电子设计与实践第2章

1、电 子 设 计 与 实 践 课 程DIAN ZI SHE JI YU SHI JIAN KE CHENG2009年4月第2章 电子设计与装调基本方法内容提要本章主要介绍（1）电子电路设计的内容。（2）课程设计总结报告的要求及格式。 教学基本要求 （1）掌握电路的基本设计方法和设计工艺 。 （2）学会观察现象，提高分析判断及逻辑推理取得正确结果的能力。 （3）了解课程设计总结报告的书写格式。 重点与难点 本章重点：电子电路设计方法及装配、调试步骤。 本章难点：故障现象的诊断。 第2章主要教学内容一、电子设计与装调的主要内容与要求 1 理论设计 （1）功能和性能指标分析 （2）系统设计 （3）原理

2、电路设计 （4）可靠性设 （5）电磁兼容特性设计 （6）调试方案设计 一、电子设计与装调的主要内容与要求 2 安装与调试 3 基本要求 （1）知道电子产品或小系统的设计流程,学会电路的设计方法（方案论证、电路设计、选择器件、应用EDA工具仿真）。 （2）掌握器件性能特点（晶体管、集成块选用，阻容元件标称值、误差等）。 一、电子设计与装调的主要内容与要求 （3）熟悉设计工艺（正确焊接、合理布线、控制分布参数、选择接地、印刷板制作等）。 （4）掌握电路调试方法（元器件性能测试、误差综合分析、故障排除）。 （5）学会观察现象的方法，能分析判断逻辑推理取得正确结果、并能正确记录与处理数据，用简洁的语言

3、清晰、准确、严密地表达方案论证及实测结果。 （6）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。一、电子设计与装调的主要内容与要求 4 电子电路设计应遵循的基本原则 （1）满足系统功能和性能的要求。 （2）电路简单，成本低，体积小。 （3）电磁兼容性好。 （4）可靠性高。 （5）系统的集成度高。 （6）调试简单方便。 （7）生产工艺简单。 （8）操作简单方便。 （9）耗电少。 （10）性能价格比高。二、电子电路设计的基本方法电子电路设计的一般流程选择总体方案硬件单元电路设计选择元器件计算参数仿真软件设计与调试划出总电路草图实验和测试系统仿真画出正式的总体电路图二、电子电路设计的基本方法（1）提出原理

4、方案。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。（2）分析方案的可行性和优缺点，一般应通过实验加以确认。（3）比较方案。（4）确定总体方案。（5）画出较详细的框图。选择总体方案的一般过程：1 总体方案的选择二、电子电路设计的基本方法选择方案时应注意的问题： 关系到全局的电路要深入分析比较，提出各种具体电路，找出最优方案。 不要盲目热衷于数字化方案。 要特别注意各单元电路的相互配合，少用接口电路。 即要考虑方案的可行性，还要考虑性能价格比、可靠性、功耗和体积等实际问题。 总体方案中软、硬件的功能划分。通常在软件可

5、能的情况下，尽可能采用软件来实现。二、电子电路设计的基本方法2 硬件单元电路的设计与选择 （1）根据设计要求和已选定的总体方案的原理框图，确定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。 （2）按前后顺序分别设计各单元电路。 （3）单元电路之间的级联设计 电气性能相互匹配。主要有阻抗匹配、线性范围匹配、负载能力匹配、高低电平匹配等。 单元电路之间的信号耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合和光电耦合。 数字系统的时序配合。二、电子电路设计的基本方法 3 硬件电路中元器件选择与参数计算（1）选择元器件： 首先根据具体要求和设计方案选择元器件，每个元器件应具有哪些功能和性能指标

6、，是否满足单元电路对元器件性能指标的要求；其次哪些元器件市场上能买到，性能价格比如何，体积多大。 一般情况下，选择集成电路，集成电路的选择可以大大简化电路的设计，使成本下降。但在特殊场合下，如频率高、电压高、电流大或要求低噪声等，仍须采用分立元件。二、电子电路设计的基本方法 （2） 计算参数时应注意： 各元器件的工作电压、电流、频率和功耗等应在允许的范围内，并留有适当裕量。 对于环境温度、交流电网电压等工作条件，计算参数时应按最不利的情况考虑。 涉及元器件的极限参数时，必须留有足够的裕量，一般按1.5倍左右考虑。 在保证电路性能的前提下，尽可能设法降低成本，减小器件品种，减小元器件的功耗和体积

7、，为安装调试创造有利条件。二、电子电路设计的基本方法 4 软件设计与调试 （1）软件设计的主要内容 细化流程图中各模块的功能 确定算法及其表达式，给定取值上下限或精度。 编写程序清单。 程序自身调整。二、电子电路设计的基本方法 （2）软件设计与调试的一般步骤 根据产品需要，确定框架，划分模块，确定人机交互或通信的方式与代码，输入输出接口； 确定每个模块的算法、数据结构和存储模式； 用流程图等方法，画出信息加工流向； 根据选定的语言，编程与调试，生成执行文件； 确定用户界面（如显示、打印、键入、通信、执行部件的驱动等程序）。二、电子电路设计的基本方法5 画出总体电路图 画总电路图的一般方法: （

8、1）画总电路图通常从输入端或信号源画起，信号由左向右传输，电压由上向下依次降低。 （2）采用国际标准符号画电路，尽可能把总电路画在同一张图样上，如果电路比较复杂，可采用分图。 （3）允许将某些元器件的图形符号（例如开关、按钮）分成几个部分，分别绘在图面的不同部分； （4）电路图的引线应该与主题栏平行或垂直，引线的弯角地方要成直角。在电器上是相连接的两条相交引线，在交叉点处要用黑圆点标记，反之，交叉点处无黑圆点。 （5）电路图中的中大规模集成电路，通常用框图形式表示。三、电子电路组装与调试电路组装与调试的流程 四、干扰得抑制1 抑制干扰源（1）减小来自电源的噪声。（2）对特殊元件采取必要的措施。

9、（3）每个IC的电源端要并接一个0.01F0.1F高频电容，以减小IC对电源的影响。（4）布线时避免90折线，减少高频噪声发射。2 切断干扰传播路径（1）合理布置元件。 （2）处理好接地线。（3）用好去耦电容。3 提高敏感器件的抗干扰性能五、故障与诊断电子电路故障诊断与排除的一般流程六、电子设计与实践报告 1 “电子设计”报告的的要求 要求报告书写规范、文字通顺、图纸清晰、数据完整、结论明确。 2 “电子设计”报告的格式 （1）封面：报告名称、项目名称、作者、作者单位、撰写日期。 （2）摘要：摘要是对设计报告的总结，包含设计的主要内容、主要方法、创新点、关键技术、结果和结论。 （3）目录：目录包含设计报告的章节标题、附录的内容及其对应的页码。六、电子设计与实践报告 （4）正文：正文是设计报告的核心。设计报告正文的主要内容有：功能及性能指标；总体设计方案论证及选择；硬件单元电路的设计与选择，硬件电路结构和元器件参数计算与选择、EDA仿真；