文档视界 最新最全的文档下载
当前位置:文档视界 › 电子电路设计的一些技巧和注意事项

电子电路设计的一些技巧和注意事项

电子电路设计的一些技巧和注意事项
电子电路设计的一些技巧和注意事项

电子电路设计的一些技巧和注意事项

2007-03-21 11:12

一、电子电路的设计基本步骤:

1、明确设计任务要求:

充分了解设计任务的具体要求如性能指标、内容及要求,明确设计任务。

2、方案选择:

根据掌握的知识和资料,针对设计提出的任务、要求和条件,设计合理、可靠、经济、可行的设计框架,对其优缺点进行分析,做到心中有数。

3、根据设计框架进行电路单元设计、参数计算和器件选择:

具体设计时可以模仿成熟的电路进行改进和创新,注意信号之间的关系和限制;接着根据电路工作原理和分析方法,进行参数的估计与计算;器件选择时,元器件的工作、电压、频率和功耗等参数应满足电路指标要求,元器件的极限参数必须留有足够的裕量,一般应大于额定值的1.5倍,电阻和电容的参数应选择计算值附近的标称值。

4、电路原理图的绘制:

电路原理图是组装、焊接、调试和检修的依据,绘制电路图时布局必须合理、排列均匀、清晰、便于看图、有利于读图;信号的流向一般从输入端或信号源画起,由左至右或由上至下按信号的流向依次画出务单元电路,反馈通路的信号流向则与此相反;图形符号和标准,并加适当的标注;连线应为直线,并且交叉和折弯应最少,互相连通的交叉处用圆点表示,地线用接地符号表示。

二、电子电路的组装

电路组装通常采用通用印刷电路板焊接和实验箱上插接两种方式,不管哪种方式,都要注意:

1.集成电路:

认清方向,找准第一脚,不要倒插,所有IC的插入方向一般应保持一致,管脚不能弯曲折断;

2.元器件的装插:

去除元件管脚上的氧化层,根据电路图确定器件的位置,并按信号的流向依次将元器件顺序连接;

3.导线的选用与连接:

导线直径应与过孔(或插孔)相当,过大过细均不好;为检查电路方便,要根据不同用途,选择不同颜色的导线,一般习惯是正电源用红线,负电源用蓝线,地线用黑线,信号线用其它颜色的线;连接用的导线要求紧贴板上,焊接或接触良好,连接线不允许跨越IC或其他器件,尽量做到横平竖直,便于查线和更换器件,但高频电路部分的连线应尽量短;电路之间要有公共地。

4.在电路的输入、输出端和其测试端应预留测试空间和接线柱,以方便测量调试;

5.布局合理和组装正确的电路,不仅电路整齐美观,而且能提高电路工作的可靠性,便于检查和排队故障。

三、电子电路调试

实验和调试常用的仪器有:万用表、稳压电源、示波器、信号发生器等。调试的主要步骤。

1.调试前不加电源的检查

对照电路图和实际线路检查连线是否正确,包括错接、少接、多接等;用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好;元器件引脚之间有无短路,连接处有无接触不良,二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确;电源供电包括极性、信号源连线是否正确;电源端对地是否存在短路(用万用表测量电阻)。

若电路经过上述检查,确认无误后,可转入静态检测与调试。

2.静态检测与调试

断开信号源,把经过准确测量的电源接入电路,用万用表电压档监测电源电压,观察有无异常现象:如冒烟、异常气味、手摸元器件发烫,电源短路等,如发现异常情况,立即切断电源,排除故障;

如无异常情况,分别测量各关键点直流电压,如静态工作点、数字电路各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系、放大电路输入、输出端直流电压等是否在正常工作状态下,如不符,则调整电路元器件参数、更换元器件等,使电路最终工作在合适的工作状态;

对于放大电路还要用示波器观察是否有自激发生。

3.动态检测与调试

动态调试是在静态调试的基础上进行的,调试的方法地在电路的输入端加上所需的信号源,并循着信号的注射逐级检测各有关点的波形、参数和性能指标是否满足设计要求,如必要,要对电路参数作进一步调整。发现问题,要设法找出原因,排除故障,继续进行。(详见检查故障的一般方法)

4.调试注意事项

(1)正确使用测量仪器的接地端,仪器的接地端与电路的接地端要可靠连接;(2)在信号较弱的输入端,尽可能使用屏蔽线连线,屏蔽线的外屏蔽层要接到公共地线上,在频率较高时要设法隔离连接线分布电容的影响,例如用示波器测量时应该使用示波器探头连接,以减少分布电容的影响。

(3)测量电压所用仪器的输入阻抗必须远大于被测处的等效阻抗。

(4)测量仪器的带宽必须大于被测量电路的带宽。

(5)正确选择测量点和测量

(6)认真观察记录实验过程,包括条件、现象、数据、波形、相位等。

(7)出现故障时要认真查找原因。

四、电子电路故障检查的一般方法

对于新设计组装的电路来说,常见的故障原因有:

(1)实验电路与设计的原理图不符;元件使用不当或损坏;

(2)设计的电路本身就存在某些严重缺点,不能满足技术要求,连线发生短路和开路;

(3)焊点虚焊,接插件接触不良,可变电阻器等接触不良;

(4)电源电压不合要求,性能差;

(5)仪器作用不当;

(6)接地处理不当;

(7)相互干扰引起的故障等。

检查故障的一般方法有:直接观察法、静态检查法、信号寻迹法、对比法、部件替换法旁路法、短路法、断路法、暴露法等,下面主要介绍以下几种:

1.直接观察法和信号检查法:与前面介绍的调试前的直观检查和静态检查相似,只是更有目标针对性。

2.信号寻迹法:在输入端直接输入一定幅值、频率的信号,用示波器由前级到后级逐级观察波形及幅值,如哪一级异常,则故障就在该级;对于各种复杂的电路,也可将各单元电路前后级断开,分别在各单元输入端加入适当信号,检查输出端的输出是否满足设计要求。

3.对比法:将存在问题的电路参数与工作状态和相同的正常电路中的参数(或理论分析和仿真分析的电流、电压、波形等参数)进行比对,判断故障点,找出原因。

4.部件替换法:用同型号的好器件替换可能存在故障的部件。

5.加速暴露法:有时故障不明显,或时有时无,或要较长时间才能出现,可采用加速暴露法,如敲击元件或电路板检查接触不良、虚焊等,用加热的方法检查热稳定性差等等。

五、电子电路设计性实验报告

设计性实验报告主要包括以下几点:

1.课题名称

2.内容摘要

3.设计内容及要求

4.比较和选择的设计方案

5.单元电路设计、参数计算和器件选择

6.画出完整的电路图。并说明电路的工作原理

7.组装调试的内容,如使用的主要仪器和仪表、调试电路的方法和技巧、测试的数据和波形并与计算结果进行比较分析、调试中出现的故障、原因及排除方法8.总结设计电路的特点和方案的优缺点,指出课题的核心及实用价值,提出改进意见和展望

9.列出元器件清单

10.列出参考文献

11.收获、体会

实际撰写时可根据具有情况作适当调整。

六、电子电路干扰的抑制

1.干扰源

电子电路工作时,往往在有用信号之外还存在一些令人头痛的干扰源,有的产生于电子电路内部,有的产生于外部。外部的干扰主要有:高频电器产生的高频干扰、电源产生的工频干扰、无线电波的干扰;内部的干扰主要有:交流声、不同信号之间的互相感应、调制,寄生振荡、热噪声、因阻抗不匹配产生的波形畸变或振荡。

