性度產生影響。因此,相較于電壓模電路,電流模電路的非線性失真出現的概率要小很多,它能夠對模擬信號進行更為精細的處理。
2.2 方便電流的存儲以及轉移
動態電流模電路對電流的儲存功能以及轉移功能具有其他電路不具備的優勢。需要強調的是,電流模電路的這個特性并未在模擬集成電路以及相關應用中得到發揮。其限制性因素為支撐電路的不足。支撐電路影響了該系統的高速寬帶,限制了其精度。
3 電流模單元電路的應用
所有的模擬功能的線性電流模集成電路以及非線性電流模集成電路的基本組成都是電流模單元。其常見的應用情況如下。
3.1 跨導線性電路(Trans Liner Circuits)
如圖1所示,TL回路構成能夠改變并增加電流放大單元電路。圖1顯示的T1與T4均為順時針方向的發射結。而T2和T3則均為逆時針方向。所以,T1-T4的發射結共同后成了TL回路。其信號則由T3與T4的集電極以及基極進行輸入,通過放大之后再由T1和T2進行輸出。
該圖是由基本電流放大單元級聯構成的電流放大電路,它主要包括四級。其中第一級的T1,T2,T3,T4都是TL回路的主要組成部分,T3和T4是輸入管,他們的偏置電流是(IO-IE),T1和T2則是差動管,它的偏執電流則是IE。所以這個單機電流的增益如下:
通常情況下,T1,T2,T3,T4的典型值是100,各個組的增益取值應該為β/10、
這個電路具備以下特點:通過對電流源本身的偏壓進行改變能夠對靜態電流產生影響。所以利用這個方法能夠提高增益調節的方便性,幫助增益控制提高自動化水平,盡可能大的降低功耗。
3.2 電流鏡(Current Mirrors)
電流鏡,也常常被稱作CM電路。這種電路既能被當作電路的直流偏置以及有源負載,還能將電流量依據一定的比例進行傳輸。它在很多的電流模電路中都有比較廣泛的運用。
常見的電流鏡主要包括的結構有:基本鏡像電流源,精密鏡像電流源,高輸出阻抗串接鏡像電流源,閉環負反饋鏡像電流源(威爾遜電流源),比例電流源,微電流源以及跨導線性甲乙類電流放大單元等。
3.3 電流傳輸器(Current Conveyors)
電流傳輸器也被叫做CC電路,它是一種三端器件。其本身是一種常見的電流模電路,組成部分為:電流鏡和電流鏡,電流鏡和TL回路或電流鏡和運放。電流運輸器是構建寬帶,運轉速度高,精度比較高的模擬功能電路的基本電路之一。喜愛你在常見的電流傳輸器主要包括第一代電流傳輸器以及第二代電流傳輸器。
3.4 開關電流電路(Switched Current Circuits)
開關電流電路主要運用MOS器件柵極電容本身的存儲能力來存儲電流,轉移電流。電管電流電路的別名又叫做動態電流鏡,它主要被用于開關電流濾波器,開關電流以及電流轉換器等方面。
4 小結
電流模電路的應用最早開始于上世紀八十年代末,近幾年發展勢頭正旺,已經變為一類重要的電路了。其應用形式正在逐漸豐富。而在學術界,對電流模電路及其應用的研究正在變得越來越為人們所重視。本文對各種電流模電路和電流模電路的相關原理進行了分析,闡述了新的電子電路分析方法。這個方法主要運用跨導線性電路,電流鏡,電流傳輸器等等對常用的電子電路進行了分析。本文主要包括三大部分,它們是:電流模技術的概念,電流模電路的特點,電流模單元電路的應用。其中電流模單元電路的應用主要包括以下幾大部分:跨導線性電路;電流鏡;電流傳輸器;開關電流電路等。目前國內對電流模電路的應用還存在著不充分的問題,這需要學界對其相關領域不斷深入研究,提供良好的技術支撐。
參考文獻
[1]C.Toumazou,F.J.Lidgoy&D.G.Haigh ,姚玉潔等譯.模擬集成電路設計―電流模法[M].北京:高等育出版社,2006.
[2]張鵬,趙惟莽,高清運,電流模電路的通用單元電路[J].半導體雜志,2000(12):20.
[3]鈕文良,電流模電路及其應用[J].北京聯合大學學報,2001(06):55.