電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐第2章

1、電 子 設(shè) 計(jì) 與 實(shí) 踐 課 程DIAN ZI SHE JI YU SHI JIAN KE CHENG2009年4月第2章 電子設(shè)計(jì)與裝調(diào)基本方法內(nèi)容提要本章主要介紹（1）電子電路設(shè)計(jì)的內(nèi)容。（2）課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告的要求及格式。 教學(xué)基本要求 （1）掌握電路的基本設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)工藝 。 （2）學(xué)會(huì)觀察現(xiàn)象，提高分析判斷及邏輯推理取得正確結(jié)果的能力。 （3）了解課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告的書寫格式。 重點(diǎn)與難點(diǎn) 本章重點(diǎn)：電子電路設(shè)計(jì)方法及裝配、調(diào)試步驟。 本章難點(diǎn)：故障現(xiàn)象的診斷。 第2章主要教學(xué)內(nèi)容一、電子設(shè)計(jì)與裝調(diào)的主要內(nèi)容與要求 1 理論設(shè)計(jì) （1）功能和性能指標(biāo)分析 （2）系統(tǒng)設(shè)計(jì) （3）原理

2、電路設(shè)計(jì) （4）可靠性設(shè) （5）電磁兼容特性設(shè)計(jì) （6）調(diào)試方案設(shè)計(jì) 一、電子設(shè)計(jì)與裝調(diào)的主要內(nèi)容與要求 2 安裝與調(diào)試 3 基本要求 （1）知道電子產(chǎn)品或小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程,學(xué)會(huì)電路的設(shè)計(jì)方法（方案論證、電路設(shè)計(jì)、選擇器件、應(yīng)用EDA工具仿真）。 （2）掌握器件性能特點(diǎn)（晶體管、集成塊選用，阻容元件標(biāo)稱值、誤差等）。 一、電子設(shè)計(jì)與裝調(diào)的主要內(nèi)容與要求 （3）熟悉設(shè)計(jì)工藝（正確焊接、合理布線、控制分布參數(shù)、選擇接地、印刷板制作等）。 （4）掌握電路調(diào)試方法（元器件性能測(cè)試、誤差綜合分析、故障排除）。 （5）學(xué)會(huì)觀察現(xiàn)象的方法，能分析判斷邏輯推理取得正確結(jié)果、并能正確記錄與處理數(shù)據(jù)，用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言

3、清晰、準(zhǔn)確、嚴(yán)密地表達(dá)方案論證及實(shí)測(cè)結(jié)果。 （6）培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。一、電子設(shè)計(jì)與裝調(diào)的主要內(nèi)容與要求 4 電子電路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則 （1）滿足系統(tǒng)功能和性能的要求。 （2）電路簡(jiǎn)單，成本低，體積小。 （3）電磁兼容性好。 （4）可靠性高。 （5）系統(tǒng)的集成度高。 （6）調(diào)試簡(jiǎn)單方便。 （7）生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。 （8）操作簡(jiǎn)單方便。 （9）耗電少。 （10）性能價(jià)格比高。二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法電子電路設(shè)計(jì)的一般流程選擇總體方案硬件單元電路設(shè)計(jì)選擇元器件計(jì)算參數(shù)仿真軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試劃出總電路草圖實(shí)驗(yàn)和測(cè)試系統(tǒng)仿真畫出正式的總體電路圖二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法（1）提出原理

4、方案。對(duì)課題的任務(wù)、要求和條件進(jìn)行仔細(xì)的分析與研究，找出其關(guān)鍵問題是什么，然后根據(jù)此關(guān)鍵問題提出實(shí)現(xiàn)的原理與方法，并畫出其原理框圖。（2）分析方案的可行性和優(yōu)缺點(diǎn)，一般應(yīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以確認(rèn)。（3）比較方案。（4）確定總體方案。（5）畫出較詳細(xì)的框圖。選擇總體方案的一般過(guò)程：1 總體方案的選擇二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法選擇方案時(shí)應(yīng)注意的問題： 關(guān)系到全局的電路要深入分析比較，提出各種具體電路，找出最優(yōu)方案。 不要盲目熱衷于數(shù)字化方案。 要特別注意各單元電路的相互配合，少用接口電路。 即要考慮方案的可行性，還要考慮性能價(jià)格比、可靠性、功耗和體積等實(shí)際問題。 總體方案中軟、硬件的功能劃分。通常在軟件可

5、能的情況下，盡可能采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法2 硬件單元電路的設(shè)計(jì)與選擇 （1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求和已選定的總體方案的原理框圖，確定各單元電路的設(shè)計(jì)要求，必要時(shí)應(yīng)詳細(xì)擬定主要單元電路的性能指標(biāo)。 （2）按前后順序分別設(shè)計(jì)各單元電路。 （3）單元電路之間的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì) 電氣性能相互匹配。主要有阻抗匹配、線性范圍匹配、負(fù)載能力匹配、高低電平匹配等。 單元電路之間的信號(hào)耦合方式：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合和光電耦合。 數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)序配合。二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法 3 硬件電路中元器件選擇與參數(shù)計(jì)算（1）選擇元器件： 首先根據(jù)具體要求和設(shè)計(jì)方案選擇元器件，每個(gè)元器件應(yīng)具有哪些功能和性能指標(biāo)