2.降低内部干扰的措施

(1) 元器件布局:元件在印刷线路板上排列的位置要充分考虑抗电磁干扰问题,

原则之一是各部件之间的引线要尽量短。在布局上,要把模拟信号部分,高速数字电路部分,噪声源部分(如继电器,大电流开关等)这三部分合理地分开,使相互间的信号耦合为最小。

(2) 电源线设计:根据印制线路板电流的大小,尽量加租电源线宽度,减少环路电阻。同时、使电源线、地线的走向和数据传递的方向一致,这样有助于增强抗噪声能力。

(3) 地线设计:在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题(详细方法见下节接地)。

(4) 退藕电容配置线路板设计的常规做法之一是在线路板的各个关键部位配置适当的退藕电容。退藕电容的一般配置原则是:

电源输入端跨接10 ~100uf的电解电容器。如有可能,接100uF以上的更好。原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容,如遇印制板空隙不够,可每4~8个芯片布置一个1 ~ 10pF的但电容。

对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件,如 RAM、ROM存储器件,应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。

电容引线不能太长,尤其是高频旁路电容不能有引线。

此外,还应注意以下两点:

在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时.操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用附图所示的 RC 电路来吸收放电电流。一般 R 取 1 ~ 2K,C 取2.2 ~ 47UF。

CMOS的输入阻抗很高,且易受感应,因此在使用时对不用端要接地或接正电源。

3.降低外部干扰的措施有:

(1) 远离干扰源或进行屏蔽处理;

(2) 运用滤波器降低外界干扰。

七、接地

接地分安全接地、工作接地,这里所谈的是工作接地,设计接地点就是要尽可能减少各支路电流之间的相互耦合干扰,主要方法有:单点接地、串联接地、平面接地。在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点:1.正确选择单点接地与多点接地

在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。高频电路宜采用多点串联接地,地线应短而租,高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔。当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。

2.将数字电路与模拟电路分开

电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。3.尽量加粗接地线

若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗。

4. 将接地线构成闭环路

设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。

功率驱动器件与MCU/DSC 的接口电路设计技巧

类别:接口电路

阅读:986

来源:电子工程专辑 作者:Steve Bowling

由于MCU 和DSC 的成本大幅下降,目前多数马达控制设计中都使用MCU 和数字信号控制器(DSC)来执行马达控制算法。本文介绍了一些方法和技巧,可将MCU 或DSC 的逻辑层输入/输出口(I/O)与功率电子驱动电路接口,并讲述了如何正确地进行相关硬件及软件开发的方法。

在进行MCU 或DSC 的逻辑层输入/输出口(I/O)与功率电子驱动电路的接口设计时,除了性能和价格需要权衡考虑外,还有许多方面要折衷处理。我们可根据以下问题来选择接口元件:1. 本电路需要驱动何种马达?2. 该马达采用何种算法进行控制?3. 控制器外设可简化哪些接口要求?4. 电气安全要求是什么?5. 此设计是否用于产品开发?

栅极驱动接口电路

HSPACE=12 ALT="图1:自举电路给一只电容器充电,电容器上的电压基于高端输出晶体管源极电压上下浮动。">

半桥输出电路结构可用于控制多种马达,包括有刷直流马达、无刷直流马达、交流感应式马达及永磁交流马达。电源级电路需要一个栅极驱动接口电路,该电路至少应具备以下功能:1. 将MCU的逻辑输出电平进行转换,在晶体管的栅极和源极间提供一个10-15V 的电平。2. 在晶体管的开通和关断时提供足够大的驱动电流,以克服米勒电容的影响。

高端输出器件向来是栅极驱动接口电路的一个问题。在电源输出级电路中,无论是高端或低端输出都应该采用N沟道器件。在裸片尺寸和击穿电压固定的情况下,P沟道器件的导通电阻往往比N沟道器件高。使用P沟道器件可简化栅极驱动电路,但会增加设计成本。裸片尺寸越大成本越高,而且P沟道器件往往比同类的N沟道器件成本高。

由于低端器件的电位是相对于电路的接地点而言的,因此在电源级电路中产生一个用于低端器件的栅极电源电压十分容易。栅极控制电压必须以源极电压为参考,在高端晶体管中它是满幅电压。因此,电源级电路中的高端器件需要一个栅极电源,该电源基于源极电压上下浮动。

现在有许多便宜的IC可简化栅极驱动电路的设计。但其中有些只是简单的大电流驱动电路,不具备高端器件所需的电平转换电路。另一些则包括电平转换电路,可直接与逻辑及功率器件接口。选择栅极驱动器时要视设计的绝缘要求而定。光电耦合器既可以满足电

平转换要求,又使我们可在设计中选用简单的栅极驱动器IC。

在许多马达控制设备中,线路总电源从与AC线路直接相连的全波整流电路获得并经过滤波。整流器的低端电压成为整个电路的参考电压(0V)。不过,这一参考电压并非接地电压。在低端也存在交流电压,它在OV左右和峰值线电压间来回波动。在许多低成本应用中,将MCU或DSC基于这一低端电位上下浮动是有意义的。不过,如果设计要求测试或现场服务的话,出于安全考虑最好加上信号隔离。至少在产品开发阶段使用的马达驱动硬件应该具有信号隔离功能。

即使从尽量减少破坏来考虑,也应该采用隔离电路。在某一具体设计中,即使没有隔离反馈信号,也应该隔离栅极控制信号。否则,电源器件可能会损坏或短路,从而使得直流总线电压通过驱动电路耦合回来并流入逻辑器件中。

栅极驱动器IC通常具有其它特性,包括欠压断电保护、插入一段死区、防止高端功率器件和低端功率器件交叉导通以及过电流自动关机等。不过这些功能也会增加额外成本。

有多种方法可产生栅极驱动电路的电源。原则上来说,高端驱动电路应该产生一个比DC总线电压高出10-15V的电压,用于输出级电路。由于自举电路无需浮动电源,因此是最便宜的。如图1所示,自举电路给一只电容器充电,电容器上的电压基于高端输出晶体管源极电压上下浮动。下面的晶体管开通时将高端晶体管的源极电压拉到0 V,只有此时电路才对电容器充电。电容器必须储备足够的电荷,以便在上端的晶体管处于开通状态时维持所需的栅极电压。由于带有电容器,自举电源无法保证上面的晶体管一直开通。当自举电容器上的电压下降时,高端器件便会关断。

由自举电路的局限性所产生的副作用与马达类型有关。对用正弦波电流驱动的马达而言,自举电路会限制加在反相器上的PWM占空比。我们可以通过改变自举电路中元件的大小来增大占空比。不过,由于BLDC和SR电动机需要换相,因此通常不采用自举电路。

如果高端器件的栅极驱动必须保持连续,那么必须使用浮动电路来产生比直流总线电压高10 V至15 V的电压。我们可以采用充电泵电路,它的电压是相对高端晶体管的源极电压而言的。另一种方法则是用一个高频信号来调制栅极信号,这样在栅极驱动信号出现时,高频信号也会出现。在图2中,调制信号通过一只变压器耦合到晶体管的栅极和源极,并在变压器的次级经过整流产生栅极驱动电压。但是,这两种方法都会增加设计的成本。

马达反馈信号

马达和电源控制电路需要提供各种信号,这些信号视马达的类型及控制算法而定。采集一种反馈信号的方法很多。例如,许多马达控制算法需要知道负载中的相电流。测量相

电流的最简单方法是使用霍尔效应电流传感器。霍尔传感器与驱动马达的高压电路完全隔离,它使用逻辑电路的电源,连接到MCU或者DSC中的A/D转换器时所需元件极少,缺点则是成本高。

