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| 楼主 | 主题：电子电路的设计技术 | ||||
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     常用电子电路的设计的方法和步骤是：选择总体方案，设计单元电路，选择元器件，计算参数，审图，实验，画出整体电路图。 由于电子电路种类繁多，千差万别，设计方法和步骤也因情况不同而异，因而上述步骤需要交叉进行，有时甚至会出现反复。因此在设计时，应根据实际情况灵活掌握。 在设计一个电子电路系统时，首先必须明确系统的设计任务,根据任务进行方案选择，然后对方案中的各部分进行单元电路设计、参数计算和器件选择，最后将各部分连接在一起，画出一个符合要求的完整系统电路图。设计过程是知识的综合应用过程，包括对现有产品的分析，对元器件的应用及对电路结构设计的完善等方面内容。 一、明确系统的设计要求 对系统的设计任务进行具体分析，充分了解系统的性能、指标、内容及要求，以便明确系统应完成的任务。 二、总体方案的选择 设计电路的第一步就是选择总体方案。所谓总体方案是根据所提出的任务、要求和性能指标，用具有一定功能的若干单元电路组成一个整体，来实现各项功能，满足设计题目提出的要求和技术指标。 方案选择的重要任务是根据掌握的知识和资料，针对系统提出的任务、要求和条件，完成系统功能的设计。在这个过程中要敢于探索，勇于创新，争取设计的方案合理、可靠、经济、功能齐全、技术先进。并且对方案要不断进行可行性和优缺点的分析，最后设计出一个完整的框图。框图应能正确的反映系统所完成的任务和各组成部分的功能，清楚表示系统的基本组成和相互关系。 由于符合要求的方案往往不止一个，应当针对任务、要求和条件，查阅有关资料，以广开思路，提出不同的方案，然后仔细分析每个方案的可行性和优缺点，加以比较，从中选优。在选择过程中，常用框图表示各种方案的基本原理。框图一般不必画的太详细，只要说明基本原理就可以了，但有些关键部分一定要画清楚，必要时尚须画出具体电路来加以分析。 选择方案要注意下面几个问题： 1、应针对关系到电路全局的问题，开动脑筋，多提些不同的方案，深入加以比较。有些部分，还要提出各种具体电路，根据设计要求进行分析比较，从而找出最优方案。 3、既要考虑方案的可行性，还要考虑性能、可靠性、成本、功耗和体积等实际问题。 4、选出一个满意的方案并非易事，在分析论证和实际过程中需要不断改进和完善，出现一些反复是难免的，但应尽量避免方案上的大量反复，以免浪费时间和精力。 三、单元电路的设计 在确定总体方案、画出详细框图后，便可进行单元电路的设计。 (1) 根据设计要求和以选定的总体方案的原理框图，确定对各单元电路的设计要求，必要时应详细拟定主要单元电路的性能指标。应注意各单元电路的互相配合，但要尽量少用或不用电平转换之类的接口电路，以简化电路结构、降低成本。 (2) 拟定出各单元电路的要求后，应全面检查一遍，确实无误后方可按一定顺序分别设计各单元电路。 (3) 选择单元电路的结构形式。一般情况下，应查阅有关资料，以丰富知识、开阔眼界，从而找到适用的电路。如果确实找不到性能指标完全满足要求的电路时，也可以选用与设计要求比较接近的电路，然后调整电路参数。 具体设计进行时，还可以参照经典的、成熟的、先进的电路形式，也可以进行创新和改进，但都必须保证性能要求。而且单元电路本身要求设计合理，各单元电路也要互相配合，同时，注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2、参数的计算 为了保证单元电路达到功能指标要求，就需要对参数进行计算，例如放大电路的各电阻阻值、放大倍数；振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好的理解电路的工作原理，正确利用公式，计算出来的参数才能满足设计要求。 3、元器件的选择 在进行电子制作时，要正确的选用电子元器件，了解元件的特性、规格和质量参数，熟悉它们的管脚排列。考虑到产品在实际工作中可能遇到的环境条件，在选用元器件时，工作参数要留有余地。 从某意义上讲，电子电路的设计就是选择合适的元器件，并把它们最好的组合起来。因此在设计过程中，经常遇到选择元器件的问题，不仅在设计单元电路和总体电路及计算参数时要考虑哪些元器件合适，而且在提出方案、分析和比较方案的优缺点时，有时也需要考虑哪些元器件以及它们的性能价格比如何等。怎样选择元器件？必须搞清两个问题。第一，根据具体问题和方案，需要哪些元器件，每个元器件应该具有哪些功能和性能指标；第二，有哪些元器件实验室有，哪些在市场上能买到，性能如何？价格如何？体积多大。电子元器件种类繁多，新产品不断出现，这就需要经常关心元器件的信息和新动向，多查资料。 (1) 一般优先选择集成电路 集成电路的应用越来越广，它不但减小了电子设备的体积、成本，提高了可靠性，安装调试比较简单，而且大大简化了设计，使数字电路的设计非常方便。现在各种模拟电路的设计比以前容易的多。 由于集成电路可以实现很多单元电路，甚至可以实现整机电路的功能。所以，选用集成电路设计既方便又灵活。它不仅使系统体积小，而且性能可靠，便于调试及运用。在设计电路时很受欢迎。 但是，不要以为采用集成电路一定比分立元件好，有些功能相当简单的电路，只要用一只三极管或二极管就能解决问题，若采用集成电路反而会使电路复杂，成本增加。因此在频率高、电压高、电流大或要求噪声极低等特殊『希圆捎梅至⒃匾笨苫隽街值缏方斜冉稀? (2) 怎样选择集成电路 集成电路的品种很多，选用方法一般是“先粗后细”，即先根据总体方案考虑应该选用什么功能的集成电路，然后考虑具体性能，最后根据价格等因素选用某种型号的集成电路。 应熟悉集成电路的品种和几种典型产品的型号、性能、价格等，以便在设计时能提出较好的方案，较快的设计出单元电路和总电路。 选择集成运放，应尽量选择“全国集成电路标准化委员会提出的优选集成电路系列”（集成运放）中的产品。 同一种功能的数字电路可能既有CMOS产品，又有TTL产品，而且TTL器件中有中速、高速、甚高速、低功耗和肖特基低功耗等不同产品，CMOS数字器件也有普通型和高速型两种不同产品。对于某些具体情况，设计者可根据其性能和特点灵活掌握。 CMOS器件可以与TTL器件混合使用在同一电路中，为使二者的高低电平兼容，CMOS器件应尽量使用 5V电源。但与用 15V 供电的情况相比，某些性能有所下降。因此，必要时CMOS仍需 15V电源供电，此时，CMOS器件与TTL器件之间必须加电平转换电路。 集成电路的常用封装方式有三种：即扁平式、直立式和双列直插式，为了便于安装、更换、调试和维修，一般情况下，应尽可能选用双列直插式集成电路。 集成电路的型号、原理、功能、特性和参数可查阅有关手册。 选择的集成电路不仅要在功能和特性上实现设计方案，而且也要满足功耗、电压、价格等方面的要求。 (3) 阻容元件的选择 电阻和电容是两种常用的分立元件，它们的种类很多，性能各异。阻值相同、品种不同的两种电阻或容量相同、品种不同的两种电容在同一电路中的同一位置，可能效果不大一样。此外，价格和体积也可能相差很大。 所以，设计者应当熟悉各种常用电阻和电容的种类、性能和特点，以便根据电路要求，进行选择。 四、参数的计算 在电子电路的设计过程中，常需要计算一些参数。对于一般情况，计算参数要注意以下点： 五、总电路图的绘制 电路图通常是在系统框图、单元电路设计、参数计算和元器件选择的基础上绘制的。它是组装、调试和维修的依据。 在设计好各单元电路以后，应画出总电路图。总电路图是进行实验和印制电路板设计制作的主要依据，也是进行生产、调试、维修的依据。因此，画好总电路图很重要。 在绘制电路图时要注意下面几点： (1) 布局合理、排列均匀、画面清晰、便于看图利于对图的理解和阅读。有时一个总电路有几部分组成，绘制时应尽量把总电路画在一张图样上。如果电路比较复杂，需绘制几张图，则应把主电路画在同一张图样上，而把一些比较独立或次要的部分（例如直流稳压电源）画在另外的图样上，并在图的断口两端作上标记，标出信号从一张图到另一张图的引出点和引入点，或以其它的适当的方式，说明各图样在电路连线之间的信号关系。 为了看清各单元电路的功能关系，每一个功能单元电路的元件应集中布置在一起，并尽可能按工作顺序排列。 (4) 电路图中的中大规模集成电路，通常用框形表示。在框中标出它的型号，框的边线两侧标出每根连线的功能名称和管脚号。除中大规模器件外，其余元器件的符号应当标准化。集成电路器件的管脚较多，多余的管脚应当做适当处理。 (5) 如果电路比较复杂，设计者经验不足，有些问题在画出总体电路之前难以解决，可以先画出总电路的草图，调整好布局和连线之后，再画出正式的总电路图。 (6) 最好在坐标纸上画电路图，可以画的既好又快。 设计的电路是否能满足设计要求，还必须通过组装、调试进行验证。最后，绘出的完整电路图还要通过装配成品后，再整理而成。 此外，图中的个别参数值可能需要在实验时作适当的调整。 在实际设计过程中，遇到问题时应善于理论联系实际，深入思考，分析原因，找出解决问题的办法。经过测试，性能指标全部到达要求后，方可使用。 综上所述，我们通过一系列的分析和设计、调试等过程，即可设计出我们所需要的电子电路。 快速回复 浏览：222 回复：1
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| 2007-10-24 9:46:26 |
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