6、，是否滿足單元電路對(duì)元器件性能指標(biāo)的要求；其次哪些元器件市場(chǎng)上能買到，性能價(jià)格比如何，體積多大。 一般情況下，選擇集成電路，集成電路的選擇可以大大簡(jiǎn)化電路的設(shè)計(jì)，使成本下降。但在特殊場(chǎng)合下，如頻率高、電壓高、電流大或要求低噪聲等，仍須采用分立元件。二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法 （2） 計(jì)算參數(shù)時(shí)應(yīng)注意： 各元器件的工作電壓、電流、頻率和功耗等應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，并留有適當(dāng)裕量。 對(duì)于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件，計(jì)算參數(shù)時(shí)應(yīng)按最不利的情況考慮。 涉及元器件的極限參數(shù)時(shí)，必須留有足夠的裕量，一般按1.5倍左右考慮。 在保證電路性能的前提下，盡可能設(shè)法降低成本，減小器件品種，減小元器件的功耗和體積

7、，為安裝調(diào)試創(chuàng)造有利條件。二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法 4 軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試 （1）軟件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 細(xì)化流程圖中各模塊的功能 確定算法及其表達(dá)式，給定取值上下限或精度。 編寫程序清單。 程序自身調(diào)整。二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法 （2）軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試的一般步驟 根據(jù)產(chǎn)品需要，確定框架，劃分模塊，確定人機(jī)交互或通信的方式與代碼，輸入輸出接口； 確定每個(gè)模塊的算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)模式； 用流程圖等方法，畫出信息加工流向； 根據(jù)選定的語(yǔ)言，編程與調(diào)試，生成執(zhí)行文件； 確定用戶界面（如顯示、打印、鍵入、通信、執(zhí)行部件的驅(qū)動(dòng)等程序）。二、電子電路設(shè)計(jì)的基本方法5 畫出總體電路圖 畫總電路圖的一般方法: （

8、1）畫總電路圖通常從輸入端或信號(hào)源畫起，信號(hào)由左向右傳輸，電壓由上向下依次降低。 （2）采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)畫電路，盡可能把總電路畫在同一張圖樣上，如果電路比較復(fù)雜，可采用分圖。 （3）允許將某些元器件的圖形符號(hào)（例如開關(guān)、按鈕）分成幾個(gè)部分，分別繪在圖面的不同部分； （4）電路圖的引線應(yīng)該與主題欄平行或垂直，引線的彎角地方要成直角。在電器上是相連接的兩條相交引線，在交叉點(diǎn)處要用黑圓點(diǎn)標(biāo)記，反之，交叉點(diǎn)處無(wú)黑圓點(diǎn)。 （5）電路圖中的中大規(guī)模集成電路，通常用框圖形式表示。三、電子電路組裝與調(diào)試電路組裝與調(diào)試的流程 四、干擾得抑制1 抑制干擾源（1）減小來(lái)自電源的噪聲。（2）對(duì)特殊元件采取必要的措施。

9、（3）每個(gè)IC的電源端要并接一個(gè)0.01F0.1F高頻電容，以減小IC對(duì)電源的影響。（4）布線時(shí)避免90折線，減少高頻噪聲發(fā)射。2 切斷干擾傳播路徑（1）合理布置元件。 （2）處理好接地線。（3）用好去耦電容。3 提高敏感器件的抗干擾性能五、故障與診斷電子電路故障診斷與排除的一般流程六、電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐報(bào)告 1 “電子設(shè)計(jì)”報(bào)告的的要求 要求報(bào)告書寫規(guī)范、文字通順、圖紙清晰、數(shù)據(jù)完整、結(jié)論明確。 2 “電子設(shè)計(jì)”報(bào)告的格式 （1）封面：報(bào)告名稱、項(xiàng)目名稱、作者、作者單位、撰寫日期。 （2）摘要：摘要是對(duì)設(shè)計(jì)報(bào)告的總結(jié)，包含設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、主要方法、創(chuàng)新點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)、結(jié)果和結(jié)論。 （3）目錄：目錄包含設(shè)計(jì)報(bào)告的章節(jié)標(biāo)題、附錄的內(nèi)容及其對(duì)應(yīng)的頁(yè)碼。六、電子設(shè)計(jì)與實(shí)踐報(bào)告 （4）正文：正文是設(shè)計(jì)報(bào)告的核心。設(shè)計(jì)報(bào)告正文的主要內(nèi)容有：功能及性能指標(biāo)；總體設(shè)計(jì)方案論證及選擇；硬件單元電路的設(shè)計(jì)與選擇，硬件電路結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)計(jì)算與選擇、EDA仿真；