测量相电流的另一个方法是采用PWM电流传感器IC。它测量一只与负载串联、对电流敏感的电阻器上的电压降。经过设计,这些器件基于功率输出级输出的满幅电压上下浮动,并采用自举电源供电。这种传感器的输出是PWM信号,它的占空比与感应电阻器中的电流成正比,并有两种方法与微控制器连接。第一种方法是采用一个RC滤波器网络对PWM的输出信号滤波,并把它转换成模拟信号。这个方法的缺点是,控制算法要求滤波器输出中没有纹波和相位误差。此外使用滤波器也增加了设计的成本。另外一个方法是直接把PWM的输出信号送到微控制器上的输入采集外设引脚上(图3)。这一外设在输入信号处于上升沿和下降沿(或两者)时采集数字时基信号的脉冲数,并用应用软件进行处理,从而计算出输入信号的周期、频率或者占空比。

当控制器上有“输入采集”引脚时,我们也可以在设计中加上隔离式模拟放大器,通过数字转换来得到相电流。用V/F或者电压/PWM转换器把模拟信号转换成数字信号。模拟信号可用数字式光耦合器通过隔离电路传到控制器。与模拟隔离方案相比,V/F转换器+光耦合器方案成本较低。HSPACE=12 ALT="图4:用差动放大器来放大电阻器两端的电压,然后送入A/D转换器的输入端。">

测量相电流的第三个方法是,在电源级电路的每个低端晶体管源极串联一只感应电阻器(图4),用差动放大器来放大电阻器两端的电压,然后送入A/D转换器的输入端。在使用这个方法时,A/D转换器必须与控制晶体管的PWM信号同步。为了得到精确的电流信号,

应当在电源输出级中的低端晶体管开通时进行测量。在使用分流电阻进行测量时,内建有A /D同步逻辑电路的控制器很有用。

进行软件开发

用传统的仿真器来开发马达控制软件比较困难。使用仿真器时,设计人员可以在任何时刻停止应用软件的执行,以便查看寄存器值以及代码执行情况。但是,在某些时刻停止软件执行其实会对马达和电源电路造成极大影响。

在停止软件执行时,PWM 控制值不再更新,马达和电源输出级电路中便会出现较大的直流电流。为了解决这一问题,应该通过仿真器将PWM信号置于不会损坏负载的状态。例如,dsPIC30F系列PWM外设部件可在仿真器停止时将所有PWM输出引脚设置在低电平状态。这时所有输出器件都关断,马达慢慢停下来。在产品开发过程中,加入额外的硬件保护功能十分有用。这些功能可在产品开发过程出现软件错误时保护硬件不受损坏,并可在正式生产时去除以节省成本。这些功能包括限流、总线电压过载保护及在高、低端晶体管同时导通时关机。

本文小结

在选定某种控制器后,我们便要选择相应的元件来连接控制器和电源输出级电路。通用MCU能够满足算法需求,但是它可能不具备与马达控制直接相连的外设部件。我们必须在接口电路中增加相应硬件,以保护输出器件或处理反馈信号。

(完整版)智能电子电路设计与制作期末试卷A

淮安信息职业技术学院2012-2013学年度第2学期 《智能电子电路设计与制作》期末试卷A 一、填空题(每空0.5分)共15分 1、MEGA16单片机I/O 端口的方向寄存器作用是(对端口输入输出选择)。 2、MEGA16单片机I/O 端口的输入寄存器作用是( 判断端口电平高低 )。 3、MEGA16单片机I/O 端口的数据寄存器作用是(对端口写入“1”或“0” )。 4、ATmega16单片机是( 8 )位单片机。 5、MCUCR 寄存器是( 控制寄存器 ),用于设置 INTO 和INT1的中断( 触发)方式。 6、GICR 寄存器是( 中断控制寄存器 ),用于设置外部中断的中断(允许 )位。 7、全局中断使能位是(状态)寄存器中的 第( 七 )位 即( BIT/7 )位。 8、TCNT0是定时器( T/C0)的(数据 )寄存器,作用是( 对计数器进行读写 )。 9、T/C0的计数时钟源可以来自( 内部 )和( 外部 )两种。 10、T/C0工作在普通模式时,( 计数初值 )由TCNTO 设置,最大值为( OXFFFF )。 11、使用MEGA16单片机的AD 相关寄存器有( AD 多工选择寄存器 )、( ADC 控制和状态寄存器A )、( ADC 数据寄存器)、( 特殊功能IO 寄存器 )。 12、MEGA16单片机TWI 相关寄存器有( TWI 比特率寄存器 )、( TWI 控制寄存器 )、( TWI 状态寄存器 )、( TWI 数据寄存器 )。 13、MEGA16单片机与SPI 相关的寄存器有( SPI 控制寄存器 )、( SPI 状态寄存器 )。 14、24C08是具有( I 2c )总线协议的非易失性存储器。 15、USART 模块的管脚发送数据管脚名称为( TXD )。 二、选择题(每题3分,共45分) 1. MCUCR 寄存器中的中断触发模式位是?(D ) A 、ICS00\ICS01 B 、ICS10\ICS11 C 、SM2 D 、A 和B 2. ATmega16的GICR 寄存器中外部中断0的中断使能位是(B ) A 、INT1 B 、INT0 C 、INT2 D 、INT3 3.多位数码管显示器通常采用(B )法显示 系部: 班级: 学号: 姓名:

电气原理图设计方法及实例分析

电气原理图设计方法及实例分析 【摘要】本文主要对电气原理图绘制的要求、原则以及设计方法进行了说明,并通过实例对设计方法进行了分析。 【关键词】电气原理图;设计方法;实例 继电-接触器控制系统是由按钮、继电器等低压控制电器组成的控制系统,可以实现对 电力拖动系统的起动、调速等动作的控制和保护,以满足生产工艺对拖动控制的要求。继电-接触器控制系统具有电路简单、维修方便等许多优点,多年来在各种生产机械的电气控制 中获得广泛的应用。由于生产机械的种类繁多,所要求的控制系统也是千变万化、多种多样的。但无论是比较简单的,还是很复杂的控制系统,都是由一些基本环节组合而成。因此本节着重阐明组成这些控制系统的基本规律和典型电路环节。这样,再结合具体的生产工艺要求,就不难掌握控制系统的分析和设计方法。 一、绘制电气原理图的基本要求 电气控制系统是由许多电气元件按照一定要求连接而成,从而实现对某种设备的电气自动控制。为了便于对控制系统进行设计、研究分析、安装调试、使用和维修,需要将电气控制系统中各电气元件及其相互连接关系用国家规定的统一图形符号、文字符号以图的形式表示出来。这种图就是电气控制系统图,其形式主要有电气原理图和电气安装图两种。 安装图是按照电器实际位置和实际接线电路,用给定的符号画出来的,这种电路图便于安装。电气原理图是根据电气设备的工作原理绘制而成,具有结构简单、层次分明、便于研究和分析电路的工作原理等优点。绘制电气原理图应按GB4728-85、GBTl59-87等规定的标 准绘制。如果采用上述标准中未规定的图形符号时,必须加以说明。当标准中给出几种形式时,选择符号应遵循以下原则: ①应尽可能采用优选形式; ②在满足需要的前提下,应尽量采用最简单形式; ③在同一图号的图中使用同一种形式。 根据简单清晰的原则,原理图采用电气元件展开的形式绘制。它包括所有电气元件的导电部件和接线端点,但并不按照电气元件的实际位置来绘制,也不反映电气元件的大小。由于电气原理图具有结构简单、层次分明、适于研究等优点,所以无论在设计部门还是生产现场都得到广泛应用。 控制电路绘制的原则: ①原理图一般分主电路、控制电路、信号电路、照明电路及保护电路等。 ②图中所有电器触头,都按没有通电和外力作用时的开闭状态(常态)画出。 ③无论主电路还是辅助电路,各元件应按动作顺序从上到下、从左到右依次排列。 ④为了突出或区分某些电路、功能等,导线符号、连接线等可采用粗细不同的线条来表示。 ⑤原理图中各电气元件和部件在控制电路中的位置,应根据便于阅读的原则安排。同一电气元件的各个部件可以不画在一起,但必须采用同一文字符号标明。 ⑥原理图中有直接电联系的交叉导线连接点,用实心圆点表示;可拆卸或测试点用空心圆点表示;无直接电联系的交叉点则不画圆点。 ⑦对非电气控制和人工操作的电器,必须在原理图上用相应的图形符号表示其操作方式。 ⑧对于电气控制有关的机、液、气等装置,应用符号绘出简图,以表示其关系。 二、分析设计法及实例设计分析 根据生产工艺要求,利用各种典型的电路环节,直接设计控制电路。这种设计方法比较简单,但要求设计人员必须熟悉大量的控制电路,掌握多种典型电路的设计资料,同时具有丰富的设计经验,在设计过程中往往还要经过多次反复地修改、试验,才能使电路符合设计

电子电路设计软件

电子电路设计软件 我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。但是有的时候,我们会发现做出来的东西有很多的问题,事先并没有想到,这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。而且增加了产品的开发周期和延续了产品的上市时间从而使产品失去市场竞争优势。有没有能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法呢?结论是有,这就是电路设计与仿真技术。 说到电子电路设计与仿真工具这项技术,就不能不提到美国,不能不提到他们的飞机设计为什么有很高的效率。以前我国定型一个中型飞机的设计,从草案到详细设计到风洞试验再到最后出图到实际投产,整个周期大概要10年。而美国是1年。为什么会有这样大的差距呢?因为美国在设计时大部分采用的是虚拟仿真技术,把多年积累的各项风洞实验参数都输入电脑,然后通过电脑编程编写出一个虚拟环境的软件,并且使它能够自动套用相关公式和调用长期积累后输入电脑的相关经验参数。这样一来,只要把飞机的外形计数据放入这个虚拟的风洞软件中进行试验,哪里不合理有问题就改动那里,直至最佳效果,效率自然高了,最后只要再在实际环境中测试几次找找不足就可以定型了,从他们的波音747到F16都是采用的这种方法。空气动力学方面的数据由资深专家提供,软件开发商是IBM,飞行器设计工程师只需利用仿真软件在计算机平台上进行各种仿真调试工作即可。同样,他们其他的很多东西都是采用了这样类似的方法,从大到小,从复杂到简单,甚至包括设计家具和作曲,只是具体软件内容不同。其实,他们发明第一代计算机时就是这个目的(当初是为了高效率设计大炮和相关炮弹以及其他计算量大的设计)。 电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE;multiSIM7;Matlab;SystemView;MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark等。下面简单介绍前三个软件。 ①SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis):是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件,1998年被定为美国国家标准。1984年,美国MicroSim 公司推出了基于SPICE的微机版PSPICE(Personal-SPICE)。现在用得较多的是PSPICE6.2,可以说在同类产品中,它是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真EDA软件,在国内普遍使用。最新推出了PSPICE9.1版本。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真,都可以得到精确的仿真结果,并可以自行建立元器件及元器件库。 ②multiSIM(EWB的最新版本)软件:是Interactive Image Technologies Ltd在20世纪末推出的电路仿真软件。其最新版本为multiSIM7,目前普遍使用的是multiSIM2001,相对于其它EDA软件,它具有更加形象直观的人机交互界面,特别是其仪器仪表库中的各仪器仪表与操作真实实验中的实际仪器仪表完全没有两样,但它对模数电路的混合仿真功能却毫不逊色,几乎能够100%地仿真出真实电路的结果,并且它在仪器仪表库中还提供了万用表、信号发生器、瓦特表、双踪示波器(对于multiSIM7还具有四踪示波器)、波特仪(相当实际中的扫频仪)、字信号发生器、逻辑分析仪、逻辑转换仪、失真度分析仪、频谱分析仪、网络分析仪和电压表及电流表等仪器仪表。还提供了我们日常常见的各种建模精确的元器件,比如电阻、电容、电感、三极管、二极管、继电器、可控硅、数码管等等。模拟集成电路方面有各种运算放大器、其他常用集成电路。数字电路方面有74系列集成电路、4000系列集成电路、等等还支持自制元器件。MultiSIM7还具有I-V分析仪(相当于真实环境中的晶体管特性图示仪)和Agilent信号发生器、Agilent万用表、Agilent 示波器和动态逻辑平笔等。同时它还能进行VHDL仿真和Verilog HDL仿真。 ③MATLAB产品族:它们的一大特性是有众多的面向具体应用的工具箱和仿真块,包含了完整的函数集用来对图像信号处理、控制系统设计、神经网络等特殊应用进行分析和设计。它具有数据采集、报告生成和

电子电路设计与制作教学大纲

《电子电路设计与制作》教学大纲1.课程中文名称:电子电路设计与制作 2.课程代码: 3.课程类别:实践教学环节 4.课程性质:必修课 5.课程属性:独立设课 6.电子技术课程理论课总学时:256总学分:16 电子电路设计与制作学时:3周课程设计学分:3 7.适用专业:电子信息类各专业 8.先修课程:电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、PCB电路设计一、课程设计简介 实验课、课程设计、毕业设计是大学阶段既相互联系又相互区别的三大实践性教学环节。实验课是着眼于实验验证课程的基本理论,培养学生的初步实验技能;毕业设计是针对本专业的要求所进行的全面的综合训练;而课程设计则是针对某几门课程构成的课程群的要求,对学生进行综合性训练,培养学生运用课程群中所学到的理论学以致用,独立地解决实际问题。电子电路设计与制作是电子信息类各专业必不可少的重要实践环节,它包括设计方案的选择、设计方案的论证、方案的电路原理图设计、印制板电路(即PCB)设计、元器件的选型、元器件在PCB板上的安装与焊接,电路的调试,撰写设计报告等实践内容。电子电路设计与制作的全过程是以学生自学为主,实践操作为主,教师的讲授、指导、讨论和研究相结合为辅的方式进行,着重就设计题目的要求对设计思路、设计方案的形成、电路调试和参数测量等展开讨论。 由指导教师下达设计任务书(学生自选题目需要通过指导教师和教研室共同审核批准),讲解示范的案例,指导学生各自对自己考虑到的多种可行的设计方案进行

比较,选择其中的最佳方案并进行论证,制作出满足设计要求的电子产品,撰写设计报告。需要注意是,设计方案的原理图须经Proteus软件仿真确信无误后,才能进行印刷电路图的制作,硬件电路的制作,以避免造成覆铜板、元器件等材料的浪费。电路系统经反复调试,完全达到(或超过)设计要求后,再完善设计报告。设计的整个过程在创新实验室或电子工艺实验室中完成。 二、电子电路设计与制作的教学目标与基本要求 教学目标: 1、通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识,提高综合运用知识的能力,逐步提升从事工程设计的能力。 2、注重培养学生正确的工程设计思想,掌握工程设计的思路、内容、步骤和方法。使学生能根据设计要求和性能参数,查阅文献资料,收集、分析类似电路的性能,并通过设计、安装、焊接、调试等实践过程,使电子产品达到设计任务书中要求的性能指标的能力。 3、为后续的毕业设计打好基础。课程设计的着眼点是让学生开始从理论学习的轨道上逐渐转向实际运用,从已学过的定性分析、定量计算的方法,逐步掌握工程设计的步骤和方法,了解工程设计的程序和实施方法;通过课程设计的训练,可以给毕业设计提供坚实的铺垫。 4、培养学生获取信息和综合处理信息的能力,文字和语言表达能力以及协调工作能力。课程设计报告的撰写,为今后从事技术工作撰写科技报告和技术文件打下基础。 5、提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。 基本要求: 1、能够根据设计任务和指标要求,综合运用电路分析、电子技术课程中所学到的理论知识与实践操作技能独立完成一个设计课题的工程设计能力。 2、会根据课题需要选择参考书籍,查阅手册、图表等有关文献资料。能独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题,培养自己分析问韪、解决问题的能力。

电子技术课程设计的基本方法和步骤模板

电子技术课程设计的基本方法和步骤

电子技术课程设计的基本方法和步骤 一、明确电子系统的设计任务 对系统的设计任务进行具体分析, 充分了解系统的性能、指标及要求, 明确系统应完成的任务。 二、总体方案的设计与选择 1、查阅文献, 根据掌握的资料和已有条件, 完成方案原理的构想; 2、提出多种原理方案 3、原理方案的比较、选择与确定 4、将系统任务的分解成若干个单元电路, 并画出整机原理框图, 完成系统的功能设计。 三、单元电路的设计、参数计算与器件选择 1、单元电路设计 每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务, 详细拟订出单元电路的性能指标, 与前后级之间的关系, 分析电路的组成形式。具体设计时, 能够模拟成熟的先进电路, 也能够进行创新和改进, 但都必须保证性能要求。而且, 不但单元电路本身要求设计合理, 各单元电路间也要相互配合, 注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2、参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求, 就需要用电子技术知识对参数进行计算, 例如放大电路中各电阻值、放大倍数、振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理, 正确利用计算公式, 计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时, 同一个电路可能有几组数据, 注意选择一组能完成

电路设计功能、在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: (1)元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。 (2)元器件的极限必须留有足够的裕量, 一般应大于额定值的 1.5倍。 (3)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3、器件选择 ( 1) 阻容元件的选择 电阻和电容种类很多, 正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同, 有些电路对电容的漏电要求很严, 还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高, 例如滤波电路中常见大容量( 100~3000uF) 铝电解电容, 为滤掉高频一般还需并联小容量( 0.01~0.1uF) 瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件, 并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 ( 2) 分立元件的选择 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件类型不同, 注意事项也不同。 ( 3) 集成电路的选择 由于集成电路能够实现很多单元电路甚至整机电路的功能, 因此选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活, 它不但使系统体积缩小, 而且性能可靠, 便于调试及运用, 在设计电路时颇受欢迎。选用的集成电路不但要在功能和特性上实现设计方案, 而且要满足功耗、电压、速度、价格等方面要求。 4、注意单元电路之间的级联设计, 单元电路之间电气性能的 相互匹配问题, 信号的耦合方式

微电子电路课程设计

课程设计报告 微电子电路 带有源负载的共源极放大器与带有源负载的cascode 放大器 集成电路设计 目录 1.课程设计目的···································页码3 2.课程设计题目描述和要求·························页码3 3.设计思路·······································页码4 4.带有源负载的共源极放大器设计过程及结果·········页码5 5.带有源负载的cascode放大器设计过程及结果·······页码7 6.心得体会·······································页码9 7.参考书目·······································页码9

2 1.课程设计目的 深刻理解课本上学到的知识,建立各个章节的知识体系之间的联系。 加强动手能力和运用课本知识理论解决问题的能力。 对于放大器的性能和参数有更深刻的理解和掌握。 2.课程设计题目描述和要求 分析如图这样的带有源负载的共源极放大器与带有源负载的cascode 放大器的开环增益,3dB 频宽,单位增益频率。其中负载电容为3PF ,电源电压为5V ,要求CS 放大器的开环增益大于30dB ,cascode 放大器的开环增益大于60 dB 。对仿真结果进行分析,功耗小于2mW 。 Vdd C

3 Vdd C 3.设计思路:根据题目要求来计算以cs 放大器为例 ⑴功率不超过2mW ,电源为 5v ,得到总电流不能超过400uA 。 ⑵开始分配给ID 的电流为50u 运用了镜像电流源,电流大小之比为2,在长度一定时候的宽度之比也是2,故在右边电路的id 为100u ⑶根据公式 对于n 管来说,预估一个过驱动电压0.4v (大约0.2-0.5v )均可。计算出来n 管宽长比为11.26,取11。因为实验中给定了n 管的阈值电压为0.723v ,所以,可以确定栅源电压为1.1v 左右。 对于p 管来说,预估一个过驱动电压为0.5v (大约0.2-0.5v )均可。经过计算,p 管的宽长比为11.59,取12 。

电子电路设计的基础知识

电子电路设计的基础知识 一、电子电路的设计基本步骤: 1、明确设计任务要求: 充分了解设计任务的具体要求如性能指标、内容及要求,明确设计任务。 2、方案选择: 根据掌握的知识和资料,针对设计提出的任务、要求和条件,设计合理、可靠、经济、可行的设计框架,对其优缺点进行分析,做到心中有数。 3、根据设计框架进行电路单元设计、参数计算和器件选择: 具体设计时可以模仿成熟的电路进行改进和创新,注意信号之间的关系和限制;接着根据电路工作原理和分析方法,进行参数的估计与计算;器件选择时,元器件的工作、电压、频率和功耗等参数应满足电路指标要求,元器件的极限参数必须留有足够的裕量,一般应大于额定值的1.5倍,电阻和电容的参数应选择计算值附近的标称值。 4、电路原理图的绘制: 电路原理图是组装、焊接、调试和检修的依据,绘制电路图时布局必须合理、排列均匀、清晰、便于看图、有利于读图;信号的流向一般从输入端或信号源画起,由左至右或由上至下按信号的流向依次画出务单元电路,反馈通路的信号流向则与此相反;图形符号和标准,并加适当的标注;连线应为直线,并且交叉和折弯应最少,互相连通的交叉处用圆点表示,地线用接地符号表示。 二、电子电路的组装 电路组装通常采用通用印刷电路板焊接和实验箱上插接两种方式,不管哪种方式,都要注意: 1.集成电路:

认清方向,找准第一脚,不要倒插,所有IC的插入方向一般应保持一致,管脚不能弯曲折断; 2.元器件的装插: 去除元件管脚上的氧化层,根据电路图确定器件的位置,并按信号的流向依次将元器件顺序连接; 3.导线的选用与连接: 导线直径应与过孔(或插孔)相当,过大过细均不好;为检查电路方便,要根据不同用途,选择不同颜色的导线,一般习惯是正电源用红线,负电源用蓝线,地线用黑线,信号线用其它颜色的线;连接用的导线要求紧贴板上,焊接或接触良好,连接线不允许跨越IC或其他器件,尽量做到横平竖直,便于查线和更换器件,但高频电路部分的连线应尽量短;电路之间要有公共地。 4.在电路的输入、输出端和其测试端应预留测试空间和接线柱,以方便测量调试; 5.布局合理和组装正确的电路,不仅电路整齐美观,而且能提高电路工作的可靠性,便于检查和排队故障。 三、电子电路调试 实验和调试常用的仪器有:万用表、稳压电源、示波器、信号发生器等。调试的主要步骤。 1.调试前不加电源的检查 对照电路图和实际线路检查连线是否正确,包括错接、少接、多接等;用万用表电阻档检查焊接和接插是否良好;元器件引脚之间有无短路,连接处有无接触不良,二极管、三极管、集成电路和电解电容的极性是否正确;电源供电包括极性、信号源连线是否正确;电源端对地是否存在短路(用万用表测量电阻)。 若电路经过上述检查,确认无误后,可转入静态检测与调试。 2.静态检测与调试 断开信号源,把经过准确测量的电源接入电路,用万用表电压档监测电源电压,观察有无异常现象:如冒烟、异常气味、手摸元器件发烫,电源短路等,如发现异常情况,立即切断电源,排除故障; 如无异常情况,分别测量各关键点直流电压,如静态工作点、数字电路各输入端和输出端的高、低电平值及逻辑关系、放大电路输入、输出端直流电压等是否在

电子系统设计的基本原则和方法

电子系统设计的基本原则和设计方法 一、电子系统设计的基本原则: 电子电路设计最基本的原则应该使用最经济的资源实现最好的电路功能。具体如下: 1、整体性原则 在设计电子系统时,应当从整体出发,从分析电子电路整体内部各组成元件的关系以及电路整体与外部环境之间的关系入手,去揭示与掌握电子系统整体性质,判断电子系统类型,明确所要设计的电子系统应具有哪些功能、相互信号与控制关系如何、参数指标在那个功能模块实现等,从而确定总体设计方案。 整体原则强调以综合为基础,在综合的控制与指导下,进行分析,并且对分析的结果进行恰当的综合。基本的要点是:(1)电子系统分析必须以综合为目的,以综合为前提。离开了综合的分析是盲目的,不全面的。(2)在以分析为主的过程中往往包含着小的综合。即在对电子系统各部分进行分别考察的过程中,往往也需要又电子局部的综合。(3)综合不许以分析为基础。只有对电子系统的分析了解打到一定程度以后,才能进行综合。没有详尽以分析电子系统作基础,综合就是匆忙的、不坚定的,往往带有某种主管臆测的成分。 2、最优化原则 最优化原则是一个基本达到设计性能指标的电子系统而言的,由于元件自身或相互配合、功能模块的相互配合或耦合还存在一些缺陷,使电子系统对信号的传送、处理等方面不尽完美,需要在约束条件的限制下,从电路中每个待调整的原器件或功能模块入手,进行参数分析,分别计算每个优化指标,并根据有忽而

指标的要求,调整元器件或功能模块的参数,知道目标参数满足最优化目标值的要求,完成这个系统的最优化设计。 3、功能性原则 任何一个复杂的电子系统都可以逐步划分成不同层次的较小的电子子系统。仙子系统设计一般先将大电子系统分为若干个具有相对独立的功能部分,并将其作为独立电子系统更能模块;再全面分析各模块功能类型及功能要求,考虑如何实现这些技术功能,即采用那些电路来完成它;然后选用具体的实际电路,选择出合适的元器件,计算元器件参数并设计个单元电路。 4、可靠性与稳定性原则 电子电路是各种电气设备的心脏,它决定着电气设备的功能和用途,尤其是电气设备性能的可靠性更是由其电子电路的可靠性来决定的。电路形式及元器件选型等设计工作,设计方案在很大程度上也就决定可靠性,在电子电路设计时应遵循如下原则:只要能满足系统的性能和功能指标就尽可能的简化电子电路结构;避免片面追求高性能指标和过多的功能;合理划分软硬件功能,贯彻以软代硬的原则,使软件和硬件相辅相成;尽可能用数字电路代替模拟电路。影响电子电路可靠性的因素很多,在发生的时间和程度上的随机性也很大,在设计时,对易遭受不可靠因素干扰的薄弱环节应主动地采取可靠性保障措施,使电子电路遭受不可靠因素干扰时能保持稳定。抗干扰技术和容错设计是变被动为主动的两个重要手段。 5、性能与价格比原则 在当今竞争激烈的市场中,产品必须具有较短的开发设计周期,以及出色的性能和可靠性。为了占领市场,提高竞争力,所设计的产品应当成本低、性能好、

电子设计大赛常用电路图

错误 !未定义书签。 图2 L293D 的电机驱动电路 图3 电源稳压电路 图4 降压电路

图3 降压斩波电路原理图 图4 电流检测模块

OS CI ICE_SDA ICE_SCK ICE_EN AV SS1OP I AGC M ICOUT DA C2DA C IOB12IOB11IOB15IOB13SLE EP IOB14VS S IOA12IOA14IOA11IOA10IOA15IOA13I O B 9I O B 10IOA9 I O B 5I O B 8I O B 7V C P I O A 8 V D D H I O A 6I O A 7V S S VS S V D D H VS S V R T A V S S 1 V D D _P I O B 2V C M I O A 3I O B 6I O B 1I O A 1V M I C I O B 0I O A 2M I C P R E S _B I O B 4 I O A 4 I O B 3I O A 0I O A 5VREF2V S S V D D H SPCE061A DA C1M ICN AV SS1VDD VS S VS S VS S OS CO +C29100u C31104 U1 OS C32O 12OS C32I 13XT EST 14VDD 15XICE 16XICECLK 17XICES DA 18VS S 19PV IN 20DA C121DA C222VREF223VS S 24AGC 25OP I 26M ICOUT 27M ICN 28PFUSE 29M I C P 33V C M 34V R T P A D 35V D D 36V M I C 37V S S 38I O A 041I O A 142I O A 243I O A 344I O A 445I O A 546I O A 647I O A 748V S S 49V S S 50V D D H 51V D D H 52I O A 8 53 N C 39N C 40NC 30NC 31NC 32 IOA9 54 IOA1055IOA1156IOA1257IOA1358IOA1459IOA1560XROM T 61VS S 62XS LEEP 63IOB1564IOB1465IOB1366IOB1267IOB1168PV PP 69V D D H 75 I O B 1076I O B 977NC 70NC 71NC 72NC 73NC 74I O B 878I O B 779I O B 680I O B 581I O B 41I O B 32I O B 23N C 82N C 83N C 84I O B 14I O B 05X R E S B 6V D D 7V C P 8V S S 9N C 10N C 11C8104C7104C18104 +C5 100u C28104 + C27100u +C17100u + C4100u V D D _A SPCE061A 芯片引脚电路图 电机驱动电路 图5 电源变换电路图

电子电路设计的一般方法和步骤

电子电路设计的一般方法与步骤 一、总体方案的设计与选择 1.方案原理的构想 (1)提出原理方案 一个复杂的系统需要进行原理方案的构思,也就是用什么原理来实现系统要求。因此,应对课题的任务、要求和条件进行仔细的分析与研究,找出其关键问题是什么,然后根据此关键问题提出实现的原理与方法,并画出其原理框图(即提出原理方案)。提出原理方案关系到设计全局,应广泛收集与查阅有关资料,广开思路,开动脑筋,利用已有的各种理论知识,提出尽可能多的方案,以便作出更合理的选择。所提方案必须对关键部分的可行性进行讨论,一般应通过试验加以确认。 (2)原理方案的比较选择 原理方案提出后,必须对所提出的几种方案进行分析比较。在详细的总体方案尚未完成之前,只能就原理方案的简单与复杂,方案实现的难易程度进行分析比较,并作出初步的选择。如果有两种方案难以敲定,那么可对两种方案都进行后续阶段设计,直到得出两种方案的总体电路图,然后就性能、成本、体积等方面进行分析比较,才能最后确定下来。 2.总体方案的确定 原理方案选定以后,便可着手进行总体方案的确定,原理方案只着眼于方案的原理,不涉及方案的许多细节,因此,原理方案框图中的每个框图也只是原理性的、粗略的,它可能由一个单元电路构成,亦可能由许多单元电路构成。为了把总体方案确定下来,必须把每一个框图进一步分解成若干个小框,每个小框为一个较简单的单元电路。当然,每个框图不宜分得太细,亦不能分得太粗,太细对选择不同的单元电路或器件带来不利,并使单元电路之间的相互连接复杂化;但太粗将使单元电路本身功能过于复杂,不好进行设计或选择。总之,

应从单元电路和单元之间连接的设计与选择出发,恰当地分解框图。 二、单元电路的设计与选择 1.单元电路结构形式的选择与设计 按已确定的总体方案框图,对各功能框分别设计或选择出满足其要求的单元电路。因此,必须根据系统要求,明确功能框对单元电路的技术要求,必要时应详细拟定出单元电路的性能指标,然后进行单元电路结构形式的选择或设计。 满足功能框要求的单元电路可能不止一个,因此必须进行分析比较,择优选择。 2.元器件的选择 (1)元器件选择的一般原则 元器件的品种规格十分繁多,性能、价格和体积各异,而且新品种不断涌现,这就需要我们经常关心元器件信息和新动向,多查阅器件手册和有关的科技资料,尤其要熟悉一些常用的元器件型号、性能和价格,这对单元电路和总体电路设计极为有利。选择什么样的元器件最合适,需要进行分析比较。首先应考虑满足单元电路对元器件性能指标的要求,其次是考虑价格、货源和元器件体积等方面的要求。 (2)集成电路与分立元件电路的选择问题 随着微电子技术的飞速发展,各种集成电路大量涌现,集成电路的应用越来越广泛。今天,一块集成电路常常就是具有一定功能的单元电路,它的性能、体积、成本、安装调试和维修等方面一般都优于由分立元件构成的单元电路。 优先选用集成电路不等于什么场合都一定要用集成电路。在某些特殊情况,如:在高频、宽频带、高电压、大电流等场合,集成电路往往还不能适应,有时仍需采用分立元件。另外,对一些功能十分简单的电路,往往只需一只三极管或一只二极管就能解决问题,就不必选用集成电路。

硬件电路设计基础知识.docx

硬件电子电路基础关于本课程 § 4—2乙类功率放大电路 § 4—3丙类功率放大电路 § 4—4丙类谐振倍频电路 第五章正弦波振荡器 § 5—1反馈型正弦波振荡器的工作原理 § 5— 2 LC正弦波振荡电路 § 5— 3 LC振荡器的频率稳定度 § 5—4石英晶体振荡器 § 5— 5 RC正弦波振荡器

第一章半导体器件 §1半导体基础知识 §1PN 结 §-1二极管 §1晶体三极管 §1场效应管 §1半导体基础知识 、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。(导电能力即电导率)(如:硅Si锗Ge等+ 4价元素以及化合物) 、半导体的导电特性本征半导体一一纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。(略)

1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂一一管子 *温度--- 热敏元件 ?光照——光敏元件等 2、半导体中的两种载流子一一自由电子和空穴 ?自由电子——受束缚的电子(一) ?空穴——电子跳走以后留下的坑(+ ) 三、杂质半导体——N型、P型 (前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。 *N型半导体(自由电子多) 掺杂为+ 5价元素。女口:磷;砷P—+ 5价使自由电子大大增加原理:Si—+ 4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子——数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子——数量多。 o 空穴——少子 o 自由电子------ 多子 ?P型半导体(空穴多) 掺杂为+ 3价元素。女口:硼;铝使空穴大大增加 原理:Si—+ 4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B——+ 3价 载流子组成: o本征激发的空穴和自由电子数量少。 o掺杂后由B提供的空穴——数量多。 o 空穴——多子 o 自由电子——少子

电子线路设计与制作实验报告

电子线路设计与制作 实验报告 班级:电信12305班 指导老师:朱婷 小组成员:张壮安剑锋罗杰杨康熊施任务分工:1.张壮实验报告的撰写 2.安剑锋检查元件及整理 3.罗杰电路的焊接 4.杨康元器件的保管及测试 5.熊施协助电路的焊接 2014年11月14日

项目一:红外线电路设计 一、电路工作原理 常用的红外线遥控系统一般分发射和接收两个部分。发射部分的主要元件为红外发光二极管。它实际上是一直特殊的发光二极管,由于其内部材料不同于普通发光二极管,因而在其两端施加一定电压时,它便发出的红外线而不会死可见光。 接收部分的红外接收管是一种光敏二极管。在实际应用中要给红外线接收二极管加反向偏压,它才能正常工作,亦即红外线接收二极管在电路中应用时是反向运用,这样才能获得较高的灵敏度。红外线二极管一般有圆形和方形两种。 二、电路原理图设计

课题名称元件数量备注 红外线发射——接收模拟 电路红外线发射管 1 红外线接收管 1 发光二极管 1 运放uA741 1 20K可调电位器 1 100Ω电阻 1 10kΩ电阻 1 330Ω电阻 1 元件清单表 三、电路设计与调试 (1)各小组从指导老师那里领取元器件,分工检测元器件的性能。(2)依据电路原理图,各小组讨论如何布局,最后确定一最佳方案在洞洞板上搭建红外线发射\接收电路图。 (3)检查电路无误后,从信号发生器送入适应电压。 (4)调节可调电阻R3的阻值,观察发光二极管LED是否出现闪烁现象,如果出现说明有发射和接收,如果没有检查电路。(5)实验完毕,记录结果,并写实验报告。

四、实验注意事项 (1)发光二极管的电流不能天大(小于200mA);(2)在通电前必须检查电路无误后才可; (3)信号发生器的输出电压峰峰值1.5~2.5V。 项目二:定时电路的设计一、电路原理图与工作原理

电子电路识图的基本方法和技巧

电子电路识图的基本方法和技巧 对初学者来说,复杂的电子电路图上布满了密密麻麻的电路符号,根本不知从何下手识图,也不能从电子电路原理图中找出电子产品的故障所在,更不能得心应手地去设计各种各样的电子电路。其实,只要对电子电路图进行仔仔细细观察,就会发现电子电路的构成具有很强的规律性,即相同类型的电子电路不仅功能相似,而且在电路结构上也是大同小异的。任何一张错综复杂、表现形式不同的电子电路图都是由一些最基本的电子电路组合而成的,构成复杂电子电路图的最基本电路称为单元电路。只要掌握了基本单元电路,任何复杂的电路都可以看成是基本单元电路的集合。1.从基本元器件入手,为识图打下良好的基础。电子元器件是构成电子产品的基础。因此,了解电子元器件的基础知识,掌握不同元器件在电路中的电路表示符号及各元器件的基本功 能特点是进行电子识图的第一步。 2.掌握基本单元电路,为识读复杂电路打下基础。在学习基本单元电路时,要掌握好基本单元电路的工作原理、电路的功能及特性、电路典型参数、组成电路的元器件、每一个元器件在电路中所起的作用及电路调试方法等。 3.分解复杂电路。复杂电路被分解为基本单元电路后,就可以根据一个个基本单元电路的功能、特点进而分析到整个复

杂的电子电路,设计出各种各样的电路。 4.掌握基本单元电路之间的连接方法。基本单元电路之间可以直接连接起来,叫做直接耦合;通过变压器的初、次级间的磁感应来实现信号的连接,叫做变压器耦合;用电容来连接,叫做电容耦合。 5.明确各分体元器件在电子电路中所起的作用。为了方便初学者识图,现将各分体元器件在电子电路中不同的接法及与不同元器件连接所起的作用归纳如下。电阻器:在电路中主要起限流、分压的作用。 1)电阻器与电阻器在电路中并联一般是为了增大电阻器的功率。 2)电阻器与电阻器串联并从中间引出抽头,在一般情况下是为了得到电阻器上的分压。 3)电阻与稳压管串联,电阻器为稳压二极管的限流电阻器。4)电阻器与电容器串联组成微分电路,在这里电阻器为电容器的充电限流电阻器,充电常数由RC的乘积觉定。在这里如果微分电路与二极管或单向晶闸管等半导体器件并联,且电路中有电感性负载,则微分电路在电路中起阻容吸收的作用,即吸收电感器由于在开机、关机一瞬间产生的较高感应电动势,保护半导体器件不因太高的感应电动势而击穿损坏。 5)电阻器与电容器并联,在一般情况下电阻器为电容器的

从EMC角度考虑常用电路设计及PCB设计

从EMC角度考虑常用电路设计及PCB设计 A.电源电路 电源电路设计中,功能性设计主要考虑温升和纹波大小。温升大小由结构 很关键:大电容一般采用低ESR电容,小电容采用0.1UF和1000pF共用。电源电路设计中,电磁兼容设计是关键设计。主要涉及的电磁兼容设计有:传导发射和浪涌。 传导发射设计一般采用输入滤波器方式。外部采购的滤波器内部电路一般采用下列电路: Cx1和Cx2为X电容,防止差模干扰。差模干扰大时,可增加其值进行抑制;Cy1和Cy2为Y电容,防止共模干扰。共模干扰大时,可增加其值进行抑制。需要注意的是,如自行设计滤波电路,Y电容不可设计在输入端,也不可双端都加Y电容。 浪涌设计一般采用压敏电阻。差模可根据电源输入耐压选取;共模需要电源输入耐压和产品耐压测试综合考虑。 当浪涌能量大时,也可考虑压敏电阻(或TVS)与放电管组合设计。

1 电源输入部分的EMC设计 应遵循①先防护后滤波;②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路,且尽量靠近输入端;③在电源输入端滤波电路前和滤波电路中无采样电路和其它分叉电路;如果一定有采样电路,采样电路应额外增加了足够的滤波电路。 原因说明: ①先防护后滤波: 第一级防护器件应在滤波器件之前,防止滤波器件在浪涌、防雷测试中损坏,或导致滤波参数偏离,第二级保护器件可以放在滤波器件的后面;选择防护器件时,还应考虑个头不要太大,防止滤波器件在PCB布局时距离接口太远,起不到滤波效果。 ②CLASS B规格要求的电源输入端推荐两级滤波电路,且尽量靠近输入端:CLASSB要求比CLASS A要求小10dB,即小3倍,所以应有两级滤波电路; CLASSA规格要求至少一级滤波电路;所谓一级滤波电路指包含一级共模电感的滤波电路。

电路设计的基本原理和方法

电路设计的基本原理和方法 本人经过整理得出如下的电路设计方法,希望对广大电子爱好者及热衷于硬件研发的朋友有所帮助。 电子电路的设计方法 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,然后对方案中的各个部分进行单元的设计,参数计算和器件选择,最后将各个部分连接在一起,画出一个符合设计要求的完整的系统电路图。 一.明确系统的设计任务要求 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,以明确系统应完成的任务。 二.方案选择 这一步的工作要求是把系统要完成的任务分配给若干个单元电路,并画出一个能表示各单元功能的整机原理框图。 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,完成系统的功能设计。在这个过程中要敢于探索,勇于创新,力争做到设计方案合理,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有缺点的分析,最后设计出一个完整框图。框图必须正确反映应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。 三.单元电路的设计,参数计算和期间选择 根据系统的指标和功能框图,明确各部分任务,进行各单元电路的设计,参数计算和器件选择。 1.单元电路设计 单元电路是整机的一部分,只有把各单元电路设计好才能提高整机设计水平。 每个单元电路设计前都需明确各单元电路的任务,详细拟定出单元电路的性能指标,与前后级之间的关系,分析电路的组成形式。具体设计时,可以模仿传输的先进的电路,也可以进行创新或改进,但都必须保证性能要求。而且,不仅单元电路本身要设计合理,各单元电路间也要互相配合,注意各部分的输入信号,输出信号和控制信号的关系。 2.参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求,就需要用电子技术知识对参数进行计算。例如,放大电路中各电阻值,放大倍数的计算;振荡器中电阻,电容,振荡频率等参数的计算。只有很好的理解电路的工作原理,正确利用计算公式,计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时,同一个电路可能有几组数据,注意选择一组能完成电路设计要求的功能,在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: (1)元器件的工作电流,电压,频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求; (2)元器件的极限参数必须留有足够充裕量,一般应大于额定值的1.5倍; (3)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3.器件选择 (1)元件的选择 阻容电阻和电容种类很多,正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同,有解电路对电容的漏电要求很严,还有些电路对电阻,电容的性能和容量要求很高。例如滤波电路中常用大容量(100uF~3000uF)铝电解电容,为滤掉高频通常

电子电路设计与仿真工具

电子电路设计与仿真工具 我们大家可能都用过试验板或者其他的东西制作过一些电子制做来进行实践。但是有的时候,我们会发现做出来的东西有很多的问题,事先并没有想到,这样一来就浪费了我们的很多时间和物资。而且增加了产品的开发周期和延续了产品的上市时间从而使产品失去市场竞争优势。有没有能够不动用电烙铁试验板就能知道结果的方法呢?结论是有,这就是电路设计与仿真技术。 说到电子电路设计与仿真工具这项技术,就不能不提到美国,不能不提到他们的飞机设计为什么有很高的效率。以前我国定型一个中型飞机的设计,从草案到详细设计到风洞试验再到最后出图到实际投产,整个周期大概要10年。而美国是1年。为什么会有这样大的差距呢?因为美国在设计时大部分采用的是虚拟仿真技术,把多年积累的各项风洞实验参数都输入电脑,然后通过电脑编程编写出一个虚拟环境的软件,并且使它能够自动套用相关公式和调用长期积累后输入电脑的相关经验参数。这样一来,只要把飞机的外形计数据放入这个虚拟的风洞软件中进行试验,哪里不合理有问题就改动那里,直至最佳效果,效率自然高了,最后只要再在实际环境中测试几次找找不足就可以定型了,从他们的波音747到 F16都是采用的这种方法。空气动力学方面的数据由资深专家提供,软件开发商是IBM,飞行器设计工程师只需利用仿真软件在计算机平台上进行各种仿真调试工作即可。同样,他们其他的很多东西都是采用了这样类似的方法,从大到小,从复杂到简单,甚至包括设计家具和作曲,只是具体软件内容不同。其实,他们发明第一代计算机时就是这个目的(当初是为了高效率设计大炮和相关炮弹以及其他计算量大的设计)。 电子电路设计与仿真工具包括SPICE/PSPICE;multiSIM7;Matlab;SystemView;MMICAD LiveWire、Edison、Tina Pro Bright Spark等。下面简单介绍前三个软件。 ①SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis):是由美国加州大学推出的电路分析仿真软件,是20世纪80年代世界上应用最广的电路设计软件,

相关文档
相关文档 最新文档